KR20010015816A - 외과용 스크루 및 골절 안정 이식물 - Google Patents

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헬무트 묵테르
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Abstract

플레이트는 선호되는 두 개의 스크루용 가이드를 제공하고, 상기 가이드는 플레이트에 대해 일정 각도로 안정한 방식으로 스크루를 보지한다. 더욱이, 스크루는 안정되고 탈착 가능한 방식으로 조임 장치와 함께 고정되는 것이 선호되고, 상기 조임 장치는 스크루 원통 방향의 움직임과 스크루 원통 주위로의 회전을 방지한다.
이를 위해, 외부 나선 직경을 가지는 특정 스크루가 필요하고, 상기 외부 나선 직경은 인접 원통 직경보다 커야 한다. 안정한 안내를 위해, 원통 직경은 스크루 헤드 영역에서 확대된다.

Description

외과용 스크루 및 골절 안정 이식물{IMPLANT FOR STABILIZING A FRACTURE AND SCREW FOR USE IN SURGERY}
일반적인 이식물로서 T형 플레이트가 공지되어 있다. 그 풋(foot) 부분은 서로의 꼭대기에 배열되는 세 개의 구멍을 포함하고, 십자형으로 배열되는 헤드 부분은 서로 옆에 두 개의 구멍을 포함한다. 이 플레이트는 코티칼리 스크루와 함께 상완골 축에 고정되고, 스폰지오사 스크루와 함께 상완골 헤드에 고정된다. 그래서, 두 부분이 서로에 대해 안정된다. 더욱이, L형 플레이트와 작은 조각의 T형 플레이트가 이들 상완골 골절의 치료용으로 공지되어 있다.
이들 골합성 플레이트는 단순한지지 플레이트로만 작용한다. 즉, 샤프트 조각과 헤드 조각이 반드시 플레이트에 대해 죄어져야 한다. 운동에 안정한 골합성의 조건은 헤드 및 샤프트 조각에 스크루를 양호하게 보지하고, 서로에 대해 두 주요 조각의 내측부에서 양호한 골 지지체이다. 고령자 골의 경우에, 적용되는 스폰지오사 스크루는 충분한 보지력을 갖지 못하고, 그래서 치유 과정 중 실행되는 물리 요법 동안 스크루가 느슨해질 수 있다. 더욱이, 골절 영역에서 골의 폭넓은 노출이 요구되고, 이는 조각의 혈액 순환을 방해하여, 골의 치유를 방해한다.
이는 현재 사용되는 가장 보편적인 치료법으로서, 이때 상완골은 며칠동안 흉부에 고착되고 그 이후에 다시 천천히 움직이기 시작한다. 그러나, 이는 골절 공간이 구분되어 움직이게 하고, 이는 청각골에 염발음을 유발하고 강한 통증을 수반할 것이다. 이 상황은 움직임 요법을 보다 복잡하게 하고, 환자에게 통증 감내를 요구하여야 하며, 물리 치료사에게 높은 수준의 설득을 요구하게 된다. 이로서, 견부 접합의 이동성을 유지할 수 있다. 그러나 많은 경우에, 견부 접합의 이동성에 상당한 결점이 남게 된다.
발명은 스크루용 구멍이 제공되는 플레이트를 가지는 튜버큘러(tubacular)가 있거나 없으면서 상완골의 헤드 영역에 이식되는 상완골 골절의 안정 이식물에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 외과용 스크루에 관한 것이다.
도 1은 상완골에 스크루로 고정되는 플레이트의 도면.
도 2는 조임 스크루를 가지는 노출 플레이트의 도면.
도 3은 조임 스크루의 위치 상세도.
도 4는 플레이트 레스트 영역에 상완골 헤드 스크루를 죄기 위한 실시예의 도면.
도 5는 스크루 헤드 나선을 이용하여 조임을 실시하는 실시예의 도면.
도 6은 상완골 헤드 스크루의 도면.
도 7은 도 6에 따르는 상완골 헤드 스쿠루의 나선의 도면.
도 8은 상완골에 스크루로 고정되는 플레이트의 도면.
도 9는 도 8의 확대 상세도.
그러므로 발명은 일반적 이식물을 보다 개선하는 작업을 바탕으로 한다. 이때의 개선 사항이란, 골절의 용이하고 안전한 안정화를 이루는 것이다.
이 작업은 두 개의 상완골 헤드 스크루(선호됨)를 가이드로 제공하는 플레이트에 의해 해결된다. 상기 플레이트는 상완골 헤드 스크루를 플레이트에 각도를 가지고 안정화시킨다.
플레이트와 골간의 거리가 변화할 경우 또는 가이드가 골 내에서 느슨해질 때, 발명에 따르는 가이드는 플레이트에 특정 각으로 스크루를 보지하게 한다. 더욱이, 주어진 최적각으로 나사를 배열하도록 작동 중 가이드가 돕는다.
두 개의 상완골 헤드 스크루를 사용할 때, 서로에 대해 골의 헤드 및 샤프트 조각을 각도 안정하게 부착할 뿐 아니라, 회전 안정성이 상완골 헤드 스크루의 느슨해짐을 방지하도록 이루어진다(예를 들어 스윙 운동 중).
가이드가 구멍의 일부이고, 그 단면이 상완골 헤드 스크루의 원통 직경에 상응하는, 출원의 예가 제공된다. 이 가이드는 한 각도로 스크루를 보지하기 위해 플레이트 두께를 사용한다. 이를 위해, 구멍의 내부 직경은 스크루의 원통 단면의 외부 직경에 정확하게, 구멍의 한 개 이상의 단면에서 조절된다. 그래서, 스크루가 구멍 내로 삽입될 수 있지만, 이후에 스크루 원통의 축 방향으로 이동할수만 있다. 이 구조가 플레이트 두께를 필요로 하지만, 플레이트 표면으로 돌출하거나 뼈에 이르는 가이드가 선호된다.
가이드에 의해 정해지는 각은 상완골 헤드의 각과 대략 일치하여야 한다. 그러므로, 35도와 40도 사이의 각(37.5도 선호)이 제시되고, 이는 상완골 샤프트의 종방향 축에 대해 측정된 값이다.
플레이트가 조임 장치를 제공할 수 있다면 특히 바람직하다. 이때 상기 조임 장치는 원통 방향으로의 움직임에 대해 또는 스크루 원통 주위로의 회전에 대해 안정적인 방식으로 상완골 헤드 스크루를 부착한다. 또한 제거가능한 조임 장치가 선호된다. 이러한 조임 장치는 플레이트에 대해 스크루의 움직임을 방지하여, 상완골의 격한 움직임에도 느슨해지지 않도록 견고하게 보지하는 이식물을 제공한다.
상완골 헤드 스크루의 구멍 사이에 대각선 구멍의 간격이 제공되는 것이 이러한 조임 장치의 선호되는 구조이다. 스크루는 대각선 구멍에 삽입될 수 있고, 그 방식은 스크루를 조임으로서 간격을 좁히는 것이다. 이는 구멍의 직경을 약간 변형시키게 되고, 그래서 각 위치가 고정되는 상황에서 상완골 스크루를 고착시킨다.
상완골 헤드 스크루의 구멍은 서로 평행하게 배열되어, 그 축들이 상완골 샤프트의 종방향 축과 한 평면에 놓이게 된다. 상완골 헤드 스크루의 축은 약 35-40도의 정해진 각도로 상완골 샤프트의 종방향 축을 자른다. 한 라인의 스크루의 이 배열은 골절 영역에 뼈를 매우 좁게 노출시키는 작동을 가능하게 한다. 이는 신속한 골치유를 가능하게 한다. 왜냐하면, 혈액 순환 방해가 제거되기 때문이다.
잘려나간 튜버큘러의 재부착용 PDS 코드나 와이어 세렐라지(wire cerelage)를 구현하기 위하여, 상부나 하부에 평행하게 이어지는 플레이트 위에 구멍을 추가하는 것이 제안된다. 이 구멍들은 조임 장치 영역과 플레이트 끝단에 제공되는 것이 선호될 것이다.
플레이트의 선호되는 구조는 매우 간단한 방식으로 설계된다. 이 플레이트는 최대 길이 100mm, 최대폭 12mm, 그리고 두께는 4-9.5mm이다. 스크루 가이드의 특별 설계는 대략 7mm의 최대 플레이트 두께를 허용한다. 그 형태에서, 플레이트는 인접 상완골 영역의 해부학적 성질로 조절된다. 하부에서, 플레이트는 상완골 샤프트의 인접부에 표준 코티칼리 스크루로 죄어진다. 접합부 인접 영역에서 어떤 높은 벤딩 모멘트도 발생하지 않음으로 인해, 세 개의 나사를 이용한 부착이라면 충분하다. 상완골 샤프트 영역에 다다르도록 골절을 맞추기 위해, 플레이트는 상완골 샤프트 영역에 상응하는 많은 수의 스크루 구멍보다 길게 설계될 수 있을 것이다.
발명에 따르는 작업은 외과용 스크루 헤드를 가지는 스크루에 의해 또한 해결된다. 스크루의 외부 나선 직경은 인접 원통 직경보다 크다. 발명에 따르는 이 스크루는 스크루 헤드 영역의 원통 직경이 외부 나선 직경 이상이고 스크루 헤드의 직경 이하인 것을 특징으로 한다.
이러한 방식으로 고안된 스크루는 스크루를 구멍으로 안내하여, 스크루가 보지 플레이트에 일정 각도로 배열될 수 있다. 보지 플레이트가 두껍게 설계될수록, 스크루 안내가 쉬워진다. 특히 경도가 큰 물질의 경우에, 고정 안내 장치를 상대적으로 얇은 플레이트와 함께 얻을 수 있다.
외과에서 특히 자주 사용되는 스폰지오사 나선은 스크루 원통에 대해 더 큰 외부 나선 직경을 가지고, 그래서 앞서의 해법이 이와 같은 나선을 가지는 스크루용으로 특히 적합하다.
앞서 기술된 스크루가 종방향 구멍을 가진다면 더욱 바람직하다. 이러한 종방향 구멍은 특정 안내 와이어 시스템에 스크루를 위치시킨다. 외과의 이러한 안내 와이어 시스템의 사용은 뮐러, 알괴버, 슈나이더, 윌레네거의 "골합성 편람(1992)"(스프링거 페르라크, 3판)에서 공지되어 있다.
발명의 다른 구조는 도면과 실시예에서 또한 설명된다.
도 1은 니어의 III-형 인접 상완골 골절을 가지는 상완골의 도면이다. 도시되는 골절 상완골부는 상완골 헤드(2)와 상완골 샤프트(3)의 인접부로 이루어진다. 플레이트(4)는 주요 상완골에 접촉하고, 인접 상완골 영역의 해부학적 상황에 맞춰 그 형태를 조절한다. 플레이트의 전체 길이는 95mm, 상완골 샤프트 인접 면의 범위의 두께는 4mm, 그리고 상완골 헤드 영역에서 9.5mm까지 강화될 수 있다. 플레이트의 폭은 최대 12mm이다.
이 플레이트는 표준 코티칼리 스크루(5, 6, 7)를 가지는 상완골 샤프트의 인접면(3)에 하부로 조여진다. 특정 상완골 헤드 스크루(8, 9)의 시트가 조임 조(clamping jaw)(10)로서 플레이트(4)의 상부에 제공되고, 이는 상완골 헤드 스크루(8, 9)를 플레이트(4)에 강하게 조이게 한다.
도 2는 분리된 플레이트(4)를 도시한다. 플레이트(4)의 하부(11)에서, 세 개의 구멍(12, 13, 14)이 단일 라인에 제공되고, 그 중간 구멍(13)은 긴 구멍으로 나타난다. 이 구멍들은 표준 코티칼리 스크루(5, 6, 7)를 수용하도록 고안되었다. 이 구멍들 사이에, 플레이트가 좁은 면(15, 16)을 가지고, 이 면을 통해 플레이트에 보다 일정한 스트레스 분포를 얻을 수 있다. 접촉면(17)은 평면이 아닌 오목한 방식으로 설계되고, 이를 이용하여 플레이트는 상완골 표면에 보다 양호하게 접촉한다.
라인(18, 19)은 좁은 면(15, 16)의 가시 변부를 나타내고, 이 면들은 플레이트의 오목한 형태로 인해 디스플레이된다. 그러므로, 어떤 요홈도 생기지 않고, 플레이트는 전체 표면에 접촉하게 된다.
플레이트(4)의 상부(20)는 상완골 헤드 스크루(8, 9)에 대한 시트로서 가이드(21, 22)를 도시한다. 이 가이드들은 상완골의 종방향 축에 대해 37.5도의 각(23)으로 배열된다. 이는 상완골 헤드의 생리학적 각도와 대략 상응한다. 이 가이드들은 구멍으로 작용하고, 이는 큰 직경과 작은 직경을 가지며, 큰 직경은 스크루 헤드(24)를 수용하고, 작은 직경은 더 두꺼운 스크루 원통(25)을 수용한다. 가이드(21, 22)의 깊이와, 이 영역의 플레이트(4)의 두께는 아래의 방식으로 선택된다. 즉, 가이드의 길이가 정해진 각도로 스크루(8, 9)를 보지하기에 충분하도록 선택된다.
도 2에 도시되는 플레이트(4) 상부(20)에서의 평면도는 플레이트(4)가 가이드로 작용하는 구멍(21, 22) 사이의 간격을 가지는 것을 도시한다. 이 간격 사이에, 구멍(26)이 제공되고, 조임 조 스크루(27)가 조여질 수 있다.
도 3은 조임 조 장치(28)를 이용하여 스크루(8, 9)와 두꺼운 부분(25)을 특히 조이는 과정을 도시한다. 조임 조 스크루(27)를 구멍(26)의 나선으로 조이면, 간격(29) 양면에 위치하는 플레이트(4) 부분은 서로를 향해 이동하여, 간격(29)이 좁아지게 된다. 그 결과, 가이드(21, 22)의 단면이 약간 변형되어, 가이드의 측벽이 스크루(8,9)의 원통면(25)에 대해 눌려지게 된다. 그 결과, 스크루(8, 9)는 스크루 축(30) 주위로의 회전에 대해, 그리고 스크루 축(30) 방향의 움직임에 대해 고정 각위치에 고정되게 된다.
도 4는 선택적인 조임 장치(31)를 도시한다. 플레이트(4)의 상완골 헤드 스크루(8, 9)를 이 방식으로 조임으로서, 스크루 헤드(32)는 구멍이 생기고, 내부에 원추형 구멍(33)과 나선(34)을 가지게 된다. 나선(34)의 내부 단부에, 육각형 소켓(35)이 스크루에 따르고, 이로 인해 스크루(8)가 상완골 헤드 내로 조여진다. 스크루(8)에서의 조임 이후에, 원추형 스크루(36)가 육각형 소켓(37)을 가지면서 스크루(8)의 나선(33)으로 조여들어간다. 그 결과, 상완골 헤드 스크루(8)의 구멍난 헤드(32)는 개별적으로 압력을 받아, 플레이트(4)에 강하게 조여진다.
도 5는 조임 장치(38)의 선택적인 실시예를 도시한다. 이 형태의 조임으로, 스크루 헤드(39) 옆의 원통의 상완골 헤드 스크루(8)는 외부 나선(40)으로 설계되고, 가이드로 작용하는 플레이트(4)의 스크루 시트(41)는 상응하는 내부 나선으로 설계된다. 플레이트(4)의 나선의 정확한 직경은 스크루 단부에서 스크루(8)의 스폰지오사 나선의 직경 이상이어야 한다. 스크루 헤드 나선(40)의 피치와, 스크루 단부의 스피노사 나선은 대략 동일하여야 하고, 그래서 상완골 헤드 나선(8)이 삽입될 수 있다. 더욱이, 피치(40)는 자체 잠금이 가능한 방식으로 설계되어야 한다. 상완골 헤드 스크루(8)를 조일 때, 플레이트(4)의 상완골 헤드 나사(8)의 확고한 조임이 보장되는 것을 이용하여 최종적으로 확고하게 조여진다.
이전에 기술된 두 변화에 비교할 때 이 변화는 최소한의 내부 조각 압축만을 가진다. 그러므로 이는 상완골 헤드의 내부 정착제처럼 작동한다.
기술된 상완골 헤드 스크루 가이드의 위치 사이에서, 플레이트에 구멍(42, 43)이 제공되고, 상기 구멍은 잘려나간 튜버큘러의 재부착을 위한 PDS 코드나 와이어 세렐라지(wire cerelage)를 수용하는 작용을 한다.
스크루(9)에 설계면에서 상응하지만 길이면에서는 다른 스크루(8)가 도 6에 도시된다. 이 스크루는 스크루 헤드(44), 스크루 원통(45), 그리고 나선(52)으로 이루어진다. 스크루 원통(45)은 헤드(44)를 향한 원추형태를 취하여, 헤드(44) 영역에서 점점 두꺼워진다. 이 두꺼운 원통부(46)는 원통의 거리에 따라 제공되는 것으로, 나머지 원통 직경(48)에 비교할 때 상당히 큰 원통 직경(47)을 가진다. 나선(52)의 외부 직경(49)은 원통부(45)의 직경보다 커야 한다. 그러나, 더 두꺼운 원통부(46)의 직경(47)보다는 작거나 같다. 스크루(8)는 중앙 구멍(50)을 가진다. 그래서, 특정 안내 시스템에 대해 위치하고, 스크루 조임용 육각형 소켓(51)이 스크루 헤드(44) 내에 제공된다.
요구되는 스크루 길이의 조절을 위해, 이 나사들의 나사 길이는 5mm 간격으로 40 mm와 80 mm 사이에서 이루어진다. 이는 다른 골절과 다른 뼈에 대한 적절한 스크루 길이를 선택할 수 있게 한다.
스크루는 스폰지오사 나선을 가진다. 이러한 나선의 형태가 도 7에 도시된다. 발명에 따르는 응용 영역에 대해, 6.5 mm 스폰지오사 나선을 가지는 표준 스크루가 아니라 8.5 mm의 스폰지오사 나선을 가지는 스크루가 제공된다. 이 스크루는 뼈 내에 상당히 큰 보지력을 생성하고, 그러므로 골다공증으로 변화하는 뼈에 사용하기 적합하다.
도 8에 도시되는 플레이트 설계는 도 1의 플레이트 설계에 본질적으로 따르게 된다. 그러나, 플레이트는 상완골 헤드 스크루 수용 영역에서 보다 좁게 설계된다. 상완골 헤드 스크루(53, 54)는 도 1에서와 같이 큰 헤드를 가지지 않고, 안내 원통(55, 56)을 끝단으로 가진다. 상완골 헤드 스크루(53, 54)에 플레이트(57)의 지지 표면을 제공하기 위해, 도 9에 도시되는 바와 같이, 구멍(58)은 연속적이 아니지만, 약 15도의 각도(60)로 뼈(59)와의 접촉에서 직접 감소하게 된다.
플레이트(57)의 구멍(58)의 경사 위치로 인해 "노즈(nose)"가 결과적으로 생성되고, 이는 스크루(54, 53)의 지지 표면으로 작용한다. 상완골 헤드 스크루(53, 54)의 스폰지오사 나선(61)은 이러한 작은 외부 직경을 수용할 수 있어서, 좁은 구멍(58)을 통해 삽입될 수 있다. 또는, 상완골 헤드 나사가 문제없이 구멍(58)의 좁은 단면으로 조여들 수 있도록 "노즈"와 스폰지오사 나선이 일치한다.
선호되는 구조의 결과로, 플레이트(57)는 플레이트(4)보다 약 25~30% 좁게 설계된다. 최대폭은 7mm이다. 플레이트(57)의 샤프트 영역에서 코티칼리 스크루(62, 63, 64)를 이에 비교하면, 약 6 mm 정도 증가한다.
설계에 따라, 조임 조 나사(65)의 나선은 M5로부터 M4가지 감소되었고, PDS 코드나 와이어를 수용하기 위한 구멍(66)은 플레이트(57)의 상부 단부로 이동하였다.

Claims (12)

  1. 튜버큘러의 상호작용을 받거나 받지 않으면서 상완골 헤드 영역에 상완골 골절 안정을 위한 이식물로서, 상기 이식물은 플레이트(4)를 갖추고, 상기 이식물의 스크루(5, 6, 7)용 구멍(12, 13, 14)이 배열되며, 상기 이식물에서,
    플레이트(4)는 선호되는 두 개의 상완골 헤드 스크루(8, 9)용 가이드(21, 22)를 제공하고,
    상기 가이드는 플레이트에 대해 일정 각도(23)로 상완골 헤드 스크루(8, 9)를 안정적으로 보지하는 것을 특징으로 하는 이식물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드(21, 22)는 구멍의 일부이고, 상기 가이드의 단면은 상완골 헤드 스크루(8, 9)의 원통 직경(47)에 상응하는 것을 특징으로 하는 이식물.
  3. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 각도(2, 3)는 35~40도이고, 37.5도가 선호되는 것을 특징으로 하는 이식물.
  4. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 플레이트(4)는 조임 장치(28, 31, 38)를 제공하고, 상기 조임 장치(28, 31, 38)는 스크루 원통(45) 주위로의 회전에 대해, 또는 원통 방향으로의 움직임에 대해 안정한 방식으로 상완골 헤드 스크루(8, 9)를 부착시키며, 상기 조임 장치(28, 31, 38)는 착탈식인 것을 특징으로 하는 이식물.
  5. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 플레이트는 상완골 헤드 스크루(8, 9)의 구멍 사이에 대각선 구멍(26)을 가지는 간격(29)을 조임 장치로 제공하는 것을 특징으로 하는 이식물.
  6. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 상완골 헤드 스크루(8, 9)의 구멍(21, 22)의 축이 상완골 샤프트의 종방향 축과 동일 평면에 위치하는 것을 특징으로 하는 이식물.
  7. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 플레이트(4)는 상부 및 하부에 평행하게 이어지는 구멍(42, 43)을 제공하는 것을 특징으로 하는 이식물.
  8. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 플레이트(4)는 6-8mm까지의 최대 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 이식물.
  9. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서, 플레이트(4)는 12mm의 최대 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 이식물.
  10. 스크루 헤드와 외부 나선 직경(49)을 가지는 외과용 스크루로서, 상기 외부 나선 직경(49)은 인접 원통 직경(48)보다 크며,
    스크루 헤드(44) 영역의 원통 직경(47)은 내부 나선 직경(49) 이상이고, 스크루 헤드의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 스크루.
  11. 제 10 항에 있어서, 스크루는 스폰지오사 나선(52)을 가지는 것을 특징으로 하는 스크루.
  12. 제 10 항 또는 11 항에 있어서, 스크루는 종방향 구멍(50)을 가지는 것을 특징으로 하는 스크루.
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