KR20010030657A - 척추 골합성 나사 및 플레이트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 두 개의 치형 나사(10)와 이 나사를 실질적으로 단단하게 체결하기 위한 플레이트(20)로 구성된 척추 골합성 장치에 관한 것이다. 각각의 나사는 척추고정나사부와 비원형 단면의 헤드(13), 그리고 너트(40)를 수용하는 나사산 단부 생크(14)를 구비하고 있다. 이 플레이트는 나사단부에 나사산 생크에 의해 상기 헤드와 상기 너트 사이에 체결되도록 횡방향으로 적어도 하나의 개구(21, 22)가 마련되고, 부재(30)가 각 헤드(13)와 플레이트 사이에 각체결을 유발하도록 배열되어어 있다. 본 발명은 상기 체결수단이 플레이트와 나사 헤드 사이에 바로 장착되고 나사산 생크에 가로지르는 부재(30)를 포함하고, 상기 부재는 상기 헤드(13)에 마련된 형상의 제1 체결합체부재와 상기 플레이트(20)에 마련된 형상의 제2 체결합체부재를 구비한다.

Description

척추 골합성 나사 및 플레이트 장치{SCREW AND PLATE SYSTEM FOR BACKBONE OSTEOSYNTHESIS}
당업계에 공지된 이러한 종류의 장치는 치료하고자 하는 인접 척추에 고정시키는 적어도 두 개의 치형 나사와, 나사 헤드에 단단하게 체결되는 방법으로 고안된 연결 플레이트로 구성되어 있다.
EP-A-0 441 084 호에는 특히 나사를 골조에 삽입하기 위한 육각 단면부와, 그 상단에 나사산 생크를 구비하는 척추 골합성 조임쇠장치가 개시되어 있다.
플레이트는 각종 나사산 생크가 삽입될 수 있는 복수 개의 장방형 개구와, 헐렁해지는 것을 방지하기 위해 각 치형 나사의 육각부의 회전을 방지하도록 하부면에 개방 홈을 구비하고 있다.
각 치형 나사는 나사의 나사산 생크가 통과하고 플레이트의 상부를 고정하는 등자쇠(stirrup)에 연결되어 있고; 결국, 상부에 있는 등자쇠와 함께 나사의 육각부 사이에 플레이트를 고정하고 부동화하기 위해 너트는 나사산 생크에 체결 고정된다.
플레이트의 상부면과 등자쇠의 하부면에 상보적인 융기 형태를 구비하여 나사에 대해 플레이트의 종방향 미끄럼을 방지한다.
이러한 구조가 일반적으로 만족스럽지만, 그럼에도 불구하고 이러한 고정장치는 몇가지 단점을 갖는다.
플레이트와 등자쇠가 압축시 두 개의 평면을 통해서만 협동하기 때문에 융기 형태를 구비하여야만 하고, 융기 형태가 없는 경우 척추에 허용되지 않는 상대적인 이동이 발생할 가능성이 있다.
이러한 융기 형태에 요구되는 기계가공은 플레이트와 등자쇠의 단위 비용을 상당히 증가시킨다.
또한, 융기 형태는 플레이트와 등자쇠의 분리성 상호 위치를 특정 수, 즉 나사 사이 분리 거리의 특정 수만을 허용하는, 나사 사이의 특정수의 분별 거리 시스템의 미세 조정을 방해할 수 있고, 더욱이 최종 체결 이전에 너트를 과대 체결할 경우, 조정시 플레이트와 등자쇠의 상호 미끄럼을 방해할 수 있다.
결국, 상기와 같은 종래 기술에서는 너트상에 나사 결합하기 전에 플레이트의 상단에 고정되는 각종 등자쇠가 필요하게 되므로 번거롭고 체결전에 등자쇠의 위치 설정이 잘못될 우려가 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 결점을 해결하고 각종 요소를 더욱 간단히 기계 가공할 수 있는 플레이트식 연결 장치를 제공하면서 양호한 안정성을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 번거롭고 너트를 체결하기 이전에 등자쇠의 불안정한 고정을 피할 수 있기 때문에 간단하게 고정할 수 있는 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 각종 척추 사이에 걸리는 응력 분포를 개선하기 위해 어느 정도의 탄성 변형을 가지는 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명은 일반적인 척추 골합성 "플레이트식" 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 척추형 이식장치의 사시도,
도 2는 이식장치의 측면도,
도 3은 확대된 임플랜드의 다른 사시도,
도 4는 이식장치의 단부 측면도,
도 5는 이식장치에 사용된 플레이트의 사시도,
도 6은 플레이트의 다른 변형을 도시하는 측단면도,
도 7은 도 6에 도시한 플레이트의 단면도,
도 8은 도 6 및 도 7에 도시한 플레이트의 평면도,
도 9 내지 도 11은 플레이트의 3개의 다른 변형예을 도시하는 평면도,
도 12는 이식장치의 연결 및 체결부재를 도시하는 정면 측면도,
도 13은 도 12에 도시한 부재의 측면도,
도 14는 도 12 및 도 13에 도시한 부재의 평면도이다.
따라서, 본 발명은 두 개 이상의 치형 나사와 이 나사들을 견고하게 함께 체결하도록 구성된 연결 플레이트를 포함하고, 각각의 나사는 척추 고정 나사산부와 비원형 단면 헤드, 그리고 너트와 합체되도록 구성된 나사산 단부 생크를 갖고, 상기 플레이트는 관통하는 나사의 나사산 단부 생크를 갖고 상기 비원형 단면 헤드와 상기 너트 사이에 고정되도록 구성된 하나 이상의 개구와 각 치형 나사의 헤드와 플레이트 사이의 상대적 각운동을 방지하기 위해 제공된 체결수단을 구비하는 척추 골합성장치에 있어서, 원형 체결수단은 상기 플레이트와 치형 나사의 상기 헤드 사이에 부가되는 부재를 포함하며, 이 부재는 상기 헤드에 마련된 형상의 제1 체결합체부재와 상기 플레이트에 마련된 형상의 제2 체결합체부재를 구비한다.
한정하는 것은 아니지만, 본 발명에 따른 척추 골합성 장치의 바람직한 실시예는:
- 형상의 제1 체결합체부재는 상부로부터 상기 부착부재에 의해 상기 비원형 단면 헤드의 걸치기(straddling)이고,
- 부착부재는 상기 치형 나사 헤드의 두 개의 평행한 편평부 사이의 거리 보다 약간 큰 폭을 갖는 두 개의 측방향 레그를 구비하고,
- 형상의 제2 체결합체부재는 하부로부터 상기 부착부재에 의해 상기 플레이트의 걸치기이고,
- 상기 부착부재는 그 사이에 경사 융기 가장자리가 마련된 채널을 한정하는 두 개의 측방향 컬럼을 구비하고,
- 상기 플레이트는 상기 부착부재의 상기 베벨 상에서만 지지되고,
- 상기 부착부재는 치형 나사의 나사산 단부 생크가 관통할 수 있는 중앙 구멍이 마련된 디스크 형상의 코어를 구비하고,
- 상기 부착부재의 폭은 플레이트의 폭과 동일하고,
- 치형 나사의 세트와, 일정한 기하 형태의 장방형 구멍과 서로 상이한 길이를 가지는 하나 이상의 길다란 구멍이 마련된 다른 형상의 구멍이 마련되어 있는 플레이트 세트를 포함하며,
- 너트(40)는 플레이트(20)의 상부면을 직접 지지한다.
본 발명의 다른 실시예, 목적 및 장점은, 단지 실례로만 주어지고 첨부 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 일 실시예를 이후 상세한 설명에 의해 더욱 명백해진다.
도면은 척추 골합성 "플레이트식" 이식장치를 도시한 것으로, 이 원리는 인접 척추에 일련의 치형 나사(10)를 부착 고정하고 관통 플레이트를 이용하여 나사(10)를 견고하게 함께 체결하는 것을 수반한다.
명확히 하기 위해, 도 1 내지 도 4는 하나의 나사만이 구비된 플레이트의 상태를 도시한다.
나사(10) 각각은 통상적으로 일 단부에서 타단부까지 척추에 고정되는 나사산부(11), 목부(12), 렌치를 이용하여 척추에 나사를 고정시키는 육각 단면헤드(13), 그리고 마지막으로 일정한 직경과 일정한 피치를 갖는 나사산이 형성된 원통형 단부(14)로 구성되어 있다. 나사산 원통형 단부(14)의 상부에는 육각 키이를 사용하여 상부로부터 척추에 나사(10)를 체결하는 육각형 임프린트(15, imprint)(도 1 참조)를 내재할 수 있다.
연결 플레이트(20)는 반원 단부를 갖는 거의 편평한 원 형상으로 이루어져 있다. 이 플레이트는 상부면(23), 하부면(27), 측면(24), 상부면(23)과 측면(24) 사이의 이행부에 제1의 45。 경사부(25) 및 하부면(27)과 측면(24) 사이의 이행부에 제2의 45。 경사부(26)로 이루어져 있다.
하부 경사부(26)는 그 단부보다 플레이트의 플랭크를 따라 폭이 넓게 형성되어 있다.
플레이트와 치형 나사를 조립하기 위해 플레이트(20)의 종방향으로 배향된 일련의 구멍은 플레이트의 두께 방향으로 플레이트가 통과하게 된다. 통상적으로 한 개의 짧은 장방형 구멍(22)과 하나 이상의 길다란 장방형 구멍(21)이 존재하고, 이들 구멍의 각종 배열에 관해서는 이하에 상세히 기술한다.
이 장치는 또한 각각의 나사(10)와 결합하는 중간부재(30)와 너트(40)를 구비하고 있다.
중간부재(30)의 폭은 플레이트(20)의 폭과 실질적으로 동일하고 이 중간부재는 나사(10)의 나사산 생크(14)의 전체 직경보다 약간 큰 직경의 중앙 구멍(37)을 통과하는 거의 원판형 중앙 본체(31)를 포함하고 있다.
본체(31)에서 두 개의 반경방향으로 대향하는 영역은 외부 표면이 본체(31)의 원형 윤곽과 맞물리고 내부 표면이 서로 마주보는 두 개의 직립 평행면(36, 36')을 가지는 하방으로 연장하는 레그(32, 32')로 구성되어 있다. 이들 면 사이의 거리는 나사(10)의 육각단면헤드(13)의 두 대향면 사이의 거리 보다 약간 크다. 이들 면(36, 36')은 부재(30) 본체(31)의 하부면을 구성하는 수평면(39)을 경계로 형성되어 있다.
레그(32, 32') 외측면의 하부는 날카로운 가장자리가 외상을 주는 것을 피하기 위해 약간 둥글게 형성되어 있다.
부착부재(30)의 본체(31)와 동일 직경을 가지는 대향 영역에서 상방으로 연장하는 컬럼(33, 33')은 본체의 원형 윤곽과 맞물리는 외부 표면을 구비하고 있다.
컬럼 사이에는 45。로 경사진 내측면(35, 35')을 구비하고 본체(31)의 상부면을 구성하는 수평 하부면(34)이 경계로 형성되어 있다.
도 12는 특히 매우 날카로운 가장자리가 외상을 주는 것을 피하기 위해 표면(35, 35')의 상단부와 컬럼의 외측 가장자리의 상단부 사이의 이행부에 형성된 표면(34)에 평행한 평면(38)을 도시하는 도면이다.
여기서, 부착부재 하부면(34)의 폭은 플레이트(20)의 내측면(27)의 경사 사이의 폭 보다 약간 작다는 점에 주의하는 것이 중요하고 이에 관해서는 이하에 기술한다.
결국, 너트(40) 자체는 통상적인 형태이다. 이 너트는 체결하기 위해 6개의 평면이 마련된 육각 본체(41)를 가지며, 그 상부에는 횡방향 슬롯(43)에 의해 상기 본체(41)로부터 분리되는 돔(42)이 형성되어 있다.
축방향 나사는 본체(41)와 돔(42)을 통과하고 슬롯(43) 높이에서 가압함으로써 너트의 플라스틱 변형은 슬롯(43)의 각 대향 측면상에 두 부분의 나사산이 약간 오정렬될 수 있고, 너트의 종류는 자체-체결(self-locking)이다.
전술한 이식장치는 다음 방법으로 고정된다.
복수 개의 치형 나사(10)를 인접한 척추에 삽입한 후, 나사 헤드(13)의 표면(36, 36') 및 표면(39)이 부재(30) 하부에 형성된 채널에 고정되고 상기 헤드(13)의 상부는 상기 표면(39)에 대해 지지되도록 각 나사를 우선 부재(30)에 수용하고 있다.
또한, 그 표면(34, 35)과 표면(25') 사이에 형성된 상부 채널의 축이 기본적으로 정렬되도록 부재(30)가 배향되어 있다.
플레이트를 통해 구멍(21 또는 22)에 삽입되도록 고정되고 상기 플레이트의 베이스는 각 부재의 상부 채널 각각에 고정되도록 적절한 기하 형상을 갖는 플레이트(20)를 고정시키도록 나사의 나사산 생크(14)는 받침부를 형성하고 있다.
플레이트는 이 동작 동안에 플레이트 베벨(26)의 측방향 부분과 각 중간부재(30)의 45。 경사부(35, 35') 사이의 협력에 의해 각 부재(30) 상에 중앙 정렬된다.
너트(40)는 플레이트(20)를 각각의 받침부에 가압하기 위해 나사(10)의 나사산 생크(14)상에 나사 고정된다.
플레이트의 하부면(27)은 받침부의 바닥(34) 보다 폭이 넓기 때문에, 너트가 완전히 체결된 후에도 플레이트(20)는 오직 부재(30)의 45。 표면, 즉 경사부(26)와 경사부 표면(35, 35')과 접촉하는 것이 바람직하다. 이처럼, 도 2 및 도 4는 특히 체결후, 작은 갭, 통상적으로 0.5 mm 내지 2 mm의 폭이 플레이트(20)와 부재(30)의 표면(27) 및 표면(34) 사이에 유지된다.
이 특징은 플레이트(20)와 각 부재(30)가 힘의 사선을 따라 협력하도록 하고, 이것은 재료의 탄성 변형과 지지면에서 큰 반력을 유발시킨다.
외과의사에게 요구되는 수술 작업은 플레이트(20)를 고정한 후, 부재(30)가 이 부재와 나사(10)의 각 헤드(13) 사이에 고정된다는 사실에 의해 용이해진다.
본 발명의 다른 특징, 특히 플레이트(20)와 관련하여 이후 기술한다.
도 5, 도 8, 도 9, 도 10 및 도 11은 장방형 구멍(21, 22)의 다른 배열을 도시한다.
도 8 및 도 9에는 두 개의 장공(21) 사이에 단공(22)이 설치되고, 다른 길이의 장공(도 8에서 L1 및 도 9에서 L1보다 작은 L2)을 가지는 변형예가 제안될 수 있다.
단공(22)은 또한 플레이트의 일 단부에 위치할 수 있고, 하나의 장공(21)(도 10 및 도 11 참조) 또는 두 개의 장공(21a, 21b)(도 5 참조)으로 형성될 수 있다.
치료하고자 하는 척추 컬럼 면적의 일 단부에 단공(22)이 마련된 플레이트는 이식장치 장치가 인접한 견고한 영역을 향해 바람직하지 못하게 돌출되는 것을 방지한다.
도 10 및 도 11에는 각각 L3 및 L4의 다른 길이를 갖는 두 개의 장공(21)이 도시되어 있다.
실제로, 외과의사에게는 상술한 각종 장치 또는 이와 다른 장치 및 모두 동일 단면적을 갖는 플레이트 세트가 제공된다.
플레이트의 치수는 두 개의 특정 나사 사이에 탄성 변형을 위한 약간의 공간이 존재하여, 다양한 척추 사이의 응력분포를 개선하도록 선택될 수 있다.
표준 생체적 합성용 티타늄 합금으로 플레이트를 제조하는 경우, 각 구멍(21, 22)에 측면으로 접하는 플레이트의 분기는 통상적으로 상술한 특정 형태와 바람직하게는 6 내지 11 ㎟, 더욱 바람직하게는 7.5 내지 9.5 ㎟ 의 단면적을 갖는다
물론, 본 발명은 상술한 실시예와 도시한 첨부 도면에 한정하는 것은 아니며, 당분야 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 사상에 적합한 다양한 변화나 변형이 가능하다는 것이 이해될 것이다.

Claims (10)

  1. 두 개 이상의 치형 나사(10)와 이 나사들을 견고하게 함께 체결하도록 구성된 연결 플레이트(20)를 포함하고, 각각의 나사는 척추 고정 나사산부(11)와 비원형 단면 헤드(13), 그리고 너트(40)와 합체되도록 구성된 나사산 단부 생크(14)를 갖고, 상기 플레이트는 관통하는 나사의 나사산 단부 생크를 갖고 상기 비원형 단면 헤드와 상기 너트 사이에 고정되도록 구성된 하나 이상의 개구(21, 22)와 각 치형 나사의 헤드(13)와 플레이트 사이의 상대적 각운동을 방지하기 위해 제공된 체결수단(30)을 구비하는 척추 골합성장치에 있어서,
    원형 체결수단은 상기 플레이트와 치형 나사의 상기 헤드 사이에 부가되는 부재(30)를 포함하며, 이 부재는 상기 헤드(13)에 마련된 형상의 제1 체결합체부재와 상기 플레이트(20)에 마련된 형상의 제2 체결합체부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 척추 골합성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    형상의 제1 체결합체부재는 상부로부터 상기 부착부재(30)에 의해 상기 비원형 단면 헤드(13)의 걸치기(straddling)인 것을 특징으로 하는 척추 골합성장치.
  3. 제2항에 있어서,
    부착부재는 상기 치형 나사 헤드(13)의 두 개의 평행한 편평부 사이의 거리 보다 약간 큰 폭을 갖는 두 개의 측방향 레그(32, 32')를 구비하는 것을 특징으로 하는 척추 골합성장치.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,
    형상의 제2 체결합체부재는 하부로부터 상기 부착부재(30)에 의해 상기 플레이트(20)의 걸치기인 것을 특징으로 하는 척추 골합성장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 부착부재는 그 사이에 경사 융기 가장자리가 마련된 채널을 한정하는 두 개의 측방향 컬럼(33, 33')을 구비하는 것을 특징으로 하는 척추 골합성장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 플레이트(20)는 상기 부착부재(30)의 상기 베벨(26) 상에서만 지지되는 것을 특징으로 하는 척추 골합성장치.
  7. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부착부재(30)는 치형 나사(10)의 나사산 단부 생크(13)가 관통할 수 있는 중앙 구멍(37)이 마련된 디스크 형상의 코어(31)를 구비하는 것을 특징으로 하는 척추 골합성장치.
  8. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부착부재(30)의 폭은 플레이트(20)의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 척추 골합성장치.
  9. 제1항 내지 제8항중 어느 한 항에 있어서,
    치형 나사(10)의 세트와, 일정한 기하 형태의 장방형 구멍(22)과 서로 상이한 길이를 가지는 하나 이상의 길다란 구멍(21, 21a, 21b)이 마련된 다른 형상의 구멍이 마련되어 있는 플레이트(20) 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 골합성장치.
  10. 제1항 내지 제9항중 어느 한 항에 있어서,
    너트(40)는 플레이트(20)의 상부면을 직접 지지하는 것을 특징으로 하는 척추 골합성장치.
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