KR20030015826A - Spinal fixation system - Google Patents
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- A61B17/7001—Screws or hooks combined with longitudinal elements which do not contact vertebrae
- A61B17/7032—Screws or hooks with U-shaped head or back through which longitudinal rods pass
Abstract
Description
본 발명은 척추용 고정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개별의 척추를 연결하는 로드와 척추골에 이식되는 페디클 스크류의 헤드와 그에 결합되는 잠금 스크류에 후크형 나선이 형성된 척추용 고정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a spinal fixation device, and more particularly, to a spinal fixation device having a hook-type spiral formed on a head of a pedicle screw implanted in a vertebra and a locking screw coupled thereto. will be.
척추용 고정 장치는 어떤 원인에 의해서 척추에 이상이 발생된 환자를 수술에 의해서 치료하기 위한 장치이다. 예를 들면, 척추 골절상을 입은 환자의 경우에, 척추를 이루는 각 척추골을 척추용 고정 장치를 통해서 상호 연결함으로써 척추가 정상의 상태로 회복되는 것을 돕게 된다. 환자는 이식된 척추 고정 장치를 반영구적으로 가지고 생활하게 된다. 따라서 인체 내에 삽입되는 보조물은 단순하면서도 오랜 시간동안의 인체활동에 의해서 설치 된 보조물의 변형이나 체결이 느슨해지는 일이 없어야 한다.The spinal fixation device is a device for treating a patient whose abnormality has occurred in the spine due to some cause by surgery. For example, in a patient with a vertebral fracture, the vertebrae of the vertebrae are interconnected through a vertebral fixation device to help the vertebrae return to normal. The patient will live permanently with the implanted spinal fixture. Therefore, the auxiliary to be inserted into the human body should be simple but not deformed or fastened to the installed auxiliary by long time human activity.
도 1 에 도시된 것은 종래 기술에 따른 척추 고정 장치의 일 예로서, 이것은 대한 민국 특허 등록 제 148800 호에 개시되어 있다.1 is an example of a spinal fixation device according to the prior art, which is disclosed in Korean Patent Registration No. 148800.
도면을 참조하면, 척추 고정 장치는 상단에 헤드(4)가 형성된 페디클 스크류(2)를 구비하는데, 상기 헤드(4)안에 삽입되는 로드(6)에는 고리(9)가 끼워진다. 상기 고리(9)는 전체적으로 외표면이 구체의 일부로서 형성된다. 상기 고리(9) 또는 로드(6)가 상기 헤드(4)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해서 헤드(4) 안에는 잠금 나사(7)가 결합된다. 잠금 나사(7)의 하단부는 상기 고리(9)의 외주면과 가압 상태로 접촉함으로써 로드(6)가 고리(9)로부터 이탈하는 것을 방지한다. 물론 상기의 고리는 때에 따라 적용을 하지 않을 수도 있다. 또한 상기 헤드(4)의 상부 외주면에 캡(8)이 씌어짐으로써 잠금 나사(7)가 이탈하는 것을 방지한다. 즉, 상기 나사를 조임과 동시에 상기 헤드의 양측부가 외부로 벌어지는 것을방지 하기 위한 것이다. 또한 인체에 고정 설치 된 이후에도 인체의 활동에 의해서 이웃하는 헤드 연결부인 로드의 회전과 휨 등의 외력에 의해서도 상기의 헤드가 외측으로 벌어지거나 스슨해질 우려가 있다.Referring to the drawings, the spinal fixation device has a pedicle screw 2 having a head 4 formed thereon, and a ring 9 is fitted to a rod 6 inserted into the head 4. The ring 9 is formed on its outer surface as part of a sphere. A locking screw 7 is engaged in the head 4 to prevent the hook 9 or rod 6 from disengaging from the head 4. The lower end of the locking screw 7 is in contact with the outer circumferential surface of the ring 9 in a pressurized state to prevent the rod 6 from being separated from the ring 9. Of course, the above ring may not be applied at times. In addition, the cap 8 is covered on the upper outer circumferential surface of the head 4 to prevent the locking screw 7 from detaching. That is, at the same time to tighten the screw to prevent both sides of the head from spreading to the outside. In addition, even after being fixedly installed on the human body, the head may open or slack out due to external force such as rotation and bending of the rod, which is a neighboring head connection part, due to the activity of the human body.
도면 번호 5 는 헤드(4)의 원통형 내표면에 형성된 나사면을 표시한다.Reference numeral 5 denotes a screw surface formed on the cylindrical inner surface of the head 4.
위와 같은 구성을 가진 척추 고정 장치에서 페디클 스크류(2)는 환자의 척추골에 대하여 나사 결합됨으로써 이식된다. 하나의 페디클 스크류(2)는 다른 척추 골에 결합된 다른 페디클 스크류와 상기 로드(6)를 통해 연결된다. 이때 로드(6)는 개별 환자의 척추의 형태에 따라서 적절한 곡률을 가지도록 적합화 되어야 하는데, 이와 같은 로드(6)의 변형은 이식 수술 현장에서 소정의 기구를 이용하여 이루어질 수 있다. 환자는 척추 고정 장치에 의해서 더 이상의 척추의 손상을 막을 수 있고, 척추들의 상태가 개선될 때까지 안정된 상태를 유지할 수 있다. 따라서 상기 로드를 수용하는 포크형 헤드는 견고하면서도 로드를 확실하게 고정시키기 위한 구조로 되어 있어야 한다. 즉, 로드를 수용하면서도 확실하게 고정하기 위한 체결부가 필요하다.In the spinal fixation device having the above configuration, the pedicle screw 2 is implanted by screwing the vertebrae of the patient. One pedicle screw 2 is connected via the rod 6 with another pedicle screw coupled to the other vertebra. In this case, the rod 6 should be adapted to have an appropriate curvature according to the shape of the spine of the individual patient. Such a deformation of the rod 6 may be made by using a predetermined instrument at the implantation site. The patient can prevent further spinal damage by the spinal fixation device and remain stable until the condition of the vertebrae improves. Therefore, the fork-type head for accommodating the rod should be structured to firmly and securely fix the rod. That is, there is a need for a fastening portion for securely fixing the rod while receiving it.
도 2 에 도시된 것은 도 1 에 도시된 페디클 스크류(2)의 헤드(4)의 내표면에 형성된 나사면(5)에 대한 확대 단면도이다.Shown in FIG. 2 is an enlarged sectional view of the threaded surface 5 formed on the inner surface of the head 4 of the pedicle screw 2 shown in FIG. 1.
위에서 설명된 바와 같이, 헤드(4)의 원통형 내표면상에는 나사면(5)이 형성되는데, 상기 나사면은 도 2 에서 알 수 있는 바와 같이 통상적인 나사산(21)과 나사골을 가진 삼각 나사로서 형성된다. 이와 같이 형성된 삼각 나사에서는 잠금 나사(7)가 체결될때 나사면상에서 F 의 힘을 받게 된다. 상기 F 의 힘은 나사의 축방향에서 작용하는 Fx 의 힘과, 헤드(4)의 반경상 외측을 향하는 Fs1 으로 분력될 수 있음을 알 수 있다.As described above, a threaded surface 5 is formed on the cylindrical inner surface of the head 4, which threaded surface is formed as a triangular screw with a conventional thread 21 and a screw valley as can be seen in FIG. 2. do. In the triangular screw thus formed, when the locking screw 7 is fastened, the force of F is applied on the screw surface. It can be seen that the force of F can be divided into the force of Fx acting in the axial direction of the screw and Fs1 facing radially outward of the head 4.
도 2 에서 알 수 있는 바와 같이, 헤드(4)의 원통형 내표면에 삼각 나사를 형성하는 경우에, 나사면에 발생하는 힘의 분력(Fs1)은 헤드(4)의 중심으로부터 외측을 향해 작용하는 것을 알 수 있다. 이러한 분력(Fs1)은 결국 헤드(4)의 양측부를 더 벌어지게 하며, 따라서 헤드(4)의 내측 나사산(5)에 결합된 잠금 나사(7)를 그로부터 이탈하게 하는 결과를 초래할 수 있다. 물론 잠금 나사(7)가 이탈하는 것을 방지하기 위해서 캡(8)이나 링형태의 보조물이 제공되지만, 실제에 있어서 헤드(4)가 벌어지면 로드(6)의 체결력이 약화된다는 단점이 있다. 또한 상기의 문제점을 보완하기 위해서 나사산의 형태를 달리하여 나사의 체결시의 발생하는 힘의 방향을 수직으로 가해지도록 할 수도 있지만 이러한 경우도 헤드 자체의 강성을 보완하기 위해서 헤드(4)의 원통형 벽면 두께를 두껍게 해야하는 상기한 문제를 여전히 가지고 있다. 또한 그러한 두께의 증가도 완전한 해결을 제공하지 못한다는 문제점이 있다.As can be seen in FIG. 2, when a triangular screw is formed on the cylindrical inner surface of the head 4, the component force Fs1 of the force generated on the screw surface acts outward from the center of the head 4. It can be seen that. This component force Fs1 eventually results in widening both sides of the head 4, thus causing the locking screw 7 coupled to the inner thread 5 of the head 4 to disengage therefrom. Of course, a cap 8 or a ring-shaped auxiliary body is provided to prevent the locking screw 7 from detaching. However, in reality, when the head 4 is opened, the clamping force of the rod 6 is weakened. In addition, in order to compensate for the above problem, the direction of the force generated when the screw is fastened by changing the shape of the screw may be applied vertically, but in this case, the cylindrical wall surface of the head 4 to compensate for the rigidity of the head itself. There is still the above problem of thickening. There is also a problem that such an increase in thickness does not provide a complete solution.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개선된 척추 고정 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide an improved spinal fixation device.
본 발명의 목적은 헤드가 벌어지는 현상이 방지될 수 있는 척추 고정 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a spinal fixation device that can prevent the phenomenon of the head opening.
도 1 은 종래 기술에 따른 척추용 고정 장치의 일 예에 대한 개략적인 분해 사시도.1 is a schematic exploded perspective view of an example of a spinal fixation device according to the prior art.
도 2 는 종래 기술에 따른 척추용 고정 장치의 다른 예에 대한 개략적인 단면도.Figure 2 is a schematic cross-sectional view of another example of a spinal fixation device according to the prior art.
도 3 은 본 발명에 따른 척추용 고정 장치에 대한 분해 상태의 정면도.3 is a front view of an exploded state of the fixing device for the spine according to the present invention.
도 4 는 도 3 의 장치를 조립 상태에서 도시한 부분적인 정면도.4 is a partial front view of the device of FIG. 3 in an assembled state;
도 5 는 헤드의 나사면에 가해지는 힘을 나타내는 설명도.5 is an explanatory diagram showing a force applied to a screw surface of a head;
도 6 은 나사산의 방향을 설명하기 위한 설명도.6 is an explanatory diagram for explaining a direction of a screw thread;
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명><Brief Description of Major Codes in Drawings>
32. 페디클 스크류 34. 헤드32. Pedicle screw 34. Head
35. 나사면 36. 로드35. Screw face 36. Rod
37. 잠금 스크류 39. 링37. Locking screw 39. Ring
상기 목적을 달성하기 위하여, 나사산의 정점이 지향하는 방향이 나사의 회전시에 진행하는 방향에 대하여 반대인 방향과 예각을 이루도록 나사산이 경사지는 형상을 가지는 나사면이 내표면에 형성된 헤드; 상기 헤드에 고정설치 되며 뼈에 나사 결합되는 체결부; 상기 헤드의 내측에 안착되는 로드; 및, 상기 헤드의 나사면과 결합되며 상기 로드를 고정하는 스크류;를 구비하는 척추용 고정 장치가 제공된다.In order to achieve the above object, the head is formed on the inner surface of the screw surface having a shape in which the thread is inclined so as to form an acute angle with the direction opposite to the direction in which the vertex of the thread is directed to the direction of the rotation of the screw; A fastening part fixed to the head and screwed to the bone; A rod seated inside the head; And a screw coupled to the screw surface of the head to fix the rod.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 헤드의 내측부에 상기 잠금 나사가 체결될때 상기 헤드의 내측을 향하는 수축력이 발생하도록 상기 헤드의 내측에 나사면이 형성된다.According to one feature of the invention, the screw surface is formed on the inner side of the head so that when the locking screw is fastened to the inner side of the head to generate a contraction force toward the inner side of the head.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 헤드와 상기 체결부는 분리 가능하게 형성된다.According to another feature of the invention, the head and the fastening portion is formed detachably.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings the present invention will be described in more detail.
도 3 에 도시된 것은 본 발명에 따른 척추 고정 장치의 일 실시예에 대한 분해 상태의 개략적인 정면도이다.Shown in FIG. 3 is a schematic front view of an exploded state of an embodiment of the spinal fixation device according to the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 척추 고정 장치는 상부에 헤드(34)가 형성되고 하부에 체결부가 형성된 페디클 스크류(32)와, 상기 헤드(34)의 내측에 수용되는 로드(36)와, 상기 로드(36)를 상기 헤드(34)내에 고정시키는 잠금 나사(37)를 구비한다. 페디클 스크류(32)의 하부에는 나사가 형성되어서 척추의 뼈에 나사 결합된다. 상기 헤드(34)와 그 하부에 연장된 체결부는 일체로 형성되거나 또는 분리상태로 형성될 수 있다. 도면 번호 39 로 표시된 것은 로드(36)에 끼워지는 링인데 이는 필수적인 것이 아니며, 링(39)이 없이 로드(36)만을 헤드(34)에 안착시켜도 무방하다. 헤드(34)는 전체적으로 원통형이 형성되어 있으며, 로드(36)가 그 안에 안착되어 외부로 연장될 수 있도록 정면에서 보았을때 U 자형 공간(34a)이 형성되어 있다. 헤드(34)의 내측에는 나사면(35)이 형성되어 있다.Referring to the drawings, the spinal fixation device according to the present invention includes a pedicle screw 32 having a head 34 formed on the upper portion and a fastening portion formed on the lower portion thereof, a rod 36 accommodated inside the head 34; And a locking screw 37 for fixing the rod 36 in the head 34. The lower portion of the pedicle screw 32 is formed with a screw is screwed to the bone of the spine. The head 34 and the fastening portion extending below it may be formed integrally or in a separated state. Designated by reference numeral 39 is a ring fitted to the rod 36, which is not essential, and only the rod 36 may be seated on the head 34 without the ring 39. The head 34 has a cylindrical shape as a whole, and a U-shaped space 34a is formed when viewed from the front so that the rod 36 can be seated therein and extend outwardly. The screw surface 35 is formed inside the head 34.
도 4 에 도시된 것은 도 3 에 도시된 장치를 조립 상태로 나타낸 확대 정면도이며, 일부가 단면으로 나타나 있다.Shown in FIG. 4 is an enlarged front view showing the apparatus shown in FIG. 3 in an assembled state, with a portion shown in cross section.
도면을 참조하면, 링(39)이 끼워진 로드(36)는 헤드(34)의 내측에 안착되어 있고, 잠금 나사(37)는 상기 헤드(34)의 내부 표면에 형성된 나사면(35)에 체결되어 있다.Referring to the drawings, the rod 36 with the ring 39 fitted therein is seated inside the head 34, and the locking screw 37 is fastened to the threaded surface 35 formed on the inner surface of the head 34. It is.
본 발명의 특징에 따르면, 헤드(34)의 원통형 내표면에 형성된 나사면(35)은 스파이럴 훅 스크류(SPIRAL HOOK SCREW)형의 나선을 가진 스파이럴 훅 스크류(SPIRAL HOOK SCREW)로서 형성된다. 스파이럴 훅 스크류(SPIRAL HOOK SCREW)는, 도 4 에 도시된 바와 같이, 나사산의 정점이 지향하는 방향이 나사의 회전시에 진행하는 방향에 대하여 반대인 방향과 예각을 이루도록 나사산이 경사지는 형상을 가지는 것이다. 예를 들면, 도 4 에서 잠금 스크류(37)를 헤드(34)에 체결하는 작용을 수행하게 되면, 잠금 스크류(37)는 하방향으로 진행하게 되는데 반해, 헤드(34)는 상대적으로 상방향으로 진행하게 된다. 이때, 잠금 스크류(37)의 나사산(37a)은 나사산의 정점이 지향하는 방향이 상방향에 대하여 예각을 이루도록 경사져 있고, 헤드(34)의 나사산(34a)은 그것의 정점이 하방향에 대하여 예각을 이루도록 경사져 있는 것을 알 수 있다. 이를 도 6 을 참조로 보다 상세하게 설명하면, 나사 체결시에 헤드(34)는 Y방향으로 진행하게 될 것이며, 나사산(34a)의 정점이 지향하는 방향(A)은 나사 진행 방향의 반대 방향인 -Y 방향에 대하여 예각(θ)을 형성하도록 나사산이 형성되는 것이다.According to a feature of the invention, the threaded surface 35 formed on the cylindrical inner surface of the head 34 is formed as a spiral hook screw with a spiral hook screw type spiral hook screw. The spiral hook screw (SPIRAL HOOK SCREW), as shown in Figure 4, has a shape in which the thread is inclined so that the direction in which the vertex of the thread is directed to form an acute angle with the direction opposite to the direction that proceeds when the screw is rotated will be. For example, in FIG. 4, when the locking screw 37 is fastened to the head 34, the locking screw 37 proceeds downward, whereas the head 34 is relatively upward. Will proceed. At this time, the thread 37a of the locking screw 37 is inclined such that the direction in which the vertex of the thread is directed is acute with respect to the upward direction, and the thread 34a of the head 34 is acute with respect to the downward direction. It can be seen that the slope to achieve. 6, the head 34 will proceed in the Y direction when the screw is fastened, and the direction A toward which the vertex of the thread 34a is directed is the opposite direction of the screw travel direction. The thread is formed so as to form an acute angle θ with respect to the -Y direction.
이와 같이 헤드(34)의 내표면에 스파이럴 훅 스크류(SPIRAL HOOK SCREW)를 형성함으로써, 잠금 스크류(37)를 체결할수록 헤드(34)가 헤드(34)의 중심을 향해 수축할 수 있도록 하는 특성을 가진다.By forming a spiral hook screw on the inner surface of the head 34 as described above, the locking screw 37 is fastened so that the head 34 can contract toward the center of the head 34. Have
도 5 에 도시된 것은 도 4 에 도시된 헤드의 일부를 확대 도시한 단면도이다.5 is an enlarged cross-sectional view of a part of the head shown in FIG. 4.
도면을 참조하면, 후크형 나사(51)의 나사산의 표면에 가해지는 힘(F)은 페디클 스크류의 길이 방향의 힘인 Fx 와 다른 힘(Fs2)로 분력되는데, 상기 힘(Fs2) 는 헤드(34)의 중심을 향하는 것을 알 수 있다. 따라서 상기 힘(Fs2)은 헤드(34)를 수축시키는 힘으로써 작용하게 되며, 잠금 스크류(37)가 헤드(34)에 체결될수록 그 수축력은 강해질 것이다. 따라서 헤드(34)가 벌어질 가능성이 배제되며, 헤드(34)내에 안착된 로드(36)에 대한 결합도 안정적으로 이루어질 수 있는 것이다.Referring to the drawings, the force F applied to the surface of the thread of the hook-type screw 51 is divided by a force Fs2 which is different from the longitudinal force Fx of the pedicle screw, which is the head Fs2. It can be seen that towards the center of 34). Therefore, the force (Fs2) acts as a force for contracting the head 34, the tightening force will be stronger as the locking screw 37 is fastened to the head 34. Therefore, the possibility that the head 34 is opened is excluded, and the coupling to the rod 36 seated in the head 34 can be made stable.
또한 상기의 헤드와 척추뼈에 나사 고정되며 페디클 스크류가 형성 된 체결부는 상호 분리될 수 있도록 형성 가능하며 이 경우 상기의 로드를 고정하기 위하여 상기한 스크류가 상기 헤드의 내측부에 체결이 되어질 때 발생하는 힘으로 로드와 상기 헤드와 상기 체결부가 동시에 고정설치되어 질 수 있다.In addition, the screw is fixed to the head and the vertebrae and the fastening portion formed with the pedicle screw can be formed to be separated from each other in this case occurs when the screw is fastened to the inner side of the head to fix the rod The rod and the head and the fastening portion can be fixed at the same time by the force.
본 발명에 따른 척추용 고정 장치는 잠금 나사를 로드를 수용하는 포크형 헤드에 체결할때 원통형 헤드의 중심 방향을 향하는 수축력이 발생하므로, 포크형 헤드의 양측부가 나사의 체결시 벌어질 가능성이 배제된다. 따라서 헤드내에 안착된 로드의 체결이 보다 확고하게 이루어질 수 있으며, 체결이 이루어지고 난 이후에도 체결 상태가 안정적으로 유지될 수 있다는 장점이 있다. 또한 추가적인 보조물을 포크형 헤드의 상부에 체결하는 일 없이 척추용 고정 장치의 전체 구조가 단순화되면서도 신뢰성 있는 체결 구조를 제공하므로, 시술이 용이하고 빨리 진행할 수 있는 장점을 가진다.The spinal fixing device according to the present invention generates a contraction force toward the center of the cylindrical head when the locking screw is fastened to the fork-type head receiving the rod, thereby eliminating the possibility that both sides of the fork-head are opened when the screw is tightened. do. Therefore, the fastening of the rod seated in the head can be made more firmly, there is an advantage that the fastening state can be stably maintained even after the fastening is made. In addition, since the entire structure of the fixation device for the spine is simplified while providing an additional aid to the upper portion of the fork-type head, the fastening structure can be easily and quickly performed.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 이로부터 다양한 변형 및, 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and other equivalent embodiments therefrom. You will understand. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
Claims (3)
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| KR1020020036064A KR20030015826A (en) | 2002-06-26 | 2002-06-26 | Spinal fixation system |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020020036064A KR20030015826A (en) | 2002-06-26 | 2002-06-26 | Spinal fixation system |
Publications (1)
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|---|---|
| KR20030015826A true KR20030015826A (en) | 2003-02-25 |
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ID=27727032
Family Applications (1)
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| KR1020020036064A KR20030015826A (en) | 2002-06-26 | 2002-06-26 | Spinal fixation system |
Country Status (1)
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