KR20040039298A

KR20040039298A - 뼈 대체 물질 전달을 위한 나사가 형성된 주사기

Info

Publication number: KR20040039298A
Application number: KR10-2004-7002446A
Authority: KR
Inventors: 신 에이치. 케르; 마크 티. 풀머르
Original assignee: 신테스 (유.에스.에이.)
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2004-05-10
Also published as: JP4257976B2; CA2457130C; CN1568162A; WO2003015845A3; WO2003015845A2; DE60229650D1; JP2004538100A; ES2316611T3; MXPA04001512A; CN100522089C; RU2004108127A; EP1424945A4; AU2002331658B2; EP1424945B1; ATE412439T1; CA2457130A1; EP1424945A2; US20030036762A1; US6793660B2

Abstract

본 발명은 뼈 대체 물질 전달용 주사기에 관한 것이다. 주사기는 물질을 담기 위한 배럴과, 배럴 내부에 수납 가능하고 나사선 부분을 가진 플런저, 및 배럴과 동축적으로 위치된 나사선이 마련된 관통 보어를 포함하는 맞물림 부재를 구비한다. 플런저의 나사선 부분은 플런저를 축 방향으로 가압함에 의해 나사선이 형성된 관통 보어 배럴을 관통하여 움직일 수 있다.

또한, 본 발명은 주사기로부터 물질을 방출하는 방법에 관한 것이다.

Description

뼈 대체 물질 전달을 위한 나사가 형성된 주사기{Threaded Syringe for delivery of a bone substitute material}

주사 가능한 뼈 대체 물질들은 정형 외과적 용모 및 결함의 치료 및 첨가물을 위해 사용된다. 또한, 뼈 대체 물질들은 뼈 덩어리(bone mass)에 있는 공동(cavity) 형성에 필요한 특정의 진단상의 또는 치료상의 절차들에 사용될 수 있다. 이 절차는 그 어떤 뼈 예를 들어, 골다공증(osteoporosis), 무혈관성(avascular) 괴사(necrosis), 암(cancer), 또는 외상(trauma) 때문에 골절되거나 압박 골절(compression fracture) 또는 허탈(虛脫)(collapse)되기 쉬운 뼈를 치료하는데 사용될 수 있다. 이러한 상태들은, 만약 성공적으로 치료되지 않으면, 기형, 만성 합병증, 및 삶의 질에 있어서 총체적으로 불리한 충격의 결과를 초래할 수 있다.

게다가, 몇몇 외과 수술 중에, 상대적으로 낮은 압력에서 상대적으로 많은 양의 뼈 대체 물질을 주사한 후 실질적으로 증가된 힘을 가하지 않고 상대적으로 높은 압력에서 적은 양의 물질을 주사할 필요가 있다고 알려져 있다. 그러나, 특히점성이 높거나 단단하지만, 유연한 시멘트(cement) 합성물(composition)의 경우, 주사기 플런저(plunger)를 축방향으로 가압함에 의해 주사기 출구를 통해 물질을 짜내는데 필요한 압력을 생성하기 위해 표준 가압형(push-type) 주사기를 사용하는 것은 종종 어렵다. 또 다른 심각한 문제는 일단 충분한 압력이 플런저에 가해지면, 배럴(barrel)의 출구(outlet opening)를 통해 방출되는 물질의 양을 정밀하게 제어하는 것이 어렵고, 결과적으로 뼈 이외의(extraosseous)(즉, 뼈 공동 외측) 유동(flow)을 초래한다.

다양한 형태의 장치들이 뼈 시멘트와 같은 뼈 대체 물질 전달을 위해 사용되고 있다. 예를 들어, 레버(lever) 형태의 방아쇠를 구비하는 방아쇠 메커니즘을 가진 주사기 총(gun)들이 사용되고 있다. 또한, 배럴(barrel)과 플런저를 구비하는 표준 가압형 주사기들이 그러한 목적들을 위해 사용될 수도 있다.

미국 특허 번호 제5,638,997호에 개시된 뼈 시멘트 총(bone cement gun)은 방아쇠 스트로크에 상응하는 제1 및 제2 기계적 장점을 가지는 방아쇠 메커니즘을 구비한다. 상기 제1 기계적 장점은 일정한 기계적 장점을 가진 방아쇠 메커니즘을 이용하는 방아쇠 총이 개시된, 특허 번호 제4,338,925호에서 높은 압력 생성을 용이하게 한다.

그러나, 방아쇠 총들은 주사기 장치의 사용에 있어 쓸모가 있는 개선된 촉각(tactile) 피드백 개량이 일반적으로 부족하다. 그러한 개선된 촉각 피드백은 물질이 전달 장치로부터 방출되는 것을 방해하는 교합(occlusion) 또는 다른 방해물이 발생될 때, 또는 척추 수술과 같은 극히 신중을 요하는 절차 작업에서 외과의사에게 통보하는 데 중요하다.

외과적으로 준비된 뼈 공동 속으로 뼈 시멘트를 주사하기 위한 주입기 또는 주사기의 일 유형이 유럽 특허 B 1-006430에 개시되어 있다. 뼈 시멘트 주사기는 피스톤과 상대적으로 좁은 단면의 노즐 튜브를 가진 노즐 부품이 부착된 원통형 튜브로 구성된다. 그러한 주사기는 반죽 같은 뼈 시멘트를 용이한 방식으로 혼합과 압출을 허용하도록 구성된다. 이와 관련하여, 노즐 튜브는 상대적으로 좁은 단면의 2 부분의 부재로 제조된다.

뼈 시멘트용 다른 유형의 주사기는 미국 특허 제4,576,152호에 개시되어 있다. 상기 주사기는 많은 양의 뼈 시멘트를 전달하는 저압 작동을 위해 실린더 튜브의 바닥에 주입 노즐이 제공된다. 노즐 부품은 고압 주입을 위해 실린더 튜브에 방출 가능하게 부착될 수 있다.

본 발명은 나사가 형성된 주사기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 뼈 대체 물질 전달에 사용하기 위한 나사가 형성된 주사기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 구성된 주사기 장치의 사시도.

도 2는 핑거 그립의 단면을 보여주는 도 1의 주사기의 정면도.

도 3은 도 1의 주사기의 맞물림 부재의 사시도.

도 4는 도 1의 나사선이 형성된 플런저의 사시도.

도 5는 도 1의 나사선이 형성된 플런저의 나사의 부분, 종단면 윤곽도.

도 6은 도 1의 주사기에 물질 튜브의 부착을 설명하는 분해 사시도.

도 7은 도 6의 연결 부재의 사시도.

도 8은 도 1의 주사기로의 물질 전달을 설명하는 정면 단면도.

도 9는 도 1의 주사기로부터 분리된 도 6의 튜브의 사시도.

도 10은 도 4의 플런저가 도 1의 배럴 속에 삽입된 상태를 도시한 사시도.

도 11A 내지 도 11B는 맞물림 부재가 각각 제1 위치 및 제2 위치에 있는 상태를 설명하는 도 1의 핑거 그립의 부분 단면도.

본 발명은 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기에 관한 것이다. 상기 주사기는 물질을 담기 위한 배널과, 상기 배널 내부에 수납 가능하고 나사선 부분을 가진 플런저, 및 상기 배럴에 동축적으로 위치된 나사선이 마련된 관통 보어(throughbore)를 가진 맞물림(engagement) 부재를 구비한다. 상기 플런저의 나사선 부분은 축방향으로 상기 플런저를 가압함과 상기 플런저를 회전시킴에 의해 상기 나사가 마련된 관통 보어 배럴을 관통하여 이동 가능하다.

상기 바람직한 맞물림 부재는 C-형상을 가지고 방사상으로 확장하는 슬롯을 포함한다. 또한, 상기 바람직한 맞물림 부재는 방사상 방향으로 팽창 가능하다. 일실시예에 있어서, 상기 관통 보어의 단면 영역은 변화가 가능하다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 관통 보어는 상기 플런저가 그것을 통해 움직일 때 상기 플런저에 완전히 접촉하는 내부 표면을 구비한다.

또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 플런저가 말단 방향으로 가압될 때 제1 압력 하에 상기 물질은 상기 배럴을 나오고 상기 플런저가 회전을 통해 나아갈 때 제2 압력 하에 상기 물질은 상기 배럴을 나온다. 바람직하게, 상기 플런저가 축 방향으로 가압될 때 상기 플런저의 나사 부분이 상기 맞물림 부재를 지나서 움직이기 때문에 가청(audible) 소음이 생성된다. 바람직하게, 상기 물질의 소정 양은 각각의 가청의 클릭(click)과 함께 상기 배럴로부터 방출된다.

바람직하게, 상기 주사기는 패키지로부터 상기 배럴로의 물질의 전달이 용이하도록 물질을 수납하는 패키지 부분을 수용하도록 형성된 연결 부재를 더 구비한다. 상기 바람직한 연결 부재는 상기 물질을 상기 배럴에 집중시키기 위한 깔때기(funnel) 부재를 구비한다.

바람직하게, 상기 주사기는 근접 단에서 상기 배럴에 연결된 핑거 그립을 구비하고 상기 맞물림 부재는 상기 핑거 그립 내부에 수납된다. 일 실시예에 있어서, 상기 핑거 그립은 한 쌍의 반 껍질(half shell)을 구비한다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 맞물림 부재는 상기 플런저를 축방향으로 가압함에 의해 상기 플런저가 나아가도록 허용하는 제1 위치와 상기 플런저를 회전시킴에 의해 상기 플런저를 나아가도록 허용하는 제2 위치 사이의 상기 핑거 그립 내부에서 움직임 가능하다. 상기 바람직한 맞물림 부재는 맞물림 부재가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 핑거 그립의 내벽에 접촉하는 확장(extension) 아암을 포함한다. 바람직하게, 상기 맞물림 부재는 상기 맞물림 부재가 상기 제2 위치에 있을 때 상기 맞물림 부재가 확장하는 것을 방지하기 위한 시트(seat)에 맞물린다.

또한, 본 발명은 맞물림 부재를 가진 배럴 및 플런저를 가진 주사기로부터 물질을 방출하는 방법에 관한 것이다. 바람직한 방법은 맞물림 부재를 통해 플런저를 가압함에 의해 상기 플런저를 상기 배럴 내부에서 움직이는 단계와 상기 맞물림 부재를 통해 상기 플런저를 회전시킴에 의해 상기 플런저를 상기 배럴 내부에서 움직이는 단계를 포함한다.

도 1 및 도 2를 일반적으로 참조하면, 본 발명에 따라 구성된 주사기(10)의 제1 실시예는 원통 본체 즉 배럴(12), 맞물림 부재(13), 및 나사선이 형성된 플런저(14)를 구비한다. 상기 주사기는 약제의 전달, 바람직하게는 뼈의 손상 또는 병으로부터 회복을 촉진하는 물질의 전달에 사용하고자 한다. 뼈의 치료제에 적용할 수 있는 적합한 물질의 예들은 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate)(PMMA), Norian Corporation of Cupertino, CA로부터 입수 가능한 Norian Calcium Phosphate Bone Cement 등과 같은 인산칼슘 시멘트, 황산칼슘 시멘트, 탈염 뼈 현탁액(demineralized bone suspension), 또는 기타 뼈 충전(filler) 물질 또는 뼈 대체물들을 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 주사기(10)는 상대적으로 점성이 높거나 단단한, 그러나 유연한 물질, 또는 반죽(paste) 등과 같이 상대적으로 낮은 고체대 액체 비율(liquid to solid ratio)을 가진 물질들을 전달할 목적이다.

배럴(barrel)(12)은 배럴(12)의 세로축(18)을 따라 근접 단(20)으로부터 말단(22)으로 연장하는 중앙 채널 또는 보어(16)를 구비한다. 보어(16)의 내부는 실질적으로 원통형이고 바람직하게 약 0.625 인치의 직경(D)을 가진다. 출구 채널(24)은 보어(16)의 말단에서 보어(16)와 유체 연통하고 주사기(10)가 사용될 때 배럴(12)의 내용물을 그것을 통해 분출시키기 위하여 보어(16)의 그것보다 작은 직경을 가진다. 보어(16)의 내벽은 말단에서 보다 작은 직경의 출구 채널(24)로 전이하는 축소 각도(26)로 테이퍼가 형성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 축소 각도(26)는 상기 물질이 보어(16) 밖으로 나와 출구 채널(32)로의 전달을 용이하도록 약 90도를 포함한다. 배럴(12)은 일반적으로 원통형 외부 표면(28)을 가지며 바람직하게는 근접 단(20)에서 외부 표면(28)을 넘어서 방사상으로 퍼지는 적어도 하나의 원형 플랜지(flange)(30)를 가진다. 한 쌍의 평면 핑거 그립 마운트(33)는 핑거 그립(34)을 지지하기 위하여 배럴(12)의 근접 단(20)으로부터 방사상으로 그리고 근접 단을 넘어서 횡방향으로 확장한다.

바늘 부착 부분(36)은 주사기(10)의 말단(22)에 형성된다. 바늘 부착 부분(36)은 배럴(12)의 말단으로부터 말단 방향으로 확장하고 그 내부에서 출구 채널(32)을 한정하는 중앙 실린더(38)를 구비한다. 한 쌍의 핀(40)들은 배럴(12)의 말단으로부터 주사기(10)의 말단(22)으로 확장한다. 적어도 하나의 플랜지(42)는 바늘 등을 주사기(10)의 말단(22)에 부착시키는 것을 용이하도록 바늘 부착 부분(36)의 말단에 위치된다.

핑거 그립(34)은 주사기(10)의 근접 단(20)에서 핑거 그립 마운트(33)에 연결되고 주사기가 사용될 때 사용자의 손가락을 수용하도록 구성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 핑거 그립(34)은 마운트(33) 위에 설치되고 초음파 용접에 의한 것과 같은 짝짖기 관계로 서로 부착된 한 쌍의 반 껍질을 구비한다. 바람직하게, 주사기가 사용될 때, 근접 방향으로 핑거 그립(34)에 가해지는 그 어떠한 힘도 배럴(12)에 전달되고 그 반대도 가능하도록 핑거 그립(34)의 말단 부분은 원형 플랜지(30)에 인접한다. 핑거 그립(34)의 내부 부분은 핑거 그립(34)에 전달되는 그어떠한 회전력도 배럴(12)에 전달되고 그 반대도 가능하도록 마운트(33)에 인접하거나 접촉한다. 핑거 그립(34)의 외부는 배럴(12)의 그것보다 약간 큰 직경을 가진 중앙 원통 부분(46)을 포함하고 한 쌍의 핑거 부분들(48)은 배럴(12)의 세로축(18)에 평행하게 향한다. 핑거 그립(34)의 내부는 적어도 부분적으로 속이 비어 있고 그 안에 맞물림 부재(13)를 수용한다. 바람직한 실시예에 있어서, 맞물림 부재(13)는 방사상 방향으로 자유롭게 확장하고 중앙 원통 부분(46)의 내부 안에서 축 방향으로 움직인다. 대안적 실시예에 있어서, 맞물림 부재(13)는 배럴(12) 안에 수납되거나, 그것과 함께 일체로 형성될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 맞물림 부재(13)는 배럴(12)의 근접 단(20) 부근에 위치되고 그 내면(54)에 나사선(52)을 가진 관통 보어(throughbore)(50)를 포함한다. 맞물림 부재(13)의 나사선(52)은 플런저(14)의 나사선에 대하여 보완적이다. 바람직한 실시예에 있어서, 맞물림 부재(13)는 상술한 원형 플랜지(30)의 직경에 일반적으로 상응하는 외경 때문에 C-형상을 가진다. 슬롯(56)은 도 3의 화살표(60)에 의해 도시된 바와 같이, 맞물림 부재(13)가 축방향으로 확장하는 것을 허용하도록 관통 보어(50)로부터 맞물림 부재(13)의 외부 표면(58)으로 방사상으로 확장한다. 바람직한 실시예에 있어서, 맞물림 부재(13) 및 나사선이 형성된 관통 보어(50)는 그들이 배럴(12)의 중앙 보어(16)와 축 정렬을 이룰 수 있도록 핑거 그립(34) 내부에 놓여진다. 슬롯(56)은 핑거 그립 마운트(33) 중 어느 하나에 정렬 및 맞물리고 맞물림 부재(13)의 외부 표면(58) 일부는 다른 하나의 핑거 마운트(33)에 인접한다. 맞물림 부재(13)는 핑거 그립(34)의 내부 안에서 축방향으로 움직일 수 있다. 맞물림 부재(13)는 도 11A에 도시된 바와 같이, 맞물림 부재가 배럴(12)에 기대거나 접촉하는 핑거 그립(34)의 말단 측면에서의 제1 위치와, 도 11B에 도시된 바와 같이, 맞물림 부재가 핑거 그립의 내벽에 기대거나 접촉하는 핑거 그립(34)의 가까운 측면에서의 제2 위치 사이에서 움직일 수 있다. 맞물림 부재(13)는 그것이 핑거 그립 마운트(33)와 맞물릴 때 슬롯(56)에 의하여 회전이 방지된다. 맞물림 부재(13)는 맞물림 부재가 제1 위치에 있을 때 핑거 그립(34)의 내벽에 접촉하며, 주사기(10)의 적절한 조립체를 돕기 위한 맞물림 부재의 정체를 쉽게 확인할 수 있는 특징을 제공하는 확장 아암(62)을 구비한다.

도 4를 참조하면, 플런저(plunger)(14)는 근접 단(72), 말단(74), 나사선이 형성된 자루(76), 나사선이 형성되지 않은 말단 팁(78), 및 일체로 형성된 핸들 형상의 헤드(80)를 구비한다. 나사선이 형성된 자루(76)의 외부 나사(82)는 맞물림 부재(13)의 내부 나사선(52)과 상보적 및 짝을 이루도록 구성된다. 나사선이 형성된 자루(76)의 나사선(82)의 외경은, 나사선이 형성된 자루(76)가 중앙 보어(16) 내부에서 허용 오차에 가깝게 미끄러지도록 배럴(12)의 중앙 보어(16)의 내경(D)과 거의 동일하지만, 그것보다 약간 작다. 바람직한 실시예에 있어서, 나사선이 형성된 자루(76)의 나사선(82)의 피치는 약 0.10 인치이다. 즉, 인치 당 약 10개의 나사선들이 있다. 바람직하게, 나사선(82)의 측면 각도(84)(86)는 대칭이 아니다. 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 나사선이 형성된 자루(76)의 각각의 나사선(82)의 리딩(leading) 측면 표면(88)은 각각의 리딩 측면 각도(84)를 가진다. 바람직한 실시예에 있어서, 리딩 측면 각도는 약 60도이지만, 리딩 측면 각도(84)는 바람직하게약 45도 내지 약 75도 사이 이다. 각각의 트레일링(trailing) 측면 표면(90)은 약 0도 내지 약 10도 사이의 트레일링 측면 각도(86), 바람직하기로는 0도를 가진다. 바람직한 측면 각도들은 가압식 주사기(10)로부터 물질의 전달을 용이하게 하고 플런저(14)가 사용될 때 밀리거나 근접 방향으로 힘을 받는 것을 방지한다. 전술한 나사선 윤곽은 새로운 개발 및 Acme 나사선 윤곽의 그것으로부터의 변형을 명백히 구성한다. 나사산과 그들의 구성 부품들을 설명하기 위하여 본 명세서에서 사용된 용어들의 보다 상세한 설명을 위해서, 독자(reader)는 Industrial Press Incorporated, New York, N.Y.의 Machinery's Handbook 24판을 참조하라. 나사선 부품을 설명하기 위해 거기에 포함된 많은 정의들은 인용에 의해 본 명세서에 통합된다.

배럴(12) 속으로 진행할 때, 물질이 나사선이 형성된 자루(76)의 나사선들 사이로 흘러서 고이는 것을 방지하기 위해, 나사선이 형성되지 않은 팁(78)의 외경은 나사선이 형성되지 않은 팁(78)이 중앙 보어(16) 내부에서 허용 오차와 가깝게 미끄러지도록 중앙 보어(16)의 내경과 거의 동일하지만, 그것보다 약간 작다. 또한, 나사선이 형성되지 않은 팁(78)은 중앙 보어(16)의 내부 표면에 대항하여 보다 효과적인 시일(seal)을 제공하기 위하여 적절한 사이즈의 O-링(미도시)을 수용하기 위한 환형의 오목한 곳을 가진다. 나사선이 형성되지 않은 팁(78)의 말단(74)은 각이 진 팁 표면(92)을 가지는 바, 최대로 많은 양의 물질이 주사기(10) 밖으로 방출하는 것을 용이하게 한다. 바람직한 실시예에 있어서, 팁(78)의 말단은 약 95도와 약 145도 사이, 보다 바람직하기로는 약 105도와 135도 사이, 가장 바람직하기로는약 120의 플런저 각도(94)를 가진다. 또한, 플런저 각도(94)는 축소 각도(26)와 동일하지 않는 것이 바람직하다고 결론이 내려져 왔다. 또한, 플런저 각도(94)는 물질의 최대량이 주사기로부터 나올 수 있도록 축소 각도(26)보다 큰 것이 바람직하다.

플런저(14)는 맞물림 부재(13)의 축으로 가압 또는 회전되어 배럴(12) 내부에서 전진할 수 있다. 플런저(14)는 플런저를 축방향으로 밀어 넣음에 의해 맞물림 부재(13)의 나사선이 형성된 관통 보어(50)를 통하여 배럴(12)의 세로축(18)을 따라 움직일 수 있다. 또한, 상기 플런저(14)는 플런저(14)의 나사선이 형성된 자루(76)의 나사선(82)이 나사선이 형성된 관통 보어(50)의 나사선(52)에 맞물리도록 플런저를 회전시킴에 의해 배럴(12)의 세로축을 따라 움직여 질 수 있다.

도 6 내지 도 9를 참조하면, 바람직한 실시예에 있어서, 연결 부재(110)는 배럴(12) 속으로의 물질의 삽입이 용이하도록 배럴(12)의 근접 단(20)에 부착될 수 있다. 연결 부재(110)는 튜브(96)에 담겨진 물질의 주사기로의 전달을 용이하게 하기 위한 커플러(98)를 가진 팩키지 또는 튜브(96)를 설비하도록 개조된다.

하나의 바람직한 연결 부재(110)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 그 베이스(base)에서 넓은 마우스 부분(116)으로부터 상방으로 확장하는 상대적으로 좁은 원통형 돌출부(116)를 가진 거꾸러된 중앙 깔때기 부재(112)를 포함한다. 나사선이 있는 맞물림 핑거들(118)은 마우스 부분(116)으로부터 이격되며 맞물림 부재(13)의 나사선(52)에 맞물리도록 구성된다. 한 쌍의 릴리즈(release) 아암(120)은 돌출부(114)의 정상으로부터 방사상, 상방으로 확장하며 배럴(12)의 근접단(20)에 대한 연결 부재(110)의 삽입 및 제거를 용이하게 한다. 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 일단 연결 부재(110)가 배럴(12)의 근접 단(20) 속에 삽입되면, 튜브(96)의 커플러(98)는 연결 부재(110)에 맞물리고 돌출부(114)는 커플러(98) 속으로 확장한다. 튜브(96)가 배럴(12)에 맞물린 상태에서, 튜브(96) 내부의 물질은 예를 들어, 튜브(96)를 압착함으로써, 그것으로부터 용이하게 전달되어 질 수 있다. 물질이 배럴(12)로 들어 갈 때, 연결 부재(110)의 거꾸로 된 깔때기(112)는 맞물림 부재(13)를 통해 물질을 전환시키며, 전환되는 동안 맞물림 부재(13)가 물질에 접촉하는 것을 보호한다. 물질이 없도록 맞물림 부재를 유지하는 것은, 주사기 작업 동안 맞물림 부재가 자유롭게 이동하는 것을 허용하기 위해 바람직하다. 도 9를 참조하면, 일단 충분한 물질이 배럴(112)로 전달되고 나면, 릴리스 아암(120)을 이용하고 나사선(52)으로부터 핑거들(118)의 연결을 해제함으로써 연결 부재(110) 및 튜브(96)는 주사기(10)로부터 용이하게 제거될 수 있다.

도 10을 참조하면, 일단 물질이 배럴(12)에 위치되면, 플런저(14)는 맞물림 부재(13)를 통해 근접 단(20) 속으로 삽입되며, 배럴(12)의 중앙 보어(16) 속으로 확장한다. 물질은 요구되는 바와 같은 저압 및 고압 하에서 방출될 수 있다. 예를 들어, 저압은 많은 양의 물질을 방출시키는 데 적절할 수도 있는 반면 고압은 물질이 폐쇄된 공동 속으로 유출되어야만 하는 경우, 또는 망상 조직의 뼈 속으로의 침투가 요구되는 경우에 적합할 수도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 충분한 비율로 치료 물질을 주사하기 위해 약 100psi 내지 약 500psi 사이의 압력이 생성되어야만 한다. 관련된 절차에 따른 적정 압력 하에서 물질이 전달될 수 있도록 물질을 주사하는 동안 사용자들이 촉각 피드백(tactile feedback)을 수용하는 것이 바람직하다는 것을 유의해야 한다.

상기 물질은 플런저(14)를 축방향으로 가압함에 의해 저압 하에서 방출될 수 있다. 상술한 바와 같이, 나사선(82)의 측면 각도(84)(86)는 대칭은 아니지만, 리딩 측면 각도(84)를 가진 리드 표면(88)을 가진다. 그러한 바와 같이, 플런저가 축방향으로 진행 또는 가압될 때, 이 리딩 측면 각도(84)는 도 3의 화살표(60)에 의해 보여지는 바와 같이, 그것이 탄력적으로 방사상의 방향으로 확장할 수 있는 핑거 그립(34) 내부의 영역 속으로 맞물림 부재(13)를 가이드 한다. 이점에 있어서, 관통 보어(50)의 단면 영역은 플런저의 각각의 나사선(82)이 그것을 관통하여 지나갈 때 맞물림 부재(13)의 확장 및 수축에 의하여 변화한다. 이 모드에 있어서, 맞물림 부재(13)는 플런저가 말단 방향으로 진행할 때 최소 저항을 가진 래치트(ratchet) 처럼 작용한다. 약 0도의 트레일링 측면 각도를 가진 바람직한 실시예에 있어서, 일단 나사선(82)이 말단 방향으로 맞물림 부재를 관통하여 진행되면, 플런저가 반시계 방향으로 회전되지 않고, 즉 플런저를 빼내지 않고 나사선이 맞물림 부재를 관통하여 근접 방향으로 거꾸로 이동되는 것을 방지한다. 바람직한 실시예에 있어서, 관통 보어(50)의 내부 표면(54)은 플런저(14)를 에워싸며 바람직하게는 플런저가 그것을 관통하여 움직일 때 플런저(14)에 완전히 접촉한다. 바람직하게, 맞물림 부재를 지나가는 각각의 완전한 나사선(82)과 일치하는 가청 클릭(audible click)이 있다. 배럴(12)의 단면 영역에 대하여 나사선(82)의 피치를 조절함에 의해, 이 클릭은 주사기로부터 배출되는 불연속적인 물질의 양을 표시한다. 바람직한 실시예에 있어서, 0.625 인치의 직경과 0.10 인치의 나사선 피치를 가진 하나의 클릭은 주사기로부터 0.5 cc의 물질이 배출되는 것을 의미한다. 이것은 사용자에게 전달되는 양을 결정하는 방법을 제공한다.

상기 물질은 배럴(12)에 대하여 플런저(14)의 헤드(80)를 시계 방향으로 회전시킴에 의해 고압 하에서 방출될 수 있다. 헤드가 회전되면, 플런저(14)의 말단(74)은 배럴(12)의 중앙 보어(16) 속으로 점진적으로 진행한다. 나사선이 형성된 관통 보어(70) 및 나사선이 형성된 자루(76)는 서로 협력하여 헤드(80)에 가해지는 외부 회전력을 플런저(16)의 말단(74)을 통하여 배럴(12) 내에 수용된 뼈 시멘트 물질에 가해지는 길이 방향의 힘으로 변형시킨다. 나사선이 형성된 플런저를 사용하는 것은 사용자가 배럴(12) 내부에서 필요로 하는 힘을 생성하고 상대적으로 고압 하에서 배럴(12)의 말단(22) 밖으로 물질을 압출하는 것이 용이하다는 점이 당업자에 의해 평가될 것이다. 헤드(80)의 형상은 사용자가 최소량의 손 및 손목 회전에 의해 플런저(16)를 효과적으로 회전시키는 것을 허용한다는 점을 주목해야 한다. 상기 확장된 헤드(80)는 사용자로 하여금 용이한 파지 및 조작을 허용하는 형상을 가진다. 당업자라면 플런저(16)가 배럴(12) 속으로 진행할 때 플런저(16)를 배럴(12)에 대하여 회전시킴에 의해, 특히 높은 점도 또는 단단하지만, 유연한 뼈 시멘트 조성물이 배럴(12) 내부에 위치해 있을 때, 배럴(12) 내부에서 상당한 압력이 발생될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이점에 있어서, 나사선이 형성된 플런저를 사용함으로써 제공되는 바람직한 실시예의 기계적 장점은 바람직하게 약 5 내지 1이다. 또한, 배럴(12)에 대한 플런저(14)의 회전 수(그 분수)는 주사기(10)의 말단(22)으로부터 방출되는 물질의 양을 측정하는 수단을 제공한다. 0.10 인치 피치 나사선과 결합된 바람직한 실시예에 있어서, 헤드(80)의 각각의 완전한 회전(예를 들어 360도)은 0.5 cc의 물질이 배럴(12)의 말단(22)으로부터 나오게 하는 충분한 간격으로 세로 방향으로 플런저(14)를 진행시키게 한다.

도 11B를 참조하면, 바람직한 실시예에 있어서, 일단 플런저가 시계 방향으로 회전되면, 맞물림 부재는 근접 방향으로 가압되어 핑거 그립(34)의 근접 내부에서 시트 부분(seat portion)(126)에 맞물린다. 시트 부분(126)은 맞물림 부재(13)의 외부의 적어도 한 부분을 에워싸거나 가두어 두며 맞물림 부재가 방사상의 방향으로 확장하는 것을 방지한다. 이것은 맞물림 부재가 나사선이 형성된 너트처럼 작동하여 플런저(14)의 회전 운동을 축 운동으로 전환시킬 수 있도록 맞물림 부재를 위한 단단한 서포트(support)를 유리하게 제공한다.

당업자는 본 명세서에 개시된 본 발명에 대한 수많은 변형예들을 상상할 수 있다. 그러한 모든 변형예들은 이어지는 청구의 범위의 진정한 정신 및 범위에 의해 숙고된다.

Claims

뼈 대체 물질 전달용 주사기에 있어서:

그것을 관통하여 확장하는 세로 축을 가지며 물질을 담기 위한 배널;

상기 배널 내부에 수납 가능하고 나사선 부분을 가진 플런저; 및

상기 배럴에 동축적으로 위치되고, 상기 플런저의 나사선 부분에 서로 보완하는 나사선들을 가진 나사선이 형성된 관통 보어(throughbore)를 포함하는 맞물림 부재;를 구비하며,

상기 플런저의 나사선 부분은 상기 플런저를 상기 축방향으로 가압하고 상기 플런저를 회전시킴에 의해 나사선이 형성된 상기 관통 보어 배럴을 통하여 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
제1항에 있어서,

상기 맞물림 부재는 C-형상을 가지며 그것을 관통하여 방사상으로 확장하는 슬롯을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
제2항에 있어서,

상기 맞물림 부재는 방사상 방향으로 팽창 가능한 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
제1항에 있어서,

상기 관통 보어의 단면 영역은 변화 가능한 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
제1항에 있어서,

상기 관통 보어는 상기 플런저가 그것을 통해 움직일 때 상기 플런저에 완전히 접촉하는 내부 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
제1항에 있어서,

상기 물질은 상기 플런저가 말단 방향으로 밀릴 때 제1 압력 하에 상기 배럴을 나오며, 상기 물질은 상기 플런저가 회전을 통해 진행할 때 제2 압력 하에 상기 배럴을 나오는 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
제1항에 있어서,

상기 플런저가 축 방향으로 밀릴 때 상기 플런저의 나사 부분이 상기 맞물림 부재를 지나서 움직이기 때문에 가청(audible) 소음이 생성되는 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
제7항에 있어서,

상기 물질의 소정 양은 각각의 가청의 클릭(click)과 함께 상기 배럴로부터 방출되는 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
제1항에 있어서,

플런저의 각각의 회전과 함께 상기 배럴이 진행할 때 상기 물질의 소정 양은 각각의 가청의 클릭(click)과 함께 상기 배럴로부터 방출되는 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
제1항에 있어서,

패키지로부터 상기 배럴로의 물질의 전달이 용이하도록 물질을 수납하는 패키지 부분을 수용하도록 형성된 연결 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
제10항에 있어서,

상기 연결 부재는 상기 물질을 상기 배럴에 집중시키기 위한 깔때기(funnel) 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
제1항에 있어서,

근접 단에서 상기 배럴에 연결된 핑거 그립을 더 구비하고,

상기 맞물림 부재는 상기 핑거 그립 내부에 수납된 것을 특징으로 하는 뼈대체 물질 전달을 위한 주사기.
제12항에 있어서,

상기 핑거 그립은 한 쌍의 반 껍질(half shell)을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
제12항에 있어서,

상기 맞물림 부재는 상기 플런저를 축방향으로 가압함에 의해 상기 플런저를 진행하도록 허용하는 제1 위치와 상기 플런저를 회전시킴에 의해 상기 플런저를 진행하도록 허용하는 제2 위치 사이의 상기 핑거 그립 내부에서 움직임 가능한 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
제14항에 있어서,

상기 맞물림 부재는 상기 맞물림 부재가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 핑거 그립의 내벽에 접촉하는 확장(extension) 아암을 구비하는 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
제14항에 있어서,

상기 맞물림 부재는 상기 맞물림 부재가 상기 제2 위치에 있을 때 상기 맞물림 부재가 확장하는 것을 방지하기 위한 시트(seat)에 맞물리는 것을 특징으로 하는 뼈 대체 물질 전달을 위한 주사기.
맞물림 부재를 가진 배럴, 및 플런저를 구비하는 주사기로부터 물질을 방출하는 방법에 있어서:

상기 맞물림 부재를 통해 상기 플런저를 가압함에 의해 상기 배럴 내부에서 상기 플런저를 움직이는 단계; 및

상기 맞물림 부재를 통해 상기 플런저를 회전시킴에 의해 상기 배럴 내부에서 상기 플런저를 움직이는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사기로부터 물질을 방출하는 방법.