KR20050091014A - 고정체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 뼈 조직에 정착하기 위한 고정체에 관한 것이다. 고정체는 정착부(1)와 보철에의 결합을 위한 응융부(2)를 갖는다. 적용부(2)는 외측 단부와 정착부(1)에 결합된 한 단부를 갖는다. 본 발명에 따르면, 적용부(2)는, 그것의 크기가 정착부(1)에 결합된 플래어부(7)의 한 단부로부터 적용부(2)의 외측 단부를 향하는 방향으로 넓어지는 플래어부(7)를 포함한다. 이 플래어부(7)는 고정체의 종방향에 대해 횡방향으로 탄성을 갖는다. 본 발명은 또한 보철 적용부의 고정을 위한 고정체의 용도에 관한 것이다.

Description

고정체{A FIXTURE}

본 발명은 뼈 조직에 정착되는 소위 고정체에 관한 것이다. 그런 종류의 고정체는 고정체가 정착되는 정착부, 및 보철과 결합되고 외측 단부와 정착부가 결합되는 일 단부를 갖는 적용부(application portion)를 포함한다.

이런 종류의 고정체는 보철 수술에 사용되는데, 보철부, 보철부 일부 또는 보철부 지지체는 하나 또는 그 이상의 고정체의 도움으로 사람의 뼈 조직에 정착된다. 고정체는 보철부의 상이한 형태에 사용되고, 상이한 크기로 사용될 수 있는데, 그 크기는 결합되는 보철부의 형태에 의존한다. 그러나, 본 발명에 따른 고정체는 주로 관상 뼈에 정착시키고, 손가락 결합부와 힙(hip) 결합부와 같은 결합부의 재구성에 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이런 실시에 제한되지 않고, 환자 뼈 조직에 인공 수족 또는 보철부의 다른 형태를 고정시키는데 실시될 수 있다.

고정체는 정착부와 적용부를 포함한다. 정착부는 환자의 뼈 조직에, 예를 들면, 뼈 조직에 미리 드릴된 구멍에 상기 정착부를 나사결합시켜서 고정시킨다. 적용부는 그것을 적절한 방법으로 보철부에 결합시킬 수 있도록 구성된다.

고정 정착 구멍이 뼈의 종방향으로 골수에 구비되는 때에, 구멍의 입구(mouth)는 뼈의 내부 형상 때문에 외측으로 넓어지는 경향이 있다. 고정체를 상기 구멍의 원하는 위치에 이동시킨 후에, 정착부가 뼈에 완전히 나사 결합된 상태에서, 적용부는 상기 넓어진 영역에 완전히 또는 부분적으로 위치된다.

이것은 고정부와 뼈 사이에 공간 또는 간극을 형성하는 결과가 된다. 이것은 치료 과정 또는 정착의 안정성면에서 적절치 못하다. 따라서, 그러한 공간의 발생을 피하는 것이 바람직하다.

이런 배경을 돌이켜 보면, 본 발명의 목적은 이런 결점이 제거된, 다시 말하면, 고정체와 상기 고정체 적용부에서의 뼈 조직 사이에서 공간 또는 간극의 발생이 방지되는 고정체를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 구성된 고정체의 종방향 단부도이다.

도 2는 그것의 응용 단부에서 도 1에 도시된 고정체의 단부도이다.

도 3은 고정체가 기능하는 원리를 개략적으로 도시한 도면이다.

(도면은 5:1의 축척으로 도시되었다)

이런 목적은, 적용부가, 그 크기가 정착부에 결합되는 플래어부(flared part)의 일 단부로부터 적용부의 외측 단부를 향하는 방향으로 넓어지는 플래어부를 포함하고, 상기 플래어부가 고정체의 종방향을 횡단하는 방향으로 탄성적인 회복력을 갖는 본 발명에 의해 달성된다.

적용부는 전술한 방법으로 넓어지는 부분을 포함하기 때문에, 고정체는 기본적으로 그렇지 않으면 발생할 수 있는 공간을 채운다. 더욱이, 탄성적인 회복의 결과로서, 상기 플래어부는 고정체가 정착될 때에 구멍의 외측 단부에서 일어나는 확장부(widening)에 대응하는 모양에 맞추어 구성될 수 있다. 이것은 상기 공간의 존재로 야기되는 치료 문제의 위험을 제거한다. 더욱이, 상기 플래어부는 구멍의 입구에서 확장부의 결과로서 압착되고 변형될 수 있다. 상기 플래어부는 그 곳에서 플래어 표면에 대해서 조여지고 따라서 로킹된다. 이것은 발생된 응력이 상기 플래어부를 그것의 최초 모양으로 복귀시키도록 가압하는 경향 때문에 달성된다. 따라서 탄성부는 주위 조직에 대하여 그 자체의 자리를 만들고, 그러므로 매우 안정된 정착을 이룰 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 플래어부가, 적용부의 외측 단부를 향하여 개방되고, 적용부의 외측 단부로부터 연장되는 관통 슬롯을 구비하는 공동을 둘러싸는 외측 벽에 의해 형성되어, 상기 공동을 외측 벽의 외측에 결합시키게 된다. 슬롯의 결과로서, 상기 외측 벽은, 자유 단부가 적용부의 외측 단부에서 안쪽으로 힘을 받을 수 있도록 하는 다수의 텅-모양 플랩(a number of tongue-like flaps)을 형성한다. 탄성 복원력은 구성에서 단순한 방법으로 달성되는데, 탄성부가 삽입 구멍의 입구에서 확장부의 모양에 맞도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 정착부는, 정착부를 미리드릴된 구멍내로 나사결합시킴으로써 고정체를 정착시키도록 기능하는 나사부를 포함하는데, 상기 확장부는 나사부에 의해 형성된 중앙축선을 중심으로 회전 대칭인 외측 모양을 갖는다.

정착부의 뼈 조직내로의 나사 결합은 고정체의 가장 일반적인 고정 방법이다. 따라서, 본 고정체는 중요한 흥미를 갖는데, 뼈 조직내로 나사 결합이 될 수 있기 때문이다. 더욱이, 적용부의 특징적인 구성은, 적용부를 뼈 조직내로 나사 결합하여 고정체를 정착시킬 때에 특히 의미가 있다. 고정체의 뼈 조직내로의 나사 결합은 또한 플래어부가 회전 대칭인 사실에 의해 구현된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 플래어부는 절두 원추 형상을 갖는다. 삽입 구멍의 입구에서 발생하는 확장부는 대체로 원추형이므로, 플래어부의 절두 형태는 상기 구멍의 확장부에 대해서 유리한 적응력을 제공한다. 원추 형상체는 또한 고정체가 뼈 조직내로 나사 결합될 때에 가장 적절하다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 원추 각도는 5°내지 12°, 바람직하게는 7°내지 9°가 된다. 원추 각도는 바람직하게는 삽입 구멍의 입구에서 확장부의 대응 원추 각도 보다 약간 크다. 그러나, 너무 커서는 안되는데, 발생하는 변형에 대한 내성이 매우 강하고 고정체의 정착을 어렵게 하며 보철 정착 구성 형성에 해로운 큰 응력을 야기시키기 때문이다. 원추 각도의 선택 범위는 관심의 대상이 되는 상이한 실시의 관점에서 이들 양상을 적절하게 균형 맞추도록 이루어진다. 예를들면, 손가락 결합 목적의 고정체는 바람직하게는 약 8°의 원추 각도를 갖는데, 이들 양상에 대해 가장 의미있는 각도가 된다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 각 슬롯은 절두 원추 형상체의 반지름 방향에 대해 한 각을 형성한다. 이것은 슬롯 벽이 단부에서 볼때에 외측벽을 통하여 비스듬이 연장되는 것을 의미한다. 이것은 또한 각 슬롯이 원주 방향에서 볼때에 축 방향으로 연장되는 것을 의미한다. 슬롯의 이 경사는, 탄성 부분이 압착될 때에 발생하는 변형이 균일하여 고정체가 나사결합될 때에 기본적으로 원추형 모양을 유지하는 것을 의미한다.

본 발명의 특징적인 실시예에 따르면, 슬롯이 내부로부터는 후방으로, 그리고, 고정체의 나사산부에 의해 형성되는 방향으로서, 고정체가 나사결합되는 방향에 대해서는 외측으로 경사진다.

슬롯이 후방으로 비스듬이 경사지므로, 고정체에 나사결합될 때에 슬롯의 후방 벽과 원추 형상체의 외측 사이에 형성되는 엣지는 무디거나 또는 둔한 반면에, 슬롯의 전방 벽상의 대응 엣지는 날카롭거나 또는 예리하다.

고정체에 나사결합될 때에 이어지는 엣지가 무디기 때문에, 고정체에 나사결합시 주위 조직 내로 성급하게 걸리는 엣지의 위험성이 적다. 이것은 고정체에 나사결합시 발생하는 압축 변형이, 주위의 조직내로 후킹하는 엣지에 의해 방해되지 않음을 의미한다. 전방 엣지의 주위 조직내로의 걸림은 고정체에서의 나사결합에 대한 저항력 발생되는 위험은 유사헥 감소된다. 원추 형상체는, 고정체에 나사결합시 주위 조직에 의해 "완만하게 걸린 것(stroked smoothly)" 으로서 고려될 수 있다. 다른 한편, 원추 형상체의 경사는 고정체를 해제할 때에 역효과를 갖는데, 슬롯이 고정체의 해제를 방해하기 때문이다. 이것은 고정체가 의도하지 않게 해제되는 위험을 감소시키고, 정착을 보다 안정하게 이룰수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 슬롯은 그들의 축 방향 및 반지름 방향 외측 단부에서, 20°내지 40°의 각도를 갖는다. 바람직하게는 약 30°의 각도가 실시예에서 가장 적절한 경우에 이 각은 바람직하게는 27°내지 33°의 범위에 놓인다. 전술한 범위의 각은 가능한한 균일하고 동질적인 원하는 변형을 야기하고, 주위 조직의 모양에 알맞는 적절한 구성을 달성하게 한다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 외측 벽은 0.3 내지 1.0 mm, 바람직하게는, 0.5 내지 0.7 mm의 두께를 갖는다.

외측 벽의 두께는 바람직하게는, 한편으로는, 주위 조직에 대해 안정한 지지부를 형성하고, 다른 한편으로는, 슬롯 사이에 위치된 부분의 반지름 방향 탄성 압착을 일으키도록 선택된다. 전술된 범위의 두께는, 이들 측면의 관점에서 적절한 균형을 제공하는 것으로 판단된다.

본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 고정체는 티타늄으로 제조된다. 고정체가 예를 들면, 폴리머 재료 또는 복합 재료 또는 티타늄외의 다른 금속과 같은 다른 적절한 재료로 제조될 수 있지만, 티타늄이 가장 바람직한 재료이다. 티타늄은 몸 조직에 외부 재료의 이식시에 종종 발생할 수 있는 부정적인 반응이 없는 상태에서 소위 골질 결합에 의해 뼈에 부착하는 것으로 알려져 있다. 티타늄은 분자 수준에서 뼈 조직과 반응하여 합체되는 능력이 있어서, 티타늄은 뼈 조직에 합체된다. 티타늄 고정체는 매우 견고하게 정착된다.

특징적인 고정체에 대한 전술한 바람직한 실시예가 첨부된 청구범위에 기술되어 있다.

본 발명은 또한 보철을 뼈 조직에 고정시키기 위한 고정체의 용도에 관한 것이다.

본 발명의 용도는 특징적인 고정체와 그것의 바람직한 다른 실시예에 대해 전술한 특징에 대응하는 종류의 특징을 제공한다.

본 발명이 첨부된 도면을 참조하고 특징적인 고정체의 유리한 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.

도 1은 본 발명 고정체의 종방향 단부도이다. 도시된 고정체는 하나의 손 가락 결합부를 위한 목적이고, 이 목적으로 치수가 결정된다. 고정체는 정착부(1)와 적용부(2)를 포함한다. 정착부는 약 20 mm의 길이를, 그리고 적용부는 약 10 mm의 길이를 갖는다.

정착부는, 고정체를 뼈 조직에 미리 드릴된 구멍에 나사 결합시키도록 구성된 외측 나사산부(3)를 포함한다. 도시된 예에서, 나사는 M6 나사이다. 미리 드릴된 구멍은 바람직하게는 나사 내부 직경보다 약간 작은 직경, 예를들면, 약 4.5 mm의 직경을 갖는다. 나사(3)는 정착부(2)의 전체 길이를 따라서 이어진다.

본 발명이 특히 적용부(2)의 구성에 관한 것이기 때문에, 정착부 구성에 대한 상세한 설명은 필요하지 않다고 판단된다.

적용부는 그 연장부의 주요 부분을 따라서 원통 형태인 중앙 몸체(4)로 구성된다. 적용부는 2.5 mm 직경의 중심 보어(5)를 포함한다. 몸체(4)의 외측 단부는 고정체에의 나사 결합을 위한 대응 공구의 사용을 가능하게 하도록 6각형의 모양을 한다.(도 2 참조)

외측 벽(7)이 중앙 몸체(4)주위에 배열된다. 이 외측 벽은, 고정체의 정착부(1)에 결합되는 좁은 단부와 적용부의 외측에 결합되는 넓은 단부를 구비하는 절두 원추 형상체이고, 상기 절두 원추 형상체는 중앙 몸체(4)와 동일한 길이를 갖는다.

중앙 몸체(4)와 원뿔형 외측 벽(7)사이에, 적용부의 외측 단부를 향하여 정착부의 인접 단부로부터 넓어지는 링형 경계부가 형성된다.

외측 벽은 0.6 mm의 두께를 갖는다. 절두 원추 형상체는 5 mm의 가장 작은 직경과 9 mm의 가장 큰 직경과 약 10 mm의 길이를 갖는다. 이것은 8°의 원추 각도에 대응한다.

도 2로부터 알수 있는 바와 같이, 6개의 슬롯이 원추형 외측 벽(7)에 제공된다. 각 슬롯은 원추 형상체의 반지름 방향에 대해 경사진다. 반지름 방향과 슬롯 방향 사이의 각(α)은 반지름 방향으로 30°이고, 축방향으로 슬롯의 최외각 단부이다. 각 슬롯은 원추 형상체의 양 단부 사이에서 연장되고, 상기 표면의 축 방향으로 원추 형상체의 원통에 대해 비스듬이 정향된다. 각 슬롯은 0.5 mm의 폭, 즉, 두 인접한 슬롯 벽 사이에서 0.5 mm의 두께를 갖는다. 도 2에서 화살표(A)는 고정체가 나사 결합되는 방향을 나타낸다. 고정체가 나사 결합되는 방향에서 볼수 있는 바와 같이, 후방 슬롯 벽(9)이 원추 형상체의 외측으로 무딘(blunt) 엣지를 형성하고, 그 곳에서, 상기 엣지의 각도는 원추 형상체의 큰 단부에서 약 120°이다. 60°각도를 갖는 날카로운 엣지가 대응하는 위치의 전방 슬롯 벽(10)에 형성된다.

본 발명의 작동 양식이 도 3을 참조하여 상세히 기술되는데, 도 3에서는, 손 가락 결합부에 인접한 뼈 재료내로 고정체가 나사 결합되는 동안의 고정체의 측부를 모식적으로 도시하고 있다.

이 경우에, 고정체는 뼈의 종방향으로 골수 공동내로 나사 결합된다. 골수 공동에는, 나사 내경에 개략적으로 대응하는 직경의 미리 드릴된 구멍이 있다.고정체는 자체-탭핑되어서, 정착부(1)상의 나사는 주위의 뼈 조직을 깍아 내고 그 곳에 나사산부를 형성한다.

도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 골수 공동은 뼈 단부를 향하는 방향으로 넓어진다. 골수 공동은 따라서 일반적으로 그것의 입구에서 원추형 연장부를 갖는다. 고정체 적용부상의 외측벽(7)은 골수 공동의 확장부와 기본적으로 같은 공간을 차지하는 원추 각도를 갖는다. 고정체는 도 3의 도시에서 홈에 완전히 나사 결합되지 않는다. 도면에 도시된 위치로부터 고정체를 뼈 내로 계속 나사 결합시키면, 외측 벽(7)을 골수 공동의 확장부를 형성하는 벽으로 접근시키고, 궁극에 가서는 인접하게 놓인다. 고정체가 더욱 뼈 내로 나사 결합되면, 적용부의 원추형 외측 벽(7)이, 화살표(B)로 표시된 바와 같이, 골수 공동을 형성하는 벽에 의해 내측으로 가압된다. 이것은, 외측 벽(7)이 전술한 바와 같이 슬롯(8)의 결과로서 회복력을 지닌다는 사실로 인해 가능하다. 이 압축력은 원추 형상체의 큰 단부에서 원추 직경을 9 mm 에서 8 mm 미만으로 감소시키는 결과를 가져올 수 있다.

고정체가 홈에 완전히 나사결합되면, 그것의 외측 벽(7)은 따라서 일정한 압력으로 공동 입구에서 골수 공동의 원추형 연장부에 대해 밀접하게 놓이게 된다. 이것은, 만일 고정체의 적용부가 원통형이었다면, 이 영역에서 형성될 수 있는 공간에서의 염증 등의 위험을 제거한다. 외측 벽(7)과 원추 형상체의 확장 골수 공동의 전술한 인접 구조는, 안정적이고 고정적인 고정체 정착물을 제공하고 또는 그것의 내구성을 증가시키도록 효율적인 고정체 지지부를 초래한다.

Claims (12)

1. 고정체 정착부(1), 및 보철부와 결합하기 위한 적용부(2)를 포함하며, 상기 적용부가 외측 단부와 상기 정착부(1)에 결합되는 일 단부를 갖는, 뼈 조직 정착용 고정체에 있어서,

   상기 적용부(2)가 플래어부(7)를 포함하고, 상기 플래어부의 외경은 상기 정착부(1)에 결합되는 상기 플래어부(7)의 단부로부터 상기 적용부(2)의 외측 단부를 향하는 방향으로 확장되며, 상기 플래어부(7)는 상기 고정체의 종방향에 대해 횡방향으로 탄성을 갖는 것을 특징으로 하는,

   뼈 조직 정착용 고정체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 플래어부(7)가 상기 적용부(2)의 외측 단부를 향하여 개방되는 동공을 둘러싸는 외측 벽(7)에 의해 형성되고, 상기 외측 벽(7)은 상기 적용부의 외측 단부로부터 연장하고 상기 공동을 상기 외측 벽(7)의 외측부에 결합시키는 관통 슬롯(8)을 구비하는 것을 특징으로 하는,

   뼈 조직 정착용 고정체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 정착부(1)가, 뼈 재료안으로 나사 결합될 때 상기 고정체를 정착시키는 기능을 하는 나사산부(3)를 포함하고, 상기 플래어부(7)가 상기 나사산부(3)에 의해 형성되는 중앙 축선을 둘레에 회전 대칭 외형을 갖는 것을 특징으로 하는,

   뼈 조직 정착용 고정체.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 플래어부(7)가 절두 원추 형상체인 것을 특징으로 하는,

   뼈 조직 정착용 고정체.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 절두 원추 형상체는 5°내지 12°, 바람직하게는 7°내지 9°의 원추 각도를 갖는 것을 특징으로 하는,

   뼈 조직 정착용 고정체.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   각각의 슬롯(8)이 절두 원추 형상체의 반지름 방향으로 각도(α)를 형성하는 것을 특징으로 하는,

   뼈 조직 정착용 고정체.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 슬롯(8)은 상기 고정체에 나사 결합될 때 상기 고정체가 회전(rotated)하는 방향에 대해 내측으로부터 외측으로 후방으로 경사지며, 상기 고정체가 회전하는 방향은 상기 나사산부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는,

   뼈 조직 정착용 고정체.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 슬롯(8)은 상기 고정체에 나사 결합될 때 상기 고정체가 터닝(turned)하는 방향에 대해 내측으로부터 외측으로 전방으로 경사지며, 상기 고정체가 터닝하는 방향은 상기 나사산부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는,

   뼈 조직 정착용 고정체.
9. 제 6 항 내지 제 8 항에 있어서, 상기 슬롯 각도가 상기 각각의 슬롯의 축 방향 및 반지름 방향 외측 단부에서 20°내지 40°, 바람직하게는 27°내지 33°인 것을 특징으로 하는,

   뼈 조직 정착용 고정체.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외측 벽(7)이 0.3 내지 1.0 mm, 바람직하게는 0.5 내지 0.7 mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는,

    뼈 조직 정착용 고정체.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 고정체가 티타늄으로 제조되는 것을 특징으로 하는,

    뼈 조직 정착용 고정체.
12. 보철을 뼈 조직에 정착하기 위한 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 고정체의 용도.