KR20060027241A - 척추경 고정장치의 가변식 간격유지기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 척추경 교정용 로드간의 간격을 유지하는 횡단링크를 소정온도에서 플렉시블하게 가변되는 형성기억합금으로 제조하여 척추경 나사못이 일률적으로 박혀 있지 않아 발생되는 로드간 상하 기울기 편차나, 상기 로드간의 좌우 평행도가 어긋나 있는 경우에, 횡단링크의 형상 및 길이를 가변시켜 로드간에 용이하게 걸쳐질 수 있도록 한 척추경 고정장치용 가변식 간격유지기에 관한 것이다.

본 발명에서는, 복수의 인접한 척추경에 박혀지는 나사부와, 상기 나사부 상부에 수납홈을 갖는 헤드부를 구비한 복수의 척추경 나사못과; 상기 복수의 척추경 나사못을 연결하는 한쌍의 로드를 포함하는 척추경 고정장치의 간격유지기에 있어서, 상기 복수의 척추경 나사못의 헤드부 또는 한쌍의 로드중 선택된 하나에 걸쳐지도록 양단에 결합후크가 형성되며, 소정온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어진 횡단링크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

척추경 나사못, 형상기억합금, 로드, 횡단링크, 코일스프링, 결합후크, 슬롯

Description

척추경 고정장치의 가변식 간격유지기{A variable type distance link for Vertebral fixation apparatus}

도1a는 종래 기술에 따른 척추고정장치의 전체구성을 나타낸 사시도.

도2는 종래기술에 따른 척추경고정장치의 설치상태를 나타낸 사시도.

도3은 종래 기술에 따른 횡단링크의 형태를 나타낸 예시도.

도4는 본 발명에 의한 척추고정장치용 가변식 간격유지기의 일실시예 구성을 나타낸 사시도.

도5는 본 발명에 의한 척추고정장치용 가변식 간격유지기의 설치상태를 나타낸 정면도.

도6a 및 도6b는 본 발명에 의한 척추고정장치용 가변식 간격유지기의 변형예시도.

도7은 본 발명에 의한 척추고정장치용 가변식 간격유지기의 다른 실시예로서, 척추경 나사못의 헤드부에 설치된 상태를 나타낸 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 횡단링크 11: 링크 몸체부

12: 결합후크 13: 코일스프링

14: 파형 15: 슬롯

100: 척추경 나사못 101: 헤드부

101a: 수납홈 200: 로드

본 발명은 손상되거나 변형된 척추경을 교정한 상태에서 이를 견고히 고정하기 위한 척추경 고정장치에 있어서, 로드의 간격을 유지시키기 위한 간격유지기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로드가 벌어지는 것을 방지하기 위해 지지하는 링크를 온도에 따라 가변되는 형성기억합금으로 제조하여 척추교정시술을 용이하게 할 수 있는 척추경 고정장치용 가변식 간격유지기에 관한 것이다.

일반적으로, 척추는 통상 24개(천추골제외)의 뼈로 이루어져 있으며, 이것은 관절마디로 연결되어 있고, 각 관절사이에는 디스크로 이루어져 있다. 이 구성에 의해 상기 척추는 완충작용을 하면서 인간의 자세를 지탱해 줄 뿐만 아니라, 운동의 토대가 되며 내장의 모든 기관을 보호하는 중요한 기능을 한다. 그러나, 상기 척추가 외부의 인위적인 요인, 퇴행성, 또는 비정삭적인 자세가 오랫동안 지속됨에 따라, 척추가 손상되거나 틀어질 경우 척추관을 통과하는 신경을 압박함으로써, 심한 통증을 유발하게 된다.

척추의 일부가 손상된 환자는 개인생활에 필요한 활동을 할 수 없고, 손상정도가 심하지 않은 경우에도 척추의 손상된 부분이 다른 인접한 부분에 눌려지거나 닿게되어 통증을 유발한다.

이로 인하여, 척추의 일부가 파손되거나 손상된 부위에 척추경 고정장치를 삽입하여 그 손상된 부분이 눌려지거나 압박되지 않도록 해야 한다.

상기 척추경 고정장치는 도1에 도시된 바와 같이, U자형상의 수납홈(101a)과, 상기 수납홈(101a)의 내주면에 형성된 암나사산을 갖는 헤드부(101)와, 척추경에 삽입되는 나사부(102)를 구비하여 손상된 척추의 상하측에 삽입 설치되어 고정대 역할을 하는 척추경 나사못(100)과; 각각의 척추경 나사못(100)을 통해 연결되어 척추경 교정역할을 하는 로드(200)와; 상기 수납홈(101a)에 끼워지고, 그에 형성된 암나사산과 체결되어 로드(200)를 고정하며, 상부에 렌치삽입홈(300a)이 형성된 세트 스크류(300) 및 상기 척추경의 양측에 박혀진 척추경 나사못(100)간의 간격이 벌어지지 않도록 한쌍의 로드(200)를 가로질러 장착된 횡단링크(400)로 구성되어 있다.

종래 기술에 따른 척추경 고정장치의 설치상태를 도2를 참조하여 간략히 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이, 척추경 나사못(100)의 나사부(102)를 각각의 척추경(500)에 삽입고정시키고, 헤드부(101)에 형성된 U자 수납홈(101a)에 로드(200)를 삽입하여 안착되도록 한다.

이러한 상태에서 수납홈(101a)에 형성된 암나사산에 세트스크류(300)를 체결 시킨 후, 세트스크류(300)의 상부에 형성된 렌치삽입홈에 육각렌치등을 삽입하고 회전시킴으로써 세트스크류(300)의 저면이 로드(200)의 외경을 눌러주게 되어 상기 로드(200)는 척추경 나사못(100)의 수납홈내에서 고정되는 것이다. 즉, 척추경(500)과 척추경(500) 사이를 연결하고 있는 로드(200)의 설치상태가 견고하게 유지되는 것이다.

상기 척추경 나사못에 연결된 로드(200)간에는 횡단링크(400)의 양단이 걸쳐져 조여짐으로써 상기 로드(200)의 횡간 간격을 유지하게 된다. 상기 횡단링크(400)는 신체의 허리를 좌우로 뒤트는 동작을 행할 때, 좌,우측 로드(200)가 벌어짐이 없이 지지될 수 있도록 하여 척추경이 미소하게 유동되는 것을 방지하게 된다.

척추경의 미소 유동을 방지하기 위한 종래의 횡단링크(400)는 도3에 도시된 바와 같이, 로드(200)에 각각 끼워지는 고정식 하우징(410) 및 이동식 하우징(420)과; 상기 로드(200)와 면접촉하는 간격유지바(430) 및 상기 고정식 하우징(410)과 이동식 하우징(420)에 체결되며, 간격유지바(430)가 로드(200)를 가압하여 고정되도록 하는 세트스크류(440)를 포함한다.

상기 고정식 하우징(410) 및 이동식 하우징(420) 각각은 로드(200)에 걸쳐져 결합할 수 있도록 선단부에 갈코리형태로 형성된 반원형 오목홀(410a, 420a))과; 상기 오목홀(410a, 420a)의 연장상부에 횡방향으로 관통되어 간격유지바(430)가 끼워져 지지되는 지지홀(410b, 420b)과, 상면에 세트 스크류(440)를 체결하기 위한 나사홀(410c, 420c)을 갖는다.

상기의 구성으로 이루어진 종래의 횡단링크는 일측 로드(200)에 고정식 하우징(410)의 오목홀(410a)이 걸쳐진 후, 간격유지바(430)의 일단이 지지홀(410b)에 끼워지고, 이어서 이동식 하우징(420)이 타측 로드(200')에 걸쳐진 후, 간격유지바(430)의 타단이 지지홀(420b)에 끼워진다. 최종적으로 상기 세트 스크류(440)가 고정식 및 이동식 하우징(410, 420) 각각의 나사홀(410c, 420c)에 체결되어 간격유지바(430)를 가압함으로써 상기 간격유지바(430)에 로드(200)가 고정되는 것이다.

상기에서 제시된 종래의 로드 간격유지용 횡단링크는 오목홀(410a)의 직경이 연결로드(200)의 직경과 거의 동일하게 형성되어 있어서 이동식 하우징(420)이 고정식 하우징(410)에 대하여 회전할 수 없도록 되어 있다. 따라서, 상기 한쌍의 로드중 어느 하나가 기울어져 편차가 발생하거나, 상기 로드(200)간의 간격이 평행하지 않을 경우, 상기 횡단링크는 이러한 기울어짐이나 어긋나 평행도에 대하여 대응하기가 곤란한 문제를 초래한다. 즉, 로드(200)간의 평행도가 어긋난 상태에서는 상기 이동식 하우징(420)과 고정식 하우징(410) 각각의 지지홀(410b, 420b)의 평행도도 어긋나게 되므로 간격유지바(430)를 끼울 수가 없게 된다. 설령 간격유지바(430)의 평행도를 억지로 맞출 경우에는 이동식 하우징(420)의 위치를 틀어야만 가능하므로 결국 오목홀(420a)로부터 로드(200)의 일부가 이탈될 수 밖에 없는 것이다. 이 경우에 세트스크류(440)로 이동식 하우징(420)의 나사홀(420c)에 체결한다 하더라도, 간격유지바(430)와 연결로드(200)가 견고하게 밀착될 수 없는 것이다.

이러한 횡단 링크가 갖는 구조적인 문제점은 수술시간의 지연을 초래하고, 또한 횡단링크를 설치할 수 없는 경우에는 생략하는 경우도 있는 등, 수술의 하자로 이어질 수 있는 문제점을 내포한다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 척추경 교정용 로드간의 간격을 유지하는 횡단링크를 소정온도에서 플렉시블하게 가변되는 형성기억합금으로 제조하여 척추경 나사못이 일률적으로 박혀 있지 않아 발생되는 로드간 상하 기울기 편차나, 상기 로드간의 좌우 평행도가 어긋나 있는 경우에, 횡단링크의 형상 및 길이를 가변시켜 로드간에 용이하게 걸쳐질 수 있도록 한 척추경 고정장치용 가변식 간격유지기를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 횡단링크의 중간부분을 코일구조로 성형하여 상기 로드에 외력이 작용하였을 경우에 탄성력을 발휘할 수 있도록 하여 로드간의 미소 유동에 대응할 수 있도록 한 척추경 고정장치용 가변식 간격유지기를 제공함에 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 복수의 인접한 척추경에 박혀지는 나사못과, 상기 나사못 상부에 수납홈을 갖는 헤드부를 구비한 복수의 척추경 나사못과; 상기 복수의 척추경 나사못을 연결하는 한쌍의 로드를 포함하는 척추경 고정장치의 간격유지기에 있어서, 상기 복수의 척추경 나사못의 헤드부 또는 한쌍의 로드중 선택된 하나에 걸쳐지도록 양단에 결합후크가 형성되며, 소정온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어진 횡단링크를 포함하는 척추경 고정장치의 간격유지기를 제공한다.

본 실시예에서의 상기 횡단링크는 판상이나 환형 바형태로 이루어지며, 중간부 소정구간이 코일형태 또는 파형형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 횡단링크의 결합후크 단부가 끼워진 후 이탈되지 않도록 결합후크에 대응하는 척추경 나사못의 헤드부 외주면에는 슬롯이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 슬롯은 변태된 횡단링크가 형상복원될 때, 헤드부의 슬롯으로부터 결합후크가 이탈되지 않도록 하기 위함이다.

상기 횡단링크는 형상기억합금의 변태온도인 10℃이하에서 마르텐사이트(martensite)상을 가지며 36.5℃이상에서는 오스테나이트(austeniste)상으로 변태되는 성질을 가짐으로써, 척추경 나사못의 배열이 어긋나게 설치된 경우 또는 로드의 평행도가 일치하지 않은 경우에, 횡단링크의 형상 및 길이를 가변시킨 상태에서 설치하기 때문에, 간단하고 신속하게 설치작업을 할 수 있는 특징을 갖는다.

이하, 첨부된 도4 내지 도6의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 척추경 고정장치용 간격유지기는 형상기억합금으로 이루어진 횡단링크를 이용하여 척추경 나사못의 배열이 일률적이지 않거나 로드의 평행도가 어긋난 경우에도 횡단링크의 형상 및 길이를 가변시켜 쉽게 거치시킬 수 있도록 구현한 것이다.

본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서, 본 발명의 주요부인 횡단링크의 재질인 공지의 형상기억합금에 대하여 간략히 설명한다.

일반적으로, 형상기억합금이란 미리 지정된 일정한 온도에서는 항상 정해진 형태로 복귀되는 특성을 가지는 합금을 말하는 것으로서, 예를 들어, 형상기억합금으로 어떤 물건을 제조한 경우, 장시간 사용함으로써 그 모양이 처음의 그것과 많이 달라졌다 하더라도 미리 지정 또는 기억되었던 온도 환경을 맞춰주면 원래의 형태로 복원되는 성질을 가지고 있다. 즉, 형상기억합금은 마르텐 사이트((martensite)상에서 변태되었다가, 열을 가하게 되면, 오스테나이트(austeniste)상에서 그 모양을 기억하여 원래의 형대로 복원되는 것이다. 이와 같은 형상기억합금은 니켈(Ni)/티타늄(Ti) 합금을 제조한 이후 실용화가 상당히 진척되었으며, 현재는 구리/아연, 구리/알루미늄/니켈, 구리/알루미늄/망간, 구리/주석, 니켈/알루미늄, 금/구리/아연 합금 등 수많은 종류의 형상기억합금이 알려져 있는 상황이다.

특정 온도에서는 항상 특정 형상으로 복귀된다는 특성상, 형상기억합금은 공학, 의료 분야 등에서 널리 사용되고 있는데, 예를 들면, 인공위성의 안테나, 온실 창의 개폐장치, 인공관절, 치열교정 와이어 등으로 이용되고 있다.

본 발명의 실시예에서는 이러한 여러가지 형상기억합금중에서 인체에 무해한 형상기억합금을 이용하여 횡단링크(transverse link)를 제조한 것이다.

본 발명에 따른 실시예에서의 상기 횡단링크(10)는 도4에 도시된 바와 같이, 링크 몸체부(11)와; 상기 링크 몸체부(11)의 양단부에 형성된 갈코리 형상의 결합후크(12)로 구성된다.

상기 횡단링크(10)는 사각단면을 갖는 판상으로 이루어지거나, 소정 직경을 갖는 환형바로 이루어져 로드에 외력에 가해져 위치가 틀어지더라도 간격을 유지할 수 있는 강도를 갖는다.

상기 횡단링크(10)의 길이는 통상 20 ∼ 80mm까지 있으며, 2mm간격으로 길이를 설정한다.

상기의 구성을 갖는 횡단링크는 도5에 도시된 바와 같이 로드(200)를 결합후크(12)가 감싸 지지한다.

상기 횡단링크(10)는 링크 몸체부(11)의 중간 소정구간에 형성되어 소정의 충격강도가 로드(200)에 제공되었을 때, 탄성력을 발휘하는 탄성부를 포함한다.

상기 탄성부는 도6a에 도시된 바와 같이 코일스프링(13) 형태 또는 도6b에 도시된 바와 같이 소정 피치간격으로 연속하여 굴곡진 파형(14)형태로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 횡단링크(10)의 탄성구조에 의해, 상기 로드(200)가 척추간의 간격 및 각도를 적정하게 유지하여 척추경을 교정한 상태에서 허리를 뒤틀었을 때, 또는 허리에 외부 충격이 가해졌을 때, 탄성부가 탄성을 발휘하여 로드에 작용하는 하중부하를 흡수한다.

한편, 본 발명의 다른 한 형태로는 도7에 도시된 바와 같이 상기 횡단링크(10)는 "S"자 형태로 형성되어 있다.

또한, 상기 횡단링크(10)의 결합후크(12) 단부가 끼워지도록 그에 대응하는 척추경 나사못(100)의 헤드부(101) 외주면에 원주방향으로 형성된 슬롯(15)을 더 포함한다. 상기 슬롯(15)은 변태된 횡단링크(10)가 형상복원될 때, 헤드부(101)의 슬롯(15)으로부터 결합후크(12)가 이탈되지 않도록 하면서 좀더 견고하고 지지하기 위함이다.

본 발명의 실시예에서, 이들 링크 몸체부(11), 결합후크(12) 및 탄성부는 소정온도에서 변태되는 형상기억합금으로 제조된다.

상기 횡단링크(10)의 형상기억모재는 변태온도인 10℃이하에서 마르텐사이트(martensite)상을 가지며, 36.5℃이상에서는 오스테나이트(austeniste)상으로 변태되는 성질을 갖는다.

상기 횡단링크(10)는 형상기억모재의 양단부를 후크형태로 롤링가공하고, 중앙부구간을 코일형태로 감겨진 형상으로 가공한 후 650 ∼700℃온도에서 약 1시간정도 형상기억 열처리를 히여 제조됨으로써 특정온도에서 변화되는 형상기억합금의 특성을 갖게 된다. 따라서, 상기 횡단링크(10)는 대략 변태온도인 10℃이하에서 마르텐사이트 상태를 갖게 되므로 실온에서는 외력에 의해 쉽게 그 형상이 변형된다. 그리고, 특정 설정온도인 형상회복온도로 본 발명에서 설정한 인체의 온도인 36.5℃이상에서는 오스테나이트 상태로 변태되도록 설정되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 횡단링크의 설치과정 및 작용상태를 설 명하면 다음과 같다.

먼저, 손상되거나 변형된 복수의 척추경 구간에 척추경 나사못(100)의 나사부(102)을 수직방향으로 박아 결합시킨다. 그리고, 한쌍의 로드(200)를 복수의 척추경 나사못(100)의 수납홈(101a)에 삽입하고, 세트스크류(300)를 수납홈(101a)에 체결하여 로드(200)가 유동되지 못하도록 고정함으로써 척추경 교정작업을 완료한다.

다음에, 상기 한쌍의 로드(200)간의 간격을 유지하기 위하여 횡단링크(10)를 로드에 거치시킨다. 이때, 상기 횡단링크(10)를 로드(200)에 거치시키기에 앞서, 상온(10℃내외)에서 횡단링크(10)가 변태되도록 하여 링크 본체부(11)의 길이를 늘리거나, 결합후크(12)의 직경을 벌려 로드(200)에 걸쳐지기 쉽도록 변형시킨다. 이와 같이 변태된 횡단링크(10)의 결합후크(12)를 로드(200)의 외주면에 걸쳐지도록 하되, 상기 결합후크(12)의 단부가 로드(200)의 슬롯(15)에 끼워 고정한다.

상기 횡단링크(10)의 거치작업이 완료되면, 상기 횡단링크(10)에 형상회복온도인 36.5℃이상이 되도록 열원을 발생하는 수술기구등을 이용하여 소정온도의 열을 제공함으로써, 상기 결합후크(12)의 직경이 벌어진 구간이 오스테나이트 상태로 변태되어 원래의 형태를 회복하게 된다.

이때, 상기 결합후크(12)가 형상복원하는 과정에서 슬롯(15)에 끼워진 후크단부가 더욱 견고하게 끼워짐으로써 상기 로드(200)로부터 횡단링크(10)가 이탈되지 않게 되는 것이다.

상기와 같이, 척추경 나사못(100)의 배열이 조금 어긋나거나, 로드(200)의 평행도가 일치하지 않은 경우에도 횡단링크(10)의 형태를 가변시켜 거치위치에 맞추어 결합작업을 행함으로써, 로드의 간격유지작업을 매우 간단하게 할 수 있는 것이다.

이상, 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정하는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 여러 가지 변경, 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 복수의 척추경을 교정하는 한쌍의 로드간의 간격을 유지하는 횡단링크를 소정온도에서 변태되는 형상기억합금으로 제조함으로써, 한쌍의 로드의 기울기 편차가 발생하거나 평행도가 일치하지 않은 경우에 한 쌍의 로드에 거치가 용이한 형태로 변태시킨 후 결합을 행함으로써 간격유지작업을 쉽게 이룰 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (6)

1. 복수의 인접한 척추경에 박혀지는 나사부와, 상기 나사부 상부에 수납홈을 갖는 헤드부를 구비한 복수의 척추경 나사못과; 상기 복수의 척추경 나사못을 연결하는 한쌍의 로드를 포함하는 척추경 고정장치의 간격유지기에 있어서,

   상기 복수의 척추경 나사못의 헤드부 또는 한쌍의 로드중 선택된 하나에 걸쳐지도록 양단에 결합후크가 형성되며, 소정온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어진 횡단링크를 포함하는 척추경 고정장치의 간격유지기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 횡단링크가 판상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추경 고정장치의 간격유지기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 횡단링크의 소정구간이 코일형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추경 고정장치의 간격유지기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 횡단링크의 소정구간이 연속하는 파형형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추경 고정장치의 간격유지기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 횡단링크의 결합후크 단부가 끼워지도록 그에 대응하는 척추경 나사못의 헤드부 외주면에 형성된 슬롯을 더 포함하는 척추경 고정장치의 간격유지기.
6. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 횡단링크는 형상기억합금의 변태온도인 10℃이하에서 마르텐사이트(martensite)상을 가지며, 36.5℃이상에서는 오스테나이트(austeniste)상으로 변태되는 것을 특징으로 하는 척추경 고정장치의 간격유지기.

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