KR20060067920A - 대퇴골 골절고정용 골수정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 근위대퇴골 골절고정용 골수정에 관한 것으로, 골수정을 근위부측의 골수에 삽입한다. 대퇴골철심 측면 구멍에 대퇴골 경부나사를 비스듬하게 끼워 경부나사를 구멍안에서 길이방향으로 움직이되 회전하지 않게 고정할 수 있다. 대퇴골 경부나사에는 길이방향으로 슬롯이 하나 이상 형성되고, 경부나사에 평행하게 배열된 가지가 하나 이상 달린 잠금기구를 경부나사의 종방향 슬롯 안으로 끼울 수 있다.

Description

대퇴골 골절고정용 골수정{Intramedullary nail for Femur Fracture Fixation}

본 발명은 근위대퇴골 골절고정용 골수정에 관한 것으로, 골수정을 근위부측의 골수에 삽입한다. 대퇴골철심 측면 구멍에 대퇴골 경부나사를 비스듬하게 끼워 경부나사를 구멍안에서 길이방향으로 움직이되 회전하지 않게 고정할 수 있다. 대퇴골 경부나사에는 길이방향으로 슬롯이 하나 이상 형성되고, 경부나사에 평행하게 배열된 가지가 하나 이상 달린 잠금기구를 경부나사의 종방향 슬롯 안으로 끼울 수 있다.

근위 대퇴골 골절에 대해서는, 근위골절부(대퇴골두)를 올바른 방향으로 대퇴골간에 대해 제대로 고정하되, 그 위치와 회전이 안정되게 해야 한다.

골절시 나사와 날, 특히 나선형날을 체결부로 사용한다. 나사에는 축방향의 그립, (나사축에 수직인) 반경방향의 중간 그립이 있고, 나사축 둘레의 회전방지 그립은 없다. 양쪽 날은 반경방향으로 훌륭한 그립 역할을 함은 물론 축방향의 회전을 방지하는 역할도 하지만, 축방향으로는 아무 그립도 없다.

EP-A-257 118에 소개된 종래의 골수정은 턱이나 목의 골절뼈에 사용한다. 이들 골수정은 대퇴골철심을 포함하고, 철심을 가로질러 스크루가 달려있다. 대퇴골 철심은 비교적 휘어지지 않으며 뼈의 골수 거의 전체를 차지한다. 철심에는 여러개의 구멍이 가로로 뚫려있다. 골절부 양쪽에 스크루를 사용해(즉, 고정해) 대퇴골철심을 뼈에 단단히 심는다. 골수정을 박으면 뼈가 단시간내에 강화된다. 철심 말단부에는 비스듬한 구멍이 뚫려있고, 이 구멍에 대퇴골 경부나사를 삽입한다. 경부나사를 비스듬하게 끼워서 돌리면서 고정하면 축방향으로 움직일 수 있다. 이런 회전고정은 비스듬한 구멍에서 경부나사의 날을 고정하면 이루어지는데, 구멍 안에 축선방향으로 등간격으로 슬롯을 형성하고, 이 구멍에 대퇴골철심을 삽입한다. 이들 슬롯을 통해 대퇴골 경부나사는 철심을 가로질러 축선방향으로 움직일 수 있다. 슬롯 각각에 날이 걸리므로 경부나사가 회전하는 것은 방지된다.

뼈를 치료하는 동안, 흔히 협착현상이 발생하여, 골절부에서 뼈가 짧아진다. 대퇴골 경부나사가 이런 단축현상을 멈추지 않으면, 대퇴골두에서 경부나사가 부러지거나 골절부가 불안정해질 위험이 있다.

대퇴골 경부나사를 회전은 방지하면서 동시에 길이방향으로 움직이게 하는 다른 구성도 여러가지 있다. 대퇴골 경부나사는 대퇴골철심에 대해서는 회전하지 않아야 하고, 골절부는 경부나사에 대해 반대로 회전할 수 있어야 한다.

US-A-2002/0045900에 소개된 대퇴골 경부나사는 양쪽 측면에 종방향 슬롯이 형성되고, 이들 슬롯에 U형 잠금기구를 밀어넣는다. 이 방식은 스크루와 날을 조합한 것으로서, 2가지 체결부의 특징을 합한 것이다. 그러나, 잠금기구 가지의 높이가 비교적 작은데, 이는 이들 가지고 경부나사의 슬롯에서만 대퇴골철심에 의해 조정되어 날의 효과가 제한되기 때문이다. 잠금기구의 가지들은 결합부까지 깊이가 점점 낮아지는 종방향 슬롯을 따라서 벌어진다. 따라서, 잠금기구는 골절부가 경부나사에서 돌출하는 것을 방지하는 역할만을 할 뿐이다. 대퇴골 경부나사를 대퇴골철심에 돌려서 고정하는 방식은 EP-A-257의 방식과 비슷한데, 철심 말단부에 볼팅장치를 이용하므로 의사가 경부나사를 삽입고정할 때 양쪽에서 작업을 해야만 한다.

회전 문제는 기존의 WO-A-01/739679의 임플란트 시스템에서 해결되는데, 여기서는 2개의 말단고정나사를 이용한다. 그러나, 수술비가 더 소요되고, 작은 턱이나 목에서는 2개의 나사를 찾기가 거의 또는 전혀 불가능하다는 문제가 있다.

다른 시스템에서는 말단부의 잠금기구로 나선형 날을 사용하는데, 잠금기구를 회전방지날로 축 둘레에 고정한다. 부근 골절부는 날에 대해 전혀 회전할 수 없다. 이것은, 날의 표면이 커서 나사에 가하는 것과 같은 힘으로는 날이 뼈를 옆에서 파고들 수 없음을 의미한다. 그러나, 불행히도 나선형 날만으로는 대퇴골두를 축방향으로 충분히 지지할 수 없다.

전술한 US-A-2002/0045900의 나선형 날과 나사의 복합체는 대퇴골철심 말단부에 추가된 요소에 의해 철심 둘레로 회전하지 않게 고정할 수 있다. 이 복합제의 문제는, 나사/잠금기구가 대퇴골철심을 파고드는 동안 나사축 방향으로 미끄럼 운동하는 성능이 떨어진다는데 있는데, 이는 U형 잠금기구의 가지들을 삽입할 때 깊이가 낮은 슬롯을 따라 철심에 의해 가지들이 벌어지면서 가지들 자체에 의해 막히기 때문이다.

따라서, 본 발명의 주목적은 단일 입구로 삽입되면서 부근 골절부에 단단히 고정되는 잠금기구가 달린 골수정을 제공하는데 있다.

본 발명에서는, 잠금기구와 대퇴골철심 사이를 적극적으로 연결하여 회전방지 결합을 이룬다. 따라서, 환자를 수술할 때 대퇴골 경부나사의 말단부 옆부분에서 한군데만 절개해도 된다.

본 발명에 의하면, 대퇴골 경부나사를 어떻게 설계해도 골수정과 대퇴골 경부나사 사이의 효과적인 회전결합을 이룰 수 있다.

대퇴골 경부나사의 길이방향으로 있는 슬롯에 잠금기구를 확실히 결합하도록 구멍이 뚫린 것이 유리하다. 잠금기구의 가지들 역시 대퇴골철심의 슬롯에 삽입되므로, 가지의 높이를 높일 수 있고 부하성능도 높일 수 있다. 종래의 U형 잠금기구, 예컨대 가지의 높이가 2mm인 것과 비교해, 높이를 3mm까지 높일 수 있고, 이는 50%의 높이 증가에 해당한다. 대퇴골철심의 구멍에 있는 이런 슬롯은 천공기구를 이용해 비교적 쉽게 형성할 수 있다.

대퇴골 경부나사의 종방향 슬롯에 맞게 대퇴골철심 구멍에 슬롯을 배치하면 된다. 철심 구멍의 슬롯 갯수는 경부나사의 슬롯 갯수와 같을 수도 아닐 수도 있다.

다른 방식으로는, 대퇴골철심 구멍 안의 슬롯보다 많은 갯수의 가지를 잠금기구에 형성하되, 철심 구멍의 한쪽 슬롯에 하나 이상의 가지를 끼우게 하고, 이 가지를 또한 경부나사의 종방향 슬롯에 끼운다. 이렇게 하면 경부나사가 대퇴골철심에 대해 회전하거나 돌아가지 않게 된다.

이런 구성에 의하면, 대퇴골철심중 가볍게 압력을 받는 부분에 있는 슬롯들이 철심의 말단부 부근에 배열될 수 있다. 그러나, 이 위치에서 잠금기구의 가지는 부근 골절부의 회전안정에 기여하기만 할 뿐이다. 철심 단부까지 이어진 가지가 철심을 고정하는 역할을 한다. 이들 가지는 대퇴골철심의 최대 응력부위에 위치하고, 따라서 경부나사의 슬롯에 의해서만 조정된다.

대퇴골 경부나사의 종방향 슬롯의 깊이는 필요할 경우 점점 얕아지는데(US-A-2002/0045900 참조), 경부나사의 말단부를 향할수록 점점 얕아진다. 따라서, 잠금기구의 가지들은 앞으로 밀릴 때 방사상으로 벌어지게 되고, 경부나사의 골절부에 대한 회전방지가 이루어진다.

바람직한 해결책은 각각의 슬롯의 깊이를 다르게 하는 것이다. 이렇게 하면, 잠금기구의 각각의 가지들이 다르게 벌어지게 되어 골절부에 다른 깊이로 삽입될 수 있다.

방사상으로 측정한 잠금기구 가지의 높이는 경부나사의 말단부에서는 증가한다. 이렇게 하면 고정성능이 향상되어, 골절부의 회전방지를 잘 할 수 있다. 경부나사의 축선방향 움직임은 가지의 높이에 의해 제한될 수 있다. 경부나사와 잠금기구의 축방향 미끄럼은 영향을 받지 않는다.

적절한 해결책은 경부나사의 종방향 슬롯의 갯수를 잠금기구의 가지의 갯수보다 많게 하는 것이다. 따라서, 잠금기구는 다른 회전위치에서 경부나사에 축방향으로 삽입되고 여러 위치에서 회전잠금을 이룰 수 있다.

경부나사와 철심 구멍의 슬롯들은 필요한 길이로 등간격 이격된다.

따라서, 잠금기구를 경부나사의 종방향 슬롯에 임의의 회전위치에서 삽입할 수 있다. 잠금기구의 가지의 수는 1개 내지 4개 또는 그 이상으로 할 수 있으며, 그 갯수와 슬롯에 대한 위치가 경부나사와 구멍에 맞기만 하면 된다. 2개의 가지를 다른 높이로 서로 교차시켜 배치하면 V형으로 보일 것이다.

또다른 방법은 잠금기구의 가지를 불균일하게 배열하는 것이다. 예컨대 가지가 2개이고, 대퇴골철심이나 경부나사의 슬롯을 여러개로 할 수도 있다.

필요하다면 잠금기구의 3개 가지를 120도 간격으로 배열할 수 있다. 3개의 가지들은 중심이 일치하고 균등하게 힘을 가한다.

잠금요소를 삽입할 때 흔들리지 않게 하려면, 적당한 안전기구를 붙여 잠금기구의 안전성을 보장한다.

바람직한 방법은, 안전요소를 대퇴골 경부나사의 말단부에 나사결합하는 것이다. 따라서, 안전요소를 풀면 잠금기구를 빼내거나 다시 끼울 수 있다.

대퇴골철심, 잠금기구, 대퇴골 경부나사 및/또는 안전요소는 모두 티타늄 합금이나 임플란트 스틸로 이루어질 수 있다.

본 발명의 이상의 원리는 다른 의료기구의 골수정이나 골수판의 잠금기구에도 적용할 수 있다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명한다.

도 1은 대퇴골철심과 경부나사가 달린 본 발명에 따른 골수정의 전개도;

도 2는 도 1의 대퇴골철심의 사시도;

도 3은 도 1의 골수정의 결합상태의 측면도;

도 4는 도 3의 결합상태의 골수정을 주변 뼈에 삽입한 상태의 사시도;

도 5는 도 1의 다른 예를 보여주는 도면;

도 6은 도 5의 대퇴골철심의 사시도;

도 7은 도 5의 결합상태의 골수정의 일부사시도;

도 8은 다른 대퇴골철심의 사시도.

도 1-4의 골수정은 기본적으로 대퇴골 철심(1a)과 대퇴골 경부나사(10a)로 구성된다. 대퇴골 철심(1a)의 말단부(2a)에는 헤드(3a)가 달려있다. 헤드(3a) 반대쪽 단부에는 직경이 작은 철심(1a)의 자루(4a)가 있다. 헤드(3a)와 자루(4a) 경계부는 원뿔부(9)이다. 자루(4a) 전단부에는 구멍(5a)이 하나 이상 뚫려있고, 이 구멍은 뼈 안에서 대퇴골철심(1a)을 축방향으로 안정시키는 기능을 한다. 또, 자루(4a)에는 길이방향의 노치(6)가 형성되어 있다. 헤드(3a)에도 하나 이상의 구멍(7a)이 종축선에 대해 비스듬하게 뚫려있고, 또한 이에 평행하게 보조구멍(19a)이 하나 뚫려있다. 경부나사(10a)를 피봇시킬 때 뼈조각의 경직된 움직임을 방지하기 위해 보조구멍(19a)에 보조철선을 끼운다.

경부나사(10a)의 말단부에는 클러스터(11a)가 있다. 경부나사(10a) 전단부에는 나선 스크루(12a)가 달려있다. 경부나사(10a)의 전장에 걸쳐 길이방향으로 4개의 슬롯(13a)이 형성되어 있다. 이들 슬롯(13a)의 깊이는 말단부를 향할수록 얕아 진다. 클러스터(11a) 부분에는 탭홀(14)이 형성된다. 경부나사(10a)를 피봇한 뒤, 고리(17a)와 2개의 가지(18a)가 달린 잠금기구(16a)를 경부나사(10a)의 종방향 슬롯(13a)에 길이방향으로 끼운다. 잠금기구(16a)의 후퇴를 방지하도록 경부나사(10a)의 탭홀(14)에 나사(20)를 결합한다.

도 4에서 파단선으로 표시된 뼈(15)는 본 발명의 골수정에 의해 고정된다. 잠금기구(16a)의 가지(18a)와, 나선 스크루(12a)를 통해 경부나사(10a)의 말단부까지 이어진 종방향 슬롯(13a)이 뚜렷이 보인다. 따라서, 한편으로는 경부나사(10a)에서 조인트볼을 돌려 잠그고 다른 한편으로는 경부나사(10a)가 철심(1a) 안에서 축방향으로 움직임이 제한되는데 이들 모두 골절치료에 필요하다.

도 5의 구성은 도 1-4의 구성과 다른데, 잠금기구(16b)는 한개의 가지(18b)와 2개의 가지(18d)를 갖고, 경부나사(10b)에는 3개의 종방향 슬롯(13b)이 등간격으로 배열된 점이 다르다. 대퇴골 철심(1b)에는 가지(18b)가 삽입된 경부나사(10b)를 끼워 철심에 돌려서 잠그기 위한 홈(8b)이 하나만 있다. 나머지 2개 가지(18d)는 골절부의 비틀림방지판 역할을 할뿐이다. 종방향 슬롯(13b)의 깊이 및/또는 형태에 따라 2가지 가지(18b,18d)가 다소간 강하게나 약하게 벌어지기 때문에 이런 다른 기능을 얻을 수 있다. 이 방식과 조합하거나 바꾸어, 각각의 가지의 폭을 다르게 할 수도 있다.

도 7은 잠금기구(16b)를 끼운 대퇴골 경부나사(10b)가 대퇴골철심(1b)에 결합된 상태를 보여준다. 아래를 향한 가지(18b)는 나머지 2개의 가지(18d)보다 더 벌어진다. 따라서, 가지(18b)의 후단부가 철심(1b) 구멍(7b)의 홈에 꼭 맞물리게 되므로, 철심(1b)에 경부나사(10b)의 돌려서 잠글 수 있다. 나머지 2개 가지(18d)는 경부나사(10b)의 길이를 따라 철심(1b) 안에서 벌어져도 경부나사 밖으로 튀어나오지 않고 나선스크루(12b) 안쪽에 있으며, 경부나사(10b)에서 골절부를 비틀어 고정하는 역할만 한다.

도 8의 변형례에서는 3개의 가지(18c) 모두가 설치했을 때 방사상으로 동일하게 벌어진다. 이들 가지는 모두 대퇴골철심(1c) 구멍(7c)의 슬롯(8c)에 맞물린다. 따라서, 3개의 가지(18c) 모두 대퇴골철심(1c)과 골절부 양쪽에서 경부나사(10b)를 돌려서 고정하는 기능을 한다.

도면부호의 설명

1a, 1b, 1c 대퇴골 철심

2a, 2b, 2c 말단부

3a, 3b, 3c 헤드

4a, 4b, 4c 자루

5a, 5b, 5c 구멍 6 노치

7a, 7b, 7c 구멍

8a, 8b, 8c 홈 9 원뿔부

10a, 10b 대퇴골 경부나사

11a, 11b 클러스터

12a, 12b 나선스크루

13a, 13b 종방향 슬롯 14 탭홀

15 뼈 16a, 16b 잠금기구

17a, 17b 고리

18a-d 가지

19a-c 보조구멍 20 나사

Claims (16)

1. 대퇴골 골수에 골수정을 설치하고 골수정 종축선에 대해 비스듬하게 뚤린 구멍에 대퇴골 경부나사를 끼워, 골수정 구멍에서 경부나사를 축선방향으로 움직여 회전결합을 하고, 경부나사에는 길이방향으로 홈이 하나 이상 형성되고 경부나사에 축선에 거의 평행하게 상기 경부나사의 홈에 끼워지는 잠금기구를 갖는 근위대퇴골 골절고정용 골수정에 있어서:

   잠금기구(16a,16b)와 골수정(1a,1b,1c) 사이 및 잠금기구(16a,16b)와 대퇴골 경부나사(10a,10b) 사이의 적극적 연결에 의해 회전결합이 이루어지는 것을 특징으로 하는 골수정.
2. 제1항에 있어서, 종방향 슬롯(13a,13b)이 2개 이상, 그리고 가지(18a-d)가 2개 이상 제공되는 것을 특징으로 하는 골수정.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구멍(7a-c의 길이를 따라 슬롯(8a-c)을 형성하고, 이들 슬롯에 잠금기구(16a-c)를 끼우는 것을 특징으로 하는 골수정.
4. 제3항에 있어서, 대퇴골 철심(1a-c)의 구멍(7a-c)에 형성된 슬롯들을 대퇴골 경부나사(10a-c)의 종방향 슬롯(13a-c)에 대응하는 갯수와 위치로 형성하는 것을 특징으로 하는 골수정.
5. 제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 있어서, 잠금기구(16b)의 가지(18b,18d)의 갯수를 대퇴골철심(1b) 구멍(7b)의 슬롯(8b)보다 많게 하고, 한쪽 가지(18b)는 상기 슬롯(8b)에 맞물리게 하되 나머지 가지(18d)는 경부나사(10b)의 종방향 슬롯(13b)에서 안내되도록 하는 것을 특징으로 하는 골수정.
6. 제1항 내지 제5항의 어느 한 항에 있어서, 경부나사(10a,10b)의 종방향 슬롯(13a,13b)의 깊이가 말단부로 갈수록 얕아지는 것을 특징으로 하는 골수정.
7. 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서, 종방향 슬롯(13a,13b)의 깊이가 서로 다른 것을 특징으로 하는 골수정.
8. 제1항 내지 제7항의 어느 한 항에 있어서, 반경방향으로 측정한 잠금기구(16a,16b)의 가지(18a-d)의 높이(h)가 말단부로 가면서 점차 낮아지는 것을 특징으로 하는 골수정.
9. 제1항 내지 제8항의 어느 한 항에 있어서, 종방향 슬롯(13a)의 갯수가 잠금기구(16a)의 가지(18a)의 갯수보다 많은 것을 특징으로 하는 골수정.
10. 제1항 내지 제9항의 어느 한 항에 있어서, 잠금기구(16a-b)의 가지(18a-d)가 잠금기구 전장에 걸쳐 등간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 골수정.
11. 제1항 내지 제10항의 어느 한 항에 있어서, 잠금기구(16a)의 가지(18a)가 잠금기구 전장에 걸쳐 불균일하게 배열되어, 이들 가지(18a)가 V, X 또는 Y 모양의 일부처럼 보이는 것을 특징으로 하는 골수정.
12. 제1항 내지 제11항의 어느 한 항에 있어서, 잠금기구(16b)의 가지(18c)가 3개인 것을 특징으로 하는 골수정.
13. 제1항 내지 제12항의 어느 한 항에 있어서, 잠금기구(16a-b)의 가지(18a-b) 말단부에 고리(17a-b)나 디스크가 달린 것을 특징으로 하는 골수정.
14. 제1항 내지 제13항의 어느 한 항에 있어서, 잠금기구의 축방향 안정을 위한 안전요소를 제공하는 것을 특징으로 하는 골수정.
15. 제11항에 있어서, 상기 안전요소가 경부나사(10a-b)에 대해 고리(17a-b)를 통해 나사결합되는 나사(20)인 것을 특징으로 하는 골수정.
16. 제1항 내지 제15항의 어느 한 항에 있어서, 대퇴골철심(1a-c), 대퇴골 경부나사(10a-b), 잠금기구(16a-b) 및 안전요소(20)가 티타늄 합금 및/또는 임플란트 스틸로 이루어지는 것을 특징으로 하는 골수정.

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