KR20070009539A - 캐뉼러가 형성된 체결기구 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 캐뉼러가 형성된 체결기구 시스템은 골판을 뼈에 부착하는 시술을 포함하는 정형외과적 시술에 제공되기 위한 것이다. 뼈 체결기구는 내측 형상을 가진 캐뉼러를 가진다. 하나 이상의 스크류 드라이버에는 체결기구의 캐뉼러와 부합되어 체결기구를 스크류 드라이버에 회전되도록 결합시키는 축이 구비된다. 덧붙여, 스크류 드라이버는 뼈 체결기구를 위해 구멍을 천공하는 절삭칼날을 가진다. 스크류 드라이버는 단일 체결기구 또는 복수의 체결기구가 유지 슬리이브 내에 장전된 채로 자동으로 또는 수동으로 배출하면서 사용될 수 있다.
뼈체결, 골나사

Description

캐뉼러가 형성된 체결기구 시스템 {Cannulated fastener system}
본 출원은 35 U.S.C. §119(e)에 따라 2003년 11월 26일에 출원된 미국 특허 가출원 제60/524,880호의 우선권을 주장하며 그 내용은 모두 본원에 포괄되는 것으로 한다.
본 발명은 정형외과 수술에 사용되는 캐뉼러가 형성된 나사 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 나사구멍을 천공하기 위해 칼날이 삽입되며, 나사를 뼈에 삽입하기 위해 회전하는데에도 사용될 수 있는 캐뉼러가 형성된 나사에 관한 것이다. 상기 칼날은 단일 나사를 잡도록 구성되거나 또는 연속적인 천공과 복수의 나사 삽입을 위해 복수의 나사가 적재될 수 있도록 구성된다. 어떠한 칼날의 구성에 있어서도, 연장에는 절삭칼날과, 연장을 사용하여 나사를 회전시킬 수 있도록 나사에 있는 캐뉼러의 적어도 일부 형상과 부합되는 다각형 축부가 구비된다.
본 발명은 정형외과 수술에 사용되는 캐뉼러가 형성된 나사 시스템에 관한 것이다. 일반적으로 골나사는 나사구멍이 별도로 천공된 다음에 설치된다. 그에 따라, 현행 시스템은 통상 별도의 구멍 천공과 나사 결합 연장을 필요로 한다. 나아가, 예를 들어, 악안면(maxillofacial) 시술에 사용되는 골나사는 전형적으로 소형이고 설치과정에서 다루기가 어렵다. 따라서, 그렇게 작은 나사를 사용하는 것은 수술과정에서 분실하거나 또는 수술부위에 떨어뜨릴 염려가 있다. 본 발명은 외과의사로 하여금 한 개의 장치를 사용하여 나사구멍을 천공하고 동시에 골나사를 설치할 수 있도록 해준다. 덧붙여, 본 발명은 외과의사로 하여금 복수개의 나사를 스크류 드라이버 상에 미리 장전하게 함으로써 절개 영역으로부터 스크류 드라이버를 제거하는 일없이 복수개의 나사를 신속히 설치할 수 있도록 해준다. 특히 나사들을 미리 장전하는 것은 악안면수술에 사용되는 작은 골나사의 경우에는 매우 유리한데, 왜냐하면 외과의사가 각각의 베이스에 있는 복수개의 작은 골나사를 일일이 다룰 필요가 없기 때문이며, 이것은 연장을 사용하여 나사를 결부시키는데 요구되는 사용자의 주의를 경감시키게 된다. 따라서, 나사 설치 절차가 신속하고, 안전하게 수행될 수 있어서 의사와 환자 모두에게 도움을 준다.
본 발명은 정형외과적 수술에 사용되는 캐뉼러가 형성된 나사 시스템에 관한 것이다. 나사는 뼈 속에 삽입되기 위해서 축의 외경부에 나사산을 가지고 있으며, 나사의 팁에는 다중 절삭단이 형성되어 있다. 나사의 헤드부는 플랜지로 구성된다. 다각형 캐뉼러는 축과 헤드의 길이 상에서 적어도 일부로 연장되어 스크류 드라이버로부터 나사를 뼈에 삽입하기 위한 구동 토오크를 받는다.
캐뉼러 나사 시스템은 나사가 적재되어 연속적으로 배출되는 단일 나사 또는 다중 나사 스크류 드라이버를 고정시키는 스크류 드라이버를 포함한다. 스크류 드라이버의 모든 구성은 나사의 결합을 시작하기 위해 뼈 표면을 절삭하는 말단팁에 편평한 칼날부와, 나사의 캐뉼러의 다각형부에 부합하는 편평한 칼날부 뒤쪽의 다각형부를 포함한다. 스크류 드라이버의 구성은 또한 드라이버와 결합되기 위해 근접단에 있는 다각형 소켓 또는 다각형 외측면을 포함한다.
다중 나사 스크류 드라이버의 일 실시예는 스프링 추진되어 뼈 속으로 삽입되는 나사 방식에 특징이 있다. 스프링 추진 다중 나사 스크류 드라이버는 다중 나사, 코일 스프링을 지지하기 위해 편평한 칼날부 뒤쪽에 연장된 다각형 축부를 가진 스크류 드라이버 축을 포함하고, 유지 슬리이브는 투명할 수 있다. 상기 유지 슬리이브는 스크류 드라이버 축을 감싸는 동시에, 나사는 스크류 드라이버 축을 감싼 채로 스크류 드라이버 축과 유지 슬리이브 사이의 환형 공간에 위치한다. 상기 코일 스프링은 다각형 축부와 유지 슬리이브 사이의 환형 영역에 위치하고, 또한 스크류 드라이버 축의 숄더와 다각형 축부에 적재된 나사 중에서 가장 근접한 나사의 플랜지 사이에 안착된다. 유지 슬리이브의 말단은 립을 포함할 수 있는데, 이것은 슬롯에 의해 분리되어 있는 유지 슬리이브의 말단부를 분리시키기 위한 적정 힘이 가해질 때까지 나사를 유지시킨다. 상기 코일 스프링은 한 개의 나사가 유지 슬리이브의 말단으로부터 배출되면, 다음 다사의 축이 유지 슬리이브 밖으로 돌출되도록 나사들을 바이어스한다. 상기 유지 슬리이브의 말단에 있는 립은 유지 슬리이브로부터 나사를 빼내기에 충분한 정도의 힘을 가하도록 나사가 뼈 속으로 충분히 삽입될 때까지 다음 나사의 플랜지가 유지 슬리이브 밖으로 빠져나가는 것을 방지한다.
스프링 추진 다중 나사 스크류 드라이버는 나사의 캐뉼러 내측에 맞는 직경을 가진 튜브를 천공팁 위로 슬라이딩시킴으로써 나사를 장전할 수 있다. 그런 다음, 나사가 코일 스프링에 대항하여 튜브와 상기 연장된 다각형 축부 상에 놓인다. 그리고, 유지 슬리이브가 튜브/축/나사 위에 놓인 다음 코일 스프링을 압축하면서 나사를 튜브로부터 스크류 드라이버 축으로 밀어서, 스크류 드라이버 축 상으로 회전결합 또는 스냅 결합시킨다. 다음으로, 상기 튜브가 천공팁으로부터 제거된다.
다중 나사 스크류 드라이버의 제2 실시예는 래치트 추진 나사 방식이다. 래치트 추진 다중 나사 스크류 드라이버는 복수의 나사, 플런저, 유지 슬리이브 및 래치트 슬라이드를 지지하기 위해 칼날부 뒤쪽에 연장된 다각형 축부를 가진 스크류 드라이버 축을 포함한다. 스프링 추진 다중 나사 스크류 드라이버에서 처럼, 래치트 추진 다중 나사 스크류 드라이버의 나사는 상기 연장된 다각형 축부와 슬리이브 사이의 환형 공간에 놓인다. 상기 유지 슬리이브는 슬리이브 내측면에 직각 삼각형 형상으로 균일하게 이격되어 있는 일련의 깔쭉홈와, 그러한 깔쭉홈와 직접적으로 마주보는 연장된 직사각형 슬롯을 포함한다. 래치트 슬라이드는 상기 유지 슬리이브의 깔쭉홈와 동일한 형상과 간격을 가지는 일련의 깔쭉홈를 포함한다. 래치트 슬라이드는 그것이 상기 유지 슬리이브의 연장된 홈 내에서 슬라이딩하도록 치수화되어 양측면에 형성된 홈을 가진다. 또 다른 대안으로서, 상기 유지 슬리이브는 연장된 슬롯의 양측에 래치트 슬라이드의 측면과 슬라이딩되는 홈을 가질 수 있다. 상기 플런저는 원통형이며 장전된 나사의 근접 측면 상에서 상기 연장된 다각형 축부와 슬리이브 사이의 환형 공간에 위치하도록 치수화되고, 상기 원통으로부터 마주보도록 연장된 두 개의 다리를 포함하며, 각각의 단부는 상기 유지 슬리이브와 래치트 슬라이드의 직각 삼각형 깔쭉홈와 치합되는 형상을 가지는 단일탭을 가진다. 장전된 나사의 전진은 상기 슬리이브의 연장된 홈 내에서 래치트 슬라이드를 말단 방향으로 슬라이딩시킴으로써 이루어진다. 상기 래치트 슬라이드의 깔쭉홈 중 하나의 직각면은 상기 플런저 다리의 대응하는 탭과 결합하여 플런저가 래치트 슬라이드와 함께 움직이도록 한다. 그러나, 대향하는 다리에 있는 탭은, 대응하는 면들의 예리한 각이 다리를 슬리이브의 중심쪽으로 밀어붙이기 때문에 슬리이브의 깔쭉홈로부터 빠져나올 수 있고, 따라서 유지 슬리이브 내에서 플런저가 슬라이딩할 수 있다. 래치트 슬라이드가 상기 연장된 슬롯의 말단부로 복귀하면, 플런저 다리의 탭과 유지 슬리이브 및 래치트 슬라이드에 있는 깔쭉홈 사이의 상대적인 운동은 반대가 된다. 그에 따라 플런저는 슬리이브 내에서 제자리를 유지할 수 있다. 이러한 래치트 운동은 플런저의 하면에 의해 접촉된 나사의 상부 플랜지와 플랜지 사이에 힘을 인가함으로써 플런저로 하여금 나사를 전진시키도록 한다.
래치트 추진 다중 나사 스크류 드라이버는 상기 연장된 다각형 축부 상에 나사를 놓고 플런저를 슬라이딩시킴으로써 장전된다. 다음으로 래치트 슬라이드가 이미 장착된 상태에서, {플런저의 다리와 래치트 탭)이 유지 슬리이브의 래치트 깔쭉홈 및 래치트 슬라이드의 래치트 깔쭉홈과 정렬된 채로} 유지 슬리이브가 나사와 플런저 상으로 슬라이딩되면서 제위치에 스냅결합된다. 추가적으로, 조립시 플런저의 다리와 유지 슬리이브 및 래치트 슬라이드의 깔쭉홈이 정렬될 수 있도록 상기 유지 슬리이브, 스크류 드라이버 축 및 플런저는 키(Key) 가공될 수 있다.
스크류 드라이버의 실시예에서, 하나 또는 그 이상의 나사가 스크류 드라이버의 축에 장전될 수 있다. 스크류 드라이버의 편평한 칼날부는 뼈 표면과 접촉하는 첨단과 절삭에지를 가진다. 스크류 드라이버가 축방향으로 가압되면서 회전하면, 편평한 칼날부가 뼈 표면 속을 천공하고, 일단 스크류 드라이버 축의 편평한 칼날부가 충분한 깊이로 들어가면 나사의 절삭단이 뼈 표면 속을 절삭한다. 그에 따라 궁극적으로 나사의 자동 탭 나사산이 뼈와 결합하게 된다. 나사가 뼈 속으로 들어가면서, 마침내 자유로워진 스크류 드라이버의 칼날과 - 다중 나사 스크류 드라이버의 경우에 - 유지 슬리이브를 당기게 된다. 이것은 다중 나사 스크류 드라이버에 있어서 다음 나사를 전진시키게 된다.
스크류 드라이버 축은 뼈 절삭을 위한 외과수술용 스틸 또는 유사한 소재로 제조된다. 코일 스프링은 스프링 스틸 또는 다른 임의의 적절한 스프링 소재로 제조된다. 유지 슬리이브, 플런저, 및 래치트 슬라이드는 바람직하게 폴리머로 제조되지만 다른 소재들도 사용가능하다.
본 발명은 이하에 첨부된 도면들을 참조로 설명될 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 바람직한 나사의 측면도이다.
도 1b는 본 발명의 나사에 대해 설계된 록킹헤드에 대한 측면도이다.
도 2는 도1의 나사를 단부에서 본 도면이다.
도 3은 단일 나사 스크류 드라이버의 사시도이다.
도 4는 도 3의 단일 나사 스크류 드라이버의 팁에 대한 상세 도면이다.
도 5a는 도 4에 도시된 팁의 상세한 측면도이다.
도 5b는 도 4에 도시된 팁을 단부에서 본 도면이다.
도 6은 도 3의 단일 나사 스크류 드라이버 상에 있는 도 1의 나사에 대한 사시도이다.
도 7은 스프링 추진 다중 나사 스크류 드라이버의 사시도이다.
도 8은 도 7의 스프링 추진 다중 나사 스크류 드라이버의 말단부에 대한 상세 도면이다.
도 9는 래치트 추진 다중 나사 스크류 드라이버의 사시도이다.
도 10은 도 9의 다중 나사 스크류 드라이버의 단면도이다.
도 11은 도 9의 다중 나사 스크류 드라이버의 래치트 슬라이드에 대한 측면도이다.
도 12는 도 9의 다중 나사 스크류 드라이버의 래치트 슬라이드를 단부에서 본 도면이다.
도 13은 도 9의 다중 나사 스크류 드라이버의 플런저에 대한 상세 도면이다.
도 14는 도 9의 다중 나사 스크류 드라이버의 유지 슬리이브에 대한 단면도이다.
도 1a 및 2를 참조하면, 골나사(100)의 예가 도시되어 있다. 이러한 유형의 골나사는 턱이나 안면의 부러진 뼈조각에 골판(bone plate)을 부착하여 치료과정 동안 뼈조각을 원하는 위치에 고정시키는 등 다양한 정형외과적 용도에 사용될 수 있다. 골판과 골나사가 악안면시술에 사용될 때에는, 치료과정 동안 환자의 외관에 미용적인 손상을 최소화하기 위해서 "매우 작게" 디자인될 수 있다.
골나사(100)는 축(120)의 외경부 상에 형성된 나사산(110), 팁(130) 및 헤드영역(150)을 포함한다. 상기 팁(130)은 뼈 속을 절단하기에 적합하도록 하나 이상의 절삭단(140)을 가진다. 상기 헤드영역(150)은 나사(100)를 뼈 또는 골판 표면에 안착시키기 위한 플랜지(152)를 더 포함한다. 상기 플랜지(152)는 상측면(156)과 하측면(154)을 가진다. 상측면(156)은 실질적으로 편평하여 축(120)의 장축에 대해 실질적으로 직각인 평면을 형성한다. 플랜지(152)의 하측면(154)은 마찬가지로 실질적으로 편평하거나{즉, 상측면(156)의 평면에 평행하거나} 또는 축으로 갈수록 경사가 형성되어 나사축에 대해 직각도 아니면서 상측면(156)과 평행하지도 않을 수 있다. 또 다른 대안으로서, 하측면(154)은 구형상으로 형성되어 골판에 형성된 구형상의 골나사구멍에 부합(conform)되도록 할 수도 있다. 일 실시예에서, 두께 't'는 약 0.2밀리미터(mm) 내지 약 6.0 mm 이다. 경사진 하측면(154)을 가진 나사의 예에서, 헤드 플랜지(152) 두께 't'는 변할 수 있다 {즉, 플랜지의 외주부 근처에서 더 얇고, 축(120) 근처에서 더 두꺼울 수 있다}. 덧붙여, 나사(100)는 원추형 나사산 영역을 포함하는 록킹헤드를 가진다.
도 1b는 나사(500)가 나사산이 형성된 골나사구멍을 가지는 골판과 함께 사용되는 것을 보여주는 실시예이다. 본 실시예의 나사는, 판에 나사를 록킹하기 위해, 판 구멍 내에 있는 나사산과 결합되도록 구성된 나사산을 포함하는 헤드영역(550)을 가진다. 도시된 실시예에서, 나사(500)는 대응하는 골판의 원추형 나사산과 맞도록 구성되는 원추형 나사산을 포함하는 록킹헤드를 가진다. 대안으로서, 본 실시예의 나사(500)는 대응하는 골판에 있는 구형상의 나사산과 결합되도록 구 성된 구형상의 나사산이 형성된 헤드영역을 구비할 수 있다. 나사산이 형성된 헤드영역을 가지는 나사가 구비되는 경우, 나사산의 피치는 나사의 몸체에 있는 나사산의 피치와 부합(match)될 수 있다. 따라서, 골판에 대한 나사의 결합 전진율은 뼈에 대한 나사 몸체의 전진율과 동일할 수 있다.
다각형 캐뉼러(160)가 축(120) 길이의 적어도 일부에 연장되어 여기에 나사(100)를 뼈 속으로 박기 위해 구동 토오크를 전달하는 연장이 삽입될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 캐뉼러(160)는 육각형 단면을 포함하지만, 임의의 다각형 캐뉼러가 제공될 수 있다. 마찬가지로, 비다각형 캐뉼러가 구비되거나 또는 나사를 돌리기 위해 끼워지는 구동 연장의 대응하는 면과 결합되는 다양한 종류의 리지(ridge), 홈, 노치 등을 가진 캐뉼러가 구비될 수 있다. 상기 나사(100)는 약 2 mm 내지 약 60 mm의 범위 내에서 선택되는 길이 'L'와, 약 1.5 mm 내지 5.0 mm 범위 내에서 선택되는 나사 직경 'd', 및 약 2.0 mm 내지 6.0mm 범위 내에서 선택되는 플랜지 직경 'D'을 가진다.
나사(100)는 복수의 절삭단(140)이 형성된 팁(130)을 가진다. 각각의 절삭단(140)은 나사의 장축에 대해 각도 α를 이루는 트레일링 에지(132)를 가진다. 일 실시예에서, 각도 α는 약 35˚ 내지 약 70˚의 범위 내에서 선택될 수 있다. 예시된 실시예에서 각도 α는 약 50˚이다. 상기와 같은 범위에서 각도 α를 설정하는데 따른 이점은 나사에서 나사산 표면을 너무 많이 제거하는 일없이 적절하게 치수화된 절삭단이 제조가능하다는 점이다. 이것은 뼈에서 나사를 빼내는 힘을 줄여준다. 나사산(110)은 약 0.15 mm 내지 약 2.0 mm 의 범위에서 선택된 피치를 가 질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 나사산의 높이는 약 0.1 mm 내지 0.75 mm의 범위 내에서 선택될 수 있다. 당해 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 자명하듯이, 여기에 예시된 것과 다른 나사산 각도, 나사산 피치 및 나사산 높이를 가지는 나사가 제공될 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 나사산(110)은 자동 탭(self-tapping)이고, 상기 나사(100)는 자진 천공(self-drilling) 나사일 수 있다. 상기 캐뉼러가 형성된 나사(100)는 스테인레스 스틸, 티타늄, 폴리머 또는 생체호환성 소재와 같은 다양한 소재로 구성된다. 나아가, 본 발명은 캐뉼러가 형성된 나사에 한정되는 것이 아니라, 뼈 압정, 리벳 등과 같은 캐뉼러가 형성된 적절한 뼈 체결기구를 포함한다. 뼈 압정, 리벳 또는 다른 뼈 체결기구가 사용되는 경우에, 이들은 금속(예를 들어, 스테인레스 스틸 또는 티타늄), 폴리머, 또는 생체호환성 소재와 같은 다양한 소재로 제공될 수 있다.
스크류 드라이버로부터 대부분의 토오크가 축의 캐뉼러를 통해 나사(100)로 전달되기 때문에, 헤드영역(152)은 매우 작은 두께 't'를 가질 수 있다. 이것은 스크류 드라이버가 결합되는 면이 체결기구의 헤드 내에 전적으로 위치하기 때문에 이것에 상응하는 높은 강도를 제공하기 위해 실질적인 헤드 두께가 필요한 기존의 전형적인 뼈 체결기구와 다른 점이다. 본 발명의 캐뉼러 축결합은 그렇게 큰 헤드의 필요성을 없애고, 결과적으로 헤드영역(150)의 플랜지(152)는 매우 얇아질 수 있다. 이렇게 얇은 체결기구는 특히, 골판이 종종 안면의 돌출부의 피하조직에 설치되는 악안면시술에서처럼, 나사 및/또는 골판과 환자의 피부 사이의 근육이나 조 직이 적은 곳에 적용될 경우에 유리하다. 정상적인 헤드 두께를 가진 골나사는 결합된 골판의 상부로 과도하게 돌출되어, 피부 상에 시각적으로 돌출부 또는 불연속부를 초래한다. 그러나, 얇은 헤드 두께를 가지는 나사(100)는 골판 상부로 약간만 튀어나오거나 또는 전혀 튀어나오지 않게 된다. 따라서 환자의 안면에 심각한 불균형을 가져오지 않는다. 그럼에도 불구하고, 얇은 두께를 가진 헤드는 본 발명의 성능에 영향을 주지 않으며, 따라서 원하는 바에 따라서 당해 기술분야에 알려진 어떠한 헤드 두께를 가진 나사도 사용될 수 있다.
본 발명은 악안면시술에 사용되는 나사에 한정되는 것이 아니며, 다른 정형외과적 시술에 사용되는 나사와 체결기구를 포함한다. 그러한 나사와 체결기구는 여기에 도시된 것보다 큰 치수를 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 단일 나사 스크류 드라이버(200)는 근접단(210)과 말단(220) 및 축부(202)를 포함한다. 근접단(210)은 핸드 드라이버 또는 파워 드라이버와 같은 외부 구동연장의 암결합부와 결합되는 연장결합부(212)를 가진다. 또 다른 대안으로서, 상기 연장결합부(212)는 구동연장의 숫단부를 수납하는 소켓을 포함할 수 있다. 전형적인 구동연장에 구비되어 있는 표준 볼 멈춤쇠 기구를 수용하기 위해서 연장결합부(212)에 인접하는 축부(202)에 드라이버 유지홈(214)이 제공될 수 있다.
상기 말단(220)은 길이 'L1'을 가지는 다각형 축(222)과 상기 나사(100)의 말단을 약 0.5 mm 내지 약 10.0 mm 정도 지나도록 연장되어 있는 천공팁(224)을 포 함한다. 상기 길이 'L1'는 약 2 mm 내지 약 60 mm의 범위 내에서 선택된다. 일 실시예에서, 길이 'L1'는 약 30 mm이다. 상기 천공팁(224)은 뼈 속을 절삭하기 위한 첨단(225)을 가지는 편평한 형상이다. 상기 다각형 축(222)은 나사(100)의 캐뉼러(160)에 부합되는 형상을 가진다. 캐뉼러(160)가 형성된 나사(100)에 있어서, 다각형 축(222)은 육각형 단면으로 도시되어 있으나, 전술한 바와 같이 다른 다각형도 사용될 수 있다. 도 4 및 5는 단일 나사 스크류 드라이버(200)의 말단(220)을 상세하게 보여준다. 도시된 실시예에서, 천공팁(224)은 측면에서 볼 때 각도 β를 이루는 절단면을 가지는 두 개의 대향하는 칼날부(226)(228)를 포함한다. 상기 각도 β는 약 90˚ 내지 160˚사이의 범위에서 선택된다. 예시된 실시예에서, 각도 β는 약 130˚이다. 또한 칼날부(226)(228)는 위에서 보았을 때(도 5b에 도시) 선단 모서리(246)(248)에 대해서 각도 γ만큼 경사진 면(236)(238)들을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 각도 γ는 약 5˚ 내지 30˚사이의 범위에서 선택된다. 예시된 실시예에서, 각도 γ는 약 10˚이다. 또한 천공팁은 여기에 예시된 것과 다른 각도의 β와 γ를 가질 수 있다. 뼈 속을 절삭하기 위해서 당해 기술분야에 알려진 임의의 다른 천공팁이 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 스크류 드라이버는 천공팁없이 제공될 수 있다. 이때 나사가 스크류 드라이버에 결합될 때 스크류 드라이버의 말단은 나사의 팁을 지나도록 연장되지 않는다. 그러한 경우에, 전통적인 방법(예를 들어, 송곳, 탭 등)을 사용하여 뼈에 예비 구멍이 천공될 수 있고, 나사를 뼈에 박기 위해 캐뉼러 나사를 가진 스크류 드라이버가 사용될 수 있다. 그러한 구성은 나사가 클 경우에 유리하다.
스크류 드라이버(200)의 축부(202)에는 적어도 직경이 다른 두 개의 영역(250)(260)이 구비될 수 있다. 여기서 소직경부(260)는 말단에 인접하도록 위치하여 수술작업공간에 대한 시인성을 증대시키도록 한다. 대직경부(250)는 직경이 약 3.15 mm로서 27 mm의 길이를 가지는 반면, 소직경부(260)는 약 1.2 mm 내지 2.5 mm 범위에서 선택된 직경과 약 10 mm의 길이를 가진다. 다시 한번, 이러한 치수는 예시적인 것이며 본 발명의 핵심적인 사항이 아니라는 것을 이해하여야 한다. 수술작업공간의 시인성을 높이는 것이 유리함에도 불구하고, 직경이 스크류 드라이버의 일체적인 구조와 견고함을 저해할 정도로 작게 선택되어서는 안된다.
도 6은 단일 나사 스크류 드라이버(200)의 말단(220)에 설치된 나사(100)를 보여준다. 다각형 축(222)(나사에 의해 안보임)은 캐뉼러(160)와 결합됨으로써, 스크류 드라이버(200)와 나사(100)가 함께 회전하게 된다. 다각형 축(222)의 근접단(223)은 나사(100)의 헤드 플랜지(152) 및 캐뉼러(160)와 결합하여 나사(100)를 스크류 드라이버에 유지시키는 플레어부(227)를 포함한다. 따라서 캐뉼러가 형성된 나사(100)는 플레어부(227)를 쐐기고정시켜, 면 사이에 간섭을 유발하여 이들을 축방향으로 함께 록킹시키게 된다. 일단 나사(100)가 스크류 드라이버(200)에 끼워지면, 나사(100)의 끝단을 지나서 멀리까지 연장되는 스크류 드라이버(200)의 첨단(225)이 대상 뼈 영역의 표면과 접촉하여 회전한다. 뼈에 대해 축방향 힘을 인가하는 칼날부(226)(228)의 회전은 뼈를 절삭함과 동시에 스크류 드라이버(200)가 나사(100)와 함께 뼈 속으로 축방향으로 전진하도록 한다. 뼈의 구멍이 나사(100)가 결합되기에 충분한 깊이가 되면, 나사(100)의 절삭단(150)은 뼈 표면과 결합하면서 뼈 구멍의 직경을 확대시킨다. 그러면 자동 탭 나사산(110)이 뼈와 결합하고, 골나사(100)는 계속해서 회전하여 전진하게 된다. 이러한 전진은 스크류 드라이버의 축방향 운동과는 무관하며, 자동 탭 나사산의 특성에 따라 이루어지는 것인데, 즉 나사가 회전하면 나사는 스스로 천공된 구멍으로 들어가게 된다. 따라서, 스크류 드라이버를 축방향으로 고정시킨 채로 회전시켜 나사가 육각면 터널을 따라서 뼈 속으로 움직이도록 함으로써, 나사는 뼈 속에 완전히 안착될 수 있다. 나사(100)가 원하는 깊이까지 뼈 속으로 들어가면, 스크류 드라이버(200)를 축방향으로 당겨 골나사(100)의 다각형 캐뉼러(160) 밖으로 꺼집어내어 제거할 수 있다. 이어서, 후속적인 천공과 삽입을 위해서 스크류 드라이버(200)의 말단(220)에 다른 나사를 장전할 수 있다.
도 7 및 8은 스프링 추진 다중 나사 스크류 드라이버(300)를 보여준다. 여기에서, 복수개의 나사는 스크류 드라이버에 미리 장전될 수 있으며, 스크류 드라이버를 따라 자동으로 전진하여 수술부위에 연속적으로 삽입이 가능하다. 스크류 드라이버(300)는 적재용 스크류 드라이버 축(302), 스프링부재(330) 및 상기 스크류 드라이버 축(302)을 수납하도록 구성된 투명한 나사 유지 슬리이브(340)를 포함한다. 상기 유지 슬리이브(340)는 스크류 드라이버 축(302)의 근접 영역으로부터 말단(320) 근처까지 연장되어, 축부, 스프링 및 나사를 커버한다. 상기 유지 슬리이브(340)의 말단(342)은 제1 나사(100)를 임시로 정렬하여 결합할 수 있도록 구성되 며, 따라서 적재된 나사(100)가 스크류 드라이버 축(302)으로부터 미리 이탈되는 것을 방지한다. 상기 유지 슬리이브(340)는 사용자가 스크류 드라이버(300)에 장전된 나사(100)의 개수를 확인할 수 있도록 투명한 것으로 설명되었으나, 나사 유지 슬리이브(340)가 반드시 투명할 필요는 없다. 불투명 유지 슬리이브(340)가 제공되는 경우에는, 사용자가 남아있는 나사의 개수를 확인할 수 있는 다른 구성이 제공될 수 있다. 그러한 대안적인 구성은 나사가 다른 색상으로 구비되어 색상에 의해 남아있는 나사의 개수를 파악할 수 있는 채색 시스템을 포함할 수 있다. 또 다른 대안으로서, 유지 슬리이브(340)를 따라서 슬롯이 형성되어 나사의 일부를 사용자가 확인할 수 있도록 할 수 있다. 그 밖에 다른 유사한 시각적 확인방법이 구현가능하며 이것은 당업자에게 자명한 사항이다.
상기 유지 슬리이브(340)는 폴리머로 제작되어 스냅식 또는 나사식으로 스크류 드라이버 칼날(302) 상에 유지될 수 있다. 또는 상기 슬리이브는 스크류 드라이버 축에 반융접되거나 잘 알려진 다른 유지방법에 의해 유지될 수 있다.
상기 스크류 드라이버 축은 뼈를 절삭하기에 적절한 수술용 스틸 또는 유사한 금속으로 제조된다. 상기 코일 스프링은 스프링 스틸 또는 스프링을 형성하는 다른 적절한 금속으로 제조된다. 상기 유지 슬리이브, 플런저 및 래치트 슬라이드는 폴리머로 제조되지만, 다른 소재들도 사용가능하다. 상기 다중 나사 스크류 드라이버는 (사용하고 버리는) 1회용 연장으로 제공되거나 또는 재사용가능하도록 할 수 있다(즉, 단품 및/또는 재장전되도록 할 수 있다). 1회용 스크류 드라이버의 경우, 상기 유지 슬리이브는 반씩 제작되어 나사가 스크류 드라이버 축 상에 장전 된 후에 스크류 드라이버 축 주위에 융접될 수 있다. 만약 상기 유지 슬리이브가 반씩 설치될 경우에는, 상기 유지 슬리이브는 스크류 드라이버 축의 외측면에 형성된 홈에 맞도록 구성된 플랜지를 포함할 수 있다. 이러한 조립수단은 융접하기 전에 상기 반 사이에 래치트 슬라이드가 위치되도록 함으로써 슬리이브 내에서 슬라이드의 맞춤을 용이하게 한다.
스크류 드라이버 축(302)은 길이 'L2'를 가지는 연장된 다각형 축(322)(나사에 의해 명확하지 않음)과 천공팁(324)을 포함하는 말단(320)부를 가진다. 상기 다각형 축과 천공팁은 전술한 도 3의 스크류 드라이버(200)에 있는 다각형 축(222)및 천공팁(224)과 동일한 것이며, 다만 다중 나사의 장전을 수용하기 위해서 다각형 축(322)의 길이 L2가 다각형 축(222)의 길이보다 길다는 점만 다르다. 일 실시예에서, 상기 길이 L2는 약 15mm 내지 약 75mm 범위에서 선택된다. 또한 스크류 드라이버 축(302)의 근접단(310)과 다각형 근접부(312)는 구동 연장을 수납하기 위해서 전술한 스크류 드라이버(200)(도 2 및 3)의 근접단(210) 및 다각형부(212)와 유사하게 구성된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 투명한 슬리이브(340)의 말단(342)에는 테이퍼가 형성될 수 있으며, 복수의 슬롯(344)을 더 포함할 수 있다. 슬롯(344)은 복수의 조각(346)을 생성하고, 이들 각각은 축방향 안쪽으로 연장되는 립부재(348)에서 끝난다. 상기 립부재는 가장 말단에 적재된 나사(100)의 플랜지(152)의 하측면(154)과 결합하는 것으로서, 그에 따라 스크류 드라이버 축(302) 상의 나사(100)를 코일 스 프링(330)(전술함)의 힘에 대항하여 유지시킨다.
코일 스프링(330)은 상기 연장된 다각형 축(322)의 일부 상에 위치하며, 적재된 나사에 힘을 인가하여, 일단 칼날에 있는 제1 나사가 수술부위에 삽입된 다음에 상기 나사들이 스크류 드라이버 칼날을 따라 전진할 수 있도록 하는데 사용된다. 스프링부재(330)의 근접단(332)은 스크류 드라이버 축(302)의 숄더영역(314)과 맞닿아있고, 스프링부재(330)의 말단(334)은 가장 말단에 적재된 나사(100)의 헤드(150)와 맞닿아 있다. 따라서, 나사가 다각형 축(322) 상에 장전되면, 스프링부재(330)는 적재된 나사와 숄더영역(314) 사이에서 압축되어, 나사에 대해서 축방향으로 스크류 드라이버 축(302)의 말단을 향해 바이어싱한다. 나사는 헤드에서 팁방향으로 적재되기 때문에 스프링의 바이어스 힘은 적재된 일 나사(100)의 팁(130)으로부터 다음 나사(100)의 헤드(150)로 전달된다. 전술한 립(348)은 코일 스프링(330)의 축방향 바이어스 힘에 대항하여 나사(100)들을 투명한 슬리이브(340) 내에 임시로 유지시키게 된다. 따라서, 각각의 나사를 천공하고 삽입하기 전에, 적재된 나사들은 립(348)에 의해 유지 슬리이브 내에 유지된다.
또 다른 실시예에서, 도 8과 관련하여 설명한 조각(346) 대신에, 유지 슬리이브(340)가 슬리이브 말단(342)에서 두 개의 좁은 다리를 가질 수 있다. 이러한 다리는 나사(100)를 스크류 드라이버(300)의 말단에 유지시킬 수 있도록 구성되며, 따라서 조각(346) 및 립(348)과 동일한 방법으로 동작한다. 그러나, 이러한 다리가 적재된 나사를 감싸지 않을 수 있다. 대신, 다리 사이에 충분한 공간을 두어 적재된 나사의 시인성을 높일 수 있으며, 이것은 몇 개의 나사(100)가 적재되어 있는지 확인하는데 유리하다.
수술시에, 스프링 추진 다중 스크류 드라이버(300)의 천공팁이 뼈 표면과 접촉하여 회전하면, 뼈 속으로 구멍이 천공되면서 전술한 단일 나사 스크류 드라이버(200)에서 설명한 바와 같이 나사(100)가 전진하게 된다. 나사(100)가 뼈 속으로 전진함에 따라, 플랜지(152)의 하측면(154)이 유지 슬리이브(340)의 립(348)에 대해서 축방향으로 힘을 가한다. 상기 하측면(154)은 경사져 있기 때문에 하측면(154)에 의해 립(348)에 가해진 축방향 힘은 약간의 가로성분의 힘을 포함하는데, 이것이 립(348) 및 결합된 조각(346)들을 나사의 헤드로부터 방사상 바깥쪽으로 가압하여 나사와 나사 헤드가 립(348)을 통과하여 유지 슬리이브(340)를 빠져나오도록 한다. 일단 나사가 유지 슬리이브(340)를 빠져나오면, 일렬로 정렬된 다음 나사(100)가 스프링부재(330)의 바이어스에 의해 다각형 축 상에서 가장 말단에 있는 위치로 전진하게 된다. 이때 스프링부재(330)는 플랜지(152)의 하측면(154)이 유지 슬리이브(340)의 립(348)에 안착될 때까지 다음 나사(100)가 축을 따라 말단까지 이동시킨다. 그러면, 장치는 다음 나사를 삽입할 준비가 된 상태이다.
스프링 추진 다중 나사 스크류 드라이버(300)에 각각의 나사를 장전하는 것은 천공팁(324) 상에 임시 튜브형 부재를 슬라이딩시킴으로써 용이하게 이루어질 수 있다. 이러한 튜브형 부재는 나사(100)의 캐뉼러(160) 내에 맞도록 치수화될 수 있다. 그런 다음, 나사(100)는 상기 튜브 상에 놓여 코일 스프링(330)에 대항하여 상기 스크류 드라이버의 연장된 다각형 축부에 개별적으로 적재될 수 있다. 다음으로, 유지 슬리이브(340)가 튜브/축/나사 상에 놓여져 스크류 방식 또는 스냅식으 로 스크류 드라이버 축 상에 결합하고 나사(100)를 튜브로부터 상기 연장된 다각형 축부로 가압하는 동시에 코일 스프링을 압축하게 된다. 그런 다음 상기 튜브는 제거된다.
도 9 내지 14는 본 발명에 따라 다중 나사가 장전된 스크류 드라이버의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 캐뉼러가 형성된 나사(100) 적재물을 전진시켜 뼈 속으로 삽입하기 위해 전술한 실시예의 스프링 대신에 래치트 기구가 사용된다. 본 실시예의 래치트 추진 다중 나사 스크류 드라이버(400)는 스크류 드라이버 칼날(402), 플런저(450), 나사 유지 슬리이브(460) 및 래치트 슬라이드(470)를 포함한다. 본 실시예에서, 손가락으로 조작되는 래치트 기구는 플런저(450)와 함께 동작하여 사용자로 하여금 원하는 나사(100)를 전진시키기 위해 미리 장전된 나사(100) 적재물을 수동으로 전진시킬 수 있도록 해준다. 나사 유지 슬리이브(460)는, 스크류 드라이버 칼날(402)의 말단으로부터 미리 분리하는 것에서부터, 다중 나사 스크류 드라이버(300)의 스프링 장전 실시예에서 설명한 것과 유사한 구조를 포함한다.
상기 스크류 드라이버 칼날(402) 자체는 스프링 추진 다중 나사 스크류 드라이버(300)의 스크류 드라이버 칼날(302)에서 설명된 칼날과 완전히 동일하다. 따라서 칼날(402)은 길이 'L3'와 천공팁(424)를 가지는 연장된 다각형 축(422)을 가진다. 상기 다각형 축(422)과 천공팁(424)은 단일 나사 스크류 드라이버(200)(도 2 및 3)의 다각형 축(222)과 천공팁(224)에서 설명한 것과 동일하다. 그러나, 다중 나사를 장전하기 위해서 상기 다각형 축(422)의 길이 L3는 도 3의 축(222)보다 더 길다. 그에 따라, 길이 L3는 약 15mm 내지 약 75mm 범위 내에서 선택된다. 또한 스크류 드라이버 축(402)은 전술한 구동 연장을 수납하기 위해서 단일 나사 스크류 드라이버(200)(도 2 및 3)의 근접단(210) 및 다각형부(212)와 유사하게 구성될 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 플런저(450)는 캐뉼러가 형성된 원통부(452)와 두 개의 축방향 연장다리(454)(456)를 포함한다. 상기 다리(454)(456)는 각 다리(454)(456)의 근접단으로부터 방사상으로 돌출되어 있는 삼각형 래치트 탭(455)(457)을 더 포함할 수 있다. 상기 플런저(450)의 원통부(452)는 유지 슬리이브(460)와 스크류 드라이버 칼날(402)의 다각형부(422) 사이에 형성되는 환형 영역(480) 내에서 슬라이딩가능하도록 크기가 설정된다. 상기 플런저(450)의 원통부(452)는 더 큰 직경의 제1 직경을 가지는 근접부(458)와, 제2 직경을 가지는 말단부(459)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 직경은 제2 직경보다 크며, 제1 직경부(458)는 유지 슬리이브(460) 내에서 슬라이딩되도록 크기가 설정되고, 말단면(451)을 가지는 제2 직경부(459)는 가장 말단에 있는 나사(100)의 헤드부와 축방향으로 결합하도록 크기가 설정된다.
도 11 및 12는 래치트 슬라이드(470)를 상세히 도시하는데, 이것은 슬라이드(470)의 양측에 위치하는 한 쌍의 장홈(472)(474), 슬라이드(470)의 바닥면 상에 등간격으로 이격되어 위치하는 복수의 깔쭉홈(476), 및 슬라이드(470)의 상단에서 축방향으로 힘을 가하고자 슬라이드(470)를 파지하기에 적절하도록 슬라이드의 상면에 위치하는 널링된(knurled) 돌출면(478)을 포함한다. 상기 장홈(472)(474)은 유지 슬리이브(460)에 있는 장방향 래치트 슬라이드 슬롯(461) 내에서 슬라이딩하도록 크기가 설정되고 구성된다. 상기 래치트 슬라이드 슬롯(461)은 유지 슬리이브(460) 길이의 실질적인 일부를 따라서 연장되며, 그에 따라 사용자가 래치트 슬라이드(470)를 슬리브(460)의 일부를 따라서 축방향으로 움직일 수 있도록 해준다. 마찬가지로, 상기 래치트 슬라이드 슬롯(461)은, 래치트 슬라이드 슬롯(461)의 측면이 홈(472)(474)과 결합하는 동시에 래치트 슬라이드(470)가 슬리이브(460)의 슬롯(461) 내에서 용이하게 슬라이딩하도록 설계된 폭을 가진다. 또 다른 실시예에서, 래치트 슬라이드 슬롯(461)의 측면은 홈을 포함할 수 있고, 래치트 슬라이드(470)의 측면이 상기 홈(472)(474) 내에 슬라이딩가능하도록 수납될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 각각의 래치트 깔쭉홈(476)은 측면에서 볼 때 정삼각형으로 형성되어, 깔쭉홈의 근접단에 위치하는 실질적으로 직각인 면(477)을 가진다. 상기 래치트 깔쭉홈(476)은 장치가 조립될 때, 플런저(450)(도 13)의 삼각형 래치트 탭(455)(457) 중 하나를 수납하도록 구성된다. 상기 깔쭉홈(476)은 슬라이드(470)의 바닥면에 등간격으로 이격되어 규칙적으로 구비될 수 있으며, 깔쭉홈(476) 사이의 간격은 단일 나사(100)의 길이와 대략 같다. 또 다른 대안으로서, 깔쭉홈 사이의 간격은 적재물 내에 놓이는 서로 다른 직경을 가진 나사를 수용하기 위해서 변경될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 유지 슬리이브(460)의 내측면은, 유지 슬리이브 의 외주부 주위에 래치트 슬라이드 슬롯(461)으로부터 약 180˚로 배치되어 등간격으로 이격된 일련의 정삼각형 형상의 깔쭉홈(463)를 포함한다. 상기 래치트 깔쭉홈(463) 각각은 깔쭉홈(463)의 근접단에 위치하는 실질적으로 직각인 면(467)을 포함하고, 상기 깔쭉홈(463)은 장치가 조립될 때 플런저(450)의 탭(455)(457) 중 하나를 수납하도록 구성된다. 상기 깔쭉홈(463)은 유지 슬리이브(460)의 내측면을 따라서 등간격으로 규칙적으로 이격되어 구비될 수 있으며, 깔쭉홈(463) 사이의 간격은 슬라이드(470)의 깔쭉홈(476) 사이의 간격보다 작거나, 크거나 또는 같을 수 있다.
스프링 추진 다중 나사 스크류 드라이버(300)에서 처럼, 래치트 추진 다중 나사 스크류 드라이버(400)의 나사(100)는 연장된 다각형 축부(422)(나사에 의해 가려짐)와 유지 슬리이브(460) 사이의 환형 공간에 위치한다. 장전된 나사(100)는 널링된 돌출면(478)을 잡고 래치트 슬라이드(470)를 유지 슬리이브(460)의 래치트 슬라이드 슬롯(461) 내에서 말단 방향으로 슬라이딩시킴으로써 전진된다.
래치트 슬라이드 슬롯(461)과 래치트 슬라이드(470)의 길이는, 래치트 슬라이드(470)가 한 개의 나사(100) 길이 만큼 슬라이딩될 정도이다. 따라서, 장치를 동작하기 위해서, 래치트 슬라이드(470)는 슬롯(461) 내에서 말단쪽으로 이동되어 적재된 나사를 단일 나사 길이만큼 전진시킨다. 이어서 슬라이드(470)는 근접되는 방향으로 이동되고, 이에 따라 슬라이드(470)는 원래의 동작되기 전 위치로 복귀한다. 다음으로, 적재된 모든 나사가 소진될 때까지 이러한 운동이 반복된다. 비록 깔쭉홈와 탭이 삼각형으로 도시되고 설명되었으나 왕복운동에 따라 래치트 동작을 할 수 있는 임의의 형상이 채용될 수 있다. 예를 들어, 탭과 깔쭉홈은 대응하는 곡면 또는 다른 형상의 면을 포함할 수 있으며 이것은 당업자에게 자명한 것이다.
도 10에는 래치트 슬라이드(470), 플런저(450), 유지 슬리이브(460) 및 나사(100)의 초기 위치가 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 나사는 널링된 돌출면(478)을 잡고 래치트 슬라이드(470)를 축방향 말단 방향으로 움직임으로써 스크류 드라이버의 말단을 향해 전진한다. 래치트 슬라이드(470)의 깔쭉홈 중 하나의 직각면(477)이 플런저 다리(454)의 매칭되는 탭(455)의 직각면과 결합하고, 그에 따라 플런저(450)가 래치트 슬라이드(470)와 함께 축방향으로 움직이도록 한다. 이러한 축방향 운동은 다리(456)의 래치트 탭(457)이 유지 슬리이브(460)의 깔쭉홈(463)을 벗어나도록 한다. 탭(457)과 깔쭉홈(463)의 대응면이 예리한 각도로 되어 있기 때문에, 다리(456)는 방사상 안쪽으로 구부러지면서 플런저(450)가 유지 슬리이브(460) 내에서 축방향 말단 방향으로 슬라이딩되도록 한다. 이어서 래치트 슬라이드(470)가 래치트 슬라이드 슬롯(461)의 근접단으로 되돌아오면, 플런저(450)의 다리(454)(456)의 탭(455)(457)과 유지 슬리이브(460)의 깔쭉홈(463) 및 래치트 슬라이드(470)의 깔쭉홈(476) 사이의 상대적인 운동은 반대가 된다.{즉, 각각의 직각면 플런저 다리(457)와 깔쭉홈(463)이 결합되고, 대응하는 탭(455)과 래치트 깔쭉홈(476)의 예리한 각이 다리(454)를 바깥쪽으로 구부러지도록 한다), 따라서 플런저(450)는 유지 슬리이브(460) 내에서 제자리를 유지하게 된다. 래치트 슬라이드의 말단방향 래치트 운동(즉, 기동)에 있어서, 플런저(450)의 소직경부(459)는 가장 말단에 장전된 나사의 상부 플랜지(156)에 축방향 힘을 인가하여, 전술한 스프링 추진 실시예에서처럼 적재물을 이동시킨다. 따라서, 플런저(450)의 대직경부(458)는 유지 슬리이브(460)의 내측면과 밀접한 슬라이딩 결합을 제공하며, 반면에 상기 소직경부(459)는, 플런저(450)가 조각(466)(도 14)을 분리시키지 않는 동시에 마지막 나사(100)가 스크류 드라이버(400)로부터 미리 분리되는 일이 없도록 하면서, 마지막 나사(100)를 제위치로 푸시할 수 있도록 크기가 설정된다.
래치트 추진 다중 나사 스크류 드라이버(400)는 상기 연장된 다각형 축부(422) 상에 플런저(450)를 슬라이딩시키고 나사(100)를 투입함으로써 장전될 수 있다. 다음으로 래치트 슬라이드(470)가 이미 장착된 상태에서, {플런저(450)의 다리(454)(456)와 래치트 탭(455)(457)이 유지 슬리이브(460)의 래치트 깔쭉홈(463) 및 래치트 슬라이드(470)의 래치트 깔쭉홈(476)과 정렬된 채로} 유지 슬리이브(460)를 나사(100)와 플런저(450) 위로 슬라이딩시켜 제위치에 스냅결합시킨다. 이때 유지 슬리이브(460)의 플랜지(465)는 스크류 드라이버 축(402)의 홈(404)과 결합한다. 세트 나사 또는 당해 기술분야에 잘 알려진 임의의 수단과 같이, 유지 슬리이브(460)를 스크류 드라이버 축(402)에 부착시키는 다른 수단이 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
추가적으로, 스크류 드라이버(402), 플런저(450) 및 유지 슬리이브(460)는 {즉, 깔쭉홈(463) 및 (476)이 다리(454)(456)와 정렬된 채로} 적절한 방향으로 조립될 수 있도록 대응하는 키(key)가공면을 가질 수 있다. 상기 래치트 슬라이드(470)는 유지 슬리이브(460) 및/또는 래치트 슬라이드(470)를 제조하는 소재의 유연성에 의해 래치트 슬라이드 슬롯(461) 내의 제위치에 스냅결합될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 유지 슬리이브(460)는 두 부분으로 제조되어 래치트 슬라이드(470)가 개방된 래치트 슬라이드 슬롯(461) 내로 슬라이딩된 후에 조립될 수도 있다.
사용에 있어서, 스크류 드라이버는 스크류 드라이버 축 상에 미리 장전된 하나 이상의 나사(100)를 가진다. 그런 다음 스크류 드라이버의 편평한 칼날 부위의 첨단이 대상 부위의 뼈 표면에 놓여진다. 스크류 드라이버가 회전하면서 편평한 칼날부는 뼈 표면 속을 천공하고, 스크류 드라이버는 뼈 속으로 전진한다. 그러면 나사(100)의 절삭단도 뼈 속을 천공하기 시작한다. 일단 칼날과 나사가 나사산과 뼈가 결합할 정도로 충분히 뼈 속으로 전진한 상태에서, 칼날을 더 회전시키면 나사(100)가 칼날로부터 이탈되면서 뼈 속을 관통하게 된다. 다중 나사 스크류 드라이버가 사용되는 경우에는, 스크류 드라이버와 함께 이러한 나사(100)의 축방향 운동은 유지 슬리이브로부터 축방향으로 나사를 당겨서 슬리이브로부터 자유상태로 만들어, 스프링(300)의 힘 또는 래치트 슬라이드(470)의 래치트 운동에 의해 적재된 다음 나사(100)가 스크류 드라이버의 말단으로 전진하도록 한다.
본 발명에 따른 캐뉼러 나사 시스템은 단일 나사 스크류 드라이버 및/또는 하나 이상의 다중 나사 스크류 드라이버, 복수의 캐뉼러 나사 및 선택적으로 하나 이상의 골판을 포함하는 키트로 제공될 수 있다. 다중 나사 스크류 드라이버의 경우, 나사는 스크류 드라이버 축에 미리 장전되어 제공되거나 또는 별도로 제공될 수 있다. 골판이 키트의 일부로 제공되는 경우에는, 골판은 스테인레스 스틸, 티타늄, 폴리머 또는 생체호환성 소재와 같이 서로 다른 다양한 소재로 제작될 수 있 다. 본 발명은 다양한 변형예로 적용가능함에도 불구하고, 캐뉼러 나사 시스템은 특히 안면과 두개골 손상에 적용될 수 있다. 특히 얇은 두께의 나사는 뼈를 덮고 있는 살(지방, 근육 등)이 별로 없는 영역에 사용될 경우에 나사 헤드가 돌출되는 것을 피할 수 있다. 나아가, 나사 및/또는 골판은 생체호환성을 가지며, 이것은 치유가 된 뒤에 이러한 고정부재를 제거하기 위해 추가적인 절개를 해야 할 필요성을 없애준다.
나아가, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술사상 내에서 도시된 실시예 뿐만 아니라 더 많은 변형예를 생각할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술사상은 한정되어서는 안되며 청구항에 기재된 사항에 의해 정해져야 한다. 나아가, 명세서와 청구범위에 기재된 용어는 가능한 넓게 해석되어야만 한다.

Claims (33)

  1. 캐뉼러가 형성된 적어도 하나의 제1 체결부재; 및
    뼈에 구멍을 천공하도록 구성된 절삭칼날을 포함하는 제1 단부와, 중간부와, 제2 단부를 가지는 스크류 드라이버 부재;를 포함하고,
    상기 중간부는 상기 체결부재의 캐뉼러 내에 수납되도록 구성된 외측면을 가지고,
    상기 외측면과 캐뉼러는, 상기 중간부의 적어도 일부가 캐뉼러 내에 위치할 때 상기 체결부재와 스크류 드라이버가 상호 함께 회전할 수 있게 결합되도록 구성된 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 체결부재의 캐뉼러와 스크류 드라이버의 중간부는 모두 다각형 형상을 가지고, 스크류 드라이버의 다각형부는 상기 체결부재의 다각형 캐뉼러 형상과 부합되며, 상기 체결부재는 스크류 드라이버에 장착되어 절삭칼날이 뼈에 구멍을 천공함에 따라 뼈 속으로 전진하는 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 체결부재는 헤드부를 가지고,
    상기 헤드부는 뼈 또는 골판 표면과 결합되도록 구성된 하측면을 가지는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 체결부재는 뼈와 결합되어 뼈를 절삭하는 적어도 하나의 절삭단을 가지는 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 체결부재는 자동 탭 나사산을 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    캐뉼러가 형성된 적어도 하나의 제2 체결부재를 더 포함하고,
    상기 중간부는 제1 길이를 가지고,
    상기 제1 및 제2 체결부재는 각각 제2 길이를 더 가지고,
    상기 제1 길이는 적어도 상기 제1 및 제2 체결부재가 상기 중간부에 수납될 수 있는 정도인 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스크류 드라이버 부재는 1회용인 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 스크류 드라이버 부재는 재사용가능한 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 스크류 드라이버 부재는 제1 및 제2 단부를 가지는 스프링을 더 포함하고,
    상기 제1 단부는 스크류 드라이버 부재의 중간부와 결합하도록 구성되고,
    상기 제2 단부는 상기 제1 또는 제2 체결부재의 헤드부와 결합하도록 구성되고,
    상기 스프링 부재는 상기 제1 및 제2 체결부재를 상기 스크류 드라이버 부재 제1 단부로 바이어스하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스크류 드라이버 부재는 상기 체결부재를 스크류 드라이버에 축방향으로 임시로 유지시키는 슬리이브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 슬리이브의 적어도 일부는 부분적으로 투명한 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  12. 재10항에 있어서,
    상기 슬리이브는 일단에 형성되는 립을 포함하고,
    상기 립은 각각의 체결부재를 스크류 드라이버에 축방향으로 임시로 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 슬리이브는 상기 체결부재를 스크류 드라이버에 축방향으로 임시로 유지시키도록 구성된 제1 및 제2 다리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 스크류 드라이버는 래치트 시스템을 더 포함하고,
    상기 래치트 시스템은,
    깔쭉홈 또는 돌출부를 가지는 슬라이딩부재;
    깔쭉홈 또는 돌출부를 가지며 스크류 드라이버의 중간부를 감싸는 슬리이브; 및
    상기 슬라이딩부재와 슬리이브의 깔쭉홈 또는 돌출부와 결합하도록 구성된 다리부재를 가지는 플런저;를 포함하고,
    상기 슬리이브부재는, 상기 뼈 체결부재를 상기 스크류 드라이버의 제1 단부를 향해 축방향으로 전진시켜 뼈 속에 삽입하기 위해 상기 슬라이딩부재가 슬라이딩하도록 구성된 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 슬리이브는 일단부에 형성된 립을 포함하고,
    상기 립은 각각의 체결부재를 스크류 드라이버에 축방향으로 임시로 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 슬리이브는 상기 체결부재를 스크류 드라이버에 축방향으로 임시로 유지시키도록 구성된 제1 및 제2 다리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 뼈 체결기구 시스템.
  17. 캐뉼러가 다각형으로 형성된 캐뉼러 자동 탭 골나사를 포함하는 골나사를 뼈에 설치하는 방법으로서,
    제1 및 제2 단부와, 천공팁 및 상기 나사의 다각형 캐뉼러 일부와 결합하도록 형성된 축을 가지는 스크류 드라이버를 구비하는 단계;
    상기 제1 및 제2 단부를 가지는 스크류 드라이버를 상기 나사의 캐뉼러 속으로 삽입하는 단계;
    상기 스크류 드라이버의 천공칼날을 뼈의 표면에 대고 회전시키는 단계;
    상기 나사가 뼈 속에 완전히 결합될 때까지 상기 천공칼날을 계속 회전시키는 단계; 및
    상기 스크류 드라이버를 상기 나사의 캐뉼러로부터 제거하는 단계;를 포함하는 골나사 설치방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 나사는 헤드부를 가지고,
    상기 헤드부는 뼈 또는 골판 표면과 결합되도록 구성되는 하측면을 가지는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 골나사 설치방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 나사는 뼈와 결합하여 절삭하기 위한 적어도 하나의 절삭단을 가지는 것을 특징으로 하는 골나사 설치방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 스크류 드라이버의 다각형부는 사용에 앞서 복수의 나사를 장전하기에 충분한 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 골나사 설치방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상가 스크류 드라이버는 1회용인 것을 특징으로 하는 골나사 설치방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 스크류 드라이버는 재사용가능한 것을 특징으로 하는 골나사 설치방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 스크류 드라이버는,
    축 상에 있는 숄더와,
    상기 숄더와 결합하도록 구성되는 제1 단부와 적어도 하나의 나사의 헤드부와 결합하도록 구성되는 제2 단부를 가지는 스프링을 포함하고,
    상기 스프링은 적어도 하나의 골나사를 상기 스크류 드라이버 제1 단부로 바이어스하도록 구성된 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 골나사 설치방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 스크류 드라이버는 상기 나사를 스크류 드라이버에 축방향으로 임시로 유지시키는 슬리이브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골나사 설치방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 슬리이브는 투명한 것을 특징으로 하는 골나사 설치방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 슬리이브는 나사가 뼈 속에 삽입될 때까지 유지시키는 립을 가지는 것을 특징으로 하는 골나사 설치방법.
  27. 제20항에 있어서,
    상기 슬리이브는 상기 나사를 스크류 드라이버에 축방향으로 임시로 유지시키도록 구성된 다리를 포함하는 것을 특징으로 하는 골나사 설치방법.
  28. 제20항에 있어서,
    상기 스크류 드라이버는 래치트 시스템을 가지고,
    상기 래치트 시스템은,
    깔쭉홈 또는 돌출부를 가지는 슬라이딩부재;
    깔쭉홈 또는 돌출부를 가지며 스크류 드라이버의 중간부를 감싸는 슬리이브; 및
    상기 슬라이딩부재와 슬리이브의 깔쭉홈 또는 돌출부와 결합하도록 구성된 다리부재를 가지는 플런저;를 포함하고,
    상기 슬리이브부재는, 상기 나사를 전진시켜 뼈 속에 삽입하기 위해 상기 슬라이딩부재가 슬라이딩하도록 구성된 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 골나사 설치방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 슬리이브는 일단부에 형성된 립을 포함하고,
    상기 립은 상기 나사를 스크류 드라이버에 축방향으로 임시로 유지시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 골나사 설치방법.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 슬리이브는 상기 나사를 스크류 드라이버에 축방향으로 임시로 유지시키도록 구성된 다리를 더 포함하고, 상기 다리는 슬리이브 내에서 나사를 시각적으로 확인할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 골나사 설치방법.
  31. 캐뉼러가 형성된 적어도 하나의 나사;
    뼈 속에 구멍을 천공하도록 구성된 절삭칼날을 포함하는 제1 단부, 제2 단부, 중간부, 및 상기 나사의 캐뉼러 내에 수납되도록 구성된 축을 가지는 적어도 하나의 스크류 드라이버 부재; 및
    적어도 하나의 골판;을 포함하는 캐뉼러가 형성된 나사 시스템 키트.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스크류 드라이버 부재는 중간부를 따라서 복수의 나사를 수납하도록 구성된 것을 특징으로 하는 캐뉼러 나사 시스템 키트.
  33. 제31항에 있어서,
    제1 단부, 제2 단부 및 중간부를 가지는 적어도 하나의 제2 스크류 드라이버 부재를 포함하고, 상기 중간부는 캐뉼러가 형성된 복수의 나사를 수납하도록 치수화되어 구성되며,
    상기 제2 스크류 드라이버 부재는, 상기 스크류 드라이버의 중간부와 결합하도록 구성된 제1 단부 및 상기 일 나사의 헤드부와 결합하여 나사를 스크류 드라이버의 제1 단부 방향으로 바이어스하도록 구성된 제2 단부를 가지는 스프링을 더 포 함하는 것을 특징으로 하는 캐뉼러 나사 시스템 키트.
KR1020067012809A 2003-11-26 2004-11-24 캐뉼러가 형성된 체결기구 시스템 KR101158495B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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