KR20070104349A - 두개골 조직판 클램프 기계 - Google Patents

두개골 조직판 클램프 기계 Download PDF

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브라이언 아미태그
존 에이치. 맨토프
신 에이치. 케르
파울 번스
유스 위저
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신세스 게엠바하
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Abstract

개시된 두개골 조직판 클램프는 제1 및 제2 클램핑 부재들과 확장 부재를 포함한다. 제1 부재의 일 부분은 골 조직판과 두개골의 하부 표면에 대항하여 위치될 수 있고 제2 부재의 일 부분은 조직판과 두개골의 상부 표면에 대항하여 위치될 수 있다. 확장 부재는 제1 부재로부터 제2 부재를 관통하여 확장하고 조직판과 두개골 사이에 고정된다. 클램핑 부재들의 어느 하나를 이동시키면 조직판과 두개골의 하부 표면에 대항하여 제1 부재의 내부 표면을 움직이게 하고 조직판과 두개골의 상부 표면에 대항하여 제2 부재의 내부 표면을 움직이게 한다. 고정 기계는 확장 부재를 절단 또는 주름잡는데 유용한 특징을 포함한다. 텐션 제한 조립체는, 사용시, 고정 기계 위에 놓여지고 고정 기계에 의해 가해지는 텐션을 제한하기 위해 다양한 디자인 및 구성을 제공한다.
두개골, 조직판, 클램프, 고정, 기계

Description

두개골 조직판 클램프 기계{cranial flap clamp instrument}
본 발명은 골 조직판을 두개골에 부착하기 위한 두개골 조직판 클램와 함께 사용하기 위한 도구에 관한 것이다.
개두술(craniotomies)은 종양(tumor), 동맥류(aneurysm), 혈병(blood clot), 두부 상처, 농양(abscesses) 등과 같은 다양한 뇌관련 질환의 치료에 수행되는 외과 시술이다. 개두 시술(craniotomy procedure) 동안, 뇌에 대한 접근은 두개골을 구획하는 골(bone)에 구멍을 형성함에 의해 수행된다. 두개골의 구멍 즉, "윈도우"는, 접근이 필요한 뇌의 영역을 확정하고, 이 영역 주변 부근의 두개골 속으로 다수의 구멍들을 천공한 후, 구멍들 중 어느 하나 속으로 절단 도구(cutting tool)를 삽입하여 하나의 구멍으로부터 다른 구멍까지 절단을 함으로써 형성된다. 일반적으로 골 조직판(bone flap)이라고 지칭되는, 두개골의 절단 영역을 제거하게 되면, 뇌에 대한 필요한 접근이 허용된다.
모든 천공 구멍들은 절개부(cut)에 의해 연결되어 그 절개부들이 "윈도우"의 완전한 윤곽(outline)을 형성하게 되면, 골 조직판은 간단하게 제거될 수 있다. 대안적으로, 만약 절개부들이 윈도우의 부분적 윤곽을 형성하게 되면, 골 조직판은 힌지와 같은 방식으로 구부려질 수 있다. 골 조직판의 크기와 모양은 필요한 개두 술적 접근 영역 및 크기에 따라 변할 수 있지만, 전형적인 골 조직판은 대략 4×6센티미터 크기의 대략 직사각형 모양이 될 것이다.
뇌에 대한 필요한 의료적 또는 외과적 수술이 수행된 후, 골 조직판은 두개골의 상처가 아물수 있도록 안정된 위치에 복귀시켜 고정시켜야 한다. 골 조직판을 두개골에 고정하기 위해서는 여러 가지 방법들이 이용될 수 있다. 일반적인 하나의 방법은, 예를 들어, 두개골과 골 조직판의 가장 자리에 한 쌍의 구멍을 천공할 필요가 있으며,그 구멍 속으로 와이어를 꿰어 골 조직판과 두개골의 가장 자리를 고정하기 위해 와이어의 끝단을 얽거나 묶는다. 이러한 방법의 단점들은 작업이 지루하고 수술에 필요한 시간이 오래 걸리고, 구멍을 너무 깊게 뚫거나 와이어의 날카로운 끝부분에 의해 상처를 입을 확률이 높은 점 등을 포함한다.
다른 고정 방법은 스크류에 의해 골 조직판과 두개골 사이의 틈새를 가로질러 고정되는 뼈 플레이트의 사용과 관련된다. 플레이트 및 스크류의 사용과 관련된 단점들은 뼈 표면 위로 플레이트와 스크류의 돌출부가 형성되기 때문에 미용상 외관이 좋지 못한 점이다. 두개골과 피부 사이에는 최소의 중간 연성 조직(minimal intervening soft tissue)이 있기 때문에, 외관이 볼품없게 되면 특히 문제가 된다. 연성 조직이 결핍된 상태에서 머릿가죽을 누르면, 플레이트와 스크류를 환자가 느낄 수 있는 불필요한 결과를 초래할 수 있다. 따라서, 골 조직판을 두개골에 고정하기 위한 개량된 장치에 대한 요구가 있는 것이다.
개시된 두개골 조직판 클램프용 고정 기계의 실시예는, 서로 회동 되게 결합된 제1 및 제2 핸들; 상기 제1 핸들과 작동 가능하게 결합된 파지 아암(gripping arm)과, 상기 제2 핸들과 작동 가능하게 결합된 텐션 아암(tensioning arm)을 구비하며, 상기 파지 아암과 상기 텐션 아암은 상기 제1 및 제2 핸들의 이동에 응답하여 움직일 수 있으며; 상기 파지 아암과 상기 텐션 아암 각각은 근위부(proximal portion)과 원위부(dismal portion)를 가지며, 상기 원위부는 두개골 조직판 클램프의 확장 부재를 수납하기 위해 그곳을 관통하여 연장된 리세스(recess)를 가지며; 상기 리세스와 작동 가능하도록 결합된 클램핑 조립체를 구비하고, 상기 클램핑 조립체는 클램핑 조립체가 상기 확장 부재를 상기 리세스에 미끄러지는 것을 허용하는 비활동 형태(configuration)와, 상기 조립체가 상기 확장 부재를 상기 리세스에 고정하는 활동 형태를 가지며; 상기 확장 부재에 주름을 내기 위해 상기 파지 아암과 상기 텐션 아암 중 적어도 어느 하나에 작동 가능하게 결합되고, 제1 및 제2 주름 요소를 가진 주름 부재;를 구비하고, 상기 제1 및 제2 핸들을 함께 압착함으로써 상기 클램핑 조립체 상기 활동 형태를 형성한다.
상기 클램핑 부재는 상기 파지 아암에 회전 가능하게 연결된 클램프를 가질 수 있으며, 상기 파지 아암과 상기 텐션 아암을 분리시킴으로써 상기 클램프를 리세스 안에서 회전시킬 수 있고, 상기 클램핑 부재를 상기 비활동 형태로부터 상기 활동 형태로 움직일 수 있다.
고정 기계는 파지 아암과 텐션 아암이 분리될 때, 클램핑 부재를 활동 형태에서 바이어스 하기 위해 상기 제1 핸들과 상기 제2 핸들 사이에 개재된 탄성 부재를 더 구비할 수 있다.
상기 텐션 아암은 상기 파지 아암과 상기 텐션 아암이 접촉할 때 상기 비활동 형태에 상기 클램핑 부재를 유지시키도록 작동하는 푸트(foot)를 더 구비할 수 있다. 상기 푸트는 상기 확장 부재를 상기 리세스 안에 고정하는 상기 클램핑 부재와 결합하기 위한 경사진 표면을 포함할 수 있다.
상기 텐션 아암의 상기 원위부는 그루브 끝단을 더 구비할 수 있으며, 상기 클램핑 조립체는, 상기 확장 부재에 주름을 형성하기 위한 주름 가장 자리와, 상기 텐션 아암의 그루브 끝단과 슬라이딩 결합을 위해 구성된 측면을 가진 슬라이더(slider); 상기 텐션 아암에 대해 슬라이딩 이동을 위해 상기 텐션 아암에 작동 가능하게 연결되고 상기 슬라이더에 연결된 원위단과 톱니를 구비하는 근위단을 가진 링크(link); 및 상기 텐션 아암에 회전 가능하게 연결되고, 근위 파지부와, 상기 링크의 톱니와 결합하도록 구성된 톱니를 구비하는 원위부를 가진 레버(lever);를 구비하며, 상기 텐션 아암에 대해 상기 레버를 제1 방향으로 움직이면, 그 안에 배치된 확장 부재에 상기 슬라이드의 주름 가장자리가 주름이 잡히게 된다. 주름 조립체는 상기 확장 부재를 적어도 주름지게 하기 위해 상기 슬라이더의 주름 가장 자리와 협력하도록 구성된 절단 멈춤기구(cutting stop)를 더 구비한다.
상기 파지 아암은 상기 파지 아암의 근위단과 원위단 사이에 위치된 중간부를 더 구비하고, 상기 파지 아암의 상기 근위부는 상기 제1 핸들의 원위부와 연결되고, 상기 파지 아암의 원위부는 상기 근위부와 실질적으로 평행하도록 상기 중간부로부터 확장하고, 상기 중간부는 상기 파지부의 근위부 및 원위부에 대해 각이 형성되며, 상기 텐션 아암은 상기 텐션 아암의 근위부와 원위부 사이에 위치된 중간부를 더 구비하며; 상기 텐션 아암의 근위부는 상기 제2 핸들의 원위부과 연결되고, 상기 텐션 아암의 원위부는 상기 근위부와 실질적으로 평행하도록 상기 중간부로부터 확장하며, 상기 중간부는 상기 텐션 아암의 원위부로부터 각이 형성되며; 상기 기계가 비활동 형태에 있을 때, 상기 파지 아암과 상기 텐션 아암의 중간부들은 실질적으로 평행한 방향을 가진다.
고정 기계(securing instrument)는 상기 제1 및 제2 핸들을 서로로부터 바이어스시키기 위해 상기 제1 및 제2 핸들과 연결된 탄성 부재를 더 구비한다. 고정 기계는, 상기 제1 핸들에 회동 가능하게 연결된 제1 단과 복수의 톱니들을 가진 굴곡 본체부를 가진 록킹 바(locking bar); 및 상기 제2 핸들에 회동 가능하게 연결되고 관통 채널을 가진 록킹 클립(locking clip)을 더 구비할 수 있으며, 상기 록킹 클립은, 상기 콕킹 바가 상기 채널 내부에서 움직일 수 있는 자유 위치(free position)와 상기 채널에 대하여 상기 록킹 바가 움직이는 것을 방지하기 위해 상기 록킹 바의 톱니들이 상기 채널의 표면과 접촉하는 라체트 위치(ratchet position) 사이에서 움직일 수 있기 때문에, 상기 제1 및 제2 핸들의 상태 위치를 서로에 대해 록킹한다.
상기 고정 기계는, 제1 위치에서 상기 제1 핸들과 탈착 가능하게 부착될 수 있는 제1 단과, 상기 파지 아암에 탈착 가능하게 부착될 수 있는 제2 단을 가진 확장 가능한 텐션 부재;를 구비하는 텐션 제한 조립체(tension limiting assembly)를 더 구비하며, 상기 제1 핸들과 상기 파지 부재는 회동 조인트에서 연결된다. 상기 확장 가능한 텐션 부재의 상기 제1 및 제2 끝단들은 상기 핸들과 아암이 서로에 대해 제1 방향으로 회동하고, 그 반대 방향으로의 회동에 견디는 것을 허용하도록 상기 제1 핸들 및 파지 아암에 결합할 수 있다. 상기 텐션 부재는 대략 15 뉴턴(N)이 핸들들을 통해 상기 파지 아암의 원위부에 가해질 때까지 상기 제1 방향으로 핸들과 아암의 회동에 견딜 수 있다. 15N 보다 큰 힘이 핸들을 통해 파지 아암의 원위부에 가해지면, 텐션 부재는 핸들과 아암이 제1 방향으로 회동하는 것을 허용하기 위해 신장될 수 있다. 핸들들에 추가적인 힘이 인가되면, 텐션 부재가 신장되어, 두개골 조직판 플램프에 추가적인 힘이 실질적으로 전달되지 않게 된다.
텐션 부재는 대략 0.25mm 내지 대략 2.5mm의 직경을 가진 니티놀 와이어를 구비할 수 있다. 니티놀 와이어는 파괴되기 전에 대략 5% 내지 대략 11%의 최대 장력(strain)을 가질 수 있다.
텐션 부재의 제1 및 제2 끝단들 중 적어도 어느 하나는 볼 끝단(ball end)을 구비할 수 있다. 텐션 부재의 제1 및 제2 끝단들 중 적어도 어느 하나는 핀 끝단(pin end)을 구비할 수 있다.
고정 기계는 각각의 끝단이 부착 부재를 가진 제1 및 제2 끝단을 가진 제2 텐션 부재를 더 구비할 수 있으며, 상기 제1 끝단은 상기 제1 핸들에 부착될 수 있고 상기 제2 끝단은 상기 파지 아암에 부착될 수 있다. 적어도 하나의 텐션 부재는 니티놀 와이어를 구비할 수 있다. 제1 및 제2 텐션 부재들은 실질적으로 다른 성분(compostion), 실질적으로 다른 인장 강도, 및/또는 실질적으로 다른 단면 직경을 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 두개골 조직판 클램프를 개시하는 바, 각각 제1 및 제2 끝단을 가지며, 제1 끝단은 제1 아암과 결합하기 위한 부착 부재를 가지며, 제2 끝단은 파지 아암과 결합하기 위한 부착 부재를 가진 복수의 텐션 부재들을 구비하는 본 명세서에 설명된 고정 기계를 구비하고, 복수의 텐션 부재들 중 적어도 어느 하나는 실질적으로 동일하지 않은 힘/응력 비(force/strain ratios)를 가진다.
적어도 어느 하나의 텐션 부재는 니티놀 와이어를 구비할 수 있다. 복수의 텐션 부재들의 적어도 어느 하나는 실질적으로 동일한 물질을 구비할 수 있다. 복수의 텐션 부재들의 적어도 어느 하나는 니티놀 와이어를 구비할 수 있고 복수의 텐션 부재의 나머지는 힘이 일정한(constant-force) 스프링을 가질 수 있다. 복수의 텐션 부재들의 적어도 2개는 실질적으로 다른 인장 강도를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 두개골 조직판 클램프용 고정 기계는, 제1 및 제2 핸들이 회동 가능하게 연결되고, 제1 클램핑 아암에 연결된 제1 핸들과 제2 클램핑 아암에 연결된 제2 핸들; 상기 제1 및 제2 클램핑 아암들은 각각 원위부를 가지며, 상기 원위부는 각각 두개골 조직판 클램프의 확장 부재의 적어도 일부를 수납하도록 구성되며; 적어도 제1 플램핑 아암의 리세스와 작동 가능하게 연결된 확장 부재-클램핑 조립체; 상기 조립체는 확장 부재와 선택적으로 결합하도록 구성되고; 제2 클램핑 아암과 결합되고 두개골 조직판 클램프의 클램프 표면과 접촉하도록 구성된 클램프-결합 표면;을 구비하고, 상기 확장 부재-클램핑 조립체가 상기 확장 부재와 결합하고 상기 클램프-결합 표면이 상기 클램프 표면과 접촉할 때, 각각에 대한 상기 핸들은 움직임은 상기 확장 부재와 상기 클램프 표면이 서로에 대해 움직임을 유발시킨다.
상기 고정 기계는 상기 제2 아암에 연결되고 상기 확장 부재를 적어도 부분적으로 변형시키도록 구성된 주름 조립체를 더 구비한다. 상기 주름 조립체는 상기 제2 아암의 원위단 부근에 배치되고, 제1 및 제2 핸들들이 서로 자극할 할 때 작용하도록 구성된 제1 및 제2 주름 부재들을 더 구비한다.
상기 제1 및 제2 핸들을 함께 움직이게 되면 확장 부재 결합 조립체가 확장 부재에 결합하도록 할 수 있다.
주름 부재는 상기 확장 부재를 적어도 주름지게 하기 위해 적어도 어느 하나의 주름 부재와 협력하도록 구성된 절단 부재를 더 구비할 수 있다.
확장 부재-결합 클램핑 조립체는 제1 클램핑 아암의 리세스 안에 배치되고, 상기 확장 부재에 선택적으로 결합되도록 상기 파지 부재를 상기 리세스 내부에서 상기 제1 및 제2 핸들들을 움직일 수 있도록 상기 제1 클램핑 아암에 회전 가능하게 연결된 파지 부재를 더 구비할 수 있다.
제1 및 제2 아암들은 상기 제1 및 제2 핸들에 각각 연결된 핸들-결합부와, 상기 핸들-결합부와 원위부 사이에 배치되고 각각의 원위부에 대해 경사진 각도로 향하게 된 중간부를 더 구비할 수 있다.
고정 기계는 제1 위치에서 제1 핸들에 탈착 가능하게 부착될 수 있는 제1 단과 제1 클램핑 아암에 탈착 가능하게 부착될 수 있는 제2 끝단을 각각 가진 확장 가능한 텐션 부재를 구비하는 텐션 제한 조립체를 더 구비하며, 상기 제1 클램핑 아암은 상기 제1 핸들과 회동 가능하게 연결된다.
상기 제1 클램핑 아암과 제1 핸들은 회동 조인트를 통해 연결될 수 있고, 확장 가능한 텐션 부재의 제1 및 제2 끝단은, 상기 핸들과 아암이 상기 회동 조인트에 대해 제1 방향으로 서로에 대해 회동되는 것과 상기 회동 조인트에 대해 반대 방향으로의 회동을 견디는 것을 허용하도록 제1 핸들과 제1 클램핑 아암에 결합된다.
텐션 부재는 대략 15N의 핸들들을 통해 상기 파지 아암의 상기 원위부에 가해질 때까지 제1 방향에서 핸들과 아암의 회동을 견딜 수 있다. 15 N 보다 더 큰 힘이 핸들을 통해 파지 아암의 원위부에 가해질 때, 텐션 부재는 핸들과 아암이 제1 방향으로 회동하는 것을 허용하기 위해 신장될 수 있다. 부가적인 힘이 핸들에 인가되면 텐션 부재가 신장되도록 하여, 실질적으로 더 이상의 힘이 두개골 조직판 클램프에 전달될 수 없다. 텐션 부재는 니티놀 와이어를 구비한다. 니티놀 와이어는 대략 0.25mm 내지 대략 2.5mm의 직경을 가질 수 있다. 니티놀 와이어는 파괴되기 전에 대략 5% 내지 대략 11%의 최대 응력을 가질 수 있다.
텐션 부재의 제1 및 제2 끝단 중 적어도 어느 하나는 볼 끝단을 가질 수 있다. 텐션 부재의 제1 및 제2 끝단 중 적어도 어느 하나는 핀 끝단을 가질 수 있다.
텐션 제한 조립체는 각각 부착 부재를 가진 제1 및 제2 끝단을 가진 제2 텐션 부재를 더 구비할 수 있으며, 상기 제1 끝단은 상기 제1 핸들에 부착될 수 있고, 상기 제2 끝단은 상기 제1 클램핑 아암에 부착될 수 있다. 적어도 하나의 텐션 부재는 니티놀 와이어를 구비할 수 있다. 제1 및 제2 텐션 부재는 실질적으로 다른 성분, 및/또는 실질적으로 다른 인장 강도를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 두개골 조직판 클램프 시스템은, 제1 및 제2 두개골 클램핑 부재와 상기 클램핑 부재를 연결하도록 구성된 확장 부재를 구비하는 적어도 하나의 두개골 조직판 클램프와; 두개골 조직판 클램프 장착 기계를 구비하며, 상기 장착 기계는, 제1 클램핑 아암과 연결된 제1 핸들과 제2 클램핑 아암과 연결된 제2 핸들을 구비하고, 제1 및 제2 핸들은 회동 가능하게 연결되어 있으며, 제1 및 제2 클램핑 아암 각각은 원위부를 구비하고, 상기 원위부 각각은 두개골 도직판 클램프의 확장 부재의 적어도 어느 일부를 수납하도록 구성되고; 확장 부재-클램핑 조립체는 적어도 제1 클램핑 아암의 리세스와 작동 가능하게 연결되고, 상기 확장 부재와 선택적으로 결합하도록 구성되며; 클램프-결합 표면은 상기 제2 클램핑 아암과 연결되고, 클램프-연결 표면은 제1 및 제2 두개골 클램핑 부재의 어느 하나와 접촉하도록 구성되며; 확장 부재-클램핑 조립체가 확장 부재에 결합하고 클램프-결합 표면이 클램프 표면과 접촉할 대, 상기 핸들들을 서로에 대해 이동시키면, 상기 확장 부재와 상기 클램프 표면이 서로에 대해 이동하게 된다.
확보 기계는 상기 제2 아암과 연결되고 상기 확장 부재를 적어도 부분적으로 변형하도록 구성된 주름 조립체를 더 구비할 수 있다. 주름 조립체는 주름 가장 자리를 가진 슬라이더를 더 구비할 수 있고, 상기 주름 가장 자리는 상기 리세스 내부에 배치된 상기 확장 부재에 주름을 형성하도록 구성된다.
제1 및 제2 핸들을 서로 함께 움직이면 상기 확장 부재 결합 조립체는 상기 확장 부재에 결합하게 된다.
주름 조립체는 상기 확장 부재를 적어도 주름잡기 위해 적어도 하나의 주름 부재들과 협력하도록 구성된 절단 부재를 더 구비할 수 있다.
확장 부재-결합 클램핑 조립체는 상기 제1 클램핑 아암의 리세스 내부에 배치되고, 제1 및 제2 핸들이 움직이면 상기 파지 부재가 리세스 내부에서 상기 확장 부재에 선택적으로 결합할 수 있도록 상기 제1 클램핑 아암에 회전 가능하게 연결된 파지 부재를 더 구비할 수 있다.
상기 제1 및 제2 아암들은 제1 및 제2 핸들에 각각 연결된 핸들-결합부와, 상기 핸들-결합부와 원위부 사이에 개재된 중간부를 더 구비하고, 상기 중간부는 각각의 원위부에 대해 경사진 각도의 방향성을 가진다.
확보 기계는 텐션 상승 부재를 더 구비할 수 있으며, 텐션 상승 부재는 제1 및 제2 끝단을 가진 확장 가능한 텐션 부재를 구비하며, 상기 제1 끝단은 제1 위치에서 상기 제1 핸들에 탈착 가능하게 부착될 수 있고, 상기 제2 끝단은 제1 클램핑 아암에 탈착 가능하게 부착될 수 있으며, 상기 제1 클램핑 아암은 제1 핸들과 회동 가능하게 연결된다.
상기 제1 클램핑 아암과 상기 제1 핸들은 회동 조인트에 의해 연결될 수 있고, 확장 가능한 텐션 부재의 제1 및 제2 끝단은 핸들과 아암이 서로에 대해 제1 방향으로 회동 조인트를 기준으로 회동하고 회동 조인트를 기준으로 반대 방향으로 회동되는 것을 견디게 할 수 있도록 제1 핸들과 제1 클램핑 아암에 결합된다.
두개골 조직판 클램프의 적어도 일부는 생흡수성(bioresorbable) 물질을 포함할 수 있다.
텐션 부재는 대략 15 N의 힘이 파지 아암과 텐션 아암의 원위부 사이에 가해지기 까지 핸들들을 이용하여 제1 방향으로의 핸들과 아암 사이의 회동을 견딜 수 있다.
대략 15 N의 힘이 파지 및 텐션 아암의 원위부 사이에 인가될 때, 핸들들의 추가적 이동은 텐션 부재를 신장하게 함으로써, 두개골 조직판 클램프에 실질적으로 부가적 힘이 전달되지 않게 된다. 대략 15 N 보다 더 큰 힘이 파지 및 텐션 부재들의 원위부 사이로 핸들을 통해 인가되면, 텐션 부재는 핸들과 아암이 제1 방향으로 회동하는 것을 허용하도록 신장할 것이다.
두개골 조직판 클램프의 적어도 일부분은 금속을 포함할 수 있고, 금속은 티타늄일 수 있다.
텐션 제한 조립체는 각각 부착 부재를 가진 제1 및 제2 끝단을 구비하는 제2 텐션 부재를 더 구비하며, 제1 끝단은 제1 핸들에 부착될 수 있고 제2 끝단은 제1 클램핑 아암에 부착될 수 있다.
두개골 조직판 클램프를 환자에 이식하는 방법은, (a) 제1 및 제2 뼈 분절들을 클램핑하도록 구성된 제1 및 제2 클램프 부재와, 상기 제1 클램프 부재에 고정되고 상기 제2 클램프 부재와 결합될 수 있는 확장 부재를 가진 두개골 조직판 클램프를 제공하는 단계; (b) 클램프 부재와 확장 부재의 어느 하나에 결합하도록 구성된 제1 및 제2 아암을 가진 텐셔닝 기계를 제공하는 단계; (c) 그 사이에 제1 및 제2 뼈 분절들을 샌드위치시키기 위해 제1 및 제2 클램프를 위치시키는 단계; (d) 제2 클램프 부재 부근에 제1 아암을 위치시키고 확장 부재 부근에 제2 아암을 위치시키는 단계; (e) 상기 확장 부재 및 상기 제2 클램프 부재에 결합하도록 상기 제1 및 제2 아암을 서로에 대해 제1 방향으로 이동시키는 단계; (f) 상기 제2 클램프 부재에 대해 상기 확장 부재를 이동시킴으로써 상기 제1 및 제2 클램프 부재들 사이에 상기 제1 및 제2 뼈 분절들을 클램핑하기 위해 서로에 대해 상기 제1 및 제2 아암을 제2 위치로 이동시키는 단계; (g) 상기 확장 부재를 상기 제2 클램프 부재에 고정시키기 위해 상기 제1 및 제2 아암을 서로에 대해 제3 위치로 이동시키는 단계; 및 (h) 상기 두개골 조직판 클램프로부터 상기 기계를 탈착하는 단계;를 포함한다.
상기 기계는 회동 가능하게 연결되는 제1 및 제2 핸들을 더 구비하고, 상기 제1 및 제2 핸들은 각각은 제1 아암 또는 제2 아암과 결합하도록 각각 구성된 근위의 사용자 끝단과 원위단을 가진다. 상기 기계는 상기 제2 아암과 결합되고 상기 확장 부재를 상기 제2 클램프 부재에 고정하기 위해 상기 확장 부재를 적어도 부분적으로 변형시키도록 구성된 주름 조립체를 더 구비한다.
상기 주름 조립체는 상기 제2 아암에 회동 가능하게 연결된 레버와 상기 제2 ㅇ아암의 원위단에 슬라이딩 가능하게 연결된 슬라이더를 더 구비하고, 상기 레버와 슬라이더는 상응하는 톱니 셋트에 의해 서로 작동 가능하게 연결되며; 상기 슬라이더는 주름 가장 자리를 더 구비하고, 레버가 제1 위치로 제2 아암에 대해 회동될 때, 상기 주름 가장자리는 상기 확장 부재를 주름잡히게 한다.
상기 기계는 제1 아암과 제1 핸들 사이에 개재된 텐션 제한 조립체를 더 구비할 수 있으며, 상기 조립체는 상기 제1 및 제2 핸들 사이에 가해지는 힘과 관계 없이, 제1 및 제2 클램프 부재 사이에 가해지는 텐션을 미리 결정된 최대 양으로 제한하도록 구성된다. 상기 텐션 제한 부재는 회동 조인트와 텐셔닝 부재를 더 구비하고, 상기 회동 조인트는 상기 제1 아암과 제1 핸들을 연결하고, 상기 텐셔닝 부재는 상기 제1 아암과 결합하도록 구성된 제1 끝단과 상기 제1 핸들과 결합하도록 구성된 제2 끝단을 가진다.
회동 조인트는 회동축을 더 가질 수 있으며, 회동 조인트 및 텐셔닝 부재는 핸들과 아암이 상기 축을 기준으로 제1 방향으로 회동하는 것을 허용하고 상기 축을 기준으로 제2 방향으로 회동하는 것을 방지하도록 구성된다.
텐셔닝 부재는 핸들과 아암이 소정의 최대 힘에 종속될 때 상기 축에 대해 상기 핸들과 아암이 제2 방향으로 회동하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 텐셔닝 부재는 와이어를 구비할 수 있고, 와이어는 니티놀로 제작될 수 있다. 텐셔닝 부재는 스프링을 구비할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 두개골 조직판 클램프의 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 제1 클램핑 부재의 외부 표면의 평면도이다.
도 3은 제2 클램핑 부재의 내부 표면의 평면도이다.
도 4는 도 1의 두개골 조직판 클램프의 단면도로서, 확장 부재를 주름잡고 절단하기 전에 두개골과 뼈 조직판 사이에 이식된 상태를 도시한다.
도 5는 도 4의 두개골 조직판 클램프의 단면도로서, 확장 부재의 주름잡기 및 절단이 끝난 상태를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 두개골 조직판 클램프의 다른 실시예의 사시도이다.
도 7은 제2 클램핑 부재의 외부 표면의 평면도이다.
도 8은 도 7의 A-A선을 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 7의 B-B선을 따라 취한 단면도이다.
도 10은 확장 부재를 뒤틀고 전단한 후의 도 7의 제2 클램핑 부재의 사시도이다.
도 11은 두개골 조직판 클램프가 이식된 상태를 도시하는 도 10의 C-C선을 따라 취한 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 두개골 조직판 클램프와 함께 사용되는 고정 기계의 측면도이다.
도 13은 도 12의 고정 기계의 원위부의 단면도이다.
도 14는 도 12의 고정 기계의 파지 아암의 근위부의 단면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 두개골 조직판 클램프와 함께 사용될 고정 기계의 다른 실시예의 측면도이다.
도 16은 도 15의 기계의 앞부분의 평면도이다.
도 17은 도 15의 고정 기계의 원위부의 단면도이다.
도 18은 도 15의 고정 기계의 파지 아암의 원위부의 단면도이다.
도 19는 도 15의 기계의 상부 핸들의 측면도이다.
도 20은 도 15의 기계의 하부 핸들의 단면도이다.
도 21은 도 15의 기계의 레버 아암의 측면도이다.
도 22는 도 15의 기계의 푸시 아암의 측면도이다.
도 23은 도 15의 기계의 절단 조립체의 저면도이다.
도 24a는 캔틸레버 빔(cantilever beam) 텐션 제한 조립체를 가진 고정 기계의 다른 실시예의 측면도이다.
도 24b는 도 24a의 기계의 사시도이다.
도 25a는 도 24a 내지 도 24b의 기계와 함께 사용될 캔틸레버 빔의 측면도이다.
도 25b는 도 25a의 캔틸레버 빔의 사시도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 두개골 조직판 클램프(10)의 일 시시예는 제1 클램핑 부재(clamping member)(12)와, 제2 클램핑 부재(14), 및 확장 부재(extension member)(16)를 구비한다. 두개골 조직판 클램프(10)는 스테인레스 스틸, 티타늄, 티타늄 근간 합금, 또는 다른 재흡수 물질과 같은 적절한 생적합성 물질로 제작될 수 있다. 만약, 두개골 조직판 클램프(10)가 금속 물질로 제작되는 경우, 제1 및 제2 클램핑 부재들(12)(14)과 확장 부재(16)는 갈바닉 부식을 위한 전위(potential)를 최소화하는 동일한 물질로 제작되는 것이 바람직하다. 제1 클램핑 부재(12)는 오목한 내부 표면(18)과 볼록한 외부 표면(20)을 가진 디스크 모양을 가진다. 확장 부재(16)는 제1 클램핑 부재(12)의 내부 표면으로부터 확장한다. 비록 확장 부재(16)가 튜브로서 도시되었지만, 확장 부재(16)는, 아래에 설명되는 바와 같이, 구조와 재질이 주름잡힘(crimping)을 허용하는 한 유사한 구조일 수 있다.
확장 부재(16)는 제1 클램핑 부재(12)와 일체로 될 수 있다. 대안적으로, 확 장 부재(16)는 공지된 그 어떤 방법을 이용하여 제1 클램핑 부재(12)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 제1 클램핑 부재(12)에는 그곳을 통해 확장 부재(16)가 삽입될 수 있는 구멍(22)이 마련될 수 있다. 제1 클램핑 부재(12)가 확장 부재(16)로부터 미끄러져 빠지는 것을 방지하기 위해 헤드(24)는 구멍(22)의 가장자리와 결합한다. 제1 클램핑 부재(12)가 확장 부재(16)를 따라 헤드(24)로부터 멀어지는 방향으로 움직이는 것을 방지하기 위해, 확장 부재(16)에는 제1 클램핑 부재(12)의 내부 표면(18) 부근에 확대부(26)가 마련된다. 확대부(26)는 예를 들어, 주름형성(crimping)에 의해 생성될 수 있다. 대안적으로, 페룰(ferrule) 또는 다른 유사한 부품이 확장 부재(16)에 설치될 수 있다.
제2 클램핑 부재(14) 역시 오목한 내부 표면(28)과 볼록한 외부 표면(30)을 한 디스크 모양을 가진다. 제2 클램핑 부재(14)에는 확장 부재(16)를 슬라이딩 되도록 수납하기 위해, 내,외부 표면(28)(30)을 관통하는 개구(32)가 마련된다. 개구(32)가 확장 부재(16)를 슬라이딩 되게 수납하기 때문에, 개구(32)와 확장 부재(16)는 상호 보완적 모양을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 확장 부재(16)가 튜브인 경우, 개구(32)는 실질적으로 원형을 가지는 것이 바람직하다. 제2 클램핑 부재(14)가 확장 부재(16)로부터 미끄러져 빠져나가는 것을 방지하기 위해, 확장 부재(16)에는 나팔꽃 모양으로 벌어진 근위단(34)이 마련될 수 있다.
사용시, 두개골 조직판 클램프(10)는 뼈 조직판(36)을 두개골(38)에 고정한다. 도 4는 제1 위치에 있는 두개골 조직판 클램프(10)를 도시한다. 제1 클램핑 부재(12)의 내부 표면(18)의 적어도 일 부분은 뼈 조직판(36)의 내부 표면(40)과 두 개골(38)의 내부 표면과 접촉한다. 확장 부재(16)의 일부는 뼈 조직판(36)과 두개골(38) 사이의 톱으로 자른 틈새(48)에 끼워진다.
도 5는 제1 및 제2 클램핑 부재가 도 4의 제1 위치보다 더 가깝게 위치된 제2 위치에 있는 두개골 조직판 클램프(10)를 도시한다. 이러한 이동(제1 및 제2 클램핑 부재(12)(14)의 어느 하나 또는 모두의 이동으로부터 발생 될 수 있음)은 뼈 조직판(36)과 두개골(38)의 내부 표면들(40)(42)에 대항하여 제1 클램핑 부재(12)의 내부 표면(18)을 밀어붙이게 되고, 뼈 조직판(36)과 두개골(38)의 상부 표면들(44)(46)에 대항하여 제2 클램핑 부재(14)의 내부 표면(28)을 밀어붙이게 된다. 제1 위치로부터 제2 위치로 두개골 조직판 클램프(10)를 이동시키기 위한 여러 가지 방법들이 있다. 예를 들어, 확장 부재(16)는 위로 당겨지는 반면 제2 클램핑 부재(14)는 아래로 밀려진다. 이러한 기능들을 수행하는 기계들은 아래에서 설명된다.
골 조직판 클램프(10)를 이식하는 동안 뇌가 손상되는 위험을 최소화하기 위해, 제1 및 제2 클램핑 부재들(12)(14)의 내부 표면들(18)(28)은 톱니 또는 유사한 모양을 갖지 않는다. 즉, 내부 표면들(18)(28)은 실질적으로 매끈매끈하다. 제1 및 제2 클램핑 부재들(12)(14)의 어느 하나 또는 모두의 내부 표면들이 오목하면, 제1 위치로부터 제2 위치로의 이동은 내부 표면들을 편평하게 하는 경향이 있기 때문에 모다 많은 표면적이 뼈 조직판(26)과 두개골(38)의 하면 및/또는 상면에 접촉할 수 있게 된다. 이러한 효과를 높이기 위해, 제1 및 제2 클램핑 부재의 어느 하나 또는 모두에는 방사상의 절개부(radial cutout)가 마련된다. 예를 들어, 도 3은 개 구(32)로부터 방사상으로 연장되는 복수의 방사상의 절개부(50)를 가진 제2 클램핑 부재를 도시한다.
제1 및 제2 클램핑 부재들(12)이 제2 위치에 있는 상태에서, 제2 클램핑 부재(14)의 외주면(30) 부근에서 확장 부재(16)를 기계적으로 변형시키면, 뼈 조직판(36)과 두개골(38)의 하부 표면(40)(42)에 대항하는 제1 클램핑 부재(12)의 내부 표면(18)과, 뼈 조직판(36)과 두개골(38)의 상부 표면(44)(46)에 대항하는 제2 클램핑 부재(14)의 내부 표면(28)을 고정시키는 멈춤기구(stop)(52)를 형성한다. 두개골 조직판 클램프(10)의 경우, 기계적 변형은 제2 클램핑 부재(14)의 외부 표면(30) 부근에서 확장 부재(16)의 주름 형성(crimping)이다. 주름 형성 후, 확장 부재(16)는 제2 클램핑 부재(14) 위로 실질적으로 연장하는 여분이 제거되도록 절단될 수 있 있다. 제2 클램핑 부재(14)의 개구(32)는 멈춤 기구(52)를 수납하기 위한 카운터싱크(countersink)(54)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 멈춤기구(52)는 카운터싱크(52)(도 5) 내부에 실질적으로 꼭 맞는다.
도 6 내지 도 11은 본 발명에 따른 다른 두개골 조직판 클램프(110)의 다른 실시예를 도시한다. 두개골 조직판 클램프(110)는 제1 클램핑 부재(112), 제2 클램핑 부재(114), 및 확장 부재(116)를 포함한다. 두개골 조직판 클램프(10)와 유사하게, 두개골 조직판 클램프(110)는 스테인리스 스틸, 티타늄, 티타늄 기반 합금, 또는 재흡수성 물질 등과 같은 그 어떤 적합한 생흡수성(bioresorbable) 물질로 제작될 수 있다. 두개골 조직판 클램프(110)가 메탈 재질로 제작되면, 제1 및 제2 클램핑 부재들(112)(114) 및 확장 부재(116)는 갈바닉 부식 가능성을 최소화하기 위해 동일한 재질로 제작되는 것이 바람직하다. 제1 클램핑 부재(112)는 내부 표면(118)과 외부 표면(120)을 가진 디스크 모양을 가진다. 확장 부재(116)는 제1 클램핑 부재(112)의 내부 표면(118)으로부터 연장한다. 비록, 확장 부재(116)가 가늘고 긴 조각 형태의 리본(ribbon)으로 도시되어 있지만, 아래에 설명되는 바와 같이, 구조와 재질이 적절한 표면에 대항하여 꼬임을 차단할 수 있는 한 그 어떤 유사한 구조가 될 수 있다.
도시된 바와 같이, 확장 부재(116)는 제1 클램핑 부재(112)와 일체이다. 대안적으로, 확장 부재(116)는 공지된 방식들을 이용하여 제1 클램핑 부재(112)에 고정될 수 있다. 제2 클램핑 부재(114)는 내부 표면(128)과 외부 표면(130) 및 확장 부재(116)를 슬라이딩 되게 수납하기 위해 내,외부 표면들(128)(130)을 관통하는 개구(132)를 가진 디스크 형상을 구비한다. 개구(132)가 확장 부재(116)를 슬라이딩 되게 수납하기 때문에, 개구(132)와 확장 부재(116)는 상호 보완적 모양을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 확장 부재(116)가 리본이면, 개구(132)는 실질적으로 사각형상을 가지는 것이 바람직하다. 제2 클램핑 부재(114)가 확장 부재(116)로부터 미끄러져 빠지는 것을 방지하기 위해, 확장 부재(116)에는 벌려진(flared) 근위부가 마련될 수 있다.
사용시, 두개골 조직판 클램프(110)는 두개골 조직판 클램프(10)와 유사한 방식으로 작동하고 제1 및 제2 클램핑 부재들(112)(114)을 서로 가깝게 되도록 잡아 당김으로써 뼈 조직판(36)과 두개골(38)을 고정하게 되며, 따라서 뼈 조직판(36)과 두개골(38)의 하부 표면(40)에 대항하여 제1 클램핑 부재(112)의 내부 표 면(118)을 밀착시키고, 뼈 조직판(36)과 두개골(38)의 상부 표면(44)(46)에 대항하여 제2 클램핑 부재(114)의 내부 표면(128)을 밀착시키게 된다. 도 10 및 도 11에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 클램핑 부재(112)(114)가 제2 위치에 있을 때 제2 클램핑 부재(114)의 외부 표면(130) 부근에서 확장 부재(116)를 기계적으로 변형시키면, 뼈 조직판(36)과 두개골(38)의 하부 표면(40)(42)에 대항하는 제1 클램핑 부재(112)의 내부 표면(118)과, 뼈 조직판(36)과 두개골(38)의 상부 표면(44)(46)에 대항하는 제2 클램핑 부재(114)의 내부 표면(128)을 고정시키는 멈춤기구(stop)(152)를 형성한다. 제2 클램핑 부재(114)를 뼈 조직판(36)과 두개골(38)에 고정하기 위한 부가적 메커니즘을 위해, 스크류와 같은 파스너(fastener)를 수납하기 위한 파스너 구멍 또는 구멍들(134)이 제2 클램핑 부재(114)에 마련된다.
두개골 조직판 클램프(110)의 경우, 기계적 변형은 확장 부재(116)의 전단(shearing)이다. 특히, 제1 및 제2 클램핑 부재들(112)(114)이 제2 위치에 있을 때 확장 부재(116)는 제2 클램핑 부재(114)의 외부 표면(130) 근처에서 꼬이게 된다. 개구(132)를 둘러싸는 리세스 영역(154)은 멈춤기구(152)를 형성하기 위해 꼬일 때 확장 부재(116)을 전단하기 위한 절단 표면(156)을 형성하는 가장 자리를 가진다. 도 8 및 도 9에 가장 잘 도시된 바와 같이, 리세스 영역(154)이 개구(132)의 중앙으로부터 증가하는 폭과 개구(132)의 중앙으로부터 역시 증가하는 깊이를 가지는 경우, 절단 표면(156)을 형성하기 위한 하나의 형태(geometry)가 얻어진다. 예시적 실시예에 있어서, 멈춤기구(152)는 이식 후 두개골 조직판 클램프(110)의 형상을 최소화하기 위해 리세스 영역(154) 내부에 실질적으로 꼭 맞는다.
도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 두개골 조직판 클램프의 이식을 위한 고정 기계(securing instrument)(210)를 도시한다. 비록, 기계(210)가 두개골 조직판 클램프들(10)(110) 중 어느 하나와 함께 사용될 수 있지만, 기계(210)는 특히 두개골 조직판 클램프(10)와 함께 사용되는 것이 유용하다. 고정 도구(210)는 제1 핸들(212)과 제2 핸들(214)을 포함한다. 제1 및 제2 핸들들(212)(214)은 압착시, 제1 및 제2 핸들들(212)(214)의 원위단들이 서로로부터 펼쳐질 수 있도록 회동 가능하게 연결된다. 판 스프링과 같은 탄성 요소(resilient element)(216)가 제1 및 제2 핸들들(212)(214) 사이에 위치되어, 그 근위단들을 서로에 대해 멀어지게 함으로써, 압착 압력(sqeezing pressure)을 풀게 되면, 제1 및 제2 핸들들(212)(214)의 원위단들은 서로를 향해 역회동되어 서로 접촉된다.
록킹(locking) 메커니즘은 탄성 요소(216)의 바이어스 힘을 견디도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 록킹 클립(218)은 제2 핸들(214)에 위치되어, 록킹 바아(locking bar)(220)가 록킹 클립(218)에 있는 채널을 통해 자유롭게 움직이는 자유 위치(free position)와 록킹 바아(220)가 록킹 클립을 통해 일 방향으로 움직이기만 할 수 있는 라체트(ratchet) 위치 사이에서 움직일 수 있다. 이러한 라체트 메커니즘은 압착 압력의 압착 및 풀림 후, 제1 및 제2 핸들들(212)(214)이 그들의 상대적 위치를 유지하는 것을 허용한다. 라체트 효과를 만들기 위해, 록킹 바아(220)의 일부분에는 록킹 클립(218)이 라체트 위치인 경우 채널의 가장자리와 결합하는 톱니(222)가 제공된다.
파지 아암(gripping arm)(224)은 제1 핸들(212)에 작동 가능하게 연결되고 텐셔닝 아암(tensioning arm)(226)은 제2 핸들(214)에 작동 가능하게 연결된다. 파지 및 텐셔닝 아암(224)(226)은 제1 및 제2 핸들들(212)(214)의 이동에 반응하여 움직일 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 핸들들(212)(214)이 압착될 때, 파지 아암(224)과 텐셔닝 아암(226)은 서로로부터 분리 또는 떨어지게 된다.
두개골 조직판 클램프의 확장 부재를 수납하기 위해, 파지 아암(224)과 텐셔닝 아암(226)의 원위부를 관통하는 슬롯(228)이 연장한다. 파지 아암(224)과 텐셔닝 아암(226)은 그 각각의 핸들의 원위부로부터 직선으로 연장하도록 제작될 수 있다. 그러나, 예시적인 실시예에 있어서, 사용시, 고정 기계(210)의 원위단만 두개골에 접촉할 수 있도록, 각각의 파지 아암(224)과 텐셔닝 아암(226)은 나머지 기계로부터 분리된 고정 기계(210)의 원위단을 가진 굴곡 본체부(curved body portion)을 가진다.
클램핑 요소(clamping element)(230)는 슬롯(228)과 작동 가능하게 연결된다. 클램핑 요소(230)는 확장 부재가 슬롯(228)을 관통하여 자유롭게 슬라이딩 할 수 있는 비활동 형태(inactive configuration)와, 확장 부재가 슬롯(228)을 통해 슬라이딩되는 것을 방지하기 위해 확장 부재의 일부분이 슬롯(228)의 벽에 대항하여 클램핑된 활동 형태(active configuration)을 가진다. 클램핑 요소(230)는 파지 아암(224)에 회전 가능하게 연결된 클램프(232)를 포함한다. 파지 아암(224)과 텐셔닝 아암(226)이 분리되자 마자 슬롯(228) 안에서 클램프(232)가 회전하면, 비활동 형태로부터 활동 형태로 클램핑 요소(230)를 움직이게 한다. 탄성 부재(234)는 파지 아암(224)과 텐셔닝 아암(226)이 분리될 때, 클램핑 요소(230)를 비활동 형태 로 바이어스한다. 파지 아암(224)과 텐셔닝 아암(226)이 접촉되어 있을 때, 텐셔닝 아암(226)은 클램핑 요소(230)를 비활동 형태에 유지시키는 경사진 표면(ramped surface)을 가진 푸트(foot)(236)를 포함한다.
적절하게 위치시킨 후 확장 부재를 주름잡기 위해, 크림핑 조립체(crimping assembly)(238)가 텐셔닝 아암(226)에 작동 가능하게 연결된다. 대안적으로, 크림핑 조립체(238)는 파지 아암(224)에 연결될 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 슬라이더(slider)(240)는 확장 부재를 주름잡기 위한 크림핑 에지(crimping edge)(242)와, 텐셔닝 아암(226)의 그루브진 끝단(grooved end)에서 슬라이딩시키도록 구성된 슬라이드(slide)(244)를 가진다. 링크(246)가 텐셔닝 아암(226)에 대해 슬라이딩 할 수 있도록, 링크(246)는 텐셔닝 아암(226)에 작동 가능하게 연결된다. 링크(246)는 슬라이더(240)에 연결된 원위단과 톱니(226)를 가진 근위단을 가진다. 레버(250)는 텐셔닝 아암(226)에 회전 가능하게 연결된 원위단을 가진다. 레버(250)의 원위단에는 링크(246)의 원위단의 톱니(248)와 결합하는 톱니(252)가 제공된다. 레버(250)가 회동될 때, 톱니들(248)(252)의 결합은 그 회동이 링크(246)와 슬라이더(240)의 슬라이딩 운동으로 이동되도록 한다. 판 스프링 또는 다른 유사한 메커니즘은 레버(250)를 역회동시키는데 이용될 수 있다. 또한, 크림핑 조립체(238)는 확장 부재를 주름잡고 절단하기 위해 슬라이더(240)의 크림핑 에지(242)와 협력하는 절단 멈춤기구(cutting stop)(254)를 포함한다.
사용 시, 확장 부재는 슬롯(228) 속으로 삽입되고 고정 기계(210)는 도 4에 도시된 위치에서 두개골 조직판 클램프를 가진 두개골 쪽으로 하방으로 움직인다. 제1 및 제2 핸들들(212)(214)은 회동 되어, 파지 및 텐셔닝 아암들(224)(226)을 서로로부터 떨어지도록 움직이게 한다. 이러한 이동은 텐셔닝 아암(226)을 제2 클램핑 부재의 외부 표면에 대항하여 밀게되고 클램핑 요소가 활동 위치에 놓이게 함으로써, 확장 부재를 붙잡게 되고 제1 클램핑 부재를 제2 클램핑 부재 쪽으로 당기게 된다. 제1 및 제2 클램핑 부재들이 제2 위치에 있을 때, 크림핑 조립체(238)는 확장 부재를 주름잡고 절단하는데 사용될 수 있다.
도 15 내지 도 23은 본 발명에 따른 두개골 조직판 플램프(10)(110)의 이식을 위한 고정 기계(260)의 다른 실시예를 도시한다. 고정 기계(260)는 어느 하나의 두개골 조직판 클램프(10)(110)과 함께 사용될 수 있지만, 기계(260)는 특히 재흡수성 두개골 조직판(110)과 함께 사용하는 것이 유용하다. 고정 기계(260)는, 압착시, 기계(260)의 원위단들(274a)(276a)이 서로로부터 떨어질 수 있도록 회동 가능하게 연뎔될 수 있는, 제1 및 제2 핸들(262)(264)을 포함할 수 있다. 도 12 내지 도 14의 실시예와 관련하여 대략적으로 개시된 바와 같이, 본 실시예에의 기계(260)는 탄성 요소(resilient element)(266)와, 탄성 요소의 바이어스 힘을 견디도록 마련된 록킹 메커니즘, 및 아래에서 설명될 여러 가지의 다른 요소들을 더 구비할 수 있다. 이러한 요소들은 앞서 설명된 것과 동일한 방식으로 작동 및 배치될 수 있기 때문에 본 실시예와 관련해서는 상세히 설명하지 않는다.
도 15 및 도 20에 도시된 바와 같이, 텐셔닝 아암(276)과 제2 핸들(264)은 단일의 부재로 구성될 수 있다. 대조적으로, 도 12는 텐셔닝 아암(226)과 제2 핸들(214)이 하나의 부재 이상을 구비하고, 그 중 2개는 핀, 스크류 등에 의해 연결 되어 있다. 전술한 실시예에서와 같이, 파지 아암(276)과 텐셔닝 아암(278)은 제1 및 제2 핸들(262)(264)의 이동에 반응하여 움직일 수 있다. 파지 아암(174)과 텐셔닝 아암(276)은 그 각각의 핸들의 원위단으로부터 직선으로 연장하는 구성일 수 있다. 대안적으로, 아암들(274)(276)은 사용시 클램핑 영역(clamping area)의 보다 나은 접근과 시야를 제공하도록 굴곡될 수도 있다. 도 15 및 도 20에 도시된, 예시적인 실시예에 있어서, 파지 아암(274)과 텐셔닝 아암(276)은 각각 옵셋부(offset portion)(274c)(276c)에 의해 연결된 근위부와 원위부(274a)(274b)(276a)(276b)를 가질 수 있다. 따라서, 원위부(274b)(276b)는 기계(260)의 본체(260a)로부터 옵셋되어, 절개부의 가장자리에 간섭을 최소화하면서 기계의 원위부가 절개부 속 하방으로 위치되는 것을 허용한다. 이러한 구성은 사용시 기계(260)의 원위부(260b)만이 두개골과 접촉하도록 하는 것을 보장한다.
도 17을 참조하면, 클램핑 요소(280)는 슬롯(278)과 작동 가능하게 연결된다. 전술한 실시예에서와 같이, 슬롯(278)은 확장 부재(16)(116)가 파지 아암(274)과 텐셔닝 아암(276) 모두를 통해 슬라이딩할 수 있는 크기일 수 있다. 그러나, 본 실시예에 있어서 클램프(282)는 슬롯(278)에 확장 부재(16)(116)의 결합을 보장하는 것을 도울 수 있는 톱니(283)를 가진다. 또한, 전술한 실시예들에서와 같이, 적절하게 위치시킨 후 확장 부재(16)(116)를 절단하고 주름잡기 위해, 절단 조립체(cutting assembly)(288)가 텐셔닝 아암(276) 및/또는 파지 아암(274)과 작동 가능하게 연결될 수 있다. 본 실시예와 관련하여 설명된 절단 조립체(288)는 도 13 및 도 14에서 설명된 모든 구성요소들을 가질 수 있다. 절단 조립체의 저면이 도 23dp 도시되어 있다.
전술한 실시예들에서와 같이, 레버(300)에도 텐셔닝 아암(276)에 회전 가능하게 연결된 원위단이 제공된다. 레버(300)의 상세한 도면은 도 21에 도시되어 있다. 레버(300)의 원위단의 상세한 도면은 도 18에 도시되어 있다. 또한, 도 22에서 볼 수 있는 바와 같이, 링크 또는 푸시 아암(296)은 핀(330)에 의해 슬라이딩 슬롯(332)을 따라 슬라이드 될 수 있다.
텐션 제한 조립체(tension limiting assembly)가 더 상세히 설명될 것이다. 도 15를 참조하면, 적용 기계(application instrument)(260)는, 이식하는 동안, 적용 기계(260)가 과도하게 텐션(over-tensioning)을 받음으로써 두개골 조직판 클램프(10)(110)가 손상되는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있는 텐션 제한 조립체를 구비할 수 있다. 도 4 및 도 5의 클램프와 관련하여 전술한 바와 같이, 제2 클램핑 부재(14)를 하방으로 밀면서 확장 부재(16)를 상방으로 당기면, 제1 및 제2 클램핑 부재(12)(14)의 변형을 초래하고 확장 부재(16)에 인장력(tensile force)을 증가시키게 된다. 제1 및 제2 클램핑 부재들(12)(14) 중 어느 하나 또는 모두의 내부 표면들이 오목하면, 클램핑 되지 않은 위치(unclamped position)로부터 클램핑 된 위치(clamped position)까지 이동은, 보다 많은 표면적이 뼈 조직판(26)과 두개골(38)의 하부 표면 및/또는 상부 표면에 접촉하도록 내부 표면들을 유리하게 편평하게 할 수 있다. 그러나, 클램핑 부재들(12(14)의 기계적 변형은 제1 및 제2 클램핑 부재들(12)(14)을 서로를 향하도록 단순히 이동시키는데 필요한 힘을 초과하는 힘을 확장 부재(16)와 제2 크램핑 부재(14)에 가해야 할 필요가 있다. 각각의 부재 의 최대 표면적이 뼈 조직판(26)과 두개골(38)의 하부 및/또는 상부 표면들과 접촉하도록 하기 위해 클램핑 부재들(12)(14)의 변형시키기 위해 충분한 힘이 가해지는 것이 바람직하지만, 클램핑 부재들(12)(14) 및/또는 확장 부재(16)의 손상 가능성을 최소화하기 위해 클램핑 부재들에 가해지는 힘의 총량을 제한하는 것도 바람직하다. 이것은 재흡수성 물질로 이루어진 두개골 조직판 플램프를 이식할 때 특히 중요할 수 있다. 왜냐하면, 재흡수성 물질은 금속 물질로 구성된 클램프의 경우 수용이 가능하지만 인장 하중에 의해 손상될 수도 있기 때문이다. 그러나, 클램프에 사용되는 재질에 관계없이, 이식하는 동안 클램프를 손상시키지 않을 설비 도구를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 텐션 제한 조립체(308)는 계단 모양의 상부 턱(stepped upper jaw) 또는 파지 아암(274)이 확장 부재(16)와 제1 클램핑 부재(12)에 가할 수 있는 인장력의 최대량을 제한할 수 있다. 이러한 최대 인장력은 클램핑 부재들(12)(14)의 바람직한 안착(seating)을 허용하기 충분하도록 선택되어야만 하지만, 환자에게 계속된 사용을 위해 사용할 수 없거나 받아들일 수 없는 클팸프에 바람직하지 않은 손상을 초래할 수 있는 값보다 작아야만 한다.
도 15 및 도 16에 설명된 바와 같이, 텐션 제한 조립체(308)는 텐션 와이어 조립체(310)와 이탈(breakaway) 조인트(324)를 구비할 수 있다. 텐션 와이어 조립체(310)는 볼 끝단 수납 슬롯(318)에서 파지 아암(274)과 연결된 볼 끝단(314)과, 핀 끝단 수납 슬롯(320)에서 제1 핸들(262)과 연결된 핀 끝단(316)을 가진 텐션 와이어(312)를 포함할 수 있다. 이탈 조인트(324)는 파지 아암(274)과 제1 핸들(262)이 조인트(324)를 기준으로 서로에 대해 자유롭게 회동하는 것을 허용하며, 아 암(274)과 제1 핸들(262) 사이에 개재된 핀 연결체(pinned connection)을 포함할 수 있다. 수술 도중에, 무제한의 회동은 바람직하지 않을 수 있기 때문에(즉, 제1 핸들(262)로부터 파지 아암(274)까지 인장력을 전달하는 것을 허용하지 않고, 대신에, 제1 핸들(274)이 제2 핸들(264)쪽으로 압착될 때, 파지 아암(274)이 조인트(324)에 대해 회동만 할 것이기 때문에), 제1 및 제2 핸들들(262)(272)이 압착될 때, 파지 아암(274)과 텐셔닝 아암(276)이 도 12의 기계와 관련하여 설명된 것과 유사한 방식으로 떨어질 수 있도록, 텐션 와이어(312)는 버팀대(brace)로서 작용하기 위해 아암(274)과 제1 핸들(262) 사이에 설치된다.
텐션-제한 특징은 적어도 부분적으로 확장 가능한 텐션 와이어(312)를 제공하는데 있다. 따라서, 파지 아암(274)이 어느 정도의 미리 결정된 제한량을 초과하는 클램핑 힘에 종속될 때, 텐션 와이어(312)는 신장될 수 있고, 이것은 또한 파지 아암(274)이 이탈 조인트(324)를 기준으로 약간 회동하는 것을 허용할 수 있으므로, 텐셔닝 아암(276)으로부터 파지 아암(274)의 추가적인 클램핑 이동을 방지하게 된다.
텐션 와이어(312)는 실질적으로 세로방향으로 단단한 제1 상태와 와이어가 세로방향으로 확장 가능한(신장 가능한) 제2 상태를 가진다. 텐션 와이어(312)는 어느 정도의 미리 결정된 인장력까지는 제1 상태인 것으로 가정하고, 미리 결정된 한계를 넘어서는 인장력에 종속될 때 제2 상태로 이동될 수 있다. 이러한 미리 결정된 힘의 한계는 두개골 조직판 클램프 구성요소들을 위한 최대 허용 힘에 상응할 수 있다.
따라서, 제1 상태에서, 와이어(312)는 핸들(262)과 파지 아암(274)을 이탈 조인트(324)에 대해 상대적으로 단단하게 붙잡을 수 있으며, 기계(260)가 목적으로 하는 뼈 분절들(segments)에 대해 두개골 조직판 클램프(10)(110)의 구성요소들을 클램핑 하는 데 사용될 수 있도록 제1 핸들(262)로부터 파지 아암(274)까지 클램핑 운동의 직접적인 전달을 허용하게 된다. 그러나, 제2 상태에서, 텐션 와이어(312)는 신장될 수 있으며, 파지 아암(274)이 제1 핸들(262)에 대해 회동하는 것(즉, 파지 아암(274)이 제1 핸들(262)로부터 "이탈(break-away)"하는 것)을 허용함으로써, 제1 핸들(262) 및 파지 아암(274)으로부터 실질적으로 추가적인 클램핑 운동의 전달을 방지하게 된다. 이 상태에서, 제1 및 제2 핸들들(262)(264)이 사용자에 의해 더 단단하게 압착되더라도, 텐셔닝 아암(274)의 원위단(274a)은 텐셔닝 아암(276)의 근위단(174b)에 대해 실질적으로 정지된 채로 유지된다. 따라서, 젠션 제한 조립체(308)는 이식하는 동안 사용자가 부주의하게 너무 높은 힘을 클램프에 가하는 것을 자동적으로 방지한다.
이탈 조인트(324)를 기준으로 제1 핸들(262)에 대해 계단이 형성된 상부 톱(276)을 움직이는데 필요한 힘의 양은 기계(260)의 이탈력(breakaway force)으로 명명될 수 있다. 먼저 지적된 바와 같이, 이러한 이탈력은 두개골 조직판 클램프(10)(110)가 고정될 때 파지 아암(274)과 텐셔닝 아암(276)에 의해 확장 부재(16)(116)에 가해질 수 있는 미리 정해진 및/또는 최대 허용 인장력과 상응할 수 있다.
텐션 와이어(312)는 그 어떤 적절한 끝단 구성품, 또는 구성품의 조합을 이 용하여 파지 아암(274)과 제1 핸들(262)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 텐션 와이어(312)는 직사각형 모양의 제1 단과, 단단한 원통형인 제2 끝단을 가질 수 있다. 또한, 텐션 와이어(312)는 적절한 부착 구조를 이용하여 파지 아암(274)과 제1 핸들(262)에 부착될 수 있다. 또한, 수납 슬롯(318)(320) 대신에, 부착 위치들은 노치, 구멍, 채널, 또는 그들의 조합을 포함할 수 있지만 그에 한정되는 것은 아니다. 부착 위치의 치수는 텐션 와이어(312)의 끝단에 상응하는 치수에 상응해야 한다.
사용시, 두개골 조직판 클램프 확장 부재(16)(116)는 슬롯(278)에 삽입될 수 있고 고정 기계(260)는 도 4에 도시된 위치에서 두개골 조직판 클램프와 함께 두개골을 향해 하방으로 움직일 수 있다. 도 15를 다시 참조하면, 제1 및 제2 핸들(262)(264)은 그 후 같이 압착되어 파지 아암(274)과 텐셔닝 아암(276)이 서로로부터 떨어지도록 움직이게 할 수 있다. 이러한 운동은 텐셔닝 아암(276)이 제2 클램핑 부재(14)의 외주면에 대항하여 미는 것을 유발시키고 클램핑 요소(280)가 활동 위치에 있게 함으로써, 확장 부재(16)(116)를 붙잡게 하고 제1 클램핑 부재(12)를 제2 클램핑 부재(14)쪽으로 압력을 가하게 한다. 파지 아암(274)에 의해 확장 부재(16)(116)에 가해지는 인장력은 이탈 조인트(324)에 대해 파지 아암(274)의 이동을 만든다. 이러한 이동은 텐션 제한 조립체(308)에 의해 초기에는 방해받을 수 있으며, 따라서 제1 핸들(262)과 파지 아암(274)이 회동 조인트(326)를 기준으로 단닐 구조로서 동작하는 것을 가능하게 한다. 이러한 동작은 확장 부재(16)(116)와 제2 클램핑 부재(14) 사이에 가해지는 인장력이 텐션 와이어(312)의 미리 결정된 한계를 초과할 때까지 진행될 것이다. 추가적인 힘을 가하게 되면, 전술한 바와 같이, 텐션 와이어(312)는 신장될 것이고, 파지 아암(274)이 이탈 조인트(324)를 기준으로 회동하는 것을 허용하고, 파지 아암(274)의 원위단(274a)이 확장 부재(16)(116)에 대하여 축방향으로 실질적으로 정지된 채 유지하는 것을 허용한다. 이러한 방식에 있어서, 텐션 와이어(312)의 미리 결정된 초과 힘은 확장 부재(16)(116)와 제2 클램핑 부재(14)에 추가적인 클램핑 힘이 가해지지 않는 결과를 초래한다.
특정의 두개골 조직판 클램프(10)(110)에 가해지는 최대 적용 힘이 특정의 모델 또는 실시예에 상응하는 미리 결정된 값으로 제한될 수 있도록, 텐션 제한 조립체(308)는 두개골 조직판 클램프의 특정의 모델 또는 실시예를 위해 고안될 수 있다. 예를 들어, 텐션 제한 조립체(308)는 초탄성 설질과 증가된 응력하에서 고정된 힘의 큰 영역을 가진 텐션 와이어(312)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 파괴 전 대략 8%의 신장도(elongation)를 가진 니티놀 텐션 와이어(312)가 도 15 및 도 16의 텐션 제한 조립체(308)를 위한 적절한 텐션 와이어(312)가 될 수 있다. 유사하게, 스테인리스 스틸의 고정된 힘(contant-force) 스프링 또는 "니게이터(negator)" 스프링은 적절한 텐션 와이어(312)일 수 있다.
또한, 텐션 와이어(312)의 단면적은 기계(260)의 텐션 제한 성질에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 균일한 직경의 제2 텐션 와이어(312)보다 큰 균일한 직경을 가진 텐션 와이어(312)는 더 큰 단면적을 제공할 것이고 초탄성 변형을 겪기 전에 더 큰 인장력을 전달할 것이다. 따라서, 니티놀 텐션 와이어(312)는 특정의 크기 및/또는 재질 성분의 두개골 조직판 클램프를 위해 구성된 균일한 단면을 가질 수 있다. 도 15의 조립체에 도시된 것과 같은 니티놀 텐션 와이어(312)에 적합할 수 있는 비-제한 영역의 직경들은 대략 0.25mm 내지 대략 2.5mm의 범위일 수 있으며, 초탄성 변형 전에 대략 26 N 내지 대략 2540 N의 최대 인장력을 견딜 수 있다. 보다 상세하게는, 도 15의 기계가 재흡수성 및/또는 유연성 두개골 조직판 클램프와 함께 사용될 수 있는 경우, 대략 0.027 인치의 직경을 가진 니티놀 텐션 와이어(312)가 절절할 수 있다. 대략 0.027 인치의 직경을 가진 니티놀 텐션 와이어(312)는 초탄성 변형 전에 대략 191 N의 최대 인장력을 견딜 수 있다.
추가적으로, 중앙 조인트(328)에 대한 텐션 와이어 조립체(308)의 형상(geometry)은 조립체의 텐션 제한 성분을 조절하도록 조절될 수 있다. 예를 들어, 중앙 조인트(326)에 대한 모멘트(M)는 텐션 와이어(312)의 장력(즉, 파지 아암(274)에 작용하는 힘)과 텐션 와이어(312)와 중앙 조인트(326) 사이의 접선 길이(즉, 파지 아암(274)의 길이)의 곱과 동일하다. 중앙 조인트(326)로부터의 텐션 와이어(312)의 접선 길이가 증가할 때, 대등한(equivalent) 모멘트를 제공하기 위해 파지 아암(274)에 작용하는 보다 작은 힘이 필요하다. 따라서, 보다 작은 직경의 텐션 와이어(312)가 파지 아암(274)에 대등한 힘을 전달하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 텐션 와이어 조립체(308)의 형상을 소정의 니티놀 텐션 와이어(312)로 변경하게 되면, 다른 텐션 제한 성질을 제공할 수 있다. 예를 들어, 파지 아암(274)에 있는 볼 끝단 수납 슬롯(318)에 고정된 볼 끝단(314)과, 제1 핸들에 있는 다수의 핀 끝단 수납 슬롯들(320) 중 어느 하나에 선택적으로 고정될 수 있는 핀 끝단(316)을 가진 니티놀 텐션 와이어(312)를 구비하는 텐션 와이어 조립체(308)는 제어 가능한 가변 텐션 제한 성질을 가진 장치를 사용자에 제공할 수 있다. 볼 끝단(314)은 다른 모양의 끝단과 비교하여 부착을 위한 보다 작은 끝단을 제공할 뿐만 아니라, 상대적으로 작은 볼 끝단 수납 슬롯(318)에 삽입될 수 있는 점이 유용하다. 이것은 볼 끝단 수납 슬롯(318)이 기계(260)의 상대적으로 협소한 부분에 안착될 때 유용하다.
도 15에 도시된 바와 같은 텐션 제한 조립체(308)는 두개골 조직판 클램프(10)(110)에 가해지는 힘의 양을 연속적 및/또는 불연속적 범위의 값의 소정 범위 안에서 선택적으로 제한하도록 설계될 수도 있다. 따라서, 예를 들어, 하나 보다 많은 니티놀 텐션 와이어(312)가 확장 기계(260)의 텐션 제한 성능을 증대시키는데 사용될 수 있다. 또한, 텐션 제한 조립체(308)이 하나 보다 많은 니티놀 텐션 와이어(312)를 구비하는 경우, 각각의 니티놀 텐션 와이어(312)는 동일한 물리적 기계적 성질을 실질적으로 구비할 수 있으며, 혹은 텐션 제한 조립체(308)를 구비하는 2개 또는 그 이상의 니티놀 텐션 와이어(312)는 다른 물리적 및/또는 기계적 성질을 구비할 수 있다. 또한, 니티놀 텐션 와이어(312)는 다른 크기 및/또는 재질 성분의 두개골 조직판 클램프를 위해 구성된 또다른 니티놀 텐션 와이어(312)가 확장 기계(260)와 함께 사용될 수 있도록 확장 기계(260)에 탈착 가능하게 고정될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 크기는 유사하지만 재질 성분이 다른 2개의 두개골 조직판 클램프들은 도 15의 텐션 제한 조립체(308)에 사용하기 위해 상응하는 니티놀 텐션 와이어(312)를 각각 가질 수 있다.
또한, 텐션 제한 조립체(308)는, 예를 들어, 클램프의 확장 부재(16)(116)가 구조의 비례적 한계(proportional limit of the structure) 안에 유지시키는 것 및/또는 확장 부재(16)(116)에 의한 그 어떤 수율(yielding)이 구조의 무결성을 구성하는 받아들일 수 없는 수준에 이르지 않는 것을 보장하는 적절한 안전 요인으로 세팅될 수 있다. 예를 들어, 하나의 안전 계수는 포스트(post)에 허용가능한 응력에 의해 분할된 포스트의 비례적 한계에서의 응력의 비율에 근거할 수 있다. 재흡수성 클램프를 위한 그러한 안전 계수는 대략 1.5 내지 대략 10의 범위일 수 있고, 티타늄 클램프를 위한 유사한 안전 계수는 대략 1.5 내지 대략 10의 범위일 수 있다. 도 15의 기계의 일 실시예에 있어서, 텐션 제한 조립체(308)는 대략 1.5의 안전 계수를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 안전 인자는 대략 10일 수 있다.
도 19를 참조하면, 기계(260)의 제1 핸들(262)은 사용자가 손을 이용하여 제1 핸들(262)을 제2 핸들(264) 쪽으로 제어 가능하게 압착할 수 있도록, 사용자의 손의 앞 부분에 대해 편안하고 꽉 붙잡을 수 있도록 구성될 수 있는 손바닥 받침대(322)를 가질 수 있다. 제1 핸들(262)과 제2 핸들(264) 중 어느 하나가 함께 압착되거나 제1 핸들(262)과 레버 아암(300)이 함께 압착될 때, 사용자의 손이 기계의 원위단 쪽으로 미끄러지지 않도록 하는 표면을 제공할 수 있는 멈춤기구(328)와 같은 구조를 제1 핸들(262)은 포함할 수 있다. 멈춤기구(328)는 도 19의 기계에 있는 핀 끝단 수납 슬롯(320)인 텐션 와이어(312)를 위한 부착용 위치를 제공할 수 있다. 멈춤기구(328)는 제1 및 제2 핸들들(262)(264)과 실질적으로 동일한 평면에 놓이도록 구성될 수 있으며, 이는 클램프의 세로 축을 따라 그리고 꼬임 하중(torsional loading)이 실질적으로 없는 방식으로 두개골 조직판 플램프로의 힘 전달을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 클램핑 부재(114)는 확장 부재(116)에 대해 제1 클램핑 부재(120)쪽으로 미끄러지도록 구성될 수 있다. 확장 부재 및/또는 제2 부재(114)의 꼬임 하중은 클램프 조립체를 고정하는데 사용될 수 있는 제2 부재 또는 확장 부재(116) 중 어느 하나에 있는 구조들을 손상시킬 수 있다. 예를 들어, 확장 부재(116)에 있는 하나 또는 그 이상의 톱니는 조립체를 잠그기 위해 제2 부재의 위 또는 내부에 포함된 구조들과 맞물리도록 구성될 수 있다. 확장 부재(116)의 꼬임 하중은 톱니가 약하게 되거나 변형되거나 파괴되는 것을 유발할 수 있기 때문에 두개골 조직판 클램프가 확실하게 고정되지 않을 수 있다.
도 19는 텐션 와이어(312)의 핀 끝단(316)이 제1 핸들(262)에 부착될 수 있는 경우의 핀 끝단 수납 슬롯(320)을 도시한다. 텐션 와이어(312)는 핀 끝단 수납 슬롯(316)의 일부를 관통할 수 있는 반면 핀 끝단(316)은 슬롯에 삽입된다. 제1 핸들(262)은 중앙 조인트(326)를 통해 하부 핸들(264)에 부착될 수 있고, 이탈 조인트(324)를 통해 파지 아암(274)에 더 부착될 수 있다. 제1 핸들(262)은 공통 구멍(common bore)(334)를 형성하기 위해 파지 아암(274)에 있는 관통공(334a)(도 15 참조)에 상응하는 관통공(334b)를 가질 수 있다. 핀(미도시) 또는 다른 균등 구조는 제1 및 제2 핸들들(262)(264)들이 작동될 때 파지 아암(274) 및 텐셔닝 아암(276)의 원위단들(274a)(276a)이 분리되는 것을 방지하기 위해 공통 구멍(334)에 삽입될 수 있다.
텐션 제한 조립체(308)를 가진 기계(260)의 또 다른 실시예가 도 24a 및 도 24b에 도시되어 있다. 본 실시예에 있어서, 텐션 제한 조립체(308)는 캔틸레버 빔(cantilever beam)(350)을 구비할 수 있다. 캔틸레버 빔(350)은 근위단(352)과 원위단(354), 및 그 사이로 연장된 둥그렇게 된(humped) 본체(356)를 가질 수 있다. 빔(350)은 중앙 구멍(358)과 원위 구멍(360)을 가질 수 있다. 본체(356)는 사용시 빔(350)에 응력 하중을 보다 효과적으로 분배하도록 대체로 굽혀질 수 있다. 빔(350)은 기계(260)의 인접한 부품의 모양에 효과적으로 적응되도록 적절한 모양을 가질 수 있다. 빔(350)은 스테인레스 스틸과 같은 적절한 금속 또는 합금으로 제조될 수 있다.
사용 시, 빔(350)은 도 24a 및 도 24b에 도시된 바와 같이, 슬롯(370)에 생길 수 있는 파지 아암(274)과 결합하도록 위치될 수 있다. 파지 아암(274)은 중앙 구멍(358)과 원위 구멍(360)과 각각 정렬될 수 있는 기초 빔 구멍들(362)(364)을 가질 수 있다. 빔 고정 핀(366)(368)은 기초 빔 구멍(362)을 통해 중앙 구멍(358) 속으로, 기초 빔 구멍(364)를 통해 원위 구멍(360) 속으로 각각 삽입될 수 있다.
기능적으로, 탠틸레버 빔(350)을 이용하는 텐션 제한 조립체(308)는 텐션 와이어(312)를 이용하는 조립체(308)와 실질적으로 동일할 수 있다. 대체적으로, 제1 및 제2 핸들들(262)(254)가파지 아암(274)과 텐셔닝 아암(276)이 서로 떨어지도록 압착될 때, 파지 아암(274)에 의해 확장 부재(16)(116)에 인가되는 인장력은 이탈 조인트(324)에 대한 파지 아암(274)의 모멘트를 생성할 수 있다. 그러한 힘의 상호 작용들은 앞에서 보다 상세히 설명되었다. 텐션 와이어(312)가 힘을 파지 아암(274)에 반작용 및/또는 분배할 때, 앞에서 설명된 바와 같이 캔틸레버 빔(350)이 유사하게 사용될 수 있다. 단일의 기계(260)가 텐션 와이어(312)와 캔틸레버 빔(350)을 교체할 수 있게 사용할 수 있는 점을 지적하고자 한다.
본 명세서에서 설명되고 청구된 발명은 본 명세서에서 개시된 특정의 실시예에 의해 그 범위가 제한되지 않는다. 왜냐하면, 그러한 실시예들은 본 발명의 여러가지 측면들을 단지 설명할 목적을 가졌기 때문이다. 균등한 실시예들이 본 발명의 범위 안에서 의도될 수 있다. 실제로, 본 명세서에서 도시되고 개시된 것들에 부가하여 본 발명의 다양한 변형들은 전술한 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다.
본 발명에 따른 적용 기계의 텐션 제한 성질은 다른 수술 기계, 핸드 도구, 또는 물체 또는 작업체에 거의 일정한 힘을 전달하는 것이 바람직할 수 있는 다른 기계적 적용들에 유용할 수 있는 것을 의도한다. 그러한 변형예들은 첨부된 청구항의 권리범위에 속하는 것을 의도한다.

Claims (25)

  1. 회동되도록 서로 결합된 제1 및 제2 핸들을 구비하며;
    상기 제1 핸들과 작동 가능하게 결합된 파지 아암(gripping arm)과, 상기 제2 핸들과 작동 가능하게 결합된 텐션 아암(tensioning arm);을 구비하며, 상기 파지 아암과 상기 텐션 아암은 상기 제1 및 제2 핸들의 이동에 응답하여 움직일 수 있으며;
    상기 파지 아암과 상기 텐션 아암 각각은 근위부(proximal portion)와 원위부(dismal portion)를 가지며, 상기 원위부는 두개골 조직판 클램프의 확장 부재(extension member)를 수납하기 위해 그곳을 관통하여 연장된 리세스(recess)를 가지며;
    클램핑 조립체가 상기 확장 부재를 상기 리세스에 미끄러지는 것을 허용하는 비활동 형태(inactive configuration)와, 상기 조립체가 상기 확장 부재를 상기 리세스에 고정하는 활동 형태(active configuration)를 가지며, 상기 리세스와 작동 가능하도록 결합된 클램핑 조립체(clamping assembly)를 구비하며;
    상기 확장 부재에 주름을 내기 위해 상기 파지 아암과 상기 텐션 아암 중 적어도 어느 하나에 작동 가능하게 결합되고, 제1 및 제2 주름 부재를 더 구비하는 주름 요소(crimping element)를 구비하며;
    제1 및 제2 끝단을 가진 확장 가능한 텐션 요소(tension element)를 가지며, 상기 제1 끝단은 제1 위치에서 상기 제1 핸들에 탈착 가능하게 부착될 수 있으며 상기 제2 끝단은 상기 파지 아암에 탈착 가능하게 부착될 수 있으며, 상기 제1 핸들과 상기 파지 아암이 회동 조인트에서 연결되는 텐션 제한 조립체(tension limiting assembly)를 구비하고;
    상기 제1 및 제2 핸들을 함께 압착하게 되면 상기 클램핑 조립체 상기 활동 형태를 형성하는 것을 특징으로 하는 두개골 조직판(cranial flap) 클램프용 고정 기계(securing instrumet).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확장 가능한 텐션 요소의 상기 제1 및 제2 끝단은 상기 핸들과 상기 아암이 서로에 대해 제1 방향으로 회동하는 것과 반대 방향으로의 회동에 저항하는 것을 허용하기 위해 상기 제1 핸들과 상기 파지 아암에 결합된 것을 특징으로 하는 고정 기계
  3. 제2항에 있어서,
    상기 핸들들을 통해 대략 15 뉴턴(N)이 상기 파지 아암의 원위부에 가해질 때까지 상기 텐션 요소는 상기 핸들과 상기 아암의 회동에 견디는 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 핸들들을 통해 대략 15N 보다 큰 힘이 상기 파지 아암의 원위부로 가해 질 때, 상기 텐션 요소는 상기 핸들과 상기 아암이 제1 방향으로 회동하는 것을 허용하도록 신장하는 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 핸들과 상기 아암이 상기 제1 방향으로 회동된 후, 핸들들을 통해 상기 파지 아암의 원위부로 가해지는 추가적 힘은 상기 두개골 조직판 클램프에 추가적인 힘을 실질적으로 전달하지 않은 채 상기 텐션 요소가 신장하도록 하는 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 텐션 요소는 대략 0.25 mm 내지 대략 2.5 mm의 직경을 가진 니티놀 와이어를 구비하는 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 니티놀 와이어는 파괴되기 전에, 대략 5% 내지 대략 11%의 최대 응력을 가지는 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 텐션 요소의 상기 제1 및 제2 끝단의 적어도 어느 하나는 볼 끝단을 구비하는 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 텐션 요소의 제1 끝단 및 제2 끝단의 적어도 어느 하나는 핀 끝단을 구비하는 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  10. 제1항에 있어서,
    각각의 끝단이 부착 요소(attachment element)를 가진 제1 및 제2 끝단을 가진 제2 텐션 요소를 더 구비하고, 상기 제1 끝단은 상기 제1 핸들에 부착될 수 있고 상기 제2 끝단은 상기 파지 아암에 부착될 수 있는 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  11. 제10항에 있어서,
    적어도 하나의 텐션 요소는 니티놀 와이어를 구비하는 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 텐션 요소들은 실질적으로 다른 성분을 가진 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 텐션 와이어들은 실질적으로 다른 인장 강도를 가진 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 텐션 와이어들은 실질적으로 다른 단면 직경을 가진 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 텐션 제한 조립체는 캔틸레버 빔(cantilever beam)을 구비하며, 상기 캔틸레버 빔은 상기 파지 아암에 탈착 가능하게 부착될 수 있는 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 캔틸레버 빔은 실질적으로 굴곡된 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 캔틸레버 빔은 스테인레스 스틸을 구비하는 것을 특징으로 하는 고정 기계.
  18. 제1항의 고정 기계;
    적어도 하나의 텐션 요소가 제1 및 제2 끝단을 가지며, 상기 제1 끝단은 제1 아암에 결합하기 위한 부착 요소를 가지며 상기 제2 끝단은 상기 파지 아암에 부착하기 위한 부착 요소를 가진 복수의 텐션 요소들을 구비하며,
    상기 복수의 텐션 요소의 적어도 2개는 실질적으로 동일한 힘/응력 비(ratio)를 가진 것을 특징으로 하는 두개골 조직판 클램프와 함께 사용되는 키트.
  19. 제18항에 있어서,
    적어도 하나의 텐션 요소는 니티놀 와이어를 구비하는 것을 특징으로 하는 키트.
  20. 제18항에 있어서,
    복수의 텐션 요소들 중 적어도 2개는 실질적으로 동일한 재질을 구비하는 것을 특징으로 하는 키트.
  21. 제18항에 있어서,
    복수의 텐션 요소들 중 적어도 하나는 니티놀 와이어를 구비하고, 복수의 텐션 요소들 중 다른 하나는 일정한-힘 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 키트.
  22. 제18항에 있어서,
    복수의 텐션 요소들 중 적어도 2개는 실질적으로 다른 인장 강도를 가진 것을 특징으로 하는 키트.
  23. 제18항에 있어서,
    복수의 텐션 요소들 중 적어도 하나는 캔틸레버 빔인 것을 특징으로 하는 키트.
  24. 제1 클램핑 아암과 연결된 제1 핸들과 제2 클램핑 아암과 연결된 제2 핸들을 구비하고, 상기 제1 핸들과 상기 제2 핸들은 회동 가능하게 연결되며;
    상기 제1 및 제2 클램핑 아암들은 각각 원위부를 더 구비하며, 상기 원위부는 각각 두개골 조직판 클램프의 확장 요소의 적어도 일 부분을 수납하도록 구성되며;
    적어도 상기 제1 클램핑 아암의 리세스와 작동 가능하게 결합되고 상기 확장 요소를 선택적으로 결합하도록 구성된 확장 요소-클램핑 조립체를 구비하며;
    상기 제2 클램핑 아암과 연결되며, 상기 두개골 조직판 클램프의 클램프 표면과 접촉하도록 구성된 클램프-결합 표면을 구비하며;
    제1 및 제2 끝단을 가진 확장 가능한 텐션 요소를 구비하며, 상기 제1 끝단은 제1 위치에서 상기 제1 핸들과 탈착 가능하게 부착될 수 있고 상기 제2 끝단은 상기 제1 클램핑 아암에 탈착 가능하게 부착될 수 있는 텐션 제한 조립체를 구비하며; 상기 제1 클램핑 아암은 회동 가능하게 상기 제1 핸들과 결합되며,
    상기 텐션 요소-클램핑 조립체가 상기 텐션 요소에 결합하고 상기 클램프-결합 표면이 상기 클램프 표면에 접촉할 때, 상기 핸들들을 서로에 대해 이동시키면 상기 확장 요소와 상기 클램프 표면이 서로에 대해 이동하는 것을 특징으로 하는 두개골 조직판 클램프용 고정 기계.
  25. 제1 및 제2 두개골 클램핑 요소와 상기 클램핑 요소들에 연결되도록 구성된 확장 요소를 구비하는 적어도 하나의 두개골 조직판 클램프;
    제1 클램핑 아암에 연결된 제1 핸들과, 제2 클램핑 아암에 연결된 제2 핸들을 구비하고, 상기 제1 및 제2 핸들들은 회동 가능하게 연결되고, 상기 제1 및 제2 클램핑 아암들은 각각 원위부를 더 구비하고, 상기 원위부 각각은 상기 두개골 조직판 클램프의 확장 요소의 적어도 일부분을 수납하도록 구성된, 두개골 조직판 클램프 이식 기계;
    적어도 상기 제1 클램핑 아암의 리세스와 작동 가능하게 연결되고 상기 확장 요소와 선택적으로 결합하도록 구성된 확장 요소-클램핑 조립체;
    상기 제2 클램핑 아암과 연결되고, 상기 제1 및 제2 두개골 클램핑 요소들의 어느 하나와 접촉하도록 구성된 클램프-결합 표면; 및
    제1 및 제2 끝단을 가진 확장 가능한 텐션 요소를 구비하고, 상기 제1 끝단은 제1 지점에서 상기 제1 핸들과 탈착 가능하게 부착할 수 있고 상기 제2 끝단은 상기 제1 클램핑 아암에 탈착 가능하게 부착할 수 있는 텐션 제한 조립체;를 구비하며,
    상기 확장 요소-클램핑 조립체가 상기 확장 요소와 결합하고 상기 클램프-결합 표면이 상기 클램프 표면과 접촉할 때, 상기 핸들들을 서로에 대해 이동시키면 상기 확장 요소와 상기 클램프 표면이 서로에 대해 이동하는 것을 특징으로 하는 두개골 조직판 클램프 시스템.
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