KR20080031155A - 다축 연결 장치 - Google Patents

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KR20080031155A
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screw head
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마이클 해머
알란 롬바르도
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블랙스톤 메디칼, 인크.
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Abstract

본 발명의 일실시예에서는 척추 고정을 목적으로 로드에 대해 파스너 요소[예컨대, 척추경 나사(pedicle screw)]를 연결하는 장치가 제공된다. 상기 장치는 파스너 요소와 로드 간의 다축 이동을 허용할 수 있다. 또한, 상기 장치는 소망하는 배향으로 유지되는 로드와 파스너 요소 간의 소정 각도 관계(angular relationship)를 허용할 수 있다. 본 발명을 설명하고 청구하기 위한 목적으로, "로드"라는 용어는 임의의 긴 구조체를 일컫는 것으로 의도된다. 그러한 긴 구조체는 중실형이나 중공형일 수 있고, 임의의 소망하는 단면(예컨대, 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형)을 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명하고 청구하기 위한 목적으로, "억지끼워맞춤(interference fit)"이라는 용어는 2개 이상의 구성 요소 간의 물리적인 접촉을 일컫는 것으로 의도된다.

Description

다축 연결 장치{MULTI-AXIAL CONNECTION SYSTEM}
본 발명의 일실시예에서는 척추 고정을 목적으로 로드에 대해 파스너 요소[예컨대, 척추경 나사(pedicle screw)]를 연결하는 장치가 제공된다. 상기 장치는 파스너 요소와 로드 간의 다축 이동을 허용할 수 있다. 또한, 상기 장치는 소망하는 배향으로 유지되는 로드와 파스너 요소 간의 소정 각도 관계(angular relationship)를 허용할 수 있다.
본 발명을 설명하고 청구하기 위한 목적으로, "로드"라는 용어는 임의의 긴 구조체를 일컫는 것으로 의도된다. 그러한 긴 구조체는 중실형이나 중공형일 수 있고, 임의의 소망하는 단면(예컨대, 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형)을 가질 수 있다.
또한, 본 발명을 설명하고 청구하기 위한 목적으로, "억지끼워맞춤(interference fit)"이라는 용어는 2개 이상의 구성 요소 간의 물리적인 접촉을 일컫는 것으로 의도된다.
척추 고정을 목적으로 하는 파스너 요소(예컨대, 척추경 나사)를 긴 구조체(예컨대, 로드)에 연결하는 다양한 장치가 제안되었다. 이러한 예로는 이하의 미국 특허에 설명되어 있는 장치를 들 수 있다,
미국 특허 제5,466,237호는 가변 잠금 스테빌라이저 앵커 시트 및 나사(variable locking stabilizer anchor seat and screw)에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 이 특허는 척추골의 내부 고정을 위한 스테빌라이저 로드와 함께 사용하기 위해 제공되는 골계면 앵커(bone interface anchor)에 관한 것이다. 상기 앵커는 시트를 구비하며, 이 시트는 스테빌라이저 로드를 수용하고 뼈에 시트를 고정하는 골나사(bone screw)를 수납한다. 압박 부재가 스테빌라이저 로드 외부의 시트와 협동하고 조여져, 스테빌라이저 로드에 압박력을 야기할 수 있다. 스테빌라이저 로드는 시트와 골나사 사이의 결합 계면을 형성하도록 골나사의 라운드형 표면 상에서 지지된다. 이어서, 골나사에 대한 시트의 위치가 고정될 수 있다.
미국 특허 제5,474,555호는 척추 이식 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 이 특허는 척추골의 내부 고정을 위한 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 적어도 2개의 앵커와 긴 스테빌라이저를 갖는 조립체를 포함한다. 앵커 각각은 앵커를 뼈에 유지하는 수단을 갖고, 스테빌라이저를 수납하는 수납 수단과 결합 나사부의 상호 작용에 의해 수납 수단과 협동하여, 스테빌라이저를 수납 수단 안으로 압박하게 되는 고정 수단을 포함한다.
미국 특허 제5,669,911호는 다축 척추경 나사에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 이 특허는 로드 임플란트 장치와 함께 사용하는 다축 정형 외과용 디바이스에 관한 것이다. 상기 디바이스는 커베이트 헤드(curvate head)를 갖는 나사, 이 헤드 주위에 배치되는 잠금 칼라, 및 이들 나사와 칼라가 포개지는, 선형으로 테이퍼진 소켓을 갖는 수납 부재를 포함한다. 잠금 칼라는 슬롯이 형성되고 테이퍼지 며, 나사 헤드가 초기에 다축 방향으로 유지되는 반구형 내부 용적을 갖는다. 수납 부재는 로드를 수납하도록 내부에 형성된 횡방향 채널과, 저부에 선형으로 테이퍼진 챔버를 지닌 축방향 보어를 갖는다. 칼라는 상부에서부터 보어 아래로 삽입되어 챔버 내에 안착하고, 이어서 나사는 보어의 저부를 통해 칼라 안으로 상방으로 삽입된다. 챔버의 선형 테이퍼는 칼라가 챔버 내에서 하방으로 강제될 때 잠금 칼라에 반경 방향 내측 힘을 제공한다. 이 반경 방향 내측 힘으로 인해 잠금 칼라가 나사의 헤드에 압착 고정되고, 여기서 잠금 칼라와 나사 헤드가 주어진 각형성(angulation)으로 고정된다. 잠금 칼라에 대한 하향력을 제공하고, 나아가 주어진 각형성으로 나사를 고정하는 것은, 칼라의 상부에 대한 횡방향 채널 내에서의 로드의 변위와, 후속하는 채널 내에서의 로드의 하향 고정이다.
미국 특허 제5,879,350호는 다축 골나사 조립체에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 이 특허는 부분적인 구형 헤드를 갖는 골나사를 포함하는 다축 골나사 조립체에 관한 것이다. 골나사의 헤드는 툴 수납 리세스가 형성되는 상부면이 절단된다. 상기 조립체는 골나사의 헤드를 지지하는 수축 콜릿을 수납하는 테이퍼진 리세스를 형성하는 중앙 보어를 갖는 수납 부재를 포함한다. 수납 부재의 보어는 또한 상기 리세스와 소통하고 내부에 척추 로드를 수용하도록 구성된 채널을 형성한다. 채널의 일부는 고정 나사를 수납하도록 로드 위에 나사 결합된다. 상기 조립체는 또한 로드와 골나사 헤드 사이에 배치되는 수축 콜릿을 포함한다. 콜릿은 골나사의 헤드를 수납하는 부분적인 반구형 리세스를 형성하고, 실질적으로 나사 헤드를 둘러싸는 굴곡 가능한 핑거를 포함한다. 고정 나사는 수납 부재 안으로 조 여질 때, 콜릿에 대해 로드를 압박하여, 콜릿을 수납 부재의 테이퍼진 리세스 안으로 가압하고, 이에 따라 콜릿의 핑거가 골나사의 헤드에 대해 굴곡된다.
미국 특허 제6,063,090호는 길이 방향 지지체를 척추경 나사에 연결하는 디바이스에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 이 특허는 길이 방향 지지체를 수용하는 채널을 갖는 수용 헤드에 의해 길이 방향 지지체를 척추경 나사에 연결하는 데 사용되고, 측방향 개방, 상부 개방 또는 폐쇄 수용 헤드를 자유롭게 선택할 수 있고, 또는 이들이 혼합될 수 있는 디바이스에 관한 것이다. 상부 개방 수용 헤드는, 에컨대 길이 방향 지지체의 삽입을 용이하게 하는 반면, 측방향 개방은 측방 교정을 가능하게 한다. 척추경 나사와 수용 헤드는 수용 헤드에 있는 원추형 콜릿 척을 통해 척추경 나사 상의 구형 헤드에 의해 연결된다. 본 발명은 척추경 나사가 뼈 안에 삽입된 후에 수용 헤드에 체결되는 것을 허용한다.
미국 특허 제6,582,436호는 길이 방향 지지체를 골앵커에 연결하는 디바이스에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 이 특허는 길이 방향 지지체를 라운드형 헤드를 갖는 골앵커에 연결하는 디바이스에 관한 것이다. 상기 디바이스는 골앵커의 라운드형 헤드를 수납하는 챔버를 형성하는 본체와, 길이 방항 지지체를 수납하는 제1 채널을 포함한다. 또한, 챔버를 압박하도록 제1 슬리브가 본체 상에서 활주 가능하고, 제1 슬리브에 대하여 길이 방향 지지체를 바이어싱하도록 제2 슬리브가 본체 상에서 활주 가능하며, 제1 슬리브를 향해 제2 슬리브를 바이어싱하도록 파스너가 본체와 작동 가능하게 연계된다. 파스너에 의해 제2 슬리브에 인가되는 힘은 중심축에 대해 수직인 평면에서 제1 슬리브로 전달된다. 바람직하게는, 길이 방향 지지체는 제1 및 제2 접촉 지점 또는 구역에서 제1 슬리브와 접촉하고, 슬리브 중 하나는 적어도 하나의 추가의 접촉 지점 또는 구역에서 다른 슬리브와 접촉하는 적어도 하나의 연장부를 포함한다.
미국 특허 제6,660,004호는 다축 골나사 조립체에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 이 특허는 저부를 포함하는 다축 골앵커 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 수납 부재, 크라운 부재, 골앵커 및 유지 부재를 포함한다. 수납 부재는 상부 개구 및 하부 개구를 하며, 이들 개구는 동일한 개구, 채널 및 홈의 일부를 형성할 수 있다. 크라운 부재와 골앵커는 수납 부재의 하부 개구 안에 적재되며, 유지 부재는 골앵커 둘레에, 그리고 수납 부재 안의 홈에 끼워맞춰진다. 골앵커는 수납 부재에 대하여 다축 방향으로 위치 설정될 수 있다. 긴 부재가 수납 부재에 채널 내에 위치되어 크라운 부재와 접촉하고, 압박 부재가 상부 개구를 통해 적용된다. 압박 부재는 긴 부재를 하방으로 가압하여, 크라운 부재를 압박하고, 크라운 부재와 유지 부재 사이에 골앵커를 고정한다.
미국 특허 제6,740,086호는 나사 및 로드 고정 조립체와 디바이스에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 이 특허는 나사와, 선택적으로는 로드를 고정하는 나사 및 로드 고정 조립체에 관한 것이다. 나사 및 로드 고정 조립체는 나사, 고정 기구, 실질적인 환형 링, 로드 안착 기구 및 잠금 기구를 포함한다. 본 발명은 또한 나사를 고정하는 고정 기구를 제공하는 것으로, 상기 고정 기구는 파지부 및 비파지부를 갖는 내면벽을 포함한다. 또한, 본 발명은 기계적인 마찰력을 나사 헤드로 안내하여 제공하는 실질적인 환형 링을 제공한다. 추가적으로, 본 발명은 나사 헤 드와 작동 가능하게 맞물리고, 내부의 로드의 일부분에 대하여 압박될 수 있는 적어도 하나의 가요성 부분을 포함하는 로드 안착 기구를 제공한다. 마지막으로, 본 발명은 로드와 로드 안착 기구를 맞물리게 하는 잠금 기구를 제공한다. 잠금 기구는 로드 안착 기구의 적어도 하나의 가요성 부분과 더욱 맞물릴 때 로드의 적어도 하나의 가요성 부분을 로드에 대하여 그 둘레에서 굴곡시키는 굴곡 기구를 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파스너 조립체의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 파스너 조립체가 부분적으로 조립된 상태의 단면도이다(명확성을 위해, 본 도면은 도 1의 로드 또는 압박 부재를 포함하지 않음).
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파스너 조립체의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 실시예에 따른 파스너 조립체가 부분적으로 조립된 상태의 단면도이다(명확성을 위해, 본 도면은 도 3의 로드 또는 압박 부재를 포함하지 않음).
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파스너 조립체의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파스너 조립체의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 파스너의 측면도이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 오프셋 구성의 입면도와 사시도이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 오프셋 구성의 입면도와 사시도이다.
도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 오프셋 구성의 입면도와 사시도이다.
개시한 장점 및 개선점뿐만 아니라, 본 발명의 다른 목적 및 장점도 첨부 도면과 함께 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면은 본 명세서의 일부를 구성하며, 본 발명의 예시적인 실시예를 포함하고, 본 발명의 다양한 목적 및 특징을 예시한다.
본 명세서에는 본 발명의 상세한 실시예가 개시되어 있지만, 개시된 실시예는, 다양한 형태로 구현될 수 있는 본 발명의 예시일 뿐이라는 것을 이해해야 한다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 관련하여 주어진 각각의 예는 예시적인 것으로 의도되는 것으로, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한, 도면은 실제 축적일 필요는 없으며, 몇몇 특징부는 특정 구성 요소의 세부 사항을 보여주기 위해 과장될 수 있다. 따라서, 본원에 개시한 특별한 구조적 및 기능적 세부 사항은 제한적인 의미로 해석해서는 안되며, 단지 본 발명을 다양하게 채택하는 당업자를 교시하기 위한 대표적인 원리로 해석해야 한다.
이제 도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예가 도시되어 있다. 이들 도면에 도시한 바와 같이, 파스너 조립체(100)는 장착 로드(101)와 함께 환자의 척추에 대해 사용될 수 있다(물론, 하나 이상의 그러한 파스너 조립체가 하나 이상 의 로드와 함께 사용될 수 있음). 보다 구체적으로, 파스너 조립체(100)는 제1 단부에 헤드(103A)를 갖고 제2 단부에 연결 요소(103B)를 갖는 파스너(103)를 포함한다[골 연결 요소(103B)는 척추 상에, 척추 안에, 및/또는 척추에 부착되도록 구성될 수 있음]. 또한, 헤드(103A) 상에는 적어도 하나의 변형 요소(103C)가 포함될 수 있다.
일례(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 없음)에서, 헤드(103A)의 적어도 일부는 구형일 수 있다. 다른 예(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 없음)에서, 파스너(103)는 골나사일 수 있고, 골 연결 요소(103B)는 나사부를 포함할 수 있다. 다른 예(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 없음)에서, 파스너(103)는 관형 골나사(cannulated bone screw)일 수 있다[도 2의 관형부(Cannulation)(103D) 참고]. 다른 예(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 없음)에서, 변형 요소(103C)는 실질적으로 관형부(103D)[예컨대, 관형부(103D)는 헤드(103A)를 통과함]를 둘러쌀 수 있다. 다른 예(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 없음)에서, 변형 요소(103C)는 헤드(103A)로부터 돌출하는 실질적인 원형 링일 수 있다. 다른 예(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 없음)에서, 변형 요소(103C)[및/또는 파스너(103)의 다른 부분(예컨대, 전체 파스너(103) 또는 헤드(103A))]는 (a) 로드(101)를 형성하는 물질보다 연성이거나, (b) 로드(101)를 형성하는 물질보다 경질이거나, 또는 (c) 로드(101)를 형성하는 물질과 실질적으로 경도가 동일한 물질[로드(101) 형성재와 동일한 물질]을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 계속해서 참고하면, 파스너 조립체(100)가 본체(105)를 포함 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 본체(105)는 제1 단부 및 제2 단부를 지닐 수 있으며, 본체(105)의 제1 단부에 인접하게 로드(101)를 수납하는 로드 수납 채널(105A)이 배치되고, 본체(105)의 제2 단부에 인접하게 파스너 헤드 수납 챔버(105B)가 배치된다[이들 도면에 도시한 바와 같이, 파스너 헤드 수납 챔버(105B)는 본체(105)의 제2 단부를 향해 테이퍼질 수 있고, 로드 수납 채널(105)과 파스너 헤드 수납 챔버(105B)는 작동 가능하게 연결될 수 있음][예컨대, 본체(105)의 구멍은 로드 수납 채널(105A)와 파스너 헤드 수납 챔버(105B)를 연결할 수 있음].
또한, 파스너 조립체(100)는 유지 링(107)을 포함할 수 있다. 이 유지 링(107)은, 헤드(103A)가 파스너 헤드 수납 챔버(105B) 내에 배치될 때 헤드(103A) 둘레에 적어도 부분적으로 맞춰지도록 치수가 정해질 수 있다. 일례(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 없음)에서, 유지 링(107)은 도면에 도시한 바와 같이 "분리-링" 구성일 수 있다.
또한, 압박 요소(109)는, 로드(101)가 로드 수납 채널(105A) 내에 배치되어 변형 요소(103C)의 적어도 일부분과 접촉할 때 로드(101)를 압박하도록 본체(105)와 협동할 수 있다. 그러한 로드(101)와 변형 요소(103C)의 접촉은 헤드(103A)를파스너 헤드 수납 챔버(105B)의 테이퍼진 단부(즉, 보다 협소한 단부)를 향해 가압하면서 변형 요소(103C)를 변형시킬 것이다. 이러한 작용은 로드(101)에 대한 파스너(103)의 각도 관계를 고정하는 역할을 할 것이다.
보다 구체적으로, 로드(101)에 대한 파스너(103)의 각도 관계는 적어도 부분적으로 (a) 헤드(103A)의 외측면의 적어도 일부와 유지 링(107)의 내측면의 적어도 일부 간의 (반경 방향 압박에 의해 야기되는) 억지끼워맞춤과, (b) 유지 링(107)의 외측면의 적어도 일부와 파스너 헤드 수납 챔버(105B)의 내측면의 적어도 일부 간의 (반경 방향 압박에 의해 야기되는) 억지끼워맞춤, 및/또는 (c) 로드(101)의 외측면의 적어도 일부와 변형 요소(103C) 간의 억지끼워맞춤으로 인해 고정될 수 있다.
일례(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 없음)에서, 압박 요소(109)는 본체(105)의 상보적인 나사부와 협동하는 나사부를 가질 수 있다. 다른 예(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 없음)에서, 압박 요소(109)는 본체(105)의 상보적인 암나사부와 협동하는 수나사부를 가질 수 있다[예컨대, 압박 요소(109)는 고정 나사일 수 있음]. 다른 예(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 없음)에서, 압박 요소(109)는 본체(105)의 상보적인 수나사부와 협동하는 암나사부를 가질 수 있다[예컨대, 압박 요소(109)는 너트일 수 있음]. 다른 예(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 없음)에서, 압박 요소(109)는 하나 이상의 만입부, 돌출부 및/또는 구동면을 가질 수 있다[예컨대, 도 1의 암형 헥스 특징부(female hex feature) 참고]
이제 예시적인 설치 과정의 설명과 관련하여 도 1 및 도 2에 도시한 요소를 참고하겠다. 그러한 예시적인 설치 과정은 본 발명의 파스너 조립체의 본 실시예에 적용 가능하며, 예시적인 것으로 제한하는 의도가 아님은 물론이다.
보다 구체적으로, 우선 안내 와이어를 척추경에 부착할 수 있다. 그 후, 안내 와이어의 자유단을, [관형부(103D)를 통해] 파스너(103)를 통과시킬 수 있다. 그 후, 파스너(예컨대, 척추경 나사)를 척추경 안으로 삽입(예컨대, 나사 결합)할 수 있다. 그러한 척추경 나사는 척추경 안으로 형성된 구멍으로 자기 태핑(self-tapping)될 수도 있고, 척추경 안으로 형성된 구멍이 미리 태핑될 수도 있는 것이 중요하다. 그러한 척추경 나사는 임의의 바람직한 툴[예컨대, 로드 수납 채널(105A)과 파스너 헤드 수납 챔버(105B)를 통해 토크를 가하는 핸드 드라이버나 전동 드라이버]을 사용하여 뼈 안에 박힐 수 있다.
일례(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 없음)에서, 그러한 척추경 나사는 헤드(103A) 상의 하나 이상의 만입부, 돌출부 및/또는 구동면과 맞물리는 토크 인가 툴을 사용하여 뼈 안에 박을 수 있다[예컨대, 도 1에 있는 헤드(103A)의 4개의 스캘럽(scallop) 참고].
일례(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 없음)에서, 파스너(103)는 단독적으로 뼈 안에 박힐 수 있다. 다음에, 본체/유지 링 조립체[예컨대, 파스너 헤드 수납 챔버(105B) 내에 유지 링(107)이 미리 배치된 본체(105) 포함]을 파스너(103) 상에 배치(또는 "스냅 체결")할 수 있다.
이러한 점에서, 후속해서 본체(105)를 헤드(103A) 상으로 압박할 때, 유지 링(107)은 파스너 헤드 수납 챔버(105B)의 후벽에 대해 압박되며[도 2의 105C 참고], 유지 링(107)은 자유롭게 외측 방향으로 확대되어 헤드(103A)가 통과할 수 있게 된다. 헤드(103A)가 유지 링(107)의 저부를 매개로 압박되면, 헤드(103A)는 포획된 상태로 유지된다[유지 링(107)이 헤드(103A)에 의해 파스너 헤드 수납 챔버(105B)의 테이퍼진(예컨대, 협소한) 단부를 향해 당겨지면 공간이 없기 때문임].
다음에, 로드 수납 채널(105A)에 로드(101)를 배치할 수 있다[로드(101)는 변형 요소(103C)와 접촉하게 됨].
마지막으로, 압박 요소(109)(예컨대, 고정 나사)를 본체(105) 안으로 나사 결합할 때, 압박 요소(109)는 설정 위치에서 구성 요소를 클램핑한다[즉, 압벽 요소(109)는 변형 요소(103C)에 대하여 로드(101)를 압박함(그리고, 헤드(103A)의 일부분에 대한 로드(101), 변형 요소(103C) 및 헤드(103A)의 크기 및 형상에 좌우됨)]. 이러한 클램핑 과정중에, 변형 요소(103C)가 변형되고[예컨대, 로드(101)의 부분에 대해 상보적인 면을 형성하여 변형을 초래함], 그 결과 [예컨대, 로드(101)와 파스너(103) 간의 각도 관계의] 고정성이 향상된다는 점이 중요하다. 변형 요소(103C)는 특히 관형 척추경 나사[(본 발명에 따른 변형 요소를 사용하지 않는) 관형부는 (예컨대, 로드의 원형 단면으로 인해) 로드에 대한 다축 조정성을 고정하는 능력을 손상시키는 경향이 있을 수 있는 것으로 생각됨]와 같은 관형 파스너의 고정성을 확보할 수 있다는 점에서 특히 유용한 것으로 생각된다는 점도 또한 중요하다.
다른 예(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 없음)에서, 파스너(103)를 단독으로 뼈에 박아 넣은 후, 본체/유지 링 조립체를 그 위에 배치하는 것이 아니라, [예컨대, 척추경 나사를 로드 수납 채널(105A)과 파스너 헤드 수납 챔버(105B) 사이의 본체(105)에 마련된 구멍을 통해 박아넣는 핸드 드라이버 또는 전동 드라이버와 같은 드라이빙 툴을 사용하여] 파스너(103)를 앞서 논의한 바와 같은 본체/유지 링 조립체 내에 포획한 다음, 전체 본체/유지링/파스너 조립체를 뼈에 부착할 수 있다.
이제 도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예는 도 1 및 도 2에 도시한 실시예와 유사하며, 이러한 점에서 동일한 요소는 동일한 참조 번호로 식별할 것이다(그러한 유사한 요소는 반복해서 상세히 설명하지 않음). 이들 도 3 및 도 4의 실시예와, 도 1 및 도 2의 실시예의 주된 차이는 본 실시예의 파스너 조립체(200)는 유지 링(107)을 사용하지 않는다는 점이 중요하다.
보다 구체적으로, 파스너 조립체(200)는 환자의 척추에 대하여 장착 로드(101)와 함께 사용될 수 있다(몰론, 하나 이상의 그러한 파스너 조립체는 하나 이상의 로드와 함께 사용될 수 있음). 또한, 파스너 조립체(200)는 [헤드(103A), 골 연결 요소(103B) 및 적어도 하나의 변형 요소(103C)] 파스너(103)를 포함할 수 있다.
계속해서 도 3 및 도 4를 참고하면, 파스너 조립체(200)는 또한 본체(105')를 포함하는 것으로 도시되어 있다[본체(105')는 제1 단부와 제2 단부를 가질 수 있으며, 본체(105')의 제1 단부에 인접하여 로드(101)를 수납하는 로드 수납 채널(105A')이 배치되고, 본체(105')의 제2 단부에 인접하여 파스너 헤드 수납 챔버(105B')가 배치됨]. 이들 도면에 도시한 바와 같이, 파스너 헤드 수납 챔버(105B')는 본체(105')의 제2 단부를 향해 테이퍼질 수 있으며, 로드 수납 채널(105A')과 파스너 헤드 수납 챔버(105B')를 연결하는 구멍이 본체(105')를 관통하여 배치될 수 있다.
[로드 수납 채널(105A')과, 이 로드 수납 채널(105A')을 파스너 헤드 수납 챔버(105B')에 연결하는 본체(105')의 구멍은 헤드(103A)가 통과하는 것을 허용하도록 충분히 크게 형성될 수 있는 반면] 파스너 헤드 수납 챔버(105B')의 테이퍼진(즉, 협소한) 단부는 헤드(103A)가 통과하는 것을 방지하도록 충분히 작게 형성될 수 있다는 점이 중요하다.
이러한 점에서, 파스너 조립체(200)는 헤드(103A)가 파스너 헤드 수납 챔버(105B')에서 지지되게 본체(105')를 통해 파스너(103)를 삽입하는 것에 의해 설치될 수 있다(도 4 참고). 그 후, 파스너(103)를 앞서 논의한 바와 같이 (예컨대, 척추경 안으로 삽입할 수 있다[예컨대, 파스너(103)를 안내하는 안내 와이어를 사용할 수 있고, 자기 태핑 골나사를 뼈에 있는 구멍에 박아넣을 수도 있고, 뼈에 미리 태핑된 구멍을 마련할 수도 있음].
마지막으로, 압박 요소(109)는, 로드(101)가 로드 수납 채널(105A') 내에 배치될 때 적어도 변형 요소(103C)의 부분과 접촉하여 변형 요소(103C)를 변형시키는 것과 동시에 헤드(103A)를 파스너 헤드 수납 챔버(105B)의 테이퍼진 단부(즉, 협소한 단부)를 향해 가압하도록, 본체(105')와 협동하여 로드(101)를 압박할 수 있다. 이러한 작용은 로드(101)에 대한 파스너(103)의 각도 관계를 고정하는 역할을 할 것이다. 로드(101)에 대한 파스너(103)의 각도 관계는 적어도 부분적으로 (a) 헤드(103A)의 외측면의 적어도 일부와 파스너 헤드 수납 챔버(105B')의 내측면의 적어도 일부 간의 (반경 방향 압박에 의해 야기되는) 억지끼워맞춤, 및/또는 (b) 로드(101)의 외측면의 적어도 일부와 변형 요소(103C) 간의 억지끼워맞춤으로 인해 고정될 수 있다.
이제 도 5 및 도 6을 참고하면, 파스너 조립체 본체의 2개의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이러한 점에서, 도 1 및 도 2의 본체(105)는 로드(101)를 수납하는 상향 로드 수납 채널(105A)을 갖는다. 이와 마찬가지로, 도 3 및 도 4의 본체(105')는 로드(101)를 수납하는 상향 로드 수납 채널(105A')를 갖는다. 이와 달리, 도 5에는 로드(101)를 수납하는 측방향을 향하는 로드 수납 채널(501)을 포함한다[로드(101), 파스너(103), 압박 요소(109) 및 유지 링(107)은 점선으로 도시되어 있으며, 앞서 상세히 설명한 것과 실질적으로 동일한 요소임]. 또한, 도 6에는 본체(600)가 로드(101)를 수납하는 "터널형" 로드 수납 채널(600)을 포함하는 것으로 도시되어 있다[로드(101), 파스너(103), 압박 요소(109) 및 유지 링(107)은 점선으로 도시되어 있으며, 앞서 상세히 설명한 것과 실질적으로 동일한 요소임]. 도 5 및 도 6의 실시예는 앞서 논의한 바와 같이 작동할 수 있다는 점이 중요하다(예컨대, 본체는 내부에 배치되는 구성 요소들 간의 억지끼워맞춤을 용이하게 하도록 테이퍼진 챔버를 포함할 수 있음).
이제 도 7을 참고하면, 본 발명과 함께 사용하는 파스너의 다른 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에서는 파스너(700)가 골나사로 도시되어 있지만, 물론 다른 타입의 골 부착 기구(예컨대, 단부에 후크를 갖는 샤프트)도 물론 사용할 수 있다는 것이 중요하다. 임의의 경우, 본 실시예에는 언더컷(701)[언더컷(701)은, 예컨대 골나사의 헤드의 저부를 편평하게 함으로써(701A 참고), 및/또는 골나사의 샤프트의 일부를 좁아지게 함으로써(701B 참고) 형성될 수 있음]가 마련된 것으로 도시되어 있다. 그러한 언더컷(701)을 사용함으로써, 파스너(700)는 이 파스너(700) 가 파스너 조립체의 본체로부터 연장되는 영역에 증가된 클리어런스를 제공할 수 있다[그러한 증가된 클리어런스는 파스너(700)가 파스너 본체 및/또는 로드에 대해 획득할 수 있는 최대 각도의 증가로 변형될 수 있음].
이제 도 8a 및 도 8b를 참고하면, 이들 도면은 각각 본 발명의 실시예에 따른 오프셋 구성의 입면도와 측면도를 보여주는 것으로 도시되어 있다. 이들 도 8a 및 도 8b의 예에서(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 아님), 본체(805)는 파스너 헤드 수납 챔버(805B)와 로드 수납 채널(805A) 사이의 측방향 오프셋(예컨대, 8 mm의 측방향 오프셋)을 포함한다. 또한, 로드 수납 채널(805A)은 수직 방향으로 [그리고 파스너 헤드 수납 챔버(805B)를 관통하여 위치하는 수직축으로부터] 소정각이 형성된다(예컨대, 50도). 그러한 오프셋 구성은 본 명세서에 개시되어 있는 오프셋이 없는 구성[예컨대, 본체(105)]에 관하여 설명한 것과 유사한 방식으로 사용될 수 있다는 것이 중요하다[예컨대, 고정 나사와 같은 제1 압박 요소(도 8a 및 도 8b에는 도시하지 않음)가 본체에 대하여 로드(도 8a 및 도 8b에는 도시하지 않음)를 고정하기 위해 사용될 수 있고, 고정 나사(도 8a 및 도 8b에는 도시하지 않음)와 같은 제2 압박 요소(도 8a 및 도 8b에는 도시하지 않음)가 본체에 대하여 골나사(도 8a 및 도 8b에는 도시하지 않음)를 고정하기 위해 사용될 수 있음].
이제 도 9a 및 도 9b를 참고하면, 이들 도면은 각각 본 발명의 실시예에 따른 오프셋 구성의 입면도와 측면도를 보여주는 것으로 도시되어 있다. 이들 도 9a 및 도 9b의 예에서(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 아님), 본체(905)는 파스너 헤드 수납 챔버(905B)와 로드 수납 채널(905A) 사이의 측방향 오프셋(예컨대, 11 mm의 측방향 오프셋)을 포함한다. 또한, 로드 수납 채널(905A)은 수직 방향으로 [그리고 파스너 헤드 수납 챔버(905B)를 관통하여 위치하는 수직축으로부터] 소정각이 형성된다(예컨대, 25도). 그러한 오프셋 구성은 본 명세서에 개시되어 있는 오프셋이 없는 구성[예컨대, 본체(105)]에 관하여 설명한 것과 유사한 방식으로 사용될 수 있다는 것이 중요하다[예컨대, 고정 나사와 같은 제1 압박 요소(도 9a 및 도 9b에는 도시하지 않음)가 본체에 대하여 로드(도 9a 및 도 9b에는 도시하지 않음)를 고정하기 위해 사용될 수 있고, 고정 나사와 같은 제2 압박 요소(도 9a 및 도 9b에는 도시하지 않음)가 본체에 대하여 골나사(도 9a 및 도 9b에는 도시하지 않음)를 고정하기 위해 사용될 수 있음].
이제 도 10a 및 도 10b를 참고하면, 이들 도면은 각각 본 발명의 실시예에 따른 오프셋 구성의 입면도와 측면도를 보여주는 것으로 도시되어 있다. 이들 도 10a 및 도 10b의 예에서(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 아님), 본체(1005)는 파스너 헤드 수납 챔버(1005B)와 로드 수납 채널(1005A) 사이의 측방향 오프셋(예컨대, 14 mm의 측방향 오프셋)을 포함한다. 또한, 로드 수납 채널(1005A)은 수직 방향으로 [그리고 파스너 헤드 수납 챔버(1005B)를 관통하여 위치하는 수직축으로부터] 소정각이 형성된다(예컨대, 15도). 그러한 오프셋 구성은 본 명세서에 개시되어 있는 오프셋이 없는 구성[예컨대, 본체(105)]에 관하여 설명한 것과 유사한 방식으로 사용될 수 있다는 것이 중요하다[예컨대, 고정 나사와 같은 제1 압박 요소(도 10a 및 도 10b에는 도시하지 않음)가 본체에 대하여 로드(도 10a 및 도 10b에는 도시하지 않음)를 고정하기 위해 사용될 수 있고, 고정 나사와 같은 제2 압박 요소(도 10a 및 도 10b에는 도시하지 않음)가 본체에 대하여 골나사(도 10a 및 도 10b에는 도시하지 않음)를 고정하기 위해 사용될 수 있음].
오프셋 구성은 변형 요소를 지닌 나사를 사용할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다는 점이 중요하다. 예컨대, 변형 요소를 지닌 나사는 이 나사와 인터페이싱하는 압박 요소가 변형 요소를 하향 압박하여 변형시키도록 사용될 수 있다. 다른 예에서, 변형 요소를 지닌 나사는 이 나사와 인터페이싱하는 압박 요소가 나사 헤드 자체를 하향 압박하도록 사용될 수 있지만, 압박 요소는 변형 요소가 변형하지 않도록 나사 헤드와 인접하고 변형 요소와 정렬되는 공동(cavity)을 포함한다. 다른 예에서, 나사 헤드는 변형 요소를 전혀 지니지 않을 수도 있다.
또한, 오프셋 구성은 [예컨대, 척추 로드(들)를 연결할 때 외과적인 측방향 오프셋/각을 형성하는 옵션을 제공하는 것에 의해] 고정 장치의 조립을 용이하게 할 수 있다.
(오프셋 구성과 오프셋이 없는 구성 모두에 적용 가능한) 다른 예에서, 본체는 (골나사에 대해 고정되기 전에) (a) 골나사의 종축을 중심으로 골나사의 헤드 상에서 원주 방향으로 회전 가능하고, 및/또는 (b) 소망하는 각도 자유도(예컨대, 골나사의 종축으로부터 26도 또는 한측면에 대한 타측면이 52도)를 가질 수 있다.
본 발명의 여러 실시예를 설명하였지만, 이들 실시예는 단지 예시적인 것일뿐 제한적인 것은 아니며, 다양한 변형이 당업자에게는 명백해질 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예컨대, 본 발명은 임의의 소망하는 척추 레벨에 위치할 수 있다. 또한, 본 발명은 후부 척추 로드 이식과 관련하여 사용될 수 있다. 또한, 본 발명 에 의해 제공되는 제어 가능한 각형성이 임의의 소망하는 개수의 평면에서 이루어질 수 있다. 또한, 로드는 축방향으로 회전 가능하게 고정될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 설명한 임의의 요소는 소망하는 크기로 제공될 수 있다(예컨대, 본 명세서에서 설명한 요소는 임의의 소망하는 맞춤형 크기로 제공될 수도 있고, 소형, 중형, 대형과 같은 "패밀리" 크기로부터 선택된 임의의 소망하는 크기로 제공될 수도 있음). 보다 특별한 예를 들기 위해서(예시적인 것으로, 제한하는 의도는 아님), 골나사는 소망하는 나사 피치, 나사 외경, 샤프트 외경, 샤프트 외경 대 나사 외경의 비율 및/또는 길이로 제공될 수 있으며, 본체 요소는 임의의 소망하는 내경, 외경, 측방향 오프셋, 각도 및/또는 길이로 제공될 수 있다. 또한, 압박 요소는 소망하는 양의 토크가 인가되었을 때 압박 요소의 설치부로부터 분리되는 "파단" 특징을 가질 수 있다. 또한, 파스너 조립체의 구성 요소 중 하나 이상은 (a) 임의의 생체적합성 재료(이 생체적합성 재료는 외과의의 바램에 따라 골성장을 허용하거나 골성장을 방지하도록 처리될 수 있음), (b) 플라스틱, (c) 섬유, (d) 폴리머, (e) 금속(티탄과 같은 순수 금속 및/또는 Ti-Al-Nb, Ti-6A1-4V, 스테인리스 강과 같은 합금), (f) 이들의 임의의 조합 중 임의의 것으로 형성될 수 있다. 또한, 예컨대 최소의 침입 과정중에 관형부를 통해 파스너를 안내하는 안내 와이어어의 사용이 유용할 수 있다. 또한, 골나사는 해면골(cancellous bone)에 배치되도록 되어 있을 수 있다. 또한, 파스너는 나사부보다는 뼈에 부착하기 위한 후크를 채택할 수 있다. 또한, (예컨대 전술한 구성 요소들 사이의 임의의 계면 영역에서의) 파스너의 헤드의 외측면과, 로드의 외측면과, 유지 링의 외측면과, 유지 링의 내측면 및/또는 본체의 내측면은 계면에서 마찰이 증가하는 하나 이상의 특징부를 가질 수 있다. 예컨대, 전술한 구성 요소 중 임의의 요소는 거친 표면 또는 (예컨대, 샌드블라스팅 또는 널링을 통해) 처리된 표면, 나사형 표면, 홈형 표면, 릿지형 표면, 돌출부를 갖는 표면, 및/또는 만입부를 갖는 표면을 가질 수 있다. 또한, 변형 요소는 (a) 변형 요소용으로 사용되는 재료, (b) 로드용으로 사용되는 재료, (c) 압박 요소용으로 사용되는 재료, (d) 로드가 변형 요소와 접촉하는 영역에서의 로드의 기하학적 형상, (e) 변형 요소의 기하학적 형상, (f) 압박 요소가 변형 요소와 접촉하는 경우의 압박 요소의 기하학적 형상, (g) 로드에 의해 변형 요소에 인가되는 하중의 방향, (h) 압박 요소에 의해 변형 요소에 인가되는 하중의 방향, (i) 로드에 의해 변형 요소에 인가되는 하중의 크기, 및/또는 (j) 압박 요소에 의해 변형 요소에 인가되는 하중의 크기에 따라 변형될 수 있다. 또한, (예컨대, 안정화 목적을 위해) 각각의 로드를 위해 최소 2개의 파스너 조립체가 사용될 수 있다. 또한, 임의의 타입 및 개수의 특징부가 설치 툴과의 인터페이싱을 위해 사용될 수 있다(예컨대, 디바이스의 본체의 외측면에 형성된 구멍 참고 - 이들 구멍은 대응하는 설치 툴의 후퇴 가능한 핀과 결합할 수 있음). 또한, 본 명세서에서 설명한 임의의 단계는 임의의 소망하는 순서로 실행될 수 있다.(그리고, 임의의 추가의 소망하는 단계가 추가될 수 있고, 및/또는 임의의 소망하는 단계가 삭제될 수 있음).

Claims (24)

  1. 적어도 하나의 로드와,
    제1 단부에 헤드를 갖고, 관련 종축을 갖는 적어도 하나의 나사와,
    상기 로드와 나사가 부착되는 적어도 하나의 본체
    를 포함하며, 상기 본체는 나사의 종축을 따라 나사를 수납하고, 나사의 헤드를 수용하는 나사 헤드 수납 챔버를 포함하며,
    상기 본체는 로드를 수납하는 로드 수납 채널을 포함하고,
    상기 나사 헤드 수납 챔버와 로드 수납 채널은 서로 측방향으로 오프셋되어 있으며,
    상기 로드 수납 채널은 나사 헤드 수납 챔버에 대해 각진 것인 척추 고정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 나사 헤드 수납 챔버와 로드 수납 채널은 약 8 mm 내지 약 14 mm의 거리만큼 서로 측방향으로 오프셋되어 있는 것인 척추 고정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 나사 헤드 수납 챔버와 로드 수납 채널은 약 8 mm의 거리만큼 서로 측방향으로 오프셋되어 있는 것인 척추 고정 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 나사 헤드 수납 챔버와 로드 수납 채널은 약 11 mm의 거리만큼 서로 측방향으로 오프셋되어 있는 것인 척추 고정 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 나사 헤드 수납 챔버와 로드 수납 채널은 약 14 mm의 거리만큼 서로 측방향으로 오프셋되어 있는 것인 척추 고정 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 나사 헤드 수납 챔버는 테이퍼진 것인 척추 고정 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 나사 헤드 수납 챔버는 내부에 수납되는 나사의 종축과 실질적으로 평행한 나사 헤드 수납 챔버의 축을 따라 테이퍼진 것인 척추 고정 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 본체에 로드를 부착하도록 본체와 협동하는 압박 요소를 더 포함하는 척추 고정 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 압박 요소는 로드 수납 채널과 관련된 나사부와 인터페이싱하는 고정 나사(set screw)를 포함하는 것인 척추 고정 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 본체에 나사를 부착하도록 본체와 협동하는 압박 요소를 더 포함하는 척추 고정 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 압박 요소는 나사 헤드 수납 챔버와 관련된 나사부와 인터페이싱하는 고정 나사를 포함하는 것인 척추 고정 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 압박 요소는 본체 및 로드 수납 채널에 수납된 로드에 대한 나사의 각도 관계(angular relationship)를 고정하도록 나사 헤드를 나사 헤드 수납 챔버의 테이퍼진 단부를 향해 가압하는 것인 척추 고정 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 본체 및 로드 수납 채널에 수납된 로드에 대한 나사의 각도 관계는 적어도 부분적으로, 나사 헤드의 외측면의 적어도 일부와 나사 헤드 수납 챔버의 내측면의 적어도 일부 간의 억지끼워맞춤(interference fit)과, 나사 헤드의 외측면의 적어도 일부와 압박 요소 간의 억지끼워맞춤으로 인해 고정되는 것인 척추 고정 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 나사 헤드가 나사 헤드 수납 챔버 내에 배치될 때 적어도 부분적으로 나사 헤드 둘레에 끼워맞춰지도록 크기가 정해진 유지 링을 더 포함하는 척추 고정 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 본체 및 로드 수납 채널에 수납된 로드에 대한 나사의 각도 관계는 적어도 부분적으로, 나사 헤드의 외측면의 적어도 일부와 유지 링 의 내측면의 적어도 일부 간의 억지끼워맞춤과, 유지 링의 외측면의 적어도 일부와 나사 헤드 수납 챔버의 내측면의 적어도 일부 간의 억지끼워맞춤, 그리고 나사 헤드의 외측면의 적어도 일부와 압박 요소 간의 억지끼워맞춤으로 인해 고정되는 것인 척추 고정 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 나사는 골나사(bone screw)인 것인 척추 고정 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 골나사는 척추경 부분(pedicle portion) 안으로 나사 결합되도록 구성되는 것인 척추 고정 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 골나사는 관형 골나사(cannulated bone screw)인 것인 척추 고정 장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 로드 수납 채널은 툴이 관통 삽입되어 나사에 토크를 인가하는 것을 허용하도록 구성되는 것인 척추 고정 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 나사 헤드는 툴로부터 토크를 받기 위한 적어도 하나의 토크 받이 구조를 포함하는 것인 척추 고정 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 토크 받이 구조는 적어도 하나의 만입부, 적어도 하 나의 돌출부, 및 적어도 하나의 구동면을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것인 척추 고정 장치.
  22. 제1항에 있어서, 상기 로드는 실질적인 원형 단면을 갖는 것인 척추 고정 장치.
  23. 제1항에 있어서, 상기 나사 헤드는 적어도 부분적으로 구형인 것인 척추 고정 장치.
  24. 적어도 하나의 로드와,
    제1 단부에 헤드를 갖고, 관련 종축을 갖는 적어도 하나의 골나사와,
    로드와 골나사가 부착되는 적어도 하나의 본체와,
    상기 본체에 로드를 부착하도록 본체와 협동하는 제1 압박 요소, 그리고
    상기 본체에 골나사를 부착하도록 본체와 협동하는 제2 압박 요소
    를 포함하며, 상기 본체는 골나사의 종축을 따라 골나사를 수납하고 골나사의 헤드를 수용하는 나사 헤드 수납 챔버를 포함하며,
    상기 나사 헤드 수납 챔버는 내부에 수납되는 골나사의 종축과 실질적으로 평행한 나사 헤드 수납 챔버의 축을 따라 테이퍼지고,
    상기 본체는 로드를 수납하는 로드 수납 채널을 포함하며,
    상기 제1 압박 요소는 로드 수납 채널과 관련된 나사부와 인터페이싱하는 고 정 나사를 포함하며,
    상기 제2 압박 요소는 나사 헤드 수납 챔버와 관련된 나사부와 인터페이싱하는 고정 나사를 포함하고,
    상기 제2 압박 요소는 본체 및 로드 수납 채널에 수납되는 로드에 대한 골나사의 각도 관계를 고정하도록 나사 헤드 수납 챔버의 테이퍼진 단부를 향해 골나사의 헤드를 가압하며,
    상기 나사 헤드 수납 챔버 및 로드 수납 채널은 서로 측방향으로 오프셋되어 있고,
    상기 로드 수납 채널은 나사 헤드 수납 챔버에 대해 각져 있으며,
    상기 나사 헤드 수납 챔버 및 로드 수납 채널은 약 8 mm 내지 약 14 mm의 거리만큼 서로 측방향으로 오프셋되어 있고,
    상기 골나사는 척추경 부분 안으로 나사 결합되도록 구성되어 있으며,
    상기 골나사 헤드는 적어도 부분적으로 구형인 것인 척추 고정 장치.
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