KR20080040684A

KR20080040684A - 양극성 골 나사 조립체

Info

Publication number: KR20080040684A
Application number: KR1020087002475A
Authority: KR
Inventors: 동명 전; 패트릭 데니스 무어
Original assignee: 동명 전; 패트릭 데니스 무어
Priority date: 2005-07-18
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2008-05-08
Also published as: EP1903959A4; EP1903959A2; US20070123870A1; AU2006270487A1; CN101252888A; WO2007011431A2; WO2007011431A3

Abstract

상측 장착식 양극성 본 앵커 장치(top-loading Bi-polar bone anchor apparatus)가 공개된다. 상기 장치는 수용 부재, 내부 나사산 링 부재, 양극성 부재, 본 앵커 및 압축 리테이닝 부재를 포함한다. 상기 수용 부재는 동일한 개구부의 일부분을 형성할 수 있는 상측 개구부와 하측 개구부, 채널 및 하측에 위치된 외측 나사산 부분을 포함한다. 상기 양극성 부재와 본 앵커는 수용 부재의 하측을 통해 수용 부재의 하측 개구부로 장착되고, 내측 나사산 링 부재는 본 앵커 부재와 양극성 부재를 수용하기 위하여 수용 부재내의 외측 하부 나사산 부분 위에서 본 앵커 주위에 끼워 맞춤된다. 본 앵커는 수용 부재에 대해 다-극성 위치설정뿐만 아니라 다-축방향 위치 설정이 가능하다. 신장된 부재는 상측 개구부에 의해 제공된 압축 리테이닝 부재와 본 앵커 부재 사이에 접촉하고 수용 부재의 채널 내에 배치된다. 압축 리테이닝 부재는 신장된 부재를 하향 가압하여 본 앵커 부재를 하향 가압하고, 수용 부재와 양극성 부재와 리테이닝 부재 사이에 본 앵커 부재를 고정시킨다.

Description

양극성 골 나사 조립체{BI-POLAR BONE SCREW ASSEMBLY}

본 발명은 척추 수술에 이용하기 위한 장치와 같은 골융합술 및 그 외의 다른 척추 수술에 이용되는 장치 및 임플란트에 관한 것이며, 특히 척추를 고정시키기 위하여 환자의 체 내에 식립 가능한 후방 척추경 나사, 커넥터/로드 조립체에 관한 것이다. 특히 본 발명은 골 조직을 따라 연장되는 신장된 부재에 대해 다수의 구형 축방향 방향설정(spherical axial orientation)뿐만 아니라 다수의 각 방향설정이 가능한 상측 장착식 본 앵커 조립체(top loading bone anchor assembly)에 관한 것이다.

몇몇의 기술과 시스템들이 골, 특히 장골 및 척추의 기형 또는 손상을 치유하고 고치기 위해 개발되어 져 왔다. 한 시스템의 타입에서, 구부릴 수 있는 로드와 같은 신장된 부재가 골의 길이를 따라 종방향으로 배열된다. 척추에 이용할 때, 상기 로드는 고정되는 특정 영역에서 척추의 정상 굴곡에 일치되도록 구부러지는 것이 선호된다. 예를 들어 상기 로드는 요추 부위에 대해 전만곡(lordotic curvature) 또는 척추의 흉추 부위에 대해 정상 후만곡(normal kyphotic curvature)을 형성하도록 구부러질 수 있다. 이러한 시스템에 따라서, 상기 로드는 다수의 고정 요소에 의해 척주의 길이를 따라 다양한 척추골로 연결된다. 다양한 고정 수단은 척추골과 그 외의 다른 골의 특정 부분에 연결하기 위한 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어 한 고정 요소는 척추골의 박층으로 연결되도록 구성된 후크이다. 그 외의 다른 상당히 보편적인 고정 요소는 척추골 또는 그 외의 다른 골의 다양한 부분으로 나사 고정될 수 있는 나사이다.

구부릴 수 있는 로드를 이용하는 일반적인 척추 수술 시, 로드는 가시돌기(spinous process) 또는 척추의 마주보는 측면에 위치된다. 복수의 골 나사는 몇몇의 척추골 몸통의 일부분으로 나사 고정되며, 매우 빈번하게 상기 척추의 척추경으로 나사 고정된다. 이러한 로드는 수정 및 안정화력을 척추로 전달하기 위해 복수의 골 나사로 부착된다.

로드-타입의 척추 고정 시스템의 한 실시예는 척추에 대해 분절 구조물을 형성하도록 구성된 신장된 로드, 다양한 후크, 나사 및 볼트를 포함한다. 이러한 시스템의 한 특징에 있어서, 척추 로드는 아이볼트에 의해 다양한 척추 고정 요소로 연결된다. 이러한 구조에 있어서, 고정 요소는 로드에 대해 횡방향으로 인접하게 척추 로드를 연결시킨다. 상기 시스템의 그 외의 다른 특징에 있어서, 가변 각 나사가 아이볼트에 의해 척추 로드로 연결된다. 가변 각 나사(variable angle screw)로 인해 척추 로드의 평면에 대해 평행하게 단일 평면 내의 골 나사가 피벗 회전할 수 있다. 가변 각 나사의 세부 사항은 Sutterlin씨의 미국 특허 제 5,261,909호를 기초로 한다. 이러한 시스템에 의해 구현된 한 목적은 외과 의사가 척추 후크 또는 골 나사와 같은 척추 고정 요소를 적절한 해부학적 위치에서 척추로 부착시킬 수 있는 데 있다. 이러한 시스템으로 인해 외과 의사는 최종 고정을 위해 고정 요소로 만곡된 척추 로드를 용이하게 연결시킬 수 있다.

그 외의 다른 로드-타입의 고정 시스템은 신장된 로드와 척추 사이를 연결하기 위한 다양한 고정 요소를 제공한다. 이러한 시스템의 한 특징에 있어서, 고정 요소들은 슬롯이 형성된 몸체를 포함하며, 상기 슬롯 내에 척추 로드가 수용된다. 상기 슬롯은 나사산 보어를 포함하며, 나사산 플러그는 고정 요소의 몸체 내에 로드를 클램프 고정하기 위해 상기 나사산 보어와 연결된다. 상기 시스템은 "오픈-백" 형태를 가지는 골 나사와 후크를 포함한다. 이러한 기술의 세부 사항은 미국 특허 제 5,005,562호에 기술된다.

한편, 상기 시스템의 고정 요소들은 로드에 대해 가변 가능한 각 위치를 구현하기 위하여 오직 척추 로드에 대해 피벗 회전될 수 있다. 상대적인 각 위치 설정의 제한된 범위가 다수의 척추 병리학에 허용될지라도 그 외의 다른 다수의 경우 예를 들어 척추 로드에 대해 골 나사의 보다 독창적인 방향 설정이 요구된다. 이러한 문제점의 특정 양태는 상기 특허 '909호에 기술된 바와 같이 시스템의 가변 각 나사에 의해 해결된다. 그러나 다수의 구형 헤드 방향설정뿐만 아니라 척추 로드에 대한 다수의 평면 내에서 각 방향설정(angular orientation)될 수 있는 골 나사가 요구된다. 바람직하게 골 나사의 축은 골 연결 나사 부재의 축방향 방향 설정과 장치의 수용(헤드) 요소에 대한 3차원 구형 축 방향 설정뿐만 아니라 척추 로드에 대해 다양한 3차원 방향 설정이 가능하다. 척추 로드에 대한 다수의 평면 내에서 상 기 타입의 각 방향 설정의 나사는 다축성 또는 다-축 골 나사로 언급되어 져 왔다. 어떠한 시스템도 골 연결 나사 부재의 축방향 방향설정과 장치의 수용(헤드) 요소에 대한 3차원 구형 축 방향설정 및 척추 로드에 대한 다수의 평면 내에서 각 방향 설정을 이용하지 않는다. 골 연결 나사 부재 기술의 축방향 방향설정과 장치의 수용(헤드) 요소에 대한 3차원 구형 축 방향설정 및 척추 로드에 대한 다수의 평면 내에서 각 방향 설정을 이용함에 따라 부품의 인터페이스의 안정성을 저하시키지 않고 최소의 부품들을 이용하는 상기 장치의 울트라-로우 프로파일(ultra-low profile)뿐만 아니라 골 연결 나사 부재의 실질적으로 제한되지 않는 축방향 각도 설정(angulation)이 가능하다.

그 이외에 다양한 다-축방향 나사 형상을 제공함으로써 이러한 문제점의 해결 방법으로 접근되어 져 왔다. 예를 들어 Byrd씨의 미국 특허 제 5,466,237호에서, 골 나사는 골 나사의 상측에 구형 돌출부를 포함하는 것으로 기술된다. 외측 나사산 수용 부재는 구형 돌출부의 상측에서 척추 로드와 골 나사를 지지한다. 외측 너트는 구형 돌출부에 대해 척추 로드를 가압하기 위하여 수용 부재로 체결되고, 이에 따라 골 나사는 로드에 대해 다양한 각 방향 설정이 가능하다. 반면 특정 접근 방법이 최소 개수의 부품을 이용한다면 로드에 대한 골 나사의 고정의 안정성이 파괴된다. 즉, 척추 특히 요추 영역으로 높은 하중이 가해질 때 척추 로드와 골 나사 상의 작은 구형 돌출부 사이의 연결 또는 고정이 해제될 수 있다.

Harms씨의 미국 특허 제 4,946,45호에 기술된 그 외의 다른 접근법에 있어서, 구형 헤드 골 나사가 수용 부재의 개별 절반 부분에서 지지된다. 상기 절반 부 분들의 하측은 리테이닝 링에 의해 서로 고정된다. 수용 부재의 절반 부분의 상측은 너트를 나사산 척추 로드로 나사 고정시킴으로써 골 나사에 대해 압축된다. 미국 특허 5,207,678에 공개된 Harms씨의 그 외의 다른 접근법에 있어서, 수용 부재는 골 나사의 부분적으로 구형인 헤드에 대해 유연하게 연결된다. 수용 부재의 마주보는 측면 상에서 원뿔형 너트가 수용 부재를 통해 나사산 로드로 체결된다. 원뿔형 너트가 서로에 대해 나사 고정됨에 따라, 수용 부재는 골 나사를 이의 가변 가능한 각 위치로 클램프 고정하기 위하여 골 나사의 헤드 주위에서 유연하게 압축된다. 상기 Harms씨의 2가지 특허의 시스템에 대한 한 문제점은 척추 로드가 압축 너트를 수용하기 위해 나사 고정되어야 하는 데 있다. 로드를 관통하는 것은(threading) 강력한 척추 부하의 면에서 로드를 취약하게 할 수 있는 것으로 알려졌다. 게다가 상기 '458호와 '678호에서 골 나사의 형상은 다수의 부품이 요구되며, 골 나사를 완벽히 고정하기 위해 상당히 복잡하다.

Sherman씨의 미국 특허 제 5,797,911호에 기술된 추가 접근법에 있어서, U-형 홀더가 제공되며, 상기 홀더의 상측을 통해 크라운 부재를 포함하는 골 패스너가 장착된다. 상기 홀더는 로드 위에서 압축 부재와 크라운 부재 위의 채널 내에 로드를 수용한다. 압축 부재는 로드에 대해 3차원의 다수의 각도로 홀더와 패스너를 고정하기 위하여 로드와 크라운 부재를 가압한다. 이러한 접근법은 상기 문제점을 해결하는 데 있어서 상당히 효율적인 것으로 입증되었다. 그러나 패스너의 하측 장착(bottom-loading)이 허용되지 않는다. 추가적으로 홀더는 그 외의 다른 구조적 부품들을 수용하기 위하여 다소 부피가 크다.

Enrico씨의 미국 특허 제 5,733,285호에 기술된 추가 접근 방법에 있어서, 홀더는 하측에 테이퍼 구성되고 콜릿식 부분(colletted portion)이 제공되며, 이를 통해 골 패스너 헤드가 삽입된다. 골 패스너의 헤드 주위에 콜릿식 부분을 고정하기 위하여 콜릿식 부분 주위에서 하향 슬라이드되는 슬리브가 제공된다. 이러한 장치는 주어진 외측 슬라이딩 고정 메커니즘을 조작하기가 어렵고 상대적으로 부피가 크다. 골 패스너 헤드를 안정적으로 고정하기 위하여 구부러지고 깨지는 부분과 콜릿의 상대 강도 및 외츳 슬리브의 피트(fit)에 추가적으로 의존된다.

따라서 울트라-로우 프로파일, 다-축/양극성 골 앵커는 다양한 각 방향 설정에서 본 앵커를 신장된 부재로 연결하기 위해 이용된 부품들의, 프로파일과 벌크를 포함하는, 본 앵커의 개선된 각도 설정, 개선된 강도 및 감소된 크기를 구현하는, 임의의 형상, 즉 평활하고 울퉁불퉁하며, 널링되거나 또는 나사산 가공된 신장된 부재로 신속하고 신뢰성 있게 연결할 수 있는 필요성이 산업계에서 대두된다.

본 발명의 한 실시예에서, 골 고정 조립체가 제공되며, 상기 골 고정 조립체는

-수용 부재를 포함하며, 상기 수용 부재는 최소 폭을 각각 가진 상측 개방 부분과 하측 개방 부분, 상기 상측 개방 부분과 하측 개방 부분과 연통되고 신장된 부재(로드)를 수용하는 채널 및 상기 하측 개방 부분의 일부분 주위의 쓰레드를 포함하며,

-수용 부재의 내측 형상과 맞물리는 외측 부분 및 본 앵커 헤드와 맞물리는 내측 부분을 가진 양극성 부재를 포함하며, 상기 양극성 부재의 내측 폭은 본-앵커 부재의 헤드의 폭보다 크며, 상기 양극성 부재의 외측 폭은 내부 나사산 링 부재의 상기 하측 개방 부분의 최소 폭보다 크고, 본-앵커 부재의 상기 헤드는 상기 양극성 부재의 상기 외측 표면에 인접한 상기 내측 개방 부분에 이동 가능하게 배열되며,

-폭을 가진 헤드 및 골을 연결하기 위한 하측 부분을 가진 골-연결 앵커를 포함하고, 상기 헤드의 상기 폭은 상기 하측 개방 부분의 최소 폭보다 작으며, 상기 헤드는 상기 양극성 부재의 외측 표면에 인접한 상기 내측 개방 부분에 이동 가능하게 배열되고,

-본-앵커 부재와 양극성 부재를 수용하기 위하여 수용 부재 내의 외측 하부 나사산 부분 위에서 본 앵커 둘레에 끼워 맞춤되는 내측 나사산 링 부재를 포함하고, 본 앵커 부재와 양극성 부재가 수용 부재의 하측 개구부에 구속될 때 양극성 부재와 본 앵커 부재는 수용 부재에 대해 다-축방향 위치 설정과 다-극방향 위치 설정(multi-polar positioning)이 가능하고,

-상기 헤드의 폭보다 작은 구멍을 형성하는 압축 리테이닝 부재(compression retaining member)를 포함하고, 상기 리테이닝 부재는 이용 중 체결되고 상기 신장된 부재 위로 위치 설정되며 상기 수용 부재의 상측 부분에 적어도 부분적으로 수용되며, 체결 중 전달된 힘은 설계 변수 내에서 임의의 각 및/또는 축방향 형상으로 모든 상기 부품들을 고정하기 위해 내부 나사산 링 부재와 수용 부재의 하측 표면, 양극성 부재 및 본 앵커 부재로 가해진다.

본 발명의 추가적인 실시예, 실례, 장점 및 목적은 하기 기술 내용으로부터 종래 기술의 당업자에게 자명해질 것이다.

도 1은 본 발명의 다-축 골 나사 앵커 조립체의 한 실시예를 도시하는 측면도.

도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예의 전개도.

도 3a는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예의 수용 부재의 실시예를 도시하는 측면도.

도 3b는 도 3a에 도시된 수용 부재의 실시예의 정면도.

도 3c는 도 3a에 도시된 수용 부재의 실시예를 화살표 방향으로 본, 도 3a의 선 3c-3c를 따라 절단한 단면도.

도 3d는 도 3a에 도시된 수용 부재의 실시예를 화살표 방향으로 본, 도 3b의 선 3d-3d를 따라 절단한 단면도.

도 4a는 도 2에 도시된 실시예에서 이용된 본 앵커의 실시예를 도시하는 측면도.

도 4b는 도 4a에 도시된 본 앵커의 실시예를 화살표 방향으로 본, 도 4a의 선 4b-4b를 따라 절단한 단면도.

도 4c는 도 4a에 도시된 본 앵커의 실시예의 헤드를 도시한 도면.

도 5a는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예서 이용된 양극성 부재의 실시예의 상면도.

도 5b는 도 5a에 도시된 양극성 부재의 실시예를 화살표 방향으로 본, 도 5a의 선 5b-5b를 따라 절단한 단면도.

도 5c는 도 2에 도시된 실시예에서 이용된 양극성 부재의 그 외의 다른 실시예의 도 5b와 유사한 단면도.

도 6a는 도 2에 도시된 실시예에 이용된 본 앵커 부재와 양극성 부재를 수용하기 위하여 수용 부재 내의 하측 나사산 부분 위에서 본 앵커 주위에 끼워 맞춤되는 내측 나사산 링 부재의 실시예를 도시하는 상면도.

도 6b는 도 6a에 도시된 내측 나사산 링 부재의 실시예를 화살표 방향으로 본, 도 6a의 선 6b-6b를 따라 절단한 단면도.

도 7은 리테이닝 부재의 상면도.

도 7b는 리테이닝 부재의 측면도.

도 8은 도 1에 도시된 본 발명의 실시예를 도시하는 확대된 단면도.

본 발명의 사상의 이해를 돕기 위해 도면에 도시된 실시예가 제공되며 특정 기호는 동일한 것을 기술하기 위해 이용된다. 그럼에도 불구하고, 도시된 장치의 개조물과 추가적인 변형물이 본 발명의 범위를 제한하지 않는 것으로 이해되어야 하며, 본 명세서에 기술된 본 발명의 사상의 추가 분야는 본 발명이 속한 종래 기술의 당업자에게 자명하듯이 고려된다.

도 1 및 도 2에 대해 언급하면, 본 발명의 다-축/양극성 골 고정 조립체(multi-axial/bipolar bone anchor assembly, 20)의 한 실시예가 도시된다. 도시된 실시예에서 상기 조립체(20)는 수용 부재(receiver member, 30), 본 앵커(bone anchor, 50), 양극성 부재(bi-polar member, 70) 및 내측 나사산 링 부재(90)를 포함한다. 본 발명의 조립체(20)는 척추 로드(spinal rod), 바 또는 그 외의 다른 정형 외과용 구조물과 같은 신장된 부재(R)(도 8)와 함께 사용되도록 설계되며, 이는 하기에 추가적으로 기술된다.

도 3a 내지 도 3d에 따라서, 본 발명의 수용 부재(30)의 한 실시예가 도시된다. 수용 부재(30)는 상측 개방 부분(31a)과 하측 개방 부분(31b)이 형성되며, 도시된 실시예에서 상측 단부(34) 내의 상측 구멍(33)으로부터 하측 단부(36) 내의 하측 구멍(35)으로 수용 부재(30)를 통해 연장된 단일의 개구부(32)가 형성된다. 한 특정 실시예에서, 개구부(32)의 하측 개방 부분(31b)은 챔버 벽(39)에 의해 형성된 챔버/공극(38)을 포함한다. 대안으로 상측 및 하측 개방 부분(31a, 31b)은 상이한 직경의 하나 이상의 섹션을 각각 가지는 것과 같은 다양한 형상을 가질 수 있다.

개구부(32)는 수용 부재(30)의 상측 단부(34)에서 모따기 되거나(chamfered) 또는 둥근 변부(40a)에 의해 부분적으로 둘러싸여 지고, 수용 부재(30)의 하측 단부(36)에서 모따기 되거나 또는 둥근 변부(40b)에 의해 둘러싸여 진다. 하측 단부(36)에 인접하게 수용 부재(30)는 개구부(32)의 주위에 리지(ledge, 41a)와 쓰레드(thread, 31)가 형성된다. 도시된 실시예에서, 쓰레드(41)는 하측 표면(32)의 전 체 원주 주위에서 연장되지만 쓰레드(41)는 오직 하측 표면(32)의 원주 주위에서 부분적으로 연장된 것으로 도시된다. 쓰레드(41)는 쓰레드 깊이(A)(도 8)와 쓰레드 직경(B)(도 3a)을 가진다.

도시된 실시예에서 수용 부재(30)는 한 쌍의 수직 브랜치(upright branch, 42, 43)를 포함하며, 상기 브랜치를 통해 개구부(32)가 연장된다. 브랜치(42, 43)는 신장된 부재(R)(도 8)를 수용하고, 개구부(32)의 상측 부분(31a)과 하측 부분(31b)과 연통되는 개구부(32)에 대해 가로지르는 U-형태의 채널(45)을 추가적으로 형성한다. 특정 실시예에서, 내측 쓰레드(44)는 브랜치(42, 43) 내에 형성되고, 특정 실시예에서 내측 쓰레드(44)는 변형된 사다리꼴 톱니 쓰레드(modified acme buttress thread)이다. 바람직하게 수용 부재(30)(브랜치(42, 43)를 포함)의 상측 부분(47)은 수용 부재(30)의 하측 부분(48)보다 좁게 형성되어 수용 부재(30)의 프로파일(profile)과 용적이 감소된다.

도 4a-4c에 관해 언급하면, 본 발명에 이용된 본 앵커(50)의 실시예가 도시된다. 도시된 본 앵커(50)는 골 나사이다. 본 앵커(50)는 앵커리지 부분(anchorage portion, 52)과 헤드 부분(54)을 포함한다. 앵커리지 부분(52)은 다공질 셀프-태핑 쓰레드(cancellous self-tapping thread)일 수 있는 하나 이상의 쓰레드(56)를 포함할 수 있다. 헤드 부분(54)은 도시된 실시예에서 구의 일부분을 형성하며, 대안의 굴곡 및 그 외의 다른 형상이 이용될 수 있다. 특정 실시예에서 헤드(54)는 양극성 부재(70)의 내측과의 고정(purchase)을 개선시키기 위한 일련의 리지(ridge, 58)를 포함한다(하기 기술됨). 헤드(54)는 거칠음(roughening) 또는 깔쭉깔쭉 함(knurling)과 같은 대안의 마찰-증가 표면 형성을 가질 수 있다. 추가적으로 헤드(54)는 공구-연결 프린트(tool- engaging print, 60)를 포함하고, 공구는 앵커리지 부분(52)을 골로 이동시키기 위해 상기 공구 연결 프린트와 연결될 수 있다. 공구-연결 프린트(60)는 도시된 실시예에서 내측 프린트이지만 외측 프린트가 이용될 수 있고, 6각형, 6각형 엽상(hexalobate), X-형태 또는 그 외의 다른 공지된 토크-전달 형상과 같은 다수의 형상을 가질 수 있다.

본 앵커(50)의 그 외의 다른 실시예는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다. 예를 들어 본 앵커(50)는 나사 보다는 골-연결 후크일 수 있다. 이러한 실시예에서, 앵커리지 부분(52)은 쓰레드(56)를 가진 신장된 섹션이기보다는 후크를 포함하도록 형성될 수 있다.

본 앵커(50)의 헤드(54)는 적어도 수용 부재(30)의 챔버(38)와 양극성 부재(70)의 내측 부분(78)(도 5a)에 끼워 맞춤되는 크기와 형태로 형성된다. 특히 헤드(54)는 챔버(38)와 하측 개방 부분(70)의 폭보다 작은 폭을 가진다. 보다 상세히 기술하면, 본 앵커(50)는 수용 부재(30)로 삽입되며, 앵커리지 부분(50)은 양극성 부재(70)(도 5a)의 표면(78)과 접촉하고 관통 개구부(80)로 유입된다. 외측 양극성 부재(70)의 표면들은 내측 보유 링(90)의 내측 표면과 결합된다.

도 5a-5b에 관해 언급하면, 본 발명의 양극성 부재(70)의 한 실시예가 도시된다. 이러한 실시예에서, 양극성 부재(70)는 내측 표면(78)과 경사진 변부(beveled edge, 74)를 포함한 외측 표면(72)을 가진 원형 디스크의 형태로 형성된다. 내측 표면(78)은 본 앵커(50)의 헤드(54)를 수용하도록 구성되며, 이에 따라 내측 표면(78)의 도시된 실시예는 구의 일부분의 형태를 가진다. 대안으로 또는 추가적으로, 양극성 부재(70)의 외측 표면은 경사지거나 또는 원뿔형의 하측 표면(78')(도 5c)과 같은 하나 이상의 그 외의 다른 구형 타입의 형태를 가질 수 있다. 내측 표면(78)은 본 앵커(50)의 헤드(54)와 협력하기 위한 마찰 또는 고정-강화 표면 형상(purchase-enhancing surface configuration)(예를 들어 거칠음 또는 널링)이 제공될 수 있다.

또한 양극성 부재(70)의 도시된 실시예는 홀(80)을 포함한다. 상기 홀(80)이 제공되어 본 앵커(50)의 골 연결 쓰레드들이 양극성 부재(70)를 통해 접근될 수 있다. 양극성 부재(70)는 적어도 수용 부재(30)의 챔버(38)와 개구부(32)의 하측 부분(31b) 내에 끼워 맞춤되도록 크기와 형태가 형성된다. 바람직하게 양극성 부재(70)의 외측 치수는 개구부(32)의 하측 부분(31b)과 챔버(38)의 내측 치수보다 다소 작으며, 이에 따라 양극성 부재(70)는 챔버(38)와 개구부(32) 내에서 미끄럼 가능하고 회전 가능하게 이동될 수 있다. 추가적으로 도시된 실시예에서, 양극성 부재(70)의 외측 치수는 상측 개방 부분(31a)의 내측 치수보다 커서 양극성 부재(70)는 상측 개방 부분(31a) 내에서 이동할 수 없다.

도 6a-6b에 관해 언급하면, 본 발명의 내측 나사산 링 부재(90)의 한 실시예가 도시된다. 도시된 실시예에서, 내측 나사산 링 부재(90)는 링-형 형상의 형태를 가진다. 내측 나사산 링 부재(90)는 상측 표면(92)과 하측 표면(94)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 내측 나사산 링 부재(90)는 구멍(102)을 실질적으로 둘러싸는 내측 표면(96, 98, 100)을 포함한다. 특정 실시예에서, 본 앵커(50)의 헤드(54)의 반경과 실질적으로 동일한 반경의 구의 일부분을 형성하며, 내측 표면(98)은 원통형이며, 내측 표면(100)은 본 앵커(50)의 보다 큰 범위의 각 위치 설정(angular positioning)을 허용하기 위해 외측을 향해 각을 형성하고 원뿔형으로 형성된다. 대안의 실시예에서, 구멍(102)을 둘러싸는 단일 또는 다수의 내부 표면이 제공될 수 있으며, 이러한 표면들은 원뿔형, 원통형, 구형 또는 그 외의 적절한 형상으로 형성될 수 있다. 구멍(102)의 직경은 양극성 부재(70)의 직경과 본 앵커(50)의 헤드(54)의 직경보다 작다.

도 1, 2 및 도 8에 도시된 바와 같이, 조립체(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 개별적으로 또는 실질적으로 단일 단계에서 본 앵커(50), 양극성 부재(70) 및 내측 나사산 링 부재(90)가 하측 단부(36)를 통해 수용 부재(30)로 삽입되는 것과 같이 조립된다.

양극성 부재(70)는 수용 부재(30)의 챔버(38) 및/또는 개구부(32)의 하측 부분(31b)에 미끄럼 가능하고 회전 가능하게 위치되며, 본 앵커(50)는 수용 부재(30)와 양극성 부재(70)에 대해 다수의 축 방향으로 이동 가능하게 위치된다. 내측 나사산 링 부재(90)는 개구부(32)의 하측 부분(31b)으로 상향 나사 고정된다.

내측 나사산 링(9)이 설치될 때, 본 앵커(50)와 양극성 부재(70)는 수용 부재(30)의 개구부(32) 내에 수용된다. 본 앵커(50)의 헤드(54)는 양극성 부재(70)에 의해 지지되고, 양극성 부재(70)는 내측 나사산 링 부재(90)의 내측 표면(96)에 의해 지지된다. 따라서 본 앵커(50)와 양극성 부재(70)는 내측 나사산 링(90)이 설치될 때 수용 부재(30)로부터 제거되고 내측 나사산 링(90)을 통과할 수 없다.

바람직하게 조립체(20)는 외과 수술에 앞서 조립된다(상기 기술된 바와 같이). 조립체(20)의 도시된 실시예를 이용할 때, 조립체(20)의 본 앵커(50)는 골 내의 적절히 준비된 홀(도시되지 않음)로 나사 고정된다. 본 앵커(50)가 본 후크(bone hook)인 본 발명의 대안의 실시예에서 골 내에 홀을 드릴링하고 앵커를 나사 고정하는 단계가 필요치 않음을 이해할 수 있어야 한다. 나사산 고정 부분(52)은 홀로 삽입되고, 적절한 나사 고정 공구가 본 앵커(50)의 공구-연결 프린트(60)와 함께 이용되며, 본 앵커(50)는 골로 고정된다. 본 앵커(50)가 선호되는 깊이까지 골로 고정될 때, 도 1에 도시된 바와 같이 수용 부재(30)가 위치되어 개구부(32)는 본 앵커(50)와 선호되는 각도를 형성한다. 도시된 실시예에서, 본 앵커(50)와 개구부(32) 사이의 각도 시타(theta)는 임의의 방향으로의 57°이하일 수 있다. 개구부(32)에 대한 본 앵커(50)의 최대 각도는 2가지의 방법, 예를 들어 양극성 부재(70)의 최대 회전에 대해 본 앵커(50)를 최대로 각을 형성함으로써(angling) 가변될 수 있다.

상기 기술된 바와 같이, 수용 부재(30)는 외과 의사가 본 앵커(50)에 대해 선호하는 각도로 형성될 수 있다. 척추 로드, 커넥터 또는 그 외의 다른 정형 외과용 임플란트와 같은 신장된 부재(R)가 조립체(20)와 결합된다. 신장된 부재(R)는 양극성 부재(70)의 내측 표면(72)과 접촉하고 수용 부재(30)의 채널(45) 내에 위치된다. 세트 나사 또는 나사산 플러그와 같은 압축 부재(120)가 수용 부재(30)의 쓰레드(44)로 나사 고정되고, 신장된 부재(R)로 나사 고정된다. 한 실시예에서 압축 부재(120)는 토크를 전달하기 위한 프린트(124)와 외측 쓰레드(122)를 가진 플러그 또는 세트 나사이다. 수용 부재(30)가 외부 나사산 구조인 추가 실시예에서, 압축 부재(120)는 내부-나사산 너트일 수 있다.

압축 부재(120)가 단단히 고정됨에 따라, 신장된 부재(R)는 양극성 부재(70)를 본 앵커(50)의 헤드(54)로 가압하도록 양극성 부재(70)와 본 앵커(50)에 대해 하향 가압된다. 이에 따라 헤드(54)는 양극성 부재(70)와 내측 나사산 링 부재(90) 사이에 클램프 고정된다. 헤드(54)가 리지(58)를 포함하는 본 발명의 실시예에서, 리지(58)는 양극성 부재(70)의 내측 표면(78)으로 압축된다. 이와 같은 방법으로, 본 앵커(50)는 조립체(20)의 나머지 부분과 신장된 부재(R)에 대해 선호되는 각 위치로 고정된다. 대안으로 조립체(20)는 외과 수술 동안 조립될 수 있다.

본 발명의 선호되는 재료는 스테인리스 스틸과 티타늄을 포함한다. 임의의 견고한 생체 적합한 재료가 본 발명의 골접술과 그 외의 다른 정형외과 수술을 수행하기 위해 이용될 수 있음을 인지해야 한다.

본 발명이 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 기술되고 도시될지라도 본 발명은 보호되고 정의된 본 발명의 진정한 사상과 범위로부터 벗어남이 없이 변형되고 개조되는 특정 실시예에 제한되지 않는다.

발명자: Jeon; Dong M.(Salt Lake City, UT); Moore; Patrick D. (Salt Lake City, UT)

양수인: Jeon; Dong M. (Salt Lake City, UT); Moore; Patrick D. (Salt Lake City, UT)

Appl. No.:

Filed:

Current U.S. Class: 606/60; 606/61

Intern'l Class: A61B 017/68; A61B 017/70

Field of Search: 606/60,61 ,69,72,73

참조 문헌

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그 외의 다른 문헌

Primary Examiner:

Assistant Examiner:

Attorney, Agont or Firm:

Claims

신장된 부재로 연결하기 위한 본 앵커 조립체에 있어서, 상기 본 앵커 조립체는

-수용 부재를 포함하며, 상기 수용 부재는 최소 폭을 각각 가진 상측 개방 부분과 하측 개방 부분, 상기 상측 개방 부분과 하측 개방 부분과 연통되고 신장된 부재(로드)를 수용하는 채널 및 상기 하측 개방 부분의 일부분 주위의 쓰레드를 포함하며,

-수용 부재의 내측 형상과 맞물리는 외측 부분 및 본 앵커 헤드와 맞물리는 내측 부분을 가진 양극성 부재를 포함하며, 상기 양극성 부재의 내측 폭은 본-앵커 부재의 헤드의 폭보다 크며, 상기 양극성 부재의 외측 폭은 내부 나사산 링 부재의 상기 하측 개방 부분의 최소 폭보다 크고, 본-앵커 부재의 상기 헤드는 상기 양극성 부재의 상기 외측 표면에 인접한 상기 내측 개방 부분에 이동 가능하게 배열되며,

-폭을 가진 헤드 및 골을 연결하기 위한 하측 부분을 가진 골-연결 앵커를 포함하고, 상기 헤드의 상기 폭은 상기 하측 개방 부분의 최소 폭보다 작으며, 상기 헤드는 상기 양극성 부재의 외측 표면에 인접한 상기 내측 개방 부분에 이동 가능하게 배열되고,

-본-앵커 부재와 양극성 부재를 수용하기 위하여 수용 부재 내의 외측 하부 나사산 부분 위에서 본 앵커 둘레에 끼워 맞춤되는 내측 나사산 링 부재를 포함하 고, 본 앵커 부재와 양극성 부재가 수용 부재의 하측 개구부에 구속될 때 양극성 부재와 본 앵커 부재는 수용 부재에 대해 다-축방향 위치 설정과 다-극방향 위치 설정(multi-polar positioning)이 가능하고,

-상기 헤드의 폭보다 작은 구멍을 형성하는 압축 리테이닝 부재(compression retaining member)를 포함하고, 상기 리테이닝 부재는 이용 중 체결되고 상기 신장된 부재 위로 위치 설정되며 상기 수용 부재의 상측 부분에 적어도 부분적으로 수용되며, 체결 중 전달된 힘은 설계 변수 내에서 임의의 각 및/또는 축방향 형상으로 모든 상기 부품들을 고정하기 위해 내부 나사산 링 부재와 수용 부재의 하측 표면, 양극성 부재 및 본 앵커 부재로 가해지는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 상측 개방 부분과 상기 하측 개방 부분은 상기 수용 부재를 통해 단일 개구부의 적어도 일부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 2 항에 있어서, 상기 수용 부재는 상기 상측 개방 부분과 채널을 형성하는 2개의 브랜치를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 3 항에 있어서, 상기 브랜치는 내측 쓰레드를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 4 항에 있어서, 상기 내측 쓰레드로 나사 연결된 압축 리테이닝 부재를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 2 항에 있어서, 상기 수용 부재는 상기 하측 개방 부분의 적어도 일부분을 형성하는 챔버/공극을 형성하고, 상기 양극성 부재는 상기 챔버/공극 내에서 이동 가능하게 배열되는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 6 항에 있어서, 상기 앵커는 양극성 부재의 내측 표면에 수용되고 위치되는 헤드를 포함하는 골 나사인 것을 특징으로 하는 조립체.
제 7 항에 있어서, 상기 골 나사의 상기 헤드는 적어도 부분적으로 구형인 것을 특징으로 하는 조립체.
제 8 항에 있어서, 상기 골 나사의 상기 헤드는 리지 또는 구형 요홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 8 항에 있어서, 상기 양극성 부재의 내측 표면은 적어도 부분적으로 구형이며, 리지 또는 구형 요홈을 포함하고, 상기 양극성 부재의 상기 외측 표면은 적어도 부분적으로 구형인 것을 특징으로 하는 조립체.
제 10 항에 있어서, 상기 양극성 부재의 내측 및 외측 표면은 거친 부 분(roughened portion)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 6 항에 있어서, 상기 양극성 부재는 상기 수용 부재의 상측 개방 부분보다 큰 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 12 항에 있어서, 상기 본 앵커의 헤드는 공구-연결 프린트를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 10 항에 있어서, 상기 양극성 부재와 본 앵커 부재는 수용 부재 내의 외측 하부 나사산 부분 위에서 본 앵커 주위에 끼워 맞춤되는 상기 내측 나사산 링 부재에 의해 수용 부재 내에 구속되는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 1 항에 있어서, 상기 압축 리테이닝 부재는 외측 쓰레드를 포함하는 실린더 형태의 부재인 것을 특징으로 하는 조립체.
제 15 항에 있어서, 상기 압축 리테이닝 부재는 언로드된 외측 나사산 직경(unloaded outer threaded diameter)을 가지며, 수용 부재는 180°로 이격된 요홈 구조의 나사산 내측 직경을 가지며, 상기 리테이닝 부재의 상기 언로드된 외측 나사산 직경은 쓰레드 형태를 일치시키기 위해 요구 사항에 따라 상기 수용 부재의 상기 나사산 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 조립체.
제 10 항, 제 11 항, 제 12 항 및 제 14 항에 있어서, 상기 양극성 부재는 몸체 폭을 가지며, 상기 수용 부재의 내측 형상은 내측 공극 폭을 가지고, 상기 양극성 부재와 본 앵커 부재는 상기 내측 공극 폭 내에 구속되는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 17 항에 있어서, 내측 나사산 링 부재는 상기 양극성 부재를 연결하기 위한 내측 오목한 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 18 항에 있어서, 상기 내측 오목한 표면은 구의 일부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 2 항에 있어서, 상기 양극성 부재의 내측 표면은 오목한 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 2 항에 있어서, 상기 양극성 부재의 외측 표면은 오목한 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 2 항에 있어서, 상기 양극성 부재는 상기 수용 부재의 상측 개방 부분보다 큰 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 22 항에 있어서, 상기 양극성 부재는 상기 하측 표면을 통과하는 홀이 형성되고, 상기 홀을 통해 본 앵커의 골 연결 쓰레드가 위치될 수 있는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 2 항에 있어서, 상기 압축 리테이닝 부재는 원통형의 부재인 것을 특징으로 하는 조립체.
제 24 항에 있어서, 상기 리테이닝 부재는 언로드된 외측 나사산 직경을 가지며, 수용 부재는 내측 나사산 직경을 가지고, 상기 리테이닝 부재의 상기 언로드된 외측 나사산 직경은 쓰레드 형태와 일치시키기 위한 요구 사항에 따라 상기 수용 부재의 상기 내측 나사산 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 조립체.
제 24 항에 있어서, 상기 압축 리테이닝 부재는 몸체 폭을 가지며, 상기 요홈은 요홈 깊이를 가지고, 상기 몸체 폭과 상기 신장된 부재 폭은 상기 요홈 폭보다 작거나 동일한 것을 특징으로 하는 조립체.
제 26 항에 있어서, 상기 리테이닝 부재는 상기 본 앵커의 헤드를 연결하기 위한 평평한 하측 표면과 체결하고 조립하기 위한 내측 공구 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립체.
제 27 항에 있어서, 상기 내측 공구 표면은 평평한 형상(flat geometry)과 간섭되지(interfere with) 않는 것을 특징으로 하는 조립체.
골 고정 장치에 있어서, 상기 골 고정 장치는

-하나 이상의 골의 길이를 따라 그리고 이에 인접하게 배치시키기 위한 신장된 부재를 포함하고,

-상측 단부로부터 하측 단부까지 개구부가 형성된 수용 부재를 포함하며, 상기 개구부는 상기 상측 단부에서 상측 구멍과 하측 단부에서 하측 구멍을 가지며, 상기 수용 부재는 상기 개구부의 일부분 주위에 요홈이 형성되고, 상기 요홈은 상기 하측 구멍에 인접하며, 상기 수용 부재는 상기 상측 구멍과 상기 개구부와 연통되는 채널을 포함하고, 상기 채널은 상기 신장된 부재를 수용하도록 구성되며,

-상기 개구부 내에 배열되고 상기 하측 구멍을 통해 삽입 가능한 양극성 부재를 포함하며, 상기 양극성 부재는 신장된 부재와 접촉하는 하측 표면과 마주보는 상측 표면을 가지며,

-폭 치수를 가진 헤드와 골을 연결하기 위한 하측 부분을 가진 본 앵커를 포함하고, 상기 헤드는 상기 수용 부재의 개구부 내에서 상기 양극성 부재에 인접하고 하측 구멍과 상기 양극성 부재를 통해 삽입 가능하며,

-본 앵커 부재와 양극성 부재를 수용하기 위하여 수용 부재 내의 외측 하부 나사산 부분 위에서 본 앵커 둘레에 끼워 맞춤되는 내측 나사산 링 부재를 포함하 고, 본 앵커 부재와 양극성 부재가 수용 부재의 하측 개구부에 구속될 때 양극성 부재와 본 앵커 부재는 수용 부재에 대해 다-축방향 위치 설정과 다-극 방향 위치 설정이 가능하고,

-상기 헤드의 폭보다 작은 구멍을 형성하는 압축 리테이닝 부재를 포함하고, 상기 리테이닝 부재는 이용 중 체결되고 상기 신장된 부재 위로 위치 설정되며 상기 수용 부재의 상측 부분에 적어도 부분적으로 수용되며, 체결 중 전달된 힘은 설계 변수 내에서 임의의 각 및/또는 축방향 형상으로 모든 상기 부품들을 고정하기 위해 내부 나사산 링 부재와 수용 부재의 하측 표면, 양극성 부재 및 본 앵커 부재로 가해지는 것을 특징으로 하는 골 고정 장치.
제 29 항에 있어서, 상기 신장된 부재는 척추 로드인 것을 특징으로 하는 골 고정 장치.
제 29 항에 있어서, 상기 압축 리테이닝 부재는 실린더 형태의 부재인 것을 특징으로 하는 골 고정 장치.
제 31 항에 있어서, 상기 압축 리테이닝 부재는 언로드된 외측 나사산 직경을 가지며, 상기 수용 부재는 내측 나사산 직경을 가지고, 상기 리테이닝 부재의 상기 언로드된 외측 나사산 직경은 상기 수용 부재의 상기 내측 나사산 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 골 고정 장치.
제 32 항에 있어서, 상기 압축 리테이닝 부재는 몸체 폭을 가지며, 상기 요홈은 요홈 깊이를 가지고, 상기 몸체 폭과 신장된 부재 폭은 상기 요홈 깊이보다 작거나 동일한 것을 특징으로 하는 골 고정 장치.
제 33 항에 있어서, 상기 리테이닝 부재는 본 앵커의 헤드를 연결하기 위한 평평한 하측 표면과 체결하고 조립하기 위한 내측 공구 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 골 고정 장치.
제 34 항에 있어서, 상기 내측 공구 표면은 평평한 형상과 간섭되지 않는 것을 특징으로 하는 골 고정 장치.
제 29 항에 있어서, 상기 양극성 부재는 상기 하측 표면을 통과하는 홀이 형성되고, 상기 홀을 통해 본 앵커의 골 연결 쓰레드가 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 골 고정 장치.
제 29 항에 있어서, 본 앵커의 상기 헤드는 적어도 부분적으로 구형인 것을 특징으로 하는 골 고정 장치.
제 37 항에 있어서, 상기 양극성 부재의 내측 및 외측 표면은 서로 평행하고 적어도 부분적으로 구형인 것을 특징으로 하는 골 고정 장치.
다축/양극성 본 앵커 시스템의 부품들을 고정하고 수용하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는 상측 개방 부분과 하측 개방 부분을 형성하는 부재, 상기 상측 개방 부분과 상기 하측 개방 부분과 연통하고 이를 가로지르는 채널 및 상기 하측 개방 부분의 적어도 일부분 주위의 쓰레드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 39 항에 있어서, 상기 상측 개방 부분과 상기 하측 개방 부분은 상측 단부로부터 하측 단부까지 상기 부재를 통과하는 개구부의 적어도 일부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 39 항에 있어서, 상기 쓰레드는 상기 부재의 상기 하측 단부에 인접한 것을 특징으로 하는 장치.
제 40 항에 있어서, 상기 상측 개방 부분의 적어도 일부분은 내측 나사산 구조인 것을 특징으로 하는 장치.
제 41 항에 있어서, 상기 부재는 상기 채널의 적어도 일부분과 상기 상측 개방 부분을 형성하는 2개의 브랜치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1 항의 시스템에 있어서, 상기 시스템은 보조 부품들을 포함하고, 각각 최소 폭을 가진 상측 개방 부분과 하측 개방 부분이 형성된 수용 부재, 상기 하측 개방 부분과 상기 상측 개방 부분과 연통되며 신장된 부재(로드)를 수용하는 채널 및 상기 하측 개방 부분의 일부분 주위의 쓰레드를 포함하며,

--수용 부재의 내측 형상과 맞물리는 외측 부분 및 본 앵커 헤드와 맞물리는 내측 부분을 가진 양극성 부재를 포함하며, 상기 양극성 부재의 내측 폭은 본-앵커 부재의 헤드의 폭보다 크며, 상기 양극성 부재의 외측 폭은 내부 나사산 링 부재의 상기 하측 개방 부분의 최소 폭보다 크고, 본-앵커 부재의 상기 헤드는 상기 양극성 부재의 상기 외측 표면에 인접한 상기 내측 개방 부분에 이동 가능하게 배열되며,

-폭을 가진 헤드 및 골을 연결하기 위한 하측 부분을 가진 골-연결 앵커를 포함하고, 상기 헤드의 상기 폭은 상기 하측 개방 부분의 최소 폭보다 작으며, 상기 헤드는 상기 양극성 부재의 외측 표면에 인접한 상기 내측 개방 부분에 이동 가능하게 배열되고,

-본-앵커 부재와 양극성 부재를 수용하기 위하여 수용 부재 내의 외측 하부 나사산 부분 위에서 본 앵커 둘레에 끼워 맞춤되는 내측 나사산 링 부재를 포함하고, 본 앵커 부재와 양극성 부재가 수용 부재의 하측 개구부에 구속될 때 양극성 부재와 본 앵커 부재는 수용 부재에 대해 다-축방향 위치 설정과 다-극방향 위치 설정이 가능하고,

-상기 헤드의 폭보다 작은 구멍을 형성하는 압축 리테이닝 부재를 포함하고, 상기 리테이닝 부재는 이용 중 체결되고 상기 신장된 부재 위로 위치 설정되며 상기 수용 부재의 상측 부분에 적어도 부분적으로 수용되며, 체결 중 전달된 힘은 설계 변수 내에서 임의의 각 및/또는 축방향 형상으로 모든 상기 부품들을 고정하기 위해 내부 나사산 링 부재와 수용 부재의 하측 표면, 양극성 부재 및 본 앵커 부재로 가해지며, 이에 따라 상기 시스템의 필요 보조 부품들에 대한 기술이 이용되는 것을 특징으로 하는 시스템.