KR20090018679A - 뼈 안정화 시스템용 잠금장치 - Google Patents

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KR20090018679A
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seating
interface
stabilizing
insertion head
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KR1020087032078A
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크리스토퍼 엠. 패터슨
조나단 엠. 듀이
앤드류 알. 터트힐
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워쏘우 오르쏘페딕 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 뼈 안정화 시스템 내부에 안정화 부재를 고정하기 위하여 사용되는 시팅 부재에 단단하게 커플링된 절단성 인터페이스 부재를 이용한 잠금장치에 관한 것이다. 상기 뼈 안정화 시스템은 뼈 앵커, 안정화 부재, 커플링 메커니즘 및 잠금장치를 포함한다. 잠금장치는 커플링 메커니즘에 체결되도록 구조화되며, 커플링 메커니즘은 안정화 부재를 뼈 앵커에 커플링되도록 구성된다. 커플링 메커니즘 내부로 나사식으로 체결되도록 구성된 잠금장치는 시팅 부재에 단단하게 연결된 인터페이스 부재를 포함한다. 상기 인터페이스 부재는 절단접점에서 시팅 부재와 떨어져 안정화 부재와 접촉하도록 낙하되고, 시팅 부재가 커플링 메커니즘 내부로 계속하여 체결되면 안정화 부재를 커플링 메커니즘에 고정시킨다.
뼈 안정화 시스템, 절단접점, 커플링 메커니즘, 정형외과용 임플란트, 인터페이스 부재

Description

뼈 안정화 시스템용 잠금장치{LOCKING DEVICE FOR BONE STABILIZATION SYSTEM}
본 발명은 척추 손상 또는 변형을 교정하기 위하여 사용되는 정형외과용 임플란트에 관한 것이고, 전적이지는 않지만 더욱 상세하게는 변형 교정 또는 치료용으로 척추의 특정 분절 또는 부위를 고정시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
척추수술 분야에서 (a) 비정상적인 척추 만곡을 교정하기 위하여; (b) 적절한 척추 간격을 유지하고 부러지거나 달리 손상된 척추뼈에 대한 지지를 제공하기 위하여; 및 (c) 척주의 다른 치료를 수행하기 위하여 등을 포함한 다양한 이유로 척추뼈에 임플란트를 배치하는 것은 공지된 것이다.
전형적인 척추 임플란트 또는 뼈 안정화 시스템(bone stabilization system)은 지지 및 안정화시키는 요소로서 로드(rod)를 사용한다. 이러한 시스템에서, 일련의 둘 이상의 뼈 패스너가 둘 이상의 처리되어야 할 척추뼈에 삽입된다. 이후에 로드 또는 다른 안정화시키는 장치는 뼈 패스너(들)의 헤드(들) 내에서 또는 헤드(들)에 부착되어 배치되거나, 또는 상기 로드와 뼈 패스너(들)의 헤드(들)을 연결 하는 커플링 장치 내에 배치된다. 다수의 이들 구성요소들이 단단히 연결되어 다수의 척주 부위들에 지지 구조물을 고정시킨다.
정형외과용 임플란트 상태를 개선하기 위하여 이러한 뼈 안정화 시스템의 개선이 요망되고, 본원에 이에 대하여 언급된다.
간단하게 요약하면, 본 발명은 하나의 양상에서 뼈 안정화 시스템용 잠금장치(locking device)를 포함한다. 뼈 안정화 시스템은 뼈 앵커, 커플링 메커니즘(coupling mechanism) 및 안정화 부재(stabilization member)를 포함한다. 커플링 메커니즘은 안정화 부재를 뼈 앵커에 커플링하도록 구성된다. 잠금장치는 삽입헤드 부재(insertion head member), 시팅 부재(seating member) 및 인터페이스 부재(interface member)를 포함한다. 시팅 부재는 절단접점(break-off junction)에서 삽입헤드 부재에 일체로 연결된다. 시팅 부재는 커플링 메커니즘 내부에 안정화 부재를 고정하기 위하여 커플링 메커니즘과 작동적으로 관련된다. 인터페이스 부재는 시팅 부재에 커플링되고, 안정화 부재를 커플링 메커니즘 내부에 고정시키기 위해 잠금장치가 사용될 때 시팅 부재와 안정화 부재 사이에 배치되도록 구성된다. 또한, 인터페이스 부재는 절단접점에서 시팅 부재에 연결되고, 이에 따라 시팅 부재가 커플링 메커니즘에 체결되면서 인터페이스 부재는 시팅 부재와 떨어져(break away) 안정화 부재와 접촉된다. 커플링 메커니즘 내부로 시팅 부재를 계속하여 나사식으로 전진시키면 인터페이스 부재는 시팅 부재와 안정화 부재 사이에 배치되고 안정화 부재는 커플링 메커니즘 내부에 고정된다. 안정화 부재를 커플링 메커니즘 내부로 고정시킨 이후, 토크생성 도구(torque producing tool)에 의해 삽입헤드 부재에 사전선택된(pre-selected) 토크 양이 인가될 때 삽입헤드 부재는 절단접점에서 시팅 부재와 떨어진다.
다른 양상에서, 뼈 앵커, 안정화 부재 및 커플링 메커니즘을 포함한 뼈 안정화 시스템이 제공된다. 커플링 메커니즘은 뼈 앵커 및 안정화 부재를 작동적으로 연결하도록 구성된다. 뼈 안정화 시스템은 커플링 메커니즘 내부에 안정화 부재를 고정시키기 위하여 커플링 메커니즘에 작동적으로 연결되는 잠금장치를 더욱 포함한다. 잠금장치는 삽입헤드 부재, 시팅 부재 및 인터페이스 부재를 포함한다. 시팅 부재는 이를 통해 연장되는 하나 이상의 홀을 가지며 제1 절단접점에서 삽입헤드 부재와 연결된다. 시팅 부재는 커플링 메커니즘 내부에 안정화 부재를 고정하기 위하여 커플링 메커니즘과 작동적으로 관련된다. 인터페이스 부재는 시팅 부재에 커플링되고, 안정화 부재를 커플링 메커니즘 내부에 고정시키기 위해 잠금장치가 사용될 때 시팅 부재와 안정화 부재 사이에 배치되도록 구성된다. 또한, 인터페이스 부재는 제2 절단접점에서 시팅 부재에 단단하게 연결되고, 이에 따라 시팅 부재가 커플링 메커니즘에 체결되면서 인터페이스 부재는 시팅 부재로부터 분리된다. 인터페이스 부재가 시팅 부재와 떨어진 이후, 인터페이스 부재 및 시팅 부재는, 인터페이스 부재와 시팅 부재 사이에 배치되도록 구성되는 하나 이상의 포스트에 의해 회전 가능하게 커플링된 상태로 남는다. 커플링 메커니즘 내부로 시팅 부재를 계속하여 나사식으로 전진시키면 인터페이스 부재는 시팅 부재와 안정화 부재 사이에 배치되고 안정화 부재는 커플링 메커니즘 내부에 고정된다. 커플링 메커니즘 내부로 안정화 부재가 적합하게 고정되면, 토크생성 도구에 의해 삽입헤드 부재에 사전선택된 토크 양이 인가될 때 삽입헤드 부재는 절단접점에서 시팅 부재와 떨어진다.
다른 양상에서, 뼈 앵커, 안정화 부재 및 커플링 메커니즘을 포함한 뼈 안정화 시스템이 제공된다. 커플링 메커니즘은 뼈 앵커 및 안정화 부재를 작동적으로 연결하도록 구성된다. 뼈 안정화 시스템은 커플링 메커니즘 내부에 안정화 부재를 고정시키기 위하여 커플링 메커니즘에 작동적으로 연결되는 잠금장치를 더욱 포함한다. 잠금장치는 삽입헤드 부재, 시팅 부재 및 인터페이스 부재를 포함한다. 시팅 부재는 이를 통해 연장되는 하나 이상의 홀을 가지며 절단접점에서 삽입헤드 부재와 연결된다. 시팅 부재는 커플링 메커니즘 내부에 안정화 부재를 고정하기 위하여 커플링 메커니즘과 작동적으로 관련된다. 하나 이상의 홀 내부에 포함된 하나 이상의 포스트는 시팅 부재와 인터페이스 부재 사이에 배치되도록 구성된다. 상기 하나 이상의 포스트는 인터페이스 부재를 시팅 부재에 단단하게 커플링하고 안정화 부재를 커플링 메커니즘 내부에 고정시키기 위해 잠금장치가 사용될 때 시팅 부재와 안정화 부재 사이에 배치되도록 구성된다. 또한, 하나 이상의 포스트는 절단선(break-off line)을 포함하며, 이에 따라 시팅 부재가 커플링 메커니즘에 체결되면서 인터페이스 부재는 안정화 부재와 접촉하게 된다. 커플링 메커니즘 내부로 시팅 부재를 계속하여 나사식으로 전진시키면 인터페이스 부재는 시팅 부재와 안정화 부재 사이에 배치되고 안정화 부재는 커플링 메커니즘 내부에 고정된다. 커플링 메커니즘 내부로 안정화 부재가 적합하게 고정되면, 토크생성 도구에 의해 삽입헤드 부재에 사전선택된 토크 양이 인가됨에 따라 삽입헤드 부재는 절단접점에서 시팅 부재와 떨어질 수 있다.
다른 양상에서, 뼈 앵커, 안정화 부재 및 커플링 메커니즘을 포함한 뼈 안정화 시스템이 제공된다. 커플링 메커니즘은 뼈 앵커 및 안정화 부재를 작동적으로 연결하도록 구성된다. 뼈 안정화 시스템은 커플링 메커니즘 내부에 안정화 부재를 고정시키기 위하여 커플링 메커니즘에 작동적으로 연결되는 잠금장치를 더욱 포함한다. 잠금장치는 삽입헤드 부재, 시팅 부재 및 포스트화 부재(posted member)를 포함한다. 상기 포스트화 부재는 인터페이스 부재 및 이로부터 연장되는 하나 이상의 포스트를 가진다. 시팅 부재는 이를 통해 연장되는 하나 이상의 홀을 가지며 절단접점에서 삽입헤드 부재와 연결된다. 시팅 부재는 커플링 메커니즘 내부에 안정화 부재를 고정하기 위하여 커플링 메커니즘과 작동적으로 관련된다. 하나 이상의 포스트는 하나 이상의 홀에 수용되고 마찰에 의해 체결되어 시팅 부재에 대한 포스트화 부재의 움직임을 제한한다. 상기 하나 이상의 포스트는 인터페이스 부재를 시팅 부재에 단단하게 커플링하고, 여기서 포스트화 부재는, 안정화 부재를 커플링 메커니즘 내부에 고정시키기 위해 잠금장치가 사용될 때 시팅 부재와 안정화 부재 사이에 배치되도록 구성된다. 또한, 하나 이상의 포스트는 절단접점에서 인터페이스 부재와 연결되고, 시팅 부재가 커플링 메커니즘에 체결되면서 인터페이스 부재가 떨어져 안정화 부재에 접촉되도록 한다. 커플링 메커니즘 내부로 시팅 부재를 계속하여 나사식으로 전진시키면 포스트화 부재는 시팅 부재와 안정화 부재 사이에 배치되고 안정화 부재는 커플링 메커니즘 내부에 고정된다. 커플링 메커니즘 내부로 안정화 부재가 적합하게 고정되면, 토크생성 도구에 의해 삽입헤드 부재에 사전선택된 토크 양이 인가됨에 따라 삽입헤드 부재는 절단접점에서 시팅 부재와 떨어질 수 있다.
다른 양상에서, 척주 안정화 방법이 제안된다. 본 방법은: 뼈 앵커, 안정화 부재, 커플링 메커니즘 및 잠금장치를 포함한 뼈 안정화 시스템을 제공하는 단계로서, 커플링 메커니즘은 안정화 부재를 뼈 앵커에 커플링하도록 구성되고, 잠금장치는 커플링 메커니즘과 작동적으로 관련되며, 여기서 잠금장치는 삽입헤드 부재, 시팅 부재 및 인터페이스 부재를 더욱 포함하고, 여기서 삽입헤드 부재는 시팅 부재에 연결되며 시팅 부재는 인터페이스 부재에 연결되며, 시팅 부재는 커플링 메커니즘에 체결되도록 작동된다. 본 방법은 뼈 앵커를 커플링 메커니즘에 삽입하는 단계 및 뼈 앵커를 척주 내부의 척추뼈에 부착하는 단계를 더욱 포함한다. 본 방법은 안정화 부재를 커플링 메커니즘에 배치하는 단계 및 잠금장치를 커플링 메커니즘에 체결하는 단계를 더욱 포함하며, 이에 따라 시팅 부재는 커플링 메커니즘에 나사식으로 체결되어 인터페이스 부재가 시팅 부재와 떨어져 안정화 부재와 접촉하도록 한다. 시팅 부재를 커플링 메커니즘 내부로 계속하여 나사식으로 전진시키면 안정화 부재는 인터페이스 부재와 커플링 메커니즘 사이에 고정된다.
본 발명의 기술을 통해 추가적 특징 및 이점들이 실현될 것이다. 본 발명의 다른 구현예 및 양상들은 본 명세서에 상세하게 설명되며 청구된 발명의 일부로 간주된다.
[본 발명의 실현을 위한 최적 모드]
포괄적으로는, 뼈 안정화 시스템 또는 앵커 시스템을 위한 개선된 잠금장치 및 뼈 안정화 시스템 및 상기 개선된 잠금장치를 이용한 척주 안정을 위한 수술방법이 제안된다. 뼈 안정화 시스템은 뼈 앵커 (예컨대, 나사), 커플링 메커니즘 (예컨대, 내부 튤립형 헤드) 및 안정화 부재 (예컨대, 로드(rod))를 포함하며, 커플링 메커니즘은 안정화 부재를 뼈 앵커에 커플링하도록 형성된다. 개선된 잠금장치는 삽입헤드 부재, 시팅 부재 (예컨대, 나사식 잠금 캡(threaded locking cap)) 및 인터페이스 부재를 포함한다. 삽입헤드 부재 및 인터페이스 부재는, 커플링 메커니즘 내부에서 안정화 부재를 고정시키기 위하여 커플링 메커니즘과 작동적으로 관련되며 관통하여 연장되는 하나 이상의 개구부를 포함할 수 있는 시팅 부재와 일체로 연결된다. 인터페이스 부재는, 시팅 부재와 안정화 부재 사이에 배치되도록 시팅 부재에 연결된다. 인터페이스 부재는, 시팅 부재와 인터페이스 부재 사이에 배치되는 하나 이상의 포스트를 포함할 수 있다. 포스트는 인터페이스 부재에서 연장되어 시팅 부재의 하나 이상의 개구부에 수용될 수 있다. 반대의 경우도 고려될 수 있는데, 여기서 포스트는 시팅 부재에서 연장되어 인터페이스 부재의 하나 이상의 개구부에 수용될 수 있다. 상기 하나 이상의 포스트는, 커플링 메커니즘 내부에 안정화 부재를 고정시키기 위하여 시팅 부재가 작동적으로 커플링 메커니즘과 체결되기 전에, 시팅 부재를 인터페이스 부재에 단단하게 커플링한다. 다양한 구현예의 시팅 부재, 인터페이스 부재 및 포스트가 도 4-11C를 참조하여 후술된다. 그러나, 뼈 안정화 시스템의 하나의 구현예가 도 1-3을 참조하여 먼저 설명된다.
도 1에서 커플링 메커니즘(10), 잠금장치(20) (본 구현예에서, 시팅 부재(22) 및 새들 부재(saddle member: 50)를 포함함), 안정화 부재(30) 및 뼈 앵커(40)를 포함하는 뼈 안정화 시스템(60)이 도시된다. 다수의 척주 부위를 고정시키기 위하여 척추에 사용되는 경우, 각각의 뼈 앵커(40)는 각 척추뼈에 배치되고, 커플링 메커니즘(10)은 이식된 뼈 앵커(40)에 부착된다. 다수의 뼈 앵커 및 커플링 메커니즘이 배치된 후, 하나 또는 그 이상의 손상된 척추부위에 걸쳐질 수 있는 적당한 치수의 안정화 부재(30)는 커플링 메커니즘(10) 내부에 배치되고 다수의 잠금장치를 이용하여 제자리에 고정된다. 초기의 본 구현예에서, 잠금장치(20)는 시팅 부재(22) 및 새들 부재(50)를 포함한다. 잠금장치가 사용되는 경우, 안정화 부재(30)는 새들 부재(50)에 의해 커플링 메커니즘(10)과 시팅 부재(22) 사이에 마찰에 의해 제자리에 고정된다.
하나의 구현예에서, 잠금장치는 변형가능한 새들 부재(50)를 포함할 수 있으며, 이는 커플링 메커니즘(10) 내부에 고정될 때 표면 응력의 상승을 감소시켜 안정화 부재(30)에서 생길 수 있는 응력을 줄이기 위함이다. 이것은 새들 부재(50)를 안정화 부재(30)와 동일 또는 유사한 재료로 제조함으로써 달성되고 안정화 부재(30)의 형상에 따라 더욱 변형되는 오목한 원위 인터페이스면(distal interface surface)을 포함한다.
도 2 및 3을 참조하면, 뼈 안정화 시스템(60)의 커플링 메커니즘(10)은 시트(seat: 13) 및 한 쌍의 커플링 암(coupling arms: 11)으로 형성되는 채널(channel: 14)을 포함한다. 시트(13)로부터 상향 돌출되고 실질적으로 평행하게 배치된 커플링 암(11)은 시트(13)와 함께 안정화 부재(30)를 수용할 수 있는 적당한 크기의 U자형의 채널(14)을 형성한다. 커플링 암(11)의 내부벽은 내부 나사산(internal threads: 12) 또는 내부 캠 표면(cam surface)(미도시)을 포함하여 시팅 부재(22)의 외부 나사산(external threads)과 체결된다. 전형적으로, 하나 이상의 관통홀(through hole: 15)이 커플링 메커니즘(10) 내 시트(13)의 바로 아래에 위치된다. 하나의 접근에 있어서, 안정화 부재의 배치 전에 뼈 앵커가 홀(15) 내로 삽입된다. 삽입 이후, 뼈 앵커의 종축은 커플링 메커니즘(10)에 대하여 고정각도를 이루거나 홀(15) 내에서 피벗될(pivot) 수 있다. 홀(15)은 카운터보링(counter bored), 카운터싱킹(counter sinking), 슬롯 처리되거나(slotted), 구형시트를 가지거나, 키처리되거나(keyed), 이들 제조기술을 조합 또는 변형하여 앵커 헤드의 최상부가 시트 바닥(seat floor: 16) 아래에 놓여 단일 또는 다중 평면 방식으로 피벗되거나 각을 이룰 수 있다.
본 실시예에서, 시팅 부재(22)는 커플링 메커니즘(10)의 내부 나사산(12)과 나사식으로 체결되지만, 본 분야의 기술자들은, 커플링 암(11)의 내부면에 위치하는 내부 캠 표면(미도시)과 체결되는 외부 캠 표면(미도시)을 포함하도록 구성된 시팅 부재를 포함한, 다른 형상들이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 잠기지 않은 위치에서, 안정화 부재(30)는 채널(14) 내에서 자유로이 움직일 수 있다. 시팅 부재(22)가 커플링 메커니즘(10)의 내부 나사산(12)과 실질적으로 체결되는 잠금 위치에서, 압력 또는 압축력은 새들 부재(50)의 원위 인터페이스면을 통해 안정화 부재(30)에 인가된다.
안정화 부재(30) (도 1 참조)는 전형적으로 연장되고 연속적인 정형외과용 임플란트 형상, 예를 들어 로드 형태이다. 제한적이지는 않지만 대안적인 안정화 부재로는 플레이트, 바(bar), 테더(thether), 케이블, 탄성 구조체 또는 동적 안정화 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 안정화 부재(30)는 폴리에터에터케톤(PEEK) 고분자와 같은 플라스틱 재료로 제조될 수 있다. 대안으로, 안정화 부재(30)는 탄소섬유 복합고분자, 생체적합성 금속, 형상기억금속, 재흡수가능한 고분자, 생체불활성 고분자재료(bio-inert polymeric material), 열가소성 고분자, 열경화성 고분자 또는 임의의 이들 재료의 조합을 포함하는 재료로 제조될 수 있다.
상세한 하나의 실시예로서, 새들 부재(50)는 폴리에터에터케톤(PEEK) 고분자와 같은 변형가능한 플라스틱 재료로 제조될 수 있다. 대안으로, 새들 부재(50)는 탄소섬유 복합고분자, UHMWPE, 형상기억금속, 저 굽힘계수의 금속, 재흡수가능한 고분자, 생체불활성 고분자재료, 열가소성 고분자, 열경화성 고분자 또는 이들 재료의 임의의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 다른 변형가능한 재료로 제조될 수 있다. 하나의 구현에서, 새들 부재(50)를 구성하는 재료는 안정화 부재(30)의 굽힘계수(flexural modulus)와 동일하거나 유사한 굽힘계수를 가질것이다. 새들 부재(50)의 굽힘계수의 가능한 범위는 약 30 내지 115 MPa이다.
전형적으로 뼈 앵커(40)가 뼈 나사로 구성되나, 뼈 고정 포스트(bone fixation post) (미도시), 뼈 스테이플(bone staple) (미도시), 후크 (미도시) 및 이동가능한 다중축 헤드 또는 나사 (미도시)를 포함하는 대안적인 뼈 앵커가 사용될 수 있다. 본 분야의 기술자들은 본 명세서에 기재된 뼈 앵커-커플링 메커니즘 구조체는 예시적인 것이며, 커플링 메커니즘(10)이 뼈 앵커(40)와 일체로 구성되는 것을 포함하는 다른 구성이 이용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 4 & 5는 본 발명에 의한 뼈 안정화 시스템의 다른 구현예를 도시한 것이다. 본 구현예는 도 1-3의 뼈 안정화 시스템과 유사하다; 그러나, 처음 구현예의 새들 부재(50)가 인터페이스 부재(165)로 대체되고, 시팅 부재 20이 시팅 부재 120으로 대체되며, 도 4 & 5에 도시된 바와 같이 하나의 구현예에서 삽입헤드 부재(150)가 구성된다. 더욱 상세하게는, 이러한 뼈 안정화 시스템은 커플링 메커니즘(110), 잠금장치 (시팅 부재(120), 삽입헤드 부재(150) 및 인터페이스 부재(165)를 포함함), 안정화 부재(130) 및 뼈 앵커(140)를 포함한다. 사용에 있어서, 뼈 앵커(140)는 각각의 척추뼈 내부에 배치되고, 커플링 메커니즘(110)이 뼈 앵커에 부착된다. 커플링 메커니즘(110)은 손상된 척추 영역의 하나 또는 그 이상의 부위에 걸쳐질 수 있는 안정화 부재(130)를 수용하는 적당한 크기이다. 본 구현예에서도, 커플링 메커니즘(110)은 두 개의 상향으로 돌출된 암(111)을 포함하며, 이것들은 (실시예로서) 잠금장치의 시팅 부재(120)를 나사식으로 수용하기 위해 그 내부면에 나사산(112)을 가진다.
도시된 바와 같이 시팅 부재(120)는 커플링 메커니즘(110)과 체결되는 외부 나사산(122)을 포함하고 본 구현예에서 삽입헤드 부재(150)는 육각 형상의 외주를 가진다. 중앙 천공(cnetal cannulation) 또는 개구부(126)는 삽입헤드 부재(150), 시팅 부재(120) 및 인터페이스 부재(165)를 통해 연장될 수 있다. 도 4 & 5에 도시된 구현예에서, 인터페이스 부재(165)는 제1 절단접점에서 시팅 부재(120)의 하나의 단부에 일체로 연결될 수 있고, 제2 절단접점(152)에서 시팅 부재(120)의 다른 단부는 삽입헤드 부재(150)에 일체로 연결될 수 있다. 인터페이스 부재(165)의 원위 인터페이스면(162)은 안정화 부재(130)와의 물리적 접촉이 용이하도록 안장 스타일로 만곡된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 작동에 있어서, 시팅 부재(120)이 커플링 메커니즘(110)에 체결되면, 제2 절단접점(152)에서 인터페이스 부재(165)는 시팅 부재(120)와 떨어진다. 인터페이스 부재(165)가 시팅 부재(120)으로부터 절단되기 위한 필요한 토크력(torque force)은 삽입헤드 부재(150)을 떨어뜨리기 위하여 필요한 토크력보다 작다. 절단되면, 인터페이스 부재(165)는 커플링 메커니즘(110) 내부로 낙하되어 안정화 부재(130)의 최상위 외부 부분과 접촉된다. 커플링 메커니즘(110) 내부로 시팅 부재(120)를 계속하여 나사식으로 전진시키면, 시팅 부재(120)는 인터페이스 부재(165)를 눌러 체결하여 더욱 안정화 부재(130)와 접촉되도록 하며, 이에 따라 커플링 메커니즘(110) 내부에 안정화 부재(130)를 고정시킨다.
도 6은 커플링 메커니즘(110)과 완전히 체결된 시팅 부재(120)를 도시하며, 이에 따라 원위 인터페이스면(162)은 안정화 부재(130)의 최상위 외부 부분과 접촉되고 안정화 부재(130)를 인터페이스 부재(165)와 커플링 메커니즘(110) 사이에 고정시킨다. 토크 생성 삽입수술도구(미도시)로 사전선택된(pre-selected) 최대 토크력이 인가된 이후에, 삽입헤드 부재(150)는 제2 절단접점(152)에서 시팅 부재(120)와 떨어졌다. 이러한 최대 토크 값(torque value)을 결정하기 위하여는, 절단접점(152)를 형성하는 삽입헤드 부재(150) 주위에서 제거되는 재료의 양뿐만 아니라 잠금장치의 재료 타입, 절단접점의 직경을 고려하여야 한다. 삽입헤드 부재(150)를 시팅 부재(120)로부터 떨어뜨리는데 필요한 최대 토크력 범위는 약 9 내지 약 13 N·M이다. 인터페이스 부재(165)를 시팅 부재(120)로부터 떨어뜨리기 위한 최대 토크 값은 바람직하게는 9 N·M 미만이다. 삽입헤드 부재(150)가 떨어지면, 낮은 프로파일 표면이 된다. 낮은 프로파일의 임플란트 표면을 가지는 구조물은 척주 둘레의 연조직 자극을 포함한 수술 후 합병증의 가능성을 줄이는 이점이 있다.
도 7, 7A & 7B는 뼈 안정화 시스템용 잠금장치의 다른 구현예를 도시하는데, 안정화 시스템은 뼈 앵커(140), 안정화 부재(130) 및 상기 안정화 부재를 도시된 바와 같이 받침으로써(cradle) 뼈 앵커에 커플링되도록 구성되는 커플링 메커니즘(110)을 포함한다. 안정화 부재(130)는 다수의 커플링 메커니즘-뼈 앵커 어셈블리를 통해 연장될 수 있다. 본 구현예에서, 잠금장치는 도 4 & 5와 관련하여 상술된 바와 같은 시팅 부재(120) 및 삽입헤드 부재(150), 및 다른 구현예의 인터페이스 부재(265)를 포함한다. 대안적인 본 구현예는 인터페이스 부재(265) 및 원통형 포스트(255)를 포함한다. 포스트(255)는 근위 단부 및 원위 단부에 인접하게 위치된 두 개의 방사상으로 연장되는 플레어부(flared portion: 256, 257)를 포함한다. 도 4 & 5와 관련하여 상술된 바와 같이, 인터페이스 부재(265)는 제1 절단접점(151)에서 시팅 부재(120)의 하나의 단부에 일체로 연결될 수 있고, 시팅 부재(120)의 다른 단부는 제2 절단접점(152)에서 삽입헤드 부재(150)에 일체로 연결될 수 있다. 중앙 홀(258)은 축방향으로 삽입헤드 부재(150) 및 시팅 부재(120)를 통해 연장되며, 중앙 홀(258)은 바람직하게는 삽입헤드 부재(150)의 최상면(153)에 대하여 제1 카운터보어(counterbore: 252)를 가지며, 바람직하게는 원위 인터페이스면(265)에 대하여 제2 카운터보어(251)를 가진다. 포스트(255)를 중앙 홀(258) 내부에 보유하는 조립공정은, 포스트(255)의 하나의 단부에 변형하중(deforming load)을 인가하는 첫 단계를 포함할 수 있고, 이에 따라 상기 제1 단부에 인접하게 방사상으로 연장되는 제1 플레어부(256)를 형성한다. 바람직하게는, 포스트(255)는 홀(258)에 삽입되어 플레어부(256)가 제1 카운터보어(252)의 내부 숄더(internal shoulder)와 접촉된다. 포스트(255)를 홀(258)에 삽입시킨 후, 포스트(255)는 시팅 부재(120)와 인터페이스 부재(265) 사이에 배치된다. 그리고 나서 변형하중을 포스트의 원위 단부 또는 제2 단부에 인가하면, 이에 따라 포스트(255)의 원위 단부에 인접하게 방사상으로 연장되는 제2 플레어부(257)가 형성되는 것이 전형적이다. 플레어부(257)는 카운터보어(251)의 내부 숄더와 접촉되어 포스트(255)를 홀(258) 내부에 고정시킨다. 인터페이스 부재(265)의 원위 인터페이스면(262)은 안정화 부재(130)의 외면 일부와 물리적으로 체결되도록 안장 스타일로 만곡된다.
도 7A에 도시된 바와 같이 작동에 있어서, 시팅 부재(120)가 커플링 메커니즘(110)에 나사식으로 체결되도록 하는 커플링 메커니즘(110)의 커플링 암(111) 내부에 인터페이스 부재(265)가 배치된다. 시팅 부재(120)가 체결되면 인터페이스 부재(265)는 절단접점(151)에서 시팅 부재(120)와 떨어진다. 포스트(255)는 시팅 부재(120)를 유지하고 커플링 메커니즘(110) 내부에 인터페이스 부재(265)가 회전가능하게 커플링되도록 한다. 커플링 메커니즘(110) 내부로 시팅 부재(120)를 계속하여 나사식으로 전진시키면, 시팅 부재(120)는 인터페이스 부재(165)를 눌러 체결하여 더욱 안정화 부재(130)와 접촉되도록 하며, 이에 따라 커플링 메커니즘(110) 내부에 안정화 부재(130)를 고정시킨다. 시팅 부재(120)가 충분히 체결되고 커플링 메커니즘(110) 내부에 안정화 부재(130)를 마찰적으로 고정시키는 하중이 인가될 때 플레어부(257)가 원위 인터페이스면(262) 아래에 보유되도록 카운터보어(251)가 구성되고 크기가 정해지며, 포스트(255)는 홀(258) 내부에 남아있다.
도 7B는 커플링 메커니즘(110)과 완전히 체결된 시팅 부재(120)를 도시하며, 이에 따라 원위 인터페이스면(262)은 안정화 부재(130)의 최상위 외부 부분과 접촉되고 안정화 부재(130)를 인터페이스 부재(165)와 커플링 메커니즘(110) 사이에 고정시킨다. 도 4 & 5와 관련하어 상술된 바와 같이, 바람직하게 낮은 프로파일 임플란트 표면을 형성할 수 있는 삽입수술도구 (미도시)에 의해 (상기 도 5 & 6과 관련하여 기재된 범위에 있는) 사전선택된 최대 토크력이 인가된 이후에, 삽입헤드 부재(150)는 제2 절단접점(152)에서 시팅 부재(120)와 떨어진다.
도 8은 뼈 안정화 시스템용 잠금장치의 다른 구현예를 도시하는데, 안정화 시스템은 뼈 앵커(140), 안정화 부재(130) 및 커플링 메커니즘(110)을 포함한다. 본 구현예에서, 잠금장치는 도 4 & 5와 관련하여 상술된 바와 같은 시팅 부재(120) 및 삽입헤드 부재(150), 및 다른 구현예의 인터페이스 부재(365)를 포함한다. 대안적인 본 구현예는 인터페이스 부재(365) 및 포스트 부재(post member: 355)를 포함한다. 포스트 부재(355)는 포스트의 주변부 둘레 및 그 단부들의 중간부에 원주 절단선(circumferential break-off line: 356)을 가진다. 이러한 절단선은 예를 들어 원하는 위치에 포스트 부재(355)로부터 원주상으로 재료를 제거하여 형성될 수 있다. 바람직하게는, 포스트 부재(355)의 단면 형상은, 정사각형, 직사각형, 삼각형, 육각형 또는 다른 비원형의 기하학적 형상이다. 시팅 부재(120) 및 삽입헤드 부재(150)는 일체로 연결되며 이를 완전히 관통하여 연장되는 중앙으로 위치된 축방향 홀(centrally located axial hole: 357)을 포함한다. 바람직하게는, 인터페이스 부재(365) 또한 중앙으로 위치된 관통홀(centrally located through hole: 358)을 포함한다. 이러한 대안적인 구현예의 잠금장치 조립공정은 포스트 부재(355)의 양 단부를 시팅 부재(120) 및 인터페이스 부재(365)의 대응되는 중앙 홀(357, 358) 내부로 삽입하는 단계를 포함한다. 삽입될 때, 포스트 부재(355)의 양 단부는 중앙 홀(357, 358) 내부에서 마찰에 의해 체결되어 시팅 부재(120)를 인터페이스 부재(365)에 단단하게 연결시킨다. 도 4 & 5와 관련하여 설명된 바와 같이, 시팅 부재(120)는 절단접점(152)에서 삽입헤드 부재(150)에 일체로 연결된다. 인터페이스 부재(365)의 원위 인터페이스면(362)은 안정화 부재(130)의 외면 일부와 물리적으로 체결되도록 만곡된다.
이러한 대안적인 구현예의 잠금장치는 상기 도 7에 도시된 구현예와 유사하게 작동되며, 시팅 부재(120)가 커플링 메커니즘(110)에 나사식으로 체결되도록 하는 커플링 메커니즘(110)의 커플링 암(110) 내부에 인터페이스 부재(365)가 배치된다. 시팅 부재(120)가 체결되면, 포스트 부재(355)는 원주 절단선(356)에서 절단되어 인터페이스 부재(365)는 커플링 메커니즘(110) 내부로 낙하되어 안정화 부재(130)의 최상위 외부 부분과 접촉된다. 커플링 메커니즘(110) 내부로 시팅 부재(120)를 계속하여 나사식으로 전진시키면, 시팅 부재(120)는 인터페이스 부재(365)를 눌러 체결하여 더욱 안정화 부재(130)와 접촉되도록 하며, 커플링 메커니즘(110) 내부에 안정화 부재(130)를 고정시킨다.
도 8A에 도시된 바와 같이, 이러한 대안적인 구현예의 잠금장치는 도 7A에 도시된 구현예와 유사한 방식으로 작동되며, 시팅 부재(120)의 충분한 체결 및 안정화 부재(130)의 고정 후, 삽입헤드 부재(150)는 제2 절단접점(152)에서 시팅 부재(120)와 떨어질 수 있다. 이러한 절단은 토크생성 삽입수술도구 (미도시)에 의해 삽입헤드 부재(150)에 상기 도 5 & 6과 관련하여 설명된 범위에서 사전선택된 최대 토크력을 인가할 때 진행될 것이다.
도 9, 9A & 9B는 뼈 안정화 시스템용 잠금장치의 다른 구현예를 도시하는데, 안정화 시스템은 뼈 앵커(140), 안정화 부재(130) 및 상기 안정화 부재를 도시된 바와 같이 받침으로써 뼈 앵커에 커플링되도록 구성되는 커플링 메커니즘(110)을 포함한다. 본 구현예에서, 잠금장치는 도 4 & 5와 관련하여 상술된 바와 같은 시팅 부재(120), 및 다른 구현예의 포스트화 부재(400)를 포함한다. 대안적인 본 구현예는 포스트화 부재(400)는 인터페이스 부재(465) 및 이의 근위면(461)에서 연장된 포스트(455)를 포함한다. 인터페이스 부재(465)의 원위 인터페이스면(466)은 안정화 부재(130)의 외면 일부를 물리적으로 체결하기 위하여 안장 스타일로 만곡된다. 포스트(455)는, 포스트(455) 및 인터페이스 부재(465) 사이의 경계에 인접하게 제1 절단접점(462), 및 포스트(455)의 단부 및 상기 제1 절단접점(462) 중간부에 배치된 원주 플랜지(circumferential flange: 457) 또는 스냅 링을 포함한다. 포스트(455)는, 포스트(455)의 단부에 인접하게 위치된 하나의 방사상으로 연장되는 플레어부(456)를 더욱 포함할 수 있다. 도 7 & 7A와 관련하여 상술된 바와 같이, 시팅 부재(120)는 제2 절단접점에서 삽입헤드 부재(150)와 일체로 연결된다. 바람직하게는, 중앙 홀(458)은 삽입헤드 부재(150) 및 시팅 부재(120)를 통해 축방향으로 연장되고, 중앙 홀(458)은 전형적으로 삽입헤드 부재(150)의 최상면(153)에 대하여 제1 카운터보어(452) 및 바람직하게는 시팅 부재 바닥면(421)에 대하여 제2 카운터보어(451)를 가진다. 인터페이스 부재(465)를 시팅 부재(120)에 커플링하는 바람직한 조립공정은 포스트(455)의 단부를 시팅 부재(120)의 중앙 홀(458) 내부로 삽입하는 단계를 포함한다. 상기 삽입 단계 이후, 포스트(455)의 상기 단부에 변형하중이 인가되고, 이에 따라 포스트(455)의 상기 단부에 인접하게 방사상으로 연장되는 플레어부(456)가 형성된다. 바람직하게는, 플레어부(456)는 제1 카운터보어(452)의 내부 숄더와 접촉되고 원주 플랜지(457)는 제2 카운터보어(451)의 내부 숄더와 접촉된다. 포스트(455)를 홀(458)에 삽입한 후, 포스트화 부재(400)는 시팅 부재(120)에 단단하게 커플링된다.
작동에 있어서, 이러한 대안적인 구현예의 잠금장치는 상기 도 8에 도시된 구현예와 유사하게 기능하며, 시팅 부재(120)가 커플링 메커니즘(110)에 나사식으로 체결되도록 하는 커플링 메커니즘(110)의 커플링 암(110) 내부에 인터페이스 부재(365)가 배치된다. 도 9A에 도시된 바와 같이, 시팅 부재(120)가 체결되면, 포스트(455)는 제1 절단접점(462)에서 절단되어 인터페이스 부재(465)는 커플링 메커니즘(110) 내부로 낙하되어 안정화 부재(130)의 최상위 외부 부분과 접촉된다. 포스트(455)가 절단되는데 필요한 토크력은 통상 삽입헤드 부재(150)가 시팅 부재(120)와 떨어지는데 필요한 토크력보다 작다. 커플링 메커니즘(110) 내부로 시팅 부재(120)를 계속하여 나사식으로 전진시키면, 포스트(455)는 인터페이스 부재(465)를 눌러 체결하여 더욱 안정화 부재(130)와 접촉되도록 하며, 커플링 메커니즘(110) 내부에 안정화 부재(130)를 고정시킨다.
도 9B에 도시된 바와 같이, 이러한 대안적인 구현예의 잠금장치는 상기 도 8A에 도시된 구현예와 유사한 방식으로 작동되며, 시팅 부재(120)의 충분한 체결 및 커플링 메커니즘(110) 내부에서의 안정화 부재(130)의 고정 이후, 삽입헤드 부재(150)는 제2 절단접점(152)에서 시팅 부재(120)와 떨어질 수 있다. 이러한 절단은 토크생성 삽입수술도구 (미도시)에 의해 삽입헤드 부재(150)에 사전선택된 최대 토크력을 인가할 때 진행될 것이다. 최대 토크력의 범위는 약 9 내지 약 13 N·M이다.
도 10A는 본 발명에 따른 잠금장치용 삽입헤드 부재의 다른 구현예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 삽입헤드 부재(150)는 육각형상의 외주(outer perimeter)를 가진다. 삽입헤드 부재(150)의 외주는 토크생성 삽입수술도구의 다중-면 고정을 가능하게 한다. 대안으로, 도 10B는 그 내부에 연장된, 육각형상 내부 개구부(156)를 포함한 삽입헤드 부재(155)의 평면도이다. 본 실시예에서, 육각형상 개구부(156)는 중앙의 축방향으로 연장되는 개구부(154)와 정렬된다. 삽입헤드 부재(155)는 비육각형상의 외주로 형성될 수 있다. 도 10C는 또 다른 구현예의 삽입헤드 부재(157)의 평면도이다. 본 구현예에서, 삽입헤드 부재(157)의 최상면은 토크생성 삽입수술도구 (미도시)와 체결되는 육각 별형상 내부 개구부(internal hexalobular-shaped opening: 158)를 가진다. 도 10B의 구현예와 같이, 삽입헤드 부재(157)는 비육각형상의 외주를 가질 수 있고 육각 별형상 내부 개구부(158)와 정렬된 중앙의 축방향으로 연장되는 개구부(159)를 포함하여 토크생성 삽입수술도구 (미도시)를 정렬시키기 위한 구조물 구조체 (예컨대, 포스트 또는 핀) 또는 고정 지지체를 삽입시킬 수 있다. 삽입헤드 부재(155)의 내부 개구부의 형상에 대한 상기 예는 전적인 것은 아니다. 다른 형상의 내부 개구부도 고려될 수 있고, 직사각형, 정사각형, 삼각형 또는 다른 다각 형상을 포함할 수 있다.
도 11A, 11B 및 11C는 포스트화 부재(400)에 대한 또 다른 기하적 포스트 변형들을 도시한 것이다. 도 11A의 평면도에서, 포스트화 부재는 정사각형 포스트(470)가 돌출된 인터페이스 부재(465)를 포함한다. 본 구현예에서, 포스트(470)는 상술된 포스트와 유사한 방식으로 인터페이스 부재(465)로부터 연장되는 연장 포스트이다. 그러나, 본 구현예에서는, 포스트(470)는 평면도에 도시된 바와 같이 사각 횡단면을 가진다. 임의의 바람직한 기하적 구성이 포스트에 대하여 적용될 수 있다. 도 11B & 11C는 다른 예들을 도시하며, 각각 삼각형상 포스트(471) 및 육각형상 포스트(472)이고, 인터페이스 부재(465)로부터 연장된다. 포스트(470)용 다른 횡단면들은 직사각형, 오블롱(oblong) 등을 포함할 수 있다.
잠금장치 (시팅 부재(120), 삽입헤드 부재(150) 및 인터페이스 부재(165))는 티타늄 합금, 예를 들어 합금 Ti-6Al-4V으로 제조될 수 있다. 대안으로, 잠금장치는 CP 티타늄, 코발트-크롬, 300 계열 스테인리스 강, 탄소섬유재료, 탄소섬유복합재, 재흡수가능한 고분자, 생체불활성 고분자재료, 열가소성 고분자, 열경화성 고분자 또는 이들 재료의 조합 중 하나 또는 그 이상으로 제조될 수 있다. 또한, 인터페이스 부재(165)는 상기의 생체적합성 재료와는 다른 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 인터페이스 부재는 탄성적으로 변형되는, 이에 따라 잠금장치가 커플링 메커니즘(110) 내부로 나사식으로 전진될 때 안정화 부재(130)를 고정할 수 있는 재료로 제조될 수 있다. 예로서, 인터페이스 부재(165)는 폴리에터에터케톤 (PEEK) 고분자와 같은 변형 플라스틱재료로 제조될 수 있다. 대안으로, 인터페이스 부재(165)는 탄소섬유복합고분자, UHMWPE, 형상기억금속, 재흡수가능한 고분자, 생체불활성 고분자재료, 열가소성 고분자, 열경화성 고분자, 또는 이들 재료의 임의의 조합으로 이루어진 다른 변형 재료로 제조될 수 있다.
상기 설명의 관점에서, 본 분야의 기술자들은 척주를 안정화시키는 방법이 제안되는 것을 이해할 수 있다. 본 방법은: 뼈 앵커, 안정화 부재, 커플링 메커니즘 및 잠금장치를 포함한 뼈 안정화 시스템을 제공하는 단계로서, 커플링 메커니즘은 안정화 부재를 뼈 앵커에 커플링하도록 구성되고, 잠금장치는 커플링 메커니즘과 작동적으로 관련되며, 또한 잠금장치는 커플링 메커니즘에 나사식으로 체결되도록 구성되는 시팅 부재, 삽입헤드 부재, 및 인터페이스 부재를 포함하고, 여기서 삽입헤드 부재는 시팅 부재에 일체로 연결되며, 인터페이스 부재는 원위 인터페이스면을 포함하고, 원위 인터페이스면은 평면 또는 만곡면 중 어느 하나를 포함하며, 만곡면은 안정화 부재와 일치되도록 만곡되는 단계; 뼈 앵커를 커플링 메커니즘에 삽입하고 뼈 앵커를 척주 내부의 척추뼈에 부착하는 단계; 안정화 부재를 커플링 메커니즘에 배치하는 단계; 잠금장치를 커플링 메커니즘에 체결하는 단계; 시팅 부재를 커플링 메커니즘에 나사식으로 전진하여 인터페이스 부재가 시팅 부재와 떨어지고, 이에 따라 인터페이스 부재가 안정화 부재와 접촉하도록 하는 단계; 및 시팅 부재를 커플링 메커니즘 내부로 계속하여 나사식으로 전진시켜 안정화 부재를 인터페이스 부재와 커플링 메커니즘 사이에 고정하는 단계를 포함한다.
본 방법은 토크생성도구를 이용하여 삽입헤드 부재에 사전선택된 토크력을 인가하여 절단접점에서 삽입헤드 부재를 시팅 부재로부터 절단하는 단계를 더욱 포함한다.
요약하면, 본 발명의 기술자는 상기 설명으로부터 뼈 안정화 시스템용 개선된 잠금장치 및 뼈 안정화 시스템 및 개선된 잠금장치를 이용한 척주를 안정시키기 위한 수술적 방법이 제안되는 것을 이해할 것이다. 뼈 안정화 시스템은 뼈 앵커, 커플링 메커니즘 및 안정화 부재를 포함하며, 커플링 메커니즘은 안정화 부재를 뼈 앵커에 커플링하도록 구성된다. 개선된 잠금장치는 시팅 부재, 삽입헤드 부재 및 인터페이스 부재를 포함한다. 시팅 부재는 안정화 부재를 커플링 메커니즘 내부로 고정시키기 위하여 커플링 메커니즘과 작동되며, 하나 이상의 개구부를 포함한다. 삽입헤드 부재는 절단접점에서 시팅 부재와 연결된다. 인터페이스 부재는 시팅 부재와 직접 연결되거나 대안으로 단단한 포스트로 함께 커플링될 수 있다. 안정화 부재를 커플링 메커니즘 내부에 고정하기 위하여 시팅 부재가 사용되는 경우, 인터페이스 부재는 시팅 부재와 안정화 부재 사이에 배치된다.
유리하게는, 삽입헤드가 시팅 부재와 떨어져 낮은 프로파일의 척추 임플란트를 형성할 수 있다. 또한, 시팅 부재와 인터페이스 부재가 단단히 커플링되고 시팅 부재가 커플링 메커니즘에 체결될 때 인터페이스 부재가 떨어지게 됨으로써 안정화 부재의 정렬 및 고정이 유리해진다. 시팅 부재 및 인터페이스 부재의 다양한 변형 및 두 구조체의 커플링 방법이 도시되고 본 명세서에 기재된다.
실시예로서, 인터페이스 부재의 원위면은 평면 또는 안장 스타일의 만곡면을 포함한, 여러 다른 형상을 포함할 수 있다. 안정화 부재의 외부 주변부와와 일치하는 안장 스타일로 만곡된 형상은, 안정화 부재 상의 힘이 전체 형상을 따라 분배되므로 반-강성의 안정화 부재에 대하여 유리하다. 그러나, 본 분야의 기술자는 인터페이스 부재의 원위 인터페이스면의 기하학적 형상은 본 명세서에 기술된 것에 국한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 또한, 인터페이스 부재의 외부 프로파일은 커플링 메커니즘의 주변으로 둘러싸이는 것에 국한되지 않는다. 즉, 인터페이스 부재는 커플링 메커니즘 암을 지나 연장될 수 있다.
바람직한 구현예들이 도시되고 본원에 상세히 설명되었으나, 본 발명과 관련된 분야의 기술자들 본 발명의 사상에서 벗어나지 않고 다양한 수정, 추가, 대체 등이 가능함이 명백할 것이고 따라서 이들은 후술하는 청구범위에서 정의된 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 고려된다.
본 발명으로 고려되는 주제는 본 명세서의 결론부에 있는 청구범위에서 특히 지적되고 구별되어 청구된다. 상기 및 본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부 도면들과 연관하여 후술되는 상세한 설명으로부터 명백하다.
도 1은 본 발명의 하나의 양상에 따른 뼈 안정화 시스템의 하나의 구현예의 사시도;
도 2는 본 발명의 하나의 양상에 따른 커플링 메커니즘의 하나의 구현예의 사시도;
도 3은 본 발명의 하나의 양상에 따른 도 2의 3-3선에서 취한 커플링 메커니즘의 하나의 구현예의 단면도;
도 4는 본 발명의 하나의 양상에 따른, 시팅 부재, 삽입헤드 부재 및 인터페이스 부재를 포함하는 잠금장치를 이용한 뼈 안정화 시스템의 하나의 구현예의, 인터페이스 부재가 커플링 메커니즘의 암 사이에 삽입되는 것을 도시하는 부분입면도;
도 5는 본 발명의 하나의 양상에 따른, 인터페이스 부재가 떨어져 안정화 부재와 접촉하면서, 커플링 메커니즘에 작동적으로 체결되는 시팅 부재를 도시하는, 도 4의 뼈 안정화 시스템의 부분입면도;
도 6은 본 발명의 하나의 양상에 따른, 인터페이스 부재가 안정화 부재를 고정시키고 삽입헤드 부재가 떨어진 이후에 시팅 부재가 커플링 메커니즘에 충분히 체결된 것을 도시하는, 도 4의 뼈 안정화 시스템의 부분입면도;
도 7은 본 발명의 하나의 양상에 따른, 인터페이스 부재가 커플링 메커니즘의 암 사이에 삽입되는 것을 보이는 다른 구현예의 잠금장치를 이용한 뼈 안정화 시스템의 부분입면도;
도 7A는 본 발명의 하나의 양상에 따른, 인터페이스 부재와 시팅 부재 사이에 배치되는 포스트에 의해 인터페이스 부재가 시팅 부재에 회전가능하게 연결되고 인터페이스 부재가 떨어진 이후에 시팅 부재가 커플링 메커니즘에 부분적으로 체결된 것을 도시하는, 도 7의 뼈 안정화 시스템의 부분입면도;
도 7B는 본 발명의 하나의 양상에 따른, 인터페이스 부재가 안정화 부재를 고정시키고 삽입헤드 부재가 떨어진 이후 시팅 부재가 커플링 메커니즘에 충분히 체결된 것을 도시하는, 도 7의 뼈 안정화 시스템의 부분입면도;
도 8은 본 발명의 하나의 양상에 따른, 삽입헤드 부재, 시팅 부재, 포스트 부재 및 인터페이스 부재를 포함하는 다른 구현예의 잠금장치를 이용한 뼈 안정화 시스템의 하나의 구현예에서 상기 인터페이스 부재가 커플링 메커니즘 암 사이에 삽입되는 것을 도시하는 부분입면도;
도 8A는 본 발명의 하나의 양상에 따른, 인터페이스 부재가 안정화 부재를 고정시키고 삽입헤드 부재가 떨어진 이후에 시팅 부재가 커플링 메커니즘에 충분히 체결된 것을 도시하는, 도 8의 뼈 안정화 시스템의 부분입면도;
도 9는 본 발명의 하나의 양상에 따른, 삽입헤드 부재, 시팅 부재 및 포스트화 부재를 포함하는 다른 구현예의 잠금장치를 이용한 뼈 안정화 시스템의 하나의 구현예에서 상기 인터페이스 부재가 커플링 메커니즘 암 사이에 삽입되는 것을 도시하는 부분입면도;
도 9A는 본 발명의 하나의 양상에 따른, 인터페이스 부재가 떨어져 안정화 부재와 접촉하면서, 커플링 메커니즘에 작동적으로 체결되는 시팅 부재를 도시하는, 도 9의 뼈 안정화 시스템의 부분입면도;
도 9B은 본 발명의 하나의 양상에 따른, 인터페이스 부재가 안정화 부재를 고정시키고 삽입헤드 부재가 떨어진 이후에 시팅 부재가 커플링 메커니즘에 충분히 체결된 것을 도시하는, 도 9의 뼈 안정화 시스템의 부분입면도;
도 10A는 본 발명의 하나의 양상에 따른, 도 6의 삽입헤드 부재의 평면도;
도 10B는 본 발명의 하나의 양상에 따른, 다른 구현예의 삽입헤드 부재의 평면도;
도 10C는 본 발명의 하나의 양상에 따른, 다른 구현예의 삽입헤드 부재의 평면도;
도 11A는 본 발명의 하나의 양상에 따른, 또 다른 구현예의 포스트화 부재의 평면도;
도 11B는 본 발명의 하나의 양상에 따른, 다른 구현예의 포스트화 부재의 평면도;
도 11C는 본 발명의 하나의 양상에 따른, 다른 구현예의 포스트화 부재의 평면도이다.

Claims (10)

  1. 뼈 앵커, 커플링 메커니즘(coupling mechanism) 및 안정화 부재(stabilization member)를 포함하는 뼈 안정화 시스템(bone stabilization system)에 사용되는 잠금장치(locking device)에서, 상기 커플링 메커니즘은 상기 안정화 부재를 상기 뼈 앵커에 커플링하도록 구성되고, 상기 잠금장치가
    삽입헤드 부재(insertion head member);
    상기 삽입헤드 부재에 단단하게 연결되며 상기 커플링 메커니즘 내부에 상기 안정화 부재를 고정하기 위하여 상기 커플링 메커니즘과 체결되도록 구성되는 시팅 부재(seating member); 및
    상기 시팅 부재에 커플링되는 인터페이스 부재(interface member)로서, 상기 시팅 부재는, 상기 안정화 부재를 상기 커플링 메커니즘 내부에 고정시키기 위해 상기 잠금장치가 사용될 때 상기 커플링 메커니즘에 체결되도록 구성되는 인터페이스 부재;를 포함하는 잠금장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인터페이스 부재는 절단접점(break-off junction)에서 상기 시팅 부재에 연결되는, 잠금장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 시팅 부재가 상기 커플링 메커니즘에 체결되면서 상기 절단접점에서 상기 인터페이스 부재는 상기 시팅 부재와 떨어지고(break away), 이 에 따라 상기 인터페이스 부재가 상기 안정화 부재와 접촉되도록 하는, 잠금장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 삽입헤드 부재는 삽입도구에 의한 상기 삽입헤드 부재로의 커플링이 용이하도록 구성되고, 여기서 상기 삽입도구는 상기 삽입헤드 부재 상에 토크를 생성하도록 작동되며, 상기 삽입헤드 부재는 육각 형상 외주, 육각형상 내부 개구부, 다각 형상 내부 개구부 또는 육각 별형상 내부 개구부(internal hexalobular-shaped opening) 중 어느 하나를 포함하는, 잠금장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 잠금장치가 상기 시팅 부재와 상기 인터페이스 부재 사이에 배치되는 하나 이상의 포스트를 더욱 포함하는 잠금장치에서, 상기 하나 이상의 포스트는 부분적으로는 상기 시팅 부재의 하나 이상의 홀 내부에 수용되고 부분적으로는 상기 인터페이스 부재의 하나 이상의 홀 내부에 수용되는, 잠금장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하나 이상의 포스트는 제1 단부 및 제2 단부를 가지는 연장 포스트를 포함하고, 여기서 상기 제1 단부에 인접하게 방사상으로 연장되는 제1 플레어부(flared portion)를 가지고, 상기 제2 단부에 인접하게 방사상으로 연장되는 제2 플레어부를 가지는, 잠금장치.
  7. 뼈 앵커;
    안정화 부재;
    상기 안정화 부재를 상기 뼈 앵커에 작동적으로 연결되도록 구성되는 커플링 메커니즘; 및
    상기 안정화 부재를 상기 커플링 메커니즘 내부로 고정시키기 위해 상기 커플링 메커니즘에 작동적으로 연결되는 잠금장치;를 포함하는 뼈 안정화 시스템에서 상기 잠금장치가:
    삽입헤드 부재;
    상기 삽입헤드 부재에 연결되며 상기 커플링 메커니즘 내부에 상기 안정화 부재를 고정하기 위하여 상기 커플링 메커니즘과 체결되도록 구성되는 시팅 부재; 및
    상기 시팅 부재에 단단하게 커플링되며 상기 시팅 부재가 상기 커플링 메커니즘에 체결될 때 상기 안정화 부재와 접촉하도록 구성되는 인터페이스 부재를 포함하는, 뼈 안정화 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 잠금장치가 시팅 부재 및 인터페이스 부재 사이에 배치되는 하나 이상의 포스트를 더욱 포함하며, 여기서 상기 하나 이상의 포스트는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하며, 상기 하나 이상의 포스트의 상기 제1 단부는 상기 시팅 부재에 커플링되고, 상기 제2 단부는 상기 인터페이스 부재에 커플링되며, 상기 하나 이상의 포스트는 상기 시팅 부재를 상기 인터페이스 부재에 회전가능하게 연결하는, 뼈 안정화 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 안정화 부재는 제1 단부, 제2 단부 및 이들 사이에서 연장되는 종축을 포함하는 연장된 정형외과용 임플란트이며, 여기서 상기 잠금장치가 사용되는 경우 상기 안정화 부재는 상기 커플링 메커니즘 내부에 수용되고, 상기 인터페이스 부재는 종축을 따라 상기 안정화 부재에 체결되는, 뼈 안정화 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 인터페이스 부재는 원위 인터페이스면(distal interface surface)을 포함하며, 상기 원위 인터페이스면은 평면 또는 만곡면 중 어느 하나를 포함하며, 상기 만곡면은 상기 시팅 부재가 상기 커플링 메커니즘 내부에 충분히 체결될 때 상기 안정화 부재의 외부 부분과 일치되도록 만곡되어, 상기 안정화 부재를 상기 커플링 메커니즘과 상기 인터페이스 부재 사이에 고정시키는, 뼈 안정화 시스템.
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