KR20090086387A

KR20090086387A - 삽입 가능한 회전 요소를 갖는 경부판 시스템

Info

Publication number: KR20090086387A
Application number: KR1020097004301A
Authority: KR
Inventors: 주드 엘. 사싱
Original assignee: 올디오패틱 인터내셔날 인코포레이티드
Priority date: 2006-07-31
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2009-08-12
Also published as: AU2007281597A1; CN101547657A; US20120197306A1; EP2049029A2; CN101547657B; JP2009545373A; SG174020A1; US8172842B2; WO2008016539A3; KR101413714B1; US20080027439A1; MY165204A; WO2008016539A2; CA2659355A1

Abstract

경부판 시스템(10)은 경부판(12)을 포함하며, 경부판은 상부 표면과 상부 표면에 대향하는 바닥 표면 사이의 두께, 및 상기 경부판의 두께를 통하여 연장하는 하나 이상의 슬롯(24)을 갖는다. 경부판 시스템은 상기 경부판의 제 1 슬롯 내에 위치 가능한 제 1 회전 요소(14)를 더 포함하며, 상기 제 1 회전 요소는 하나 이상의 나사 구멍(40), 및 상기 회전 요소의 하나 이상의 나사 구멍 내부로 삽입 가능한 하나 이상의 골 나사(16)를 포함한다.

Description

삽입 가능한 회전 요소를 갖는 경부판 시스템{CERVICAL PLATE SYSTEM HAVING AN INSERTABLE ROTATING ELEMENT}

본 출원은, 전체로서 본 명세서에 참조되며 제목이 "CERVICAL PLATE SYSTEM HAVING AN INSERTABLE ROTATING ELEMENT"이고 2006년 7월 31일자로 제출된 U.S.특허출원번호 제11/496,349호에 대해 우선권을 주장한다.

본 발명은 환자에게 수술적 이식을 하기 위한 척추판(spinal plates)에 관한 것이다. 본 발명은 보다 상세하게는 경추(cervical spine)의 고정을 위한 경부판 시스템(cervical plate system)에 관한 것이며, 이러한 경부판 시스템은 시스템이 일단 이식되면 고정 나사의 특정한 움직임을 방지하도록 형성된다.

경추를 고정하기 위해 전방 경부판(anterior cervical plates)이 사용될 수 있다. 최초의 전방 경부판의 일부는 펜실베이니아 센터 밸리에 소재한 Aesculap Inc.로부터 상업적으로 입수 가능한 Caspar plate system과 같이 단순히 판과 나사를 사용하였다. 그러나 이들 판은 판에 골 나사(bone screws)를 고정시키기 위한 임의의 기구를 갖지 않았으며, 이에 따라 척추에 판을 연결시키는 하나 또는 그보다 많은 나사가 척추 내의 구멍으로부터 후퇴할 수 있는 잠재적인 상황이 발생하였다. 이들 시스템은 그 후 변형되어왔으며, 현재 시장에서 입수 가능한 대부분의 전방 경부판 시스템은 일종의 나사 잠금 기구 또는 나사 후퇴 방지 기구를 채용하여 뼈와 판으로부터 나사가 후퇴하는 것을 방지한다. 또한, 이들 시스템은 회전, 병진운동 또는 회전과 병진운동 모두의 조합시 플레이트에 대해 나사가 움직이는 대로 놔둔다.

일부 경부판 시스템은 일단 나사가 뼈 내부로 삽입되면 결합되는 잠금 요소(locking element)를 사용한다. 이러한 시스템의 일례는 뉴저지 뉴 브런즈윅에 소재한 Johnson & Johnson으로부터 입수 가능한 "코드맨 플레이트(Codman plate)"로서 산업상 일반 공지되어 있다. 코드맨 플레이트는 일반적으로 나사의 헤드를 결합시키고 나사가 후퇴하는 것을 방지하기 위해 180°회전될 수 있는 플레이트 내부로 끼워 넣어지는 캠(cam)을 포함한다. 이 캠은 단지 나사가 후퇴하는 것을 방지하며, 플레이트에 대해 나사가 움직이거나 회전하는 것을 방지하지 않는다. 잠금 요소를 포함하는 경부판 시스템의 다른 예시는 펜실베이니아 센터 밸리에 소재하는 Aesculap Inc.로부터 상업적으로 입수 가능한 ABC 시스템이다. 이 시스템에서, 일단 골 나사가 뼈 내부로 삽입되면, 매우 작은 잠금 나사가 나사의 헤드 내부로 전진됨으로써, 헤드가 확장하게 하고 플레이트 내의 구멍과 맞물려서 플레이트로부터 나사가 후퇴하는 것을 방지한다. 인디애나 바르샤에 소재한 Biomet으로부터 상업적으로 입수 가능한 Vuelock 시스템에서는, 골 나사가 완전히 삽입되면, 플레이트 내부로 일체화되는 유지 링이 적소에 스냅핑됨으로써 골 나사가 플레이트로부터 후퇴하는 것을 방지한다.

다른 경부판 시스템에서, 드릴 가이드가 경부판에 대해 나사 구멍을 정렬시 키지만, 나사 삽입은 수동으로 실행된다. 경부판에 사용되는 나사는 통상적으로 매우 작기 때문에(예를 들면, 직경이 약 4 mm), 언제 나사가 충분히 조여지는지 및/또는 언제 나사가 최대 안착 깊이(maximm seating depth)에 도달하는지를 감각에 의해 결정하는 것은 어렵다. 따라서, 이들 시스템에 대해 뼈 내부로 나사를 지나치게 조일 위험성이 존재하며, 이로 인해 나사산이 뼈를 벗겨낼 수 있으며, 이에 따라 나사산 구입이 감소한다.

타이완 타이페이에 소재한 A-Spine Inc.로부터 상업적으로 입수 가능한 윈도우 경부판 시스템은 일반적으로 경부판과 결합하거나 맞물리는 골 나사를 포함한다. 이 윈도우 시스템의 경부판은 종방향 슬롯을 포함하고, 이 종방향 슬롯은 각각의 골 나사에 대응하며 골 나사의 나사산과 맞물린다. 경부판 자체는 나사산을 갖지 않으므로, 골 나사와의 맞물림은 각각의 골 나사의 나사산 부분과 헤드 부분 사이에 "획득된(captured)" 슬롯의 가늘어진 부분을 통해 이루어진다. 경부판과 골 나사 사이의 상대 운동은 주로 병진운동이며, 제한된 회전/각상(angulation)을 포함할 수 있다. 이들 일반적인 특징을 갖는 경부판 시스템은 제목이 "Spinal Fixation and Retrieval Device"인 U.S.특허 제6,458,122호에 또한 설명된다. 그러나 나사에 적합한 융통성있는 회전 능력을 제공하고, 시스템이 이식되면 골 나사가 후퇴하는 것을 방지하는 개선된 경부판 시스템을 제공할 필요성이 존재한다.

종래 기술의 경부판 시스템의 일부와 달리, 본 발명은 골 나사가 경부판으로부터 후퇴하는 것을 방지하기 위해 골 나사가 삽입된 후에 결합되도록 할 필요가 있는 잠금 요소를 수반하지 않는다. 하지만, 수술 절차(surgical procedure)는 단순화되고 더 적은 구성요소를 수반하는데, 이는 나사가 완전히 삽입되고 조여지면 나사 잠금이 자동으로 달성되기 때문이다. 또한, 본 발명의 시스템은 수술시 조작하기 어려울 수 있는 작은 구성요소를 수반하지 않는다. 또한, 나사 궤도의 정확성이 보장되는데, 이는 나사가 회전 요소 내부로 삽입되기 때문이며, 이들 회전 요소는 경부판 자체 내부로 일체화된다. 또한, 본 발명은 골 나사의 나사산과 정합(match)하도록 나사산이 형성된 회전 요소를 제공한다. 따라서, 나사산들 사이의 맞물림이 정확하며, 나사는 회전 요소 상에 조여질 수 있음으로써 구성요소들 사이에 보다 확실한 잠금을 제공한다.

본 발명의 다른 이점은 뼈내의 나사산을 분해할 가능성이 최소화되거나 배제되는 점이다. 특히, 이러한 상황은 본 발명의 장치 및 방법을 사용하여 배제되는데, 이는 나사의 나사산의 최대 맞물림 및 회전 요소 상의 나사산이 나사의 최대 안착 깊이를 결정하기 때문이다. 따라서, 나사는 회전 요소 내부로 조여지지만 뼈 내부로는 조여지지 않을 것이다.

일반적으로, 본 발명은 경추를 안정화시키는 장치를 포함한다. 이 장치는 둘 또는 그보다 많은 슬롯을 구비하는 판, 각각의 슬롯 내에 포함되는 회전 요소, 및 2개의 골 나사로 구성되며, 2개의 골 나사는 각각의 슬롯에 대응하며 회전 요소 내부로 나사결합가능하다. 각각의 회전 요소는 판의 바닥 표면 및 상부 표면에 대해 회전할 수 있다. 회전 요소는 2개의 나사 구멍을 가지며, 나사 구멍은 골 나사의 나사산과 정합하는 나사산을 갖는다. 각각의 골 나사가 뼈 내부로 나사결합될 때, 나사산은 회전 요소와 결합하여 골 나사를 회전 요소에 잠근다. 이로 인해 나사가 후퇴하는 것이 방지되는 동시에, 나사를 (회전 요소를 통해) 판에 대해 회전시킬 수 있음으로써 "골 이식편 고정(bone graft settling)"이 가능해진다. 회전 요소는 경부판 내의 슬롯의 내부 표면에 대응하는 외부 표면을 가져서, 경부판의 상부 및 바닥 표면에 대해 수직으로 배향될 때 회전 요소의 삽입을 가능하게 한다. 그러나 이러한 동일한 회전 요소는 경부판의 상부 및 바닥 표면에 대해 일반적으로 비-수직 배향으로 배향 또 회전될 때, 슬롯으로부터 제거할 수 없다. 또한, 골 나사가 회전 요소 내부로 나사 결합되어 경부판의 바닥을 통해 돌출하게 될 때, 경부판의 바닥을 지나 연장하는 나사의 부분은 회전 요소가 그 수직 배향 또는 삽입 배향을 향하여 특정한 양만큼 회전되는 경우에, 판의 바닥과 접촉할 수 있다. 이에 따라, 삽입된 골 나사는 회전 요소가 다시 그 수직 배향으로 회전하는 데 대한 정지구 또는 방해물로서 작용하는데, 이러한 수직 배향에서 회전 요소는 회전 요소가 내부에 삽입되는 경부판으로부터 제거 가능할 것이다.

본 발명의 일 양태에서, 상부 표면과 상기 상부 표면에 대향하는 바닥 표면 사이의 두께, 및 상기 판의 두께를 통하여 연장하는 하나 이상의 슬롯을 갖는 경부판을 포함하는 경부판 시스템이 제공된다. 이 시스템은 상기 경부판의 제 1 슬롯 내에 위치가능하며 하나 이상의 나사 구멍을 구비하는 제 1 회전 요소, 및 상기 제 1 회전 요소의 하나 이상의 나사 구멍 내부로 삽입 가능한 하나 이상의 골 나사를 더 포함한다. 상기 회전 요소는 상기 경부판의 상부 표면에 상기 제 1 슬롯의 폭보다 적어도 약간 더 큰 최대 길이를 가질 수 있다. 상기 제 1 회전 요소는 제 1 단부 및 대향하는 제 2 단부를 더 가질 수 있고, 상기 제 1 및 제 2 단부 중 하나 이상은 볼록한 프로파일을 가지며, 내부에 상기 제 1 회전 요소가 위치되는 상기 제 1 슬롯은 상기 회전 요소의 제 1 및 제 2 단부 중 하나 이상과 협력적으로 결합하도록 그 제 1 및 제 2 단부에 오목한 프로파일을 포함할 수 있다. 각각의 골 나사는 상기 경부판의 바닥 표면을 지나 연장하도록, 그리고 각각의 골 나사가 상기 회전 가능한 요소에 대한 고정 위치에 있도록 위치 가능하며, 상기 경부판에 대해 회전 가능할 수 있다. 또한, 상기 골 나사는 그 전체 길이를 따라 나사산이 형성될 수 있으며, 하나 이상의 실시예에서 헤드부를 포함하며, 상기 헤드부는 미리 결정된 위치를 지나 상기 골 나사가 회전하는 것을 방지하도록 상기 골 나사의 기부 위치에 대해 확대된다.

본 발명의 다른 양태에서, 경부판 시스템의 경부판 내에서 사용하기 위한 회전 요소가 제공되며, 상기 경부판은 상부 표면 및 바닥 표면 사이의 두께, 및 상기 판의 두께를 통하여 연장하는 하나 이상의 슬롯을 갖는다. 상기 회전 요소는 제 1 축을 중심으로 상기 경부판의 슬롯 내에 회전 가능하게 위치할 수 있으며, 상기 회전 요소는 그 두께를 통해 하나 이상의 나사 구멍을 포함한다. 이러한 회전 요소는 상기 회전 요소 내의 하나 이상의 나사 구멍 각각의 내부로 나사결합되는 골 나사를 더 포함한다.

본 발명은 첨부 도면을 참조로 더 설명될 것이며, 첨부 도면에서 동일한 구성은 몇몇 도면에 걸쳐서 동일한 참조 부호로 지칭된다.

도 1은 본 발명의 경부판 시스템의 일 실시예의 사시도이고,

도 2는 도 1의 경부판 시스템의 경부판의 사시도이며,

도 3은 본 발명의 회전 요소의 형상 특징을 나타내고, 경부판의 슬롯 내에 구형 단부가 위치되는 실린더를 갖는 형상화된 요소를 포함하는, 도 1 및 도 2의 경부판의 사시도이며,

도 4는 본 발명의 경부판 내의 슬롯의 내부 형상을 만들도록 형상화된 부재 상에 놓일 개략적인 형상과 함께, 구형 단부를 갖는 실린더로 이루어지는 형상화된 요소의 사시도이며,

도 5a는 상부에 개략적 형상이 놓이는, 도 4의 형상화된 요소의 정면도이며,

도 5b는 도 5a의 개략적 형상과 본질적으로 정합하는 형상화된 요소의 부분인, 본 발명의 회전 요소의 정면도이며,

도 6은 도 2의 회전 요소 및 경부판의 사시도의 분해 사시도이며,

도 7은 본 발명의 골 나사의 일 실시예의 사시도이며,

도 8은 도 7의 골 나사의 정면도이며,

도 9는 본 발명의 경부판 시스템의 다른 예시적인 실시예의 일부의 분해 사시도이며,

도 10은 도 9의 경부판 시스템의 조립된 사시도이며,

도 11은 본 발명의 경부판 시스템의 다른 예시적인 실시예의 일부의 분해 사시도이며,

도 12는 도 11의 경부판 시스템의 조립된 사시도이다.

이제, 몇몇 도면에 걸쳐서 동일한 참조 부호로 구성요소가 분류되는 도면 및 먼저 도 1 내지 3을 참조하여, 경부판 시스템(10)의 한가지 바람직한 구성이 도시된다. 경부판 시스템(10)은 일반적으로 경부판(12), 하나 이상의 회전 요소(14), 및 각각의 대응하는 회전 요소(14)에 대한 하나 또는 그보다 많은 골 나사(16)를 포함한다. 경부판(12)은 경추내의 척추의 굴곡과 거의 정합하도록 설계되는 제 1 굴곡(curvature; 18) 및 척추의 척추전만 굴곡(lordotic curvature)과 거의 정합하도록 설계되는 제 2 굴곡(20)을 포함한다. 경부판(12)은 일반적으로 직사각형이며, 일반적으로 매끄럽고/매끄럽거나 굽은 에지를 구비하여, 날카롭거나 거친 에지로 발생할 수 있는 환자에 대한 불편 및 상해를 최소화한다. 그러나 판의 외주는 달걀형 또는 타원형과 같이 상이하고 일반적인 형상을 가질 수 있거나, 보다 불규칙적인 형상을 가질 수 있다. 임의의 경우에 있어서, 경부판은 바람직하게 경부판(12)의 인접하는 더 넓은 영역들 사이에 제공되는 하나 이상의 오목한 영역(22)을 포함한다. 이들 오목한 영역(22)은 경부판의 나머지 부분보다 더 작은 강도를 갖는 경부판(12)의 부분이며, 원할 경우 수술 중에 경부판(12)의 추가적인 윤곽 형성(contouring)을 용이하게 할 수 있다. 오목한 영역(22)이 제공될 때, 이들 영역은 도시된 바와 같이 매끄럽고 비교적 반원형 영역일 수 있거나, 반타원형, 반달갈형, 직사각형(예를 들면, 폭이 넓거나 좁은 슬롯) 등과 같은 다양한 형상을 포함할 수 있다. 일반적으로, 이들 오목한 영역(22)은 골 나사가 부착될 척추 구획(spinal segments)들 사이의 영역과 대응하는 경부판(12)의 부분을 제공한다.

경부판(12)은 경부판(12)의 폭의 일부를 가로질러 연장하는 하나 이상의 슬롯 또는 긴 개구(24)를 더 포함한다. 각각의 슬롯(24)은 경부판(12)이 부착될 추골(vertebrae)의 개략적인 위치에 정합하도록 위치된다. 도면의 경부판(12)은 그 길이를 따라 3개의 이러한 슬롯(24)을 갖는 것으로 도시되지만, 본 발명의 경부판은 그 대신 3개를 넘거나 3개 미만의 슬롯(24)을 포함할 수 있으며, 각각의 슬롯은 골 나사가 부착될 환자 내의 추골체(vertebral body)와 대응할 것이다. 각각의 슬롯 또는 개구(24)는 양 단부에 구면을 갖는 실린더의 일부와 가까워지는 형상을 갖는 내부 표면(26)을 가지며, 이는 도 4에서 3차원 요소(28)를 참조로 더 설명된다.

특히, 요소(28)는 원통(30), 원통(30)의 일 단부에 위치된 제 1 구체(32), 및 원통(30)의 대향 단부에 위치되는 제 2 구체(34)를 포함한다. 각각의 구체(32, 34)의 중심점은, 서로 적어도 약간 오프셋될 수 있지만, 원통(30)의 종축과 대체로 정렬된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 형(shape) 또는 형판(template; 36)은 병진운동하거나 요소(28) 상에 씌워져서(overlaid), 슬롯 또는 개구(24)의 크기 및 형상 특성을 설정한다. 특히, 형(36)은 도 2에 도시된 제 1 굴곡(18)과 개략적으로 정합하는 굴곡(즉, 경추내의 추골의 개략적인 굴곡)을 일방향에 갖는다. 이러한 형(36)을 갖는 요소(28)의 한 조각 또는 섹션은 판(12)의 슬롯(24)의 형상 및 크기를 미리결정하거나 계산하도록 그 중심을 통해 취해진다. 판(12)의 상부로부터 볼 때, 슬롯(24)의 형상은 요소(28)의 외부 형상과 동일할 것이다. 요소(28)를 사용하여 몰딩된 이러한 형(36)은 판(12)의 길이를 따라 희망 위치에서 경부판(12) 내부로 절단될 수 있다. 물론, 내부 표면(26)의 형상은 컴퓨터 모델링 또는 다른 유 사한 기술을 사용하여 계산 또는 결정될 수 있으므로, 형(36)은 그보다도 경부판(12)의 본래 형상의 일부로서 몰딩될 수 있거나, 여러 가지 공지된 제조 기술을 사용하여 판(12) 내부로 형성될 수 있음이 이해된다. 임의의 경우에, 형(36)은 내부로 슬롯 또는 개구(24)가 형성되는 경부판(12)의 두께와 일반적으로 동일한 높이를 갖는다.

경부판 시스템(10)은 각각의 슬롯(24)에 대응하는 회전 요소(14)를 더 포함한다. 도 3, 도 5a, 및 도 5b를 참조하여, 회전 요소(14)의 형상이 설명된다. 특히, 슬롯(24)에 대해 전술된 동일한 요소(28)는 회전 요소(14)의 형상을 결정하기 위해 형판으로도 사용된다. 예시를 위해, 도 3은 슬롯(24) 중 하나의 내부에 위치된 전체 요소(28)를 도시하며, 슬롯은 회전 요소(14)의 최종 형상과 상이하다. 요소(28)는 요소가 내부에 위치되는 슬롯보다 적어도 약간 더 작은 크기로 만들어지고 형성되어서, 개구에 맞으며 개구 내에서 회전한다. 그러나 본 발명의 실제 회전 요소(14)는 이 도면에 도시된 바와 같이 판(12)의 상부 및 바닥 표면으로부터 돌출하지 않을 것이다.

회전 요소(14)의 형상을 결정하기 위해, 슬롯(24)에 대해 상기 논의된 것과 동일한 형상인 형(36)이, 도 5a에 가잘 장 도시된 바와 같이, 병진운동하거나 요소(28) 상에 씌워진다. 즉, 회전 요소(14)는 본질적으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 요소(28)로부터 취해진 조각의 형상과 정합하는 외부 형상을 가질 것이다. 회전 요소(14)는, 형성된 요소(shaped element; 28)로부터 요소(14)를 절단함으로써, 또는 도 5a 및 도 5b에서 형성된 요소(28)의 섹션으로서 몰딩되는 형상으로 요 소(14)를 몰딩하거나 그렇지 않은 경우 성형(forming)함으로써와 같이, 많은 방법으로 성형될 수 있다. 슬롯(24)의 형성(shaping)으로 인해, 각각의 슬롯(24)의 내부 표면(26)은 판(12)의 두께를 통과하는 횡단면으로 볼 때, 그 에지 및 표면을 따라 오목하다. 또한, 회전 요소(14)의 제 1 및 제 2 단부(46, 48)는 판(12)의 상부로부터 바닥으로 볼 때 볼록한 것으로 묘사될 수 있다. 이에 따라, 슬롯(24)은 하기에 설명되는 바와 같이, 회전 요소(14)와 협력적으로 맞물릴 수 있을 것이다.

이제, 도 6을 참조하면, 회전 요소(14)는 하기에 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 나사(16)의 나사산과 정합하는 2개의 나사 구멍(40)을 더 포함한다. 2개의 나사 구멍(40)의 축들은 판(12)의 오목한 표면 또는 바닥 표면(38)을 향하여 집중된다. 이러한 집중은 당김 강도(pullout strength)를 개선하고, 조립체(10)가 환자에게 이식된 후에, 판(12)이 뼈로부터 뽑히는 것(pulled out of)을 방지한다.

환자에게 시스템을 이식하기 전에 경부판 조립체(10)를 조립하기 위해, 회전 요소(14)는 바람직하게 척추 고정시 감싸지는(involved) 각각의 슬롯(24) 내부로 위치될 것이다. 즉, 경부판(12)은, 슬롯(24)에 인접하는 모든 추골체가 판(12)에 부착될 필요가 없는 것으로 결정된 경우와 같이, 원할 경우에 내부에 회전 요소(14)가 위치되지 않는 하나 이상의 슬롯(24)을 가질 수 있다. 그러나 특정한 환자에 대해 선택된 경부판(12)은 장치가 부착될 추골체의 개수에 대응하는 개수의 슬롯(24)을 갖는 것이 바람직하다. 임의의 경우에, 전술된 회전 요소(14)와 슬롯(24)의 결합구조로 인해, 판(12)의 상부 표면(39)의 슬롯(24)의 개구는 회전 요소(14)의 최대폭 부분보다 그 폭에 걸쳐서 적어도 약간 더 작을 것이다. 즉, 회전 요소(14) 및 슬롯(24) 모두의 원통형/구면 형상으로 인해, 경부판(12)의 상부 표면에서 슬롯(24)의 원주는 내부에 삽입될 회전 요소(14)보다 약간 더 작은 폭을 가질 것이다. 회전 요소(14)를 슬롯(24) 내에 위치시키기 위해, 회전 요소(14)는 도 6에 도시된 바와 같이, 그 전면 및 후면(42, 44)이 각각 경부판(12)의 상부 표면(39)에 일반적으로 수직이 되도록 배향될 것이다. 이 위치에서, 회전 요소(14)와 슬롯(24) 사이의 간섭은 제 1 및 제 2 단부(46, 48)에만 존재한다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이 회전 요소(14)를 상부로부터 슬롯(24) 내부로 밀어 넣는 것은, 회전 요소(14) 및 그 대응하는 슬롯(24)의 크기로 인해 적어도 적은 양의 저항이 존재할 것이지만, 비교적 용이하다.

이러한 수직 배향에서 슬롯(24) 내부로 회전 요소(14)가 삽입되면, 회전 요소(14)는, 그 후면(44)이 경부판(12)의 상부 표면(39)과 본질적으로 같은 높이가 될 때까지 및 그 전면(42)이 경부판(12)의 바닥 표면(38)과 본질적으로 같은 높이가 될 때까지, 슬롯(24) 내에서 회전될 수 있다. 회전 요소(14)가 이에 따라(예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이) 배향되는 경우, 회전 요소(14)가 슬롯(24)으로부터 제거될 수 없도록 슬롯(24) 및 회전 요소(14)의 원통형 및 구형 부분 모두에 간섭이 존재한다. 슬롯(24)으로부터 회전 요소(14)를 제거하기 위해, 회전 요소(14)는 그 표면(42, 44)이 경부판(12)의 상부 표면에 대해 일반적으로 수직일 때까지 회전될 수 있으며, 그 후 회전 요소(14)는 슬롯(24)의 표면으로부터 해제될 때까지 외부로 압박될 수 있다.

이제 도 7 및 도 8을 참조하면, 경부판 시스템(10)에 사용된 골 나사(16)는 스크류드라이버와 같은 구동 공구와의 맞물림을 위해 제 1 단부(56)에 개구(50)를 포함한다. 이 실시예에서, 개구(50)는 형상이 일반적으로 삼각형으로 도시되며, 따라서 개구(50)와 확실히 맞물릴 수 있으며 협력적으로 형성되는 구동 공구를 필요로 할 것이다. 개구(50)는 그 대신 원형, 직사각형, 타원형, 슬롯형 등과 같이 상이한 형상을 가질 수 있으며, 이들 중 임의의 형상은 골 나사(16)의 조작을 위해 대응하는 형상을 갖는 구동 공구를 필요로 할 것이다. 개구(50)는 임의의 원하는 구멍 깊이를 위해 그 종방향 길이를 따라 골 나사(16)의 중심부 내부로 연장할 수 있지만, 이 깊이는 개구(50)와 구동 공구 사이의 확실한 결합을 허용하도록 충분히 큰 것이 바람직하다.

바람직하게 골 나사(16)는 실질적으로 그 외부 표면의 전체 길이를 따라 나사산이 형성된다. 또한 바람직하게 나사산 패턴은 제 1 단부(56)로부터, 뼈를 관통하는 단부인, 골 나사(16)의 제 2 단부를 향해 이동할 때 끝이 뾰족한(tapering)(즉, 감소하는 안지름(minor diameter)을 갖는) 나사산을 포함한다. 골 나사(16)의 나사산이 골 나사의 전체 길이를 따라 연장하기 때문에, 나사 "헤드"(52)는 골 나사(16)가 완전히 삽입될 때 회전 요소(14)와 맞물리는 나사의 부분이다. 나사산은 일정한 피치를 갖지만, 안지름은 헤드(52)를 향해 증가한다. 헤드(52)는 나사(16)가 회전하는 것을 방지하도록 스토퍼로서 작용하는 확대부(54)를 더 포함함으로써, 내부에 삽입될 때 나사(16)가 회전 요소(14)를 내내 통하여 나가는 것을 방지한다.

다시 도 1을 참조하면, 회전 요소(14)는 일반적으로 화살표(60)로 지시된 방 향으로 회전 또는 피봇할 수 있으며, 이 방향에서 회전 요소(14)는 나사(16)가 회전 요소(14) 내부로 삽입될 때 슬롯(24) 내에서 360°회전할 수 있다. 그러나 나사(16)가 슬롯(24) 내부로 삽입되면, 회전 요소(14)의 회전 정도는 경부판(12)의 바닥과 골 나사(16) 사이의 간섭으로 인해 제한될 것이다. 이러한 간섭은 회전 요소(14)가 경부판(12)으로부터 제거될 수 있는(즉, 일반적으로 경부판(12)의 상부 표면에 대해 수직한) 위치로 회전하는 것을 방지한다.

본 발명의 수술 적용중에, 경부판 시스템(10)이 부착될 환자의 경추체(cervical vertebral bodies) 내부로 나사 구멍이 드릴링된다. 그 후, 경부판(12)의 대응하는 슬롯(24) 각각의 내부에 위치되는 회전 요소(14)를 포함하는 경부판 시스템(10)이 일반적으로 원하는 이식 위치에서 환자의 경추의 상부상에 놓인다. 그 후, 나사 드릴 슬리브(threaded drill sleeve)가 회전 요소(14)의 나사 구멍(40) 중 하나의 내부에 나사결합된다. 환자의 추골 내에 만들어질 나사 구멍의 배향은 각각의 슬롯(24) 내에서 회전 요소(14)를 회전 또는 피봇시킴으로써 결정될 것이며, 또한 이로 인해 나사 구멍에 부착된 드릴 슬리브의 대응하는 배향이 제공될 것이다. 나사 구멍의 이러한 희망 배향이 결정되면, 드릴이 드릴 슬리브 내부로 삽입되고 나사 구멍이 추골 내부로 드릴링된다. 이들 나사 구멍이 뼈 내에 드릴링된 후에, 나사 구멍들은 회전 요소(14)의 나사 구멍(40)을 통해 삽입되는 골 탭(bone tap)을 사용하여 탭핑된다. 본 발명에 따르면, 뼈 내의 나사산의 나선(helix)은 회전 요소(14)의 나사 구멍(40) 내의 나사산의 나선과 일치할 것이며, 이로 인해 골 나사(16)가 삽입될 때 추골로부터 판이 떨어지게 되는 것이 방지될 것이다. 이는 먼저 탭이 회전 요소(14)를 통해 나사결합된 후 탭이 즉시 인접하는 뼈 내부로 나사결합될 때, 나사 구멍(40)을 구비하는 회전 요소(14)가 추골에 대해 위치되기 때문에 달성된다. 이에 따라, 뼈 내의 나사산은 인접하는 회전 요소(14)의 나사 구멍(40) 내의 나사산의 연속이 될 것이다.

본 발명의 다른 예시적 실시예에서, 도 9 및 도 10에 경부판 시스템(70)의 일부로 도시된 바와 같이, 전술한 회전 요소 및 슬롯의 형상 대신 회전 요소와 판 사이의 핀 연결이 사용될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 경부판 시스템(70)은 일반적으로 경부판(72), 하나 이상의 회전 요소(74), 및 각각의 대응하는 회전 요소(74)에 대한 하나 또는 그보다 많은 골 나사(미도시)를 포함한다. 도시된 판(72)의 일부는 형상이 일반적으로 직사각형인 원주를 갖지만, 그 대신 도 1의 경부판(12)과 유사한 원주를 갖는 것과 같이, 상이한 원주 형태를 가질 수 있다. 즉, 이러한 판(72)은 회전 요소(74)가 위치되는 판(72)의 더 넓은 영역들 사이에 제공된 하나 이상의 오목하거나 감소되는 폭 영역(recessed or reduced-width area)을 또한 포함한다. 경부판(72)은 경추 내의 추골의 굴곡과 거의 정합하도록 설계되는 제 1 굴곡(77), 및 경추의 척추전만 굴곡과 거의 정합하도록 설계되는 제 2 굴곡(78)을 포함한다. 회전 요소(74)는 제 1 및 제 2 굴곡(77, 78)과 정합하는 굴곡을 또한 포함하는 것이 바람직하지만 반드시 그러한 것은 아니다.

경부판(72)은 경부판(72)의 폭의 일부를 지나 연장하는 하나 이상의 슬롯 또는 긴 개구(76)를 더 포함한다. 각각의 슬롯(76)은 판이 부착될 추골의 대략적인 위치와 정합하도록 위치된다. 각각의 슬롯(76)은 슬롯의 내부 측면 중 하나 이상 을 통하여 및 판(72)을 통하여 판의 외부 에지(86) 중 하나 이상으로 연장하는 작은 개구 또는 구멍(80)을 더 포함한다. 구멍(80)은 힌지 핀(82)을 수용하는 크기로 만들어져서, 회전 요소(74)가 슬롯(76) 내부에 위치될 때, 힌지 핀(82)은 판(72)의 외부 에지(86) 중 하나 또는 모두에서 구멍(80) 내부로 및 회전 요소(74)의 하나 또는 양쪽 에지의 구멍(84) 내부로 삽입될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 회전 요소(74)는 그 후 힌지 핀 또는 핀들(82)을 중심으로 회전 또는 피봇할 수 있다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예가 도 11 및 도 12에 경부판 시스템(90)으로서 도시된다. 도시된 바와 같이, 경부판 시스템(90)은 일반적으로 경부판(92), 하나 이상의 회전 요소(94), 및 각각의 대응하는 회전 요소(94)에 대한 하나 또는 그보다 많은 골 나사(미도시)를 포함한다. 도시된 판(92)의 일부는 형상이 일반적으로 직사각형인 원주를 갖지만, 그 대신 도 1의 경부판(12)과 유사한 원주를 갖는 것과 같이 상이한 원주 형태를 가질 수 있다. 경부판(92)은 경추내의 추골의 굴곡과 거의 정합하도록 설계되는 제 1 굴곡(97) 및 척추의 척추전만 굴곡과 거의 정합하도록 설계되는 제 2 굴곡(98)을 포함한다. 회전 요소(94)는 제 1 및 제 2 굴곡(97, 98)과 정합하는 굴곡을 또한 포함하는 것이 바람직하지만 반드시 그러한 것은 아니다.

경부판(92)은 경부판(92)의 폭의 일부를 가로질러 연장하는 하나 이상의 슬롯 또는 긴 개구(96)를 더 포함한다. 각각의 슬롯(96)은 경부판이 부착될 추골의 개략적인 위치에 정합하도록 위치된다. 또한, 슬롯(96)은 도 1의 실시예에 대해 설명된 슬롯과 유사한 크기로 만들어지고 형성되는 것이 바람직한데, 이는 도 12에 도시된 슬롯(96)이 슬롯(96) 내에 회전 요소(94)를 유지시키기 위해 임의의 추가 요소를 필요로 하지 않으면서, 내부에서 회전될 수 있는 회전 요소(94)를 수용할 수 있는 점에서 그러하다. 그러나 이 실시예의 회전 요소(94)의 원주는 도 1에 도시된 회전 요소의 형상과 대조적으로 형상이 일반적으로 직사각형이다. 이에 대해, 본 발명의 회전 요소의 외주는 대응하는 슬롯에 대해 제공될 수 있는 다양한 원주 형상을 수용하도록 광범위한 원주 형상을 취할 수 있다. 임의의 경우에, 도 11에 도시된 바와 같이, 경부판 시스템(90)을 조립하기 위해, 회전 요소(94)는 바람직하게 그 상부 및 하부 면이 판(92)의 상부 면에 대해 일반적으로 수직이 되도록 배향된다. 회전 요소(94)는 슬롯(96)의 내부 표면과 맞물리고 슬롯(96) 내에서 회전할 수 있을 때까지 슬롯(96) 내부로 압박된다.

본 발명의 기본 개념을 실행하는 다른 대안은 전술한 바와 같이 2개의 골 나사에 대한 하나의 회전 요소 대신 각각의 골 나사에 대해 하나의 회전 요소를 사용하는 것을 포함한다. 본 발명의 또 다른 변형예는 회전 요소 및 나사 상의 나사산을 사용하는 대신 회전 요소에 대해 나사를 잠그기 위해 다른 잠금 요소(예를 들면, 유지 링)를 사용할 것이다.

본 발명은 현재 그 몇몇 실시예를 참조로 설명되었다. 본 명세서에서 밝혀진 임의의 특허 또는 특허 출원의 전체 게시물이 본 명세서에 참조로 통합된다. 전술한 상세한 설명 및 예시는 이해의 명확성을 위해서만 제공되었다. 어떠한 불필요한 한정도 그로부터 이해되지 않을 것이다. 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 설명된 실시예에 다수의 변형이 가능함이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주는 본 명세서에서 설명된 구성에 대해서 제한되어서는 안 되며, 단지 이들 구성의 동등물 및 특허청구범위의 용어에 의해 설명된 구성에 의해서 제한되어야 한다.

Claims

경부판으로서, 상부 표면과 상기 상부 표면에 대향하는 바닥 표면 사이의 두께, 및 상기 판의 두께를 통하여 연장하는 하나 이상의 슬롯을 갖는 경부판;

상기 경부판의 제 1 슬롯 내에 위치 가능하며 하나 이상의 나사 구멍을 구비하는 제 1 회전 요소; 및

상기 제 1 회전 요소의 하나 이상의 나사 구멍 내부로 삽입 가능한 하나 이상의 골 나사;를 포함하는

경부판 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 회전 요소가 상기 경부판의 상부 표면에 상기 제 1 슬롯의 폭보다 적어도 약간 더 큰 최대 길이를 갖는

경부판 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 회전 요소가 제 1 단부 및 대향하는 제 2 단부를 가지며,

상기 제 1 및 제 2 단부 중 하나 이상이 볼록한 프로파일을 갖는

경부판 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 회전 요소가 내부에 위치 가능한 상기 제 1 슬롯의 제 1 단부 및 제 2 단부 중 하나 이상이 상기 제 1 회전 요소의 제 1 및 제 2 단부 중 하나 이상과 함께 작동하게 결합하도록 오목한 프로파일을 포함하는

경부판 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 경부판이 제 1 에지, 상기 경부판의 폭을 가로질러 대향 측면상에 놓이는, 상기 제 1 에지에 대향하는 제 2 에지, 및 상기 제 1 에지와 제 2 에지 사이의 제 1 굴곡을 포함하고,

각각의 상기 회전 요소가 그 폭에 걸쳐서 굴곡을 포함하며, 상기 굴곡이 경부판의 상기 제 1 굴곡에 전체적으로 정합하는

경부판 시스템.
제 1 항에 있어서,

각각의 골 나사가 상기 경부판의 바닥 표면을 지나 연장하도록, 그리고 각각의 골 나사가 상기 회전 요소에 대한 고정 위치에 있도록 위치 가능하며, 상기 경부판에 대해 회전 가능한

경부판 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 회전 요소가 서로 이격된 제 1 및 제 2 나사 구멍을 포함하는

경부판 시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 회전 요소의 제 1 나사 구멍 내에 제 1 골 나사가 삽입 가능하고, 상기 제 1 회전 요소의 제 2 나사 구멍 내에 제 2 골 나사가 삽입 가능하며,

상기 제 1 및 제 2 골 나사가 서로에 대해 고정되며, 제 1 축을 중심으로 상기 제 1 경부판에 대해 회전 가능한

경부판 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 하나 이상의 골 나사는 그 전체 길이를 따라 나사산이 형성되는

경부판 시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 하나 이상의 골 나사가 헤드부를 포함하며, 상기 헤드부가 미리 결정된 위치를 지나 상기 골 나사가 회전하는 것을 방지하도록 상기 골 나사의 기부 위치에 대해 확대되는

경부판 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 하나 이상의 골 나사가 헤드부, 상기 헤드부에 대향하는 팁, 및 상기 팁으로부터 상기 헤드부를 향하여 증가하는 안지름(minor diameter)을 포함하는

경부판 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 하나 이상의 골 나사가 나선을 갖는 나사산을 포함하고, 상기 나선이 뼈 내의 나사산의 나선과 정합하며, 상기 뼈 내부로 상기 골 나사가 나사결합되는

경부판 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 경부판 내에 복수의 슬롯 및 상기 복수의 슬롯 각각의 내부에 위치 가능한 대응하는 개수의 회전 요소를 더 포함하는

경부판 시스템.
경부판 내에 사용하기 위한 회전 요소로서,

상기 경부판이 상부 표면과 상기 상부 표면에 대향하는 바닥 표면 사이의 두께, 및 상기 판의 두께를 통하여 연장하는 하나 이상의 슬롯을 갖고,

상기 회전 요소가 제 1 축을 중심으로 상기 경부판의 슬롯 내에 회전 가능하게 위치할 수 있으며, 상기 회전 요소가 그 두께를 관통하는 하나 이상의 나사 구멍을 포함하는

경부판 내에 사용하기 위한 회전 요소.
제 14 항에 있어서,

상기 회전 요소가 상기 회전 요소 내의 하나 이상의 나사 구멍 각각의 내부 로 나사결합되는 골 나사를 더 포함하는

경부판 내에 사용하기 위한 회전 요소.
제 14 항에 있어서,

상기 회전 요소가 그 두께를 관통하는 2개의 나사 구멍 및 상기 2개의 나사 구멍 각각의 내부로 나사결합되는 골 나사를 포함하고,

상기 골 나사가 모두 상기 회전 요소에 고정되게 부착되어 상기 제 1 축을 중심으로 상기 회전 요소와 회전 가능한

경부판 내에 사용하기 위한 회전 요소.
경부판 시스템 조립 방법으로서,

경부판으로서, 상부 표면과 상기 상부 표면에 대향하는 바닥 표면 사이의 두께, 및 상기 경부판의 두께를 통하여 연장하는 제 1 슬롯을 갖는 경부판을 제공하는 단계;

회전 요소로서, 상부 표면, 대향하는 바닥 표면, 및 상기 회전 요소의 상기 상부 표면으로부터 상기 바닥 표면으로 연장하는 하나 이상의 나사 구멍을 포함하는 제 1 회전 요소를 제공하는 단계;

상기 제 1 회전 요소의 상부 표면 및 바닥 표면이 상기 경부판의 상기 상부 표면 및 바닥 표면에 대해 전체적으로 수직이 되도록 상기 제 1 회전 요소를 배향시키는 단계; 및

상기 제 1 회전 요소를 제 1 슬롯 내부로 밀어 넣는 단계;를 포함하는

경부판 시스템 조립 방법.
환자의 추골에 경부판 시스템을 이식하는 방법으로서:

환자에 맞는 경부판 시스템을 선택하는 단계로서,

상기 경부판 시스템이,

경부판으로서, 상부 표면과 상기 상부 표면에 대향하는 바닥 표면 사이의 두께, 및 상기 경부판의 두께를 통하여 연장하는 하나 이상의 슬롯을 갖고, 상기 경부판이 부착될 추골에 대응하는, 경부판; 및

상기 경부판의 하나 이상의 슬롯 내부에 위치되며 하나 이상의 나사 구멍을 포함하는 하나 이상의 회전 요소;를 포함하는, 환자에 맞는 경부판 시스템을 선택하는 단계;

환자의 추골의 상부에 경부판을 위치시키는 단계;

상기 하나 이상의 회전 요소의 하나 이상의 나사 구멍 각각에 드릴 슬리브를 부착하는 단계;

하나 이상의 회전 요소가 추골에 대한 희망 위치에 놓일 때까지 상기 하나 이상의 슬롯 내에서 상기 하나 이상의 회전 요소를 회전시키는 단계;

각각의 상기 드릴 슬리브 내부로 드릴을 삽입하여 추골 내부로 나사 구멍을 드릴링하는 단계;

상기 회전 요소의 하나 이상의 나사 구멍을 통해 추골 내의 나사 구멍 내부로 골 탭을 삽입하는 단계;

추골 내에 나사산을 갖는 구멍을 탭핑하는 단계로서, 상기 나사산이 상기 하나 이상의 회전 요소의 나사 구멍의 나사산과 정합하는, 탭핑 단계; 및

상기 하나 이상의 회전 요소의 나사 구멍 내부로 및 추골 내의 대응하는 구멍 내부로 골 나사를 삽입하는 단계;를 포함하는

환자의 추골에 경부판 시스템을 이식하는 방법