KR20100043149A - 다축 뼈 고정 요소 - Google Patents

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KR20100043149A
KR20100043149A KR1020097027495A KR20097027495A KR20100043149A KR 20100043149 A KR20100043149 A KR 20100043149A KR 1020097027495 A KR1020097027495 A KR 1020097027495A KR 20097027495 A KR20097027495 A KR 20097027495A KR 20100043149 A KR20100043149 A KR 20100043149A
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bone anchor
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head
bone
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토마스 키어
조셉 카포졸리
에릭 맥디비트
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신세스 게엠바하
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Abstract

본 발명은 환자의 척추뼈에 세로 척추 봉을 상호 연결시키는 척추 고정에 사용하기 위한 다축 뼈 고정 요소에 관한 것이다. 다축 뼈 고정 요소는 바람직하게 뼈 앵커, 콜릿, 본체 및 록킹 캡을 구비한다. 다축 뼈 고정 요소는 바람직하게 정-위치 조립을 가능하게 한다. 즉, 다축 뼈 고정 요소는 사용 시, 뼈 앵커가 본체 내부에 수납되기 전에 환자의 척추뼈에 고정될 수 있도록 바람직하게 구성된다. 따라서, 다축 뼈 고정 요소는 본체가 앵커링 부위 주위의 시야 및 접근을 최대화시키지 않고 외과 의사가 뼈 앵커를 이식시키는 것을 가능하게 한다. 뼈 앵커가 환자의 척추뼈에 고정되면, 본체는 뼈 앵커에 스냅 결합될 수 있다. 뼈 앵커는 바람직하게 또한 제2 도구 인터페이스를 포함하므로 수술 기구는 뼈 앵커에 직접 연결될 수 있다.
다축, 뼈, 고정, 앵커, 본체, 콜릿, 록킹, 캡, 척추

Description

다축 뼈 고정 요소{Polyaxial Bone Fixation Element}
본 출원은 2007. 7. 20.자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 60/950,995의 "탑-로딩 다축 척추경 나사"의 이익, 및 2007. 11. 16.자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 60/988,584의 "도구 인터페이스를 가진 뼈 나사"의 이익을 향유하고, 이들의 전체 내용들은 인용에 의해 본 명세서에 합체된다.
다양한 척추 질환으로 인한 척추의 굴곡을 교정하고 안정화시키거나, 척추 융합을 용이하게 하는 것은 종종 필요하다. 척추 질환을 치료하기 위한 많은 시스템들이 개시되어 왔다.
하나의 방법은 한 쌍의 가늘고 긴 부재들, 전형적으로 척추 봉들을 척추의 척추 돌기의 어느 일측의 후방 척추에 세로로 배치시키는 것과 관련이 있다. 각각의 봉은 척추경 나사에 의해 척추의 길이를 따라 다양한 척추뼈들에 부착된다. 척추경 나사는 각각 그 안에 있는 세로 척추 봉의 일 부분을 수납하기 위한 U-자형 봉-수납 채널을 가진 본체를 포함할 수 있다. 또한, 본체는 종종 봉-수납 채널 내부에 척추 봉의 일 부분을 클램핑 및 고정하기 위한 록킹 캡과 상호 작용을 한다. 봉-수납 채널 속으로 척추 봉의 삽입을 용이하게 하고 척추 봉과 척추경 나사의 포지셔닝에 추가적인 유연성을 제공하기 위해, 척추경 나사들이 개발되어 왔으며 여 기서 본체는 뼈 앵커(일반적으로 다축 척추경 나사로 알려져 있다)에 대해 회동할 수 있다.
외과 의사가 간단하게 사용할 수 있고, 다축 회전을 제공하고, 선택된 척추뼈에 봉을 고정되게 장착할 수 있는 척추경 나사의 개발이 요구된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 척추 고정술에 사용하기 위한 다축 뼈 고정 요소에 관한 것이다. 다축 뼈 고정 요소는 바람직하게 확대된 헤드부(예, 뼈 스크류), 콜릿(collet)(예, 삽입 부재), 콜릿과 뼈 앵커의 확대된 헤드부를 수납하기 위한 축방향 보어(axial bore)를 가진 본체를 구비하는 뼈 앵커를 포함한다. 본체는 또한 봉-수납 채널 및 록킹 캡(예, 외부 나사산이 형성된 세트 스크류)을 나사결합되게 수납하기 위한 나사산을 포함한다. 다축 뼈 고정 요소는 바람직하게 원 위치(in-situ) 조립체를 가능하게 한다. 즉, 다축 뼈 고정 요소는 사용 시, 뼈 앵커가 인체 내부에 수납되기 전에 환자의 척추뼈에 고정될 수 있도록 바람직하게 구성된다. 따라서, 다축 뼈 고정 요소는 바람직하게 본체와 콜릿이 앵커링 작업 부위 주위에 가시성과 접근성을 최대화하지 않고 외과 의사가 뼈 앵커를 이식할 수 있게 한다. 뼈 앵커가 환자의 척추뼈에 고정되고 나면, 본체는 뼈 앵커에 "결합(pop-on)"될 수 있다. 뼈 앵커는 또한 도구 인터페이스를 포함할 수 있으므로 수술 기구는 뼈 앵커에 직접적으로 연결될 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 다축 뼈 고정 요소는 뼈 앵커, 본체, 콜릿 및 록킹 캡을 구비한다. 뼈 앵커는 바람직하게 확대된 헤드부를 구비한다. 헤드부는 바람직하게 제1 수술 기구와 결합하기 위한 구동 표면(drive surface)과 제2 수술 기구와 결합하기 위한 도구 인터페이스를 구비한다. 본체는 바람직하게 세로 축, 상부 개구를 가진 상단 및 하부 개구를 가진 하단, 상부 개구와 하부 개구 사이에서 연장하고 제1 직경을 가진 보어, 및 척추 봉을 수납하기 위한 봉-수납 채널을 구비한다. 봉-수납 채널은 세로 축에 실질적으로 수직으로 향하는 채널 축을 가진다. 본체는 바람직하게 또한 하부 개구에 인접한 하부 가장자리부를 가진다. 하부 가장자리부는 제1 직경보다 더 작은 제2 직경을 가진다. 콜릿은 바람직하게 제1 끝단, 제2 끝단 및 제2 끝단으로부터 연장하고 다수의 유연성 아암들을 구획하는 하나 또는 그 이상의 슬롯들을 구비한다. 콜릿은 바람직하게 본체의 보어의 내부에 이동 가능하게 위치된다. 록킹 캡은 바람직하게 본체와 탈착가능하게 결합될 수 있다. 록킹 캡은 비잠금 위치로부터 잠금 위치까지 이동 가능하며, 비잠금 위치로부터 잠금 위치까지의 록킹 캡의 이동은 콜릿에 대향되는 봉과 하부 가장자리부에 대향되는 유연성 아암들을 작용시켜 본체에 대한 뼈 앵커의 위치를 고정하게 한다.
다른 바람직한 실시예에 있어서, 다축 뼈 고정 요소는 이식된 뼈 앵커의 헤드부에 스냅 결합되도록 구성된 본체를 포함한다. 본체는 바람직하게 세로 축, 상부 개구를 가진 상단, 하부 개구를 가진 하단, 상부 개구와 하부 개구 사이에서 연장하고 제1 직경을 가진 보어, 및 상단으로부터 하단 방향으로 연장하고 세로 축에 대해 실질적으로 수직으로 향하는 채널 축에 위치된 봉-수납 채널을 구비한다. 보어는 바람직하게 하단 근처에서 종결되는 하부 가장자리부 및 하부 가장자리부 근처에서 하부 가장자리부와 상단 사이에 배치된 확경부를 포함한다. 하부 가장자리부는 바람직하게 제2 직경을 구비하는 한편 확경부는 제3 직경부를 포함하고, 제3 직경부는, 바람직하게 제2 직경보다 더 큰, 제1 직경보다 더 크다. 콜릿은 바람직하게 제1 끝단, 제2 끝단 및 제2 끝단으로부터 연장하고 다수의 유연성 아암들을 구획하는 하나 또는 그 이상의 슬롯들을 포함한다. 유연성 아암들은 바람직하게 각각 기초 끝단(root end), 종결 끝단(terminal end) 및 종결 끝단 부근의 대체로 외부의 구형 표면을 구비한다. 유연성 아암들은 콜릿이 뼈 앵커의 헤드를 수용하도록 팽창가능하게 하고 콜릿에 대한 뼈 앵커의 헤드를 고정하도록 압축되게 한다. 유연성 아암들은 바람직하게 로딩 위치(loading position)에서 확경부 근처에 위치되고 유연성 아암들의 외면의 적어도 일 부분은 잠금 위치(locked position)에서 하부 가장자리부와 접촉한다.
대안적인 바람직한 실시예에 있어서, 다축 뼈 고정 요소는 바람직하게 뼈 앵커, 본체 및 콜릿을 포함한다. 뼈 앵커는 바람직하게 헤드부를 포함하고, 헤드부는 제1 수술 기구와 결합하기 위한 구동 표면 및 제2 수술 기구와 결합하기 위한 도구 인터페이스를 포함한다. 본체는 바람직하게 세로 축, 상부 개구를 가진 상단, 하부 개구를 가진 하단, 상단과 하단 사이에서 연장하는 보어, 및 상단으로부터 하단 방향으로 연장하고 세로 축에 실질적으로 수직으로 향하는 채널 축에 위치된 봉-수납 채널을 포함한다. 보어는 바람직하게 또한 하단 부근의 하부 가장자리부 및 하부 가장자리부에 인접하고 하부 가장자리부와 상단 사이의 확경부를 포함한다. 콜릿은 바람직하게 본체의 보어 내부에 이동 가능하게 위치된다. 콜릿은 바람직하게 제1 끝단, 제2 끝단 및 제2 끝단으로부터 연장하고 다수의 유연성 아암들을 구획하는 하나 또는 그 이상의 슬롯들을 포함한다. 유연성 아암들은 바람직하게 콜릿이 뼈 앵커의 헤드를 수용하도록 팽창 가능하게 하고 콜릿에 대한 뼈 앵커의 헤드를 고정하도록 압축되게 한다. 콜릿은 바람직하게 제2 끝단으로부터 연장하는 공동(cavity)를 더 포함한다. 콜릿의 유연성 아암들은 바람직하게 로딩 위치에서 확경부와 대체적으로 수직 결합하므로 뼈 앵커의 헤드는 콜릿에 형성된 공동에 수납될 수 있다. 유연성 아암들의 적어도 일 부분은 잠금 위치에서 확대된 가장자리부와 접촉할 수 있으므로 뼈 앵커의 헤드는 콜릿에 대해 고정된다. 잠금 위치에서, 접촉은 대체적으로 콜릿과 본체 사이의 선 접촉(line contact)이다.
전술한 요약 뿐만 아니라 본 출원의 바람직한 실시예의 이어지는 상세한 설명은 첨부된 도면들과 관련하여 읽혀질 때 더 잘 이해될 것이다. 다축 뼈 고정 요소의 바람직한 실시예는 설명의 목적으로 도면들에 도시된다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배열들 및 장치들에 한정되어서는 아니됨을 이해해야 한다.
도 1은 다축 뼈 고정 요소의 바람직한 실시예의 분해 사시도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 다축 뼈 고정 요소의 일 부분이 환자의 척추뼈에 장착된 상태를 도시하는 정면 입면도이다.
도 2b는 도 1에 도시된 다축 뼈 고정 요소의 부분이 환자의 척추뼈에 장착된 상태를 도시하는 측면 입면도이다.
도 3은 도 2b의 3-3선을 따라 취한, 도 1에 도시된 다축 뼈 고정 요소의 부분 단면도이다.
도 4a는 도 1에 도시된 다축 뼈 고정 요소와 함께 사용되는 뼈 앵커의 헤드부의 확대 단면도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 뼈 앵커의 상부 평면도이다.
도 5a는 도 1에 도시된 다축 뼈 고정 요소와 함께 사용된 콜릿의 정면 입면도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 콜릿의 측면 입면도이다.
도 5c는 도 5b의 5C-5C선을 따라 취한, 도 5a에 도시된 콜릿의 단면도이다.
도 6a는 도 1에 도시된 다축 뼈 고정 요소와 함께 사용된 본체의 바람직한 제1 실시예의 정면 입면도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 본체의 측면 입면도이다.
도 6c는 도 6b의 6C-6C선을 따라 취한, 도 6a에 도시된 본체의 단면도이다.
도 6d는 도 6c의 원 6D 내부를 따라 취한, 도 6a에 도시된 본체의 하단의 확대 단면도이다.
도 6e는 도 6d에 도시된 하단과 콜릿 및 도 1에 도시된 다축 뼈 고정 요소의 뼈 앵커의 헤드의 확대 단면도이다.
도 6f는 도 1에 도시된 다축 뼈 고정 요소의 본체의 하단의 제2 실시예의 확대 단면도이다.
도 6g는 도 6f에 도시된 본체의 하단의 확대 단면도이다.
도 7a는 도 1에 도시된 다축 뼈 고정 요소와 함께 사용되는 록킹 캡의 상부 평면도이다.
도 7b는 도 7a의 7B-7B선을 따라 취한, 도 7a에 도시된 록킹 캡의 단면도이다.
도 8a는 다축 뼈 고정 요소의 일 부분에 연결된 스크류 드라이버와 슬리브의 바람직한 실시예의 측면 사시도이다.
도 8b는 도 8a의 8B-8B선을 따라 취한, 도 1에 도시된 다축 뼈 고정 요소의 일 부분에 연결된 스크류 드라이버와 슬리브의 단면도이다.
도 9a는 도 1에 도시된 다축 뼈 고정 요소의 일 부분에 연결된 주사기 조립체와 슬리브의 단면도이다.
도 9b는 도 9a의 원 9B 내부로부터 취한 주사기 조립체와 슬리브의 확대 단면도이다.
아래의 상세한 설명에서 사용된 특정의 용어는 편의만을 위한 것으로서 제한적이지는 않다. 단어들 "좌", "우", "하", "상"은 참조된 도면들에서의 방향을 나타낸다. 단어들 "안쪽으로"와 "바깥쪽으로"는 각각 다축 뼈 고정 요소, 설명된 도구들 및 그들의 지정된 부품들의 기하학적 중심을 향하거나 그로부터 멀어지는 방향을 나타낸다. 단어들 "전방", "후방", "상부", "하부" 및 관련 단어들 및/또는 어구들은 참조된 환자의 신체에서의 바람직한 위치들 및 방위들을 나타내는 것이지 한정된 의미를 갖는 것은 아니다. 용어는 위에서 열거된 단어들 그 파생어들 및 유사한 의미를 가진 단어들을 포함한다.
본 발명의 특정의 예시적 실시예들은 도면을 참조하여 설명될 것이다. 일반 적으로, 그러한 실시예들은 바람직한 다축 뼈 고정 요소와 비제한적인 예에 의한 관련 도구들 및 다축 뼈 고정 요소의 본체에 형성된 봉-수납 채널에 세로 척추 봉의 삽입을 용이하게 하는 척추 고정에 사용되기 위한 다축 뼈 고정 요소에 관한 것이다. 본 발명은 다른 적용들과 용도들을 가질 수 있고 설명되고 도시된 구조 또는 사용에 제한되어서는 아니된다.
도 1 내지 도 7b를 참조하면, 바람직한 다축 뼈 고정 요소 10은 뼈 앵커 20(뼈 스크류로서 도시됨), 콜릿 150, 본체 200, 및 록킹 캡(locking cap) 300(외부 나사산이 형성된 세트 스크류로서 도시됨)을 포함한다. 아래에서 더욱더 상세히 설명되는 바와 같이, 다축 뼈 고정 요소 10은 바람직하게 원-위치 조립체(in-situ assembly)를 가능하게 한다. 즉, 바람직하게, 다축 뼈 고정 요소 10은, 사용 시, 뼈 앵커 20이 본체 200의 내부에 수납되기 전에 환자의 척추뼈 700에 고정될 수 있도록 구성된다. 다축 뼈 고정 요소 10은 바람직하게 뼈 앵커 20에 본체 200과 콜릿 150을 미리 조립하지 않고서 외과 의사가 뼈 앵커 20을 이식할 수 있도록 한다. 외과 의사가 뼈 앵커 20만을 이식하게끔 하는 것은, 다축 뼈 고정 요소 10이 앵커 작업 부위 주위의 시인성 및 접근성을 최대화시킨다. 뼈 앵커 20이 환자의 척추뼈 700에 고정되고 나면 본체 200과 콜릿 150은 뼈 앵커 20에 "결합(pop-on)"될 수 있다. 따라서, 바람직한 다축 뼈 고정 요소 10은 전형적으로 바닥 로딩(bottom loading) 장치로 간주된다. 왜냐하면, 뼈 앵커 20은 하부 또는 바닥 끝단 204를 통해 본체 200으로 들어가기 때문이다. 대안적으로, 다축 뼈 고정 요소 10은 본 명세서에서 개시된 바와 같이, 동일한 부품들을 사용하여 미리-조립된 형태로 제공될 수도 있고 아니면 당업자에게 명백해 질 수 있는 바와 같이, 약간의 변형으로 정상 로딩(top loading)의 구성일 수 있다. 또한, 콜릿 150과 본체 200의 조립체는, 고정 요소 10이 잠금 위치에 정렬된 후, 로딩 위치에서 본체 200에 대해 콜릿 150을 정렬시키고, 아래에서 더욱 더 상세히 설명되는 바와 같이, 뼈 앵커로부터 조립체를 제거시킴으로써 원-위치의 뼈 앵커 20으로부터 분리(pop-off)될 수 있다.
다축 뼈 고정 요소 10은 척추 (예를 들어, 요추, 흉추 또는 경추 영역들)으로서 설명될 것이고 대체로 그러한 척추에 사용될 수 있지만, 당업자들은 다축 뼈 고정 요소 10은 예를 들어, 관절, 긴 뼈 즉 손, 얼굴, 발, 사지, 또는 두개골 등과 같이 본체의 다른 부분들의 고정에 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
아래에서 더욱 더 잘 설명되는 바와 같이, 다양한 다축 뼈 고정 요소 10은 세로 척추 봉 250을 다양한 척추뼈 700에 고정하는데 사용될 수 있다. 척추 봉 250은 단단한 봉, 단단하지 않은 봉, 유연한 또는 동적인 봉 등을 포함하지만 이에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 다축 뼈 고정 요소 10은 그 어떤 특정의 형태의 척추 봉 250에 사용되는 것에 한정되지는 않는다.
도 1 내지 도 4b를 참조하면, 뼈 앵커 20은 바람직하게 뼈 스크류 22의 형태이다. 대안적으로, 그러나 뼈 앵커 20은 예를 들어, 후크 또는 클램프, 임플란트 등과 같은 다른 파스너(fastener)일 수 있다.
뼈 스크류 22는 바람직하게 확대되고, 굴곡된 헤드부 24 및 환자의 척추뼈 700과 결합하기 위한 외부 나사산이 형성된 샤프트부 26을 포함한다. 예를 들어, 나사산 피치, 샤프트 직경, 샤프트 모양 등을 포함하는 샤프트 26의 특별한 특징은 상호 교환 가능하고, 뼈 스크류 22는 샤프트 26의 그 어떤 특정의 형태에 한정되지 않음은 당업자에게 명백할 것이다. 뼈 스크류 22는 캐뉼라가 박힐 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다(도 9a 및 도 9b 참조). 뼈 스크류 22는 또한 헤드부 24와 샤프트부 26 사이에서, 뼈 고정 요소 10의 다축 특성을 수용하는 감소된 직경의 네크부 28을 포함할 수 있다. 뼈 스크류 22는 또한 캐뉼라가 박히거나 고정됨으로써(미도시), 캐뉼라가 박힌 중앙의 속이 빈 채널로부터 외측으로 확장된 개구들이 주입 시 스크류를 밖으로 나가게 밀거나 스크류 주변의 물질을 뽑아 내는 동안 스크류의 측면으로부터 중앙의 속이 빈 채널 속으로 유체를 당기게 한다.
도 3 내지 도 4b 및 도 8a 내지 도 9b를 참조하면, 확대된 굴곡 헤드부 24는 바람직하게 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 콜릿 150에 대한 회전이 용이하도록 굴곡되거나 반-구형 모양을 가진다. 헤드부 24는 또한 바람직하게 뼈 스크류 22를 회전시켜 환자의 척추뼈 700에 결합시키기 위한 스크류 드라이버 500(도 8a 및 도 8b 참조)과 같은 구동 도구에 형성된 상응하는 팁 501을 수납하기 위한 구동 표면 30을 포함한다. 구동 표면은 외측의 육각형, 별 구동 패턴, 필립스 헤드 패턴, 스크류 드라이버를 위한 슬롯, 상응하게 나사가 형성된 포스트를 위한 나사산 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 현재 알려져 있거나 앞으로 알려질 그 어떤 형태를 가질 수 있다. 바람직하게, 도시된 바와 같이, 구동 표면 30은 제1 도구 인터페이스 또는 내부 리세스 32로 구성되지만 그에 한정되지 않을 수 있고, 암-형태(femaile-type)의 드라이버(미도시)와 결합하기 위한 외부 드라이브 특징으로 구성될 수 있다. 구동 표면 20 또는 제1 도구 표면 32의 특정 형태는 상응하는 구동 도구와 협력하여 선택될 수 있다.
헤드부 24는 또한 제2 도구 인터페이스 즉, 슬리브 인터페이스 40을 포함한다. 제2 도구 인터페이스 40은 외부 또는 내부 나사산, 외부 유각형, 별 구동 패턴, 필립스 헤드 패턴, 스크류 드라이버를 위한 슬롯, 그루브 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 현재 알려져 있거나 앞으로 알려질 그 어떤 형태일 수 있다. 바람직하게, 그러나, 제2 도구 인터페이스 40은 슬리브 600(도 8a 내지 도 9b), 뼈 증대 도구, 흡기(aspiration) 도구, 시상 봉합(sagittal) 정복 또는 다른 정복을 위한 정복 도구, 관상(coronal) 회전 도구, 유연한 조직 견인 도구, 척추 후만증 및 척추 전만증 교정 도구 등과 같은 수술 기구와 나사 결합하기 위한 다수의 나사산 42를 포함한다. 바람직한 실시예의 제2 도구 인터페이스 40은 뼈 앵커 20의 세로 축을 따를 뿐만 아니라 축을 따르거나 축에 각이 형성되게 뼈 앵커 20에 힘을 인가할 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 슬리브 600은 적어도 스크류 드라이버 500과 주사 조립체 650과 함께 사용하는데 적합할 수 있다. 수술 기구는 대안적으로 압축기, 견인기(distractor), 최소 침습적 도구 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 척추 고정 시술과 관련하여 사용될 수 있는 현재 알려져 있거나 앞으로 알려질 그 어떤 수술 기구일 수 있다. 제2 수술 인터페이스 40을 뼈 앵커 20의 헤드부 24에 통합시킴으로써, 슬리브 600은 뼈 앵커 20에 직접적으로 결합될 수 있으므로 슬리브 600이 다축 뼈 고정 요소 10의 본체 200과 결합시킬 필요성을 제거하고 따라서, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 슬리브 600, 스크류 드라이버 500 및/또는 뼈 앵커 20 사이의 토글링(toggling)을 제한한다. 또한, 바람직한 제2 도 구 인터페이스 40은 슬리브 600 또는 뼈 앵커 또는 뼈 앵커 20이 장착되는 잠정적인 뼈를 조작하기 위한 제1 도구 인터페이스 40과 꼭 맞는 다른 도구에 힘을 인가하는 것을 허용한다.
도 3 내지 도 4b, 도 8b 및 도 9b를 참조하면, 제2 도구 인터페이스 40과 제1 도구 인터페이스 32는 바람직하게 헤드 24의 상단으로부터 노출된 헤드 인터페이스 공동 41에 형성된다. 헤드 24의 상단에서 제2 도구 인터페이스 40과 제1 도구 인터페이스 32 모두의 노출은 뼈 앵커 20의 조작을 위해 제2 도구 인터페이스 40과 제1 도구 인터페이스 32의 동시적인 도구 결합을 허용한다. 제2 도구 인터페이스 40과 제1 도구 인터페이스 32 모두는 콜릿 150과 본체 200이 헤드 24에 장착되기 전에 콜릿 150과 본체 200이 헤드 24에 장착된 후 도구에 의해 개별적으로 또는 동시에 결합될 수 있다(도 8b 및 도 9b 참조).
도 3 및 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 콜릿 150은 바람직하게 척추 봉 250이 본체 200에 형성된 봉-수납 채널 208 내부에 수납될 때 척추 봉 250의 적어도 일 부분과 접촉하도록 구성된 제1 끝단 또는 상단 152와 뼈 앵커 20의 헤드부 24의 적어도 일 부분과 접촉하도록 구성된 제2 끝단 또는 하단 154를 포함한다. 보다 바람직하게, 콜릿 150의 상단 152는, 척추 봉 250이 본체 200의 봉-수납 채널 208 내부에 수납될 때 척추 봉 250의 적어도 일 부분을 수납하도록 구성된 시트(seat) 160을 포함한다. 콜릿 150의 하단 154는 바람직하게 뼈 앵커 20의 헤드부 24를 수납 및 고정하기 위한 내부 공동 165를 포함함으로써, 당업자에 의해 대체적으로 평가되는 바와 같이, 뼈 앵커 20은 콜릿 150에 대해 따라서 본체 200에 대해 일정한 각도 범위에서 다축적으로 회전할 수 있다. 콜릿 150에 형성된 공동 165는 바람직하게 뼈 앵커 20의 굴곡되거나 반-구형의 헤드부 24를 수납하기 위한 굴곡되거나 반-구형 모양을 가짐으로써 뼈 앵커 20은 콜릿 150에 대해 따라서 본체 200에 대해 다축적으로 회전할 수 있다. 또한, 콜릿 150의 적어도 일 부분은 본체 200의 내부 표면 211과 접촉하기 위해, 바람직하게 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 하부 가장자리부 218과 접촉하기 위한 곡률 반경 r5를 가진 굴곡되거나 구형의 볼록한 표면 151로 구성된다.
콜릿 150은 바람직하게 또한 그 하단 154로부터 연장하는 하나 또는 그 이상의 슬롯들 170(다수의 슬롯들로 도시됨)을 포함함으로써 콜릿 150의 적어도 일 부분은: (i) 방사상으로 팽창됨으로써 뼈 앵커 20의 헤드부 24가 하단 154를 통해 콜릿 150의 공동 165 속으로 삽입될 수 있고, (ii) 그곳에 인가되는 방사상의 힘들의 적용에 따라, 뼈 앵커 20의 헤드부 24에 대향하여 압축하거나 압착되어 잠겨지도록 방사상으로 압축될 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 슬롯들 170은 다수의 유연성 아암들 172를 구획한다. 바람직하게 각각의 유연성 아암 172는 기초 끝단 172와 종결 끝단 174를 포함한다. 유연성 아암들 172의 외부 표면은 바람직하게 본체 200의 내부 표면, 바람직하게 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 바람직하게 제1 언더컷(undercut) 218a와 선-접촉(line-contact)을 구획하기 위한 콜릿 150의 굴곡되거나 구형의 볼록한 표면 151을 포함한다.
콜릿 150은 또한 본체 200의 내부 표면 211에 형성된 돌기 또는 딤플 216a와 결합하기 위해 그 외부 표면에 형성된 하나 또는 그 이상의 그루브들 175를 포함할 수 있다. 아래에서 더욱 더 상세히 설명되는 바와 같이, 콜릿 150은 로딩 위치와 잠금 위치 사이에서 본체 200에 형성된 축방향 보어 206 내부에서 표류(float)가 허용된다. 즉, 콜릿 150은 바람직하게 조립된 구성에서 본체 200 내부에 이동 가능하게 위치된다. 하나 또는 그 이상의 그루브들 175와 돌기 또는 딤플 216a 사이의 상호 작용은 로딩 위치에 있을 때 콜릿 150이 본체 200의 상단 202 밖으로 이동하는 것을 방지한다.
콜릿 150은 또한 상단 152로부터 하단 154까지 연장하고 상단 152에서 상부 개구를 가짐으로써, 예를 들어, 스크류 드라이버 500과 같은 구동 도구는 콜릿 150을 통해 삽입되어 뼈 앵커 20과 결합될 수 있으므로 뼈 앵커 20은 회전되어 환자의 척추뼈 700과 결합될 수 있다. 콜릿 150의 상단 152에 있는 상부 개구는 또한 스크류 드라이버 500 및 슬리브 600과 같은 제2 도구의 동시 삽입, 그곳을 통한 헤드 24와의 결합을 허용한다(도 8b 및 도 9b).
콜릿 150은 또한 하나 또는 그 이상의 임시 봉-잠금 처리부들(features)을 포함할 수 있으므로 척추 봉 250은 콜릿 150에, 따라서 본체 200에 대해 임시로 연결될 수 있다. 임시 봉-잠금 처리부들은 그러한 목적을 위해 현재 개발되었거나 이후에 개발되는 그 어떤 메커니즘일 수 있다.
도 5c를 참조하면, 콜릿 150은 콜릿 150의 상단 152 근처의 시트 160의 내부 표면 161에 배치된 하나 또는 그 이상의 내측으로 돌출하는 턱들(legdes) 184, 186을 포함한다. 턱들 184, 186은 본체 200에 대해 콜릿 150을 움직이기 위해 콜릿 150과 본체 200 사이에 힘을 인가하는 도구(미도시)에 의해 결합될 수 있다. 예를 들어, 콜릿 150, 본체 200, 및 뼈 앵커 20이 잠금 위치에 있을 때 본체 200은 콜릿 150에 대해 뼈 앵커 20 쪽으로 하방으로 밀려질 수 있다. 그러한 힘의 적용은 콜릿 150을 잠금 위치로부터 로딩 위치로 움직일 수 있으므로, 정 위치에서, 유연성 아암들 172는 확경부 220 내부에서 바깥쪽으로 굴곡시켜 헤드 24가 공동 165 밖으로 움직이게 할 수 있다. 따라서, 턱들 184, 186은 콜릿 150과 본체 200이 헤드 24에 잠겨진 후 뼈 앵커 20으로부터 콜릿 150과 본체 200을 분해시키는 데 사용될 수 있다.
도 6a 내지 도 6d 및 도 7a, 도 7b를 참조하면, 본체 200은 세로 축 201, 상부 개구 203을 가진 상단 202, 하부 개구 205를 가진 하단 204, 및 본체 200의 세로 축 201과 실질적으로 동축적인 축방향 보어 206을 가진 원통형 본체로서 대체적으로 설명될 수 있다. 세로 축 206은 상부 개구 203으로부터 하부 개구 205까지 연장한다. 축방향 보어 206은 바람직하게 상단 202 근처에서 제1 직경부 D1을 가진다. 본체 200은 또한 한 쌍의 이격된 아암들 209, 210을 구획하는 실질적으로 교차하는 봉-수납 채널 208(정상 로딩 U-자형 봉-수납 채널로서 도시됨)을 포함한다. 이격된 아암 209, 210의 내부 표면 211은 바람직하게 록킹 캡 300과 결합하기 위한 다수의 나사산들 212를 포함한다. 대안적으로, 본체 200 및 특히, 이격된 아암들 209, 210은 외부 나사산, 캠-록(lock), 클램프 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 콜링 캡 300과 결합하기 위한 거의 모든 장착 수단 구조를 가질 수 있다. 이격된 아암들 208, 210의 외부 표면 213은 각각 예를 들어, 로커 핀셋(rocker forceps), 압축기, 견인기, 슬리브, 최소 침습 도구 등과 같은 하나 또는 그 이상의 수술 기구와 결합하기 위한 리세스 214를 포함한다.
도 5a 내지 도 6e를 참조하면, 축방향 보어 206은 바람직하게 상단 202 근처에서 제1 직경부 D1을 포함한다. 축방향 보어 206의 내부 표면 211은 바람직하게 또한 그 하단 204 근처의 하단부 218을 포함한다. 하단부 218은 축방향 보어 206의 최소 직경부로 구성된 제2 직경부 D2를 구획한다. 제2 직경부 D2는 바람직하게 본체 200의 하단 204 근처의 제1 구형(spherical) 언더컷 218a에 의해 구획된다. 제1 구형 언더컷 218a는 바람직하게 본체 200의 세로 축 201에서 중심을 이루는 제1 곡률 반경 r2를 가진다. 제2 직경부 D2는 바람직하게 축방향 보어 206의 제1 직경부 D1보다 더 작으므로 콜릿 150은 상단 202를 통해 축방향 보어 206 속으로 삽입될 수 있지만, 대체적으로 콜릿 150이 하단 204 속으로 삽입되거나 축방향 보어 206 속으로 삽입되면 하단 204을 빠져나가는 것을 방지한다.
제1 구형 언터컷 218a는 바람직하게 콜릿 150의 외부의 굴곡되거나 구형의 볼록한 표면 151을 수용하기 위해 굴곡되거나 구형의 볼록한 표면을 구획한다. 제1 구형 언더컷 218a와 구형의 볼록한 표면 151은 바람직하게 다른 곡률 반경을 가지므로, 콜릿 150이 하단 204 근처에 위치될 때 선 접촉은 표면들 151, 218 사이에서 구획된다. 뼈 앵커 20의 확대된 헤드부 24가 본체 200의 하부 개구 205를 통과할 수 있지만, 뼈 앵커 20의 헤드부 24가 콜릿 150의 내부 공동 165의 내부에 수납되 면 그곳을 관통하지 못하도록 제2 직경부 D2가 바람직하게 구성된다.
축방향 보어 206의 내부 표면 211은 바람직하게 제1 직경부 D1에 대해 하단 204 쪽으로 위치된 확대부 220을 포함한다. 확대부 220은 바람직하게 굴곡된, 바람직하게 구형의 방사상으로 외측방향의 함몰부로 구성된 제3 직경 D3을 구획한다. 축방향 보어 206의 확대부 220에 있어서, 제3 직경 D3은 축방향 보어 206의 제1 직경 D1보다 더 크다. 또한, 제3 직경 D3은 제2 직경 D2보다 더 크다. 바람직한 실시예에 있어서, 제3 직경 D3은 제2 구형 언터컷 220a에 의해 구획된다.
확대부 220은 바람직하게 상단 202와 하단부 218 사이에 위치되고, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 헤드 24가 콜릿 150에 로딩될 때, 그 안의 유연성 아암 172의 팽창을 수용한다. 확대부 220은 바람직하게 축방향 보어 206 내부에서 가장 큰 직경에서 제3 직경 D3을 구획하는 제3 곡률 반경 r3을 가진 굴곡되거나 구형의 오목한 표면의 형태이다. 제3 곡률 반경 r3은 제2 구형 언더컷 220a의 구형 성질을 정의한다. 콜릿 150이 확대부 220의 굴곡되거나 구형의 오목한 표면과 대체로 정렬되어 위치될 때, 콜릿 160의 유연성 아암들 172이 본체 200의 축방향 보어 206 내부에서 방사상으로 팽창되도록 하고 뼈 앵커 20의 헤드부 24가 본체 200에 형성된 하부 개구 205를 통하여 콜릿 150에 형성된 공동 165 속으로 삽입될 수 있도록 확대부 220이 구성된다. 보다 바람직하게, 헤드 24가 콜릿 150에 로딩될 때 콜릿 150의 굴곡되거나 구형의 볼록한 표면 151이 본체 200의 확대부 220과 접촉되지 않 도록 확대부 220은 구성된다. 즉, 뼈 앵커 20의 헤드부 24를 수용하기 위해 유연성 아암들 172이 방사상으로 팽창할 때에도 콜릿 150의 외부의 굴곡되거나 구형의 볼록한 표면 151과 본체 200의 확대부 220 사이에 틈새가 존재하도록 본체 200에 형성된 확대부 220은 바람직하게 구성된다. 확대부 220은 제3 곡률 반경 r3에 의해 구획되는 바람직한 굴곡되거나 구형의 언더컷으로 형성되는 구성에 한정되지는 않으며, 로딩 위치에서 헤드 24를 수용하기 위해 그 안에서 콜릿 150의 팽창을 허용하는 거의 모든 모양을 가진 거의 모든 언더컷으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 확대부 220은 제3 직경 D3이 제1 및 제2 직경들 D1, D2 보다 더 큰 결과를 초래하는 내부 표면 211 위의 직사각형 슬롯 또는 그루브에 의해 구획될 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 제1 구형 언더컷 218a의 제2 곡률 반경 r2는 바람직하게 콜릿 150의 외측의 굴곡되거나 구명의 볼록 표면 151의 외측의 곡률 반경 r5와 다르기 때문에, 콜릿 150이 하단부 218 근처에 위치될 때 제1 구형 언더컷 218a와 외부 볼록 표면 151 사이에 선 접촉이 생긴다. 즉, 제1 구형 언더컷 218a와 콜릿 150 사이에서 매칭되지 않는(non-matching) 곡률 반경들을 제공함에 의해, 본체 200의 제1 구형 언더컷 218a와 콜릿 150의 외부의 굴곡되거나 구형의 볼록 표면 151 사이에는 선 접촉만 생기게 된다. 본체 200과 콜릿 150 사이의 선 접촉은 유연성 아암들 172의 하단들을 헤드 24의 가장 큰 직경 아래의 헤드 24의 하단 위로 효과적으로 집어 넣어, 헤드 24의 최대 직경 아래의 하단 154로 향하도록 하여, 잠금 위치에서 뼈 앵커 20을 콜릿 150에 효과적으로 고정한다. 또한, 콜릿 150과 본체 200 사이의 선 접촉은 콜릿 150과 본체 200이 잠금 위치에서 결합되거나 뼈 앵커 20으로부터 본체 200과 콜릿 150이 원-위치에서 분리된 후 콜릿 150이 본체 200으로부터 분리되게 한다.
도 5a 내지 도 5c, 도 6f 및 도 6g를 참조하면, 제2 및 제3 직경들 D2, D3은 축방향 보어 206에서 본체 200을 잘라내는 단일의 내부 곡률 반경 r4에 의해 형성될 수 있다. 단일의 내부 곡률 반경 r4은 바람직하게 헤드 24를 수용하기 위한 콜릿 150의 팽창, 하단 204이 아닌 상단 202로부터 축방향 보어 206 속으로의 콜릿 150의 삽입, 및 콜릿 150이 하단부 218과 대면하여 접촉할 때 콜릿의 외부의 굴곡되거나 구형의 볼록한 표면 151과 하단부 218 사이의 선 접촉을 허용한다. 이러한 구성에 있어서, 제2 직경부 D2는, 제3 직경부 D3보다 더 작은, 제1 직경부 D1보다 더 작다.
도 1 내지 도 3, 및 도 5a 내지 도 6c를 참조하면, 본체 200과 콜릿 150은 또한 바람직하게 콜릿 보유 처리부(feature) 50을 포함하므로, 콜릿 150이 본체 200에 형성된 보어 206 속으로 삽입되고, 필요한 경우, 콜릿 보유 처리부 50이 결합되면, 콜릿 보유 처리부 50은 콜릿 150이 본체 200에 형성된 하부 개구 203을 통해 다시 통과하는 것을 방지하지만, 본체 200에 대한 콜릿 150의 어느 정도의 수직 이동 또는 표류(floating)를 허용한다. 즉, 본체 200이 축방향 보어 206 속으로 삽입되면, 콜릿 150은 로딩 위치와 잠금 위치 사이에서 축방향 보어 206 내부에서 표류 또는 이동하도록 구성된다. 콜릿 보유 처리부 50은 바람직하게 콜릿 150이 본체 200의 상부 개구 203 밖으로의 이동을 방지한다. 바람직하게 그루브들 175의 하부 가장자리가 딤플들 216a와 접촉하게 될 때 콜릿 보유 처리부 50은 유연성 아암들 172이 로딩 위치에서 확장부 220과 정렬되는 것을 허용한다. 또한, 콜릿 150은 바람직하게 콜릿 150의 헤드 24에 고정되기 전에 로딩 위치와 잠금 위치 사이에서 표류하는 것이 허용된다. 특히, 콜릿 150은 딤플들 216a이 그루브 175의 하부 가장자리와 접촉하는 로딩 위치와 외부의 굴곡되거나 구형의 볼록 표면 151이 하단부 218과 선 접촉하게 되는 잠금 위치 사이에서 표류할 수 있다. 딤플들 216a는 그루브들 175 내부에서 미끄러지기 때문에 콜릿 보유 처리부 50은 바람직하게 본체 200에 대한 콜릿 150의 회전을 제한하게 되고, 따라서 콜릿 150에 형성된 시트 160은 본체 200에 형성된 봉-수납 채널 208과 정렬하게 된다. 그러나, 유지 처리부 50은 본체 200에 대한 콜릿 150의 회전을 제한하는 것에 한정되지 않으며, 콜릿 150으로부터 그루브들 175를 제거하고 그루브 175의 바닥 끝단에서 콜릿 150 주위에 단(shelf)(미도시)을 형성하고 딤플들 216a을 단에 결합시켜 콜릿 150이 본체 200의 상단 202 밖으로의 움직임을 제한함에 의해 본체 200에 대한 콜릿 150의 무제한 회전을 허용하도록 구성될 수도 있지만, 조립된 구성에서 본체 200에 대한 콜릿 150의 무제한 회전을 허용한다.
콜릿 보유 처리부 50은 예를 들어, 본체 200의 내부 표면 211에 형성된 상응하는 만입부(indentations)와 결합하기 위해 콜릿 150에 형성된 안쪽으로 돌출된 숄더 또는 덴트(dent)를 포함하지만 이에 한정되지 않는 현재 알려져 있거나 앞으로 알려질 그 어떤 처리부일 수 있다. 바람직한 살시예에 있어서, 본체 200은 그 안에 형성된 하나 또는 그 이상의 부분 통로(partial passageways) 216을 포함하므로, 콜릿 150이 본체 200의 축방향 보어 206 내부에 수납되면, 본체 200에 형성된 부분 통로 216에 힘이 가해져서, 본체 200의 내부 표면 211에 형성된 딤플 또는 돌기 216a 속의 부분 통로의 나머지 부분을 변형시킬 수 있다. 즉, 콜릿 150이 본체 200의 보어 206의 내부에 수납되면, 외력이 본체 200에 형성된 부분 통로 216에 가해져서, 이격된 아암들 209, 210의 내부 표면 211로부터 내측으로 확장하는 돌기 또는 딤플들 216a 속으로, 그리고 본체 200에 형성된 보어 206 속으로 통로 216을 변형시킬 수 있다. 딤플들 또는 돌기들 216a는 바람직하게 콜릿 150의 외부 표면에 형성된 세로 그루브 175와 상호 작용하도록 구성됨으로써 콜릿 150은 적어도 세로 축 201을 따라 본체 200에 대해 이동하는 것이 허용되지만, 본체 200에 형성된 상부 개구 203을 통해 다시 움직이는 것은 금지된다. 콜릿 150은 또한 바람직하게 본체 200에 대한 회전 이동이 부분적으로 금지된다. 본체 200에 대하여 상단 202쪽으로 콜릿 150의 이동은 바람직하게 그루브 175의 바닥 및/또는 측면 표면들과 접촉하는 돌기들 또는 딤플들 216a에 의해 금지된다. 본체 200에 대한 콜릿 150의 회전 이동의 제한은 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 봉 250을 수납하기 위한 봉-수납 채널 208과 시트 160의 정렬을 허용한다.
사용 시, 로딩 위치에서 확대부 220의 굴곡되거나 구형의 오목한 표면에 콜릿 150이 대체로 정렬 위치시키면, 바람직하게 콜릿 150의 유연성 아암들 172이 본체 200의 축방향 보어 206 내부에서 방사상으로 팽창되며, 뼈 앵커 20의 헤드부 24가 본체 200에 형성된 하부 개구 205를 통해 콜릿 150에 형성된 공동 165 속으로 삽입될 수 있다. 뼈 앵커 20의 헤드부 24를 수용하기 위해 유연성 아암들 172이 방사상으로 팽창하더라도 콜릿 150의 외부의 굴곡되거나 구형의 볼록한 표면과 본체 200의 확대부 사이에 틈새가 남아 있도록 본체 200에 형성된 확대부 220은 바람직하게 구성된다. 그 후, 하단부 218의 제1 구형 언더컷 218a와 대체적으로 정렬 및 결합하는 콜릿 150의 이동은 방사상의 내측 방향의 힘이 유연성 아암들 172에 가해져서 유연성 아암 172은 뼈 앵커 20의 헤드부 24에 대향하여 압축될 수 있으므로, 콜릿 150에 대한 그래서 본체 200에 대한 뼈 앵커 20의 위치를 고정하게 된다. 하단부 218과 콜릿 150의 외부의 굴곡되거나 구형의 볼록한 표면 151은 매칭되지 않는 곡률 반경들 r2, r4, r5를 가지므로, 그들 부품들 사이에는 선 접촉만 생기게 된다.
뼈 앵커 20의 헤드부 24와 딤플들 216과 그루브들 175의 상호 작용은 바람직하게 헤드 24가 하부 개구 205를 통해 축방향 보어 206 속으로 삽입될 때 콜릿 150을 이동시켜 확대부 220과 결합되게 한다. 또한, 콜릿 150은 바람직하게 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 록킹 캡 300의 결합을 통해 하부 가장자리부 218과 정렬 및 결합되도록 이동된다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 록킹 캡 300은 바람직하게 본체 200의 내부 표면 211에 형성된 나사산 212과 나사 결합하는 외부 나사산이 형성된 세트 스크류 302이다. 외부 나사산이 형성된 세트 스크류 302는 척추 봉 250을 본체 200 속으로 삽입시킬 때 일반적으로 유연성을 제공하므로, 척추 봉 250은 록킹 캡 300과 결합 되기 전에 본체 200 내부에 완전히 감소되거나 안착될 필요가 없다. 나사산이 형성된 세트 스크류 302의 형성은 또한 본체 200에 대해 록킹 캡을 조이는 동안 세트 스크류 302가 척추 봉 250을 감소시키게 한다. 록킹 캡 300은 외부 나사산이 형성된 캡, 1/4-회전 또는 부분-회전 록킹 캡, 투-피스(two-piece) 세트 스크류 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 그러한 목적을 위해 현재 또는 향후 개발될 그 어떤 록킹 캡일 수 있다.
도시된 바와 같이, 외부 나사산이 형성된 세트 스크류 302는 바람직하게 세트 스크류 302를 본체 200에 고정(예, 나사 결합)하기 위한 상응하는 구동 도구(drive tool)와 결합하기 위한 구동 표면(drive surface)을 포함한다. 구동 표면 304는 외부 육각형, 별 구동 패턴, 필립스 헤드 패턴, 스크류 드라이버용 슬롯, 상응하게 나사산이 형성된 포스트를 위한 나사산 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 그러한 목적을 위해 현재 또는 향후 개발될 그 어떤 형태를 취할 수 있다. 구동 표면 304는 바람직하게 내부 리세스로 구성된다. 내부 리세스의 특정 모양은 상응하는 구동 도구와 협력하도록 선택될 수 있다. 구동 표면 304는 또한 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 도구 인터페이스 40을 포함하도록 구성될 수 있다.
외부 나사산이 형성된 세트 스크류 302는 바람직하게 또한 그곳에 작동 가능하게 연결된 새들(saddle) 310을 포함한다. 새들 310은 척추 봉 250의 적어도 일 부분과 접촉하기 위해 그안에 형성된 교차 리세스(transverse recess) 312를 포함한다. 리세스 312의 봉-접촉 표면은 예를 들어, 널링 처리(knurl), 비드 블래스팅 처리(bead blasting), 그루브 처리, 또는 표면 조도를 증가시키고 봉 밀착 강도를 증대시키는 다른 표면 처리와 같이 조도 증대용 표면 처리(미도시)를 포함할 수 있다.
새들 310은 접착제, 기구적 조임 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 그러한 목적을 위해 현재 개발되어 있거나 앞으로 개발될 그 어떤 수단에 의해 세트 스크류 302에 연결될 수 있다. 세트 스크류 302는 바람직하게 새들 310의 정상면 311에 형성된 굴대(stem) 316를 수납하기 위한 보어 306을 포함한다. 사용 시, 새들 310은 바람직하게 세트 스크류 302와 연결되지만 세트 스크류 302에 대해 자유롭게 회전할 수 있으므로, 세트 스크류 302가 본체 200에 대해 회전되는 동안 새들 310은 척추 봉 250과 자체-정렬할 수 있다.
하나의 특정한 바람직한 실시예에 있어서, 외부 나사산이 형성된 세트 스크류 302에 형성된 나사산들은 본체 200의 세로 축 201에 대해 각도를 형성하는 경사진 하중 플랭크들(load flanks)와 통합된다. 하중 플랭크들은 수렴될 수 있으므로 나사산의 정상면과 나사산의 바닥면은 수렴한다. 상기 각도는 당업자에 의해 대체로 이해될 수 있는 바와 같이, 약 5도(5°)일 수 있지만, 나사산들은 부 하중(negative load) 나사산, 수직 나사산 플랭크들, 버팀벽(buttress) 나사산 등을 포함하는 그러한 목적으로 현재 알려져 있거나 앞으로 알려질 다른 어떤 형태를 취할 수 있다.
도 1 내지 도 7b를 참조하면, 다축 뼈 고정 요소 10은 바람직하게 적어도 (1) 뼈 앵커, (2) 록킹 캡, 및 (3) 사전-조립된 콜릿/본체 하위조립체들을 포함하는 키트로 사용자에게 제공된다. 사전-조립된 콜릿/본체 하위조립체들은 바람직하 게 본체 200에 형성된 상부 개구 203을 통해 본체 200에 형성된 축방향 보어 206 속으로 콜릿 150을 삽입시켜 조립된다. 유연성 아암들 172의 최대 직경이 제1 직경 D1보다 더 크면, 유연성 아암들 172는 콜릿 150이 축방향 보어 206 속으로 삽입될 때 내측으로 굴곡될 수 있다. 그러한 구성은 대체적으로 콜릿 유지 처리부 50이 결합되기 전이라도, 콜릿 150이 축방향 보어 206 내부에 유지되게 한다. 유연성 아암들 172이 확대부 220 근처에 위치되도록 콜릿 150이 축방향 보어 206 내부에 위치되면, 본체 200에 형성된 부분 통로 216의 원위단에 힘이 가해지므로, 돌기 또는 딤플 216a이 형성되고, 본체 200의 보어 206 속으로 확장한다. 돌기 또는 딤플 216a는 콜릿 150에 형성된 세로 그루브 175 내부에 위치되므로 콜릿 150은 본체 200에 대해 보어 206 내부에서 수직으로 자유롭게 이동 또는 표류할 수 있지만, 본체 200에 형성된 상부 개구를 통해 위로 다시 통과하는 것이 방지되고 본체 200에 대한 그것의 회전 능력이 제한된다.
키트는 바람직하게 척추 수술에 사용하기 위해 사용자에게 보내진다. 시술 동안, 외과 의사는 바람직하게 수술이 이루어 질 척추의 레벨을 확인하고, 선택된 영역을 노출시킬 절개부를 형성하여 뼈 앵커 20을 필요한 척추뼈 700에 이식한다. 본체/콜릿 하위조립체들은 바람직하게 하부 개구 205를 통해 헤드 24를 밀어넣어서 뼈 앵커에 결합(pop-on)된다. 따라서, 콜릿/본체 하우조립체는 정 위치에서 뼈 앵커 20의 헤드부 24와 결합될 수 있다. 특히, 헤드 24가 하부 개구 205 속으로 움직일 때, 콜릿 150은 세로 그루브 175의 하단이 딤플 216a와 결합하게 되는 로딩 위 치를 향해서 그 속으로 밀려진다. 로딩 위치에서, 콜릿 150의 외부의 굴곡되거나 구형의 볼록한 표면 151은 일반적으로 본체 200의 축방향 보어 206에 형성된 확대부 220의 확대된 굴곡되거나 구형의 오목한 표면과 수직으로 정렬한다. 확대부 220과 콜릿 150의 정렬은 콜릿 150이 방사상으로 또는 외측으로 팽창시킬 수 있으므로 뼈 앵커 20의 헤드부 24는 콜릿 150에 형성된 공동 165 내부에 수납될 수 있다.
헤드 24가 공동 165 안에 위치되면, 뼈 앵커 20의 헤드부 24와 콜릿 150 모두는 바람직하게 본체 200 내부에 구속된다. 뼈 앵커 20은 바람직하게 이러한 구성에서 콜릿 150과 본체 200에 대해 다축적으로 회전할 수 있다. 척추 봉 250은 본체 200에 형성된 봉-수납 채널 208 속으로 그리고 시트 160의 내부 표면 161 위로 삽입된다. 척추 봉 250은 바람직하게 시트 160의 내부 표면 161과 대면 결합하도록 위치된다. 세트 스크류 302는 바람직하게 척추 봉 250과 콜릿 150을 하단 204 쪽으로 밀기 위해 본체 200에 형성된 나사산 212에 나사 결합된다.
세트 스크류 302의 회전은 세트 스크류 300의 바닥 표면, 바람직하게 새들 310을 척추 봉 250의 정상면에 접촉시켜, 척추 봉 250과 콜릿 150을 본체 200에 대해 하측으로 이동시킨다. 본체 200에 대한 콜릿 150의 하측 이동은 콜릿 150의 외부의 굴곡되거나 구형의 볼록한 표면 151과 하단부 218의 제1 구형 언더컷 218a 사이의 선 접촉을 야기한다. 세트 스크류 300의 추가적인 조임과 척추 봉 250과 콜릿 150의 하방 이동은 내측으로 향하는 압축력을 유연성 아암들 172에 작용시켜 유연성 아암들 172이 기본 끝단들 173에 대해 그들의 종결 끝단들 174에서 헤드부 24 쪽으로 내측으로 회동되게 한다. 잠금 위치에서, 유연성 아암들 172은 뼈 앵커 20 의 헤드 24와 결합하여 콜릿 150과 본체 200에 대한 뼈 앵커 20의 위치를 고정한다. 특히, 콜릿 150의 유연성 아암들 172는 뼈 앵커 20의 헤드부 24에 대향하여 방사상으로 압축되어, 본체 200에 대한 뼈 앵커 20의 위치를 고정한다. 콜릿 150과 본체 200 사이의 종결 끝단 174 부근에서 선 접촉은 바람직하게 헤드 24의 최대 직경 아래의 위치에서 유연성 아암들 172에 방사상의 내측 힘을 가하여, 종결 끝단 174를 잠금 위치에서 헤드 24의 굴곡된 외부 표면 아래로 효과적으로 밀게 된다. 또한, 척추 봉 250은 잠금 위치에서 세트 스크류 302와 콜릿 150 사이에서 샌드위치됨으로써, 본체 200과 뼈 앵커 20에 대한 척추 봉 250의 위치를 고정한다.
도 3 및 도 5a 내지 도 6e를 참조하면, 콜릿 150과 본체 200은 뼈 고정 요소 10이 잠금 구성으로 결합된 후 정-위치에서 뼈 앵커 20으로부터 분리(pop-off)될 수 있다. 특히, 세트 스크류 300은 본체 200로부터 제거될 수 있고 척추 봉 250은 봉-수납 채널 208과 시트 160으로부터 추출될 수 있다. 도구(미도시)는 턱들 184, 186과 결합하고 본체 200은 콜릿 150과 본체 200 사이에 힘을 가해서 본체 200를 뼈 앵커 20 쪽으로 하방으로 이동시킨다. 본체 200과 콜릿 150 사이의 선 접촉이 해제되어 콜릿 150은 로딩 위치로 밀려난다. 로딩 위치에서, 유연성 아암들 172는 확대부 220 내부에서 외측으로 굴곡되어 뼈 앵커 20의 헤드 24로부터 본체 200과 콜릿 150의 분리를 허용한다. 콜릿 150과 본체 200은 그 후 뼈 앵커 20에 다시 결합될 수 있다.
도 4a, 도 4b 및도 8a 내지 도 9b를 참조하면, 뼈 앵커 20의 헤드부 24는 바람직하게 내부 구동 리세스 또는 제1 도구 인터페이스 32 및 제2 도구 인터페이스 40의 형태로 구동 표면 30을 포함한다. 제2 도구 인터페이스 40은 바람직하게 슬리브 600와 나사결합하기 위한 다수의 나사산들 42를 포함한다. 슬리브 600은 바람직하게 스크류 드라이버 500, 주사 조립체 650과 같은 유체 전달 장치, 압축기, 견인기, 최소 침습 도구 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 현재 알려져 있거나 앞으로 알려질 다양한 수술 기구들을 수용한다. 제2 도구 인터페이스 40을 뼈 앵커 20의 헤드부 24에 통합시킴으로써, 수술 기구들은 뼈 앵커 20과 직접적으로 결합할 수 있고, 따라서 수술 기구들 및/또는 슬리브 600을 다축 뼈 고정 요소 10의 본체 200 또는 콜릿 150에 결합시킬 필요성을 없앤다. 또한, 슬리브 600이 제2 도구 인터페이스 40과 결합되면, 스크류 드라이버 500 또는 슬리브 600의 내부 보어를 통해 삽입된 다른 도구와 뼈 앵커 20 사이의 토글링이 제한된다. 바람직한 실시예에 있어서, 슬리브 600은 스크류 드라이버 500을 제1 도구 인터페이tm 32 속으로 당겨서 스크류 드라이버 500과 뼈 앵커 20 사이의 토글링을 제한하는데 사용된다. 여기서, 제2 도구 인터페이스 40은 슬리브 600과 상호 작용 또는 결합하는 것으로서 설명되었지만, 그렇게만 한정되지는 않으며, 바람직하게 헤드 24와 확실히 결합하여 뼈 앵커 20, 뼈 앵커 20에 장착된 척추뼈 700를 조작하기 위한 힘을 뼈 앵커 20에 가하는데 사용될 수 있는 거의 모든 도구 또는 기구 또는 뼈 앵커 20에 장착된 그 어떤 다른 구조물과 상호 작용 또는 결합하도록 구성될 수 있다.
다축 뼈 고정 요소 10의 이식을 쉽게 하고 예를 들어, 척추 시술에서의 하나 또는 그 이상의 단계들을 수행하기 위해, 다축 뼈 고정 요소들 10과 다축 뼈 고정 요소들 10과 함께 사용되는 그 어떤 수술 기구들 사이의 "토글링"을 제한하거나 없 애는 것이 유용하다. 제2 도구 인터페이스 40을 뼈 앵커 20의 헤드부 24에 통합시킴으로써, 슬리브 600, 간접적으로, 수술 기구 예를 들어, 스크류 드라이버 500은 직접적으로 뼈 앵커 20에 연결된다. 슬리브 600은 제2 도구 인터페이스 40의 나사산들 42와 나사 결합하기 위한 나사산이 형성된 원위부 602를 포함한다. 이러한 결합을 통해, 슬리브 600과 뼈 앵커 20 사이의 토글링이 제한된다. 또한, 슬리브 600의 보어의 내부 표면과 스크류 드라이버 500 또는 다른 기구 사이에서 좁은 공차(tolerance)를 가지게 되면, 스크류 드라이버 500 또는 다른 기구와 뼈 앵커 20 사이의 토글링을 현저히 제한한다.
외과 시술 동안, 뼈 앵커 20와 슬리브 600의 직접 연결은 다축 뼈 고정 요소 10의 다축 록킹 메커니즘(콜릿 150 및 본체 200)의 보호를 쉽게 하고 보다 더 안정된 견인(distraction)을 제공한다. 왜냐하면, 슬리브 600에 가해지는 힘들은, 이러한 요소들뿐만 아니라 콜릿 150 및/또는 본체 200를 통해 작용하여 일부 힘들을 왜곡시키고 토글링시킬 수도 있는 것과 대조적으로, 제2 도구 인터페이스 40을 통해 뼈 앵커 20으로 그리고 척추뼈 700에 직접 전달되기 때문이다. 또한, 스크류 드라이버 500 또는 주사 조립체 650과 같은 기구들은 뼈 앵커 20과 결합하도록 고정되게 위치되어 스크류 드라이버 500를 사용하여 뼈 앵커 20을 구동하고, 뼈 앵커 20을 통해 뼈 시멘트 또는 다른 유체를 주입하거나 아니면 본체 200 및/또는 콜릿 150을 작동시키지 않고서 뼈 앵커 20으로 시술을 수행할 수 있다.
제2 도구 인터페이스 40은 바람직하게 구동 리세스 32에 대한 접근을 방해하지 않는다. 왜냐하면, 제2 도구 인터페이스 40은 바람직하게 구동 리세스 32에 대 해 방사상으로 외측으로 그 위에 위치되기 때문이다. 그러나, 제2 도구 인터페이스 40은 구동 리세스 또는 제1 도구 인터페이스 32에 대해 방사상으로 외측으로 그 위에 위치되는 것에 한정되지 않으며, 도구들 또는 기구들이 제1 및 제2 도구 인터페이스들 32, 40과 동시에 결합할 수 있는 한, 제1 도구 인터페이스 32에 대해 방사상으로 내측으로 그 아래에서 위치될 수도 있다. 특히, 제2 도구 인터페이스 40은 더 작은 직경을 가지며 제1 도구 인터페이스 32 아래에 위치된 뼈 앵커에 있는 나사산이 형성된 리세스로 구성될 수 있다. 또한, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 슬리브 600은 바람직하게 세로 보어를 포함하므로, 예를 들어, 스크류 드라이버 500은 뼈 앵커 20의 헤드부 24에 형성된 구동 리세스 32와 결합할 수 있다. 이러한 방식으로, 슬리브 600은 제2 도구 인터페이스 40을 통해 뼈 앵커 20과 결합하는 한편 스크류 드라이버 500은 동시에 구동 리세스 32와 결합한다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 슬리브 600은 바람직하게 작업 구성(working configuration)에서 슬리브 600을 둘러싸는 슬립 슬리브(slip sleeve) 800과 연결된다. 슬리브 600과 스크류 드라이버 500은 슬립 슬리브 800에 대해 회전가능하므로 외과 의사는 슬립 슬리브 800을 파지할 수 있는 한편 스크류 드라이버 500의 원위단에 있는 핸들 502를 돌려서 뼈 앵커 20을 척추뼈 700에 박거나 그로부터 빼낼 수 있다. 외과 의사가 핸들 502를 회전시키면, 슬리브 600, 스크류 드라이버 500, 및 뼈 앵커 20 각각은 슬립 슬리브 800에 대해 회전한다.
앵커 구동 위치(도 8b)에서, 슬리브 600에 있는 외부 나사산들 602는 제2 도구 인터페이스 40의 나사산들 42와 완전히 나사결합되어, 슬리브 600과 뼈 앵커 20 사이의 그 어떤 토글링도 제한한다. 스크류 드라이버 500의 정상(top) 501은 또한 구동 위치에서 뼈 앵커 20의 구동 리세스 32와 완전히 결합한다. 외과 의사가 스크류 드라이버 500를 이용하여 뼈 앵커 20의 조작을 완료하면, 스크류 드라이버 500은 슬리브 600로부터 제거될 수 있고 뼈 앵커 20에 접근하기 위해 다른 기구가 슬리브와 함께 사용될 수 있다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 주사 조립체 650은 슬리브 600와 함께 사용되어 뼈 시멘트 또는 다른 유동 가능한 물질을 캐뉼라가 박힌 뼈 앵커 20'에 주입할 수 있다. 뼈 앵커 20'가 척추뼈 700에 장착되고 슬리브 600이 뼈 앵커 20'에 장착되면, 주사 조립체 650의 캐뉼라 652는 슬리브 600 속으로 삽입된다. 캐뉼라 652는 근위단에서 주사기 654와 연결되고 원위단에서 뭉툭한 끝 656을 포함한다. 캐뉼라 652는 바람직하게 캐뉼라 652를 슬리브 600에 고정하기 위해 슬리브 600의 근위단과 결합하는 근위단 부근의 결합 메커니즘 656을 포함한다. 또한, 결합 메커니즘 656은 바람직하게 캐뉼라 652의 뭉툭한 끝 656을 밀어서 제1 도구 인터페이스 32의 바닥에 있는 단 32a과 결합시킴으로써, 캐뉼라 652의 유동 채널 34는 캐뉼라의 유동 채널 652a와 연통되어 뭉툭한 끝 656과 단 32a 사이에 밀봉이 생성된다. 바람직한 실시예에 있어서, 결합 메커니즘 656은 슬리브 600에 대해 캐뉼라 652를 조여서 고정할 수 있고 뭉툭한 끝 656을 단 32a에 고정되게 밀봉하여 대체적으로 뼈 시멘트 또는 다른 유동성 유체가 제1 도구 인터페이스 32 속으로 누출되는 것을 방지할 수 있는 나사산이 형성된 조인트로 구성된다. 뼈 시멘트는 바람직하게 주사 조립체 650를 이용하여 유동 채널 652a 속으로 그리고 척추뼈 700 특히, 대체적으로 약하 고 깨지기 쉬운 뼈 또는 골다공증이 있는 뼈 속으로 주입되어 뼈 앵커 20'을 척추뼈 700에 고정되게 장착한다. 뼈 앵커 20'는 또한 뼈 시멘트를 뼈 앵커 20'의 측면쪽으로 주입하거나 대체적으로 뼈 시멘트 또는 다른 유체를 방향성 있게 분배하기 위해 창이 뚫려 질 수 있다. 나아가, 뼈 앵커 20'는 척추뼈 700 또는 예를 들어, 유동 채널 652a 안에 진공을 형성시킴에 의해 유동 채널 652a 속으로 물질을 끌어 들임으로써 뼈 앵커 20'가 결합되는 다른 뼈로부터 물질을 추출해내는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 뼈 앵커 20'은 뼈로부터 뼈 골수를 추출하는데 사용될 수 있다. 또한, 뼈 앵커 20'는 당업자에게 명백해지는 바와 같이, 뼈 이식 연장(extention)을 돕는데 이용될 수 있다.
여기서, 뼈 앵커 20은 바람직하게 제2 도구 인터페이스 40을 포함하는 것으로 설명되어 있지만, 제2 도구 인터페이스 40은 선택적임을 이해해야 한다. 또한, 제2 도구 인터페이스 40을 포함하는 뼈 앵커 20은 예를 들어, 긴 뼈 고정, 골절 고정, 또는 뼈 플레이트, 척추뼈 스페이서, 치과 임플란트 등의 고정과 관련되는 것과 같이 그 어떤 다른 형태의 뼈 스크류 적용에 사용될 수 있다.
뼈 앵커 20, 콜릿 150, 본체 200 및 록킹 캡 300을 포함하는 다축 뼈 고정 요소 10은 예를 들어, 티타늄, 티타늄 합금, 스테인리스 스틸, 니티놀 등과 같은 물질을 포함하지만 이에 한정되지 않는 현재 알려져 있거나 앞으로 알려질 그 어떤 생체적합성 물질로부터 제조될 수 있다.
당업자에 의해 평가되는 바와 같이, 본 명세서에 설명된 그 어떤 또는 모든 구성요소들은 키트 또는 세트로 제공될 수 있으므로 외과 의사는 환자의 특정의 요구/골격에 특별히 구성된 고정 시스템을 생성하고 고정 시술을 수행하기 위해 다양한 구성요소들의 조합을 선택할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 각각의 구성요소들은 키트 또는 세트로 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 몇몇 키트 또는 세트에 있어서, 동일한 장치는 다른 모양 및/또는 크기로 제공될 수 있다.
전술한 상세한 설명 및 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하지만, 첨부된 청구범위에서 정의된 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 부가물, 변형예, 조합들 및/또는 대체물들이 만들어 질 수 있음을 이해해야 한다. 특히, 본 발명은 본 발명의 정신 또는 근본적 특징을 벗어나지 않은 한 다른 구성요소들, 물질들, 및 성분들과 함께 다른 특정의 형태, 구조, 배열, 비율로 구현될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명은 구조, 배열, 비율, 물질 및 성분 및 본 발명의 원칙을 벗어나지 않는 범위에서 특정의 환경 및 작동 조건에 특이하게 개조된 본 발명의 실제에 사용되는 기타의 많은 변형예들과 함께사용될 수 있음을 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 명세서에서 설명된 특징들을 다른 특징들과 함께 또는 단독적으로 사용될 수 있다. 현재 개시된 실시예들은 따라서, 모든 관점에서 첨부된 청구범위에 의해 표현된 본 발명의 범위에 대해 예시적인 것이고 비제한적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims (15)

  1. 세로 척추 봉(longitudinal spinal rod)을 척추뼈(vertebra)에 연결하기 위한 다축 뼈 고정 요소(polyaxial bone fixation element)에 있어서:
    확대되고 굴곡된 헤드부를 포함하고, 상기 헤드부는 제1 수술 기구와 결합하기 위한 제1 도구 인터페이스(interface) 및 제2 수술 기구와 결합하기 위한 제2 도구 인터페이스를 포함하고, 상기 제1 및 제2 도구 인터페이스들은 헤드(head) 인터페이스 공동(cavity)에 위치된 뼈 앵커(bone anchor);
    상기 뼈 앵커를 상기 세로 척추 봉에 상호 연결하기 위한 것으로서, 세로 축, 상부 개구를 가진 상단(upper end), 하부 개구를 가진 하단(lower end), 상부 개구와 하부 개구 사이에서 실질적으로 연장하고 제1 직경 D1을 가진 보어(bore), 상기 세로 축에 실질적으로 수직으로 향하는 채널 축(channel axis)을 가지며 상단에 위치된 상기 척추 봉을 수납하기 위한 봉-수납 채널(rod-receiving channel), 및 상기 제1 직경 D1보다 더 작은 제2 직경 D2를 구획하며 상기 하부 개구에 인접한 하부 가장자리부(edge portion)를 포함하는 본체;
    제1 끝단, 제2 끝단, 및 다수의 유연성 아암들(flexible arms)을 구획하고 상기 제2 끝단으로부터 연장하는 하나 또는 그 이상의 슬롯들을 포함하고, 상기 본체의 상기 보어의 내부에 이동 가능하게 위치된 콜릿(collet); 및
    상기 본체에 제거할 수 있게 결합될 수 있고, 잠금 위치(locked position)로 부터 비잠금 위치(unlocked position)까지 이동하도록 되어 있고, 상기 비잠금 위치로부터 상기 잠금 위치까지의 이동은 상기 콜릿에 대하여 상기 봉을 그리고 상기 하부 가장자리부에 대하여 상기 유연성 아암들을 밀어서 상기 본체에 대한 상기 뼈 앵커의 위치를 고정시키는 록킹 캡(locking cap)을 구비하는 것을 특징으로 하는 다축 뼈 고정 요소.
  2. 제1항에 있어서,
    구동 리세스(drive recess)는 상기 제1 수술 기구에 형성된 외부 끝(external tip)을 수납하기 위해 상기 뼈 앵커의 상기 헤드부에 형성된 내부 표면인 구동 표면(drive surface)를 포함하고, 상기 제2 도구 인터페이스는 상기 제2 수술 기구의 일 부분과 나사 결합하기 위해 상기 헤드부에 형성된 다수의 나사산들인 것을 특징으로 하는 다축 뼈 고정 요소.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 도구 인터페이스는 상기 제1 도구 인터페이스의 근처에 위치됨으로써 상기 제2 도구 인터페이스가 상기 제1 도구 인터페이스에 대한 접근을 차단하지 않는 것을 특징으로 하는 다축 뼈 고정 요소.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 수술 기구는 압축기(compressor), 견인기(distractor), 스크류 드 라이버, 슬리브, 최소 침습 기구, 뼈 증대 도구, 흡기(aspiration) 도구, 정복(reduction) 도구, 관상(coronal) 회전 도구, 조직(tissue) 견인기 및 척추 후만증 또는 척추 전만증 교정 도구의 어느 하나로부터 선택된 것을 특징으로 하는 다축 뼈 고정 요소.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 확경부(enlarged diameter portion)를 더 포함하고, 상기 확경부는 상기 하부 가장자리부와 상기 상단 사이에 위치되어 제3 직경 D3을 구획하며, 상기 제3 직경 D3은 상기 제1 직경 D1 및 상기 제2 직경 D3 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 다축 뼈 고정 요소.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하부 가장자리부와 상기 확경부 각각은 구형의 오목한 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 다축 뼈 고정 요소.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 콜릿이 상기 확경부와 실질적으로 정렬됨으로써 상기 콜릿의 상기 유연성 아암들이 상기 뼈 앵커의 상기 헤드부를 수납하기 위해 방사상으로 팽창할 수 있는 로딩 위치(loading position)와 상기 콜릿이 이동하여 상기 하부 가장자리부 와 접촉함으로써 상기 유연성 아암들이 상기 뼈 앵커의 상기 헤드부에 대하여 압축하여 상기 콜릿에 대한 상기 뼈 앵커의 위치를 고정하는 잠금 위치 사이에서, 상기 콜릿은 상기 본체의 상기 보어 내부에서 이동 가능하게 위치된 것을 특징으로 하는 다축 뼈 고정 요소.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 구형의 언더컷은 곡률 반경 r1을 가지고, 상기 유연성 아암들은 곡률 반경 r2를 가진 외부 구형 표면(outer spherical surface)을 가지며, r1은 r2와 다른 것을 특징으로 하는 다축 뼈 고정 요소.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 콜릿은 외부 표면에 있는 한 쌍의 세로 그루브들을 포함하고, 상기 본체는 조립된 구성(assembled configuration)에서 상기 보어 속으로 그리고 상기 세로 그루브들 속으로 연장하는 한 쌍의 딤플들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다축 뼈 고정 요소.
  10. 이식된 뼈 앵커의 헤드부 위에 결합시키고 상기 뼈 앵커를 가늘고 긴 척추 봉에 연결하기 위한 본체 조립체(body assembly)에 있어서:
    세로 축, 상부 개구를 가진 상단(upper end), 하부 개구를 가진 하단(lower end), 세로 축을 따라 상부 개구와 하부 개구 사이에서 연장하고 상기 상부 개구 근처의 제1 직경 D1을 가진 보어(bore), 및 상기 상단으로부터 상기 하단 쪽으로 연장하고 상기 세로 축에 실질적으로 수직으로 향하는 채널 축에 위치된 봉-수납 채널을 포함하고, 상기 보어는 상기 하단 근처에서 종결되는 제1 구형 언더컷(spherical undercut)을 가진 하부 가장자리부와 상기 상단 쪽으로 상기 제1 구형 언터컷 주위에 배치된 제2 구형 언더컷을 가진 확경부를 포함하고, 상기 하부 가장자리부는 제2 직경 D2을 가지고 상기 확경부는 제3 직경 D3을 가지며, 상기 제3 직경 D3은, 제2 직경 D2보다 더 큰, 상기 제1 직경 D1보다 더 크게 되어 있는 본체; 및
    제1 끝단, 제2 끝단, 및 유연성 아암들을 구획하고 상기 제2 끝단으로부터 연장하는 적어도 두 개의 슬롯들을 포함하고, 상기 본체의 상기 보어 내부에 이동 가능하게 위치된 콜릿(collet)을 구비하고;
    상기 유연성 아암들 각각은 기초 끝단(root end), 종결 끝단(terminal end) 및 상기 종결 끝단 근처의 외부 굴곡 볼록 표면을 가지며, 상기 유연성 아암들은 상기 콜릿이 팽창되게 하여 상기 뼈 앵커의 상기 헤드를 수용하고 상기 콜릿이 압축되게 하여 상기 콜릿에 대한 상기 뼈 앵커의 헤드를 고정시키며, 상기 유연성 아암들은 로딩 위치에서 상기 확경부 부근에 위치되고 상기 유연성 아암들의 외부 굴곡 볼록 표면의 적어도 일 부분은 잠금 위치에서 상기 제1 언더컷의 적어도 일 부분과 선 접촉하도록 된 것을 특징으로 하는 본체 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상단과 상기 제2 언더컷 사이의 보어 속으로 확장하여 조립된 구성에서 상기 콜릿이 상기 상부 개구를 관통하는 것을 방지하는 콜릿 보유 처리부(collet retention feature)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 본체 조립체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 콜릿 보유 처리부는 상기 유연성 아암들을 상기 제2 구형 언더컷과 정렬 시키기 위해 로딩 위치에서 상기 콜릿에 있는 그루브의 바닥 끝단(bottom end)과 접촉하는 것을 특징으로 하는 본체 조립체.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 본체는 그 안에 형성된 하나 또는 그 이상의 부분 통로들(partial passageways)을 포함함으로써 상기 콜릿이 상기 본체의 상기 보어 내부에 수납되면, 상기 하나 또는 그 이상의 부분 통로들에 힘이 가해져서, 상기 하나 또는 그 이상의 부분 통로들을 하나 또는 그 이상의 딤플들로 변형시켜 상기 본체의 상기 보어 속으로 연장시키고, 상기 하나 또는 그 이상의 딤플들은 상기 콜릿 보유 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 본체 조립체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 딤플들은 상기 콜릿과 상호 작용하여 상기 콜릿이 상기 본체에 형성된 상기 상부 개구를 통해 다시 움직이는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 본체 조립체.
  15. 세로 봉을 척추뼈에 연결하기 위한 다축 뼈 고정 요소에 있어서:
    헤드부를 포함하고, 상기 헤드부는 제1 수술 기구와 결합하기 위한 제1 도구 인터페이스와 제2 수술 기구와 결합하기 위한 제2 도구 인터페이스를 포함하고, 상기 제1 및 제2 도구 인터페이스들은 헤드 인터페이스 공동(cavity)에 위치된 뼈 앵커;
    세로 축, 상부 개구를 가진 상단, 하부 개구를 가진 하단, 세로 축을 따라 상부 개구와 하부 개구 사이에서 연장하는 보어, 및 상기 상단으로부터 상기 하단 쪽으로 연장하여 상기 세로 축에 실질적으로 수직으로 향하는 채널 축에 위치된 봉-수납 채널을 구비하고, 상기 보어는 상기 상단 근처에서 대체로 구형인 직경부를 가진 하부 가장자리부 및 상기 상단과 상기 하부 가장자리부 사이에서 상기 하부 가장자리부 근처에서 대체로 구형 직경부를 가진 확경부를 포함하는 본체; 및
    상기 본체의 상기 보어 내부에 이동 가능하게 위치되고, 제1 끝단, 제2 끝단 및 상기 유연성 아암들을 구획하고 제2 끝단으로부터 연장하는 적어도 두 개의 슬롯들을 포함하는 콜릿을 구비하고;
    상기 유연성 아암들은 상기 콜릿이 팽창되도록 하여 상기 뼈 앵커의 헤드를 수용하고 압축가능하도록 하여 상기 콜릿에 대한 상기 뼈 앵커의 상기 헤드를 고정 하며, 상기 콜릿은 상기 제2 끝단으로부터 연장하는 공동을 더 포함하고, 상기 콜릿의 상기 유연성 아암들은 로딩 위치에서 상기 확경부와 정렬되게 위치됨으로써 상기 뼈 앵커의 상기 헤드가 상기 콜릿에 형성된 상기 공동에 수납될 수 있고, 상기 유연성 아암들의 적어도 일 부분이 잠금 위치에서 상기 하부 가장자리부와 접촉함으로써 상기 뼈 앵커의 헤드는 상기 콜릿에 대해 고정되는 것을 특징으로 하는 다축 뼈 고정 요소.
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