KR20110008033A - 정복 탭을 갖는 뼈 고정 요소 - Google Patents

정복 탭을 갖는 뼈 고정 요소 Download PDF

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파스칼 스티흘
헬무트 루취만
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신세스 게엠바하
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Abstract

후면 척수 고정에 사용하기 위한 뼈 고정 요소는 그 사이에서 로드 수용 채널을 형성하는 한 쌍의 이격된 아암과, 채널 내로 로드의 삽입을 용이하게 하기 위해 아암으로부터 연장하고 일체로 형성된 한 쌍의 정복 탭을 포함한다. 정복 탭은 또한 바람직하게는 브레이크-오프 영역을 포함하여, 로드가 채널 내에 삽입된 후에, 정복 탭은 뼈 고정 요소와 로드를 남겨두고 제거될 수 있다. 정복 탭은 또한 정복 탭의 근위 단부를 커플링하기 위한 캡을 포함할 수 있다.

Description

정복 탭을 갖는 뼈 고정 요소{BONE FIXATION ELEMENT WITH REDUCTION TABS}
본 출원은 2008년 4월 22일자로 출원된 미국 가출원 제61/047,025호를 우선권 주장하고, 그 내용은 그 전체가 본원에서 참조로 합체되었다.
본 발명은 뼈 고정 요소에 관한 것이고, 보다 구체적으로 본 발명의 바람직한 실시예는 뼈 고정 요소에 형성된 로드 수용 채널 내로의 종방향 로드의 삽입을 용이하게 하기 위한 정복 탭(reduction tab)을 통합한 뼈 고정 요소에 관한 것이다.
다양한 척수 장애로 인해, 종종 외과적으로 교정하고 척수 굴곡을 안정화하거나, 또는 개구 접근법을 통해 또는 최소 침습적 접근법을 통해 척수 융합을 용이하게 하는 것이 필요하게 되었다. 척수 장애를 치료하기 위한 다양한 시스템이 개시되었다. 하나의 공지된 방법은 척추 컬럼의 가시 돌기(spinous process)의 양측에서 뒤쪽 척수에 종방향으로 고정된 한 쌍의 긴 부재, 통상적으로 로드를 포함한다. 각각의 로드는 뼈 고정 요소를 척추에 결합함으로써 척수의 길이를 따라 다양한 척추에 부착하고 뼈 고정 요소에 로드를 고정시킨다. 뼈 고정 요소는 통상적으로 로드를 그 안에 수용하기 위한 U자형 로드 수용 채널을 포함한다. 또한, 로드 수용 채널은 종종 뼈 고정 요소에 대해 로드의 위치를 클램프하고 고정하도록 로킹 탭과 상호 작용한다.
외과의는 뼈 고정 요소의 본체에 형성된 로드 수용 채널 내에 로드(들)를 정렬하는데 어려움이 있을 수 있다. 예를 들어, 뼈 고정 요소의 본체는 척수의 굴곡 또는 각각의 척추의 크기 및 형상 때문에 서로에 대해 수직 및/또는 수평 정렬에서 벗어날 수 있다.
따라서 뼈 고정 요소에 형성된 로드 수용 채널 내로 종방향 로드의 삽입을 용이하게 하기 위한 장치를 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예는 환자의 척추체에 종방향 로드를 상호 연결하기 위한 뒤쪽 척수 고정 시술에서 이용하기 위한 뼈 고정 요소에 대한 것이다. 뼈 고정 요소는 로드 수용 채널을 형성하는 한 쌍의 이격된 아암과, 로드 수용 채널 내로의 종방향 로드의 삽입을 용이하게 하기 위해 이격된 아암에 작동식으로 커플링된 한 쌍의 정복 탭을 갖는 본체를 포함한다. 로드 수용 채널 내로의 종방향 로드의 수직 정복을 용이하게 하기 위해, 뼈 고정 요소는 그로부터 뼈 고정 요소의 전체 높이로 일시적으로 연장하는 한 쌍의 정복 탭을 포함한다. 정복 탭은 뼈 고정 요소에 형성된 로드 수용 채널과 정렬하고, 그리고/또는 일시적으로 연장하는 로드 수용 채널을 형성한다.
정복 탭은 바람직하게는 뼈 고정 요소와 일체로 형성된다. 정복 탭은 바람직하게는 브레이크-오프 지점 및/또는 영역을 포함하여, 종방향 로드가 뼈 고정 요소의 로드 수용 채널 내로 삽입된 후에 정복 탭이 뼈 고정 요소와 종방향 로드를 정위치에 유지시키면서 제거할 수 있도록 한다. 브레이크-오프 지점 또는 영역은 정복 탭에 형성된 취약성 영역으로서 구성되어, 정복 탭은 뼈 고정 요소로부터 정복 탭을 파단 또는 절단하기 위해 외과의에 의해 야기된 응력과 같이 큰 응력을 받을 때 파단 또는 파열될 수 있어서, 정복 탭은 종방향 로드가 로드 수용 채널 내에 안착되고 고정된 후에 환자의 신체로부터 제거될 수 있다.
브레이크-오프 지점 또는 영역은 홈으로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 정복 탭은 하나는 정복 탭의 외부 표면을 따라 형성되고, 다른 하나는 정복 탭의 내부 표면을 따라 형성된 한 쌍의 브레이크-오프 홈을 포함한다. 외부 브레이크-오프 홈은 바람직하게는 내부 브레이크-오프 홈의 원위에 위치된다. 내부 및 외부 브레이크 홈을 합체함으로써, 본체로부터 정복 탭이 파단 또는 파열되는 결과로써 잠재적으로 예리한 에지를 실질적으로 감소시키도록 파열 라인 및 표면이 제어될 수 있다.
대안적으로, 파단 지점 또는 영역은 관통 슬롯의 양측의 한 쌍의 연결 지점으로서 구성될 수 있고, 이러한 관통 슬롯은 탭의 외부 표면으로부터 탭의 내부 표면으로 연장한다.
정복 탭은 또한 정복 탭의 근위 단부에 커플링하기 위한 캡을 포함할 수 있다. 캡은 바람직하게는 사용자가 뼈 고정 요소에 하나 이상의 기기를 부착할 수 있게 하는 적어도 하나의 견부를 포함한다. 캡은 또한 역 토크력을 인가하기 위한 구동 도구에 형성된 대응하는 팁을 수용하기 위한 구동면을 포함할 수 있다.
정복 탭을 포함하는 뼈 고정 요소는 종방향 로드가 뼈 고정 요소의 로드 수용 채널 내에 안착된 후에 뼈 고정 요소로부터 정복 탭을 절단하기 위한 정복 탭 제거 기구를 포함하는 시스템의 일부로서 제공될 수 있다. 정복 탭 제거 기기는 그 원위부의 복수의 팽창형 프롱(prong)을 포함하는 외부 샤프트와, 외부 샤프트 내에 활주 가능하게 배치된 내부 샤프트와, 외부 샤프트에 대해 내부 샤프트를 작동식으로 이동시키기 위해 외부 및 내부 샤프트에 작동식으로 커플링된 핸들을 포함할 수 있어서, 외부 샤프트에 대한 내부 샤프트의 이동이 복수의 팽창형 프롱을 반경 방향으로 확장시킨다. 팽창형 프롱은 브레이크-오프 영역에 형성된 관통 슬롯과 접촉하기 위한 쐐기형 부분을 포함할 수 있다.
정복 탭의 내부 표면과 이격된 아암의 내부 표면은 바람직하게는 수나사형 로킹 캡과 결합하기 위한 복수의 나사를 포함한다. 보다 바람직하게는, 나사는 벌려지는 것을 제한하기 위해 네거티브 나사 프로파일(negative thread profile)을 갖는다.
전술한 요약뿐만 아니라 이하의 본원의 바림직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 읽을 때 보다 잘 이해될 것이다. 바람직한 뼈 고정 요소와 본원의 뼈 고정 요소를 삽입하기 위한 외과적 방법을 도시하기 위해, 도면에는 바람직한 실시예가 도시된다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배열 및 수단으로 제한되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 종방향 로드가 삽입 위치에서 뼈 고정 요소의 로드 수용 채널에 위치된, 본 발명의 뼈 고정 요소의 제1 바람직한 실시예의 단면도이다.
도 2는 종방향 로드가 안착 위치에 배치된, 도 1에 도시된 뼈 고정 요소의 단면도이다.
도 3은 뼈 고정 요소의 정복 탭이 이식된 구성으로 본체로부터 제거되고 종방향 로드가 안착 위치에 배치되는, 도 1의 뼈 고정 요소의 단면도이다.
도 4는 도 1의 뼈 고정 요소의 본체의 단면도이다.
도 5는 도 4의 원(5)에서 취한 도 4의 본체의 브레이크-오프 영역의 상세 단면도이다.
도 6은 도 4의 원(6)에서 취한 나사 프로파일의, 도 4의 본체의 내부 표면의 나사 프로파일의 상세 단면도이다.
도 7은 종방향 로드가 안착 위치에 위치되고 제1 바람직한 캡이 근위 단부에 장착된, 본 발명의 뼈 고정 요소의 제2 바람직한 실시예의 정면도이다.
도 8은 종방향 로드가 안착 위치에 안착되고 제2 바람직한 캡이 근위 단부에 장착된, 본 발명의 뼈 고정 요소의 제3 바람직한 실시예의 정면도이다.
도 9는 예시적인 브레이크-오프 영역을 갖는 도 7의 뼈 고정 요소의 확대 측면 사시도이다.
도 10a는 도 7의 뼈 고정 요소와 연관되어 사용 가능한 정복 탭 제거 공구의 정면도이다.
도 10b는 도 10a의 원(10B)내에서 취한 도 10a의 정복 탭 제거 공구의 원위 단부의 확대 정면도이다.
소정의 용어가 편의상 이하의 설명에서 사용되고, 이는 제한되지 않는다. 단어 "우측", "좌측", "하부" 및 "상부"는 참조되는 도면의 방향을 지시한다. 단어 "내향으로" 및 "외향으로"는 각각 뼈 고정 요소, 기기 및 그의 지시된 부분의 기하학적 중심으로 들어오는 방향과 나가는 방향을 지시한다. 단어 "앞쪽", "뒤쪽", "높은", "낮은", "중간", "측방향" 및 관련 단어 및/또는 구절은 신체의 바람직한 위치 및 배향을 지시하며, 참조로만 사용되며, 그 의미가 제한되지 않는다. 용어는 전술한 단어, 그 파생어 및 유사한 외래어를 포함한다.
본 발명의 특정한 예시적인 실시예가 도면을 참조하여 이제 설명된다. 일반적으로, 이러한 실시예들은 비제한적인 예로서 뼈 고정 요소(10, 10', 10")에 관한 것이고, 뼈 고정 요소(10, 10', 10")는 환자의 척추(vertebra)(V)에 종방향 로드(45)를 상호 연결하기 위한 뒤쪽 척수 고정 시술에 사용하기 위한 것이다. 본 발명은 다른 응용예를 가질 수 있고, 사용할 수 있고, 구조 또는 개시되고 도시된 사용을 제한하지 않는다. 동일한 도면부호는 본원에서 설명하는 뼈 고정 요소 및 기기의 바람직한 실시예 각각 유사한 또는 동일한 컴포넌트를 설명하기 위해 응용예들에 걸쳐 활용될 수 있고, 이러한 설명은 다른것들로부터 특정 실시예를 구별하는 개별 실시예의 특징적인 특성에 초점을 맞출 수 있게 한다.
이하에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 뼈 고정 요소(10, 10', 10")는 바람직하게는 환자의 척추(V)에 뼈 고정 요소(10, 10', 10")를 고정하기 위한 뼈 앵커(12)와, 종방향 로드(45)를 수용하기 위한 로드 수용 채널(26)을 갖는 본체와, 이식 구성에서 로드 수용 채널(26)에 로드(45)를 고정하기 위한 로킹 캡(40)을 포함한다. 뼈 고정 요소(10, 10', 10")는 또한 브레이크-오프 지점 또는 영역(150)으로부터 본체(20)의 근위 단부(106)로 연장하는 한 쌍의 정복 탭(100, 102)을 포함한다. 정복 탭(100, 102)은 로드 수용 채널(26) 내로의 종방향 로드(45)의 삽입을 용이하게 하거나 또는 안내한다. 브레이크-오프 지점 및/또는 영역(150)은 종방향 로드(45)가 안착 위치의 뼈 고정 요소(10, 10', 10")의 로드 수용 채널(26)에 삽입된 후에, 본체(20)의 아암(28, 30)으로부터 정복 탭(100, 102)의 제거를 용이하게 한다.
뼈 고정 요소(10, 10', 10")가 설명될 것이고, 일반적으로 척주(spine)(예를 들어, 요추, 흉추 또는 경추 영역)에 사용될 수 있지만, 당업자에게는 뼈 고정 요소(10, 10', 10")가 예를 들어, 관절, 장골 또는 손목뼈, 얼굴, 발 팔다리, 두개골 등과 같은 신체의 다른 부분의 고정에 사용할 수 있다는 점이 명백할 것이다.
당업자들이 일반적으로 알고 있는 바와 같이, 종방향 로드(45)는 고형 로드, 비고형 로드, 가요성 또는 동적 로드 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 당업자들에게는 뼈 고정 요소(10, 10', 10")가 임의의 특정 형식의 종방향 로드(45)에 장착하는 것에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
당업자들이 일반적으로 알고 있는 바와 같이, 뼈 고정 요소(10, 10', 10")는 일반적으로 사용되며, 다축 또는 단축 자루(pedicle) 스크류, 자루 후크를 포함하는 후크(이또한 다축 또는 단축임), 횡방향 프로세스 후크, 서브라미나(sublaminar) 후크 또는 다른 패스너, 클램프 또는 임플란트를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 제1 바람직한 실시예에서, 뼈 고정 요소(10)는 확대된 구형의 헤드부(14)를 갖는 뼈 앵커(12)(뼈 나사로 도시됨), 로킹 캡(40), 슬리브(35), 부싱(36), 및 근위 단부(106), 원위 단부(24), 한쌍의 이격된 아암(28, 30)과 아암(28, 30)으로부터 연장하는 정복 탭(100, 102)을 형성하는 로드 수용 채널(26)(상부 로딩 U자형 로드 수용 채널로 도시됨)을 갖는 본체(20)(상부 로딩 본체로 도시됨)를 포함한다. 로킹 캡(40)은 이하에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이 바람직하게는 2단계 로킹 캡(40)이다. 슬리브(35)와 부싱(36)은 바람직하게는 본체(20) 내에 활주 가능하게 배치되고, 부싱(36)의 적어도 일부는 슬리브(35)의 적어도 일부 내에 활주 가능하게 배치된다. 사용시에, 뼈 앵커(12)의 확대된 헤드부(14)는 본체(20)의 원위 단부(24) 내에 수용될 수 있는 부싱(36)에 형성된 내부 구형 캐비티 내에 수용될 수 있어서, 뼈 앵커(12)는 본체(20)에 대해 다축방향으로 회전 가능한 부싱(36)에 대해 다축방향으로 회전 가능하다. 대안적으로, 뼈 앵커(12)는 단축 자루 스크류 또는 후크로서 지칭되는 모놀리식 구조를 형성하기 위해 본체(20)와 일체로 형성될 수 있다.
본체(20)는 바람직하게는 정복 탭(100, 102)의 내부 표면의 복수의 나사(121)와, 로킹 캡(40)을 나사결합으로 수용하기 위한 아암(28, 30)을 포함한다. 당업자에게는 일반적으로 명백한 것이지만, 암나사형 로킹 캡, 캠 로크 등과 나사식으로 결합하기 위한 수나사형 본체를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 결합이 예상된다. 본체(20)의 근위 및 원위 단부(106, 24)는 바람직하게는 각각 상부 개구(106a)와 저부 개구(24a)를 포함한다. 종방향 보어(25)는 상부 개구(106a)로부터 저부 개구(24a)로 연장한다. 뼈 앵커(12)의 확대된 헤드부(14), 부싱(36), 슬리브(35), 로킹 캡(40) 및 종방향 로드(45)의 적어도 일부는 종방향 보어(25)에 수용 가능하다. 종방향 보어(25)는 부싱(36)의 굴곡된, 바람직하게는 절두 구형의 외부 표면(36a)과 접촉하여 수용하도록 저부 개구(24a)의 굴곡된, 바람직하게는 절두 구형의 접촉면(25a)을 포함하여, 부싱(36), 및 그에 따른 뼈 앵커(12)가 본체(20)에 대해 다축방향으로 회전 가능하다.
부싱(36)과 본체(20)는 바람직하게는, 부싱(36)의 하단부가 본체(20)의 원위 단부(24) 아래에 안착되도록 구성된다. 부싱(36)의 하단부가 본체(20)의 원위 단부(24) 아래에 안착됨에 따라, 부싱(36)은, 그 본체 내에 완전히 위치된 부싱을 갖는 다축식 자루 스크류보다 더 큰 정도로, 뼈 앵커(12)가 본체(20)에 대해 다축방향으로 회전할 수 있게 한다. 또한, 뼈 앵커(12)의 확대된 헤드부(14)가 부싱(36)에 대해 회전 가능하고, 부싱(36)이 본체(20)에 대해 회전 가능하기 때문에, 부싱(36)과 뼈 앵커(12)의 조합은 비교적 높은 정도로 뼈 앵커(12)가 회전할 수 있게 한다.
바람직한 로킹 캡(40)은 수나사형 내부 부분(44)을 나사결합으로 수용하기 위한 내부 보어(42a)와 함께 수나사형 외부 부분(42)을 포함하는 2단계 로킹 캡(40) 형태이다. 새들(46)은 바람직하게는 로킹 캡(40)의 내부 부분(44)에 커플링된다. 새들(46)은 바람직하게는 로킹 캡(40)의 내부 부분(44)에 회전식으로 커플링되어, 로킹 캡(40)이 회전하면서 새들(46)은 종방향 로드(45)의 상부면과 접촉할 수 있다.
자루 스크류의 예시적인 실시예는 그 전체 내용이 본원에서 참조로 합체된 발명의 명칭이 "다축방향 뼈 고정 요소(Polyaxial Bone Fixation Element)"인 2008년 7월 21일자로 출원된 국제 특허 출원 PCT/US2008/070670호, 발명의 명칭이 "로킹 캡을 갖는 뼈 앵커 및 척추 고정 방법((Bone Anchor with Locking Cap and Method of Spinal Fixation)"인 2006년 4월 25일자로 출원된 국제 특허 출원 PCT/US2006/015692호, 발명의 명칭이 "종방향 지지부를 자루 스크류와 연결하기 위한 디바이스(Device for Connecting a Longitudinal Support with a Pedicle Screw)"인 1997년 6월 16일자로 출원된 국제 특허 출원 PCT/CH1997/00236호에 개시된 내용을 포함한다. 그러나, 본 발명은 자루 스크류의 임의의 특정 형식의 자루 스크류에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여, 제1 바람직한 실시예의 뼈 고정 요소(10)가 이식 구성에서 낮은 프로파일을 가질 수 있어서(도 3), 뼈 고정 요소(10)의 높이는 최소화된다. 이식 구성의 본체(20)의 전체 높이는 일단 결합되면, 뼈 고정 요소(10)가 척추(V)로부터 제한된 거리만큼 연장하도록, 최소화될 수 있다. 뼈 고정 요소(10)의 본체(20)는 뼈 고정 요소(10)의 전체 높이로 일시적으로 연장하도록 바람직하게는 이격된 한 쌍의 아암(28, 30)으로부터 연장하는 한 쌍의 정복 탭(100, 102)을 포함하고, 삽입 절차 동안 뼈 고정 요소(10)의 로드 수용 채널(26) 내로 로드(45)의 삽입을 용이하게 한다. 예를 들어, 정복 탭(100, 102)이 길거나 짧다고 가정하더라도, 정복 탭(100, 102)은 20mm의 길이를 가질 수 있다. 그 후, 종방향 로드(45)가 본체(20)의 로드 수용 채널(26) 내에 수용되고, 로킹 캡(40)이 안착 위치에 있으면, 정복 탭(100, 102)은 파단, 제거 및/또는 폐기되어 이식 구성으로 본체(20)의 하부 너머에, 로킹 캡(40)과 클램프 로드(45)를 남겨 놓을 것이다(도 3).
정복 탭(100, 102)은 바람직하게는 본체(20)를 형성하도록 한 쌍의 이격된 아암(28, 30)과 일체로 형성된다. 당업자에게는 일반적으로 명백할 것이더라도, 정복 탭(100, 102)은 접착 본딩, 기계적 고정, 클램핑 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 당업계에 공지된 수단에 의해 한 쌍의 아암(28, 30)에 커플링될 수 있다. 도시된 바와 같이, 정복 탭(100, 102)은 일반적으로 브레이크-오프 영역(150)과 근위 단부(106) 사이에서 본체(20)에 형성된 로드 수용 채널(26)을 형성한다. 정복 탭(100, 102)은 바람직하게는 내부 표면(108)과 외부 표면(110)을 포함한다. 정복 탭(100, 102)의 내부 표면(108)은 바람직하게는 나사(121)를 포함한다. 보다 바람직하게는, 나사(121)는 근위 단부(106) 또는 그 근방에서 시작되어 정복 탭(100, 102)의 사실상 전체 길이까지 연장한다. 나사(121)는 바람직하게는 본체(20)의 하부의 내부 표면에 형성된 나사(21)의 나사 프로파일 및 로킹 캡(40)의 외부 표면의 나사 프로파일과 부합되는 나사 프로파일을 갖는다. 보다 바람직하게는, 이하에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 본체(20)의 내부 표면과 로킹 캡(40)의 외부 표면의 나사는 네거티브 나사 프로파일을 갖는다.
브레이크-오프 지점(들) 또는 영역(들)(150)은 일반적으로 본체(20)의 하부와 정복 탭(100, 102)을 분리시킨다. 보다 바람직하게는, 정복 탭(100, 102)과 한 쌍의 이격된 아암(28, 30)은 바람직하게는 본체(20)의 일부로서 일체로 형성된다. 브레이크-오프 지점 또는 영역(150)은 바람직하게는 정복 탭(100, 102)의 원위 단부에 형성된 취약성 구역이어서, 이격된 아암(28, 30)으로부터 정복 탭(100, 102)을 파단 또는 밀어내기 위해 외과의에 의해 야기되는 응력과 같은 높은 응력을 받을 때 정복 탭(100, 102)은 이격된 아암(28, 30)으로부터 파단 가능하다. 정복 탭(100, 102)은 바람직하게는 파단되도록 설계되어, 이들은 종방향 로드(45)가 이식 구성으로 로드 수용 채널(26) 내에 안착되어 고정된 후에, 환자의 신체로부터 부분적 또는 전체적으로 제거될 수 있다. 정복 탭(100, 102)은 브레이크-오프 지점 또는 영역(150)에 파열력의 인가를 허용하는 손 또는 다양한 다른 방식으로 플라이어(plier), 브레이크-오프 공구를 통해 근위 단부(106)를 파지하여 힘을 인가함으로써 이격된 아암(28, 30)으로부터 절단될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 바람직한 실시예의 브레이크-오프 지점 또는 영역(150)은 한 쌍의 홈(152a, 152b)으로 구성된다. 대안적으로, 브레이크-오프 지점 또는 영역(150)은 단일의 취약성 영역, 얇아진 구역으로서 구성될 수 있다. 보다 바람직하게는, 본체(20)는 정복 탭(100, 102)의 외부 표면(110)을 따라 형성된 외부 브레이크-오프 홈(152b)과, 정복 탭(100, 102)의 내부 표면(108)을 따라 형성된 내부 브레이크-오프 홈(152a)의 한 쌍의 브레이크-오프 홈(152a, 152b)을 포함한다. 외부 브레이크-오프 홈(152b)은 바람직하게는 내부 브레이크-오프 홈(152a)의 원위에 위치되지만, 이에 제한되지 않고, 외부 브레이크-오프 홈(152b)은 내부 브레이크-오프 홈(152a)에 비해 근위에 위치될 수 있고, 또는 내부 및 외부 브레이크-오프 홈(152a, 152b)은 일반적으로 본체(20)의 길이를 따라 동일한 수준으로 형성될 수 있다. 내부 및 외부 브레이크-오프 홈(152a, 152b)을 합체함으로써, 균열 라인(151) 위치 및 구성에 영향을 미칠 수 있다. 특히, 제1 바람직한 실시예의 내부 및 외부 브레이크-오프 홈(152a, 152b)의 형상 및 위치는 정복 탭(100, 102)이 본체(20)로부터 파단 또는 파열됨으로써 발생하는 임의의 잠재적으로 예리한 에지를 제한하도록 배열된다.
제1 바람직한 실시예의 뼈 고정 요소(10)는 부싱(36)의 내부의 절두 구형의 캐비티 내로 뼈 앵커(12)의 확대된 헤드부(14)를 삽입함으로써 조립된다. 부싱/스크류 조립체는 부싱(36)의 절두 구형 외부 표면이 원위 단부(24)에 인접한 본체(20)의 절두 구형 외부 표면(25a)과 접촉할 때까지 상부 개구(106a)를 통해 본체(20) 내로 삽입된다. 슬리브(35)는 상부 개구(106a)를 통해 본체(20) 내로 삽입되어, 슬리브(35)는 부싱(36)의 상부에 위치된다. 슬리브(35)의 상부 표면은 바람직하게는 안착 위치에서 종방향 로드(45)를 수용하기 위한 시트(35a)를 포함한다. 본체/슬리브/부싱/뼈 앵커 조립체는 사용시에 외과의가 환자의 척추(V) 내로 이러한 조립체를 이식할 수 있도록, 외과의에게 가조립 상태로 제공될 수 있다.
사용시에, 뼈 앵커(12)는 스크류드라이버 또는 다른 유사한 스크류 구동 장치로 뼈 앵커(12)를 구동시킴으로써 환자의 뼈, 바람직하게는 환자의 척추(V)에 고정될 수 있다. 환자의 뼈에 결합된 뼈 앵커(12)로, 외과의는 뼈 앵커(12)에 대해, 그리고 결합된 뼈에 대해 본체(20)를 다축방향으로 회전시킬 수 있어서, 종방향 로드(45)는 인접한 뼈 고정 요소(10)의 정복 탭(100, 102)에 의해 형성된 로드 수용 채널(126) 내로 삽입될 수 있다. 종방향 로드(45)는 뼈 고정 요소(20)의 로드 수용 채널(26) 내로 안착되거나 안착되지 않을 수 있다.
종방향 로드(45)가 로드 수용 채널(126) 내에 수용되면, 로킹 캡(40)은 정복 탭(100, 102)의 내부 표면(108)을 따라 나사결합으로 커플링된다. 그 다음에, 로킹 캡(40)의 회전은 로킹 캡(40)의 저부 표면이 로드 수용 채널(126) 내에 위치한 종방향 로드(45)의 상부 표면과 접촉하도록 하여, 일반적으로 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종방향 로드(45)를 본체(20)의 저부 개구(24a)쪽으로, 그리고 본체(20) 내에 형성된 로드 수용 채널(26) 내로 압박한다.
원위 단부(24)쪽으로의 로킹 캡(40)의 계속된 회전은 로킹 캡(40)을 슬리브(35) 내로 압박하여, 슬리브(35)를 하향으로 더 압박하여 부싱(36)과 접촉하도록 한다. 슬리브(35)의 하향 이동은 부싱(36)을 뼈 앵커(12)의 확대된 헤드부(14)에 대해 반경 방향으로 압축하도록 하고, 이는 그 다음에 본체(20)에 대해 뼈 앵커(12)의 위치를 고정한다.
종방향 로드(45)는 통상적으로 뼈 앵커(12)에 신장 및/또는 압축을 인가함으로써, 환자의 인접한 척추(V)의 신장 및/또는 압축이 이루어질 수 있도록, 본체(20)에 대해 여전히 이동 가능하다. 인접한 척추(V)의 원하는 위치가 달성되면, 로킹 캡(40)의 내부 부분(44)은 로킹 캡(40)의 외부 부분(42)에 대해 회전되고, 내부 부분(44)을 원위 단부(24)쪽으로 압박한다. 로킹 캡(40)의 내부 부분(44)의 회전은 로킹 캡(40)의 내부 부분(44)이 새들(46)을 종방향 로드(45)와 접촉하도록, 슬리브(35)에 대해 압박하고, 이는 교대로 본체(20)에 대해 종방향 로드(45)의 위치를 고정시킨다.
도 3에 일반적으로 도시된 바와 같이, 종방향 로드(45)가 뼈 고정 요소(10)의 로드 수용 채널(26) 내에 고정되면, 정복 탭(100, 102)은 바람직하게는 정복 탭(100, 102)을 브레이크-오프 지점 또는 영역(150)에서 파단시킴으로써 제거하여, 본체(20)의 하부, 로킹 캡(40)과 클램핑된 종방향 로드(45)가 환자의 신체에 남겨 둔다.
뼈 고정 요소(10)는 티타늄, 티타늄 합금, 스테인리스 스틸, 코발트 크롬, 니티놀 등이지만 이에 제한되지 않는 임의의 생체 친화성 재료로 제조될 수 있다. 게다가, 당업자에게는 명백한 바와 같이, 뼈 고정 요소(10)는 뼈 앵커(12), 종방향 로드(45)의 크기 및 구성 및/또는 수행하는 수술의 유형 및 위치에 따라 임의의 개수의 크기 및 구성으로 제공될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본체(20)의 내부 표면에 형성된 나사(21, 121)와 로킹 캡(40)의 외부 표면에 형성된 나사는 바람직하게는 네거티브 나사 프로파일을 포함한다. 즉, 나사(21, 121)의 로드 플랭크 및 스태브 플랭크와 로킹 캡(40)의 외부 표면은 본체(20)의 종방향 축(20a)과 로킹 캡(40)에 직각인 면에 대해 하향으로 경사진다. 제1 바람직한 실시예에서, 나사(21, 121)는 본체(20)의 종방향 축(20a)에 직각인 면에 대해 -10°의 각도를 형성한다. 나사(21, 121)는 -10° 각도로 제한되지 않고, 본체(20) 내로 로킹 캡(40)의 결합 및 구동을 허용하는 거의 모든 각도를 형성할 수 있다. 네거티브 나사 프로파일은 로킹 캡(40)이 원위 단부(24)쪽으로 하향으로 압박됨에 따라, 아암(28, 30)과 정복 탭(100, 102)의 벌려짐을 제한하는 것이 바람직하다.
도 7을 참조하면, 뼈 고정 요소(10')의 제2 바람직한 실시예는 제1 바람직한 실시예의 뼈 고정 요소(10)와 실질적으로 유사하고, 유사한 요소는 제2 바람직한 실시예를 나타내도록 프라임 부호(')를 갖는 유사한 도면부호를 사용하여 식별된다. 제2 바람직한 실시예의 뼈 고정 요소(10')는 근위 단부 캡(200')을 포함한다. 근위 단부 캡(200')은 본체(20')의 근위 단부(106')에 인접하여 정복 탭(100', 102')을 연결한다. 캡(200')은 로킹 캡(40')이 통과할 수 있는 내부 보어(202')를 포함한다. 캡(200')은 바람직하게는 정복 탭(100', 102')과 일체로 형성된다. 대안적으로, 캡(200')은 접착, 본딩, 기계적 패스너 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 거의 대부분의 연결 기구에 의해 정복 탭(100', 102')에 작동식으로 연결될 수 있다.
캡(200')을 제공함으로써, 로드 수용 채널(26') 내로 종방향 로드(45)를 압박하도록, 원위 단부(24)쪽으로 로킹 캡(40')을 회전시킨 결과로서, 정복 탭(100', 102')의 벌어짐은 바람직하게는 제한되고, 그에 의해서 정복 탭(100', 102')의 길이가 증가되도록 할 수 있다. 정복 탭(100', 102')의 전체 길이는 이하에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 요추 응용예에 대해서 유리하고, 정복 탭(100', 102')이 뼈 고정 요소(10')의 로드 수용 채널(26') 내로 종방향 로드(45)를 안내하기 위한 최소 침습적 시술에 사용되도록 할 수 있다. 예를 들어, 정복 탭(100', 102')이 다양한 환자의 해부학적 구조를 충족시키기 위해 짧거나 길게 할 수 있더라도, 정복 탭(100', 102')은 약 100mm의 길이를 갖는다.
제2 바람직한 실시예의 캡(200')은 원위 견부(204') 및 근위 견부(206')를 포함한다. 근위 및 원위 견부(204', 206')는 뼈 고정 요소(10')의 제어를 개선하기 위해 사용자가 하나 이상의 기기를 뼈 고정 요소(10')에 부착할 수 있도록 한다. 예를 들어, 견부(204', 206')는 사용자가 로드 정복을 수행하기 위한 확장/압축 기기 또는 포셉(forceps), 역토크 장치 등을 부착할 수 있게 한다.
바람직한 캡(200')은 또한 이하에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이, 로드 수용 채널(26')의 경피식 제어를 용이하게 하기 위한 보유 기구를 갖는 뼈 고정 요소(10')를 제공한다.
도 8을 참조하면, 뼈 고정 요소(10")의 제3 바람직한 실시예는 제2 바람직한 실시예의 뼈 고정 요소(10')와 실질적으로 유사하고, 유사한 요소는 제3 바람직한 실시예를 나타내기 위해 이중 프라임 부호(")를 갖는 유사한 도면부호를 이용하여 식별된다. 제3 바람직한 실시예에서, 캡(200")은 구동 도구(도시 안함)에 형성된 대응하는 팁(도시 안함)을 수용하기 위한 구동 표면(210")을 포함한다. 예를 들어, 로킹 캡(40")의 최종 조임 동안, 역작용 토크가 인가될 수 있게, 사용자가 역 토크를 인가할 수 있도록, 구동 표면(210")은 대응하는 내부 육각형(hex)과 결합하기 위한 외부 육각형 형태일 수 있다. 구동 표면(210")은 내부 육각형, 별형 구동 패턴, 필립스 헤드 패턴, 스크류 드라이버용 슬롯, 나사형 포스트에 대응하는 나사산 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 기존 또는 이후에 공지되는 임의의 형상을 가질 수 있다.
도 9 내지 도 10b를 참조하면, 제2 바람직한 실시예의 뼈 고정 요소(10')의 브레이크-오프 지점 또는 영역(150')은 관통 슬롯(256')의 양측의 한 쌍의 연결 지점(252', 254')로서 구성될 수 있다. 제2 바람직한 실시예에서, 근위 단부 캡(200')은 브레이크-오프 영역(150')의 강도 및 안정성을 증가시킬 수 있고, 정복 탭(100', 102')을 제거하는데 필요한 힘을 증가시킬 수 있다. 따라서, 로드(45)가 뼈 고정 요소(10')의 로드 수용 채널(26') 내에 안착된 후에 뼈 고정 요소(10')로부터 탭(100', 102')의 제거를 용이하게 하기 위해, 브레이크-오프 지점 또는 영역(150')은 정복 탭 제거 기기(300)와 정합하기 위한 관통 슬롯(256')을 포함한다. 정복 탭 제거 기기(300)는 바람직하게는 그 원위 단부에 복수의 팽창형 프롱(315)을 포함하는 외부 샤프트(310)와, 외부 샤프트(310) 내에 활주 가능하게 배치된 내부 샤프트(320) 및 외부 샤프트(310)에 대해 내부 샤프트(320)를 작동식으로 이동시키기 위해 외부 및 내부 샤프트(310, 320)에 작동식으로 커플링되는 핸들(330)을 갖는다. 팽창형 프롱(315)은 바람직하게는 브레이크-오프 지점 또는 영역(150)에 형성된 관통 슬롯(256)과 접촉 및/또는 결합하기 위한 쐐기형 부분(317)을 포함한다.
사용시에, 종방향 로드(45)가 로킹 캡(40')을 통해 뼈 고정 요소(10')의 로드 수용 채널(26') 내에 적절하게 고정된 후에, 정복 탭 제거 기기(300)의 외부 및 내부 샤프트(310, 320)는 로드 수용 채널(126') 내로 삽입된다. 바람직하게는, 외부 샤프트(310)의 외부 표면에 형성된 쐐기형 부분(317)은 브레이크-오프 지점 또는 영역(150')의 관통 슬롯(256')과 작동식으로 연관되어 위치된다. 그 다음에, 핸들(330)을 압착하여 내부 샤프트(320)가 외부 샤프트(310)에 대해 원위로 이동하게 하고, 이는 교대로 외부 샤프트(310)의 원위 단부에 형성된 팽창형 프롱(315)이 반경 방향으로 확장되어, 쐐기형 부분(317)이 관통 슬롯(256') 내로 또는 그 위로 밀어져서 정복 탭(100', 102')의 파단 및 제거를 야기한다.
정복 탭(100', 102')의 파단 및 제거를 용이하게 하기 위해 다른 기기가 사용될 수 있음에 주의한다. 예를 들어, 기기는 쐐기형 부분이 뼈 고정 요소(10')로부터 정복 탭(100', 102')을 전단할 수 있도록, 회전 가능하다.
사용시에, 뼈 고정 요소(10')는 바람직하게는 최소 침습적 외과 시술을 통해 환자의 척추(V) 내로 이식된다. 예를 들어, 뼈 고정 요소(10')는 캐뉼러를 통해 삽입될 수 있다. 이식되면, 캐뉼러는 제거될 수 있고, 정복 탭(100', 102')을 포함하는 뼈 고정 요소(10')를 남겨둔다. 그 다음에, 사용자는 뼈 고정 요소(10')의 로드 수용 채널(26')을 정렬할 수 있어서, 종방향 로드(45)는 정위치로 안내될 수 있다. 다음에, 로드 정복 기기(도시 안함)가 정복 탭(100', 102'), 특히 캡(200')에 작동식으로 커플링될 수 있다. 로드 정복 기기는 뼈 고정 요소(10')의 로드 수용 채널(26') 내로 로드(45)를 정복하거나 안착시키는데 사용될 수 있다. 로킹 캡(40')은 로드(45)가 로드 수용 채널(26') 내에 고정될 때까지 정위치에 삽입되어 회전된다. 정복 탭 제거 기기(300)는 정복 탭(100', 102') 사이에 삽입되어 뼈 고정 요소(10')로부터 정복 탭(100', 102')을 전단하도록 작동할 수 있다. 마지막으로, 정복 탭(100', 102')은 제거되고 절개부는 폐쇄된다.
대안적으로, 뼈 고정 요소(10)는 환자에게 절개부를 형성하고, 궤적을 형성하기 위해 인접한 척추(V) 내로 K-와이어를 위치시키고, K-와이어를 따라 인접한 척추(V) 내로 헤드(14)와 스크류드라이버(도시 안함)을 순차적으로 결합하여 뼈 앵커(12)를 나사조이고, 인접한 뼈 고정 요소(10)의 로드 수용 채널(26)을 정렬함으로써 환자의 인접한 척추(V) 내로 삽입될 수 있다. 로드 수용 채널(26)은 바람직하게는 절개부로부터 연장하고, 본체(20)의 하부 부분 내로 종방향 로드(45)를 안내하는데 활용될 수 있다. 정복 도구는 본체(20)의 하부 부분 내로 로드(45)를 정복하는데 활용되거나 또는 로킹 캡(40)이 암나사(121)와 결합하여 원위 단부(24)쪽으로 구동되어 로드(45)를 삽입 위치로부터 안착 위치로 이동시킬 수 있다. 로킹 캡(40)은 적어도 부싱(36)이 뼈 앵커(12)와 결합하여 본체(20)에 대해 뼈 앵커(12)의 위치를 로크할 때까지 원위 단부(24)쪽으로 압박된다. 내부 부분(44) 중 하나는 원위 단부(24)쪽으로 구동되어 본체(20)에 대해 로드(45)를 로크하고, 인접한 뼈 고정 요소(10)는 인접한 척추에서 압축 및 신장이 수행될 수 있도록, 최종 조임되지 않는다. 신장 및 수축이 완료되면, 제2 내부 부분(44)은 원위 단부(24)쪽으로 구동되어 두 인접한 고정 요소에 대해 로드(45)를 고정시킨다. 정복 탭(100, 102)은 브레이크-오프 영역(150)에서 본체(20)의 하부 부분으로부터 파단되어 환자의 신체로부터 제거된다. 이러한 절차는 경피 절개부를 통해 하나의 뼈 고정 요소(10)를 수용하거나 또는 작은 개구 절개를 통해 적어도 한 쌍의 뼈 고정 요소(10)를 수용하기 위해 경피 또는 작은 개구 절개를 이용하여 최소 침습적 방식으로 수행된다.
당업자에게 명백한 바와 같이, 본원에서 설명된 임의의 또는 모든 구성요소들은 세트 또는 키트로서 제공되어, 외과의는 고정 시술을 수행하기 위해 구성요소들의 다양한 조합을 선택하고, 환자의 특정 요구/구조에 특화되어 구성된 고정 시스템을 만들 수 있다. 각각의 구성요소 중 하나 이상은 키트 또는 세트로 제공될 수 있다. 소정의 키트 또는 세트에서, 동일한 장치는 상이한 형상 및/또는 크기로 제공될 수 있다.
전술한 설명 및 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내지만, 첨부된 청구범위에서 한정한 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남없이 다양한 추가, 변경, 조합 및/또는 대체가 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 특히, 본 발명이 사상 또는 필수적인 특징들로부터 벗어남없이 다른 특정 형태, 구조, 배열, 비율 및 다른 요소들, 재료들 및 구성요소들에 포함될 수 있다는 것은 당업자에게는 명백할 것이다. 본 발명은, 본 발명의 원리로부터 벗어남없이 특정 환경 및 작동 요구사항에 특정하게 적합하게 된 본 발명의 실시에 사용되는 구조, 배열, 비례, 재료 및 구성요소와 그 이외의 것들의 다수의 변형으로 사용될 수 있다는 점은 당업자에게는 명백할 것이다. 또한, 여기에서 설명한 특징은 단독으로 또는 다른 특징들과 조합하여 사용될 수 있다. 따라서 여기에서 개시된 실시예들은 도시를 위한 것이며 이에 제한되지 않는 것으로 고려되고, 본 발명의 범주는 첨부된 청구범위에서 나타내어지며, 전술한 설명에 의해 제한되지 않는다.

Claims (14)

  1. 환자의 뼈에 로드를 상호 연결하기 위한 뼈 고정 요소로서,
    사이에서 로드 수용 채널을 한정하는 이격된 아암들을 갖는 본체로서, 상기 아암들 각각은 그로부터 연장하는 정복 탭을 포함하고, 정복 탭들은 내부 및 외부 브레이크-오프 영역들에 의해 상기 아암들로부터 분리되며, 상기 내부 브레이크-오프 영역은 상기 본체의 내부 표면에 형성되고, 상기 외부 브레이크-오프 영역은 상기 본체의 외부 표면에 형성되고, 암나사 표면들이 상기 본체의 내부 표면의 길이를 따라 형성되는, 상기 본체와,
    상기 암나사 표면들과 나사식으로 결합 가능한 수나사형 로킹 캡을 포함하고,
    상기 정복 탭들은 상기 내부 및 외부 브레이크-오프 영역들에서 상기 이격된 아암들로부터 분리 가능한, 뼈 고정 요소.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정복 탭들은 상기 이격된 아암들과 일체로 형성되는, 뼈 고정 요소.
  3. 제2항에 있어서, 상기 내부 및 외부 브레이크-오프 영역들은 홈들인, 뼈 고정 요소.
  4. 제1항에 있어서, 상기 외부 브레이크-오프 영역은 상기 내부 브레이크-오프 영역에 대해 원위에 배치되는, 뼈 고정 요소.
  5. 제1항에 있어서, 상기 암나사 표면들은 네거티브 나사 프로파일을 갖는, 뼈 고정 요소.
  6. 제1항에 있어서, 상기 본체에 형성된 상부 개구로부터 상기 본체에 형성된 저부 개구까지 연장하는 종방향 보어 내에 다축방향으로 배치된 뼈 앵커를 더 포함하는, 뼈 고정 요소.
  7. 제6항에 있어서, 상기 본체는 슬리브 및 부싱을 더 포함하고, 상기 슬리브 및 부싱은 상기 종방향 보어 내에서 활주 가능하게 배치되고, 상기 부싱의 적어도 일부는 상기 슬리브 내에서 활주 가능하게 배치되는, 뼈 고정 요소.
  8. 제7항에 있어서, 상기 부싱은 상기 뼈 앵커의 확대된 헤드 부분을 다축방향으로 수용하기 위한 내부 절두 구형 캐비티를 포함하는, 뼈 고정 요소.
  9. 제7항에 있어서, 상기 종방향 보어는 상기 부싱에 형성된 외부 절두 구형 표면을 수용하기 위해 상기 저부 개구에 인접한 절두 구형 접촉 표면을 포함함으로써, 상기 부싱은 상기 본체에 대해 다축방향으로 회전 가능한, 뼈 고정 요소.
  10. 제9항에 있어서, 상기 부싱은 하부 단부를 포함하고, 상기 부싱의 하부 단부는 상기 로킹 캡이 상기 본체의 암나사 표면들과 나사식으로 결합할 때 상기 본체의 저부 개구를 통해 연장하는, 뼈 고정 요소.
  11. 제1항에 있어서, 상기 정복 탭들의 근위 단부에 장착되는 캡을 더 포함하는, 뼈 고정 요소.
  12. 제11항에 있어서, 상기 캡은 견부를 포함하는, 뼈 고정 요소.
  13. 제11항에 있어서, 상기 캡은 역토크력을 인가하기 위해 구동 도구와 결합하기 위한 구동 표면을 포함하는, 뼈 고정 요소.
  14. 제11항에 있어서, 상기 내부 및 외부 브레이크-오프 영역들은 관통 슬롯의 양측의 한 쌍의 연결 지점들로 구성되고, 상기 관통 슬롯은 상기 외부 표면으로부터 상기 내부 표면으로 연장하는, 뼈 고정 요소.
KR1020107022739A 2008-04-22 2009-04-22 정복 탭을 갖는 뼈 고정 요소 KR20110008033A (ko)

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