KR20110055543A - 후방 동적 안정화 시스템 - Google Patents

후방 동적 안정화 시스템 Download PDF

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KR20110055543A
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토마스 오베레스
로베르트 프리크
베아트 레흐만
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신세스 게엠바하
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Abstract

본 발명은 척추의 제1 척추골 및 제2 척추골에 장착하기 위한 동적 안정화 시스템에 관한 것이다. 동적 안정화 시스템은 제1 척추골 및 제2 척추골에 각각 장착되는 제1 고정 요소 및 제2 고정 요소를 포함한다. 세장형 고정 요소가 제1 부분 및 제2 부분을 포함한다. 제1 부분은 제1 고정 요소에 장착되고, 제2 부분은 제2 고정 요소에 장착된다. 댐핑 요소가 제1 부분과 제2 부분 사이에 장착된다. 댐핑 요소는 복수의 세그멘트와, 제1 부분이 제2 부분에 대해 이동하는 것을 허용하도록 복수의 세그멘트를 연결시키는 복수의 브릿지 요소를 포함한다.

Description

후방 동적 안정화 시스템 {POSTERIOR DYNAMIC STABILIZATION SYSTEM}
본 발명은 내용 전체가 본원에 참조로써 포함되고 발명의 명칭이 "후방 동적 안정화 시스템"이고 2008년 8월 14일에 출원된 미국 가출원 제61/088,910호의 이익을 청구한다.
척추 융합술은 서로에 대한 척추골(vertebrae)의 이동을 제한하기 위해 2개 이상의 인접 척추골을 결합하는 것을 포함하는 시술이다. 수많은 이유 때문에, 척추 고정 장치는 인접한 척추체들 사이의 바람직한 관계를 정렬시키고 그리고/또는 고정하기 위해 척추 수술 시에 사용된다. 이러한 장치는 일반적으로 후크, 볼트, 와이어, 나사 등과 같은, 다양한 뼈 고정 요소에 고정 요소를 부착함으로써 인접 척추골에 결합되는 비교적 단단한 고정 로드와 같은, 척추 고정 요소를 포함한다. 고정 요소는 미리 정해진 윤곽을 가질 수 있고, 일단 설치되면 고정 요소는 바람직한 치료 또는 척추 융합이 이루어질 때까지 바람직하게 척추골을 바람직한 공간 관계로 유지한다.
동적 고정 요소는 이들이 예컨대 척추의 확장과 압축 시에 쇼크를 흡수하기 때문에, 적어도 부분적으로 바람직하다. 더욱이 후관절(facet joints) 또는 층판(laminae)과 같은 뼈 구조물의 제거는 척추의 운동 세그먼트(motion segments)의 불안정성을 가져온다. 따라서, 고정 시스템은 축방향 회전 시 뿐만 아니라 전후 병진 이동 시에 운동 세그먼트를 안정화해야 한다. 두 가지 운동 패턴은 고정 시스템의 척추 고정 요소 내에서의 전단 응력을 야기한다. 이것은 골형질(bone quality)이 때때로 손상되어 경화증(sclerotic)이거나 골다공증인 나이든 환자에서 특히 중요하다.
전단 응력에 대한 제약을 제공하고, 굽힐 때 시스템의 운동 범위를 제한하지 않으면서 안정화를 향상시키는 동적 고정 시스템을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 조립의 복잡성을 감소시키기 위해 적은 개수의 부품을 포함하는 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 환자의 척추의 일부의 안정화를 위해 사용될 수 있는 동적 또는 가요성 안정화 시스템에 관한 것이다. 동적 안정화 시스템은 종래의 페디클(pedicle) 나사 시스템에서 현재 수행되는 바와 같이 페디클 나사를 이용하는 환자의 척추에 식립될 수 있다.
동적 안정화 시스템은 제1 척추골 및 제2 척추골에 각각 장착되는, 예컨대 뼈 나사와 같은 제1 고정 요소 및 제2 고정 요소와, 제1 고정 요소에 장착되는 제1 부분 및 제2 고정 요소에 장착되는 제2 부분을 포함하는, 로드와 같은 세장형 고정 요소와, 제1 부분과 제2 부분 사이에 장착되고, 복수의 세그멘트와, 제1 부분이 제2 부분에 대해 이동하는 것을 허용하도록 복수의 세그멘트를 연결시키는 복수의 브릿지 요소를 포함하는 댐핑 요소를 포함한다.
예시적인 일 실시예에서, 댐핑 요소는 다중 댐핑 요소를 바람직하게 포함한다. 세그멘트 및 브릿지 요소는 상기 브릿지 요소에 의해 분리된 동심원 세그멘트를 생성하기 위해 전기 방전 기계 가공을 사용하여 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 세그멘트는 댐핑 요소의 중심을 기계 가공하는 공정을 통해 생성되는 슬롯에 의해 분리되는 사선 홈일 수 있다.
예시적인 실시예에서, 뼈 고정 요소는 뼈 나사이고, 이식 위치에서 세장형 고정 요소를 수용하기 위해 그의 헤드에 채널을 포함한다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 다중 댐핑 요소는 제1 고정 요소 및 제2 고정 요소 사이에 세장형 고정 요소를 따라 일렬로 위치된다.
본 출원의 바람직한 실시예의 이하의 상세한 설명뿐만 아니라 상기 요약은 첨부된 도면과 관련하여 읽을 때 더 잘 이해될 것이다. 본 출원의 동적 안정화 시스템을 설명하기 위하여, 바람직한 실시예가 도면에 도시된다. 그러나, 적용예가 도시된 정확한 배열, 구조, 특징, 실시예, 양태 및 수단에 제한되지 않고 배열, 구조, 특징, 실시예, 양태 및 도시된 수단은 단독으로 사용되거나, 다른 배열, 구조, 특징, 실시예, 양태 및 수단과 조합하여 사용될 수 있다.
도 1은 척추에 장착된 본 발명의 제1 바람직한 실시예에 따르면 동적 안정화 시스템의 상부 사시도이다.
도 2는 도 1의 동적 안정화 시스템의 측면 사시도이다.
도 3은 도 1의 동적 안정화 시스템의 댐핑 요소의 측면 사시도이다.
도 4는 도 1의 동적 안정화 시스템의 댐핑 요소의 다른 측면 사시도이다.
도 5는 도 3의 라인 5-5에 따른 도 3의 댐핑 요소의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 바람직한 실시예에 따른 세장형 고정 요소 상의 다중 댐핑 요소의 측면 정면도이다.
도 7은 도 6의 라인 7-7에 따른 도 6의 세장형 고정 요소의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 바람직한 실시예에 따른 세장형 고정 요소의 댐핑 요소의 측면 사시도이다.
도 9는 도 8의 라인 9-9에 따른 도 8의 세장형 고정 요소의 단면도이다.
일정한 단어는 이하 설명에 단지 편의상으로 사용되고, 제한되지 않는다. "우측", "좌측", "상부" 및 "하부"라는 단어는 기준이 되는 도면에서 방향을 지정한다. "내향" 및 "외향"이라는 단어는 동적 안정화 시스템의 기하학적 중심, 세장형 고정 요소의 댐핑 요소 및 그의 지정 부품 각각을 향하고 그로부터 멀어지는 방향을 칭한다. "전방", "후방", "상위", "하위", "측방향", "시상 방향(sagittal)", "축방향", "관상면 방향(coronal)"이라는 단어 및 관련 단어 및/또는 구문은 기준이 되는 인체에서의 바람직한 위치와 배향을 지정하고 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 용어는 상기 나열된 단어, 그의 파생어 및 유사한 의미의 단어를 포함한다.
일정한 예시적인 실시예는 이제 도면을 참조하여 기술될 것이다. 일반적으로, 이러한 실시예는 동적 안정화 시스템에 관한 것이고, 비제한적인 예로써 후방 척추 고정을 위한 동적 안정화 시스템에 관한 것이다. 아래 더 상세하게 기술된 바와 같이, 동적 안정화 시스템은 세장형 고정 요소를 2개 이상의 뼈에 가요성 연결하기 위한 1개 이상의 동적 뼈 고정 요소를 포함할 수 있다. 동적 안정화 시스템은 세장형 고정 요소가 뼈 고정 요소에 대해 그리고 그에 고정된 뼈에 대해 이동되는 것을 바람직하게 허용하는 가요성 댐핑 요소를 바람직하게 더 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 동적 안정화 시스템(100)의 제1 바람직한 실시예는 복수의 뼈 고정 요소(110), 세장형 고정 요소(본원에서 세장형 로드로서 도시됨)(120), 및 댐핑 요소(130)를 포함한다. 뼈 고정 요소 또는 뼈 나사(110)는 환자의 뼈, 바람직하게는 환자의 척추골(V)에 세장형 고정 요소(120)를 고정하도록 구성된다. 댐핑 요소(130)는 뼈 고정 요소 또는 뼈 나사(110)와 관련 척추골(V)의 서로에 대한 이동을 허용한다.
뼈 고정 요소(110)는 다축 방향 또는 단축 방향 페디클 또는 뼈 나사, 페디클 후크, 횡방향 프로세스 후크, 추궁하(sublaminar) 후크를 포함한 (단축 및 다축 방향의) 후크, 또는 다른 체결구, 클램프 또는 임플란트 또는 당해 분야에 지금 또는 앞으로 알려져 있는 임의의 다른 체결 장치의 형태일 수 있다. 세장형 고정 요소(120)는 적어도 2개의 뼈 고정 요소(110)를 서로 고정하도록 대체로 강성인, 길이방향 로드, 뼈 플레이트 또는 당해 분야에 지금 또는 앞으로 알려져 있는 임의의 다른 장치 형태일 수 있다. 세장형 고정 요소(120)는 중실형 로드, 비중실형 로드, 중합 가요성 또는 동적 로드 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다는 것을 통상의 지식을 가진자가 인식할 것이다. 본 출원의 동적 안정화 시스템(100)은 임의의 특정 유형의 뼈 고정 요소(110) 또는 세장형 고정 요소(120)에 사용하는 것에 바람직하게 제한되지 않는다. 뼈 고정 요소(120)는 이식 위치에서 뼈 고정 요소(110)에 장착되는 제1 부분(120a) 및 제2 부분(120b)을 바람직하게 포함한다. 제1 바람직한 실시예의 뼈 고정 요소(120)는 이식 위치에서 제3 뼈 고정 요소(110)에 장착되는 제3 부분(120c)을 또한 포함한다. 뼈 고정 요소(120)는 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분(120a, 120b, 120c)을 포함하는 것에 제한되지 않고, 추가적인 뼈 고정 요소(110)에 장착하기 위한 추가 부분을 포함할 수 있지만, 2개의 뼈 고정 요소(110)에 장착하기 위한 제1 부분 및 제2 부분(120a, 120b)을 적어도 바람직하게 포함한다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 바람직한 댐핑 요소(130)는 복수의 동심원이거나 거의 동심원인 협소한 홈(304a, 304b, 304c)을 커팅하거나 형성함으로써 구성되고, 브릿지 요소(303a, 303b, 303c)에 의해 수평면에서 함께 브릿지되고, 세장형 고정 요소(120)의 제1 부분(120a)과 제2 부분(120b) 사이에서 댐핑 이동을 위해 동심원 세그멘트(302a, 302b, 302c)에 의해 분리된다. 다른 기계 가공 방법이 이용될 수 있을지라도, 이러한 동심원이거나 거의 동심원인 홈(304a, 304b, 304c)은 전기 방전 기계 가공("EDM")을 사용하여 바람직하게 구성된다. EDM에서, 일련의 신속하게 재발하는 전기 방전 또는 스파크는 유전 액체에 의해 분리된 2개의 전극들 사이에서 통과된다. 전기 방전은 전극들 중 하나와 댐핑 요소(130) 사이에서 통과된다. 이 공정을 통해, 적은 양의 금속, 또는 잠재적으로는 폴리머, 세라믹 또는 복합 재료가 댐핑 요소(130)로부터 제거된다. 반복적인 방전은 브릿지 요소(303a, 303b, 303c) 및 동심원 세그멘트(302a, 302b, 302c)를 형성하는 것뿐만 아니라, 댐핑 요소(130)에서 동심원이거나 거의 동심원인 홈(304a, 304b, 304c)을 형성하는 연속적으로 더 깊은 만입부의 세트를 생성한다. EDM 처리 방법은 단일 편의 재료로부터 세장형 고정 요소(120)와 댐핑 요소(130)의 일체형 구조를 허용하지만, 그러나 동적 안정화 시스템(100)의 제1 바람직한 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 부분 및 제2 부분(120a, 120b) 및 댐핑 요소(130)는 개별 편의 재료로 구성될 수 있고, 이후에 제1 부분 및 제2 부분(120a, 120b)을 댐핑 요소(130)에 부착시키기 위해 용접, 나사 연결, 접착 결합 또는 다른 접합 방법을 통해 제작 조립 과정에서 함께 결합될 수 있다. 예컨대, 제1 부분(120a)은 종축(10)을 따라 댐핑 요소(130)의 제1 측부에 나사 결합식으로 장착될 수 있고, 제2 부분(120b)는 종축(10)을 따라 댐핑 요소(130)의 제2 측부에 나사 결합식으로 장착될 수 있다.
댐핑 요소(130) 및 세장형 고정 요소(120)는 Ti-Mo, CoCr, 내피로성 생체 적합성 금속, 티타늄, 티타늄 합금, 코발트-크롬 합금, 생체 적합성 중합체, 생체 적합성 폴리머의 혼합물, 니티놀, 형상 기억 재료, 세라믹, 및 복합 재료로 구성되는 금속의 그룹 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 동심원 홈(304a, 304b, 304c) 및 동심원 세그멘트(302a, 302b, 302c)는 세장형 고정 요소(120)의 종축(10)을 중심으로 대체로 동심인 것으로서 제1 바람직한 실시예에 개시되지만, 이에 한정되지 않는다. 다르게는, 홈(304a, 304b, 304c) 및 세그멘트(302a, 302b, 302c)는 설계자 또는 사용자에게 바람직한 댐핑 특성을 만들기 위해 특정 방향으로 또는 특정 축을 중심으로 댐핑 요소(130)의 댐핑 저항을 적응시키기 위해 예컨대 비-동심원 패턴으로 댐핑 요소(130)에 형성될 수 있다.
세그멘트(302a-c)는 바람직하게 연속적으로 폐쇄된 형상이고, 즉 세그멘트(302a-c)는 폐쇄 공간을 형성하고, 바람직하게는 폐쇄 링 또는 O자형 링으로서 형성된다. 그러나, 세그멘트(302a-c)는 원형, 직사각형, 타원형, C자형, 편자형, 삼각형, 8각형, U자형 또는 콩팥 형상을 포함하는 임의의 형상일 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 세그멘트(302a-c) 및 브릿지 요소(303a-c)의 개수는 변할 수 있고, 임의의 특정 개수, 값 또는 범위로 제한되지 않는다. 제1 바람직한 실시예가 실질적으로 폐쇄된 동심원인 세그멘트(302a-c)를 포함할지라도, 세그먼트(302a-c)는 또한 개방될 수 있고 예컨대 C자형 세그멘트, 편자 형상 또는 임의의 다른 적절한 형상을 형성한다.
댐핑 요소(130)의 세그멘트(302a-c)는 굴곡(flexion), 확장(extension), 측방향 굽힘(bending), 축방향 회전, 수평 이동, 및 댐핑을 포함하는, 세장형 고정 요소(120)의 제1 부분(120a)과 제2 부분(120b) 사이에서 적어도 6 자유도의 이동을 바람직하게 허용한다. 압축력에 반응한 세그멘트(302a-c) 및 브릿지 요소(303a-c)의 편향 및 병진 이동은 동적 안정화 시스템(100)에서 댐핑 효과를 발생시킨다. 복수의 세그멘트(302a-c) 및 브릿지(303a-c)는 전방 및 후방 이동, 내측(medial) 및 측방향 이동, 축방향 회전(시계 방향 및 반시계 방향), 전방 및 후방 굴곡 및 확장, 측방향 이동 및 이들의 조합을 제어하고 그리고/또는 제한하는 방법으로 배향되는 동심원이거나 거의 동심원인 협소한 홈(304a-c)을 형성한다. 따라서, 댐핑 효과는 수직 평면에서의 자유도 때문에 가능할 것이다.
제1 바람직한 실시예의 브릿지 요소(303a-c)는 세그멘트(302a-c)를 연결시키고, 세그멘트(302a-c) 및 동적 안정화 시스템(100)의 상대 이동에 대한 저항을 허용하고 제공할 수 있다. 세그멘트(302a-c)의 상대 이동 그리고 그에 따른 동적 안정화 시스템(100)의 상대 이동에 대한 저항은, 세그멘트(302a-c)의 개수, 높이, 재료, 두께(또는 폭), 형상 또는 다른 특성과, 그에 따른 브릿지 요소(303a-c) 및 홈(304a-c)의 사이즈, 형상 및/또는 두께를 변경함으로써 변경되고 제어될 수 있다. 더욱이, 세그멘트(302a-c)의 상대 이동과 그에 따른 동적 안정화 시스템(100)의 상대 이동에 대한 저항은 브릿지 요소(303a-c)의 개수, 폭, 두께, 재료, 형상 또는 다른 특성을 변경함으로써 변경되고 제어될 수 있다. 또한, 세그멘트(302a-c)의 상대 이동과, 그에 따른 동적 안정화 시스템(100)의 상대 이동에 대한 저항은 제1 세그먼트(302a) 및 제2 세그먼트(302b)와 같은, 2개의 인접 세그먼트(302a-c)를 연결시키는 브릿지 요소(303a-c)의 개수를 증가시킴으로써 변경되고 제어될 수 있다. 예컨대, 다중 브릿지 요소(303a-c)는 세그멘트들(302a-c) 사이의 상대 이동에 대한 저항을 변경하기 위해 인접 세그먼트들(302a-c)을 연결시키는데 사용될 수 있다. 동적 안정화 시스템(100)의 바람직한 제1 실시예는 내측/측방향 축을 따라 정렬되는 3개의 브릿지 요소(302a-c)를 포함하지만, 브릿지 요소(303a-c)는 댐핑 요소(130)의 세그멘트(302a-c) 사이에 임의의 방법으로 위치될 수 있다. 제1 바람직한 실시예에서, 브릿지 요소(303a-c)는 생체역학적으로 적절한 부하 하에서 개별 세그먼트들(302a-c) 사이의 접촉을 대체로 방지한다. 이에 따라, 개별 세그먼트들(302a-c) 사이에 접촉이 없으므로 세그멘트(302a-c)가 사용 중에 서로 마찰되는 경우에 야기되는 금속 부스러기가 대체로 제한된다.
이식 위치에서, 동적 안정화 시스템(100)은 그의 제1 및/또는 제2 부분(120a, 120b)에서 하나 이상의 세장형 고정 요소(120)과 결합하는 뼈 고정 요소(110)를 통해 하나 이상 척추골(V)과 결합할 수 있어서, 동적 안정화 시스템(100)은 서로에 대해 척추골(V)을 동적으로 안정화한다. 동적 안정화 시스템(100)은 인접 척추골(V)을 융합시키거나 인접 척추골(V) 사이에 추간판(D)을 동적으로 대체하기 위해 척추간 임플란트(미도시)와 조합하여 척추 구조물에 사용될 수 있다. 제1 바람직한 실시예의 동적 안정화 시스템(100)은 척추골(V)이 시간 경과에 따라 안착(예컨대 압축)되는 것을 허용할 수 있어, 척추간 임플란트와 인접 척추골(V) 사이의 융합을 용이하게 한다. 다르게는, 동적 안정화 시스템(100)은 관절식 척추간 임플란트(미도시) 또는 당해 분야에 알려지거나 전혀 알려지지 않은 임의의 다른 임플란트와 관련하여 사용될 수 있다. 더욱이, 동적 안정화 시스템(100)에 의해 허용되는 이동량과 이동 유형은 개별 환자에게 맞춰질 수 있다. 예컨대, 덜 심한 병적 측면(예컨대, 더 좋은 뼈 구조)을 가진 환자에게는, 추가 이동을 허용하기 위해서 덜 강성인 시스템이 바람직할 수 있다. 마찬가지로, 심하게 퇴화된 디스크를 가진 환자에게는, 보다 적은 이동을 허용하거나 이동을 허용하지 않기 위해서 더 강성인 시스템이 바람직할 수 있다. 더욱이, 세장형 고정 요소(120)는 특히 골다공증 뼈를 가진 환자에게 있어서, 응력-차단(stress-shielding)을 개선하기 위해 다양한 정도의 연성으로 제공될 수 있다. 세장형 고정 요소(120)는 댐핑 요소(130)를 차단하거나 결합시킴(binding)으로써 강성 유형 장치에 적응될 수 있다. 더욱이, 제1 부분(120a)은 인접 척추골(V)을 제 위치에 대체로 보유하고 융합을 촉진시키기 위해 인접 척추골(V)(미도시)에 고정되는 한 쌍의 뼈 고정 요소(110)에 의해 결합되는 반면, 제2 부분(120b)은 제3 척추골(V)과 제1 부분(120a)에 고정되는 한 쌍의 척추골(V) 사이에서의 이동을 허용하기 위해 제3 척추골(V)에 고정되는 제3 뼈 고정 요소(110)에 결합되도록, 동적 안정화 시스템(100)이 구성될 수 있다. 이에 따라, 동적 안정화 시스템(100)은, 디스크(D)를 대체하기 위한 융합 임플란트와 결합하여 척추골(V)의 선택된 쌍의 융합을 촉진하도록 구성될 수 있고, 전체 디스크 대체 임플란트를 조합하여 또는 조합하지 않고 댐핑 요소(130)에 의해 걸쳐 있는 척추 운동 세그먼트에서 인접한 디스크(D)에서 이동을 보존하도록 구성될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 개별 척추골(V)은 제1 바람직한 실시예의 동적 안정화 시스템(100)을 사용하여 후방으로 바람직하게 안정화된다. 특히, 뼈 고정 요소(110)는 후방 방향으로부터 3개의 척추골(V)에 고정되고, 척추골(V)의 페디클(P)에 바람직하게 장착된다. 뼈 고정 요소(110)의 헤드 각각은 각각 세장형 고정 요소(120)의 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분(120a, 120b, 120c)을 수납하고 그리고/또는 수용하기 위해, U자형 채널 또는 로드 수용 채널(115)을 바람직하게 갖는다. 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해할 수 있는 바와 같이, 동적 안정화 시스템(100)은 예컨대, 폐쇄 캡, 세트 나사 또는 로킹 캡(110a)에 의해 채널(115)에서 제1 부분, 제2 부분 및 제3 부분(120a, 120b, 120c)을 고정함으로써 세장형 고정 요소(120)에 바람직하게 고정될 수 있다. 이 방법으로, 환자의 척추는 안정화될 수 있다.
이식 위치에서, 부착된 척추골(V)이 이동됨에 따라, 운동 및 관련 부하는 척추골(V)로부터 동적 안정화 시스템(100)까지 전달된다. 이 방법으로, 동적 안정화 시스템(100)은 환자가 척추의 충격받은 운동 세그먼트 또는 세그멘트들에서 모든 운동을 잃지 않도록, 부착된 척추골(V)이 서로에 대해 이동되는 것을 허용한다. 뼈 고정 요소(110), 세장형 고정 요소(120) 및 댐핑 요소(130)의 조합은 이동(예컨대, 병진 이동, 관절, 회전(예컨대, 뒤틀림) 등)의 일부 또는 모두를 흡수할 수 있고, 또한 관련 부하 및/또는 응력 및 부하 및/또는 응력이 환자의 척추의 해부학적 구조에 의해 지탱된다.
이식 위치에서, 동적 안정화 시스템(100)의 길이는 고정되고 지지되는 척추골(V)의 사이즈와 개수에 좌우될 것이다. 환자의 전체 척추가 고정되고 그리고/또는 기계 장착된다면, 예컨대, 세장형 고정 요소(120)의 길이는 최대 1 m일 수 있다. 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해할 수 있는 바와 같이, 세장형 고정 요소(120) 및 댐핑 요소(130)의 직경은 예상 부하를 흡수하도록 치수 결정될 것이다. 따라서, 제1 바람직한 실시예의 동적 안정화 시스템(100)은 내부에 장착되는 것으로 도시되고, 바람직하게는 척추의 허리 영역에 사용되도록 치수 결정되고, 통상적으로 가슴 또는 목 영역에 사용하도록 치수 결정된 것보다 큰 직 경을 가질 것이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 바람직한 실시예에서, 다중 댐핑 요소(130a, 130b)는 세장형 고정 요소(120)의 제1 부분(120a)과 제2 부분(120b) 사이에 일렬로 배열되거나 장착된다. 이는 다중 레벨 구조물에 특히 유익할 수 있다. 고정 요소(110)와 제1 및 제2 부분(120a, 120b) 사이에서 연속적으로 다중 댐핑 요소(130a, 130b)를 사용하는 것은, 제2 바람직한 실시예의 동적 안정화 시스템(200)을 위한 이동과, 세장형 고정 요소(120)를 위한 더 많은 가요성을 바람직하게 허용한다. 댐핑 요소(130a, 130b)는 설계자 또는 사용자가 원하는 바와 같이, 댐핑 효과를 증가시키거나 감소시키기 위해 더 가깝게 있거나 더 멀리 있을 수 있다.
도 8 및 도9를 참조하면, 제3 바람직한 실시예에서, 홈(304a-c)에 의해 분리되고 브릿지(303a-c)에 의해 결합된 동심원 세그멘트(302a-c) 대신에, 제3 바람직한 실시예의 댐핑 요소(130c)는 댐핑 요소(130c)의 중심을 통해 대각으로 기계 가공함으로써 구성될 수 있다. 이 방법으로 댐핑 요소(130c)를 기계 가공하는 것은 댐핑 요소(130c) 전체에 걸쳐 다중 위치에서 슬롯(803)에 의해 분리된 홈(802)을 형성한다. 제3 바람직한 실시예에서, 홈(802) 및 슬롯(803)의 생성은 댐핑 요소(130c)를 위한 더 작은 직경(D3)과 동적 안정화 시스템(300)의 증가된 가요성을 가져온다. 제3 바람직한 실시예의 댐핑 요소(130)는 홈(802) 및 슬롯(803)을 갖는 댐핑 요소(130c)의 구성을 통한 굴곡, 확장, 측방향 굽힘, 축방향 회전, 수평 이동, 및 댐핑을 포함하는 적어도 6 이동 자유도의 증가된 이동을 바람직하게 이룬다. 제1 및 제2 바람직한 실시예의 댐핑 요소(130a, 130b)에 대해 상술한 바와 같이, 제3 바람직한 실시예의 댐핑 요소(130c)는 증가된 댐핑 효과를 생성하기 위해 제1 부분(120a)과 제2 부분(120b) 사이에서 세장형 고정 요소(120)를 따라 일렬로 위치될 수 있다. 제3 바람직한 실시예의 홈(802) 및 슬롯(803)은 상기 기술된 EDM 공정을 이용하여 구성될 수 있고, 댐핑 요소(130c)는 제1 부분(120a) 및 제2 부분(120b)을 갖는 단일 편의 재료로부터 일체로 구성될 수 있다. 대안으로, 홈(802) 및 슬롯(803)은 고속 기계 가공 기술을 이용하여 구성될 수 있고, 댐핑 요소(130c)는 제1 및 제2 부분(120a, 120b)으로부터 개별적으로 구성될 수 있고, 제1 및 제2 부분(120a, 120b)은 댐핑 요소(130c)에 후속적으로 결합될 수 있다.
당해 분야의 숙련자들이 알 수 있는 바와 같이, 예컨대 뼈 고정 요소(110), 세장형 고정 요소(120) 및 댐핑 요소(130, 130a-c)와 같이 본원에 기술된 구성요소들 중 임의의 구성요소 또는 모든 구성요소는, 외과 의사가 고정 시술을 수행하고 환자의 특정 필요/해부학을 위해 특히 구성되는 안정화 시스템을 만들기 위해 구성요소의 다양한 조합을 선택할 수 있도록, 세트 또는 키트로 제공될 수 있다. 각각 구성요소 중 하나 이상은 키트 또는 세트로 제공될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 몇몇의 키트 또는 세트에서, 동일한 장치는 다양한 형상 및/또는 사이즈[예컨대, 다양한 사이즈의 다중 뼈 고정 요소(110), 세장형 고정 요소(120) 및/또는 댐핑 요소(130, 130a-c)]로 제공될 수 있다. 제1 바람직한 실시예에서, 각각의 세그멘트(302a-c)는 대략적으로 폭이 0.2 mm 내지 2.0 mm이고 깊이가 8 mm 내지 30 mm이다. 각각의 동심원 세그멘트(302a-c)는 척추에 대한 제1 바람직한 실시예의 동적 안정화 시스템(100)의 적어도 30도(30°)의 이동을 바람직하게 허용한다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 사용 시에, 절개부는 환자의 등에 형성되어, 바람직한 동적 안정화 시스템(100, 200, 300)이 설치될 운동 세그먼트에서 척추, 특히 척추골(V)에 접근하게 된다. 뼈 고정 요소(110)의 적절한 개수는 적절한 척추골(V), 바람직하게 척추골(V)의 페디클(P)에 장착된다. 세장형 고정 요소(120)는 장착된 뼈 고정 요소(110)에 대해 배열되어서, 제1 부분(120a), 제2 부분(120b) 및/또는 제3 부분(120c)은 뼈 고정 요소(110)의 채널(115) 내에 배치되고, 댐핑 요소(130, 130a, 130b, 130c)는 척추골(V) 사이의 동적 고정이 바람직한 척추 레벨에서 뼈 고정 요소(110) 사이에 배치된다. 이후, 세장형 고정 요소(120)는 채널(115)에서 제1 세그먼트, 제2 세그먼트 및 제3 세그멘트(120a-c)를 고정하기 위해 로킹 캡(110a)을 뼈 고정 요소(110)에 고정함으로써, 뼈 고정 요소(110)에 고정된다. 기구는 절개부로부터 제거되고 절개부는 폐쇄된다. 상기에 기술된 바와 같이, 제1 세그먼트(120a)는 뼈 고정 요소들(110a, 110b)의 위치를 서로에 대해 대체로 고정하기 위해 2개의 뼈 고정 요소들(110a, 110b) 사이에 장착될 수 있는 한편, 제3 뼈 고정 요소(110c)는 2개의 고정된 뼈 고정 요소(110a, 110b)와 제3 뼈 고정 요소(110c) 사이의 댐핑된 이동을 허용하기 위해 제2 세그먼트(120b)에 고정될 수 있다.
당해 분야의 숙련자들은 본 발명의 방법 및 시스템이 많은 응용을 갖고 상기 실시예들과 일례에 의해 제한되지 않는 것과 같이 많은 방법으로 실행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 본원에 기술된 다양한 실시예의 특징의 임의의 개수는 단 하나의 실시예에 조합될 수 있고, 본원에 기술된 모든 특징보다 많거나 적은 특징을 갖는 대체 실시 예가 가능하다. 또한, 기능성은 전체 또는 일부가 지금 알려져 있거나 알려지게 되는 방법으로 여러 구성요소 중에 분포될 수 있다. 또한, 본 발명의 범주는 당해 분야의 숙련자들에 의해 이해될 바와 같이 본원에 기술된 구성요소를 통한 변경 및 변형의 특징부와 종래에 알려진 것을 포함한다. 따라서, 본 발명은 단지 이에 첨부된 특허청구범위의 범주에 의해 나타난 바와 같이 제한되는 것이다.
또한, 이하의 특허청구범위는 언어의 문제로서 이들에 있는 본 발명의 범주의 모든 진술과 본원에 기술된 본 발명의 일반적 특징 및 특정 특징부 모두를 포함하도록 의도된다.
당해 분야의 숙련자들은 그의 광범위한 발명의 개념으로부터 벗어나지 않으면서 상기에 기술된 실시예에 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명이 기술된 특정 실시예로 제한되지 않지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 한정된 바와 같이 본 발명의 기술사상 및 범주 내에서 변형을 포함하도록 의도된다는 것이 이해된다.

Claims (16)

  1. 척추의 제1 척추골 및 제2 척추골에 장착하기 위한 동적 안정화 시스템이며,
    제1 척추골 및 제2 척추골에 각각 장착되는 제1 고정 요소 및 제2 고정 요소와,
    제1 고정 요소에 장착되는 제1 부분, 및 제2 고정 요소에 장착되는 제2 부분을 포함하는 세장형 고정 요소와,
    제1 부분과 제2 부분 사이에 장착되고, 복수의 세그멘트와, 제1 부분이 제2 부분에 대해 이동하는 것을 허용하도록 복수의 세그멘트를 연결시키는 복수의 브릿지 요소를 포함하는 댐핑 요소를 포함하는
    동적 안정화 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 세그멘트는 동심원 반원 형상 링으로 구성되는
    동적 안정화 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    댐핑 요소는 Ti-Mo, CoCr, 내피로성 생체 적합성 금속, 티타늄, 티타늄 합금, 코발트 크롬 합금, 생체 적합성 중합체, 생체 적합성 폴리머의 혼합물, 니티놀, 형상 기억 재료, 세라믹, 및 복합 재료로 구성되는 금속의 그룹 중 적어도 하나로 구성되는
    동적 안정화 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    세장형 고정 요소는 Ti-Mo, CoCr, 내피로성 생체 적합성 금속, 티타늄, 티타늄 합금, 코발트 크롬 합금, 생체 적합성 중합체, 생체 적합성 폴리머의 혼합물, 니티놀, 형상 기억 재료, 세라믹, 및 복합 재료로 구성되는 금속의 그룹 중 적어도 하나로 구성되는
    동적 안정화 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    제1 고정 요소 및 제2 고정 요소는 이식 위치에서 세장형 고정 요소의 삽입을 위한 채널을 각각 포함하는
    동적 안정화 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    댐핑 요소는 다중 댐핑 요소를 포함하는
    동적 안정화 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    세장형 고정 요소는 로드로 구성되는
    동적 안정화 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    제1 부분 및 제2 부분과 댐핑 요소는 단일 편의 재료로부터 일체로 구성되는
    동적 안정화 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    제1 부분 및 제2 부분과 댐핑 요소는 적어도 2개 편(piece)의 재료로 구성되고, 제1 부분은 종축을 따라 댐핑 요소의 제1 측부에 나사 결합식으로 장착되고, 제2 부분은 종축을 따라 댐핑 요소의 제2 측부에 나사 결합식으로 장착되는
    동적 안정화 시스템.
  10. 척추의 제1 척추골 및 제2 척추골에 장착하기 위한 동적 안정화 시스템이며,
    제1 삽입 채널을 갖는 제1 헤드부 및 제1 샤프트를 포함하는 제1 고정 요소와,
    제2 삽입 채널을 갖는 제2 헤드부 및 제2 샤프트를 포함하는 제2 고정 요소와,
    제1 삽입 채널에 장착되는 제1 부분 및 이식 위치에서 제2 삽입 채널에 장착되는 제2 부분을 갖는 세장형 고정 요소와,
    제1 부분과 제2 부분 사이에 배치되고, 복수의 세그멘트와, 제1 부분이 제2 부분에 대해 이동하는 것을 허용하도록 복수의 세그멘트를 연결시키는 복수의 브릿지 요소를 포함하는 댐핑 요소를 포함하는
    동적 안정화 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    복수의 세그멘트는 전기 방전 기계 가공의 공정에 의해 구성되는
    동적 안정화 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    댐핑 요소는 Ti-Mo, CoCr, 내피로성 생체 적합성 금속, 티타늄, 티타늄 합금, 코발트 크롬 합금, 생체 적합성 중합체, 생체 적합성 폴리머의 혼합물, 니티놀, 형상 기억 재료, 세라믹, 및 복합 재료로 구성되는 금속의 그룹 중 적어도 하나로 구성되는
    동적 안정화 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    복수의 세그멘트는 동심원 반원 형상 링으로 구성되는
    동적 안정화 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    복수의 세그멘트는 사선 홈으로 구성되는
    동적 안정화 시스템.
  15. 제10항에 있어서,
    댐핑 요소는 다중 댐핑 요소를 포함하는
    동적 안정화 시스템.
  16. 제10항에 있어서,
    제1 고정 요소 및 제2 고정 요소는 제1 뼈 나사 및 제2 뼈 나사로 구성되는
    동적 안정화 시스템.
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