KR20110063332A

KR20110063332A - 뼈 나사

Info

Publication number: KR20110063332A
Application number: KR1020100120529A
Authority: KR
Inventors: 루츠 비더만; 빌프리드 맷티스; 위르겐 하름스
Original assignee: 비이더만 모테크 게엠베하 ＆ 코. 카게
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2011-06-10
Also published as: EP2612611A1; EP2329781B1; TW201119618A; US20110137354A1; CN102085114B; ES2535939T3; EP2329781A1; CN104224303A; CN102085114A; JP2011115583A

Abstract

본 발명은 제 1 개방 단부(2)와 제 2 개방 단부(3)를 가지고, 적어도 외측벽의 일부에 뼈 나사이(5)를 가지고 있는 관형 몸체(1)를 포함하고,
상기 제 1 개방 단부(2)에 복수의 절삭 톱니(4)가 구비되어 있고,
상기 제 2 개방 단부(3)에 툴(100)로 나사 체결하기 위한 결합 구조(31, 310)를 구비한 뼈 나사에 관한 것이다.

Description

뼈 나사{Bone screw}

본 발명은 뼈 나사에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 퓨전(fusion) 나사로서 사용되는 뼈 나사에 관한 것이다. 본 나사는 주변 뼈에 퓨전(융합)을 촉진한다.

이러한 종류의 뼈 나사는 US 2004/0015172 A1로부터 공지되어 있다. 이러한 뼈 나사는 뼈 나사를 가지며 그 벽에 복수의 홈을 가진 관형 나사부를 가진다. 헤드의 팁은 관형 나사부에 연결될 수 있다. 사용에 있어서, 관형 나사부는 뼈 재료로 채워지거나 다른 성장 촉진 재료로 채워지고, 그런 다음에 팁 및/또는 헤드는 관형 나사부에 연결된다. 우선, 코어 구멍이 마련되고, 그런 다음에 나사는 나사 구멍에 삽입되고 뼈 안으로 나사 체결된다. 일정 기간 후에, 나사와 뼈 사이에서 융합이 일어난다. 나사는 나사에 의해 뼈들의 쪼개진 부분 또는 부서진 부분을 연결하기 위한 견인 요소로서 기능한다. 코어 구멍의 마련을 회피하기 위하여, 팁은 자체 절단체 일수 있다.

US 2004/0122431호는 상기한 종류의 뼈 나사를 개시하고 있으나, 헤드가 없다. 이러한 뼈 나사는, 예를 들면 뼈골 손톱과 함께 사용될 수 있다. US 2005/0055026호는 상기한 종류의 뼈 나사를 개시하며 분리된 부품의 헤드는 관형의 나사이를 가진 섕크에 연결된다. 상기 헤드는 안정화 로드에 연결되도록 되어 있다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 나사의 관형의 나사이를 가진 섕크는 나사 드라이버와 결합하기 위한 헤드 슬릿에 연결될 단부를 가진다.

또한, 예를 들면 WO 01/26568 A1호에 개시된 소위 주입 나사는 뼈 내로 뼈 시멘트 또는 다른 액체 또는 패스티 재료를 주입하는 데 사용되는 것으로 공지되어 있다. 이러한 종류의 나사는 뼈 나사 내에서 연장되는 비교적 가는 캐뉼라를 가진다. 상기 캐뉼라는 뼈 조각이나 뼈 식피편으로 채워지기에 적절하지 않다.

본 발명의 목적은 천공된 코어 구멍을 사용하지 않고 뼈 내에 나사를 빨리 체결할 수 있는 뼈 나사를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 뼈 나사는 자체 채움식이다. 뼈 속으로 나사 체결될 때, 절삭 톱니는 뼈에 체결되고 구멍을 생성한다. 뼈 재료는 나사가 삽입되는 위치로부터 관형 몸체의 공동 내로 채워진다. 그러므로, 코어 구멍의 마련이 불필요하다. 그러므로, 뼈 나사를 이식하는 공정은 미리 뼈 나사가 사전에 채워지고 코어 구멍이 마련되어 삽입되는 경우에 비하여 시간이 덜 들게 된다. 그러므로, 뼈 재료는 치료를 향상시킬 수 있는 사전에 채워지는 뼈 재료와 비교하여 본래의 구조를 더 가지게 된다.

뼈 나사는 뼈 나사를 체결할 때, 구조적 대미지가 최소로 유지되기 때문에 강하고 건강한 뼈와 약한 골다공증 뼈에 특히 적합하다.

가이드 와이어를 사용하는 뼈 나사의 삽입 공정을 사용함으로써 최소 절개 수술에 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 장점 및 특징은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 뼈 나사의 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 뼈 나사의 상부면도이다.
도 3은 뼈 나사의 종축(L)을 포함하는 평면을 취한 도 1의 뼈 나사의 단면을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 뼈 나사의 측면도이다.
도 5는 제 2 실시예에 따른 뼈 나사의 사시도이다.
도 6은 도 5의 뼈 나사의 상부면도이다.
도 7은 뼈 나사의 종축(L)을 포함하는 평면을 취한 도 5의 뼈 나사의 단면도이다.
도 8은 도 5의 뼈 나사의 측면도이다.
도 9는 삽입용 가이드 와이어와 툴을 함께 도시한 도 5 내지 도 8의 뼈 나사를 도시한 사시도이다.
도 10은 체결 구조를 구비한 툴의 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 제 1 실시예에 따른 뼈 나사는 제 1 개방 단부(2)와 제 2 개방 단부(3)와 종축(L)을 갖는 관형 몸체(1)를 구비한다. 제 1 개방 단부(1)에서, 관형 몸체의 자유 에지는 뼈 속에 구멍을 천공하도록 구성된 복수의 절삭 톱니(4)를 가진다. 본 실시예에 도시된 바와 같이, 외측벽 부분에 있어서, 상기 부분은 제 1 개방 단부(2)에 인접하고, 관형 몸체는 뼈 나사이(5)를 구비한다. 뼈 나사이(5)는 뼈 나사가 뼈 쏙에 나사 체결될 때, 뼈 속으로 파고 들어가도록 구성되어 있다. 도면에서는 뼈 나사이가 실제적으로 톱의 톱니 형상으로 도시되어 있을지라도 공지된 모든 종류의 뼈 나사이가 사용될 수 있다. 절삭 톱니(4)는 종축(L)에 동축 방향으로 제 1 톱니의 에지로부터 연장되어 있다. 도시된 실시예에 있어서, 이들은 톱의 톱니 형상을 가진다. 이러한 형상은 자유 단부를 따라 외주선에 대하여 45도 이상의 각도로 연장된 경사진 플랭크(4a)와, 자유 에지에 대하여 0도 내지 45도 이상의 각도로 연장된 더욱 경사진 플랭크(4b)를 포함한다. 나사를 용이하게 삽입하기 위하여, 경사진 플랭크는 모두 같은 외주 방향으로 배향된다. 절삭 톱니는 뼈 속에 원형 구멍을 천공하도록 구성되어 있다. 구멍 속에 뼈 재료가 잔류한다. 절삭 톱니 사이에 잔류하는 뼈 재료는 관형 몸체를 수용할 수 있다. 이는 칩이나 플러그 형상의 물체 또는 이들 모두로 이루어질 수 있다.

방사 방향으로의 절삭 톱니의 두께는 관형 몸체(도시 안됨)의 벽두께보다 크다. 이는 관형 몸체 내의 확대된 공간에 뼈 재료를 수용할 수 있게 해준다.

절삭 톱니의 높이, 형상, 갯수는 다르게 할 수 있다. 뼈 재료가 관형 몸체의 내측에 잔류하도록 뼈를 절삭하도록 구성된 모든 종류의 절삭 톱니가 적절하다.

관형 몸체의 벽에 있어서, 복수의 구멍(6)은 뼈 나사를 둘러싸서 뼈가 자라고 혈관이 자라도록 허용한다. 상기 구멍은 다이아몬드 형상이고 관형 몸체(1)의 벽 전체에 형성되어 있다. 이들은 뼈 나사이(5)의 크레스트(5a) 들 사이에 위치한다. 구멍의 다른 형상 및 위치 변형예를 고려할 수 있다.

제 2 개방 단부(3)에 인접하여, 관형 몸체(1)의 부분(30)은 나사이가 형성되어 있지 않다. 상기 부분(30)은 나사 드라이버나 다른 툴을 위한 결합 구조를 형성하기 위하여 원주 방향으로 등간격으로 복수의 홈(31)을 내벽에 구비한다. 홈(31)은 어떤 거리를 가지고 제 1 개방 단부(2)로부터 연장된다. 결합 구조를 가진 부분(30)의 관형 몸체(1)의 벽두께는 나머지 관형 몸체(1)의 벽두께와 비교하여 보강할 수도 있다. 도면에 도시된 홈은 스타 나사 드라이버용 스타형 결합 구조를 형성한다. 그러나, 5각형, 4각형 또는 다른 다각형 결합 구조를 고려할 수도 있다.

비록 관형 몸체가 원통형 형상으로 도시되어 있으나 다른 형상도 고려할 수 있다. 예를 들면, 관형 몸체(1)는 제 1 개방 단부(2)에 인접하게 제 1 개방 단부(2)로부터 반대로 테이퍼진 부분을 가질 수도 있다. 관형 몸체에 의해 제공되는 공동은 뼈 재료를 수용하기에 적절한 용적을 가진다. 관형 몸체의 벽두께는 나사 코어의 직경보다 약 15% 작은 것이 바람직하다.

뼈 나사의 모든 부품은, 예를 들면 스텐레스강 또는 티탄과 같은 생체 적합성 금속, 예를 들면 니티놀과 같은 생체 적합성 금속 합금, 예를 들면 PEEK와 같은 생체 적합성 플라스틱과 같은 생체 적합성 재료로 만들어진다.

또한, 뼈 나사의 관형 몸체 또는 다른 부분은 성장 촉진 재료가 코팅되거나 뼈나 혈관이 잘 자라도록 거칠게 할 수도 있다.

사용에 있어서, 제 1 실시예에 다른 뼈 나사는 나사 드라이버로 결합 구조(31)를 체결하여 뼈 속에 삽입된다. 절삭 톱니(4)는 나사를 위한 구멍을 만들고 뼈 나사이(5)는 구멍 안으로 뼈 나사가 더 전진하게 한다. 절삭 톱니(4)가 갉아내는 뼈 재료는 관형 몸체(1)의 내부를 채운다. 일정 기간 후에, 관형 몸체 내에 있는 뼈 재료는 뼈 나사가 뼈에 단단히 연결되어 있도록 뼈 나사를 둘러싸고 있는 뼈 재료와 융합된다.

뼈 나사가 헤드를 가지고 있지 않기 때문에, 이는 뼈 파편의 재위치를 위하여 융합되는 텐션 나사로서 사용되지 않는다. 본 실시예에 따른 뼈 나사는, 예를 들면 면 죠인트가 못 움직이게 하는 부동 죠인트로 사용된다.

도 5 내지 도 8에 뼈 나사의 제 2 실시예가 도시되어 있다. 제 2 실시예는 툴을 위한 결합 구조의 구조가 제 1 실시예와 다르다. 모든 부분은 제 1 실시예와 유사하고 같은 도면 부호가 부여되어 있다. 그 설명은 생략한다.

제 2 실시예에 따른 뼈 나사는 관형 몸체(1)의 종방향으로 개방 단부의 에지로부터 어떤 거리로 연장된 복수의 슬릿(310)을 구비한 나사이를 가지지 않은 부분(300)을 제 2 개방 단부에 인접하게 가진다. 슬릿(310)은, 예를 들면 툴의 핀으로 툴의 대응하는 결합 구조와 체결될 수 있는 결합 구조를 형성하도록 벽을 통하여 연장되어 있다. 슬릿(310)의 형상은 사각형으로 도시되어 있다. 그러나, 툴의 결합 구조가 슬릿에 결합될 때, 토크를 전달할 수 있는 것이라면 어떤 다른 형상도 고려될 수 있다.

도 9 및 도 10은 툴(100)과 가이드 와이어(8)와 함께 제 2 실시예에 따른 뼈 나사를 도시한다. 툴(100)은, 예를 들면 뼈 나사의 결합 구조와 협동할 수 있도록 적용된 원통형 툴이다. 전방부(101)에서, 복수의 핀(102)은 뼈 나사의 결합 구조의 홈(310)에 결합되도록 구성되어 있다. 또한, 홈(103)은 뼈 나사의 관형 몸체의 개방 단부(3)의 자유 에지가 툴(100)의 적용을 용이하게 할 수 있도록 구비되어 있다. 팁(102)은 홈 내에 같은 거리로 위치되고 전방면(101)으로부터 돌출되지 않거나 많이 돌출되어 있지 않다. 툴(100)은 가이드 와이어(8)를 안내하기 위하여 동축 안내 구멍(104)을 더 구비한다. 툴(100)의 길이는 툴(100)에 의해 가이드 와이어(8)가 적절하게 안내되는 길이이다.

툴이 원통형으로 도시되어 있을지라도, 이는 어떤 다른 형상과 어떤 다른 결합 구조이더라도 뼈 나사의 결합 구조와 협동할 수 있는 것이라면 좋다. 예를 들면, 결합 구조는 제 1 실시예에 따른 뼈 나사의 결합 구조와 결합되도록 설계될 수 있다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같은 툴과 가이드 와이어를 갖는 뼈 나사는 최소 절개 수술(MIS)에 사용될 수 있다. 우선, 툴(100)에 의해 안내되는 가이드 와이어는 도 9에 도시된 바와 같이, 관형 몸체(1) 내로 삽입된다. 그런 다음에 가이드 와이어(8)는 환자의 피부를 통하여 삽입되고 뼈 나사를 위치시킬 위치에 도달될 때까지 조직을 통하여 전진시킨다. 그런 다음에, 가이드 와이어(8)는 적절한 방향과 깊이로 뼈 속으로 삽입된다. 그런 다음에, 뼈 나사는 뼈의 표면에 도달할 때까지 연장되어 있는 가이드 와이어(8)를 따라 안내된다. 그런 다음에, 뼈 나사는 툴(100)을 회전시켜 가이드 와이어에 의해 안내되어 뼈 속으로 나사 체결된다. 절삭 톱니(4)는 나사 구멍을 생성하고 뼈 나사이(5)는 뼈 나사가 뼈 속으로 더 전진되도록 한다.

절삭 톱니(4)에 의해 갉아낸 뼈 재료는 관형 몸체(1)의 내부를 채운다. 뼈 나사가 최종적으로 이식되고 가이드 와이어는 퇴출된다. 얼마의 기간이 경과된 후에. 관형 몸체 내의 뼈 재료는 뼈 나사가 뼈에 단단히 연결되도록 뼈 나사를 둘러싸고 있는 뼈 재료와 융합된다. 뼈 나사는 특히 관절을 안정화시키기 위하여 제 1 실시예에 따른 뼈 나사로서 사용될 수 있다.

1 : 관형 몸체 2 : 제1 개방 단부
3 : 제 2 개방 단부 4 : 절삭 톱니
5 : 뼈 나사이 6 :구멍
104 : 안내 구멍

Claims

제 1 개방 단부(2)와 제 2 개방 단부(3)를 가지고, 적어도 외측벽의 일부에 뼈 나사이(5)를 가지고 있는 관형 몸체(1)를 포함하고,
상기 제 1 개방 단부(2)에 복수의 절삭 톱니(4)가 구비되어 있고,
상기 제 2 개방 단부(3)에 툴(100)로 나사 체결하기 위한 결합 구조(31, 310)를 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 나사.
청구항 1에 있어서,
상기 절삭 톱니(4)는 상기 관형 몸체의 중심 종축(L)에 동축으로 연장된 것을 특징으로 하는 뼈 나사.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 절삭 톱니(4)는 상기 관형 몸체(1)가 뼈 속으로 나사 체결될 때, 구멍을 절삭하도록 구성된 것을 특징으로 하는 뼈 나사.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절삭 톱니(4)는 실제적으로 톱의 톱니 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 뼈 나사.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절삭 톱니(4)는 상기 관형 몸체의 벽과 비교하여 방사 방향으로 두꺼운 것을 특징으로 하는 뼈 나사.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절삭 톱니(4)는 상기 제 1 개방 단부(2)의 에지를 형성하는 것을 특징으로 하는 뼈 나사.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관형 몸체의 벽 두께는 상기 관형 몸체의 외경보다 약 15% 작은 것을 특징으로 하는 뼈 나사.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결합 구조는 상기 관형 몸체의 중심 종축(L)에 실제적으로 동축으로 상기 관형 몸체의 벽을 통하여 상기 제 2 개방 단부(3)로부터 연장된 복수의 홈(310)을 구비한 특징으로 하는 뼈 나사.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결합 구조는 다각형 홈 또는 상기 제 2 개방 단부(3)로부터 상기 관형 몸체의 내벽으로 연장된 스타형 홈(310)을 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 나사.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관형 몸체의 상기 벽은 복수의 구멍(6)을 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 나사.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관형 몸체는 나사이가 없는 부분을 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 나사.
청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
가이드 와이어(8)는 상기 뼈 나사의 삽입을 안내하기 위하여 상기 관형 몸체 내로 삽입가능하게 구비된 것을 특징으로 하는 뼈 나사.
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
상기 관형 몸체는 원통형인 것을 특징으로 하는 뼈 나사.
청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 툴은 상기 뼈 나사의 결합 구조(31, 310)와 결합되는 결합 구조(102, 103)를 구비하고, 가이드 와이어를 안내하도록 구성된 것을 특징으로 하는 뼈 나사.
청구항 14에 있어서,
상기 툴은 상기 가이드 와이어를 안내하기 위한 가이드 구멍(104)을 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 나사.