KR20130018328A - 다축성 뼈 나사 조립체 - Google Patents

Abstract

다축성 뼈 나사 조립체는 정합 세그먼트와 제 1 부분 구면을 구비한 상부 헤드부를 갖는 스레드 섕크 본체, 상부 헤드부의 정합 세그먼트와 정합가능한 리테이너 구조물을 포함하고, 리테이너 구조물은 정합될 때 제 1 및 제 2 부분 구면이 구형 볼 부재를 형성하도록 제 2 부분 구면을 가지고, 개방 채널을 형성하고 공동을 부분적으로 형성하는 안착면을 구비한 베이스를 갖는 수용기를 포함하고, 개방 채널은 공동과 연통하고, 공동은 그것을 통하여 섕크 상부 헤드부를 수용하도록 크기 및 형상이 정해진 개구를 통하여 베이스의 외부와 연통하고, 개방 채널 및 공동 내부에 끼워지도록 크기와 형상이 정해진 부싱을 포함하고, 부싱은 섕크 및 리테이너 구조물에 의해 형성된 구형 볼 부재의 상부면과 맞물릴 수 있는 하부 둥근 면을 가진다.

Description

다축성 뼈 나사 조립체 {POLYAXIAL BONE SCREW ASSEMBLY}

본 발명은 뼈 수술, 특히 척추 수술에 사용하기 위한 다축성 뼈 나사에 관한 것이다. 이러한 나사는 뼈 나사의 섕크를 중심으로 선회할 수 있는 수용기(receiver) 또는 헤드를 가져서, 수용기가 섕크에 대한 다수의 각도 구성들 중 임의의 구성으로 위치될 수 있도록 허용한다.

많은 척추 수술 절차는 척추를 따라 뼈 및 특히 척추뼈에 다양한 임플란트를 고정하는 것을 요구한다. 예를 들어, 부상 또는 질병으로 인해 손상 및 약화된 척추뼈에 지지를 제공하도록 척추를 따라 연장되는 솔리드(solid) 강성 로드와 같은 기다란 부재 또는 더 많은 가요성 기다란 부재가 이용된다. 이런 기다란 부재는 임의의 척추뼈에 의하여 지지되어야 하고 다른 척추뼈를 지지해야 한다.

척추뼈 지지를 제공하기 위한 가장 통상적인 메커니즘은 뼈 나사를 임의의 뼈로 이식하는 것인데 이 뼈는 결국 기다란 부재를 지지하거나 기다란 부재에 의해 지지된다. 이 유형의 뼈 나사는 그것의 섕크에 대해 고정 헤드 또는 수용기를 가질 수 있다. 고정 뼈 나사에서, 헤드는 섕크에 대해 움직일 수 없고 로드는 그것이 헤드 내부에 배치되도록 알맞게 위치결정되어야 한다. 이것은 가끔 수행하기에 매우 어렵거나 불가능하다. 따라서, 다축성 뼈 나사가 통상적으로 바람직하다.

섕크에 대해 수용기의 원하는 회전 위치가 달성될 때까지 다축성 뼈 나사는 섕크를 중심으로 수용기의 회전을 허용한다. 그 후, 로드가 수용기 안으로 삽입될 수 있고 결국 수용기는 섕크에 대해 특정 위치에 잠금 또는 고정된다.

여러 가지 다축 또는 선회-헤드 뼈 나사 조립체들을 이용할 수 있다. 한 가지 유형의 뼈 나사 조립체는 수용기 내부에 로드의 배치를 허용하는 개방형 헤드 또는 수용기를 포함한다. 그러면 마개(closure) 상단 또는 플러그가 나사의 수용기에서 로드를 포획하는데 사용된다.

본 출원은 다축성 뼈 나사 조립체, 그 조립체의 이식 방법 및 용도에 관한 것이다. 본 출원은 또한 다축성 뼈 나사 조립체를 조립하는 방법에 관한 것이다.

일부 실시예에서, 다축성 뼈 나사 조립체는 수용기, 섕크, 리테이너 구조물 및 부싱을 포함한다. 수용기는 제 1 개구를 갖는 상부 및 제 2 개구를 갖는 하부를 포함한다. 상부는 내부에 스레드가 있을 수 있는 2 개의 이격된 암을 포함한다. 상부는 로드 부재를 수용하도록 구성된 제 1 축선을 가로지르는 제 2 축선을 따라 연장되는 U자 형상의 채널을 더 포함할 수 있다. 섕크는 스레드식 샤프트 및 제 1 부분 구면을 갖는 상부 헤드부를 포함한다. 리테이너 구조물은 구형 볼 조인트를 형성하도록 섕크의 상부 헤드부와 정합(mating)할 수 있는 제 2 부분 구면을 포함한다. 부싱은 섕크와 리테이너 구조물에 의해 형성된 구형 볼 조인트의 상부면과 맞물릴 수 있는 하부 둥근 면을 포함한다.

본 발명의 실시예는 모든 부분들이 함께 유지되고 분리되어 있지 않은 임플란트를 제공하는 것으로; 구성요소들이 의도하지 않은 분해를 방지하는 전체 구조를 제공하는 식으로 조립하는 경량의, 저 프로파일 다축성 뼈 나사를 제공하고; 뼈 이식 공구에 충분한 마찰 또는 그리핑(gripping) 면을 제공하고 서로에 대해 그리고 뼈에 대해 쉽게, 견고하게 체결될 수 있는 특징을 다축성 뼈 나사에 제공하고; 그리고 사용하기에 용이하고 특히 그것의 의도된 용도를 위해 구성된 장치 및 방법을 제공하고 장치는 제조하기에 비교적 저렴하고 사용하기에 알맞다.

본 발명의 다른 목적과 장점은 실례 및 예로서 본 발명의 임의의 실시예를 보여주는 첨부 도면과 함께 다음 설명으로부터 분명하게 될 것이다.

도면은 이 명세서의 일부를 구성하고 본 발명의 예시적인 실시예를 포함하고 그것의 다양한 목적과 특징을 보여준다.

도 1은 섕크, 수용기 및 캠 트랙을 구비한 리테이너를 가지고 추가로 로드 및 마개 구조물과 함께 나타낸 본 발명에 따른 다축성 뼈 나사 조립체의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 리테이너의 확대된 상부 평면도이다.
도 3은 도 2의 3-3 선을 따라서 본 확대 단면도이다.
도 4는 도 1의 섕크의 확대된 정면 입면도이다.
도 5는 도 1의 섕크, 리테이너 및 수용기의 부분 분해도로 그것의 상세를 보여주기 위해서 일부 분해되어있다.
도 6은 도 5와 유사한 부분도로, 점선으로 나타낸 캠 연결부와 함께 조립 스테이지에서 섕크가 리테이너로 상부 로딩되는 것을 보여준다.
도 7은 도 5 및 도 6과 유사한 부분도로, 리테이너에 대한 마찰식으로 맞물려 잠금되는 조립 위치로 회전 후 섕크를 보여주고 캠 연결부는 점선으로 나타나 있고 추가로 유지 공구와 함께 나타나 있다.
도 8은 도 7의 잠금 배향으로 나타낸 도 1의 섕크 및 리테이너의 확대된 상부 평면도이다.
도 9는 섕크, 수용기 및 캠 트랙을 구비한 리테이너를 가지고 추가로 로드 및 마개 구조물과 함께 나타낸 본 발명에 따른 다축성 뼈 나사 조립체의 제 2 실시예의 분해 사시도이다.
도 10은 도 9의 리테이너의 확대된 정면 입면도이다.
도 11은 도 9의 리테이너의 확대된 후면 입면도이고 캠 트랙을 점선으로 나타낸다.
도 12는 도 9의 리테이너의 확대된 상부 평면도이다.
도 13은 도 12와 유사한 확대된 상부 평면도로, 섕크의 상세를 보여주기 위해서 일부 분해된 도 9의 섕크를 또한 보여주고 섕크와 조립 스테이지에서 리테이너를 보여준다.
도 14는 도 13과 유사한 확대된 상부 평면도로 섕크와 후속 조립 스테이지에서 리테이너를 보여준다.
도 15는 도 9의 섕크, 리테이너 및 수용기의 부분 정면 입면도로, 수용기의 상세를 나타내기 위해서 분해된 부분과 조립 스테이지에서 리테이너로 로딩된 도 14의 섕크 및 연결된 리테이너를 보여준다.
도 16은 도 15와 유사한 부분도로 리테이너와 마찰식으로 맞물려 잠금되는 조립 위치로 회전하기 이전의 섕크를 보여준다.
도 17은 도 16과 유사한 부분도로, 리테이너에 대한 마찰식으로 맞물려 잠금되는 조립 위치로 회전 후 섕크를 보여주고 캠 연결부는 점선으로 나타나 있고 추가로 도 9의 마개(closure)가 나타나 있다.
도 18a 및 도 18b는 수용기, 부싱, 리테이너 구조물 및 섕크를 포함하는 다축성 뼈 나사 조립체의 네 요소의 분해도이다.
도 19a 및 도 19b는 마찰 구역을 도시한 부분적으로 조립된 다축성 뼈 나사 조립체의 측면도와 상면도로, 수용기는 점선으로 나타나 있다.
도 20은 섕크와 리테이너 구조물을 정합하기 이전의 부분적으로 조립된 다축성 뼈 나사 조립체의 부분 단면도이다.
도 21은 부싱을 수용기 안으로 하방으로 배치한 후 다축성 뼈 나사 조립체의 측면도로, 수용기는 점선으로 나타나 있다.
도 22는 완전 조립된 다축성 뼈 나사 조립체의 단면도이다.
도 23은 완전 조립된 다축성 뼈 나사 조립체의 상면도이다.
도 24a 및 도 24b는 수용기의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.

필요한 경우, 본 발명의 상세한 실시예들이 본원에 개시되지만; 그러나, 개시된 실시예들은 단지 본 발명의 예시로, 이것은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본원에 개시된 특정 구조 및 기능의 상세는 제한적인 것으로 해석되어서는 안 되고, 실질적으로 임의의 적절히 상세한 구조에서 본 발명을 다양하게 이용하도록 본 기술분야의 당업자에게 알려주기 위한 대표적인 근거로 그리고 청구항의 근거로 단지 해석되어야 한다. 본 출원에서 용어 상부, 바닥, 위 그리고 아래 등에 대한 어떠한 언급은 다양한 도면에 나타낸 정렬뿐만 아니라 이러한 기기에 적용되는 보통의 뜻을 말하고, 실제 사용시 본원의 뼈 부착 조립체의 위치결정 및 협동 작용하는 연결 부재를 제한하려는 것이 아니라는 것을 또한 주목한다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 도면 부호(I)는 일반적으로 본 발명에 따른 다축성 뼈 나사 장치 또는 조립체의 실시예를 나타낸다. 조립체(1)는 상부(8)와 일체인 스레드 본체(6)를 더 포함하는 섕크(4); 수용기(10); 및 마개 또는 일체의 리테이너 구조물 또는 링(12)을 포함한다. 바람직하게, 섕크(4), 수용기(10) 및 리테이너 구조물(12)은 척추뼈(도시 생략)로 섕크 본체(6)의 이식 이전의 공장에서 조립된다.

또한 도 1을 참조하면, 척추뼈(도시 생략)에 대해 로드(21)를 고정하기 위해서 수용기(10)와 고정식으로 마찰 접촉되게 리테이너(12)를 편향시키는 섕크 상부(8)에 대해 로드(21)와 같은 종방향 연결 부재를 편향시키기 위한 마개 구조물(18)이 또한 나타나 있다. 수용기(10)와 섕크(4)가 서로에 대해 복수의 각도, 관절식 연결(articulation) 또는 회전 정렬 중 어느 것으로 그리고 좌우 및 전후 양자로 선택된 각도 범위 내에서 고정될 수 있는 방식으로 수용기(10)와 섕크(4)는 협동 작용하여서, 수용기와 섕크 양자가 이식 절차의 종료 무렵에 서로에 대해 잠금 또는 고정될 때까지 수용기(10)와 섕크(4)의 가요성 또는 관절 연결식 맞물림을 가능하게 한다.

도 1, 도 4, 도 5 및 도 8에 가장 잘 나타낸 섕크(4)는 기다랗고, 섕크 본체(6)는, 상부(8)에 인접하여 위치한 넥(26) 가까이에서부터 본체(6)의 팁(28)으로 연장되고 거기에서 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장되는 나선형으로 감기는 뼈 이식가능한 스레드(24)를 가진다. 사용중, 그리핑(gripping) 및 전진(advancement)을 위해 스레드(24)를 이용하는 본체(6)는 팁(28)으로 시작하는 척추뼈(도시 생략)로 이식되고 넥(26) 가까이의 척추뼈에 이식되도록 설치 또는 구동 공구를 가지고 척추뼈로 아래로 박아넣고, 아래 단락에서 더 충분히 기술된다. 섕크(4)는 일반적으로 도면 부호(A)로 식별되는 기다란 회전 축선을 가진다.

넥(26)은 섕크 본체(6)로부터 축방향으로 상방으로 연장된다. 넥(26)은 스레드 본체(6)의 인접한 상부(32)와 비교했을 때 감소된 반경을 가질 수 있다. 또한 넥(26)으로부터 축방향으로 상방으로 연장되는 것은 섕크 상부(8)인데 이것은 스레드 본체 상부(32)로부터 떨어져 따라서 본체(6)가 척추뼈에 이식될 때 척추뼈로부터 떨어져 배치된 연결 또는 포획 장치를 제공한다.

섕크 상부(8)는 섕크(4)와 수용기(10) 사이에 다축 연결하고 수용기(10)에 섕크(4)의 상부(8)를 포획하도록 구성된다. 상부(8)는 일반적으로 리테이너 시트부(33); 러그 또는 탭(36)의 형태인 측방향으로 연장된 연장부를 갖는 실질적으로 원통부(34); 공구 맞물림 구조물(40) 및 상단면(42)을 포함한다. 구동 공구(도시 생략)는 섕크 본체(6)를 척추뼈로 박아넣기 및 회전 양자를 위한 소켓 및 정합 돌기를 형성하도록 공구 맞물림 구조물(40) 둘레에 끼워지도록 구성된다. 도면에 나타낸 실시예에서, 공구 맞물림 구조물(40)은 스레드 섕크 본체(6) 및 섕크 상부(8)와 동축인 육각형 형상의 연장 헤드 형상이다. 본 발명의 다른 실시예들은 최대 복수의 러그(36), 예를 들어, 한 쌍의 대향하는 측방향 러그를 포함할 수 있다.

바람직하게, 섕크(4)의 상단면(42)은, 뼈 나사 조립체(1)가 도 7에 나타낸 것처럼 수용기(10)에 대한 섕크(4)의 임의의 정렬로 조립될 때, 로드(21)와 접촉 맞물림 또는 포지티브 정합 맞물림을 위해 도면에 나타낸 것처럼 만곡되거나 반구형 형상이다. 임의의 실시예에서, 상단면(42)은 평탄(smooth)하다. 본 발명의 실시에 따라 요구되지 않지만, 상단면(42)은 상단면(42)과 로드(21) 사이의 마찰식 포지티브 정합 맞물림을 추가로 증가시키도록 스코어링 또는 널링될 수 있다.

도면에 나타낸 섕크(4)는 캐뉼러 삽입되고(cannulated), 축선(A)을 따라 섕크(4)의 전체 길이만큼 연장하는 작은 중심 보어(44)를 가진다. 보어(44)는 섕크(4)의 내부 원통형 벽(45)에 의해 형성되고 섕크 팁(28)에 제 1 원형 개구(46)를 가지고 상단면(42)에 제 2 원형 개구(48)를 가진다. 보어(44)는 스레드 본체(6) 및 포획 구조물 외부면(34)과 동축을 이룬다. 보어(44)는, 섕크 본체(6)의 삽입 이전의 척추뼈(도시 생략)로 삽입된 와이어(도시 생략)의 길이에 대해 섕크(4) 내부를 통하여 통로를 제공하고, 와이어는 척추뼈로 섕크 본체(6)의 삽입을 위한 안내를 제공한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본원에서 이하에서 보다 자세히 설명되는 것처럼, 섕크 상부(8)의 리테이너 시트(33)는 리테이너(12)와 마찰식으로 정합하기에 충분한 반경 방향으로 연장된 폭을 가지고 수용기(10)에 로딩된 바닥이 되도록 크기와 형상이 정해지고 섕크의 축선(A)에 직각으로 배치된 실질적으로 평면인 환형 상부면(50)을 포함한다. 시트(33)는 평평한 환형면(50)의 가장자리 또는 테두리(54)로부터 연장되고 넥(26)까지 섕크 본체(6)를 향하여 하방으로 만곡되는 실질적으로 구형면(52)을 더 포함한다. 구형면(52)이 도시되어 있지만, 구형면은 원뿔형이거나 그렇지 않으면 비구형으로 만곡될 수 있음을 주목한다. 개시된 실시예에서, 아래에서 논의되는 것처럼 시트(33)가 리테이너(12)와 맞물릴 때 구형면(52)은 리테이너(12)의 외부면과 동일 평면을 이룬다.

섕크 상부(8)의 원통부(34)는 시트부(33)와 공구 맞물림 구조물(40) 사이에 배치된다. 원통부(34)는 상부면 또는 좁은 레지(ledge)(56) 및 레지(56)로부터 시트(33)의 환형면(50)까지 뻗어있는 실질적으로 평탄한 원통면(58)을 포함한다. 원통면(58)은 축선(A)을 중심으로 균일하다. 러그(36)는 레지(56)에 가까운 원통면(58)으로부터 측방향으로 연장된다. 러그(36)는 상부면(60), 바닥면(61), 한 쌍의 대향하는 실질적으로 평행인 측면(62, 63) 및 외부 곡면(64)을 포함한다. 곡면(64)은 원통형이고 원통면(58)과 동축을 이룬다. 상부면(60)은 공구 맞물림 구조물(40)로부터 연장되고 일부 실시예에서 도시된 바와 같이 외부면(64)을 향하여 바깥쪽으로뿐만 아니라 시트(33)를 향하여 약간 아래쪽으로 비탈지게 할 수 있다. 바닥면(61)은 원통면(58)으로부터 외부면(64)으로 연장된다. 도 4에 가장 잘 도시된 대로, 바닥면(61)은 또한 바람직하게 아래에서 더 자세히 설명하는 것처럼 리테이너(12)의 캠 트랙 램프면(ramped surface)과 충분히 마찰식으로 맞물림되도록 측면(62)으로부터 측면(63)까지 아래쪽으로 향하여 비스듬히 비탈지거나(sloped) 경사진다(ramped). 바닥면(61)이 또한 안착면(seating surface)(50)에 일반적으로 평행하게 배치될 수 있어서 결과적으로 바닥면(61)의 가장자리가 결국 리테이너(12)의 캠 트랙과 마찰식으로 잠금되어 맞물림되는 것이 예상된다.

뼈에 생물학적 활성 계면을 제공하기 위해서, 스레드 섕크 본체(6)는 코팅, 천공, 다공화되거나 다른 방식으로 처리될 수 있다. 처리는 플라즈마 스프레이 코팅 또는 금속이나 예를 들어 인산칼슘의 다른 유형의 코팅; 또는 뼈의 내부 성장(ingrowth) 또는 집적 성장(ongrowth)을 허용한, 예로 스퍼터링, 샌드 블라스팅 또는 산성 에칭에 의한 것과 같이, 섕크면에 러프닝(roughening), 천공 또는 만입(indentation)을 포함할 수 있지만 이것으로 제한되지 않는다. 임의의 금속 코팅은 뼈의 내부 성장을 위한 스캐폴드(scaffold)로서 역할을 한다. 생체용 세라믹(bio-ceramic) 인산칼슘 코팅은 알파-트리-인산칼슘 및 베타-트리-인산칼슘(Ca3(PO4)2), 테트라-인산칼슘(Ca4P209), 무정형 인산칼슘 및 하이드록시아파타이트(Ca10(P04)6(OH)2)를 포함하지만, 이것으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 하이드록시아파타이트가 무기질 함량에 대해 화학적으로 뼈와 유사하고 생체 활성적인 것으로 식별되어서 뼈 내부 성장을 지지할 뿐만 아니라 뼈 본딩에 활발히 참여하므로, 하이드록시아파타이트를 이용한 코팅이 바람직하다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 수용기(10)는 부분적으로 원통형 내부 프로파일과 부분적으로 곡선형 및 부분적으로 패싯형(faceted) 외부 프로파일을 갖는 일반적으로 U자 형상의 외관을 가지고; 하지만, 외부 프로파일은 또한 부분적으로 원통형일 수 있다. 수용기(10)는 U자 형상의 크래들(cradle)을 형성하고 암(72, 74) 사이에 U자 형상의 채널(76)을 형성하는 한 쌍의 직립 암(72, 74)과 일체를 이루는 다소 곡선형 또는 구형 베이스(70)를 포함하고 상부 개구(77) 및 하부 시트(78)는 로드(21)를 충분히 작동가능하게 수용하기 위해 로드(21)와 실질적으로 동일한 반경을 가진다.

각각의 암(72, 74)은 내부 원통형 프로파일을 형성하고 부분 나선형으로 감긴 안내 및 전진 구조물(82)을 포함하는 내부면(80)을 가진다. 도시된 실시예에서, 안내 및 전진 구조물(82)은, 하기에 더 충분히 설명되는 것처럼, 마개 구조물(18)에서 유사한 구조물과 회전작용하에 정합되도록 구성된 부분 나선형으로 감긴 연동하는 사각 스레드이다. 하지만, 안내 및 전진 구조물(82)은 대안적으로 암(72, 74) 사이에서 회전하에 작동가능하게 마개 상단을 안내하고 전진시키기 위해 플랜지 형태, 버트레스(buttress) 스레드, 리버스 앵글 스레드 또는 다른 스레드형 또는 비스레드형의 나선형으로 감긴 전진 구조물이라는 것이 예상된다.

공구 맞물림 구멍(85)은 섕크(4) 및 리테이너 구조물(12)과 조립 중 그리고 또한 척추뼈(도시 생략)로 섕크 본체(6)의 이식 중 수용기(10)를 유지하는데 사용될 수 있는 암(72, 74) 면에 또는 면을 관통하여 형성된다. 더욱이, 각각의 암(72, 74)은 또한, 섕크 본체(6)의 이식 중 및/또는 로드(21) 및 마개 구조물(18)의 후속 설치 중 그루브(88, 90) 내에 수용되는 돌기를 갖는 유지 공구(도시 생략)로 수용기(10)를 유지하는데 사용될 수 있는, 암의 외부면에 V 형상 또는 언더컷 공구 맞물림 그루브(88, 90)를 각각 포함한다. 공구 수용 그루브 또는 구멍은 여러 가지 형상 및 크기로 구성될 수 있고 수용기 암(72, 74)의 다른 위치에 배치될 수 있다.

수용기(10)의 U자 형상의 채널(76) 아래에 위치하여 연통하는 것은 베이스(70)의 내부면(100)에 의해 실질적으로 형성되는 챔버 또는 공동(cavity, 98)이고, 공동(98)은 U자 형상의 채널(76)로 상방으로 개방된다. 내부면(100)은 실질적으로 구형이고, 그것의 적어도 일부는 제 1 반경을 갖는 부분적 내부 구형 안착면(102)을 형성한다. 안착면(102)은, 하기에 더 충분히 설명되는 것처럼, 리테이너 구조물(12)과 정합하도록 크기와 형상이 정해진다.

베이스(70)는, 공동(98) 및 베이스(50)의 하측 외부(106)와 연통하는 보어(104)를 형성하고 제 2 반경(R)을 갖는 구속 넥(103)을 더 포함한다. 보어(104)는 수용기(10)의 회전 축선(B)에 대해 동축으로 정렬된다. 넥(103) 및 연관된 보어(104)는, 리테이너 구조물(12)에 대한 넥(103)의 위치에서 구속하여서, 리테이너 구조물(12)이 수용기(10) 내부에 안착될 때 리테이너 구조물(12)이 공동(98)으로부터 수용기(10)의 하측 외부(106)로 통과해 나가는 것을 방지하도록 리테이너 구조물(12)의 반경 방향 치수(제 1 반경)보다 작도록(제 2 반경) 크기와 형상이 정해진다.

내부면(100)은 리테이너 구조물(12)을 공동(98)으로 수용 및 로딩하기 위해 기다란 상부 로딩 리세스(107)를 더 형성한다. 로딩 리세스(107)는 일반적으로 수용기(10)에 수직으로 배치되고, 채널(76)과 공동(98) 사이에 연장되고 양자와 연통하며, 상부 개구(77)를 통하여 공동으로 리테이너 구조물(12)을 상부 로딩시 용이함을 고려하고, 그렇지 않으면 수용기 베이스(70)의 증가된 두께 및 강도를 고려하기 위해서 수용기(10)의 구형 벽(100)이 비교적 확대된 반경을 가지도록 허용하지만, 로딩 리세스(107)가 항상 필수인 것은 아니다.

리테이너 구조물 또는 링(12)은 섕크 상부(8)를 포획하고 수용기(10) 내부에 상부(8)를 리테이닝하는데 사용된다. 도 2, 도 3 및 도 8에 가장 잘 도시된 리테이너(12)는 섕크(4)와 연관된 회전 축선(A)과 동일한 작동 중심 축을 가지지만, 리테이너 구조물(12)이 섕크(4)로부터 분리될 때, 회전 축선은 도 1 에 나타낸 것처럼 축선(C)으로서 식별된다. 리테이너 구조물(12)은 그것의 상부면(112)에서 바닥면(114)으로 리테이너 구조물(12)을 전부 통과하는 중심 보어(110)를 가진다. 바닥면(114)은 실질적으로 평면이고 축선(C)에 직각으로 배치된다. 제 1 내부 원통면(116)은 보어(110)의 상당한 부분을 형성한다. 원통면(116)은 섕크 상부(8)의 원통면 부분(34) 둘레에 슬라이딩 수용되도록 크기와 형상이 정해진다. 일반적으로 슬롯(118)은 내부면(116)에 형성되고 상부면(112)과 바닥면(114)의 부분에 또한 형성된다. 또한, 슬롯(118)은 일반적으로 관통 슬롯(120)과 일반적으로 캠 트랙(122)을 포함하는 것으로서 설명될 수 있는데, 관통 슬롯(120)은 캠 트랙(122)과 협동 작용 및 연통한다. 관통 슬롯(120)은 수용기 공동(98) 내부에서 섕크 상부(8)에 리테이너(12)를 설치하는 동안 관통 슬롯을 통하여 섕크 상부의 러그(36)를 수용하도록 크기와 형상이 정해진다. 캠 트랙(122)은 섕크 상부(8)의 러그(36)의 바닥면(61)과 마찰식으로 맞물림되도록 크기와 형상이 정해지고, 리테이너(12)의 바닥면(114)은 섕크 상부(8)의 시트(33)의 상부면(50)에 안착된다.

특히 도 2 및 도 3을 참조하면, 관통 슬롯(120)은 원통면(116)과 동축인 내부 원통면(126)에 의해 형성된다. 원통면(126)은 또한 부분적으로 캠 트랙(122)을 형성한다. 슬롯(120)에서, 원통면(126)은 상부면(112)과 바닥면(114) 사이에 관통하여 연장된다. 관통 슬롯(120)은 대향하는 측면(128, 130)에 의해 추가 형성되고, 양 측면은 축선(C)과 평행하게 뻗어있다. 측면(128)은 상부면(112)과 바닥면(114) 사이에 관통하여 연장된다. 측면(130)은 바닥면(114)에서 시작하고 캠 트랙(122)을 부분적으로 형성하는 램프면(132)에서 끝난다. 캠 트랙(122)은 축선(C)과 실질적으로 평행하게 뻗어있는 면 또는 정지부(134)까지 연장되는 내부 원통면(126)에 의해 추가 형성된다. 따라서, 캠 트랙(122)은 원통면(126)의 일부, 램프 또는 경사 면(132) 및 정지부(134)에 의해 형성된다. 램프면(132)이 측면(130)으로부터 정지부(134)까지 뻗어있으므로 램프면(132)은 상부면(112)을 향한 방향으로 상방으로 경사진다. 램프면(132)의 경사도는 러그(36)의 바닥면(61)의 경사도와 실질적으로 일치한다. 본 발명에 따른 일부 실시예에서, 램프면(132)과 러그 바닥면(61) 중 하나 또는 양자는 러그(36)에 대해 리테이너(12)의 마찰식 잠금을 추가로 보조하기 위해서 러프닝, 릿지(ridge) 또는 일부 다른 처리를 포함한다.

섕크 상부(8)의 레지(56)와 협동 작용하는 리테이너(12)의 상부면(112)은 구동 공구(도시 생략)를 위한 안정된 안착면인 공구 맞물림 구조물(40) 주위에 면을 제공한다. 도시된 약간 곡선형 상부면(112)은 구동 공구를 더 양호하게 그리핑하도록 다소의 리세스를 제공한다. 상부면(112)은 평면일 수 있고 또는 내부에 유지 공구를 수용하기 위해 리세스 또는 구멍을 포함할 수 있음이 또한 예상된다.

리테이너(12)는 수용기의 부분 구형 형상의 안착면(102)과 정합하도록 크기와 형상이 정해지고 상부면(102)과 연관된 제 1 반경과 대략적으로 동일한 제 3 반경을 갖는 반경 방향으로 외부의 부분적으로 구형면(144)을 또한 가진다. 리테이너 구조물의 제 3 반경은 수용기(10)의 넥(103)의 제 2 반경보다 크다. 요구되지 않을지라도, 외부의 부분적으로 구형면(144)은 널링면 등과 같은 높은 마찰면일 수 있음이 예상된다.

조립체(1)와 이용되는 기다란 로드 또는 종방향 부재(21)는 재건 척추 수술에서 이용되는 여러 가지 임플란트 중 임의의 것일 수 있지만, 보통 균일한 직경의 원통면(146)을 가지고 일반적으로 평탄한 면을 갖는 원통형 기다란 구조물이다. 종방향 연결 부재(21)는 금속, 금속 합금 또는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWP), 폴리우레탄 및 복합물과 같은 플라스틱 폴리머를 포함한 다른 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 도시된 로드(21)는 바람직하게 수용기(10)의 U자 형상의 채널(76)의 바닥 가까이에 편안하게 안착하도록 크기와 형상이 정해지고, 정상 작동 중, 하부 시트(78)에서 채널(76)의 바닥 약간 위에 위치결정된다. 특히, 로드(21)는 보통 섕크 상단면(42)에 바로 또는 인접하여 맞물리고 반구형 섕크 상단면(42)에 대해 편향되어서, 결과적으로 조립체(1)가 완전히 조립되었을 때 수용기(10)의 베이스(70)를 향한 방향으로 섕크(4)를 하방으로 편향시킨다. 이것이 일어날 수 있도록, 리테이너 구조물(12)이 수용기 공동(100)의 하부에 편안하게 안착될 때 섕크 상단면(42)은 채널(76)의 공간으로 적어도 약간 연장되어야 한다. 그리하여, 섕크(4)와 리테이너(12)는 섕크 상단면(42)에서 견고하게 아래로 밀어주는 로드(21)에 의하여 제자리에 잠금 또는 유지된다.

도 1을 참조하면, 마개 구조물 또는 마개 상단(18)은 직립 암(72, 74)에 적합한 정합 구조물을 갖는 본 발명과 함께 사용하기 위한 임의의 여러 가지 다른 유형의 마개 구조물일 수 있다. 나타낸 실시예에서, 마개 상단(18)은 이격된 암(72, 74) 사이에 회전가능하게 수용된다. 도시된 마개 상단(18)은 일반적으로 위로 연장되는 브레이크-오프(break-off) 헤드(160)와 원통형 형상의 베이스(158)를 가진다. 베이스(158)는 시계방향으로 회전할 때 수용기(10)로 마개 구조물(18)의 회전 전진을 제공하기 위해서, 특히, 암(72, 74)을 벌리지 않으면서 로드(21)를 포획하도록 U자 형상의 채널(76)의 상단 또는 상방으로 개방부(77)를 덮기 위해서 암(72, 74)에서 안내 및 전진 구조물(82)과 맞물려 연동하도록 크기와 형상이 정해지고 위치결정된 나선형으로 감긴 안내 및 전진 구조물(161)을 포함한다. 본 발명에 따라 이용되는 안내 및 전진 구조물(161)은, 도시된 실질적으로 사각 스레드 및 또한 본원에 참조로 포함되는 출원인의 미국 특허 제 6,726,689호에 기재된 형태를 포함한 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

마개 구조물(18)은 또한 전진에 의하여 로드(21)에 대해 작동가능하게 편향되고 토크 하에 로드(21)에 압력을 가하여서, 로드(21)는 채널(76) 안으로 위로 연장되는 섕크 상단면(42)에 대해 하방으로 가압된다. 섕크 상단면(42)의 하방으로 편향은 로드(21)와 상단면(42) 사이에 작동하여 마찰식으로 맞물림을 발생시키고 또한 리테이너 구조물(12)을 수용기(10)의 베이스(70)를 향하여 가압하여서, 수용기(10)의 부분 내부 구형 안착면(102)에 대해 고정되게 리테이너 구조물의 외부 구형면(144)을 마찰식으로 안착시키고, 또한 수용기(10)에 대해 선택된, 정해진(rigid) 위치에서 섕크(4)와 리테이너 구조물(12)을 고정시킨다.

나타낸 실시예에서, 마개 구조물의 브레이크-오프 헤드(160)는 수용기(10)에 리테이너(12)를 적절히 안착시키도록 설계된 미리 선택된 토크에서 이탈하도록 크기와 형상이 정해진 넥(164)에서 베이스(158)에 고정된다. 브레이크-오프 헤드(160)는 마개 구조물(18)을 회전 및 토크화시키기 위해서 구동 공구(도시 생략)의 종래의 정합하는 소켓 유형 헤드를 수용하도록 크기와 형상이 정해진 외부 패싯면(165)을 포함한다. 브레이크-오프 헤드(160)는 또한 중심 보어 또는 조작 공구를 작동가능하게 수용하기 위한 다른 구동 또는 조작 구멍(도시 생략)을 포함할 수 있다.

마개 구조물(18)은, 본 실시예에서, 베이스(158)에 배치된 육각형 형상의 축방향으로 정렬된 구멍과 같은 구멍(168)으로서 점선으로 도시된 제거 공구 맞물림 구조물을 또한 포함한다. 브레이크-오프 헤드(160)가 베이스(158)로부터 이탈한 후 구멍(168)에 접근가능하다. 구멍(168)은 나선형으로 감긴 안내 및 전진 구조물(161)과 동축을 이루고 필요하다면 마개 구조물 베이스의 제거를 위해 제공하기 위해서 설치 후 마개 구조물 베이스(158)를 회전시키기 위해 육각 렌치(Allen wrench) 유형의 육각형 공구와 같은 구동 공구를 수용하도록 설계된다. 구멍(168)은 여러 가지 공구-맞물림 형태를 취할 수 있고 한 쌍의 이격된 구멍, 또는 왼쪽 스레드 보어, 또는 이지-아웃 맞물림 스텝 다운 보어(easy-out engageable step down bore), 또는 Torx 구멍, 또는 멀티-로브형(multi-lobular) 구멍 등과 같은 다양한 형상의 하나 이상의 구멍을 포함할 수 있다.

특히 도 5 내지 도 8을 참조하면, 다축성 뼈 나사 조립체(1)가 본 발명에 따라 사용되도록 배치되기 이전에, 링형 리테이너(12)는 전형적으로 먼저 수용기의 U자 형상의 채널(76)로 삽입 또는 상부 로딩되고, 그 후 수용기(10)의 내부면(100) 안쪽에 구조물(12)을 배치하도록 수직 로딩 리세스(107)를 통하여 공동(98)으로 삽입 또는 상부 로딩된다. 그 후, 리테이너 구조물(12)은 수용기(10)와 동축을 이루도록 대략적으로 90 도로 회전된 후 도 5에 도시된 바와 같이 수용기(10)의 안착면(102)과 슬라이딩 맞물림되게 안착된다. 도 6을 참조하면, 섕크 포획 구조물(8)은 그 후 넥(103)에 의해 형성된 보어(104)를 통하여 수용기(10)로 삽입 또는 하부 로딩된다. 리테이너(12)의 바닥면(114)이 시트(33)의 면(50)과 맞물릴 때까지 러그(36)가 관통 슬롯(120)에 의해 수용 및 관통 이동되도록 이제 수용기(10)에 배치된 리테이너 구조물(12)은 섕크 포획 구조물(8)과 동축으로 정렬된다. 그 후, 러그(36)가 캠 트랙(122)에 수용될 때까지 리테이너(12)는 섕크(4)의 축선(A)을 중심으로 회전한다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 리테이너(12)가 회전하고 러그(36)가 정지부(134)를 향하여 이동함에 따라, 러그 바닥면(61)은 캠 트랙(122)의 램프면(132)과 마찰식으로 맞물림되고, 러그(36)와 시트(33) 사이에 리테이너(12)를 마찰식으로 잠금하여, 리테이너(12)는 이제 섕크(4)와 동축으로 고정된 관계에 있다. 바람직하게, 섕크(4) 및/또는 리테이너(12)는, 그 사이에 잠금 마찰식으로 맞물림이 달성될 때까지 섕크(4) 및/또는 리테이너(12)를 유지하고 정확히 회전시키기 위한 툴링(tooling)을 포함하는 공장 세팅의 이러한 구조물과 충분히 정합하도록 회전된다. 도 7을 참조하면, 섕크 공구 맞물림 구조물(40)과 작동하여 정합하기 위한 소켓을 제공하는 내부면(182)을 갖는 유지 공구(180)는 리테이너(12)와 섕크 상부(8)의 정합 회전 중 수용기(10)에 있으면서 섕크 상부(8)를 유지하는데 사용된다. 도시되지 않았을지라도, 캠 트랙(122)을 따라 러그(36)의 회전 중 리테이너(12)가 또한 견고하게 유지되도록 리테이너 구조물(12)이 한 쌍의 작은 구멍과 같은 툴링 특징부를 또한 가질 수 있음을 주목한다. 리테이너 구조물(12)로 포획 구조물(8)의 영구, 강성 맞물림은 접착제, 점 용접, 변형 등을 이용하여 추가 지지될 수 있다. 이때, 섕크(4) 및 리테이너(12) 양자는 수용기(10)와 회전 및 선회가능하게 맞물리면서, 섕크 상부(8)와 수용기(10)의 하부 구멍 또는 넥(103)은 수용기(10)와 선회 가능한 관계로 섕크 본체(6)를 유지하도록 협동작용한다. 단지 리테이너(12)만이 수용기 구형 안착면(102)과 슬라이딩 맞물림된다. 섕크 상단부(41)와 섕크 본체(6)는 수용기(10)와 이격된 관계로 있다. 섕크 본체(6)는 실질적으로 범용 또는 볼 조인트를 제공하도록 전후 좌우로 수용기(10)에 대한 상당한 각도상 회전을 통하여 회전될 수 있다.

사용시, 조립체(1)는, 육각형 형상의 연장 헤드 형태인 공구 맞물림 구조물(40)과 그것의 맞물림에 의하여 섕크(4)를 작동가능하게 구동 및 회전시키는 구동 공구(도시되지 않았지만, 공구(180)의 소켓(182)과 유사한 소켓을 가짐)를 사용하는 섕크(4)의 회전에 의해 척추뼈(도시 생략)와 같은 뼈로 전형적으로 나사결합된다. 바람직하게, 구동 공구가 맞물림 구조물(40)과 맞물릴 때, 그것의 단부 부분은 레지(56)와 맞물리고 또한 곡선형 리테이너 상부면(112)의 일부와 맞물릴 수 있어서, 구동 공구의 추가 그리핑을 제공한다.

척추뼈(도시 생략)는, 척추뼈에 대한 섕크(4)의 배치 및 각도를 위해 안내를 제공하도록 삽입되는 캐뉼라(44)를 위한 형상이 정해진 안내 와이어(도시 생략)를 가지고 뼈에 가해지는 응력을 최소화하도록 예비드릴링(pre-drill)될 수 있다. 추가 탭 홀은 안내로서 안내 와이어를 갖는 탭을 사용해 만들어질 수 있다. 그 후, 먼저 와이어를 바닥 개구(46)로 스레딩한 후 상단 개구(48) 밖으로 스레딩함으로써 조립체(1)는 캐뉼라 삽입 보어(44)를 이용해 안내 와이어 상에 스레딩된다. 그 후, 섕크(4)는 배치 안내로서 와이어를 사용해 척추뼈로 박아넣는다.

로드(21)는 결국 수용기의 U자 형상의 채널(76) 안쪽에 위치결정되고, 마개 구조물 또는 상단(18)은 그 후 로드(21)에 대해 편향시키거나 밀기 위해서 암(72, 74) 사이로 삽입, 전진된다. 마개 구조물(18)의 브레이크-오프 헤드(160)는 로드(21)를 아래쪽으로 가압하기 위해서 미리 선택된 토크, 예를 들어 90 내지 120 인치 파운드로 비틀어진다. 섕크 상단면(42)은 그것이 섕크(4)와 수용기(10) 사이에 어떠한 회전도가 존재할지라도 대략적으로 동일한 양으로 대략적으로 동일하게 채널(76)로 위로 연장되도록 둥글게 되어 있기 때문에 그리고 상단면(42)은 U자 형상의 채널(76)로 위로 연장되도록 크기가 정해지기 때문에, 마개 구조물(18)이 로드(21)를 향해 그리고 로드 상에 아래로 편향될 때, 상단면(42)은 로드(21)에 의해 맞물리고 수용기(10)의 베이스(70)를 향하여 아래쪽으로 밀어진다. 섕크(4)에 가해지는 하방으로 압력은 결국 리테이너 구조물(12)을 수용기 안착면(102)을 향하여 아래로 가압하고, 리테이너 구조물 면(144)은 수용기 안착면(102)과 마찰식으로 맞물림된다. 마개 구조물(18)이 로드(21)에 대해 누름에 따라, 로드(21)는 섕크에 대해 누른다. 이제 섕크(4)에 단단히 부착되는 리테이너 구조물(12)은 결국 하방으로 가압되고 수용기(10)에 마찰에 의해 단단히 부착되게 되므로, 섕크 본체(6)를 수용기(10) 및 로드(21)에 대해 원하는 각도상 구성으로 고정한다.

조립체(1) 및 연관된 로드(21)와 마개 구조물(18)의 제거가 필요하다면, 구멍(168)과 정합하고 베이스(158)를 회전시키고 수용기(10)에서 그것의 전진을 반전시키도록 반시계방향으로 돌리는 육각 렌치 유형의 구동 공구(도시 생략)를 사용함으로써 분해가 달성된다. 그러면, 조립체(1)의 분해는 본원에서 앞서 기술한 조립 절차와 역순으로 달성된다.

도 9 내지 도 17을 참조하면, 도면 부호 201은 일반적으로 본 발명에 따른 다축성 뼈 나사 장치 또는 조립체의 대안 실시예를 나타낸다. 조립체(200)는 상부(208)와 일체인 스레드 본체(206)를 더 포함하는 섕크(204); 수용기(210); 및 개방 리테이너 구조물 또는 링(212)을 포함한다. 바람직하게, 섕크(204), 수용기(210) 및 리테이너 구조물(212)은 척추뼈(도시 생략)로 섕크 본체(206)의 이식 이전의 공장에서 조립된다.

또한 도 9를 참조하면, 척추뼈(도시 생략)에 대해 로드(221)를 고정하기 위해서 수용기(210)와 고정식으로 마찰 접촉되게 리테이너(212)를 편향시키는 섕크 상부(208)에 대해 로드(221)와 같은 종방향 연결 부재를 편향시키기 위한 마개 구조물(218)이 또한 나타나 있다. 수용기(210)와 섕크(204)가 서로에 대해 복수의 각도, 관절식 연결 또는 회전 정렬 중 어느 것으로 그리고 좌우 및 전후 양자로 선택된 각도 범위 내에서 고정될 수 있는 식으로 수용기(210)와 섕크(204)는 협동 작용하여서, 수용기와 섕크 양자가 이식 절차의 종료 무렵에 서로에 대해 잠금 또는 고정될 때까지 수용기(210)와 섕크(204)의 가요성 또는 관절 연결식 맞물림을 가능하게 한다.

도 9 및, 도 15 내지 도 17에 가장 잘 나타낸 섕크(204)는 기다랗고, 섕크 본체(206)는 조립체(1)에 대해 본원에서 앞서 기술한 섕크 본체(6)와 실질적으로 유사한 나선형으로 감긴 뼈 이식가능한 스레드(224)를 가진다. 섕크(204)는 일반적으로 도면 부호(E)로 식별되는 기다란 회전 축선을 가진다.

섕크 넥(226)은 섕크 본체(206)로부터 축방향으로 상방으로 연장된다. 또한, 넥(226)으로부터 축방향으로 위로 연장되는 것은 섕크 상부(208)인데 이것은 스레드 본체 상부(206)로부터 떨어져 그리고 이에 따라 본체(206)가 척추뼈에 이식될 때 척추뼈로부터 떨어져 배치된 연결 또는 포획 장치를 제공한다.

조립체(1)와 유사하게, 조립체(201)의 섕크 상부(208)는 섕크(204)와 수용기(210) 사이 다축 연결을 위해 그리고 수용기(210)에 섕크(204)의 상부(108)를 포획하도록 구성된다. 상부(208)는 일반적으로 상부 환형면(231), 외부 원통면(232) 및 하부 환형면(233)을 갖는 실질적으로 원통형인 리테이너 시트부(233)를 포함한다. 시트부(230)는 넥(226)으로부터 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장된다. 상부면(231)과 하부면(233) 양자는 축선(E)에 실질적으로 직각으로 배치된다. 하부 환형 안착면(233) 가까이에서 넥(226)에 위치하는 것은 러그 또는 탭(236)의 형태로 측방향으로 연장되는 연장부이다. 상부 환형면(231)으로부터 축방향으로 위로 연장되는 것은 상단면(242)을 갖는 공구 맞물림 구조물(240)이다. 구동 공구(도시 생략)는 섕크 본체(206)를 척추뼈로 박아넣기 및 회전 둘 다 수행하기 위해 소켓과 정합 돌기를 형성하도록 공구 맞물림 구조물(240)을 중심으로 끼워지도록 구성된다. 구체적으로 도면에 나타낸 실시예에서, 공구 맞물림 구조물(240)은 스레드 섕크 본체(206) 및 섕크 상부(208) 양자와 동축을 이루는 육각형 형상의 연장 헤드 형상이다. 상부 환형면(231)은 구동 공구(도시 생략)를 위한 안착면을 제공한다. 뼈 나사 조립체(201)가 수용기(210)에 대한 섕크(204)의 임의의 정렬로 도 17에 나타낸 것처럼 조립될 때, 섕크(204)의 상단면(242)은 로드(221)와 접촉 맞물림 또는 포지티브 정합 맞물림을 위해 도면에 나타낸 것처럼 곡선형 또는 반구형-형상인 것이 바람직하다. 임의의 실시예에서, 상단면(242)은 평탄하다. 본 발명의 실시에 따라 요구되지 않지만, 상단면(42)은 상단면(242)과 로드(221) 사이의 마찰식 포지티브 정합 맞물림을 추가로 증가시키도록 스코어링 또는 널링될 수 있다.

도면에 나타낸 섕크(204)는 캐뉼러 삽입되고, 축선(A)을 따라 섕크(4)의 전체 길이만큼 연장하는 작은 중심 보어(244)를 가진다. 보어(244)는 스레드 본체(206) 및 포획 구조물 외부면(232)과 동축을 이룬다. 보어(244)는, 섕크 본체(206)의 삽입 이전에 척추뼈(도시 생략)로 삽입된 와이어(도시 생략)의 길이에 대해 섕크(204) 내부를 통하여 통로를 제공하고, 와이어는 척추뼈(도시 생략)로 섕크 본체(206)의 삽입을 위한 안내를 제공한다. 뼈에 생물학적 활성 계면을 제공하기 위해서, 스레드 섕크 본체(206)는 조립체(1)의 섕크 본체(6)에 대해 본원에서 앞서 기술한 바와 같이 코팅, 천공, 다공화되거나 다른 방식으로 처리될 수 있다.

특히 도 15를 참조하면, 섕크 상부(208)는 거기에 연결된 압축된 리테이너(212)를 갖는 수용기(210)에 하부 로딩되도록 크기와 형상이 정해지고, 리테이너 시트부는 본원에서 후에 더 자세히 기술되는 것처럼 리테이너(212)와 마찰식으로 정합하기에 충분한 미압축 또는 중립의 반경 방향으로 연장된 폭을 가진다. 작동 위치에서 섕크에 부착될 때, 리테이너(212)는 원통면(232) 및 섕크 상부(208)의 하부 환형면(233) 양자와 맞물린다. 비록 원통면(232)이 나타나 있지만, 이 면은 다각형, 구형, 원뿔형 또는 그 외의 곡선형과 같은 다른 형상을 가질 수 있음을 주목한다. 개시된 실시예에서, 아래에서 논의되는 것처럼 시트(230)가 리테이너(212)와 맞물릴 때 상부면(231)은 리테이너(212)의 상부면과 동일 평면을 이룬다. 하부 환형면(233) 가까이 넥(226)으로부터 측방향으로 연장되는 러그(236)는 하부 또는 바닥면(248), 바닥면(248)과 실질적으로 직각을 이루게 배치된 측면(250) 및, 바닥면(248)과 측면(248) 사이에 연장되고 연결하는 곡선형 또는 경사면(252)을 포함한다. 측면(250)은 축선(E)과 실질적으로 평행하게 배치된다. 면들(248, 250, 252)은 원통형이고 넥(226)과 동축을 이루는 외부 곡면(254)을 또한 형성한다. 면(252)은 아래에서 더 자세히 기술되는 것처럼 리테이너(212)의 캠 트랙 램프면과 충분히 마찰식으로 맞물림되도록 측면(250)으로부터 하방으로 되도록 비스듬히 비탈지거나 경사지는 것이 바람직하다. 본원에서 앞서 기술된 조립체(1)처럼, 러그(236)의 다른 면들이 비탈지거나 경사지며, 그 결과 리테이너(212)의 캠 트랙과 마찰식으로 잠금되어 맞물림되게 할 수 있다.

도 9 및 도 15 내지 도 17 을 참조하면, 수용기(210)는 조립체(1)의 수용기(10)와 실질적으로 유사하다. 특히, 예를 들어, 수용기(210)는 베이스(270), U자 형상의 채널(276)을 형성하는 암(272, 274), 안내 및 전진 구조물(282), 구형 안착면(302)에 의해 부분적으로 형성되는 공동(298) 및, 베이스 하측 외부(306)로 개방되는 보어(304)를 형성하는 넥(303)을 포함하는데, 이것은 뼈 나사 조립체(1)에 대해 본원에서 앞서 기술한 각각의 베이스(70), 암(72, 74), U자 형상의 채널(76), 안내 및 전진 구조물(82), 공동(98), 구형 안착면(102), 넥(103), 보어(104) 및 하측 외부(106)와 동일하거나 실질적으로 유사하다.

리테이너 구조물 또는 링(212)은 섕크 상부(208)를 포획하고 상부(208)를 수용기(210) 내부에 리테이닝하는데 사용된다. 도 10 내지 도 14에 가장 잘 도시된 리테이너(212)는 섕크(204)와 연관된 회전 축선(E)과 동일한 작동 중심 축선을 가진다. 리테이너 구조물(212)은 그것의 상부면(312)에서 바닥면(314)까지 리테이너 구조물(212)을 전부 통과하는 중심 보어(310)를 가진다. 바닥면(314)은 실질적으로 평면이고 축선(C)과 직각으로 배치된다. 제 1 내부 또는 상부 원통면(316)은 보어(310)의 일부를 형성한다. 제 2 내부 원통면(317)은 보어(310)의 나머지를 형성하고, 원통면(317)은 원통면(316)의 직경보다 작은 직경을 가진다. 환형 시트 또는 스텝(318)은 제 1 원통면(316)과 제 2 원통면(317)을 연결하고, 시트(318)는 실질적으로 상부면(312) 및 바닥면(315)과 평행하게 그리고 원통면(316, 317)과 직각을 이루게 배치된다. 시트(318)는 섕크 상부(208)의 하부 환형면(233)과 충분히 맞물리도록 크기 및 형상이 정해진다. 원통면(316)은 섕크 상부(208)의 원통면 부분(232) 주위에 슬라이딩 수용되도록 크기와 형상이 정해지고, 원통면(317)은 섕크 넥(226) 둘레에 슬라이딩 수용되도록 크기와 형상이 정해진다. 캠 트랙 또는 슬롯(320)은 내부면(317)에 형성된다. 캠 트랙(320)은 수용기 공동(298) 내부에서 섕크 상부(208)에 리테이너(212)의 설치하는 동안 섕크 상부(208)의 러그(236)를 수용하도록 크기와 형상이 정해진다. 캠 트랙(320)은 축선(E)에 대해 비탈지거나 경사지고 러그 면(248, 252)과 마찰식으로 맞물림되도록 크기와 형상이 정해지는데, 리테이너(212) 시트 또는 스텝(318)은 결국 섕크 상부(208)의 하부면(233)에 마찰식으로 안착된다.

전술한 바와 같이, 리테이너(212)는 상부면(312) 및 바닥면(314)을 통하여 뻗어있는 단부면(322, 323)을 갖는 개방 또는 불연속 링의 형태이다. 캠 트랙(320)은 단부면(322)에서 개방되고 내부에 러그(236)를 수용하도록 크기와 형상이 정해진다. 리테이너(212)는 수용기 구형 안착면(302)과 슬라이딩 정합하기 위해 크기 및 형상이 정해진 외부의 부분적으로 구형면(326)을 추가로 포함한다. 외부면(326)에 상부면(312)과 바닥면(314) 사이에 뻗어있는 적어도 한 쌍의 연장 그루브(328)가 형성되는데, 그루브(328)는 아래에서 더 자세히 기술되는 것처럼 섕크(204)에 리테이너(212)를 설치하는 동안 단부면(322, 323)의 개방 또는 펼침을 허용한다. 본 발명에 따른 일부 실시예에서, 하나 이상의 러그(236) 면 및/또는 캠 트랙(320)을 형성하는 면은 러그(236)에 대해 리테이너(212)의 마찰식 잠금을 추가로 보조하기 위해서 러프닝, 릿지 또는 일부 다른 처리를 포함할 수 있다.

섕크 상부(208)의 상부면 또는 레지(231)와 협동 작용하는 리테이너(12)의 상부면(312)은 구동 공구(도시 생략)를 위한 안정된 안착면인 공구 맞물림 구조물(240) 주위에 면을 제공한다. 요구되지 않을지라도, 외부의 부분적으로 구형면(326)은 널링면 등과 같은 높은 마찰면일 수 있음이 예상된다.

조립체(201)와 이용되는 기다란 로드 또는 종방향 부재(221)는 조립체(1)의 21에 대해 전술한 바와 같이 재건 척추 수술에서 이용되는 여러 가지 임플란트 중 임의의 것일 수 있다. 로드(221)는 보통 섕크 상단면(242)에 바로 또는 인접하여 맞물리고 반구형 섕크 상단면(242)에 대해 편향되어서, 결과적으로 조립체(201)가 완전히 조립되었을 때 수용기(210)의 베이스(270)를 향한 방향으로 섕크(204)를 하방으로 편향시킨다. 이것이 일어날 수 있도록, 리테이너 구조물(212)이 수용기 공동(302)의 하부에 편안하게 안착될 때 섕크 상단면(242)은 채널(276)의 공간으로 적어도 약간 연장되어야 한다. 그리하여, 섕크(204)와 리테이너(212)는 섕크 상단면(242)에서 견고하게 아래로 밀어주는 로드(221)에 의하여 수용기(210)에 대해 제자리에 잠금 또는 유지된다.

도 9 및 도 17을 참조하면, 마개 구조물 또는 마개 상단(218)은 직립 암(272, 274)에 적합한 정합 구조물을 갖는 본 발명과 함께 사용하기 위한 임의의 여러 가지 다른 유형의 마개 구조물일 수 있다. 나타낸 실시예에서, 마개 상단(218)은 이격된 암(272, 274) 사이에 회전가능하게 수용된다. 도시된 마개 상단(218)은 일반적으로 원통형 형상이고, 시계방향으로 회전할 때 수용기(210)로 마개 구조물(218)의 회전 전진을 제공하기 위해서, 특히, 암(272, 274)을 벌리지 않으면서 로드(221)를 포획하도록 U자 형상의 채널(276)의 상단 또는 상방으로 개방부를 덮기 위해서 암(272, 274)에서 안내 및 전진 구조물(282)과 맞물려 연동하도록 크기와 형상이 정해지고 위치결정된 나선형으로 감긴 안내 및 전진 구조물(361)을 포함한다. 본 발명에 따라 이용되는 안내 및 전진 구조물(361)은, 도시된 실질적으로 사각 스레드 및 또한 본원에 참조로 포함되는 출원인의 미국 특허 제 6,726,689호에 기재된 형태를 포함한 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

마개 구조물(218)은 또한 전진에 의하여 로드(221)에 대해 작동가능하게 편향되고 토크 하에 로드(221)에 압력을 가하여서, 로드(221)는 채널(276) 안으로 위로 연장되는 섕크 상단면(242)에 대해 하방으로 가압된다. 섕크 상단면(242)의 하방으로 편향은 로드(221)와 상단면(242) 사이에 작동하여 마찰식으로 맞물림을 발생시키고 또한 리테이너 구조물(212)을 수용기(210)의 베이스(270)를 향하여 가압하여서, 수용기(210)의 부분 내부 구형 안착면(302)에 대해 고정되게 리테이너 구조물의 외부 구형면(326)을 마찰식으로 안착시키고, 또한 수용기(210)에 대해 선택된, 정해진 위치에서 섕크(204)와 리테이너 구조물(212)을 고정시킨다.

나타낸 실시예에서, 마개 구조물은 상부면(364)과 대향하는 바닥의 실질적으로 평평한 면(365)을 포함한다. 상부면(364)은 구동 공구(도시 생략)를 수용하도록 크기와 형상이 정해진 별 형상 또는 Torx 구멍으로 나타낸 그 위에 형성된 내부 구동 특징부(366)를 가진다. 구멍(366)은 여러 가지 공구-맞물림 형태를 취할 수 있고 한 쌍의 이격된 구멍, 또는 왼쪽 스레드 보어, 또는 이지-아웃 맞물림 스텝 다운 보어, 또는 육각형 구동부 또는 멀티-로브형 구멍 등과 같은 다양한 형상의 하나 이상의 구멍을 포함할 수 있다.

특히 도 12 내지 도 14를 참조하면, 다축성 뼈 나사 조립체(201)가 본 발명에 따라 사용되도록 배치되기 이전에, 링형 리테이너(212)는 먼저 넥(226)에서 섕크(204)로 삽입된다. 도 13을 참조하면, 리테이너 단부면(322, 323)은 서로로부터 끌어당겨지고, 그것에 의하여 리테이너 상부면(312)이 섕크 상부(208)를 향한 채 리테이너(212)는 내부 벽(316, 317) 내부에 섕크 넥(226)을 수용하도록 확장된다. 리테이너(212)가 확장됨에 따라 확장 그루브(328)는 압축된다. 일단 섕크(204)의 넥이 도 14에 나타낸 것처럼 단부면(322, 323)을 지나면, 리테이너(212)는 중립 비확장된 실질적으로 원형 구성으로 복귀한다. 그 후, 단부면(322, 323)이 접촉 또는 근접촉(near touching) 구성으로 서로를 향하여 밀면서 리테이너(212)는 압축된다. 이러한 압축된 배향으로 있는 동안, 섕크 상부(208)와 압축된 리테이너(212)는 넥(303)에서 수용기(210)로 상부 또는 하부 로딩된다. 일단 상부(208) 및 리테이너(212) 양자가 수용기 공동(298) 내부에 있으면, 리테이너(212)로부터 압력이 해제되고 리테이너 외부면(326)이 수용기 안착면(302)과 슬라이딩 맞물린 채 단부면(322, 323)은 도 15에 도시된 바와 같이 원래의 이격된 중립 위치로 복귀하도록 허용된다. 도 16을 참조하면, 러그(236)가 단부면(322)과 단부면(323) 사이에 배치된 채 섕크 포획 구조물(208)은 그 후 리테이너(212)로 내려진다. 러그(236)가 단부면(322)에서 캠 트랙(320)에 진입한 채 리테이너(212) 또는 섕크(204)는 그 후 섕크(104)의 축선(E)에 대해 회전된다. 도 16 및 도 17을 참조하면, 리테이너(212) 또는 섕크(208)가 회전함에 따라, 트랙이 끝날 때까지 러그(236)가 경사 캠 트랙(320)을 따라 이동하거나 그렇지 않으면 러그는 트랙(320)을 형성하는 면과 충분히 마찰식으로 맞물리고, 리테이너 환형 안착면(318)은 섕크 하부 환형면(233)과 충분히 마찰식으로 맞물리고, 러그(236) 및 하부 시트 또는 면(233) 사이에서 리테이너(212)와 마찰식으로 잠금되고, 리테이너(212)는 이제 섕크(204)와 동축으로 고정된 관계에 있다. 바람직하게, 섕크(204) 및/또는 리테이너(212)는, 그 사이에 잠금 마찰식으로 맞물림이 달성될 때까지, 섕크(204) 및/또는 리테이너(212)를 유지 및 정확히 회전시키는 툴링을 포함하는 공장 세팅의 이러한 구조물과 충분히 정합하도록 회전된다. 도시되지 않았을지라도, 캠 트랙(320)을 따라 러그(236)의 회전 중 리테이너(212)가 또한 단단히 유지되도록 리테이너 구조물(212)이 한 쌍의 작은 구멍과 같은 툴링 특징부를 또한 가질 수 있음을 주목한다. 리테이너 구조물(212)로 포획 구조물(208)의 영구, 강성 맞물림은 접착제, 점 용접, 변형 등을 이용하여 추가 지지될 수 있다. 이때 섕크(204) 및 리테이너(212) 양자는 수용기(210)와 회전 및 선회가능하게 맞물리고, 섕크 상부(208)와 수용기(210)의 하부 구멍 또는 넥은 수용기(210)와 선회 가능한 관계로 섕크 본체(206)를 유지하도록 협동작용한다. 단지 리테이너(212)만이 수용기 구형 안착면(302)과 슬라이딩 맞물림된다. 섕크 본체(206)는 실질적으로 범용 또는 볼 조인트를 제공하도록 전후 좌우로 수용기(210)에 대한 상당한 각도상 회전을 통하여 회전될 수 있다.

사용시, 조립체(201)는, 육각형 형상의 연장 헤드 형태인 공구 맞물림 구조물(240)과 그것의 맞물림에 의하여 섕크(204)를 작동가능하게 구동 및 회전시키는 구동 공구(도시 생략)를 사용하는 섕크(204)의 회전에 의해 척추뼈(도시 생략)와 같은 뼈로 전형적으로 나사결합된다.

척추뼈(도시 생략)는, 척추뼈에 대한 섕크(204)의 배치 및 각도를 위해 안내를 제공하도록 삽입되는 캐뉼라(244)를 위한 형상이 정해진 안내 와이어(도시 생략)를 가지고 뼈에 가해지는 응력을 최소화하도록 예비드릴링될 수 있다. 추가 탭 홀은 안내로서 안내 와이어를 갖는 탭을 사용해 만들어질 수 있다. 그 후, 조립체(201)는 캐뉼라 삽입 보어(244)를 이용해 안내 와이어 상에 스레딩된다. 그 후, 섕크(204)는 배치 안내로서 와이어를 사용해 척추뼈로 박아넣는다.

로드(221)는 결국 수용기의 U자 형상의 채널(276) 안쪽에 위치결정되고, 마개 구조물 또는 상단(218)은 그 후 로드(221)에 대해 편향시키거나 밀기 위해서 암(272, 274) 사이로 삽입, 전진된다. 섕크 상단면(242)은 그것이 섕크(204)와 수용기(210) 사이에 어떠한 회전도가 존재할지라도 대략적으로 동일한 양으로 대략적으로 동일하게 채널(276)로 위로 연장되도록 둥글게 되어 있으므로 그리고 상단면(242)은 U자 형상의 채널(276)로 위로 연장되도록 크기가 정해지므로, 마개 구조물(218)이 로드(221)로 아래로 편향될 때, 상단면(242)은 로드(221)에 의해 맞물리고 수용기(210)의 베이스(270)를 향하여 아래쪽으로 밀어진다. 섕크(204)에 가해지는 하방으로 압력은 결국 리테이너 구조물(212)을 수용기 안착면(302)을 향하여 아래로 가압하고, 리테이너 면(326)은 수용기 안착면(302)과 마찰식으로 맞물림된다. 마개 구조물(218)이 로드(221)에 대해 누름에 따라, 로드(221)는 섕크에 대해 누른다. 이제 섕크(204)에 단단히 부착되는 리테이너 구조물(212)은 결국 하방으로 가압되고 수용기(210)에 마찰에 의해 단단히 부착되게 되므로, 섕크 본체(206)를 수용기(210) 및 로드(221)에 대해 원하는 각도상 구성으로 고정한다.

조립체(201) 및 연관된 로드(221)와 마개 구조물(218)의 제거가 필요하다면, 구멍(366)과 정합하고 마개 구조물(218)을 회전시키고 수용기(210)에서 그것의 전진을 반전시키도록 반시계방향으로 돌리는 Torx 렌치 유형의 구동 공구(도시 생략)를 사용함으로써 분해가 달성된다. 그러면, 조립체(201)의 분해는 본원에서 앞서 기술한 조립 절차와 역순으로 달성된다.

도 18a 내지 도 24b는 수용기, 부싱, 섕크 및 리테이너 구조물을 포함하는 4 개의 요소를 갖는 다축성 뼈 나사 조립체(400)의 다른 실시예를 나타낸다. 도 18a 와 도 18b는 4 개의 요소를 조립하기 이전의 다축성 뼈 나사 조립체의 수용기(410), 부싱(440), 섕크(404) 및 리테이너 구조물(412)의 분해도이다.

도 18a에 나타낸 것처럼, 일 실시예에서, 수용기(410)는, 비록 그것이 솔리드 원통이 아닐지라도, 일반적으로 원통형 형상의 프로파일을 가진다. 수용기(410)는 상부(401), 중간부(402) 및 하부(403)를 포함한다. 제 1 축선(419)은 상부 및 하부 사이에 나타나 있다. 수용기는 상부에 제 1 개구(423)를, 하부에 제 2 개구(426)를 포함한다. 제 1 개구(423)와 제 2 개구(426)는 수용기(410)를 통하여 제 1 축선(419)과 동축으로 뻗어있는 보어의 상단 및 바닥 단부를 형성한다. 다른 실시예에서, 수용기(410)는 수용기(10, 210)에 대해 위에서 논의한 하나 이상의 특징들을 포함할 수 있다.

나타낸 실시예에서, 상부(401)는 2 개의 이격된 직립 암(428)을 포함하고, 암 각각은 내부 스레드가 있고 그 사이에 간극(429)을 형성한다. 스레드가 암(428)에 나타나 있지 않지만, 암의 내부 스레드는 나선형으로 감긴 스레드, V 형상의 스레드, 톱니 스레드, 리버스 앵글 스레드 또는 암(428) 사이에서 마개 상단(18, 도시 생략)과 같은 마개 상단을 안내하기 위한 그 밖의 다른 스레드와 같은 구조물을 포함한다. 일부 실시예에서, 스레드는 본원에서 전부 참조로 포함된 출원인의 미국 특허 6,726,689에 기술한 바와 같이 다른 면들과 연동할 수 있는 나선형으로 감긴 형태를 포함할 수 있다. 암(428)의 상단은 수용기의 상단에 제 1 개구(423)를 형성한다. 일부 실시예에서 하나의 암은 다른 암과 다르게 크기와 형상이 정해질 수 있을지라도 암(428)은 일반적으로 대칭형이고 유사한 형상으로 이루어진다. 암의 내부 스레드는 원통의 세그먼트를 형성하는 일반적으로 원통형 내부 벽 형상을 형성한다. 수용기(410)의 상부(401)는 원통형 형상을 포함하지만, 상부(401)에 형성된 원통은 암(428) 사이에 형성된 간극(429) 때문에 연속 솔리드가 아니다. 그럼에도 불구하고, 상부(401)는 암(428)의 내부 벽과 제 1 축선(419)의 지점 사이에 최단거리와 동일한 반경을 갖는 원통형 본체를 포함한다.

일부 실시예에서, 수용기(410)의 상부(401)는 제 1 축선을 가로지르는 제 2 축선(436)을 따라 연장되는 한 쌍의 U자 형상의 채널(432)을 포함한다. U자 형상의 채널(432)은 기다란 로드 또는 종방향 부재(21)와 같은 로드 부재를 수용하도록 되어 있다(도시 생략). 로드 부재는 그것이 U자 형상의 채널(432)의 바닥부(433)에 놓일 때까지 제 1 개구(423) 내 그리고 간극(429)을 통하여 아래로 전달될 수 있다. 대안적으로, 아래에 기술한 대로, 로드 부재는 부싱(440)에 놓일 수 있다. 일부 실시예에서, U자 형상의 채널(432)은 로드 부재를 편안하게 수용할 수 있도록 로드 부재와 실질적으로 동일한 반경을 가지지만, 다른 실시예에서, U자 형상의 채널은 약간 더 큰 반경을 가질 수 있다. U자 형상의 채널(432)에 삽입될 때 로드 부재의 상단은 수용기의 암(428)에 형성된 내부 스레드 아래에 있을 수 있다.

수용기(410)의 중간부(402)는 암(428) 아래에서 상단부(401) 하부에 위치한다. 일부 실시예에서, 중간부(402)는 수용기의 상단부(401)에 대해 형성된 연속 내부 리세스(445, 도 22에 가장 잘 나타남)를 포함한다. 일부 실시예에서, 내부 리세스(445)는 수용기의 상단부(401)에서 내부 스레드에 의해 형성된 원통형 형상의 반경보다 큰 반경을 갖는 연속 원통을 형성하는 실질적으로 원통형 내부 벽(434)을 포함한다. 내부 리세스(445)는 부싱(440)의 돌기(459)를 수용하도록 크기와 형상이 정해진다(후에 설명됨). 일부 실시예에서, 내부 리세스(445)는 직사각형의 형상일 수 있고 연속 원통을 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 내부 리세스(445)는 원통을 형성하지 않는 둥글게 된 리세스를 포함할 수 있다.

수용기(410)의 하부(403)는 중간부(401) 하부에 위치한다. 일부 실시예에서, 하부(403)는 내부에 내부 공동(418)이 형성된 제한 넥(417)을 포함한다. 내부 공동은 도 20에 나타낸 것처럼 제한 넥(417)의 내부에서 연속 원통형 마찰 벽(439) 및 형상 벽(449)에 의해 형성된다. 연속 마찰 벽(439)은 중간부(402)의 내부 벽(434) 아래에 형성되고 리세스(445)의 반경보다 작은 반경을 가지고, 상부(401)에 의해 형성된 원통과 실질적으로 유사한 반경을 가질 수 있다. 연속 마찰 벽(439)은 제한 넥(417)의 형상 벽(449)으로 천이한다. 일 실시예에서, 형상 벽은 안쪽으로 테이퍼링되고 연속 마찰 벽(439)에 의해 형성된 원통보다 작은 단면 반경을 갖는 역원뿔형 면을 형성한다. 일부 실시예에서, 형상 벽(449)의 내부는 둥글게 되어있다.

수용기(410)의 하부(403)는 또한 제 2 개구(426)를 포함하는데, 이것은 중심 절개부로서 역할을 하는데 이 절개부를 통하여 섕크(404)의 헤드부(467)가 위로 삽입되거나 하부 로딩될 수 있다. 일부 실시예에서, 수용기(410)의 제 2 개구(426)를 통하여 삽입하기 이전에, 섕크(404)는 수용기의 종방향 축선(419)과 동축으로 정렬되어 유지되지만, 다른 실시예에서, 섕크(404)는 수용기(410)의 종방향 축선(419)에 대해 1° 내지 90°또는 25°내지 70°와 같은 각도로 유지된다. 섕크(404)는 제 2 개구(426)를 통하여 수직으로 삽입될 수 있다. 제 2 개구(426)의 컷어웨이부(438, 도 18b 및 도 20에 나타남)를 사용해, 섕크는 각지게 될 수 있고(아직 각지지 않았을 때) 또는 보다 정확하게 섕크(404)가 0°내지 60°, 보다 바람직하게는 약 45°의 각도로 정렬되도록 각지게 될 수 있어서(이미 각졌을 때), 섕크(404)의 헤드부(467)는 수용기(410)의 내부에 대해(예컨대, 마찰 벽(439)에 대해) 견고하게 놓여진다. 일부 실시예에서, 도 20에 나타낸 것처럼, 섕크의 헤드부(467)는 마찰 벽(439)과 제한 넥(417)의 형상 벽(449) 양자와 견고히 접촉하게 배치될 수 있다. 섕크(404)가 수용기(410) 내부에서 알맞게 각질 때, 리테이너 구조물(412)은 구형 볼(도 22에 도시됨)을 형성하도록 섕크(404)의 헤드(467)와 정합하도록 수용기(410)를 통하여 아래쪽으로 놓여지거나 상부 로딩될 수 있다.

일 실시예에서, 제한 넥(417) 및 수용기(410)는 섕크(404)가 수용기의 상단을 통하여 아래쪽으로 놓여지거나 상부 로딩되는 것을 방지하도록 크기 및/또는 형상이 정해진다. 예를 들어, 일 실시예에서, 섕크(404)가 수용기(410)에서 아래로 놓일 때, 섕크(404)의 샤프트(461)의 바닥부가 제한 넥(417)의 일부와 접촉하고 그것을 통하여 끼워지지 않도록 제한 넥(417)의 크기가 정해질 수 있다. 섕크(404)가 수용기(410)를 통하여 상부 로딩될 수 없도록 수용기(410) 내부 벽의 기하학적 구조는 또한 섕크(404)가 각지게 되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 섕크(404)는 상부 로딩 또는 하부 로딩 방식으로 수용기(410)를 통하여 단지 진입할 수 있다. 일부 실시예에서, 섕크(404)는 그것이 상단으로부터 로딩되는 것을 방지하는 스레드를 가질 것이다. 다른 실시예에서, 섕크(404)의 상부 헤드부(467)는 수용기(410)를 간섭하여서 섕크가 상단에서 로딩되는 것을 방지할 것이다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 수용기(410)는 섕크(404)가 수용기(410)의 상단을 통하여 놓여지는 것을 방지하는 돌출 핀을 포함할 수 있다. 돌출 핀이 섕크(404)가 상부 로딩되는 것을 방지할 수 있지만, 부싱은 수용기(410)와 부싱(440) 사이에 어떠한 간섭도 방지할 수 있는 슬롯을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 수용기 스레드의 내부 직경은 더 작게 만들어질 수 있어서 섕크(404)가 상부 로딩되는 것을 방지한다.

일부 실시예에서, 부싱(440)은 상부면(443)과 하부 둥근 면(451)을 포함한다. 상부면(443)은 로드 부재를 수용하기 위한 시트(447)를 포함한다. 일 실시예에서 부싱(440)의 시트(447)는 수용기(410)의 U자 형상의 채널(432)의 바닥면의 형상 및 크기와 일치하여서, 두 부재는 로드 부재가 시트(447) 및 U자 형상의 채널(432)의 바닥면으로 전달될 수 있게 허용하도록 정렬될 수 있다. 부싱(440)은 하부, 내부 둥근 면(451)을 더 포함한다. 일 실시예에서, 둥근 면(451)은 구형이고 섕크의 상부를 리테이너 구조물과 결합함으로써 형성된 구형면과 실질적으로 유사한 반경을 포함한다. 일부 실시예에서, 부싱(440)과 섕크(404)의 상부 헤드부(467)의 조립체와 리테이너 구조물(412)은 볼 조인트를 형성한다(도 22에 도시됨). 게다가, 부싱(440)은 한 쌍의 바깥쪽으로 연장 돌기(459)를 추가로 포함한다. 일부 실시예에서, 이 돌기(459)는 수용기(410)의 리세스(445)로 끼워지도록 크기와 형상이 정해진다. 일부 실시예에서, 돌기(459)는 원통형의 볼록한 외부면으로 둥글게 된다. 일부 실시예에서, 돌기(459)는 수용기(410)의 리세스(445)로 끼워지도록 나선형으로 감긴 돌기 또는 스플라인을 포함한다. 본 기술분야의 당업자는, 돌기(459)가 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다는 것을 인식할 것이다.

일부 실시예에서, 부싱(440)은 본원에서 전부 참조로 포함되는 미국 특허 제 7,377,923호 및 미국 특허 출원 제 12/290,244호에 기술되거나 포함되는 부싱 중 하나를 포함하거나 하나 이상의 부싱 요소를 통합할 수 있다.

섕크(404, 예컨대, 육경(pedicle), 장골(ilium) 또는 천골(sacrum)로 사용될 수 있음)는 스레드식 샤프트(461)와 상부 헤드부(467)를 포함한다. 샤프트(461)는 기다랗고, 다축성 뼈 나사의 조립을 완료한 후 뼈로 이식가능한 팁(28, 도시 생략)과 같은 팁에서 끝나는 하부 본체를 가진다. 샤프트(461)는 나선형으로 감긴 뼈 이식가능한 스레드(24, 224)와 같은 샤프트로부터 반경 방향으로 바깥쪽으로 연장되는 다수의 나선형으로 감긴 스레드를 포함한다(도시 생략). 상부 헤드부(467)는 정합 세그먼트(476)에 근접한 제 1 외부 부분 구형면(472)을 포함한다. 일 실시예에서 상부 헤드부(467)는 후드로 가려져 있는데, 샤프트(461)의 최상부에서 출발해 후드는 나사의 종방향 축선으로부터 이격되는 제 1 방향으로 가로지르게 연장되고 그 후 정합 세그먼트(476)를 형성하는 언더컷부 위에 오버행(overhang)을 형성하도록 반대의 제 2 방향으로 만곡된다. 일 실시예에서 정합 세그먼트(476)는 언더컷부의 가운데를 따라 연장되는 제 1 맞물림 벽(478) 및, 제 1 방향으로 제 1 맞물림 벽(478)의 측방향 측면에서 연장되는 한 쌍의 리세스(480)를 포함한다(도 18a에 도시됨). 리세스(480)는 맞물림 벽(478)에 대해 내향 경사면을 포함한다. 일 실시예에서 맞물림 벽(478)은 일치하는 볼록면을 수용할 수 있는 일반적으로 볼록면을 포함한다. 일부 실시예에서, 맞물림 벽은 볼록하고 볼록면과 일치될 수 있다. 일반적으로, 맞물림 벽(478)의 면이 평탄하고 유사 평탄 면과 정합되지만, 일부 실시예에서, 면은 맞물림 벽(478)과 다른 면 사이에 마찰식으로 정합을 증가시키도록 러프닝될 수 있다.

일 실시예에서 리테이너 구조물(412)은 제 2 부분 구형 외부(493), 제 2 맞물림 벽(497) 및, 한 쌍의 돌기(495)를 포함한다. 돌기(495)는, 일 실시예에서 볼록면을 포함하는, 제 2 맞물림 벽(497)의 각 측면에서 연장된다. 리테이너 구조물(412)이 섕크(404)와 제자리에 잠금 또는 스냅 끼움될 때 섕크(404)의 한쌍의 리세스(480)와 정합하도록 돌기(495)는 크기와 형상이 정해진다. 리테이너 구조물(412)과 섕크(404)의 상부 헤드부(467)의 잠금은 또한 제 1 맞물림 벽(478)의 오목면과 제 2 맞물림 벽(497)의 볼록면간 끼움 접촉을 유발한다. 함께 잠금될 때, 리테이너 구조물(412)과 섕크(404)는 부싱(440)의 하부 내부 둥근 면(451)과 맞물릴 수 있는 큰 구를 형성한다.

섕크(404)와 리테이너 구조물(412)은 잠금 또는 스냅 끼움에 의해서뿐만 아니라 면 사이의 마찰력에 의해서 제자리에 유지된다. 마찰력은 또한 나사 조립 중 요소들 사이에 존재한다. 도 19a 및 도 19b는 조립 중 마찰 구역(496, 498)을 도시한 부분적으로 조립된 다축성 뼈 나사 조립체의 측면도 및 상면도이다.

도 19a는 일 실시예에 따른 부분적으로 조립된 다축성 뼈 나사 조립체의 측면도를 도시하는데, 섕크(404)는 수용기(410)의 베이스에서 공동(418)을 통하여 업 로딩되었다. 도 19a는 섕크(404)와 정합하기 이전의 수용기(410)를 통하여 아래로 전달되거나 상부 로딩된 리테이너 구조물(412)을 도시한다. 섕크의 상부 헤드부(467)는 연속 마찰 벽(439) 및 형상 벽(449)과 접촉하고 리테이너 구조물(412)과 수용 및 잠금될 준비가 되어 있다. 수용기(410)를 통하여 하부 로딩된 섕크(404)와 달리, 리테이너 구조물(412)은 수용기(410)의 상부면을 통하여 상부 로딩된다. 도 19a에 나타낸 것처럼, 리테이너 구조물(412)이 수용기(410)의 내부 벽(434)과 마찰식으로 접촉하는 리테이너 구조물(412)은 처음에 수용기(410) 아래로 전달된다. 리테이너 구조물(412)과 내부 벽(434) 사이의 접촉은 조립 중 도 19a에 나타낸 여러 개의 마찰 구역(496)을 생성한다. 마찰 구역(496)은 수용기의 내부 벽과 리테이너 구조물의 미끄럼을 방지함으로써 조립 중 리테이너 구조물(412)에 대해 더 큰 제어를 제공한다. 게다가, 조립 중, 리테이너 구조물을 섕크에 대해 밀 때 마찰 구역(498, 도 19b에 나타냄)은 수용기(410)의 내부 벽에 대해 섕크(404)의 상부 헤드부(467) 사이에 형성된다. 마찰 구역(498)은 섕크(404)에 대해 더 큰 제어를 제공하고, 리테이너 구조물(412)은 섕크와 정합하도록 전달된다. 일부 실시예에서, 리테이너 구조물(412)과 내부 벽(434) 사이의 마찰력이 유지되고, 리테이너 구조물(412)이 맞물림 프로세스 중 빠지거나 제거되지 않게 하는데 돕도록 리테이너 구조물(412)은 섕크(404)의 헤드부(467)와 맞물림 프로세스에 있다.

이제, 다축성 뼈 나사 조립 방법이 도 20, 도 21, 도 22 및 도 23을 참조하여 설명된다. 일 실시예에서, 방법은 수용기를 제공하는 단계, 수용기의 바닥을 통하여 위로 섕크를 삽입하는 단계, 수용기의 상단을 통하여 아래로 리테이너 구조물을 전달하는 단계, 구형 볼 부재를 형성하도록 리테이너 구조물과 섕크를 잠금하는 단계 및, 구형 볼 조인트를 형성하도록 상단부와 접촉하게 수용기의 상단을 통하여 아래로 부싱을 전달하는 단계를 포함한다. 그 후, 완성된 뼈 나사 조립체는 뼈에 전달되어 앵커링될 수 있는데, 뼈는 로드 부재와 같은 고정 요소를 수용할 수 있다.

도 20은 수용기(410), 섕크(404) 및 리테이너 구조물(412)을 포함하는 부분적으로 조립된 다축성 뼈 나사 조립체의 부분 단면도이다. 수용기(410)를 제공한 후, 섕크(404)의 상부 헤드부(467)가 연속 마찰 벽(439) 및 형상 벽(449)과 충분한 접촉을 하도록 섕크(404)는 수용기(410)의 베이스를 통하여 상부 로딩된다. 이것은 섕크(404)가 하부 로딩되는 각도에 따라 약간의 비틀림 또는 회전을 요구할 수 있다. 도 20에 나타낸 것처럼, 둥근 상부 헤드부(467)는 마찰 벽(439) 및 형상 벽(449)과 견고한 접촉을 할 수 있다. 그 후, 리테이너 구조물(412)은 수용기(410)의 상단에서 제 1 개구(423)를 통하여 아래로 전달되거나 상부 로딩된다. 리테이너 구조물(412)은 섕크(404)의 상부 헤드부(467)와 접촉하고 그 후 구형 볼 부재를 형성하도록 제자리에 잠금 또는 스냅 끼움된다. 일단 리테이너 구조물(412)과 섕크(404)가 제자리에 잠금되고 나면, 도 21에 나타낸 것처럼 부싱(440)은 수용기의 상단을 통하여 아래로 전달될 수 있다.

도 21은 수용기(410)로 부싱(440)을 아래로 전달한 후 다축성 뼈 나사 조립체의 측면도이다. 일부 실시예에서, 처음에, 부싱(440)은 그것의 쌍을 이룬 바깥쪽으로 연장 돌기(459)가 수용기(410)의 암(428)에 의해 형성된 간극(429)을 마주보도록 배향된다. 그 후, 부싱은 그것의 하부 내부 둥근 면(451)이 섕크(404)와 리테이너 구조물(412)에 의해 형성된 구형 볼 부재에 견고하게 놓일 때까지 수용기(410)의 상단을 통하여 간극(429)을 지나 아래로 슬라이딩하여 놓인다.

일단 부싱(440)이 그것의 내부 둥근 면(451)이 섕크(404)와 리테이너 구조물(412)에 의해 형성된 면에 배치되도록 놓여지고 나면, 부싱(440)은 그것의 돌기(459)가 리세스(445) 안으로 수용될 때까지 회전될 수 있다. 돌기(459)를 리세스(445)로 끼우기 위해서, 일부 실시예에서, 부싱(440)은 45°내지 90°로 회전되어서, 도 22에 나타낸 것처럼 부싱(440)을 수용기(410)에 고정한다. 그 후, 부싱(440)은 기구 또는 손가락을 사용해 수동으로 또는 고정 장치(fixture)를 사용해 자동으로 제자리로 회전될 수 있다. 일부 실시예에서, 고정 장치는 수용기를 단단히 유지하는 수용기(410)에 대해 유지되는 기구를 포함할 수 있어서, 부싱이 회전될 때, 수용기는 이동하지 않는다. 일부 실시예에서, 부싱이 제자리로 회전될 때 나사 본체의 내부 벽과 간섭 끼움을 야기할 부싱(440)의 외부벽에서 돌기(459) 이외에 부싱(440)은 하나 이상의 추가 돌기를 포함할 수 있다. 추가 돌기는 정상 로딩 조건하에서 부싱(440)이 회전하지 못하도록 보조할 수 있다.

도 22는 수용기(410), 정합된 섕크(404)와 리테이너 구조물(412)에 의해 형성된 구형 볼 부재, 부싱(440)을 포함하는 완전히 조립된 다축성 뼈 나사 조립체의 단면도이다. 부싱의 돌기(459)의 수용기의 리세스(445)로 끼워지도록 부싱은 약 90도로 회전하였다. 도 22에 나타낸 것처럼, 구형 볼 조인트는 수용기(410)의 하부의 형상 벽(449)에 놓이고 다축 회전 및 각도형성(angulation)할 수 있다. 각도형성 정도는 변할 수 있지만, 일부 실시예에서, 구형 볼 조인트는 많은 다른 방향으로 각도형성(예컨대, 1°내지 90°) 할 수 있다.

도 23은 완전히 조립된 다축성 뼈 나사 조립체의 상면도이다. 위에서 알 수 있듯이, 리테이너 구조물(412)과 정합된 섕크(404)의 상부 헤드부(467)에 의해 형성된 구형 볼 부재는 반구형으로 보인다. 상면도로부터, 부싱 그 자체가 수용기(410)에 의해 고정되어 있는 동안 구형 볼 부재는 부싱(440)에 의해 고정되는 것을 보는 것이 용이하다. 각각의 추후 요소로, 다축성 뼈 나사 조립체는 분해에 대해 더욱더 안전하게 된다.

일부 실시예에서, 뼈 나사 조립체를 조립하기 위해서, 먼저 섕크(404)는 수용기(410)의 바닥으로부터 수용기(410) 안으로 삽입된다. 추후, 리테이너 구조물(412)은 수용기(410)의 상부로부터 수용기(410) 안으로 슬라이딩되고 볼 부재를 형성하도록 섕크(404)의 상부 헤드부(467)와 정합된다. 다음에, 부싱(440)은 섕크(404)와 리테이너(412)에 의해 형성된 구형 볼에 대해 수용기(410)의 상단으로 슬라이딩된다. 조립된 섕크(404), 리테이너 구조물(412) 및 수용기(410)는 그 후 육경과 같은 뼈 부재로 전달되어 삽입될 수 있다. 그 후에, 로드 또는 기다란 부재는 뼈 나사 조립체와 결합되도록 전달될 수 있다. 예를 들어, 로드는 제 1 개구(423)를 통하여 U자 형상의 채널(432)로 삽입될 수 있다. 일부 실시예에서, 캡 나사 또는 마개 부재는 로드에 하방으로 압축력을 가하기 위해서 수용기(410)로 하방으로 삽입될 수 있다. 로드에 작용하는 캡 나사의 힘은 압축력에 의해 고정된 각도로 섕크(404)를 잠금하도록 볼 조인트로 전할 수 있다.

다축성 뼈 나사 조립체를 조립하고 조립체를 뼈 부재로 삽입한 후, 로드 부재는 제 1 개구(423)를 통하여, 간극(429)을 지나 수용기(410) 하부로 전달될 수 있다. 일부 실시예에서, 일단 로드 부재가 수용기(410)를 통하여 아래로 전달되고 나면, 로드 부재는 단지 부싱(440)의 시트(447) 또는 U자 형상의 채널(30)의 바닥부(433)에 놓일 것이고, 다른 실시예에서, 로드 부재는 부싱(440)의 시트(447)와 U자 형상의 채널(432)의 바닥부(433) 양자에 놓일 수 있다. 수용기(410)의 암(428)이 내부 스레드(예컨대, 캡 나사의 외부 스레드와 정합용)를 포함하는 실시예에서, 로드 부재의 상단은 바람직하게 가장 낮은 내부 스레드 부재의 바닥 아래에 놓인다. 일부 실시예에서, 로드 부재는 직사각형이나 원통형 기다란 구조물, 또는 척추 수술에 이용되는 임의의 다양한 임플란트를 포함할 수 있다. 일반적으로, 로드 부재는 균일한 직경을 가지고 일반적으로 평탄한 면을 가진다. 로드 부재는 금속, 금속 합금, 또는 플라스틱 폴리머, 폴리우레탄 및 복합물을 포함한 다른 적합한 재료로 만들 수 있다.

로드 부재를 전달한 후, 캡 나사 또는 마개 상단은 U자 형상의 채널(432)의 상단을 덮도록 제 1 개구(423) 하부로 전달될 수 있다. 마개 상단은 암(428)의 내부 스레드와 정합할 수 있는 외부 스레드를 갖는 원통형 부재를 포함할 수 있다. 마개 상단은 암(428) 사이에서 회전될 수 있고 수용기(410)의 상단을 통하여 아래로 전달될 수 있다. 일부 실시예에서, 마개 상단은 로드 부재의 상부면과 접촉하고, 로드 부재와 부싱(447)의 시트와 U자 형상의 채널(432)의 바닥부(433) 사이에 마찰력을 생성하도록 로드 부재에 하방으로 압력을 가한다. 따라서, 마개 상단은 수용기(410)의 종방향 축선(419)에 대해 고정된 각도로 섕크(404)를 잠금하는 하방으로 압축력을 제공한다.

일부 실시예에서, 평면상의 하부 로딩된 뼈 나사는 수용기의 내부를 변경함으로써 제공될 수 있다(도 24b에 가장 잘 나타남). 일부 실시예에서, 수용기(410)의 내부는 구형 절개 단면을 대체하고 그것을 직사각형 또는 각진 절개부로 대체하도록 변경될 수 있다. 예컨대, 뼈 나사의 운동을 일 평면에 제한하는 2 개의 벽이 있는, 직사각형 형상을 갖는 슬롯을 제공함으로써, 뼈 나사의 이동은 단일 평면으로 제한될 수 있다.

일부 실시예에서, 놓여진 부싱(412)과 섕크(404) 사이의 마찰 본드를 제거함으로써 뼈 나사 조립체를 분해 가능하다. 놓여진 부싱(412)과 섕크(404) 사이의 마찰 본드를 제거하는 여러 방식이 기술된다. 일부 실시예에서, 임의의 형상의 홀(hole) 특징부는 부싱(440)과 섕크(404) 사이의 맞물림 해제를 용이하게 하도록 외부 기구가 부싱과 맞물릴 수 있도록 허용할 부싱(440)에 제공될 수 있다. 기구가 홀을 통하여 연장되어 부싱(440)의 상단부를 누를 수 있어서, 부싱(440)과 섕크(404) 사이에 마찰을 감소시키는 클립 역할을 하도록 홀은 수용기의 외부에 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 기구가 섕크로부터 부싱을 제거하도록 수용기(410)의 내부를 통하여 진입하도록 홀은 수용기(410)의 내부 벽에 배치될 수 있다. 그러면, 기구는 마찰을 감소시키도록 섕크(404)에서 이격되게 부싱(440)을 당길 수 있다. 다른 실시예에서, 부싱 시트(447)의 형상을 갖는 제 1 기구가 제공될 수 있다. 제 1 기구가 부싱을 90°만큼 회전시키는데 사용되는 동안, 수용기(410)를 단단히 유지하는 제 2 기구가 제공될 수 있어서, 조립 프로세스를 반전시켜 조립체로부터 부싱(440)을 맞물림 해제시킨다. 따라서, 전술한 분해 방법을 사용해, 섕크(404)의 가변 각도상 능력을 복원하는 것이 가능하다.

도 24a와 도 24b는, 내부 스레드(502), 스레드 릴리프(538), 개구 또는 홀(508), 쇼울더(514), 립(516), 그루브(521), 로드 릴리프 플랫(534) 및 바닥 곡면(540)을 포함하는 부가적인 드러난 특징부들을 포함하는 수용기(510)의 다른 실시예의 제 1 및 제 2 사시도를 도시한다. 이런 드러난 특징부들은 수술 절차 중 기구에 의한 그리핑 및/또는 수용기(510)에 대한 섕크(404)의 각도형성의 용이성에 유용할 수 있다. 예를 들어, 홀(508), 쇼울더(514) 및 그루브(521)는 기구 인터페이스로서 역할을 할 수 있다. 로드 리듀서(rod reducer)와 같은 기구는 하나 이상의 기구 인터페이스에서 수용기(510)에 부착하는데 사용될 수 있다. 기구는 적합한 방식(예컨대, 슬라이딩 또는 그리핑)으로 수용기(10)의 하나 이상의 드러난 특징부들과 정합하는 정합 가능한 면을 포함할 수 있다.

도 24a와 도 24b에 나타낸 것처럼, 수용기(510)는 내부 스레드(502)를 갖는 암을 포함한다. 암의 내부 스레드(502)는 나선형으로 감긴 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예는 V-형상 스레드, 톱니 스레드, 리버스 앵글 스레드 또는 그 밖의 다른 스레드형 구조물을 포함한다. 스레드는 암 사이에서 안내될 수 있는 마개 상단(도시 생략)의 외부 스레드와 같은 다른 상보적 스레드면과 결합할 수 있다. 내부 스레드(502) 아래에 스레드 릴리프(538)가 있다(도 24a에 나타남). 스레드 릴리프(538)는 안착면(533)에 대해 위, 스레드(502) 아래에 위치한 레지 부재를 포함한다. 스레드 릴리프는, 안착면(533) 및/또는 부싱 시트에 놓인 로드가 가장 낮은 스레드 부재에 완전히 아래에 있도록 보장하기 위해서, 스레드(502)를 안착면(533)으로부터 이격시키는 역할을 한다.

도 24a 및 도 24b는 또한 수용기(510) 측면의 개구 또는 홀(508)을 도시한다. 개구(508)는 돌출 부재 또는 만입부(indentor)를 갖는 하나 이상의 기구와 결합하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 기법에서, 수술 기구의 돌출 탭 부재는, 수술 기구를 수용기(510)와 정합하도록 홀(508) 내부에 수용될 수 있다. 도 24a 및 도 24b는 수용기(510)의 일측에 단일 홀(508)을 도시하지만, 수용기(510)는 수용기의 반대측에 제 2 홀(도시 생략)을 또한 포함할 수 있고, 그러나 단일 홀(508)을 갖는 수용기를 갖는 것이 가능하다. 다른 실시예에서, 다수의 수용 또는 결합 영역을 제공하도록 복수의 홀(508)이 수용기 면 둘레에 제공될 수 있다.

수용기(510)는 립(516) 아래에 위치한 쇼울더(514)를 또한 포함한다. 쇼울더(514)는 각각의 암(528)에 트랙 특징부를 형성한다. 일부 실시예에서, 돌출 부재를 갖는 기구는 쇼울더(514)의 면과 슬라이딩 맞물림 및 정합할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 하나 이상의 돌기를 갖는 로드 리듀서는 쇼울더(514)와 슬라이딩 맞물림 및 정합할 수 있다. 로드 리듀서는 슬리브 아래로 전달될 수 있고 그것의 돌출 세그먼트가 쇼울더(514) 내에 배치되어서 로드 리듀서와 수용기(510) 사이에 확실한 부착을 제공하도록 회전될 수 있다. 도 24a 및 도 24b에 나타낸 것처럼, 일부 실시예에서, 쇼울더(514)는 수용기의 일측에서 U자 형상의 채널(532)과 인접한 암(528)의 일 가장자리로부터 수용기(510)의 타측에서 U자 형상의 채널(532)과 인접한 암(528)의 제 2 가장자리까지 연장된다. 다른 실시예에서, 쇼울더(514)는 일 가장자리에서 다른 가장자리로 암(528)의 전체 면을 가로질러 연장될 필요는 없다. 예를 들어, 쇼울더(514)의 일 단부는 암(528)의 중간에서 시작할 수 있고 암(528)의 가장자리로 이어질 수 있다.

수용기는 U자 형상의 채널(532) 아래에 위치한 언더컷 구역 또는 그루브(521)를 포함한다. 그루브(521)는 기구를 위한 외부 파지면으로서 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 그리핑 부재를 갖는 기구는 그루브(521)에서 수용기(50)를 파지할 수 있다. 일부 실시예에서, 그루브(521)는 기구의 돌출 세그먼트를 수용하기 위한 천장(523, 도 24b에 도시)을 갖는 유입구를 포함한다.

일부 실시예에서, 수용기는 암(528)의 가장자리를 따라 위치한 로드 릴리프 플랫(flat)(534)을 포함할 수 있다. 로드 릴리프 플랫(534)은 수용기(510)의 상단을 향하여 안쪽으로 비스듬히 놓인 외부면이다. 수용기(510)의 측면에서 플랫(534)의 내향각 때문에, 로드 배치를 위한 안착면(533)은 수용기 측면의 가장 멀리 돌출한 면(536)으로부터 안쪽 위치에 배치된다. 로드가 안착면 너머로 연장되도록 로드가 안착면(533)에 배치될 때, 안착면(533)의 내향 위치(안쪽으로 비스듬히 놓인 로드 릴리프 플랫(534)에 의해 야기됨)는 수용기 면 너머로 연장되는 로드 부분이 차지하는 공간을 최소화하도록 돕는다. 예를 들어, 로드 부재가 안착면(533) 너머로 연장될 때에도, 로드 부재가 수용기 측면에서 가장 멀리 돌출한 면(536) 너머로 연장되지 않는 것이 가능하다.

일부 실시예에서, 수용기는 바닥 곡면(540)을 또한 포함한다. 바닥 곡면(540)은 수용기(510)의 얇은 내향 곡선형 단면이다. 곡면(540)의 바닥은 수용기(510)의 베이스에서 만난다. 바닥 곡면(540)은 그것이 수용기(510) 내부에 위치결정될 때 구형 볼 연결부(섕크(404)와 리테이너 구조물(412)의 접합에 의해 형성)를 수용한다. 바닥 곡면(540)은 특정 각도로 구형 볼 연결부를 잠금하기 이전의 구형 볼 연결부의 최대 각도형성을 제공한다.

본 발명의 임의의 형태가 본원에 도시되고 설명되었지만, 설명되고 나타낸 부품의 특정한 형태 또는 배치에 국한되지 않는다는 것을 이해할 것이다.

Claims (15)

1. 다축성 뼈 나사 조립체로서,
   (a) 뼈에 고정하기 위한 본체 및 상부 헤드부를 갖는 섕크로서, 상부 헤드부가 정합(mating) 세그먼트 및 제 1 부분 구면을 갖는 섕크;
   (b) 상기 상부 헤드부의 정합 세그먼트와 정합할 수 있고, 정합될 때 제 1 및 제 2 부분 구면이 구형 볼 부재를 형성하도록 제 2 부분 구면을 갖는 리테이너 구조물;
   (c) 개방 채널을 형성하고, 공동을 부분적으로 형성하는 안착면을 구비한 베이스를 갖는 수용기로서, 상기 안착면은 상기 구형 볼 부재와 맞물리도록 크기와 형상이 정해지고, 상기 개방 채널은 공동과 연통하고, 상기 공동은 섕크의 상부 헤드부를 수용하도록 크기와 형상이 정해진 개구를 통하여 베이스의 외부와 연통하는 수용기; 및
   (d) 상기 개방 채널 및 공동 내에 끼워지도록 크기와 형상이 정해지고, 구형 볼 부재와 맞물릴 수 있는 하부 둥근 면을 갖는 부싱을 포함하는,
   다축성 뼈 나사 조립체.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 섕크의 정합 세그먼트는 한 쌍의 리세스 및 제 1 맞물림 벽을 포함하는,
   다축성 뼈 나사 조립체.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 리테이너 구조물은 한 쌍의 돌기 및 제 2 맞물림 벽을 더 포함하는,
   다축성 뼈 나사 조립체.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 섕크의 한 쌍의 리세스는 리테이너 구조물의 한 쌍의 돌기와 정합할 수 있고, 상기 섕크의 제 1 맞물림 벽은 리테이너 구조물의 제 2 맞물림 벽과 정합할 수 있는,
   다축성 뼈 나사 조립체.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 리테이너는 공동에서 섕크 상부와의 조립을 위해 개방 채널을 통하여 수용기로 로딩되는,
   다축성 뼈 나사 조립체.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 수용기의 개방 채널과 맞물릴 수 있는 마개(closure) 상단을 더 포함하는,
   다축성 뼈 나사 조립체.
   
7. 다축성 뼈 나사 조립체로서,
   스레드식 샤프트 및 제 1 부분 구면을 구비한 상부 헤드부를 포함하는 섕크;
   상기 상부 헤드부와 정합할 수 있고, 상기 섕크와 정합될 때 제 1 및 제 2 부분 구면이 구형 볼 부재를 형성하도록 제 2 부분 구면을 갖는 리테이너 구조물;
   상부 및 하부를 가지고, 상부에 제 1 개구를 하부에 제 2 개구를 갖는 수용기로서, 상부는 각각 내부에 스레드를 갖는 2 개의 이격된 암을 포함하고 암 사이에 간극을 형성하고, 상부는 로드 부재를 수용하도록 구성된 제 1 축선을 가로지르는 제 2 축선을 따라 연장되는 U자 형상의 채널을 더 포함하고, 하부는 상기 구형 볼 부재와 맞물리도록 크기와 형상이 정해진 형상 벽을 갖는 수용기; 및
   하부 둥근 면을 구비한 부싱을 포함하고,
   상기 둥근 면은 섕크 및 리테이너 구조물에 의해 형성된 구형 볼 부재의 상부면과 맞물릴 수 있는,
   다축성 뼈 나사 조립체.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 섕크의 상부 헤드부는 한 쌍의 리세스 및 제 1 맞물림 벽을 구비한 정합 세그먼트를 더 포함하는,
   다축성 뼈 나사 조립체.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 리테이너 구조물은 한 쌍의 돌기 및 제 2 맞물림 벽을 더 포함하는,
   다축성 뼈 나사 조립체.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 정합 세그먼트의 한 쌍의 리세스는 리테이너 구조물의 한 쌍의 돌기와 정합할 수 있고, 상기 정합 세그먼트의 제 1 맞물림 벽은 리테이너 구조물의 제 2 맞물림 벽과 정합할 수 있는,
    다축성 뼈 나사 조립체.
    
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 리테이너는 공동에서 섕크 상부와 조립을 위해 개방 채널을 통하여 수용기로 로딩되는,
    다축성 뼈 나사 조립체.
    
12. 제 7 항에 있어서,
    상기 수용기의 개방 채널과 맞물릴 수 있는 마개 상단을 더 포함하는,
    다축성 뼈 나사 조립체.
    
13. 제 7 항에 있어서,
    상기 부싱은 바깥쪽으로 연장하는 한 쌍의 돌기를 더 포함하는,
    다축성 뼈 나사 조립체.
    
14. 제 7 항에 있어서,
    상기 수용기의 하부는 내부에 공동이 형성된 제한 넥을 더 포함하는,
    다축성 뼈 나사 조립체.
    
15. 가변각 척추 나사 조립체로서,
    상부(401), 중간부(402) 및 하부(403)를 가지고, 상부 및 하부 사이에 연장되는 제 1 축선(419)을 형성하는 하우징(410)으로서, 상기 하우징은 상부에 제 1 개구(423)를 가지고 하부에 제 2 개구(426)를 가지고, 상기 상부는 각각 내부에 스레드가 있는 2 개의 이격된 암(428)을 포함하고 암 사이에 간극(249)을 형성하고, 상부는 로드 부재를 수용하도록 구성된 제 1 축선을 가로지르는 제 2 축선(436)을 따라 연장되는 U자 형상의 채널(432)을 더 포함하고, 상기 하우징(410)의 하부(403)는 내부에 공동(418)이 형성된 제한 넥(417)을 포함하고, 상기 중간부(402)는 상기 2 개의 이격된 암(428) 아래에 그리고, 상기 제한 넥(417) 위에 실질적으로 원통형 내부 벽(434)을 포함하는 하우징;
    로드 부재를 수용하기 위한 시트(447)를 형성하는 상부면(443), 하부 둥근 면(451) 및 부싱의 대향하는 측면에 바깥쪽으로 연장하는 한 쌍의 돌기(459)를 포함하는 부싱(440)으로서, 돌기가 2 개의 이격된 암 사이의 간극을 통과하면서 상기 부싱(440)이 제 1 개구(423)를 통하여 하우징(410)으로 수용될 수 있고, 상기 돌기(459)는 부싱의 회전에 의하여 중간부의 실질적으로 원통형 내부 벽(434)과 맞물릴 수 있는, 부싱;
    스레드식 샤프트(461)와 상부 헤드부(467)를 포함하는 섕크(404)로서, 상기 상부 헤드부는 맞물림 벽(478)과 한 쌍의 리세스(480)를 구비한 정합 세그먼트(476)에 근접한 제 1 부분 구면(472)을 포함하며, 상기 섕크의 상부 헤드부는 하우징의 단지 제 2 개구(426)를 통하여 삽입될 수 있는, 섕크; 및
    한 쌍의 돌기(495)에 근접한 제 2 부분 구형부(493)를 포함하고, 하우징의 제 1 개구를 통하여 부싱을 삽입하기 이전에 하우징의 제 1 개구를 통하여 삽입할 수 있는 리테이너 구조물(412)을 포함하고,
    상기 하우징(410)으로 부싱(440)의 삽입시 부싱(440)의 하부 둥근 면(451)과 맞물릴 수 있는 구형 볼 조인트를 형성하도록 리테이너 구조물(412)이 하우징에 위치결정될 때 상기 한 쌍의 돌기(495)가 한 쌍의 리세스(480)와 정합할 수 있고 상기 제 2 부분 구형부가 하부 둥근 면(451)과 맞물릴 수 있는,
    가변각 척추 나사 조립체.
    

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