KR20130029725A - 확대된 선회 각도를 갖는 다축 뼈 고정 장치 - Google Patents

확대된 선회 각도를 갖는 다축 뼈 고정 장치 Download PDF

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KR20130029725A
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rod
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루츠 비더만
티모 비이더만
베르톨트 단네커
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비이더만 테크놀로지스 게엠베하 & 코. 카게
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Abstract

뼈에 고정하기 위한 섕크(2)와, 헤드(3)를 가지는 뼈 고정 요소(1),
제 1 단부(9a) 및 제 2 단부(9b)를 가지는 로드 수용부(9, 9', 9")와, 로드(6)를 내부에 수용하기 위한 바닥부를 지닌 홈(12)을 포함하고, 상기 뼈 고정 요소(1)에 상기 로드(6)를 결합시키기 위한 수용부(5),
둥근 에지(bounding edge)를 지닌 제 1 단부(19a) 및 열린 제 2 단부(19b)와, 상기 헤드(3)의 도입을 위해 상기 열린 제 2 단부(19b)와 연통하는 속인 빈 내부 부분(23)을 가지고, 상기 헤드(3)의 도입 및 클램핑을 허용하도록 가요성을 가지는 헤드 수용부(19, 19', 19"),
상기 헤드 수용부(19, 19', 19") 둘레에 장착된 로킹 링(8)을 포함하고,
상기 헤드(3)는 상기 헤드 수용부(19, 19', 19")에서 선회 가능하고, 상기 로킹 링(8)에 의해 상기 헤드 수용부(19)를 누름으로써 일정한 각도로 로킹될 수 있으며,
상기 둥근 에지는 상기 뼈 고정 요소가 상기 둥근 에지의 제 2 위치에서보다 둥근 에지의 제 1 위치에서 더 큰 선회 각도로 선회하는 것을 허용하도록 구성되고,
상기 헤드 수용부(19)는 상기 로드 수용부(9, 9', 9")에 회전 가능하게 연결되는, 다축 뼈 고정 장치가 제공된다.

Description

확대된 선회 각도를 갖는 다축 뼈 고정 장치{POLYAXIAL BONE ANCHORING DEVICE WITH ENLARGED PIVOT ANGLE}
본 발명은 확대된 선회 각도를 갖는 다축 뼈 고정 장치에 관한 것이다. 이 다축 뼈 고정 장치는 뼈에서 고정하기 위한 뼈 고정 요소와, 뼈 고정 요소를 안정화 요소에 결합시키기 위한 수용부를 가진다. 이러한 수용부는 로드를 수용하기 위한 로드 수용부와, 뼈 고정 요소의 헤드를 도입하고 클램핑하는 것을 허용하도록 가요성이 있는 헤드 수용부를 포함한다. 헤드를 로킹(locking)하기 위해 수용부의 헤드 수용부를 가압하기 위한 로킹 링(locking ring)이 제공된다. 헤드 수용부의 둥근 에지(bounding edge)는 그것의 두 번째 위치에서보다 첫 번째 위치에서 더 큰 선회 각도로 고정 요소가 선회하는 것을 허용하도록 구성된다. 헤드 수용부는 로드 수용부에 관해 회전 가능하여 더 큰 선회 각도의 배향이 선택될 수 있다.
확대된 선회 각도를 갖는 다축 뼈 고정 장치가 US 6,736,820호에 개시되어 있다. 이러한 뼈 고정 장치는 뼈나사와 뼈나사의 헤드가 놓여 있는 수용부를 구비한다. 나사 부재는 수용부의 자유 단부의 에지가 비대칭의 구조이기 때문에 확대된 각도로 적어도 한 측면에 대하여 선회할 수 있다.
US 2007/0118123 A1은 증가된 각도를 가진 다축 뼈나사를 개시한다. 다축 뼈 고정 장치는 고정 부재, 즉 나사 또는 후크가 고정 헤드 내에 고정 부재를 로킹하기 위하여 가압하기 전에 뼈 고정 장치의 중심축에 대하여 큰 각도로 회전하도록 성형되고 구성된 로킹 요소를 가진다.
비록 상기에 개시된 다축 뼈 고정 장치는 원하는 배향으로 확대된 각도를 제공하나 디자인의 단순화와 여러 작용에 가능하도록 다축 뼈 고정 장치를 개선할 필요가 여전히 존재한다.
본 발명의 목적은 동시에 안전한 로킹을 제공함으로써 작은 크기를 가지고 모듈형 시스템으로서 사용될 수 있는 확대된 선회 각도를 가진 다축 뼈 고정 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적은 청구항 1에 따른 다축 뼈 고정 장치에 의해 해결되고, 다른 특징은 종속 청구항에 주어져 있다.
다축 뼈 고정 장치는 하부 로딩 다축 뼈 고정 장치이고, 고정 요소는 수용부의 하부로부터 수용부에 삽입될 수 있다. 뼈 고정 장치는 로킹 링과 함께 미리 조립된 수용부로서 제작자에 의해 배달될 수 있고, 하나 또는 복수의 뼈 고정 요소와 분리된다. 이를 통해, 다른 직경을 가지는 여러 섕크나 나사 형태, 또는 다른 특징은 특정한 임상적 상황에 대하여 실제적인 임상적 요구 사항에 따라 수용부와 결합될 수 있다. 이는 의사에게 실질적인 임플란트의 선택권을 준다.
모듈화에 의해 보관 비용이 감소될 수 있다.
확대된 선회 각도가 수용부의 중심축 주위의 360°의 범위 내에서 선택될 수 있기 때문에, 뼈 고정 장치는 다양한 응용예에서 사용될 수 있다. 수용부에 대한 뼈 고정 요소의 최대 선회 각도는 직선 위치에서 측정하여 45°이상이다. 확대된 선회 각도의 배향은, 예를 들면 로드 축과 섕크 축을 포함하는 평면에서 또는 로드 축에 대해 90°로, 또는 임의의 다른 각도로 선택될 수 있다. 이는 뼈 고정 장치가 측면 질량 고정, 예를 들면 경부 척추에 적용하기에 특별히 적절하다.
뼈 고정 장치의 디자인은 경부 척추 수술이나 소아과 응용예, 정신적 회상, 및 뼈 수술을 위해 최소한으로 열린 응용예들의 분야와 같은, 작은 크기의 고정 장치들이 필요로 하는 응용예들에 특히 적합하게 하는 직경 면에서 뿐만 아니라 높이 면에서 치수를 더 감소시키는 것을 허용한다.
다른 특징 및 잇점은 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 읽으면 명백해질 것이다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 다축 뼈 고정 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 조립된 상태의 도 1의 다축 뼈 고정 장치의 사시도이다.
도 3은 뼈 고정 요소의 제 1 선회 위치에서, 로드축을 따라 취한 단면으로서, 다축 뼈 고정 장치의 단면도이다.
도 4는 뼈 고정 요소의 제 2 선회 위치에서, 로드축을 따라 취한 단면으로서, 다축 뼈 고정 장치의 단면도이다.
도 5는 도 1에 따른 다축 뼈 고정 장치의 수용부의 로드 수용부의 사시도이다.
도 6은 수용부의 로드 수용부 아래에서 본 사시도이다.
도 7은 로드 축에 수직인 방향을 취한 단면도로서, 수용부의 로드 수용부의 단면도이다.
도 8은 수용부의 로드 수용부의 측면도이다.
도 9는 수용부의 로드 수용부의 90°만큼 회전된 측면도이다.
도 10은 수용부의 로드 수용부의 상부면도이다.
도 11은 도 1의 다축 뼈 고정 장치의 수용부의 헤드 수용부의 아래로부터 본 사시도이다.
도 12는 수용부의 헤드 수용부의 위로부터 본 또 다른 사시도이다.
도 13은 수용부의 헤드 수용부의 단면도이다.
도 14는 수용부의 헤드 수용부의 측면도이다.
도 15는 90°만큼 회전된 도 14의 수용부의 측면도이다.
도 16은 수용부의 헤드 수용부의 상부로부터 본 도면이다.
도 17은 조립 단계들을 가진 수용부의 분해 사시도이다(로킹 링이 없는).
도 18은 수용부의 조립된 로드 수용부와 헤드 수용부의 사시도이다.
도 19는 로킹 링의 사시도이다.
도 20은 도 19의 A-A선을 따라 취한 로킹 링의 단면도이다.
도 21은 제 2 실시예에 따른 다축 뼈 고정 장치의 로킹 링이 없는 수용부의 분해 사시도이다.
도 22는 조립된 상태의 도 21의 로킹 링이 없는 수용부의 사시도이다.
도 23은 로드 축에 수직으로 취한 단면도로서, 로킹 링이 없는 도 21의 조립된 수용부의 단면도이다.
도 24는 다축 뼈 고정 장치의 제 3 실시예에 따른 로킹 링이 없는 수용부의 분해 사시도이다.
도 25는 조립된 상태의 도 24의 수용부의 사시도이다.
도 26은 로드 축에 수직으로 취한 단면도로서, 도 24의 수용부의 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 다축 뼈 고정 장치는 나사이를 가진 섕크(2)와 구 형상의 세그먼트-모양의 헤드(3)를 가진 뼈 나사 형태의 뼈 고정 요소(1)를 포함한다. 헤드(3)는 도구(tool)와 맞물리기 위한 홈(4)을 가진다. 뼈 고정 장치는 또한 뼈 고정 요소(1)에 연결하기 위한 로드(6)를 수용하는 수용부(5)를 포함한다. 나아가, 내부 나사 또는 세트 나사의 형태로 된 폐쇄(closure) 요소(7)가 수용부(5)에서 로드(6)를 고정하기 위해 제공된다. 또한, 뼈 고정 장치는 수용부(5)에서 헤드(3)를 로킹하기 위한 로킹 링(8)을 포함한다.
도 1 내지 도 16에서 추가로 볼 수 있듯이, 수용부(5)는 서로 회전 가능하게 연결된 로드 수용부(9)와 헤드 수용부(19)를 포함한다. 로드 수용부(9)는 실질적으로 원통형이고, 제 1 단부(9a)와 반대측 제 2 단부(9b), 및 대칭인 C자 모양으로 관통하는 중심축을 가진다. 로드 수용부(9)는 제 2 단부(9b)에서 제공된 동축의 제 1 구멍(10)을 가진다. 제 1 구멍(10)의 직경은 뼈 고정 요소의 헤드(3)의 직경보다 작다. 로드 수용부(9)는 또한 제 1 단부(9a)로부터 일정한 거리를 두고 제 2 단부(9b)까지 연장하는 동축 제 2 구멍(11)을 포함하고, 제 1 구멍(10) 및 제 2 구멍(11)과 연통하는 제 3 동축 구멍(11a)을 포함한다. 제 2 구멍(11)의 직경은 로드(6)의 직경보다 크다. 실질적으로 U자 형상인 홈(12)이 제 1 단부(9a)로부터 제 2 단부(9b)로 연장하는 로드 수용부(9)에 제공되고, U자 형상인 홈의 직경은 로드(6)가 홈에 놓일 수 있고 그 내부에서 안내될 수 있을 정도로 로드의 직경보다 약간 크다. U자 형상인 홈(12)에 의해, 내부 나사(13)가 제공되는 자유 레그(12a, 12b)가 형성된다. 내부 나사(13)는 미터 나사, 납작 나사, 음의 각 나사, 톱니 나사일 수 있거나 임의의 다른 나사 형태를 가질 수 있다. 바람직하게, 내부 나사(7)가 안으로 죄어질 때 레그들(12a, 12b)의 벌어짐을 방지하기 위해 납작 나사나 음의 각 나사와 같은 나사 형태가 사용된다. U자 형상인 홈의 높이는 로드(6)와 내부 나사(7)가 레그들 사이에 삽입될 수 있을 정도로 정해진다. 홈(12)의 바닥부와 레그들(12a, 12b) 사이에는 제 2 구멍(11)의 단부를 형성하는 납작한 섹션(14)이 제공된다.
제 2 단부(9b)에서는, 서로 마주보게 정반대로 위치한 2개의 컷-아웃(cut-out)(15)이 제공된다. 이 컷-아웃(15)들은 제 2 단부(9b)로부터 U자 형상인 홈(12)의 바닥부 내로 연장한다. 컷-아웃(15)들은 아래에 설명한 로킹 링(8)의 한 부분을 수용하도록 구성된다.
컷-아웃들의 어느 한 쪽에는, 홈(12)에 의해 형성된 채널의 길이 방향 축(L)과 평행하게, 수용부(5)의 로드 수용부(9)를 통하여 연장하는 핀 홀(pin hole)(16)이 제공된다. 이 핀 홀(16)들은 특히 도 6에 도시된 것처럼, 원주 방향 길이를 따라 제 1 구멍(10) 내로 돌출하여 개구(17)를 형성할 정도의 크기를 가진다. 도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 2개의 핀(18)이 제공되어 각각 핀 홀(16)들에 삽입되도록 구성된다. 핀(18)들의 길이는 삽입된 위치에서 그 핀(18)들이 수용부(5)의 로드 수용부(9)의 외부 표면으로부터 돌출하지 않을 정도로 정해진다. 핀(18)들이 삽입될 때, 핀의 한 부분(18a)이 제 1 구멍(10) 내로 개구(17)를 통해 돌출하여, 개구(17)의 위치에서 제 1 구멍(10)의 직경을 감소시킨다. 핀들은 원형 단면을 가진다. 그러므로, 개구를 통해 돌출하는 부분(18a)은 실질적으로 타원곡면의 세그먼트의 모양을 가진다.
수용부의 헤드 수용부(19)는 뼈 고정 요소(1)의 헤드(3)용 수용 공간을 제공한다. 헤드 수용부(19)는 로드 수용부(9)의 제 2 단부(9b)를 향하는 제 1 단부(19a), 제 2 단부(19b), 및 동축 관통 구멍(19c)을 가진다. 제 1 단부(19a)와 인접하게 원주 방향의 그루브(21)를 지닌 실질적으로 원통형인 부분(20)이 있다. 원통형 부분(20)의 외부 직경은 원통형 부분(20)이 제 1 구멍(10)에 끼워지도록 수용부(5)의 로드 수용부(9)의 제 1 구멍(10)의 내부 직경과 같거나 약간 더 작다. 그루브(21)의 직경은, 특히 도 3과 도 4에 도시된 것처럼, 핀(18)들이 삽입될 때 개구(17)에서 제 1 구멍(10)의 내부 직경에 실질적으로 대응한다.
헤드 수용부(19)는 제 2 단부(19b) 쪽으로 넓어지는 원뿔 모양의 외부 표면부(22)를 또한 가진다. 또한, 뼈 고정 요소(1)의 구 형상의 세그먼트-모양의 헤드(3)용 수용 공간을 형성하는 내부의 속인 빈 구 형상의 섹션(23)이 헤드 수용부(19)에 형성된다. 내부의 속인 빈 구 형상의 섹션(23)은 헤드(3)의 가장 큰 직경을 포함하는 영역을 덮는 면으로부터 뼈 고정 요소의 헤드를 둘러싸도록 구성된다.
특히 도 11 내지 도 16에 도시된 것처럼, 제 2 부분의 제 2 단부(19b)에 개방된 복수의 슬릿(slit)(24)이 제공된다. 슬릿(24)들은 제 2 단부(19b)로부터 일정 거리를 두고 끝난다. 슬릿들의 크기와 개수에 의해, 요구되는 탄성이 헤드 수용부에 주어진다. 헤드 수용부(16)의 탄성은 고정 요소(1)의 헤드(3)가 헤드 수용부를 확장시킴으로써 삽입될 수 있고, 헤드 수용부(24)를 압축함으로써 클램핑될 수 있을 정도로 정해진다.
에지 바운딩 제 2 단부(19)는 비대칭이다. 도시된 실시예에서, 이는 내부의 속이 빈 공간(23)에서 납작하거나 오목한 영역(25)에 의해 달성된다. 이를 통해, 고정 요소는 반대 방향으로의 더 작은 선회 각도(α2)(도 4)에 비해, 고정 요소(1)의 고정 축이 수용부(5)(도 3)의 중심 축(C)과 동축일 때, 직선 위치에 대한 더 큰 선회 각도(α1)까지 오목한 영역(25)의 위치에서 선회할 수 있다. 그러므로, 오목한 영역(25)은 로드 수용부(9)에 대해 확대된 선회 각도의 위치를 규정한다.
수용부(5)는 도 17과 도 18에 도시된 것처럼 조립된다. 먼저, 단계 a)에서 헤드 수용부(19)가, 제 1 구멍(10)의 끝에서 그것의 제 1 단부(19a)와 접할 때까지 제 1 부분의 제 2 단부(9b)로부터 로드 수용부 내로 도입된다. 그 다음, 단계 b)에서 핀(18)들이 핀 홀(16)들 내로 도입되어, 그루브(21) 내로 개구(17)들을 통해 부분적으로 연장한다. 이를 통해, 헤드 수용부(19)가 헐거워질 수 없도록 로드 수용부(9)에 연결된다. 핀(18)들이 타원곡면의 세그먼트와 같이 개구(17)들을 통해 연장하기 때문에, 핀들은 그루브(21)에서 이동할 수 있다. 이는 헤드 수용부(19)가 로드 수용부(9)에 대해 회전 가능하게 한다. 로드 축의 배향에 대한 오목한 영역(25)의 배향은, 시계방향이나 반시계 방향으로 로드 수용부(9)에 대해 헤드 수용부(19)를 회전시킴으로써, 0°와 360°사이의 임의의 각도로 선택될 수 있다.
이제 로킹 링(8)을 도 19과 도 20을 참조하여 설명하나다. 이 로킹 링(8)은 수용부(5)의 로드 수용부(9)의 외부 표면으로부터 밖으로 돌출하지 않거나 약간만 돌출하는 외부 직경을 지닌 실질적으로 원통형인 외부 표면을 가진다. 축 방향으로의 로킹 링(8)의 높이는 수용부(5)의 헤드 수용부(19)의 것보다 작아, 도 3과 도 4에 도시된 것처럼, 로킹 링(8)이 헤드(3)를 클램핑하는 위치에 있을 때, 로드 수용부(9)의 제 2 단부(9b)와 로킹 링(8) 사이에 일정한 거리가 있게 된다.
로킹 링(8)은 그것의 내부 면이 완곡된 내부 표면 부분(8a)을 가진다. 그 곡률은 로킹 링의 중심을 향한다. 완곡된 표면 부분(8a)은 구면 곡률을 가질 수 있다. 다른 타입의 곡률도 가능하다. 로킹 링의 내부 직경은, 로킹 링(8)이 헤드 수용부(19)의 외부 원뿔 표면 부분(22)을 따라 미끄러질 수 있어, 하방으로 미끄러질 때 점차로 헤드 수용부(19)를 압축시킬 정도로 정해진다.
더 나아가, 로킹 링(8)은 제 2 단부(9b)를 향하는 그것의 측면에 서로 마주보게 정반대로 위치한 돌출부(81)를 포함한다. 이 돌출부(81)들은 그것들이 실질적으로 U자 형상인 홈(12)의 바닥 위로 돌출하고, 로킹 링(8)이 헤드(3)가 아직 클램핑되지 않은 위치에 있을 때 컷-아웃(15)들의 내부로 연장할 정도의 높이를 가진다. 돌출부들의 자유 단부(82)는 구부러질 수 있는데, 특히 로드(6)의 곡률에 대응할 수 있는 곡률을 지니도록 오목하게 구부러질 수 있다. 로킹 링은 수용부(5)의 헤드 수용부(19) 둘레에서, 홈(12)의 위치들에 돌출부(81)들이 위치하는 방식으로 배치된다. 이를 통해, 컷-아웃(15)들을 통해 홈(12) 내부로 돌출하는 돌출부(81)들은, 로드가 삽입되지 않을 때 로킹 링(8)이 회전하는 것을 방지한다.
로킹 링(8)은 제 2 부분의 제 2 단부(19b)로부터 장착된다. 로킹 링(8)이 제 2 단부(9b)에 기대어 접하는 가장 상부의 위치에 있을 때에는, 헤드 수용부(19)가 여전히 로드 수용부(9)에 대해 자유롭게 회전 가능하게 된다.
헤드 수용부(19)와, 열린 제 2 단부(19b)에서의 헤드 수용부(19)의 크기의 가요성은, 제 2 단부(19b)로부터 헤드 수용부(19) 위로 조립함으로써, 로킹 링(8)을 장착하는 것을 허용한다. 헤드 수용부(19b)의 외부 직경이 로드 수용부(9)의 외부 직경보다 작기 때문에, 로킹 링(8)은 방사상 방향으로 로드 수용부를 넘어 최소한으로만 돌출한다.
로킹 링(8)은 정지부(stop)로서 작용하는 수용부의 로드 수용부(9)의 제 2 단부(9b)에 의해 제한된 제 1 위치와, 헤드 수용부(19)의 제 2 단부(19b)에 가까운 제 2 위치 사이에서 이동 가능하다. 제 2 위치에서, 헤드(3)는 헤드 부분의 압축에 의해 로킹된다. 헤드 수용부(19)의 테이퍼진(tapered) 외부 표면(22)은 제 2 단부(19b)의 방향으로 로킹 링(8)이 탈출하는 것을 방지한다.
내부 스크류(7)는 레그들에 제공된 내부 나사(13)에 대응하는 나사를 가진다. 레그들이 벌어지는 것을 방지하는 나사 형태가 사용된다면, 내부 스크류(7)와 같은 단일 폐쇄 요소가 충분하다. 이는 방사상 방향으로의 뼈 고정 장치의 크기를 줄인다.
수용부(5), 로킹 링(8), 내부 스크류(7), 및 뼈 고정 요소(1)는 티타늄이나 스텐레스강과 같은 생체적합성 재료, 또는 예를 들면 니티놀과 같은 니켈 티탄 합금과 같은 생체적합성 합금 또는, 예를 들면 PEEK(polyetheretherketone)와 같은 생체 적합성 플라스틱 재료로 제조된다. 그 부품들은 동일하거나 상이한 재료로 만들어질 수 있다.
뼈 고정 장치는 여러 방식으로 사용될 수 있다. 그 중 하나로는 뼈 고정 요소(1), 수용부(5), 및 로킹 링(8)이 미리 조립되는 것이다. 수용부의 헤드 수용부(19)는, 확대된 선회 각도의 배향을 규정하는 오목한 영역(25)이 바라는 배향으로 위치하도록 바라는 위치로 회전된다. 그런 다음, 뼈 고정 요소가 뼈 고정 요소 상에 장착된 수용부를 지닌 뼈 내부로 삽입된다. 헤드의 홈(4)은 제 1 구멍, 제 2 구멍, 및 제 3 구멍을 통해 도구를 가지고 접근될 수 있다. 로킹 링은 헤드(3)를 클램핑하지 않는 로드 수용부(9)의 제 2 단부(9b)에 가까운 제 1 위치에 있다. 수용부(5)의 가요성 헤드 수용부(19)는 속이 빈 부분(23)의 내부 표면 위의 작은 겹쳐진 부분을 갖는 가는 프리텐션(pretension)을 생성한다. 그러므로, 수용부(5)는 특정 각도 위치에서 헤드(3) 위에 가상으로 매달려 있다. 그런 다음 수용부(5)는 로드(6)를 수용하기 위해 수동으로 정렬될 수 있다. 일단 다른 뼈 고정 장치들에 대한 로드의 올바른 위치가 달성되면, 내부 스크류(7)가 로드(6) 위를 누를 때까지 레그들 사이에서 조여진다. 로드는 U자 형상의 홈의 바닥 내로 눌러져서, 각각 돌출부(81)들의 자유 단부(82)들을 맞물리게 하고 로킹 링(8)을 아래로 이동시킨다. 로킹 링(8)이 헤드 수용부(19)의 제 2 단부(19b) 쪽으로 이동될 때, 로킹 링(8)은 헤드 수용부(19)를 누르고 헤드(3)를 클램핑한다. 내부 스크류의 최종 조임은 로드와 헤드를 동시에 로킹한다.
또 다른 사용 방식으로는, 수용부(5)와 로킹 링(8)만이 미리 조립되는 경우이다. 뼈 고정 요소(3)는 다양한 뼈 고정 요소들로부터 선택되고, 속이 빈 내부 부분(23) 내로 도입되는 한편, 로킹 링은 로드 수용부의 제 2 단부(9b)에 가까운 위치에 있다. 이는 고정 섹션의 직경, 길이, 및 다른 특징들에 있어 상이할 수 있는 다양한 뼈 고정 요소들로부터 적절한 뼈 고정 요소를 선택하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 개별적으로 선택되기보다는 가능할 수 있는 수용부들과 복수의 뼈 고정 요소를 포함하는 모듈형 시스템이 제공된다. 또한, 다양한 확대된 선회 각도들에 관한 상이한 오목한 영역(25)들을 지닌 복수의 수용부를 제공하는 것이 가능하다. 모듈 방식으로 인해, 뼈 고정 장치 응용 분야가 확대된다.
내부 스크류가 조여지는 또 다른 사용 방식은 헤드와 로드를 로킹하는 것이다. 그 후, 내부 스크류가 로드의 추가 조정을 허용하기 위해 헐거워진다. 헤드는 로킹 링(8)을 적소에 유지시키는 마찰력으로 인해 일시적으로 클램핑된 상태에 있게 된다.
도 21 내지 도 23은 수용부가 제 1 실시예와는 상이한 다축 뼈 고정 장치의 제 2 실시예를 도시한다. 제 2 실시예에 따른 수용부(5')는 로드(6)를 수용하기 위한 로드 수용부(9')와, 뼈 고정 요소(1)의 헤드(3)를 수용하기 위한 헤드 수용부(19')를 포함한다. 제 1 실시예의 것과 동일한 부분들과 세부 부분들은 동일한 참조 번호로 표시되고, 그 설명은 생략한다. 로드 수용부(9')는 핀 홀(16)들과 핀(18)들은 가지지 않는다. 로드 수용부(9')는 제 2 단부(9b)로부터 일정 거리만큼 떨어진 원주 형상의 그루브를 포함한다. 헤드 수용부(19')는 갈라진(split) 링(50)를 수용하기 위한 원주 형상의 그루브(21')를 제 1 단부(19a) 가까이에서 포함한다. 갈리진 링(50)은 실질적으로 그루브(30)의 단면에 대응하고, 개방된, 즉 갭(gap)(51)을 가지는 원형 단면을 지닌 링이다. 그러므로, 갈라진 링(50)은 가요성을 보여준다. 갈라진 링(50)의 크기는 갭(51)이 갈라진 링(50)을 누름으로써 닫힌다면 갈라진 링(50)이 그루브(21') 내에 완전히 포함될 정도로 정해진다. 그루브(21', 30)들은 헤드 수용부(19')가 로드 수용부(9') 내로 삽입될 때 서로 마주보게 된다. 그루브(21', 30)들의 크기는 그루브들이 서로 마주볼 때 갈라진 링(50)이 그 내부에서 확장하는 것을 허용하는 공간(31)이 존재할 정도로 정해진다.
수용부(5')의 조립은 다음과 같이 진행된다. 먼저, 갈라진 링(50)이 눌러지고 헤드 수용부(19')의 그루브(21') 내로 삽입된다. 그런 다음, 헤드 수용부(19')는 갈라진 링(50)과 함께 제 2 단부(9b)로부터 로드 수용부(9') 내로 삽입된다. 제 1 단부(19a)가 제 1 구멍(10)의 단부에 기대어 접하게 되면, 그루브(21', 30)들은 서로 마주보고, 갈라진 링(50)이 확장된다. 이를 통해, 헤드 수용부(19')가 헐거워지는 것이 방지된다. 동시에, 헤드 수용부(19')는 오목한 영역(25)이 바라는 위치로 회전하는 것이 허용될 수 있도록 여전히 로드 수용부(9')에 대해 회전 가능하다.
로킹 링(8)의 장착과 전체 고정 장치의 조립은 제 1 실시예의 경우와 마찬가지이다.
다축 뼈 고정 장치의 제 3 실시예는 도 24 내지 도 26에 도시되어 있다. 제 3 실시예는 수용부(5")와 갈라진 링(50')의 디자인 측면에서 제 2 실시예와 상이하다. 제 2 실시예의 것과 동일한 부분들과 하위 부분들은 동일한 참조 번호로 표시되어 있고, 그 설명은 생략한다.
제 3 실시예는 직사각형의 단면을 지닌 갈라진 링(500)을 가진다. 또한, 로드 수용부에서의 그루브(300)와 헤드 수용부에서의 그루브(210)는 중심 축에 수직인 긴 면을 따라 직사각형의 단면을 가진다. 이 직사각형 단면은 제 2 실시예에 비해 더 강한 보유력을 제공한다.
제 3 실시예에 따른 뼈 고정 장치의 조립 및 용도는 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다축 뼈 고정 장치의 조립 및 용도와 유사하다. 갈라진 링(500)이 그루브(210) 내로 삽입되고 압축된다.
헤드 수용부(19")가 로드 수용부(9")에 장착될 때, 그루브들의 치수가 갭(310)이 존재할 정도로 정해지기 때문에, 갈라진 링(50')은 그루브(300) 내로 확장된다. 갈라진 링(500)과 그루브(210, 300)의 직사각형 단면으로 인해, 헤드 수용부가 회전하는 동안 마찰력이 클수록, 오목한 영역(25)의 위치를 보다 정밀하게 조정하는 것이 가능하게 된다.
설명된 실시예의 다른 수정예가 고려된다. 예를 들면, 뼈 고정 요소에 대하여, 모든 종류의 뼈 고정 요소는 수용부와 함께 사용되고 결합된다. 이들 고정 요소들은 다른 길이의 나사, 다른 직경, 캐뉼라 나사, 다른 나사 형태를 가진 나사, 못, 후크 등이다. 헤드와 섕크도 또한 분리된 부품이고 서로 연결가능하다.
수용부의 수정예들 또한 가능하다. 예를 들면, 확대된 선회 각도를 발생시키기 위해, 더 큰 원주 형상 영역에 걸쳐 확대된 선회 각도를 발생시키도록 경사진 방식으로 바닥부에서 절단된 대칭적인 헤드 수용부를 사용하는 것이 가능하다. 오목한 영역 또한 중심축 C에 수직인 개구를 제공하는 대칭적인 헤드 수용부에서의 컷-아웃에 의해 실현될 수 있다.
로드 수용부에서의 헤드 수용부의 회전 지지체(rotational support)는 다른 방식으로 실현될 수 있다. 제 1 실시예에서의 핀들과 대응하는 핀 홀들이 원주상 방향에서의 또 다른 위치에 놓일 수 있다. 하나의 단일 핀 홀과 단일 핀으로 충분할 수 있다. 핀들이나 갈라진 링 대신, 예를 들면 볼 베어링(ball bearing)을 사용하는 것이 가능하다. 로드 수용부와 헤드 수용부 사이의 연결은 적어도 부분적으로 포지티브 끼워 맞춤(positive-fit) 연결이다. 하지만, 그러한 연결이 마찰 끼워 맞춤(friction-fit) 연결에 의해서만 이루어지는 것도 생각해볼 수 있다.
헤드 수용부의 로킹 링과 협력하는 외부 표면부의 구성은 도시된 실시예들과 상이할 수 있다. 예를 들면, 로킹 링의 내부 표면은 또한 테이퍼지고, 제 2 부분의 테이퍼진 외부 표면과 협력하는 것이 가능하다. 헤드의 클램핑이 로킹 링과 제 2 부분 사이의 간섭 끼워 맞춤(interference-fit)에 의해 이루어질 수 있도록, 로킹 링과 헤드 수용부의 협력 표면들 또한 평행할 수 있다. 헤드를 로킹하기 위한 충분한 로킹 힘을 발생시키는 임의의 다른 구성을 생각할 수 있다.
로드를 수용하기 위한 U자 형상의 홈 대신, 측면으로 개방되는 홈이 사용될 수 있거나 로드용 채널이 폐쇄될 수 있다. 외부 너트(nut)들, 외부 캡(cap)들, 총검(bayonet) 로킹 장치들 또는 다른 것들을 포함하는 다른 종류의 로킹 장치가 가능하다.

Claims (12)

  1. 다축 뼈 고정 장치에 있어서,
    뼈에 고정하기 위한 섕크(2)와, 헤드(3)를 가지는 뼈 고정 요소(1),
    제 1 단부(9a) 및 제 2 단부(9b)를 가지는 로드 수용부(9, 9', 9")와, 로드(6)를 내부에 수용하기 위한 바닥부를 지닌 홈(12)을 포함하고, 상기 뼈 고정 요소(1)에 상기 로드(6)를 결합시키기 위한 수용부(5, 5', 5"),
    둥근 에지(bounding edge)를 지닌 제 1 단부(19a) 및 열린 제 2 단부(19b)와, 상기 헤드(3)의 도입을 위해 상기 열린 제 2 단부(19b)와 연통하는 속인 빈 내부 부분(23)을 가지고, 상기 헤드(3)의 도입 및 클램핑을 허용하도록 가요성을 가지는 헤드 수용부(19, 19', 19"),
    상기 헤드 수용부(19) 둘레에 장착된 로킹 링(8)을 포함하고,
    상기 헤드(3)는 상기 헤드 수용부(19)에서 선회 가능하고, 상기 로킹 링(8)에 의해 상기 헤드 수용부(19)를 누름으로써 일정한 각도로 로킹될 수 있으며,
    상기 둥근 에지는 상기 뼈 고정 요소(1)가 상기 둥근 에지의 제 2 위치에서보다 둥근 에지(19c)의 제 1 위치에서 더 큰 선회 각도로 선회하는 것을 허용하도록 구성되고,
    상기 헤드 수용부(19, 19', 19")는 상기 로드 수용부(9, 9', 9")에 회전 가능하게 연결되는, 다축 뼈 고정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드 수용부(19, 19', 19")는 그것의 제 1 단부(19a)를 통해 상기 로드 수용부(9, 9', 9")의 상기 제 2 단부(9b)에 연결되는, 다축 뼈 고정 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 헤드 수용부(19, 19', 19")와 상기 로드 수용부(9, 9', 9")는 포지티브 끼워 맞춤(positive-fit)을 통해 연결되는, 다축 뼈 고정 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드 수용부(19, 19', 19")는 원주상 그루브(21)를 지닌 상기 제 1 단부(19a)에서 원통형 부분(20)을 가지고, 상기 로드 수용부(9, 9', 9")는 상기 원통형 부분(20)이 끼워지는 상기 제 2 단부(9b)에서 구멍(10)을 가지는, 다축 뼈 고정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 로드 수용부(9)는 적어도 하나의 핀 홀(16)과, 상기 그루브(21) 내부로 적어도 부분적으로 연장하도록 위치하는 핀(18)을 포함하는, 다축 뼈 고정 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 구멍(10)은 상기 헤드 수용부(19', 19")의 그루브(21)를 향하는 벽에 원주상 그루브(30, 300)를 포함하고, 상기 로드 수용부(9', 9")의 상기 그루브(21' 210) 내부로 연장할 수 있는 상기 헤드 수용부의 그루브(21)에 갈라진 링(50, 500)이 제공되는, 다축 뼈 고정 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 둥근 에지는 상기 뼈 고정 요소가 내부로 선회할 때 확대된 선회 각도를 위해 제공하는 오목한 영역(25)을 포함하는, 다축 뼈 고정 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드 수용부(19, 19', 19")는, 상기 로킹 링(8)이 상기 헤드가 로킹되도록 상기 헤드 수용부를 누를 때, 상기 로드 수용부(9, 9', 9")에 관해 고정되는, 다축 뼈 고정 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용부(5, 5', 5")는, 상기 로드 수용부(9, 9', 9")의 상기 제 1 단부(9a)로부터 상기 헤드 수용부(19, 19', 19")의 상기 열린 제 2 단부(19b)까지 연장하는 대칭축(C)을 포함하고, 상기 로킹 링(8)은 상기 대칭축(C)을 따라 이동 가능한, 다축 뼈 고정 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로드(6)를 통해 압력을 가함으로써 상기 로킹 링(8)을 이동시키는 것은 상기 헤드(3)가 로킹될 때까지 상기 헤드 수용부를 누르는, 다축 뼈 고정 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로드(6)용 상기 홈(12)은 U자 형상의 홈인, 다축 뼈 고정 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로킹 링(8)은 상기 헤드 수용부의 상기 열린 단부(19b)로부터 장착 가능한, 다축 뼈 고정 장치.
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