KR20130067236A - 선택 가능한 피봇면을 갖는 단일면 뼈 고정 장치 - Google Patents

선택 가능한 피봇면을 갖는 단일면 뼈 고정 장치 Download PDF

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KR20130067236A
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루쯔 비이더만
빌프리트 맷티스
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비이더만 테크놀로지스 게엠베하 & 코. 카게
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Abstract

봉(7)을 수용하기 위한 수용부(5, 51)로서, 종축선(C), 상기 종축선과 동축상태인 제 1 구멍(51) 및 제 2 구멍(52)을 갖는 수용부(5, 51)와, 뼈 속에 삽입하기 위한 제 1 단부(2) 및 상기 제 2 구멍 내에 위치하며 헤드(3, 3', 3")를 포함하는 제 2 단부를 가지며, 상기 종축선을 중심으로 단일면상의 제한된 각도 범위로 상기 수용부(5, 5')에 대하여 움직일 수 있는 고착 요소(1)와, 상기 제 1 구멍(51) 내에서 회전하도록 구성되어 상기 고착 요소의 헤드(3, 3', 3")를 안내하는데, 끼워맞춤 접속이 상기 고착 요소의 단일면에서의 움직임을 제한하도록 된 안내 부재(4, 4', 4", 400)와, 상기 안내 부재의 회전 위치를 고정하도록 상기 안내 부재(4, 41, 4", 400)에 작용하는 제 1 록킹 요소(8) 및 상기 헤드(3, 3")를 고정하도록 상기 헤드에 작용하는 제 2 록킹 요소(9)를 포함하는 록킹 장치(10)를 포함하는 뼈 고정 장치가 제공된다.

Description

선택 가능한 피봇면을 갖는 단일면 뼈 고정 장치{Monoplanar Bone Anchoring Device with Selectable Pivot Plane}
본 발명은 뼈 고정 장치, 특히 선택 가능한 피봇면을 갖는 단일면 뼈 고정 장치에 관한 것이다. 이 뼈 고정 장치는, 봉을 수용하기 위한 수용부와, 뼈 속이나 척추뼈 속에 삽입하기 위한 제 1 단부 및 헤드를 포함하는 제 2 단부를 가지며, 상기 종축선을 중심으로 단일면상의 제한된 각도 범위로 상기 수용부에 대하여 움직일 수 있는 고착 요소를 포함한다. 이 뼈 고정 장치는 제 1 구멍 내에서 회전하도록 구성된 안내 부재를 더 포함하는데, 상기 안내 부재와 상기 고착 요소 사이의 끼워맞춤 접속이 상기 단일면에서의 고착 요소의 움직임을 제한하며, 상기 단일면은 상기 안내 부재를 회전시킴으로써 선택될 수 있다. 상기 피봇면의 배향은 상기 안내 부재에 작용하는 제 1 록킹 요소에 의해 고정되며, 상기 뼈 고정 요소의 각도 위치는 역시 봉을 고정시키는 제 2 록킹 요소에 의해 록크된다.
특허문헌 1은 봉을 수용하기 위한 수용부와 수용부의 종축선을 중심으로 단일면상의 한정된 각도 범위로 수용부에 대하여 움직일 수 있는 고착 요소를 포함하는 뼈 고정 장치를 설명한다.
특허문헌 2는 고착부와 봉수용부 같은 헤드부를 포함하며, 헤드부는 고착부와 헤드부 사이의 각도가 조절되도록 이동 가능하게 장착된 뼈 나사(bone screw) 조립체를 설명한다. 고착부는 헤드부에 대하여 축선을 중심으로 하나 이상의 소정 방향으로 피봇 동작할 수 있다. 제한 부재는 고착부가 헤드부 및/또는 헤드부에 수용된 척추 고정 요소에 대하여 다른 축선을 중심으로 하나 이상의 다른 방향으로 피봇 동작하는 것을 방지한다. 제한 부재는 또한 뼈 나사 조립체에 연결된 척추봉을 안착시키기 위한 압축 부재 및/또는 봉으로서 작용할 수 있다.
전술한 뼈 고정 장치들은 전부 봉에 대하여 하나 이상의 정해진 위치를 갖는데, 여기서 섕크(shank)는 단일면에서 피봇 동작할 수 있다.
특허문헌 3은 척추뼈 상의 인간 척추를 조정하기 위한 장치의 봉을 조이기 위한 고착 요소를 설명하는데, 이는 봉을 수용하기 위한 리테이너(retainer), 상기 리테이너에 부착할 수 있으며 봉에 대하여 작용하는 고정 요소, 추골체(vertebral body)에 부착하기 위한 조임 요소 및 리테이너와 조임 요소 사이의 클램핑 장치를 가지며, 상기 조임 요소는 링형상의 마운트, 부분적으로 구형인 베어링 및 마운트에 매립되어 베어링을 둘러싸는 중간 요소를 포함한다. 베어링은 양측면에 레벨 안내면을 포함한다. 중간 요소는 서로 짝을 이루는 표면을 갖는데, 이 표면들은 리테이너가 조임 요소에 대해서만 일방향으로 움직일 수 있게 한다.
US 7,749,258 B2 US 7,951,172 B2 US 7,766,944 B2
본 발명의 목적은 응용분야가 다양하게 넓으며 편안한 취급을 가능하게 하는 개량된 뼈 고정 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1에 따른 뼈 고정 장치에 의해 해결된다. 추가의 발전형태는 종속항에 주어져 있다.
이 뼈 고정 장치에 의해, 단일 피봇면의 위치가 종축선을 중심으로 0 - 360도의 범위에서 선택될 수 있다. 따라서 단일면이 봉 축선을 포함하는지 또는 예를 들어 봉 축선에 수직인지 또는 봉 축선에 대하여 임의의 다른 각도를 포함하는지에 관계없이 선택될 수 있다. 단일면은 뼈 나사에 대하여 수용부를 회전시킴으로써 조정될 수 있다. 일단 피봇면이 고정되면, 뼈 고정 요소는 그 면에서만 수용부에 대하여 피봇 동작할 수 있다.
안내 부재 및 뼈 고정 요소는 독립적으로 록크될 수 있다.
특정 실시형태에 있어서, 선택된 피봇면에서의 뼈 고정 요소의 피봇 각도는 수용부의 종축에 대하여 타측에 비하여 일측에서 커진다. 이에 의해 측방향 질량 고정의 용도, 예를 들어 경추에 특히 적합한 뼈 고정 장치가 제공된다.
추가의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의한 실시형태들의 설명으로 명백하여질 것이다.
도 1은 제 1 실시형태에 따른 뼈 고정 장치의 분해사시도.
도 2는 조립 상태의 도 1의 뼈 고정 장치의 사시도.
도 3은 도 2의 뼈 고정 장치를 봉 축선에 수직하게 취한 단면도.
도 4는 제 1 실시형태에 따른 뼈 고정 장치의 수용부를 봉을 수용하기 위한 채널의 종축선에 수직하게 취한 단면도.
도 5는 뼈 고정 요소의 측면도.
도 6은 뼈 고정 요소의 평면도.
도 7은 뼈 고정 장치에 연결될 수 있는 안내 부재의 사시도.
도 8은 안내 부재의 평면도.
도 9는 도 8의 선 A-A를 따라서 취한 안내 부재의 단면도.
도 10은 뼈 고정 장치의 가압 부재의 사시도.
도 11은 가압 부재의 다른 사시도.
도 12는 가압 부재의 평면도.
도 13은 도 12의 선 B-B를 따라서 취한 가압 부재의 단면도.
도 14는 변형 안내 부재를 구비한 뼈 고정 요소의 사시도.
도 15는 변형 안내 부재의 사시도.
도 16은 뼈 고정 요소와 다른 변형 안내 부재의 분해사시도.
도 17은 도 16에 도시한 안내 부재의 중심축선을 따라서 취한 단면도.
도 18은 뼈 고정 장치의 제 2 실시형태의 분해사시도.
도 19는 뼈 고정 장치의 제 2 실시형태의 사시도.
도 20은 제 2 실시형태에 따른 뼈 고정 장치를 봉 축선에 수직하게 취한 단면도.
도 21은 제 3 실시형태에 따른 뼈 고정 장치의 분해사시도.
도 22는 조립 상태의 도 21의 뼈 고정 장치의 사시도.
도 23은 도 21의 뼈 고정 장치의 시트 부재의 사시도.
도 24는 도 23의 시트 부재를 도 23의 선 C-C을 따라서 취한 단면도.
도 25는 도 22에 따른 뼈 고정 장치를 봉 축선에 수직하게 취한 단면도.
도 26은 도 22의 뼈 고정 장치를 봉 축선을 따라서 취한 단면도.
도 27은 봉을 뼈 고정 장치에 장착하는 단계를 보여주는 봉 축선에 수직하게 취한 단면도.
도 28은 도 27에 도시한 봉을 장착하는 단계를 보여주는 사시도.
도 29는 제 3 실시형태의 뼈 고정 장치의 피봇면을 록크하는 단계를 보여주는 봉 축선에 수직하게 취한 단면도.
도 30은 도 29의 피봇면을 록크하는 단계를 보여주는 사시도.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 제 1 실시형태에 따른 뼈 고정 장치는 나사부를 구비한 섕크(2) 및 헤드(3)를 갖는 뼈 나사(bone screw) 형태의 뼈 고정 요소(1)를 포함한다. 헤드(3)는 수용부(5) 속에 마련된 안내 부재(4) 속에서 안내된다. 수용부(5)는 뼈 고정 요소를 안정화봉(7)에 연결한다. 안내 부재(4)와 안정화봉(7) 사이에는 가압 부재(6)가 배치되어 있다. 또한, 안내 부재(4)를 고정하기 위한 제 1 록킹 요소(8)와 안정화봉(7)을 고정하고 헤드(30)를 록크하기 위한 제 2 록킹 요소(9)를 포함하는 록킹 장치(10)가 제공된다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 뼈 고정 요소의 헤드(3)는 실질적으로 구의 최대직경을 포함한 구의 절편 형상이 되는데, 이 절편은 그 회전 축선이 섕크 축선(S)에 수직하도록 배향된다. 따라서, 이 헤드는 서로 실질적으로 평행하게 그리고 섕크 축선(S) 및 구형부(3c)에 평행하게 연장되는 두 개의 양측 평면(3a, 3b)을 포함한다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 수용부(5)는 제 1 단부(5a) 및 반대측의 제 2 단부(5b)를 갖는다. 제 1 구멍(51)은 제 1 단부(5a)로부터 제 2 단부(5b)에서 일정 거리 지점까지 연장된다. 제 1 구멍(51)은 제 1 단부(5a) 및 제 2 단부(5b)를 통해 연장되는 대칭축선(C)을 규정한다. 제 2 단부(5b)에는 제 1 구멍(51)의 직경보다 작은 직경을 갖는 제 2 구멍(52)이 있다. 제 2 구멍(52)은 제 1 구멍(51)과 연통되어 있다. 제 1 단부(5a)에 인접해서는 실질적인 U 형상의 오목부(53)가 제공되는데, 이는 안정화봉(7)을 수용하기 위한 채널을 형성한다. 오목부(53)에 의해 두 개의 자유 다리가 형성되는데, 이는 제 1 록킹 요소(8)와 상호 작용하는 내측 나사(54)를 구비한다. 도시한 실시형태에 도시한 바와 같은 수용부(5)는 연장형 다리를 가짐과 함께 제 1 단부와 소정의 파단점(55) 사이의 부분을 파단할 수 있게 하는 소정의 파단점(55)을 제 1 단부로부터 일정 거리에 포함하는 긴머리형의 뼈 고정 장치에 대한 수용부로서 작용한다. 이런 긴머리형 수용부는 예를 들어 침습적 수술(invasive surgery)을 최소로 하는데 사용될 수 있다. 이 수용부(5)는 또한 긴머리가 없이도 설계될 수 있는데, 이 경우 제 1 단부(5a)는 대략 소정의 파단점(55)에 있음을 알 수 있을 것이다.
도 3, 및 도 7 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 안내 부재(4)는 도 2에 도시한 바와 같이 제 1 구멍 속에 도입될 수 있게 하고 제 1 구멍(51)과 제 2 구멍(52) 사이의 전이부에 놓이는 외경을 갖는 실질적인 원통부다. 안내 부재(4)는 제 1 단부(4a) 및 반대측의 제 2 단부(4b)와 안내부재를 통해 제 1 단부(4a)로부터 제 2 단부(4b)까지 연장되는 실질적인 사각형 오목부(41)를 포함한다. 오목부(41)는 기다란 측벽(41a, 41b)을 갖는데, 이 측벽은 헤드(3)의 구형부의 직경과 실질적으로 동일하거나 약간 큰 길이를 갖는다. 짧은 측벽(41c, 41d)은 서로 반대측의 평면(3a, 3b) 사이의 헤드(3)의 두께와 실질적으로 같거나 약간 큰 폭을 갖는다. 따라서, 헤드(3)는 오목부(41) 속에 끼워진다. 헤드가 오목부 속에 삽입되었을 때, 오목부의 긴 측벽은 헤드의 평면을 따라서 연장된다. 긴 측벽(41a, 41b)의 실질적인 중심에는 서로 반대측의 두 개의 원통형 또는 굴곡형 오목부(42a, 42b)가 마련될 수 있는데, 이 오목부는 원통형 안내 부재(4)의 축방향으로 연장되므로 헤드(3)가 삽입되었을 때 헤드(3)와 안내 부재(4) 사이에 공간이 생긴다. 이에 따라서 헤드(3)의 평면(3a, 3b)과 맞물려서 뼈 고정 요소(1)를 회전시키는 공구와 맞물릴 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 안내 부재(4)의 높이는 헤드(3)가 삽입되었을 때 헤드(3)의 일부가 안내 부재(4)의 제 1 단부(4a)로부터 돌출하도록 되어 있다.
도 10 내지 도 13을 참조하면, 가압 부재(6)는 제 1 단부(6a) 및 반대측의 제 2 단부(6b)를 갖는 실질적인 원통부다. 가압 부재(6)의 사이즈는 가압 부재(6)가 수용부(5) 속에 삽입되어 그 속에서 축방향으로 움직일 수 있도록 되어 있다. 제 1 단부(6a)는 수용부의 제 1 단부(5a)와 대향하며, 제 2 단부(6b)는 안내 부재(4)와 대향한다. 제 1 단부(6a)에 인접하게 실질적인 U형상 오목부(61)가 마련되는데 이는 안정화봉(7)이 오목부(61)의 바닥상에 놓여질 때 제 1 단부(6a)가 안정화봉 표면 위의 위치에서 끝나게 되는 깊이를 갖는다. 도 3 및 도 13에서 볼 수 있는 바와 같이, 제 1 단부(6a)는 가압 부재의 높이가 외주쪽으로 약간 감소하도록 경사를 갖는 경사면을 갖는다. 오목부(61)의 바닥으로부터 제 2 단부(6b)까지 통공(62)이 연장된다. 통공(62)의 직경은 안정화봉의 직경보다 작다. 게다가 특히 도 12 및 도 13에서 알 수 있는 바와 같이, 외측으로 굽어진 두 개의 반대측면(63a, 63b)을 갖는 실질적인 사각형 오목부(63)가 U형상 오목부(61)의 바닥에 마련되는데, 여기서 사각형의 장측변은 안정화봉 축선을 따라서 배향된다. 실질적인 사각형 오목부(63)의 길이는 통공(62)의 직경보다 크다. 이에 의해, 안정화봉(7)의 일부가 오목부(63) 속으로 연장될 수 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 제 2 단부(6b)에는 구멍(65)이 마련되는데, 이는 뼈 고정 장치가 조립되었을 때 헤드(3)의 일부가 구멍(65) 속으로 연장될 수 있게 한다. 그 결과, 안정화봉(7)은 그 하측면이 헤드(3) 위로 직접 가압한다. 가압 부재(6)는 뼈 고정 요소의 헤드(3)와 접촉하지 않고서 그 제 2 단부(6b)가 안내 부재(4) 위에 직접 작용한다.
가압 부재(6)는 또한 제 2 록킹 요소(9)의 직경보다 큰 직경을 갖는 제 1 단부(6a)에서 동축 형상 오목부(64)를 포함한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 록킹 장치가 설명될 것이다. 록킹 장치(10)의 제 1 록킹 요소(8)는 제 1 단부(8a)와 수용부의 내부 나사(54)와 상호 작용하는 외부 나사를 갖는 반대측의 제 2 단부(8b)를 구비한 나사다. 나사는 수용부(5)의 채널에 의해 형성된 다리가 외측으로 벌어지는 것을 방지하기 위한 나사 형태를 가질 수 있다. 이런 나사 형태는 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같은 평나사가 될 수 있다. 제 1 단부(8a)에는 스크류드라이버와 맞물리기 위한 맞물림 구조가 마련될 수 있다. 제 1 록킹 요소의 제 2 단부(8b)는 도 3에 도시한 바와 같은 가압 부재(6)의 제 1 단부(6a)의 경사부에 대응하여 경사질 수 있다. 제 1 록킹 요소(8)는 제 2 록킹 요소(9)를 수용하기 위한 나사 통공을 더 포함한다. 이 나사 형태는 예를 들어 계량 나사 같은 어떤 나사 형태도 될 수 있다. 제 2 록킹 요소(9)는 제 1 단부(9a) 및 제 2 단부(9b)를 갖는 세트 스크류로서 도시되어 있다. 제 2 단부(9b)는 안정화봉(9) 상에 작용하도록 구성되어 있다. 록킹 장치(10)의 사이즈는 제 1 록킹 요소(8)와 제 2 록킹 요소(9)가 조여졌을 때 제 1 록킹 요소(8) 및 제 2 록킹 요소(9)가 수용부(5)의 소정의 파단점(55) 위로 실질적으로 돌출하지 않도록 되어 있다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같은 조립 상태에서, 제 1 록킹 요소(8)는 가압 부재(6)에만 작용하도록 구성되어 있다. 가압 부재(6)는 안내 부재(4)에만 작용하도록 구성되어 있다. 제 2 록킹 요소(9)는 가압 부재(6)에 마련된 동축 상태의 오목부(64) 속에 제 2 단부(9b)가 연장된다. 이에 의해, 제 2 록킹 요소(9)는 가압 부재(6)와 접촉하지 않게 된다.
조립된 상태에서, 가압 부재(6)는 일직선상에 정렬된 위치에 배치되는데, 여기서 실질적인 V 형상의 오목부(61)는 수용부의 실질적인 U 형상 오목부(53)와 일직선상에 정렬된다. 가압 부재(6)는 예를 들어 크림핑에 의해 이 위치에 임시로 유지될 수 있다.
뼈 고정 장치는 전체적으로 또는 부분적으로 생체적합성 금속, 예를 들어 티타늄, 스텐레스 스틸 같은 생체적합성 재료, 니티놀 같은 생체적합성 합금, 또는 예를 들어 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 같은 생체적합성 플라스틱 재료로 만들어진다.
사용중에 뼈 고정 장치는 미리 조립되어 안내 부재(4)를 구비한 뼈 고정 요소(1)가 수용부(5) 속에 유지되고 가압 부재(6)가 삽입되어 정렬될 수 있다. 그리고 헤드의 평면(31, 3b)을 공구로 물림에 의해 뼈 고정 요소가 뼈 속이나 척추뼈 속에 나사 결합된다. 헤드(3)는 끼워맞춤 방식으로 안내 부재(4)에 연결되기 때문에, 안내 부재(4)는 나사 삽입 동작중에 회전한다. 안내 부재(4)를 회전시킴으로써, 뼈 고정 요소가 수용부에 대하여 피봇 동작할 수 있는 면이 규정된다. 가압 부재(6)가 크림핑에 의해 예비 위치에 유지되어 가압 부재가 수용부(5)와 안내 부재(4) 사이의 상대 위치를 유지하는 안내 부재(4)에 가압력을 작용하는 경우, 피봇면을 규정하는 수용부(5)에 대한 안내 부재(4)의 위치가 유지될 수 있다.
적어도 두 개의 뼈 고정 장치가 뼈 속이나 인접 척추뼈 속에 삽입된 후, 수용부(5)들은 안내 부재(4)의 위치에 의해 규정된 단일면에서 피봇 동작하므로 안정화봉(7)이 삽입될 수 있도록 일직선상에 배열된다. 그 후, 록킹 장치(10)가 삽입된다. 제 1 록킹 요소(8)를 조여줌으로써, 압력이 가압 부재의 제 1 단부에 작용하여 가압 부재(6)가 안내 부재(4)쪽으로 가압된다. 이에 의해, 뼈 고정 요소(1)에 대한 피봇면이 고정된다. 그리고 제 2 록킹 요소(9)는 그 제 2 단부(9b)가 안정화봉(7)을 가압하여, 결국 피봇면에서의 뼈 고정 요소(1)의 각도 위치가 록크될 때까지 도 3에 도시한 바와 같이 헤드(3)를 가압할 때까지 조여진다. 제 2 록킹 요소를 풀어줌으로써 피봇면의 배향이 고정상태로 유지된 상태에서 안정화봉의 추가의 조정 및 피봇면에서의 뼈 고정 요소의 각도 위치의 추가의 조정이 이루어질 수 있다.
추가의 변형형태를 생각할 수 있다. 예를 들어, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 원통 축선이 나사 축선에 수직한 상태의 구형부(3d) 및 중앙원통부(도시하지 않음)를 갖는 헤드(3')의 상호 작용에 의해 단일 피봇면이 규정될 수 있다. 헤드(3')는 대응 구형부(43) 및 대응 원통부(44)와 헤드(3')의 일부가 통과하게 하는 오목부(4a')를 갖는 안내 부재(4')와 상호 작용한다.
도 16 및 도 17에 도시한 또 다른 변형형태에서, 헤드(3")는 제 1 실시형태에서보다 작은 두 개의 반대측 평면(3a', 3b')을 갖는다. 안내 부재(4")는 두 개의 구멍(45a, 45b)을 갖는 실질적인 원통형 링인데, 이 구멍은 핀(46)을 수용하기 위해 링의 양측에 마련되어 있다. 링의 내부에는 중앙공(48)을 갖는 실질적인 돔형상 표면(47)을 갖는다. 핀(46)이 구멍(45a, 45b) 속에 각각 삽입되었을 때, 이 핀들은 안내 부재(4") 내에서의 나사 헤드(3")의 회전을 제한하여 뼈 고정 요소가 단일면에서만 피봇 동작할 수 있게 한다.
도 18 내지 도 20은 뼈 고정 장치의 제 2 실시형태를 보여준다. 이는 수용부의 설계만이 제 1 실시형태에 따른 뼈 고정 장치와 다르다. 그 외의 모든 부품이나 부분들은 동일하므로 그에 대한 설명은 반복하지 않을 것이다. 이 뼈 고정 장치는 피봇면에 대한 우선적인 배향을 갖는다.
수용부(5')는 그 제 2 단부(5b)에서 카운터싱크 부위(56)를 갖는데, 이는 피봇면이 카운트싱크 부위(56)를 통해 연장하도록 배향되었을 때 뼈 고정 요소(1)가 보다 큰 각도로 피봇 동작할 수 있게 한다. 따라서, 제 2 단부(5b)는 단일 피봇면에서 비대칭인 제 2 구멍(52)의 경계를 규정하는 엣지를 형성한다. 도 20에 도시한 바와 같이, 뼈 고정 요소가 카운트싱크 부위(56) 속으로 피봇 동작할 때, 최대 피봇 각도는 카운터싱크 부위(56)의 반대 방향에서보다 크다.
제 2 실시형태에 따른 뼈 고정 장치는 안내 부재(4)의 사각형 오목부(41)가 카운터싱크 부위(56)와 일직선상에 정렬되지 않았을 때 특정 위치에서의 피봇 각도의 확대 없이 뼈 고정 장치로서 사용될 수 있다. 또한 피봇면이 카운터싱크 부위(56)와 일직선상에 정렬되었을 때 피봇 각도가 확대된 뼈 고정 장치로서 사용될 수도 있다.
제 2 실시형태에 따른 뼈 고정 장치는 변형될 수도 있다. 예를 들어 뼈 고정 요소와 안내 부재는 도 14 내지 도 17에 따른 뼈 고정 요소 및 안내 부재로서 설계될 수도 있다.
도 21 및 도 22를 참조하여 뼈 고정 장치의 제 3 실시형태가 설명될 것이다. 제 3 실시형태에 따른 뼈 고정 장치는 안내 부재와 추가의 시트 부재에 의해 제 1 실시형태에 따른 뼈 고정 장치와는 다르다. 그 외의 모든 부분들은 제 1 실시형태와 동일하므로 그에 대한 설명은 반복하지 않을 것이다. 제 3 실시형태에 따른 안내 부재(400)는 안내 부재(4)와 실질적으로 동일하지만, 축방향으로 더 작은 높이를 갖는다.
시트 부재(140)가 마련되는데, 이는 제 1 단부(140a) 및 제 2 단부(140b)와 제 1 단부(140a)에 인접한 실질적인 중공의 원통부(141)를 갖는다. 중공 원통부(141)는 제 1 구멍의 내경보다 약간만 작은 외경을 가지므로, 제 1 부분(141)은 제 1 구멍(51)과 제 2 구멍(52) 사이의 전이부에 놓일 수 있다. 제 1 부분의 내경은 헤드(3)의 최대 직경보다 작다. 시트 부재(140)는 헤드(3)용 시트를 제공하기 위한 실질적인 구형 내측면(143)을 갖는 제 2 부분(142)을 더 포함한다. 외측면은 역시 구형이지만, 다른 형상도 가질 수 있다. 제 2 부분의 사이즈는 제 2 부분(143)이 제 2 구멍(52)을 통해 적어도 일부 연장될 수 있도록 되어 있다. 도 23 및 도 24에 도시한 바와 같이, 제 2 부분(142)은 수용부(5)의 제 2 단부(5b)에 의해 규정되는 면에 대하여 경사진 제 2 단부(140b)를 형성하는 경사진 하측 엣지를 갖는다. 시트 부재(140)가 수용부 속에 삽입되었을 때, 제 2 단부(140b)는 제 2 구멍(52)의 경계를 정하는 엣지를 형성한다. 경하진 하측 엣지에 의해 규정되는 개구는 헤드(3)의 직경보다는 작고 섕크(2)의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 제 1 부분(141)에 가장 근접한 위치에는 헤드(3)의 구형부에 대응하는 형상을 갖는 엣지 부위의 오목부(144)가 구비된다. 따라서 헤드(3)는 오목부(144) 속으로 연장되어 최대 피봇각도를 더 확대시킬 수 있다. 시트 부재의 오목부(144)는 또한 헤드(3)에 끼워 맞추어지는 형태를 제공한다.
시트 부재(140)가 수용부 속에 삽입되었을 때, 제 2 부분(142)은 제 2 구멍(52)을 통해 연장된다. 뼈 고정 요소(1)가 안내 부재(400)에 연결된 시트 부재(140) 속에 유지되어 있을 때, 시트 부재(140)와 안내 부재(400)는 수용부(5)에 대하여 뼈 고정 요소(1)와 함께 회전할 수 있다. 시트 부재(140)는 제 2 구멍(52)의 경계를 정하는 엣지를 규정하는데, 이 제 2 구멍은 뼈 고정 요소가 도 25에 도시한 바와 같이 종축선(C)에 대하여 엣지의 다른 위치보다 오목부(144)가 위치하는 제 1 위치에서 큰 각도로 피봇 동작할 수 있도록 비대칭 형상으로 되어 있다. 도 26에 도시한 바와 같이, 헤드(3)의 평면(3a, 3b) 때문에 뼈 고정 요소는 단일면에서만 피봇 동작할 수 있게 된다. 단일면은 뼈 고정 요소, 안내 부재(400) 및 시트 부재(140)를 수용부(5)에 대하여 함께 회전시킴으로써 선택될 수 있다.
제 3 실시형태에 따른 뼈 고정 장치의 사용 단계가 도 27 내지 도 30에 도시되어 있다. 도 27 및 도 28에 도시한 바와 같이, 단일 피봇면의 배향은 고착 요소를 안내 부재(400)와 시트 부재와 함께 회전시킴으로써 뼈 고정 요소는 뼈 속에 삽입되었지만 안정화봉(7)은 아직 삽입되지 않았을 때 선택된다. 그리고 도 29 및 도 30에 도시한 바와 같이, 안정화봉의 삽입 후에 제 1 록킹 요소(8)가 조여져서 가압 부재(6) 상에 작용하여 결국 안내 부재(400) 및 시트 부재(140)에 작용하여 단일 피봇면을 고정시킨다. 그리고 뼈 고정 요소는 타측에 비하여 오목부(144)를 포함하는 일측에서 더 큰 최대 피봇각도로 단일면에서 피봇 동작할 수 있다. 제 2 록킹 요소(9)를 조임으로써, 헤드(3)와 전체 조립체가 록크된다.
제 3 실시형태에 대한 변형형태도 가능하다. 도 14 내지 도 17에 도시한 예에서처럼 나사 헤드 및 안내 부재의 설계가 변형될 수 있다. 뼈 고정 요소의 단일면에서의 피봇 동작을 제한하는, 뼈 고정 요소의 헤드와 안내 부재 사이의 어떠한 접속도 가능하다. 특히, 이런 제한은 헤드와 안내 부재 사이의 끼워맞춤 형태에 의해 이루어질 수 있다.
가압 부재(6)는 생략될 수 있다. 가압 부재 대신에, 록킹 장치는 안내 부재에 직접 작용하도록 변형되어야 한다.
나사 헤드는 공구와 맞물리도록 추가의 맞물림 구조를 가질 수 있다.
피봇면 배향의 선택은 특정 공구를 사용하여 나사를 삽입하기 전에 이루어질 수 있다.

Claims (14)

  1. 뼈 고정 장치에 있어서,
    봉(7)을 수용하기 위한 수용부(5, 51)로서, 종축선(C), 상기 종축선과 동축상태인 제 1 구멍(51) 및 제 2 구멍(52)을 갖는 수용부(5, 51)와,
    뼈 속에 삽입하기 위한 제 1 단부(2) 및 상기 제 2 구멍 내에 위치하며 헤드(3, 3', 3")를 포함하는 제 2 단부를 가지며, 상기 종축선을 중심으로 단일면 상의 제한된 각도 범위로 상기 수용부(5, 5')에 대하여 움직일 수 있는 고착 요소(1)와,
    상기 제 1 구멍(51) 내에서 회전하도록 구성되어 상기 고착 요소의 헤드(3, 3', 3")를 안내하는데, 끼워맞춤 접속이 상기 고착 요소의 단일면에서의 움직임을 제한하도록 된 안내 부재(4, 4', 4", 400)와,
    상기 안내 부재의 회전 위치를 고정하도록 상기 안내 부재(4, 41, 4", 400)에 작용하는 제 1 록킹 요소(8) 및 상기 헤드(3, 3")를 고정하도록 상기 헤드에 작용하는 제 2 록킹 요소(9)를 포함하는 록킹 장치(10)를 포함하는, 뼈 고정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수용부(5, 5')는 상기 봉(7)이 삽입할 수 있도록 두 개의 개방 다리(leg)를 형성하는 U형 오목부(53)를 포함하며, 상기 개방 다리에는 내부 나사(54)가 마련되는, 뼈 고정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 록킹 요소(8)는 상기 다리의 내부 나사(54)와 상호 작용하는 외부 나사를 포함하고, 동축상태의 나사 구멍(51)을 더 포함하며, 제 2 록킹 요소(9)는 상기 나사 구멍과 상호 작용하는 부분을 갖는, 뼈 고정 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 한 항에 있어서,
    상기 봉을 지지하는 형상의 오목부(61)를 가지며, 상기 안내 부재와 상기 록킹 장치 사이에 배치되도록 구성된 가압 요소(6)를 더 포함하는, 뼈 고정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가압 요소(6)는 상기 안내 부재(4', 4", 400)에는 압력을 가하지만 상기 헤드(3)에는 압력을 가하지 않도록 구성되는, 뼈 고정 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 가압 요소(6)는 실질적인 원통이며, 상기 록킹 장치(10)와 대향하는 제 1 단부(6a) 및 상기 헤드(30)와 대향하는 제 2 단부(6b)를 가지며, 상기 헤드(3, 3', 3")의 일부를 가압 요소와의 접촉 없이 수용하는 사이즈를 갖는 제 2 단부(6b)에 헤드(3', 3")용 오목부(63)가 마련되어 있는, 뼈 고정 장치.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중의 한 항에 있어서,
    상기 가압 요소(6)는 그 제 1 단부(6a)에 오목부(64)를 가지며, 상기 제 2 록킹 요소(9)는 상기 가압 부재와의 접촉 없이 상기 오목부(64) 속으로 연장될 수 있는, 뼈 고정 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중의 한 항에 있어서,
    상기 제 2 구멍(52)의 경계를 규정하는 엣지(5b)는, 뼈 고정 요소(8)가 종축선에 대하여 엣지의 다른 위치에서보다 엣지의 제 1 위치에서 더 큰 각도로 피봇 동작할 수 있도록 비대칭 형상으로 되어 있는, 뼈 고정 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수용부는 상기 제 2 구멍(52)의 경계를 규정하는 엣지(5b)에서 카운터성크 부위(countersunk area)(56)를 갖는, 뼈 고정 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    시트 부재(140)가 제공되는데, 이는 상기 헤드용 시트(143)를 가지고 상기 수용부(5)에 조립 장착됨으로써, 상기 뼈 고정 요소가 상기 종축선에 대하여 엣지의 다른 위치에서보다 엣지의 제 1 위치에서 더 큰 각도로 피봇 동작할 수 있도록 비대칭 형상으로 되어 있는 제 2 구멍(52)의 경계를 규정하는 엣지(140b)를 정할 수 있는, 뼈 고정 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 시트 부재(140)는 록킹 전에 상기 제 2 구멍 내에서 회전하도록 구성되는, 뼈 고정 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 시트 부재 내의 헤드용 시트(143)는 구형인, 뼈 고정 장치.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중의 한 항에 있어서,
    상기 시트 부재(140)는 상기 헤드와 끼워맞춤 결합되도록 그 엣지(140b)에서 오목부(144)를 갖는, 뼈 고정 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 12 항 중의 한 항에 있어서,
    상기 헤드(3, 3', 3")는 실질적인 구형 절편 형상(segment-shaped)인데, 상기 구의 회전축선은 상기 섕크(shank) 축선에 수직하게 연장되는, 뼈 고정 장치.
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