KR20140074842A - 다축 뼈 고정 장치에서 사용하기에 적합한 고정 부재와, 일측으로 확대된 피벗 각도를 지닌 다축 뼈 고정 장치 - Google Patents

다축 뼈 고정 장치에서 사용하기에 적합한 고정 부재와, 일측으로 확대된 피벗 각도를 지닌 다축 뼈 고정 장치 Download PDF

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KR20140074842A
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루쯔 비이더만
빌프리트 맷티스
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비이더만 테크놀로지스 게엠베하 & 코. 카게
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Abstract

본 발명에 따르면 다축 뼈 고정 장치에서 사용하기에 적합한 고정 부재가 제공되고, 이 고정 부재(1)는
적어도 외부 표면에 뼈 맞물림 구조를 지닌 뼈 고정 섹션(2);
헤드(3);
상기 헤드(3)와 상기 뼈 고정 섹션(2)의 중심을 통과하여 연장하는 중심축(C), 및
상기 뼈 고정 섹션과 상기 헤드 사이에 있고, 상기 중심축(C)에 대해 비대칭인 넥 부분(24; 24'; 24"; 24'")을 포함하고,
상기 뼈 고정 섹션(2)은 상기 넥 부분에 인접한 원주 방향으로의 외형을 가지고, 상기 넥 부분은 일측에서 상기 뼈 고정 섹션의 외형에 관해 적어도 부분적으로 오목하게 되어 있고, 상기 중심축으로부터 반대측에서 상기 뼈 고정 섹션의 상기 외형을 넘어 연장한다.

Description

다축 뼈 고정 장치에서 사용하기에 적합한 고정 부재와, 일측으로 확대된 피벗 각도를 지닌 다축 뼈 고정 장치{Anchoring member suitable for use in a polyaxial bone anchoring device and polyaxial bone anchoring device with an enlarged pivot angle to one side}
본 발명은 다축 뼈 고정 장치에서 사용하기에 적합한 고정 부재와, 일측으로 확대되는 피벗 각도를 지닌 다축 뼈 고정 장치에 관한 것이다. 이 고정 부재는 뼈 고정 섹션과, 공통 중심축을 지닌 헤드, 및 뼈 고정 섹션과 헤드 사이의 넥(neck) 부분을 포함하고, 이러한 넥 부분은 중심축에 대해 비대칭적이다. 이러한 넥 부분의 비대칭성은 넥 부분의 일측에 존재하는 오목부와 연장부, 또는 넥 부분의 반대측에 존재하는 돌출 부분에 의해 확립된다. 그러한 고정 부재를 포함하는 다축 뼈 고정 장치는 확대된 피벗 각도를 가지고, 적어도 일측으로 고정 부재를 피벗시키는 것을 허용한다.
일측으로 확대된 피벗 각도를 지닌 뼈 고정 장치는 US 6,736,820호에 설명된다. 이 뼈 고정 장치는 뼈 나사, 열린 제 1 구멍과 로드를 수용하기 위해 실질적으로 U자 모양을 하고 있는 단면과 제 1 구멍의 반대측 단부에서 제 2 구멍을 지니는 수용부, 및 헤드용 시트를 포함한다. 일 실시예에서, 나사 부재는 헤드와 나삿니가 있는 섹션 사이에 넥을 가지고, 이 넥은 오목부 또는 카운터싱크(countersink)를 가지며, 대칭축에 대해 비대칭적이다. 그 결과, 나사 부재는 오목부 또는 카운터싱크가 존재하는 측으로 확대된 각도로 피벗할 수 있다.
축전위(angulation)가 증가한 또 다른 뼈 고정 장치가 US 8,029,539B2호로부터 알려져 있다. 이 특허 문헌은 헤드를 가지는 나사, 섕크, 및 중간 또는 넥 부분을 포함한다. 넥 부분은 제 1 표면 또는 비교적 큰 반경을 가지는 영역과, 제 2 표면 또는 비교적 작은 반경을 가지는 영역을 포함한다. 표면의 더 큰 반경과 더 작은 반경은 복수의 상이한 각도들 또는 정도로 고정 장치의 리테이너(retainer)가 피벗되는 것을 허용한다.
본 발명의 목적은 일측으로 확대된 피벗 각도를 지닌 다축 뼈 고정 장치와, 그것에 작용하는 부하들에 관해 증가된 강도를 가지는 다축 뼈 고정 장치에서 사용하기에 적합한 개선된 고정 부재를 제공하는 것이다. 또한, 그러한 다축 뼈 고정 장치와 사용하기 위한 기구가 제공된다.
이러한 목적은 청구항 1에 따른 뼈 고정 부재, 청구항 14에 따른 다축 뼈 고정 장치, 및 청구항 16에 따른 기구에 의해 해결된다. 본 발명의 추가 발전 사항들은 종속항들에서 주어진다.
뼈 고정 부재의 넥 부분은 헤드와 섕크를 통해 연장하는 중심축으로부터 오프셋되어 있다. 그러므로, 수용부와 뼈 고정 부재를 포함하는 다축 뼈 고정 장치는 제 1 각도에서는 제 1 방향으로, 그리고 제 1 각도보다 큰 제 2 각도에서는 제 2 방향으로 수용부에 대해 뼈 고정 부재를 피벗시키는 것을 허용한다. 확대된 피벗 각도는 중심축으로부터 측정되기로는 55°까지 될 수 있다. 기구에 관한 맞물림 부분은 헤드 상에 제공되고 구동축은 중심축과 동축이다.
뼈 고정 부재는 뼈 고정 부재를 피벗 가능하게 수용하도록 구성되는 임의의 알려진 수용부를 가지고 사용될 수 있다. 따라서, 기존의 다축 뼈 고정 장치들은 오직 고정 부재들을 교환함으로써, 일측까지 확대된 피벗 각도를 가지고 다축 뼈 고정 장치들로 변경될 수 있다. 이는 비용들의 감소에 기여한다.
뼈 고정 부재의 넥 부분의 전체 두께가 실질적으로 감소하지 않기 때문에, 하중을 받는 다축 뼈 고정 장치의 강도 및 안전성은 넥 부분의 두께가 감소한 다축 뼈 고정 장치에 비해 줄어들지 않는다.
확대된 피벗 각도의 배향에 관해서 수용부에 대해 뼈 고정 부재를 미리 정렬하도록 허용하는 뼈 고정 부재에 대한 정렬 특징부가 제공될 수 있다.
다축 뼈 고정 장치를 가지고 사용되도록 적응된 기구는, 심지어 고정 부재가 뼈 내부에 이미 삽입되어 있더라도 수용부에 대한 확대된 피벗 각도의 배향을 나타내도록 허용한다.
추가 특징들 및 장점들은 첨부 도면에 의해, 실시예의 설명으로부터 분명해진다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 다축 뼈 고정 장치의 분해 사시도.
도 2는 조립된 상태에 있는, 도 1의 다축 뼈 고정 장치의 사시도.
도 3은 제 1 실시예에 따른 다축 뼈 고정 장치의 수용부의 평면도.
도 4는 도 3의 라인 A-A를 따라 단면이 취해진, 수용부의 단면도.
도 5(a)는 제 1 실시예에 따른 뼈 고정 부재의 측면도.
도 5(b)는 도 5(a)의 뼈 고정 부재의 상부를 확대한 도면.
도 6은 90°회전된 도 5(a)의 뼈 고정 부재의 측면도.
도 7은 도 5(a)의 뼈 고정 부재의 평면도.
도 8(a)는 도 3에 도시된 수용부의 라인 A-A를 따라 단면이 취해진, 제 1 실시예에 따른 다축 뼈 고정 장치의 단면도.
도 8(b)는 도 8(a)의 하부 우측 부분을 확대한 도면.
도 9는 제 2 실시예에 따른 뼈 고정 부재 상부의 확대된 사시도.
도 10은 제 3 실시예에 따른 뼈 고정 부재 상부의 확대된 사시도.
도 11은 제 4 실시예에 따른 뼈 고정 부재 상부의 확대된 사시도.
도 12는 정렬 특징을 가지는 수정된 뼈 고정 부재의 상부의 위로부터 본 사시도.
도 13은 정렬 특징의 추가 예를 지닌, 제 1 실시예에 따른 뼈 고정 부재 상부의 사시도.
도 14는 미리 정렬된 뼈 고정 부재를 지닌, 제 1 실시예에 따른 미리 조립된 다축 뼈 고정 장치의 평면도.
도 15는 미리 정렬된 뼈 고정 부재를 지닌, 미리 조립된 뼈 고정 장치의 사시도.
도 16은 제 1 실시예에 따른 수용부에 관해 뼈 고정 부재를 정렬하기 위한 기구의 전방 부분을 지닌, 뼈 고정 부재 일부의 확대된 사시도.
도 17은 도 16에 도시된 기구의 후방 부분의 사시도.
도 18은 기구의 제 2 실시예의 전방 부분을 지닌, 수정된 다축 뼈 고정 장치의 단면도.
도 19는 기구로 도 18의 다축 뼈 고정 장치를 원위치에 조립하는 단계를 보여주는 사시도.
도 20은 제 1 구성으로 된, 도 18 및 도 19에 도시된 기구의 상부의 사시도.
도 21은 제 2 구성으로 된, 도 18 및 도 19에 도시된 기구의 상부의 사시도.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 다축 뼈 고정 장치는 뼈나 척추에 고정하기 위한 섕크(2)를 포함하는 뼈 고정 부재(1)와 헤드(3)를 포함한다. 또한, 뼈 고정 부재(1)를 안정화 로드(100)에 결합하도록 구성되는, 뼈 고정 부재(1)의 헤드(3)를 피벗 가능하게 수용하기 위한 수용부(4)가 제공된다. 수용부(4)에 관해 특정 각 위치에서 헤드(3)를 잠그기 위해, 수용부(4)에서 헤드(3)에 압력을 가하는 가압 부재(5)가 제공될 수 있다. 더 나아가, 세트 나사 형태의 잠금 부재(6)가 수용부(4)에서 로드(100)를 잡아 매어 고정시키기 위해 제공될 수 있다.
도 3 및 도 4를 좀더 상세히 참조하면, 수용부(4)는 상부 단부(4a)와 바닥 단부(4b), 대칭축(M), 및 바닥 단부(4b)의 방향으로 상부 단부(4a)로부터 연장하는 동축 구멍(8)을 가진다. 상부 단부(4a)에 인접하게, 로드(100)를 수용하기 위한 채널로서의 역할을 하는, 실질적으로 U자 모양의 오목부(9)가 제공된다. 오목부(9)에 의해, 잠금 부재(6)와 협력하기 위한 내부 나삿니(10)가 제공되는 2개의 자유 레그들이 형성된다.
동축 구멍(8)에 의해 제공된 통로는 제 2 단부(4b) 쪽으로 갈수록 좁아지고, 개구(1)에 인접한 시트 부분(12)에 헤드(3)가 안착될 때까지, 뼈 고정 부재가 그것의 섕크(2)를 통해 안내될 수 있도록 하는 크기를 내부 직경이 가지는 개구(11)가 제공된다. 나삿니의 부분(13)은, 예를 들면 나삿니의 1회전이 섕크(2)가 시트 부분을 통해 나사 조임이 일어나는 것을 허용하는 시트 부분(12)에 제공될 수 있다. 이는 시트와 하부 개구 치수를 너무 많이 증가시킬 필요 없이, 비교적 큰 뼈 고정 부재들을 사용하는 것을 허용한다.
이제 도 5 내지 도 7을 참조하면, 뼈 고정 부재(1)는 헤드(3)와 섕크(2)를 통해 연장하는 중심축(C)을 포함한다. 헤드(3)는 실질적으로 구 모양 세그먼트 형상을 하고 있고, 자유 단부 표면(31)과 그것의 반대측에 있는 바닥 표면(32)을 포함한다. 자유 단부 표면(31)에서는, 오목부(33)의 형태로 된 기구용 맞물림 부분이 제공된다. 헤드(3)의 바닥 표면(32)의 최대 직경(d3)은 자유 단부 표면(31)의 해당하는 최대 직경보다 작다.
섕크(2)는 헤드(3)를 향하는 제 1 단부(21)와 팁(tip)의 모양을 지닐 수 있는 반대측 제 2 단부(22)를 포함한다. 섕크(2)의 외부 표면의 적어도 한 부분 위에서는, 뼈 나삿니의 형태로 된 뼈 맞물림 구조가 제공된다. 제 1 단부(21)에 인접한 구역에서는, 섕크가 최대 외부 직경(d2)을 가지고, 중심축(C)을 중심으로 대칭적이다. 외부 직경(d2)은 뼈 나삿니의 코어 직경과 동일할 수 있다. 섕크(2)의 제 1 단부(21)와 헤드(3)의 바닥 표면(32) 사이에는, 섕크(2)를 헤드(3)에 연결하는 넥 부분(24)이 제공된다. 넥 부분(24)은 중심축을 중심으로 비대칭적인데, 이는 넥 부분(24)의 적어도 한 섹션을 통과하는 중심축이 헤드(3)와 섕크(2)를 통과하는 중심축(C)과 일치하지 않는다는 것을 의미한다. 좀더 상세하게는, 제 1 실시예에서, 넥 부분(24)은 섕크의 끝 부분(21)의 외부 직경(d2)과 실질적으로 동일한 외부 직경을 가지는 제 1 경사진 섹션(24a)을 포함한다. 제 1 섹션(24a)의 중심축은 중심축(C)에 대해 일정한 각도를 두고 연장한다. 제 1 섹션(24a)과 헤드(3)의 바닥 표면(32) 사이에는 중심축(C)에 실질적으로 평행하게 연장하는 중심축(b)을 가지는 제 2 직립한 섹션(24b)이 존재한다. 도 8(b)에서 특히 볼 수 있는 것과 같이, 제 1 경사진 섹션(24a)은 제 2 직립한 섹션(24b)보다 짧다. 따라서, 제 1 경사진 섹션(24a)은 중심축(C)으로부터 오프셋된 위치에서, 제 2 직립한 섹션(24b)을 제공하는 역할을 한다.
도 8(a)와 도 8(b)를 참조하면, 제 2 직립한 섹션(24b)의 중심축(b)의 오프셋은 헤드(3)의 바닥 표면(32)과 섕크(2)의 제 1 단부(21) 사이에 오목한 영역(25)을 제공하여, 아래에 설명된 바와 같이, 오목한 영역의 방향으로 더 큰 축전위(angulation)를 허용한다.
오목한 영역(25) 반대측에서, 제 2 직립한 섹션(24b)이 섕크(2)의 끝 부분(21)의 외부 직경(d2)을 넘어 진행하는 방사상 방향으로의 연장부를 가진다(도 8(a) 및 도 8(b)). 그러므로, 제 2 직립한 넥 부분(24b)의 방사상 방향으로의 총 두께는 실질적으로 오목부 또는 카운터싱크(countersink)만을 가지는 넥 부분에 비해 감소되지 않는다. 전체 넥 부분(24)은 헤드(3)와 섕크(2) 사이에, 섕크(2)의 끝 부분(21)에 비해 더 큰 외부 직경을 가지는 원통형 넥 부분을 제공하고, 일측에서 그것의 일부를 제거함으로써 제조될 수 있다.
도 1과 도 8(a)를 참조하여 가압 부재(5)를 설명한다. 가압 부재(5)는 모노리식 조각(monolithic piece)으로 형성된다. 그것은 실질적으로 원통형 구조를 하고 있고, 수용부(4)의 구멍(8) 내에서 축 방향으로 움직이는 것을 허용하는 외부 직경을 가진다. 가압 부재(5)는 상부 단부(51)와 바닥 단부(52)를 포함한다. 바닥 단부(52)에서는, 헤드(3)의 크기에 적응되는, 실질적으로 구 모양 오목부(53)가 제공된다. 상부 단부(51)에서는, 내부에 로드(100)를 수용하도록 구성되는 실질적으로 U자 모양의 오목부(54)가 형성된다. 이 실시예에서는, 로드가 오목부 내로 삽입될 때 로드의 표면이 오목부의 측벽들 위로 연장한다. 좀더 상세하게는, 로드가 삽입될 때 로드의 직경에 해당하는 높이 약간 아래까지 오목부(54)의 측벽들이 연장하는 것이 유리할 수 있다. 더 나아가, 가압 부재(5)는 기구(미도시)로 고정 부재의 헤드(3)로의 접근을 허용하기 위한 동축 구멍(55)을 포함한다.
잠금 부재(6)는 수용부(4)의 레그들 사이에서 나사 조임이 이루어질 수 있는 세트 나사로 이루어져 있다. 잠금 부재(6)는 로드(100)가 수용부 내로 삽입될 때, 로드(100)와 접촉하도록 구성된다.
다축 뼈 고정 장치의 부분들은 바람직하게는, 생체 적합성 물질로부터 만들어지는데, 특히, 티타늄 또는 스테인리스강(stainless steel)과 같은 생체 적합성 금속 또는 금속 합금, 니티놀(Nitinol)과 같은 Ni-Ti 합금들, 또는 예를 들면 PEEK(polyether ether ketone)와 같은 생체 적합성 플라스틱 재료로 만들어진다. 그 부품들은 동일하거나 상이한 물질들로 만들어질 수 있다.
다축 뼈 고정 장치는 뼈 고정 부재(1)가 그것의 헤드(3)가 시트(12)에서 누를 때까지, 상부 단부(4a)로부터 수용부 내로 삽입되는 식으로 미리 조립될 수 있다. 섕크(2)가 하부 개구(11)를 통과하면, 뼈 나삿니는 섕크(2)가 하부 개구(11)를 통해 나사 조임이 이루어질 수 있도록, 나삿니가 1회전하는 부분(13)과 맞물린다. 가압 부재(5)는 예를 들면 크림핑(crimping)에 의해 수용부 내에서 회전 가능하게 고정될 수 있다. 미리 조립된 상태에서는, 마찰에 의해 특정 각 위치에서 헤드를 예비적으로 잡고 있을 수 있도록, 가압 부재가 헤드에 전 부하(pre load)를 가할 수 있다.
사용시, 수용부(4)들을 지닌 적어도 2개의 뼈 고정 부재들(1)이 뼈 또는 인접한 척추 내에 삽입되고 로드(100)를 통해 연결된다. 특히 도 8의 (a) 및 (b)를 참조하면, 뼈 고정 부재는 그것의 오목한 영역(25)으로 인해, 넥 부분(24)에서 수용부의 대칭축(M)에 관해 좌측으로의 각도보다 큰 우측으로의 각도로 피벗하도록 허용된다.
뼈 고정 부재의 제 2 실시예가 도 9에 도시되어 있다. 뼈 고정 부재(1')는 이전 실시예의 뼈 고정 부재의 넥 부분(24)과는 다른 넥 부분(24')을 포함한다. 넥 부분(24')은 중심축(a')이 뼈 고정 부재(1')의 중심축(C)에 대해 각을 이루고 있는 제 1 섹션(24a')과, 실질적으로 원통형이고 중심축이 뼈 고정 부재(1')의 중심축(C)과 평행한 후속하는 제 2 섹션(24b'), 및 중심축(a')에 비해 반대 방향으로 중심축(C)에 대해 각을 이루고 있는 중심축(c')을 지닌 제 3 섹션(24c')을 포함한다. 제 2 부분(24b')은 일측에서 섕크(2)의 끝 부분(21)을 넘어 연장한다. 뼈 고정 부재(1')의 중심축(C)에 수직인 임의의 평면에서의 단면의 넥 부분(24')의 영역은 실질적으로 동일하다. 특히, 제 2 섹션(24b')의 외부 직경은 섕크(2)의 끝 부분(21)의 외부 직경(d2)과 실질적으로 동일하다. 그러므로, 오프셋 섹션(24b')을 가지는 넥 부분(24')의 강도는, 섕크(2)의 끝 부분(21)의 것에 해당하는 직경을 가지는 중심축(C)에 동축인 넥 부분의 강도와 실질적으로 동일하다.
뼈 고정 부재의 제 3 실시예가 도 10에 도시되어 있다. 뼈 고정 부재(1")는 중심축(C)에 대해 각도를 가지고 연장하는 중심축(a")을 지닌 제 1 원통형 경사진 섹션(24a")과, 중심축(C)에 평행하게 연장하는 중심축(b")을 지닌 제 2 직립한 원통형 섹션(24b")을 가지는 넥 부분(24")을 포함한다. 따라서, 제 2 섹션(24b")은 일측에서는 넥(2)의 끝 부분(21)을 넘어 연장하고, 넥 부분(24")이 반대측에서 오목한 영역(25)을 가진다. 제 2 직립한 섹션(24b")은 증대된 안정성을 제공하는 경사진 표면(32a)을 가지고 헤드(3) 내로 진행한다. 또한, 이 실시예에서는 중심축(C)에 수직인 임의의 평면에서의 단면적은 실질적으로 동일하다. 또한, 이 실시예에 따른 뼈 고정 부재(1")는 수용부(4)에서 헤드(3)를 피벗하는 것을 용이하게 하기 위해, 넥 부분(24")의 제 2 섹션(24b")과 헤드(3) 사이의 비스듬한 전이 부분(34)을 포함할 수 있다.
뼈 고정 부재의 제 4 실시예가 도 11에 도시되어 있다. 뼈 고정 부재(1'")는 비스듬한 전이 부분(34'")이 더 좁아진다는 점에서, 뼈 고정 부재(1")와는 다르다. 또한, 제 2 넥 부분(24b'")과 헤드(3)의 바닥 측(32) 사이의 전이시 실질적으로 둥글게 된 절단부(35)가 제공된다. 따라서, 수용부(4)의 시트(12)에서의 헤드(3)의 피벗 움직임이 더 용이하게 된다. 둥글게 된 절단부(35)는 넥 부분(24)과 헤드(3) 사이의 연결시 가장자리의 회피로 인해 하중을 받는 뼈 고정 요소의 강도를 더 증가시킬 수 있다.
도 12에는 뼈 고정 부재의 또 다른 수정된 제 1 실시예가 도시되어 있다. 뼈 고정 부재(101)는 헤드(3)의 자유 단부(31)에서의 기구 맞물림 부분의 디자인을 제외하고는, 제 1 실시예에 따른 뼈 고정 부재(1)와 동일하다. 뼈 고정 부재(101)는 헤드(3)의 자유 단부 표면(31)에서 기구용 맞물림 부분(330)를 포함하고, 이 경우 맞물림 부분(330)은 확대된 피벗 각도의 위치를 표시하기 위해, 헤드(3)와 섕크(2) 사이 오목한 구역(25)에 해당하는 장소에 위치하는 정렬 특징부(331)를 포함한다. 정렬 특징부(331)는 일측에서 톡스(torx) 모양의 오목부의 확대된 부분으로 이루어진다. 수정된 오목부(330)는 또한 도 9 내지 도 11에 도시된 실시예들에서 사용될 수 있다는 점이 주목된다.
도 13을 참조하면, 정렬 특징부는 또한 넥 부분(24) 자체의 모양을 통해 실현될 수 있다. 뼈 고정 부재가 하부 개구(11)를 통해 넥 부분의 적어도 일부를 가지고 연장하기 때문에, 오프셋 섹션(24b)을 지닌 넥 부분의 모양은 확대된 피벗 각도의 정렬을 허용하기 위해 정렬 특징부를 제공한다.
제 1 사용 방법에서는, 뼈 고정 장치가 미리 조립된 형태로 전달되고, 그러한 경우 수용부의 중심축(M)을 포함하는 복수의 평면(p2, p3...) 중 미리 규정된 평면(p1)에서 섕크(2)가 정렬된다. 도 14에 도시된 것처럼, 기구 맞물림 오목부(330)의 정렬 특징부(331)에 의해, 확대된 피벗 각이 로드 수용 오목부(9)에 수직으로 연장하는 평면(p1)에 있다. 이러한 평면은 가압 부재(5) 위를 누르는 잠금 부재(6)에 의해 미리 고정될 수 있어, 수용부(4)에서 헤드(3)를 잠그게 된다. 이를 위해, 가압 부재의 측벽들이 잠금 요소(6)에 의해 확대될 수 있도록, 가압 부재의 측벽들이 더 높게 연장한다면 유리하게 된다. 그 다음 외과 의사는 뼈 고정 장치를 뼈 내로 삽입할 수 있다. 확대된 피벗 각을 포함하는 평면의 미리 정해진 배향은, 미리 고정된 가압 부재를 통해 헤드에 가해지는 마찰력에 의해 유지될 수 있다.
대안적으로, 미리 정렬하는 것은 넥의 모양에 의해, 확대된 피벗 각을 포함하는 평면이 선택될 수 있도록, 뼈 고정 부재를 회전시킴으로써 이루어질 수 있다. 위 2가지 방법을 모두 사용하여, 미리 조립되고, 미리 정렬된 다축 뼈 고정 장치들이 전달될 수 있다.
도 16과 도 17을 참조하면, 뼈 고정 부재(1)를 삽입하기 위한 도구(200)의 제 1 실시예는 세로축(L)을 지닌 구동부를 포함한다. 이 구동부는 오목부(330)와 맞물리도록 구성되는 전방 부분(201)을 포함한다. 이를 달성하기 위해, 전방 부분(201)은 오목부(330)의 부분(331)에 맞게 끼워지는 넓혀진 섹션(211)을 지닌 톡스 모양을 하고 있다. 기구의 전방 부분(201) 반대측 끝 부분(202)은 핸들과, 사용자가 볼 수 있는 핸들의 자유로운 끝 표면에서의 표시 마크(221)를 포함한다. 이 표시 마크(221)는 채색되어 있거나 새겨져 있고, 전방 부분(201)의 넓혀진 섹션(211)의 위치에 해당하는 배향을 가지는 줄무늬가 있거나 새겨진 섹션일 수 있다. 따라서, 전방 부분(201)이 오목부(330)와 맞물릴 때, 표시 마크(221)는 전방 부분의 넓혀진 부분(211)의 위치를 나타내고, 그러므로 헤드(3)의 바닥측(32)과 섕크(2) 사이의 오목한 구역(25)의 위치도 나타낸다. 그 결과, 사용자는 표시 마크(221)의 위치에 의해 확대된 피벗 각을 지닌 평면의 배향을 볼 수 있다.
기구(200)는 또한 수용부(4)에 연결될 수 있는 홀딩(holding) 부분(203)을 포함할 수 있다. 홀딩 부분(203)의 상부 표면에서는, 로드(100)의 배향을 나타내는, 채색된 줄무늬 또는 새겨진 부분과 같은 표시 마크(222)가 제공된다. 구동부는 홀딩 부분(203)에 대해 회전 가능하다. 그러므로, 구동부로 뼈 고정 요소의 나사 조임을 행할 때, 표시 마크(221)가 그러한 표시 마크(221)에 의해 나타나는 로드의 배향에 대한 고정 요소(101)의 오목한 영역(25)의 배향을 나타낸다.
제 2 사용 방법에서는, 뼈 고정 부재(1)가 오목부(330)와 맞물리는 기구(200)를 사용하여 뼈 부분 또는 척추 내로의 나사 조임이 이루어진다. 표시 마크(222)는 로드의 배향을 나타낸다. 표시 마크(221)는 수용부에 관한 뼈 고정 부재의 위치를 나타내고, 따라서 로드에 관한 확대된 피벗 각의 배향을 나타낸다.
도 18은 다축 뼈 고정 장치의 제 2 실시예와, 기구의 제 2 실시예를 보여준다. 다축 뼈 고정 장치는 수용부와 가압 부재에 관해 다르다. 동일한 참조 번호를 가지는 부품들 또는 부분들은 반복되지 않는다. 수용부(4')는 바닥 단부(4b)로부터의 뼈 고정 부재(1)의 삽입을 허용한다. 이를 달성하기 위해, 바닥 단부(4b)에서의 개구(11')는 헤드(3)의 가장 큰 외부 직경보다 커서, 헤드(3)가 개구(11')에 삽입될 수 있다. 하부 개구(11')에 인접하게, 원뿔 모양으로 되는 좁아지는 시트 부분(12')이 존재한다. 이 시트 부분(12') 다음에는 헤드(3)와 가압 부재(5')의 부분을 수용하기 위한 수용 공간(14)이 존재한다. 가압 부재(5')는 헤드(3)의 자유 단부로부터 헤드(3)의 적도(E), 즉 가장 큰 직경을 가진 부분 아래의 위치까지 헤드(3)를 포함하는 하부 모자(cap) 모양 부분(56)을 포함한다. 이러한 하부 모자 모양 부분(56)은, 예를 들면 슬릿(slit)들에 의해 유연할 수 있다. 하부 모자 모양 부분(56)은 그것의 하부 단부에서 시트 부분(12')과 협력하는 외부 테이퍼진(tapered) 섹션(57)을 포함한다. 가압 부재(5')의 상부 부분(58)은 원통 모양이고, 구멍(8) 내에서 움직이는 것을 허용하는 외부 직경을 포함한다. 바람직하게는, 일측에 수용부의 벽을 통해 오목부 내로 연장하고, 상부 단부(4a)의 방향으로 가압 부재(5')의 상방 움직임을 제한하는 핀(90)에 의해 맞물릴 수 있는 가압 부재(5')의 상부 부분(58)에 가늘고 긴 오목부(58a)가 제공된다. 가압 부재는 가압 부재(5')의 중심에서 동축 구멍(55) 내로 열려 있고, 상이한 직경들의 로드(rod)들을 삽입하는 것을 허용하는 상부 단부(51)에 인접한 실질적으로 V자 모양의 오목부(59)를 가진다.
제 2 실시예에 따른 뼈 고정 장치는 보통 수용부(4')와 가압 부재(5')를 포함하는 미리 조립된 장치로서 전달된다. 이러한 뼈 고정 장치는 모자 모양 하부 부분(56)이 헤드(3)에 물릴 때까지 하부 개구를 통해 헤드(3)를 삽입함으로써, 전술한 실시예들 중 하나에 따른 뼈 고정 부재(1, 1', 1", 1'")와 결합될 수 있다. 헤드(3)는 시트 부분(12')의 테이퍼진 섹션과 가압 부재(5')의 하부 모자 모양 부분(56)의 외부 테이퍼진 섹션(57)이 맞물리고 헤드를 클램핑할 때까지, 가압 부재(5')를 하방으로 움직임으로써 잠길 수 있다. 헤드(3)를 최종적으로 잠그기 전에, 헤드(3)는 가압 부재(5')의 하부 모자 모양 부분(56)에서 피벗 가능하다.
제 2 실시예에 따른 기구(200')는 수용부(4')의 내부 나삿니(10)와 협력하는 외부 나삿니를 지닌 전방 단부(231)를 포함하는, 외부 관 모양 부분(230)을 포함한다. 전방 부분(231)은 외부 관 모양 부분(230)의 삽입을 제한하기 위해 수용부(4')의 상부 단부(4a)에 기대어 접하는 표면(231a)을 포함한다.
기구(200')는 또한 뼈 고정 부재의 헤드의 오목부(330) 내로 맞추어 끼워지도록 비대칭성을 가지는, 기구(200)의 맞물림 부분(201)과 유사한 맞물림 부분을 포함하는 전방 단부(241)를 지닌 중앙 포스트(post)(240)를 포함한다. 중앙 포스트의 반대측 단부(242)에서는, 중앙 포스트의 전방 부분(241)의 정렬 특징부에 해당하는 위치에서 표시 마크(243)가 존재한다. 이 표시 마크(243)는 전방 단부(241)에서 정렬 특징부의 위치를 나타낸다. 관 모양 부재(250)는 중앙 포스트(240) 둘레에 제공되고, 기구(200')의 외부 관 모양 부분(230) 내부에 제공된다. 관 모양 부재(250)의 전방 단부(251)는 가압 부재(5')의 본질적으로 V자 모양의 오목부(59)에 기대어 접한다. 관 모양 부재(250)의 반대측 단부(252)는, 예를 들면 단부 표면(252)을 가로질러 연장하는 세로 줄무늬의 형태로 된 표시 마크(253)를 지닌 편평한 단부 표면을 포함한다. 표시 마크(253)는 가압 부재(5')에서 채널(59)을 수용하는 로드의 위치와, 수용부(4')에서 U자 모양의 오목부(9)의 배향을 나타낸다. 단부 표면(252)은 또한 중앙 포스트(240)의 단부 표면(242)이 연장할 수 있는 중앙 개구를 포함한다. 더 나아가, 외부 관 모양 부분(230)에 연결된 핸들(handle)(232)이 제공될 수 있다. 중앙 포스트(240)와 외부 관 모양 부재(250)는 기구(200')의 외부 관 모양 부분(230)에 대해 회전 가능하다.
제 3 사용 방법에서는, 먼저 뼈 고정 부재(1)가 예를 들면 도 19에 도시된 바와 같이 척추의 관절경(pedicle) 내로 삽입된다. 그 다음, 미리 조립된 가압 부재(5')를 지닌 수용부(4')로 이루어지는 조립체가 수용부(4') 내로 외부 관 모양 부분(230)의 나사 조임을 행함으로써, 도구(200')에 연결된다. 그 후, 조립체는 헤드(3)를 수용부(4') 내로, 그리고 더 구체적으로는 하부 모자 모양 부분(56) 내로 삽입함으로써, 뼈 고정 부재(1)의 헤드(3)에 연결된다. 외부 관 모양 부재(250)는 가압 부재(5')가 올바르게 장착될 때 가압 부재(5')의 오목부(59)에 기대어 접한다. 표시 마크(253)는 나중에 삽입될 로드의 배향을 나타낸다. 중앙 포스트(240)의 자유 단부(242)에서의 표시 마크(243)는 로드 배향에 대한 확대된 피벗 각의 배향을 나타낸다. 기구(200')의 부분들의 값은, 수용부(4')가 헤드(3) 상에 올바르게 놓일 때, 중앙 포스트(240)의 자유 단부 표면(242)이 자유 단부 표면(252)과 같은 높이로 되도록 정해진다. 그러므로, 2개의 표시 마크(243, 253)로, 로드(100)의 배향에 대한 확대된 피벗 각의 배향은 하부 적재 타입의 다축 뼈 고정 장치의 경우에 인지될 수 있다.
전술한 실시예의 수정이 가능하다. 섕크(2)의 뼈 맞물림 구조의 경우, 바브(barb), 거칠게 된 표면, 다른 종류의 뼈 나삿니들 등과 같은, 모든 종류의 뼈 맞물림 구조가 생각될 수 있다. 삽관형 나사(cannulated screw)들 또한 사용될 수 있다. 넥 부분에 인접한 섕크의 끝 부분은 원형이 아닌 단면을 가질 수 있는데, 예를 들면 정사각형 또는 직사각형의 단면을 가질 수 있다. 오프셋 넥 부분은 오목하게 된 영역(25)의 반대측에서 그러한 외형을 넘어 연장한다.
수용부에 있어서는, 수용부에 제공된 시트나 가압 부재에서 뼈 고정 부재를 피벗하는 것을 허용하는 모든 종류의 알려진 수용부들이 사용될 수 있다. 그러한 수용부는 로드에 뼈 고정 부재를 결합시키도록 구성될 수 있다. 또한, 수용부는 뼈 플레이트에 제공될 수 있다.
2개의 부분으로 된 잠금 장치들을 포함하여, 다양한 알려진 잠금 요소들이 사용될 수 있다.
상이한 실시예들의 특징들 또한 서로 결합될 수 있다.

Claims (22)

  1. 다축 뼈 고정 장치에서 사용하기에 적합한 고정 부재로서,
    상기 고정 부재(1, 1', 1", 1'", 101)는
    적어도 외부 표면에 뼈 맞물림 구조를 지닌 뼈 고정 섹션(2);
    헤드(3);
    상기 헤드(3)와 상기 뼈 고정 섹션(2)의 중심을 통과하여 연장하는 중심축(C), 및
    상기 뼈 고정 섹션과 상기 헤드 사이에 있고, 상기 중심축(C)에 대해 비대칭인 넥 부분(24; 24'; 24"; 24'")을 포함하고,
    상기 뼈 고정 섹션(2)은 상기 넥 부분에 인접한 원주 방향으로의 외형을 가지고, 상기 넥 부분은 일측에서 상기 뼈 고정 섹션의 외형에 관해 적어도 부분적으로 오목하게 되어 있고, 상기 중심축으로부터 반대측에서 상기 뼈 고정 섹션의 상기 외형을 넘어 연장하는, 고정 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 넥 부분은 상기 헤드와 섕크의 상기 중심축(C)에 실질적으로 평행하게 연장하는 중심축(b; b'; b"; b'")을 지닌 적어도 하나의 섹션(24b; 24b'; 24b"; 24b'")을 포함하는, 고정 부재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 넥 부분은 상기 헤드와 섕크의 상기 중심축(C)에 대해 각도를 이루어 연장하는 중심축(a; a'; a"; a'")을 지닌 적어도 하나의 섹션(24a; 24a'; 24a"; 24a'")을 포함하는, 고정 부재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 넥 부분은 상기 중심축(C)에 대해 각도들을 이루어 각각 연장하는 중심축을 지닌 2개의 섹션(24a'; 24c')을 포함하는, 고정 부재.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 각도들은 상기 중심축에 대해 반대측에 있고, 바람직하게는 상기 넥 부분이 상기 헤드로의 연결부에서 상기 헤드와 섕크의 중심축에 대해 대칭적인, 고정 부재.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뼈 맞물림 구조는 뼈 나삿니이고, 상기 넥 부분(24; 24'; 24"; 24'")은 상기 섕크(2)의 코어 직경을 넘어 연장하는, 고정 부재.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심축(C)에 수직인 임의의 평면에서 상기 넥 부분의 단면의 면적은 실질적으로 동일한, 고정 부재.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드(3)는 구 모양 세그먼트의 모양을 하고 있는, 고정 부재.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드(3)는 상기 넥 부분(24; 24'; 24"; 24'")을 향하는 측에서 편평하거나 둥글게 된 전이 표면들(34, 35)을 포함하는, 고정 부재.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드와 섕크의 중심축(C)은 상기 고정 부재(1, 1', 1", 1'", 101)의 구동축이고, 바람직하게는 상기 헤드(3)가 기구와 맞물리기 위한 맞물림 부분(33, 330)을 포함하는, 고정 부재.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 부재(1, 1', 1", 1'", 101)는 확대된 피벗 각도의 배향을 지시하는 정렬 형상부(331; 24)를 포함하는, 고정 부재.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 정렬 형상부(331)는 기구를 위한 오목부, 바람직하게는 비대칭 오목부의 형태로 포함되는, 고정 부재.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 정렬 형상부는 상기 넥 부분(24; 24'; 24"; 24'")의 모양에 포함되는, 고정 부재.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 다축 뼈 고정 장치로서,
    제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 고정 부재와,
    대칭축(M)을 가지고 상기 고정 부재를 피벗 가능하게 수용하도록 구성되는 수용부(4; 4')를 포함하고,
    상기 고정 장치는 상기 수용부(4; 4')를 중심으로 상기 뼈 고정 부재(1, 1', 1", 1'")를, 제 1 각도에서는 제 1 방향으로 그리고 상기 제 1 각도보다 큰 제 2 각도에서는 제 2 방향으로 피벗하도록 허용하는, 다축 뼈 고정 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 헤드(3)에 압력을 가하도록 가압 부재(5; 5')가 제공되는, 다축 뼈 고정 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 다축 뼈 고정 장치와 사용하기 위한 기구로서,
    상기 뼈 고정 요소(1; 1'; 1"; 1'")는 상기 기구와 맞물리기 위한 비대칭 오목부(330)를 포함하고, 상기 기구(200; 200')는 상기 오목부에 끼워지는 비대칭 맞물림 부분(211)을 지닌 전방 부분(201)과, 상기 비대칭 맞물림 부분의 배향을 지시하는 지시 표시(221, 243)를 지닌 뒤 부분을 포함하는, 다축 뼈 고정 장치와 사용하기 위한 기구.
  17. 다축 뼈 고정 장치용 고정 부재로서,
    상기 고정 부재는
    외부 표면의 적어도 한 부분 상에 제 1 단부, 제 2 단부, 및 뼈 맞물림 구조물을 가지는 뼈 고정 섹션;
    헤드로서, 중심축이 상기 헤드와, 상기 뼈 고정 섹션의 상기 제 1 단부 및 상기 제 2 단부의 각각의 중심들을 통해 연장하는, 헤드;
    상기 뼈 고정 섹션의 상기 제 1 단부와 상기 헤드 사이에 있고, 상기 중심축에 대해 비대칭적인 넥; 및
    상기 중심축에 대한 상기 넥의 비대칭성의 배향을 인지하기 위한 정렬 특징부를 포함하는, 다축 뼈 고정 장치용 고정 부재.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 정렬 특징부는 기구용 오목부를 포함하는, 다축 뼈 고정 장치용 고정 부재.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 오목부는 상기 헤드의 자유 단부 표면에 있는, 다축 뼈 고정 장치용 고정 부재.
  20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 오목부는 상기 중심축에 대해 비대칭적인, 다축 뼈 고정 장치용 고정 부재.
  21. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목부는 비대칭적인 톡스-모양 오목부인, 다축 뼈 고정 장치용 고정 부재.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 따른 고정 부재를 가지고 사용하기 위한 기구로서,
    상기 기구는 상기 고정 부재의 상기 비대칭적 오목부에 맞게 끼워지도록 구성된 비대칭적 맞물림 부분을 지닌 제 1 부분과, 상기 비대칭적 맞물림 부분의 배향을 인지하기 위한 마크를 지닌 제 2 부분을 가지는, 기구.
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