KR20140133812A - 래칫형 척추 디바이스 - Google Patents

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Abstract

척추 디바이스(10)는 래칫 기구(14)를 포함하는 가변 길이 부재(12)를 포함하며, 상기 래칫 기구(14)는 일 방향으로의 상기 가변 길이 부재(12)의 길이를 변경하도록 허용하고 반대 방향으로의 상기 가변 길이 부재(12)의 길이를 변경하는 것을 방지하는 작동 구조를 갖고, 상기 가변 길이 부재(12)는 뼈에 부착하기 위한 다축 조인트 부착 부재(32)를 포함하며, 하나 이상의 피봇축에 대해 상기 부착 부재(32)의 피봇 운동을 허용하고, 상기 래칫 기구(14)를 조정하거나 전진시키도록 작동하는 힘 어플리케이터(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

래칫형 척추 디바이스 {RATCHETED SPINAL DEVICES}
본 발명은 일반적으로는 척추 임플란트와 보철물에 관한 것이고, 특히 상이한 자유도의 운동을 허용하는 조인트를 갖는 척추 임플란트와 같은 래칫 기구를 구비한 척추 임플란트 또는 래칫 기구를 제어하기 위한 힘 어플리케이터를 갖는 척추 임플란트에 관한 것이다.
척추측만증(scoliosis)은 많은 사람들에게 영향을 미치는 척추 변형이다. 현재의 외과적 처치는 줄기 나사(pedicle screws)에 의해 척추에 긴 결합 로드를 고정시키는 것을 포함한다. 로드 시스템은 변형된 척추를 보다 건강한 위치로 힘을 가하도록 의도된다. 종종 결합에 의해 처치되는 다른 척추 질환은 흉추후만(hyperkyphosis) 및 요추전만(hyperlordosis)을 포함한다.
결합의 대안으로서, 동일한 발명자의 PCT 특허 출원 PCT/US2011/035278호는, 래칫 기구를 이용하여 신축 가능한 개선된 척추 장치를 개시한다. 이러한 디바이스는 적절한 커넥터를 이용하여 표준 줄기 나사뿐만 아니라 다른 척추 로드에도 연결될 수 있는 가변 길이 부재를 갖는다.
본 발명은 보다 개선된 척추 디바이스를 제공하기 위한 시도를 하였다.
일 실시예에서, 척추 디바이스는 척추 로드(용어 로드 또는 로드 조립체는 원통형 형상을 가질 필요는 없지만 바아 및 다른 형상일 수 있는, 로드로서 함께 기능하는 하나 이상의 긴 컴포넌트를 지칭한다.)의 형태이고, 이는 래칫 기구를 이용하여 신축 가능하다. 로드는, 적절한 커넥터를 이용하여 표준 줄기 나사뿐만 아니라 다른 척추 로드에 연결될 수 있는 가변 길이 부재이다. 가변 길이 부재는 또한 척추의 뼈 요소에 직접 연결되거나 또는 뼈 요소에 의해 지지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 디바이스는 3개의 상이한 구성으로 설정될 수 있다.
a. 래칫 기구가 활성화되고, 가변 길이 부재(로드)가 일방향으로 길이를 변경(신장 또는 수축)할 수 있다.
b. 래칫 기구가 비활성화되고 가변 길이 부재는 신축 방향에 대응하는 반대 방향으로 이동할 수 있다.
c. 로크 위치, 여기서 가변 길이 부재의 길이는 고정된다.
본 발명의 실시예에서, 이들 구성의 선택은 조립체의 내부 요소를 회전시킴으로써 행해질 수 있다. 예를 들어, 내부 요소의 회전은 워엄 기어 기구를 이용하여 행해질 수 있다. 워엄 기어는, 경피 시술을 통한 샤프트에 의해, 또는 전기 모터, 자석 구성 또는 해당 기술 분야의 종사자들에게 공지된 다른 수단과 같은 이식 가능한 기구에 의해 활성화될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 가변 길이 부재는 강성이 상이한 2개의 부분을 가질 수 있다. 예를 들어, 가변 길이 부재는, (예를 들어, 로드가 수축만 가능하도록 래칫이 제조되는 경우) 가요성 케이블, 로드, 가요성 기계 조인트, 및 해당 기술 분야의 종사자들에게 공지된 다른 수단과 같은 가요성부를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 로드가 척추의 뼈 구조에 의해 직접 고정되면, 뼈에 대해 보유된 후크는 이를 최적의 위치에 고정시키기 위한 제2 후크를 가질 수 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명으로부터 보다 완전히 이해되고 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 비제한적인 실시예에 따라 구성되고 동작되는, 래칫형 척추 디바이스의 단순화된 도면.
도 2는 도 1의 래칫형 척추 디바이스의 래칫 기구의 단순화된 도면.
도 3은 도 1의 래칫형 척추 디바이스의 래칫 기구를 조정 또는 전진시킬 수 있는 힘 어플리케이터의 단순화된 도면.
도 4는 본 발명의 비제한적인 실시예에 따라 구성되고 동작되는, 3개의 뼈 나사를 갖는 3개의 척추뼈 사이에 연결되는 두 개의 로드 조립체를 포함하며, 다수의 이동 자유도를 허용하는 커넥터 조립체가 있는 척추 디바이스의 단순화된 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 커넥터 조립체의 하나의 바람직한 실시예의 단순화된 평면도.
도 6a는 도 5의 실시예의 단순화된 단면도.
도 6b는 도 5의 변형된 버전의 단순화된 단면도.
본 발명의 다른 비제한적인 실시예에 따라 구성되고 동작되는 래칫형 척추 디바이스(10)를 도시하는 도 1 내지 3을 참조한다.
래칫형 척추 디바이스(10)는 가변 길이 부재(12)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 가변 길이 부재(12)는 로드이다. 용어 "로드"는 로드, 바아, 와이어 등과 같은, 그러나 이에 제한되지 않는 임의의 크기와 단면 형상의 임의의 날씬한 요소를 포함한다.
PCT 특허 출원 PCT/US2011/035278호에 개시된 바와 같이, 척추 디바이스(10)는, 일방향으로의 가변 길이 부재(12)의 길이의 변경을 허용하고 반대 방향으로의 가변 길이 부재(12)의 길이의 변경을 방지하는 작동 구조를 갖는 래칫 기구(14)(도 2)를 포함한다. 래칫 구조(14)는 가변 길이 부재(12)의 축부를 따라 형성된 래칫 톱니(16)(도 3; 또한 래칫 래크(16)로도 지칭됨)와, 톱니(16) 중 하나를 포획하도록 배열된 멈춤쇠(18)(도 2, 3)를 갖는다. 멈춤쇠(18)는 피봇(22)(도 2)을 중심으로 장착된 컨트롤러 요소(20)(도 2)로부터 연장하고 편심 캠(24)(도 2, 3)을 구비한다. 편심 캠(24)의 회전은 멈춤쇠(18)를 3개의 위치 중 하나로 이동시키며, 이들 위치는, a) 톱니(16)와 래칫 결합하여 가변 길이 부재(12)가 일방향으로 증가할 수 있는 위치, b) 톱니(16)와 로크 결합되어 가변 길이 부재(12)가 전혀 이동할 수 없는 위치, c) 톱니(16)와의 결합으로부터 이동하여 가변 길이 부재(12)가 양방향으로 자유롭게 이동할 수 있는 위치.
도 1에 도시된 바와 같이, 가변 길이 부재(12)의 일단부(23)는 하우징(30)에 형성된 개구(28)를 통해 선형적으로 이동하도록 배열된다. 가변 길이 부재(12)는 두 개의 다축 조인트 부착 부재(32)를 포함한다. 두 개의 다축 조인트 부착 부재(32)는 척추의 뼈 구조를 활용 가능하도록 디바이스(10)에 부착하는데 사용된다.
PCT 특허 출원 PCT/US2011/035278호에 상반되어, 본 발명에서는 척추 디바이스(10)가 래칫 기구(14)를 제어하기 위한 힘 어플리케이터(40)를 포함한다. 힘 어플리케이터(40)는 톱니(44)를 갖는 캠(42)(도 3)을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 캠(42)의 헤드(46)는 도 2에 도시되고(예를 들어 육각형 헤드); 헤드(46)는 도 3에서는 간단하게 하기 위해 도시되지 않는다. 렌치(도시 안함)와 같은 적절한 공구로 헤드(46)를 도 3의 시계 방향으로 회전시킴으로써, 캠(42)의 톱니(44)가 래칫 래크(16)를 (도 3에서 상방으로) 힘을 가해 이동시켜서, 멈춤쇠(18)와 결합하는 톱니가 멈춤쇠(18)와의 결합으로부터 빠져나오고 래칫 래크(16)의 다음의 아래의 톱니가 멈춤쇠(18)와의 결합으로 이동한다. 따라서, 힘 어플리케이터(40)는 래칫 기구(14)를 조정 또는 전진시킨다.
본 발명의 실시예에 따라 척추 디바이스(50)를 도시하는 도 4를 참조한다.
도시된 실시예에서, 척추 디바이스(50)는 3개의 뼈 나사(54)를 갖는 3개의 척추뼈(49) 사이에 연결되는 두 개의 로드 조립체(52)를 포함한다. 로드 조립체(52)는 비제한적으로 래칫형 척추 디바이스(10) 또는 다른 척추 디바이스로서 구성될 수 있다. 커넥터 조립체(56)는 로드 조립체(52) 사이의 조인트식 연결을 형성한다. 커넥터 조립체(56)는 후술하는 바와 같이 로드 조립체(52)(예를 들어 가변 길이 부재(12))의 다수의 이동 자유도를 허용한다.
시스템의 설계가 모듈식이기 때문에, 임의의 수의 척추뼈가 선택될 수 있다는 점에 유의한다. 또한 두 개의 로드 조립체(52)의 중간 조인트 연결부는 어떠한 척추뼈에도 연결되지 않으며, 이는 응용에 따라 하나 이상의 척추뼈를 건너뛸 수 있다는 것은 의미한다는 점에 유의한다. 도면에서, 뼈 나사(54)는 줄기(pedicle) 내에 삽입되지만, 다른 삽입 위치도 이용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 커넥터 조립체(56)의 하나의 바람직한 실시예를 도시하는 도 5 및 6a를 참조한다.
커넥터 조립체(56)는 헤드(60)를 갖고, 제1 힌지 부재(62)와 제1 힌지 부재(62)의 상부 또는 이에 인접하여 위치될 수 있는 제2 힌지 부재(64)에 형성된 구멍을 통과하는 볼트(58)(예를 들어, 중앙 나사식 볼트)를 포함한다. 각각의 힌지 부재는 피봇 핀(68)(도 5)을 수용하기 위한 리시버(66)(도 6a)를 갖고 형성된다. 피봇 핀(68) 중 하나는 로드 조립체(52) 중 하나의 단부(70)에 피봇식으로 수용되고, 다른 피봇 핀(68)은 다른 로드 조립체(52)(도 5)의 단부(72)에 피봇식으로 수용된다. 따라서 인접한 로드 조립체(52)는 커넥터 조립체(56)에 의해 서로에 대해 피봇 가능하다. (너트와 같은) 로킹 요소(74)는 정위치에 핀(68)을 고정시킨다(도 6a). (너트와 같은) 다른 로킹 요소(76)는 조립을 완료하기 위해 나사식 볼트(58)의 단부에 나사 결합된다(도 6a).
도 6b는 도 6a의 실시예의 변형을 도시한다. 유사한 요소들은 유사한 도면부호들을 지시한다. 주요한 차이점은 로킹 요소(74)의 형상과, 제1 힌지 부재(62)의 리시버(66)가 도 6a의 개방 개구 대신에 폐쇄 개구를 갖는다는 점이다. 본 발명의 범주 내에서 다른 변경 또한 가능하다.
커넥터 조립체(56)는 로드 조립체(52)의 다수의 운동 자유도를 허용한다. 중앙 나사식 볼트(58)의 종방향축을 중심으로 하는 회전이 허용 가능하고, 독립적으로 중앙 나사식 볼트(58)의 종방향축에 직교하는 각각의 핀(68)의 종방향축을 중심으로 하는 회전이 허용 가능하다.

Claims (6)

  1. 척추 디바이스(10)로서,
    래칫 기구(14)를 포함하는 가변 길이 부재(12)를 포함하며, 상기 래칫 기구(14)는 일 방향으로의 상기 가변 길이 부재(12)의 길이를 변경하도록 허용하고 반대 방향으로의 상기 가변 길이 부재(12)의 길이를 변경하는 것을 방지하는 작동 구조를 갖고, 상기 가변 길이 부재(12)는 뼈에 부착하기 위한 다축 조인트 부착 부재(32)를 포함하며, 하나 이상의 피봇축에 대해 상기 부착 부재(32)의 피봇 운동을 허용하는, 척추 디바이스(10)에 있어서,
    상기 래칫 기구(14)를 조정하거나 전진시키도록 작동하는 힘 어플리케이터(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 척추 디바이스(10).
  2. 제1항에 있어서, 상기 힘 어플리케이터(40)는 상기 래칫 기구(14)의 래칫 래크(16)와 결합하는 톱니(44)를 갖는 캠(42)을 포함하는, 척추 디바이스(10).
  3. 제1항에 있어서, 한 쌍의 척추 디바이스(10)와, 상기 척추 디바이스(10)의 다수의 운동 자유도를 허용하는 상기 척추 디바이스(10) 사이의 조인트 연결을 형성하는 커넥터 조립체(56)를 포함하는, 척추 디바이스(50).
  4. 척추 디바이스(50)로서,
    래칫 기구(14)를 각각 포함하는 가변 길이 부재(12)를 포함하고, 상기 래칫 기구(14)는 일 방향으로의 상기 가변 길이 부재(12) 각각의 길이를 변경하도록 허용하고, 반대 방향으로의 상기 가변 길이 부재(12) 각각의 길이를 변경하는 것을 방지하는 작동 구조를 갖고, 상기 각각의 가변 길이 부재(12)는 뼈에 부착하기 위한 다축 조인트 구조(32)를 포함하며, 하나 이상의 피봇축에 대해 상기 부착 부재(32)의 피봇 운동을 허용하는, 척추 디바이스(50)에 있어서,
    상기 가변 길이 부재(12) 사이에서, 상기 가변 길이 부재(12)의 다수의 운동 자유도를 허용하는 조인트 연결을 형성하는 커넥터 조립체(56)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 척추 디바이스(50).
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 커넥터 조립체(56)는 제1 힌지 부재(62)와 제1 힌지 부재(62)에 인접한 제2 힌지 부재(64)를 통과하는 볼트(58)와, 상기 제1 힌지 부재(62)와 제2 힌지 부재(64)에 상기 척추 디바이스(10)를 피봇식으로 연결하는 피봇 핀을 포함하는, 척추 디바이스(50).
  6. 제5항에 있어서, 상기 커넥터 조립체(56)는 상기 볼트(58)의 종방향축을 중심으로 하는 회전과, 독립적으로 상기 볼트(58)의 종방향축에 직교하는 각각의 피봇 핀(68)의 종방향축을 중심으로 하는 회전을 허용하는, 척추 디바이스(50).
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