KR20150037749A - 동적 뼈 골절부 플레이트 - Google Patents

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멜리사 프록
조나단 헤스
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    • A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants

Abstract

뼈 골절부 플레이트 조립체가 암놈형 플레이트 부분 및 숫놈형 플레이트 부분을 포함한다. 암놈형 플레이트 부분은 기둥, 암놈형 도브테일, 및 래칫 치형부의 그룹을 가지는 연장 아암을 구비한다. 숫놈형 플레이트 부분은 2개의 직립 기둥, 플레이트 부분들이 서로에 대해서 선형적으로만 이동하도록 암놈형 도브테일에 대해서 커플링되기 위한 숫놈형 도브테일, 아암을 수용하기 위한 슬롯, 및 래칫 치형부와 결합하기 위한 멈춤쇠를 가진다. 플레이트 부분의 기둥에 커플링된 스프링은 플레이트 부분들 사이에 압축 부하를 인가하는 것에 의해서 플레이트 부분들을 동적으로 연결한다. 스프링은 세장형 이어의 쌍을 가지고, 각각의 이어는 플레이트 부분의 상대적인 이동을 허용하기 위한 슬롯을 형성한다. 래칫 치형부가 멈춤쇠에 의해서 결합되어 플레이트 부분을 함께 유지하고, 스프링이 플레이트 부분을 함께 편의시키도록 스프링이 플레이트 부분의 기둥에 장착된다.

Description

동적 뼈 골절부 플레이트{DYNAMIC BONE FRACTURE PLATES}
관련 출원의 상호-참조
본원은 2012년 5월 10일자로 출원한 미국 가특허출원 제61/688,247호, 2012년 9월 24일자로 출원한 미국 가특허출원 제61/704,863호, 및 2013년 3월 20일자로 출원한 미국 가특허출원 제61/803,678호를 기초로 우선권을 주장하고 그 이익 향유를 주장하며, 2012년 8월 15일자로 출원한 미국특허 제13/586,083호의 부분-계속 출원이며, 상기의 각각은 여기에서 참조로서 포함된다.
주 개시 내용은 외과용(surgical) 임플란트에 관한 것이고, 보다 특히 골절된 뼈들을 내부적으로 고정하고 동적으로 안정화하기 위한 정형외과적(orthopedic) 뼈 플레이트 및 그러한 뼈 플레이트와 함께 사용하기 위한 나사에 관한 것이다.
뼈 골절은 종종 내부 고정에 의한 안정화를 필요로 한다. 뼈 플레이트는 뼈 골절부를 안정화시키고 내부적으로 고정하기 위해서 이용되는 가장 일반적인 정형외과적 임플란트 중 하나이다. 전형적인 뼈 플레이트는 뼈 나사가 통과할 수 있는 안내 홀을 가지는 강성(rigid) 금속 플레이트이다. 뼈 나사는 일반적으로 골절부 위와 아래에서 뼈 내로 나사체결되고(threaded), 그에 의해서 골절부를 강성으로 안정화 및 고정화한다.
골절부의 압축뿐만 아니라 안정화를 제공할 수 있는 뼈 플레이트의 중요성이 증가하고 있다. 그러나, 보다 통상적인 압축 플레이트는 뼈 보다 높은 탄성 계수를 가지는 금속으로 제조되고 그에 따라, 이러한 압축 플레이트는 골절부로 제어된 양의 압축력을 인가할 수 있는 제한된 능력을 가진다. 또한, 그러한 뼈 플레이트의 이용은 기계적인 시스템을 생성하고, 그러한 기계적인 시스템에서 응력의 대부분이 뼈 보다는 플레이트에 의해서 지탱된다(be borne). 이는 골절된 뼈에서의 치유 프로세스를 약화시킬 수 있다. 또한, 신속한 치유를 촉진하기 위해서는 제어된 압축 부하(load)가 골절부를 가로질러 유지되어야 한다는 것이 알려져 있다. 통상적으로, 정적인(static) 뼈 플레이트는 그러한 조건을 제공하거나 유지하지 못한다.
동적 척주(vertebral column) 플레이트의 예가 2010년 9월 16일자로 공개된 Hess의 미국 특허 PG 공개 제2010/0234895호에 개시되어 있으며, 그러한 공개의 개시 내용 전체는 가능하게 하는 것을 목적으로 참조로서 여기에서 포함된다.
명백하게, 뼈 골절부를 안정화하기 위해서 용이하게 이용될 수 있는 동적 뼈 플레이트가 당업계에서 요구되고 있다.
일 실시예에서, 대상 기술은 암놈형 플레이트 부분 및 숫놈형 플레이트 부분을 포함하는 뼈 골절부 플레이트 조립체에 관한 것이다. 암놈형 플레이트 부분은 직립 기둥, 암놈형 도브테일(dovetail), 체결부를 위한 2개의 개구, 및 암놈형 플레이트 부분에 평행하게 제1 단부로부터 연장하는 아암(arm)을 구비한다. 아암은 함께 그룹화된 복수의 래칫(ratchet) 치형부를 가진다. 숫놈형 플레이트 부분은 2개의 직립 기둥, 플레이트 부분들이 서로에 대해서 선형적으로만 이동하도록 암놈형 도브테일 내로 커플링되기 위한 숫놈형 도브테일, 아암을 수용하기 위한 슬롯, 체결부들을 위한 2개의 개구, 및 래칫 치형부와 결합하기 위한 멈춤쇠(pawl)를 가진다. 스프링은 플레이트 부분들 사이에 압축 부하를 인가하는 것에 의해서 플레이트 부분들을 동적으로 연결한다. 스프링은, 헤드 부분으로부터 연장하는 세장형 이어(ear)의 쌍뿐만 아니라 암놈형 플레이트 부분의 기둥에 커플링하기 위한 홀을 형성하는 헤드 부분을 가진다. 각각의 이어는 숫놈형 플레이트 부분의 기둥들 각각에 커플링하기 위한 슬롯을 형성한다. 아암이 숫놈형 플레이트 부분의 슬롯 내로 연장하도록 그리고 래칫 치형부가 멈춤쇠에 의해서 결합되어 플레이트 부분들을 함께 유지하도록 숫놈형 도브테일이 암놈형 도브테일 내로 삽입되고, 스프링이 숫놈형 및 암놈형 플레이트 부분을 함께 편의(bias)시키도록 스프링이 플레이트 부분의 기둥에 장착된다.
또한 아암이 원위(distal) 단부 상의 제1 치형부를 포함할 수 있을 것이고, 제1 치형부는 복수의 래칫 치형부로부터 선형적으로 이격된다. 숫놈형 및 암놈형 플레이트 부분이 이격되어 유지되는 개방 위치에서 뼈 골절부 플레이트 조립체를 선택적으로 록킹하기 위해서, 제1 치형부가 숫놈형 플레이트 부분 상의 제2 멈춤쇠와 상호작용한다. 플레이트 부분을 록킹 해제하기 위해서 제1 치형부가 제2 멈춤쇠로부터 결합 해제될 수 있도록, 아암이 편향가능하다(deflectable).
스프링을 커버하기 위해서 상단부 플레이트가 숫놈형 및 암놈형 플레이트 부분에 커플링된다. 상단부 플레이트는, 스프링이 숫놈형 및 암놈형 플레이트를 함께 동적으로 편의시키도록 제1 치형부를 제2 멈춤쇠로부터 분리하기 위해서 사용자가 아암을 편향시킬 수 있게 허용하기 위한 홀을 형성한다. 스프링은 대체적으로 V-형상을 가진다. 암놈형 플레이트 부분에 대한 스프링의 회전을 방지하기 위해서, 스프링의 홀 및 암놈형 플레이트 부분의 기둥이 정사각형-형상이다.
다른 실시예에서, 대상 기술은 이격된 위치 및 근접된 위치로부터 서로에 대해서 이동하도록 적응되고 구성된 적어도 제1 및 제2 플레이트 세그먼트를 포함하는 뼈 플레이트 조립체에 관한 것이다. 래칫 수단은, 제1 및 제2 플레이트 세그먼트가 이격된 위치를 향해서 이동하는 것을 방지하면서, 제1 및 제2 플레이트 세그먼트가 근접된 위치로부터 이동하도록 허용한다. 래칫 수단은 제1 플레이트 세그먼트와 동작적으로 연관된 래칫팅 멈춤쇠 부재, 및 멈춤쇠 부재와 상호작용하기 위한 제2 플레이트 세그먼트 상에 제공된 래칫 치형부의 랙(rack)을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 대상 기술은 제1 플레이트 부분, 플레이트들이 서로에 대해서 선형적으로 이동하도록 제1 플레이트 부분에 커플링된 제2 플레이트 부분, 및 뼈 골절부의 대향하는 측부들(sides) 상에 장착될 때, 제1 및 제2 플레이트 부분이 뼈 골절부로 압축 부하를 인가하도록 제1 및 제2 플레이트 부분을 동적으로 연결하기 위한 스프링 인장화(tensioning) 메커니즘을 포함하는 뼈 골절부 플레이트 조립체에 관한 것이다.
바람직하게, 제1 수단은 개방 위치를 생성하기 위해서 제1 및 제2 플레이트 부분 사이에서 함께 이동하는 것을 선택적으로 제한하기 위해서 제공되고, 제2 수단은 폐쇄 위치를 생성하기 위해서 제1 및 제2 플레이트 부분들 사이의 분리를 선택적으로 제한하기 위해서 제공된다. 제1 수단은 제1 및 제2 플레이트 부분과 각각 연관되는 원위 래칫 치형부 및 제1 멈춤쇠일 수 있고, 제2 수단은 제1 및 제2 플레이트 부분과 각각 연관되는 래칫 치형부 및 제2 멈춤쇠의 세트일 수 있다. 조정 수단은, 뼈 골절부의 각도에 대한 스프링 인장화 수단의 힘 벡터를 조정하기 위해서 플레이트 부분 중 적어도 하나와 연관된다. 일 실시예에서, 스프링 인장화 메커니즘은 기둥에 장착된 스프링이고, 조정 수단은 스프링을 위한 복수의 장착 위치이다. 또한, 조정 수단은 압축 메커니즘으로 예비-부하(pre-load)를 인가하기 위해서 플레이트 부분 중 적어도 하나와 연관될 수 있다(예를 들어, 스풀(spool)이 선회될 수 있고(turned), 플레이트가 의사에 의해서 선택적으로 래칫될 수 있고, 기타 등등이 이루어질 수 있다).
본 기술이, 비제한적으로, 공지된 또는 추후에 개발될 키트, 프로세스, 기구, 시스템, 장치, 적용 방법을 포함하는, 수많은 방식으로 구현되고 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 여기에서 개시된 이러한 그리고 다른 특유의 특징은 이하의 설명 및 첨부 도면으로부터 보다 용이하게 이해될 것이다.
개시된 기술에 관련된 당업자가 기술을 어떻게 구성하고 이용하는지를 보다 용이하게 이해할 수 있도록, 이하의 도면들을 참조할 수 있을 것이다.
도 1은 대상 기술에 따른 정적인 또는 개방 위치에서 도시한 뼈 플레이트 조립체의 사시도이다.
도 2는 도 1의 뼈 플레이트 조립체의 분해 사시도이다.
도 3은 상단부 플레이트의 부분을 절개한 도 1의 뼈 플레이트 조립체의 상면도이다.
도 4는 정적인 또는 개방 위치에서 뼈 플레이트 조립체의 록킹을 도시하기 위해서 도 3의 선 4-4를 따라서 취한 부분 단면적인 국부 투영도(local view)이다.
도 5는 개방 위치로부터 폐쇄 위치까지의 전이를 위해서 아암을 가압하는 공구를 도시한 뼈 플레이트 조립체의 사시도이다.
도 6은 동적인 또는 폐쇄 위치로의 전이를 도시하기 위해서 도 5의 선 6-6에서 취한 부분 단면적인 국부 투영도이다.
도 7은 동적인 폐쇄 위치를 도시하기 위해서 도 5의 선 7-7에서 취한 부분 단면적인 국부 투영도이다.
도 8은 대상 기술에 따라 정적 또는 개방 위치에서 뼈에 체결되는 뼈 플레이트 조립체의 사시도이다.
도 9는 대상 기술에 따라 동적 또는 폐쇄 위치에서 뼈에 체결되는 뼈 플레이트 조립체의 사시도이다.
도 10은 대상 기술에 따른 정적 또는 개방 위치에서의 다른 뼈 플레이트 조립체의 상면도이다.
도 11은 정적 또는 개방 위치에서의 도 10의 다른 뼈 플레이트 조립체의 단면도이다.
도 12는 동적 또는 폐쇄 위치에서의 도 10의 다른 뼈 플레이트 조립체의 단면도이다.
도 13은 대상 기술에 따른 정적 또는 개방 위치에서의 또 다른 뼈 플레이트 조립체의 사시도이다.
도 14는 폐쇄 위치에서의 도 13의 뼈 플레이트 조립체의 사시도이다.
도 15는 대상 기술에 따른 정적 또는 개방 위치에서의 또 다른 뼈 플레이트 조립체의 사시도이다.
도 16은 대상 기술에 따른 록킹 특징부를 가지는 대안적인 스프링 메커니즘의 상면도이다.
도 17은 대상 기술에 따른 록킹 특징부를 가지는 다른 대안적인 스프링 메커니즘의 상면도이다.
도 18은, 2개의 세그먼트가 서로로부터 멀리 이동하는 것을 방지하면서, 플레이트 조립체의 길이를 단축하기 위해서 2개의 플레이트 세그먼트가 서로를 향해서 이동하도록 허용하는 외측 바아(bar) 상의 래칫 메커니즘을 도시하는, 대상발명의 플레이트 조립체의 섹션의 평면도이다.
도 19는 플레이트 세그먼트들이 서로부터 이격될 때, 도 18에 도시된 래칫 메커니즘의 확대된 국부 투영도이다.
도 20은, 플레이트 세그먼트들이 서로로부터 멀리 이동하는 것을 래칫 아암이 방지하는, 근접된 위치에서 플레이트 세그먼트를 도시하는, 도 18의 래칫 메커니즘의 국부 투영도이다.
도 21은 대상 기술에 따라 동적 또는 폐쇄 위치에서 뼈에 체결된 뼈 플레이트 조립체의 사시도이다.
도 21a는 대상 기술에 따라 동적 또는 폐쇄 위치에서 뼈에 체결된 다른 뼈 플레이트 조립체의 사시도이다.
도 22는 대상 기술에 따라 동적 또는 폐쇄 위치에서 뼈에 체결된 뼈 플레이트 조립체의 사시도이다.
도 23은 대상 기술에 따라 뼈에 체결된 모듈형 플레이트 시스템의 사시도이다.
도 24는 대상 기술에 따른 다른 뼈 플레이트 조립체의 분해도이다.
도 25는 대상 기술에 따른 다른 뼈 플레이트 조립체의 분해도이다.
도 26은 대상 기술에 따른 다른 뼈 플레이트 조립체의 분해도이다.
도 26a는 도 26의 뼈 플레이트 조립체의 횡단면도이다.
도 27은 뼈 플레이트 조립체와 함께 이용하기 위한 모듈형 쐐기(wedge)의 사시도이다.
도 28은 대상 기술에 따른 뼈 플레이트 조립체 상의 도 27의 모듈형 쐐기의 사시도이다.
도 29a-d는 대상 기술에 따라 가요성 재료의 2개의 스트립이 플레이트 내에 포함되는 뼈 나사이다.
도 30의 (a) 내지 (c)는 대상 기술에 따라 가요성 O-링 타입 재료가 골절 플레이트 개구 내에 포함되는 나사 및 플레이트 배열체(arrangement)를 도시한다.
도 31은 대상 기술에 따른 뼈 나사의 네크(neck)에 연결된 돔형(domed) 스프링 와셔 디스크를 도시한다.
도 32에서 뼈 내로 도입된 나사산형(threaded) 본체 앵커 내의 스프링이 도시되어 있고, 나사가 내부 스프링 내로 나사체결되어 대상 기술에 따른 일정한 인장력을 생성한다.
도 33a-c는 대상 기술에 따라 본체에 대한 헤드의 길이방향 이동을 허용하기 위해서 나사 헤드와 결합하는 육각형 스템(stem)을 가지는 나사 본체를 도시한다.
도 34a-b는 대상 기술에 따라 나사의 하단부 부분이 나사의 상부 부분의 내부 상에 위치되는(ride) 탭(tab)을 가지는, 2-피스 나사를 도시한다.
도 35는, 대상 기술에 따라, 압축 스프링 대신에 니티놀(Nitinol)(또는 다른 적합한 재료) 밴드와 같은 형상 기억 합금을 이용하는 것을 제외하고, 도 34a-b에 도시된 것과 유사한 장치를 도시한다.
도 36은 대상 기술에 따라, 뼈 플레이트의 나사 수용 개구 내의 상보적인 특징부와 결합하기 위해서 나사의 헤드 내에 캡쳐되는 2개의 핀 아암을 가지는 뼈 나사를 도시한다.
도 37은 대상 기술에 따라, 무헤드(headless) 나사산형 스터드(stud) 및 스터드 상으로 나사체결되는 압축 헤드로 이루어진 2-피스 나사를 도시한다.
도 38은 대상 기술에 따라, 카운터-싱크형(counter-sunk) 뼈 플레이트 개구에 대해서 외측으로 나사 헤드를 확장(spread)하기 위해서 위쪽으로 힘이 가해진 내부 플런저를 가지는 뼈 나사를 도시한다.
도 39 및 40은 대상 기술에 따라, 결합 핀의 쌍과 상호작용하도록 장착된 축방향 가동형(movable) 내부 스프링 장전식 플런저를 가지는 뼈 나사를 도시한다.
도 41의 (a) 및 (b)는 대상 기술에 따라, 뼈 나사 및 나사산형 캡을 포함하는 뼈 나사 조립체를 도시한다.
도 42는 대상 기술에 따라, 다른 뼈 골절부 플레이트 조립체의 상면도이다.
본원 개시 내용은 동적 뼈 골절부 플레이트와 연관된 많은 종래 기술의 문제점을 극복한다. 유사한 참조 번호가 유사한 구성 요소를 나타내는, 본원 발명의 대표적인 실시예들을 설명하는 도면들을 참조한 특정의 바람직한 실시예에 관한 이하의 구체적인 설명으로부터, 여기에서 개시된 기술의 장점들 및 다른 특징들이 당업자에게 보다 용이하게 자명해질 것이다.
좌측, 우측, 위쪽, 및 아래쪽과 같은 여기에서의 모든 상대적인 설명은 도면을 참조한 것이고, 제한적인 관념을 의미하지 않는다. 도시된 실시예는 특정 실시예의 다양한 상세부분의 예시적인 특징을 제공하는 것으로서 이해될 수 있을 것이고, 그에 따라, 개시된 시스템 또는 방법으로부터 본질적으로 벗어나지 않고도, 도시 내용의 특징, 구성요소, 모듈, 세그먼트, 메커니즘, 요소, 및/또는 양태가 달리 조합되고, 상호 연결되고, 시퀀스화되고, 분리되고, 상호 교환되고, 배치되고, 및/또는 재배열될 수 있다. 부가적으로, 구성요소의 형상 및 크기가 또한 예시적이고, 달리 구체적으로 설명되지 않는 경우에, 개시된 기술에 본질적으로 영향을 미치지 않거나 개시된 기술을 본질적으로 제한하지 않으면서, 변경될 수 있다.
도 1을 참조하면, 대상 기술에 따른 정적인 또는 개방 위치의 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)의 사시도가 도시되어 있다. 간략히 설명하면, 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)는 안정화뿐만 아니라 압축을 제공하여, 뼈 골절부의 유리한 치유를 촉진한다. 일부 실시예에서, 압축력 또는 압축 벡터가 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)의 길이에 평행하다. 압축력은 또한 길이에 대해서 각도를 이룰 수 있을 것이고, 심지어, 이하에서 설명하는 바와 같이, 상이한 실시예에 대해서 특별한 적용예(application)에 매칭되도록 변화될 수 있다.
뼈 골절부 플레이트 조립체(100)는 숫놈형 플레이트 부분(120)에 커플링된 암놈형 플레이트 부분(102)을 포함한다. 플레이트 세그먼트 또는 플레이트 부분(102, 120)은, 멀리 이격된 또는 "개방" 위치 및 근접된 또는 "폐쇄" 위치로부터 서로에 대해서 이동하도록 적응되고 구성된다. 여러 가지 수단이, 플레이트 부분(102, 120)이 이격된 위치를 향해서 이동하는 것을 방지하면서, 플레이트 부분(102, 120)이 개방으로부터 폐쇄로 이동하도록 허용한다. 또한, 개방 위치는 정적이고, 그러한 정적인 상태에서 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)는 압축을 인가하지 않는 반면, 폐쇄 위치는 동적이고, 그러한 동적인 상태에서 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)는 압축을 인가한다.
이제 도 2를 참조하면, 도 1의 뼈 골절부 플레이트 조립체의 분해 사시도가 도시되어 있다. 암놈형 플레이트 부분(102)은 제1 단부(106) 근처에 위치된 직립 기둥(104)을 가진다. 암놈형 플레이트 부분(102)은 암놈형 도브테일(108)을 형성한다. 암놈형 플레이트 부분(102)의 제2 단부(110)는, 암놈형 플레이트 부분(102)을 뼈에 부착하는 체결부(미도시)를 위한 2개의 개구(112)를 형성한다.
아암(114)이 제1 단부(106)로부터 암놈형 플레이트 부분(102)에 평행하게 연장한다. 아암(114)은 중간 위치에서 그룹화된 복수의 래칫 치형부(116)를 가진다. 또한, 아암(114)은 원위 단부(119) 상의 치형부(118)를 포함하고, 치형부(118)는 그룹화된 치형부(116)로부터 선형적으로 이격된다.
숫놈형 플레이트 부분(120)은 2개의 직립 기둥(122)을 가진다. 숫놈형 플레이트 부분(120)의 제1 단부(124)는 암놈형 도브테일(108)과 커플링하는 숫놈형 도브테일(126)을 형성하고, 그에 따라 도브테일(108, 126)이 결합될 때, 플레이트 부분(102, 120)이 서로에 대해서 선형적으로만 이동한다. 도브테일 형상은, 커플링되었을 때 실질적으로 선형적 운동만을 허용하기 위한 둥근형, L-형상, 각도형(angular) 및 다른 구성을 가질 수 있을 것이다. 숫놈형 플레이트 부분(120)의 제2 단부(130)는, 뼈 체결부(미도시)를 위한, 암놈형 플레이트 부분(102)과 유사한, 2개의 개구(132)를 형성한다. 각각의 플레이트 부분(102, 120)이 택(tack) 홀(129)을 형성한다.
숫놈형 플레이트 부분(120)은 아암(114)을 수용하기 위한 슬롯(128)을 형성하고, 슬롯(128)은 인접 지역(127) 보다 낮은 개방 지역(131) 내에서 종료된다. 일 실시예에서, 개방 지역(131)이 인접 지역(127) 보다 약 0.6 mm 더 낮다. 숫놈형 플레이트 부분(120)은 폐쇄 위치(도 7 참조)에서 래칫 치형부(116)와 결합하기 위한 제1 멈춤쇠(134) 및 개방 위치(도 4 참조)에서 원위 치형부(118)와 결합하기 위한 제2 멈춤쇠(135)를 가진다. 멈춤쇠(134, 135)가 슬롯(128) 내로 연장할 수 있을 것이고, 또는 치형부(116, 118)가 슬롯(128)의 외부로 위쪽으로 연장할 수 있을 것이고, 또는 양자 모두에 의해서 상호작용을 달성할 수 있을 것이다.
도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 개방 위치에서, 원위 치형부(118) 및 제2 멈춤쇠(135) 만이 결합된다. 이러한 결합은 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)가 폐쇄 위치로부터 이동하는 것을 방지한다. 다시 말해서, 원위 치형부(118) 및 제2 멈춤쇠(135)는 플레이트 부분(102, 120)을 약간 분리되게, 그에 따라 개방 위치에서 유지하도록 구성된다. 플레이트들(102, 120) 사이의 분리 또는 갭(143)의 양이 바람직하게 약 2 mm이다. 다른 실시예에서, 갭(143)이 2 mm 보다 크거나 작고, 대부분의 적용예에서 2-5 mm가 적합하다. 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 원위 치형부(118) 및 제2 멈춤쇠(135)의 결합을 해제하기 위해서, 아암(114)이 편향가능하고, 그에 따라 원위 치형부(118)가 제2 멈춤쇠(135)로부터 결합 해제될 수 있다. 해제될 때, 플레이트 부분(102, 120)이 스프링(140)에 의해서 폐쇄 위치로 당겨진다.
도 2, 3 및 5를 참조하면, 스프링(140)이 암놈형 플레이트 부분 기둥(104)으로부터 숫놈형 플레이트 부분 기둥(122)까지 연장하여, 그들 사이에 압축적 부하를 인가하는 것에 의해서 플레이트 부분(102, 120)을 동적으로 연결한다. 스프링(140)은 기둥(104)에 커플링하기 위한 홀(144)을 형성하는 정점 또는 헤드 부분(142)을 가진다. 바람직하게, 스프링(140)의 회전 운동을 방지하기 위해서, 스프링(140)의 홀(144) 및 암놈형 플레이트 부분(102)의 기둥(104)이 정사각형-형상이 된다. 삼각형, 별모양, 직사각형, 사다리꼴, 육각형, 키이-홀 및 많은 형상뿐만 아니라 스프링(140)을 암놈형 플레이트 부분(102)으로 단순하게 스폿 용접, 클립핑, 피닝(pinning), 그리고 나사결합시키는 것이, 암놈형 플레이트 부분(102)에 대한 스프링(140)의 회전방지 고정(rotationally fixing)의 동일한 결과를 달성할 수 있을 것이다. 기둥(104) 및 홀(144)이 또한 회전 허용을 위해서 둥근형이 될 수 있을 것이다.
세장형 이어(146)의 쌍이 헤드 부분(142)으로부터 연장한다. 각각의 이어(146)는 숫놈형 플레이트 부분(120)의 기둥(122) 각각을 커플링하기 위한 슬롯(148)을 형성한다. 기둥(122)이 슬롯(148) 내에서 자유롭게 이동하도록, 기둥(122)이 성형된다. 일반적으로, 스프링(140)의 V-형상은 플레이트(102, 120) 사이에서 압축력을 생성하고, 그러한 압축력은 일반적으로 플레이트(102, 120)를 함께 편의시킨다. 전술한 바와 같이, 개방 위치에서, 원위 치형부(118)와 제2 멈춤쇠(135)의 결합은 스프링의 압축력이 플레이트(102, 120)를 합쳐지는 것을 방지한다.
바람직한 실시예에서, 스프링(140)은 니티놀과 같은 기억 합금으로 제조되고, 그에 따라 이어가 기둥(122)을 외측으로 프레스하여 플레이트(102, 120)를 함께 당기는 힘 벡터를 생성할 것이다. 희망하는 힘을 생성하기 위한 하나의 또는 복수의 스프링이든지 간에, 스프링은 C-형상, U-형상, 2개의 휘어짐 지점을 가지는 M-형상, V-형상과 같은 많은 상이한 형상들뿐만 아니라 보다 전형적인 코일 또는 휘어짐 스프링 배열체 형태를 취할 수 있을 것이다.
도 1-7을 참조하면, 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)는 또한 스프링(140)을 커버하기 위해서 플레이트 부분(102, 120)에 커플링되는 상단부 플레이트(150)를 포함한다. 상단부 플레이트(150)는 바람직하게 플레이트 부분(102, 120) 중 하나에 용접된다. 다른 실시예에서, 상단부 플레이트는, 조립되었을 때, 도브테일(108, 126)에서 캡쳐되는 립(lip)을 포함한다. 상단부 플레이트는 또한, 헤드 부분(142)을 암놈형 플레이트 부분(102)에 고정하기 위해서 암놈형 플레이트 부분(102) 및 스프링(140)과 결합하는 매달린 돌출부(미도시)를 포함할 수 있을 것이다. 도 6, 7 및 9에 대해서 이하에서 설명되는 바와 같이, 상단부 플레이트(150)는 의사가 아암(118)을 편향시킬 수 있게 허용하기 위한 홀(152)을 형성한다.
도 4를 참조하면, 전술한 바와 같이, 조립되었을 때, 숫놈형 도브테일(126)이 암놈형 도브테일(108) 내로 삽입되고, 그에 따라 아암(114)이 슬롯(128) 내로 연장하고 스프링(140)이 기둥(104, 122) 위에 위치된다. 비록 스프링(140)이 플레이트 부분(102, 120)을 함께 가압하지만, 원위 치형부(118)가 제2 멈춤쇠(135)와 결합하여 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)를 개방 상태로 유지한다. 상단부 플레이트(150)가 제 위치에 있고, 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)가 전개를 위해서 준비된다.
이제 도 8을 참조하면, 골절부(52)를 가지는 뼈(50)에 체결된 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)의 사시도가 도시되어 있다. 바람직하게, 골절부(52)는 갭(54)을 가지고, 갭(54)은 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)에 의해서 폐쇄될 것이다. 초기에, 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)가 정적인 또는 개방 위치에 있는다. 의사는, 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)의 길이가 뼈 골절부(52)에 수직하도록, 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)를 뼈(50) 상에 위치시킨다. 이는, 뼈 골절부(52)에 대해서 또한 수직이 되도록 압축력 벡터를 정렬한다.
뼈 골절부 플레이트 조립체(100)를 제 위치에서 유지하기 위해서, 의사는 택 홀(129) 내의 일시적인 체결부(미도시)를 이용하여 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)를 일시적으로 장착할 수 있을 것이다. 택 홀(129)은, 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)가 미리 조립되지 않을 때 및/또는 개방 위치를 유지하기 위한 록킹 메커니즘을 포함하지 않을 때, 특히 유용하다. 그러한 경우에, 의사는 뼈 골절부 플레이트 조립체를 제 위치에서 부분적으로 조립하고, 아래로 가고정하고(tack it down), 그리고 스프링 메커니즘과 결합시킨다. 택 홀(129)은 또한, 공구와의 나사 삽입 후에, 플레이트 세그먼트를 함께 핀칭(pinching)하는 것에 의해서 플레이트를 "예비-압축"하기 위해서 이용될 수 있다.
도 8을 여전히 참조하면, 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)를 개방 위치에서 제 위치에 일시적으로 가고정한 후에, 스크류드라이버(58)를 이용하여 뼈 체결부(56)를 홀(112, 132)을 통해서 그리고 뼈(50) 내로 삽입하는 것에 의해서, 의사가 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)를 보다 영구적으로 고정한다.
도 6 및 9를 참조하면, 골절부 주위로 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)를 고정한 후에, 원위 치형부(118)가 제2 멈춤쇠(135)와 결합 해제하도록, 아암(114)을 순간적으로 편향시키기 위해서 의사가 뾰족한 공구(pointed tool)(60)를 이용한다. 이러한 지점에서, 스프링(140)의 압축력이 플레이트 부분(102, 120)을 함께 당겨서 플레이트 갭(143)뿐만 아니라 뼈 골절부(52)/뼈 골절부 갭(54)도 폐쇄한다. 플레이트 부분(102, 120)이 완전히 폐쇄될 필요가 없다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
이제, 도 7을 참조하면, 도 5의 선 7-7을 따라서 취한 단면적인 국부 투영도가 동적 폐쇄 위치를 도시한다. 플레이트 부분(102, 120)이 폐쇄 위치로 합쳐짐에 따라, 원위 치형부(118)가 제2 멈춤쇠(135)로부터 멀리 이동하고, 그에 따라 아암(114)이 정상 위치로 복귀할 때, 원위 치형부(118)는 더 이상 제2 멈춤쇠(135)와 결합하지 않는다. 다른 실시예에서, 아암(118)이 영구적으로 벤딩되어 외측으로 벗어난다. 예를 들어, 아암(118)은, 주름, 요홈부(indentation) 또는 다른 미리 규정된 취약 지역을 가질 수 있을 것이고, 일단 외측으로 푸싱되면(pushed), 원위 치형부(118) 및 제2 멈춤쇠(135)가 재-결합하지 않도록, 상기 취약 지역에서 아암(118)이 벤딩된다.
플레이트 부분(102, 120)이 합쳐짐에 따라, 제1 멈춤쇠(134) 및 복수의 치형부(116)가 결합되기 시작하여, 플레이트 부분(102, 120)이 후속하여 멀리 이동되는 것을 방지한다. 비록 뼈 골절부가 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)에 의해서 폐쇄되었지만, 치유 프로세스를 돕기 위해서, 스프링(140)은 골절부에 걸쳐서 압축력을 계속적으로 인가한다.
이제 도 10-12를 참조하면, 대상 기술에 따른 다른 뼈 골절부 플레이트 조립체(200)의 상단부 개방 도면, 개방 단면도 및 폐쇄 단면도가 각각 도시되어 있다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 뼈 골절부 플레이트 조립체(200)는 전술한 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)와 유사한 원리를 이용한다. 따라서, "1" 대신에 "2"로 시작하는 유사한 참조 번호를 이용하여, 유사한 요소를 표시하였다. 뼈 골절부 플레이트 조립체(100)에 대비한 뼈 골절부 플레이트 조립체(200)의 주요 차이는, 뼈 골절부 플레이트 조립체(200)를 개방 위치에서 유지하기 위한 구조의 변경에 있다. 그에 따라, 이하의 설명은 이러한 변경을 주로 개진한다.
도 11에 도시된 개방 위치에서, 숫놈형 플레이트 부분(220)이 슬롯(228)을 여전히 형성하고, 그러한 슬롯(228) 내로 아암(214)이 연장하나, 캡티브 나사(captive screw)(256)가 슬롯(228) 내로 연장하여 아암(214)의 원위 단부(219)에 대한 정지부로서 작용한다. 뼈 골절부 플레이트 조립체(200)가 골절부 주위의 제 위치에서 일단 고정되면, 의사는 캡티브 나사(256)를 외부로 역으로 이동시키고(또는 어떻게 나사가 구성되는지에 따라서, 나사(256)를 전부 제거하고), 그에 따라 플레이트 부분(202, 220)이 동적 또는 폐쇄 위치에서 합쳐지게 한다.
이제 도 13 및 14를 참조하면, 대상 기술에 따른 다른 뼈 골절부 플레이트 조립체(300)의 사시도적인 개방 도면 및 사시도적인 폐쇄 도면이 각각 도시되어 있다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 뼈 골절부 플레이트 조립체(300)는 전술한 뼈 골절부 플레이트 조립체(100 ,200)와 유사한 원리를 이용한다. 따라서, "1" 또는 "2" 대신에 "3"으로 시작하는 유사한 참조 번호를 이용하여, 유사한 요소를 표시하였다. 뼈 골절부 플레이트 조립체(300)의 주요 차이는 다시 개방 위치에서 뼈 골절부 플레이트 조립체(300)를 유지하기 위한 구조의 변경이다. 그에 따라, 이하의 설명은 이러한 변경을 주로 개진한다.
도 13에 도시된 개방 위치에서, 숫놈형 플레이트 부분(320)은, 아암(314)의 원위 단부(319) 상의 블록(362)과 결합하는 선택적으로 회전가능한 캠(360)을 포함한다. 블록(362)은, 캠(360)을 캡쳐하는 것을 돕는, 컵형상의 표면(명시적으로 인용되지 않음)을 형성할 수 있을 것이다. 결합되었을 때, 뼈 골절부 플레이트 조립체(300)가 스프링 힘에 대항하여 개방되어 유지되도록, 캠(360) 및 블록(362)의 크기가 결정된다. 도 14의 동적 폐쇄 위치로의 전이를 위해서, 의사는 캠(360)을 블록(362)으로부터 단순히 회전시킨다. 캠(360)은 블록(362)과 재-결합하도록 역으로 회전될 수 있고, 그에 따라 플레이트 세그먼트(302, 320)를 다시 개방 위치로 확장시킬 수 있다.
이제 도 15를 참조하면, 대상 기술에 따른 다른 뼈 골절부 플레이트 조립체(400)의 사시도가 정적인 또는 개방 위치에서 도시되어 있다. 다시, 뼈 골절부 플레이트 조립체(400)는 전술한 뼈 골절부 플레이트 조립체(100, 200, 300)와 유사한 원리를 이용하고, 그에 따라 유사한 번호를 이용한다. 뼈 골절부 플레이트 조립체(400)는 중앙 암놈형 플레이트 세그먼트(402) 및 2개의 외측 숫놈형 프로세스 세그먼트(420)를 포함한다.
뼈 골절부 플레이트 조립체(400)를 개방 위치에서 록킹하기 위해서, 캠(460)이 컵형상의 블록(462)에 대항하여 셋팅된다. 뼈 골절부 플레이트 조립체(400)를 록킹 해제하기 위해서, 캠(460)이 블록(462)으로부터 멀리 회전된다. 중앙 도브테일 대신에, 뼈 골절부 플레이트 조립체(400)는, 숫놈형 플레이트 세그먼트(420)로부터 암놈형 플레이트 세그먼트(402) 내에 형성된 홈(468) 내로 연장하는 적어도 하나의 바아(466)를 가진다. 바람직한 실시예에서, 각각의 숫놈형 플레이트 세그먼트(420)는, 선형 안내부로서 작용하기 위한 슬라이딩 배열체의 상응하는 홈(468) 내의 스프링(440)의 각각의 측부 상의 외측 바아(466)를 가진다. 각각의 바아(466)는, 바아(466) 내에 형성된 슬롯(472)을 통해서 암놈형 플레이트 세그먼트(402) 내로 연장하는 핀(470)에 의해서 암놈형 플레이트 세그먼트(402)에 커플링된다. 대안적으로, 바아(466) 및 홈(468)이 도브테일 배열체일 수 있을 것이다. 또한, 뼈 골절부 플레이트 조립체(400)는, 체결부를 유지하도록 체결부를 완전히 커버하거나, 체결부(미도시) 내의 릿지(ridge)와 결합하기 위해 장착 홀 내로 부분적으로 연장하는 체결부 록킹 부재(469)를 포함한다. 대안적으로, 록킹 부재(469)가 체결부 상의 쇼울더의 상단부 상에 안착되어 체결부를 유지할 수 있을 것이다.
플레이트 세그먼트(402, 420)가 이격된 위치를 향해서 이동하는 것을 방지하면서 플레이트 세그먼트(402, 420)가 함께 근접하게 이동하는 것을 허용하기 위한 래칫 수단을 뼈 골절부 플레이트 조립체(400)가 포함하지 않는다는 것을 주목하여야 한다. 이제 도 16을 참조하면, 대상 기술 모두와 함께 이용될 수 있는 록킹 특징부(576)를 가지는 대안적인 스프링(540)의 상면도가 도시되어 있다. 스프링(540)은 기둥(504)에 커플링된 정점 홀(544)을 가지는 V-형상이다. 슬롯(548)이 기둥(522)과 유사하게 커플링되나, 슬롯(548)은 삼각형 록킹 특징부(576)를 형성하고, 그에 따라 기둥(522)이 슬롯(548) 아래에서 이동할 때, 록킹 특징부(576)는 기둥(522)이 위쪽으로 이동하는 것을 방지하고, 사실상, 플레이트(502, 520)가 일단 함께 결합된 후에 분리되는 것을 방지한다. 삼각형 록킹 특징부(576)와 보다 효과적으로 상호작용하도록, 기둥(522)이 또한 삼각형 형상을 가질 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 슬롯(548)은 원호형 또는 콩팥형이고, 그에 따라 일단 기둥(522)이 외측 단부로부터 이동하고 중간 언덕(hump)을 넘어서면, 기둥(522)이 내측 단부 내에 놓이고 그 곳에서 효과적으로 유지된다. 다른 실시예에서, 록킹 특징부(576)는, 기둥(522)이 통과할 수 있으나 복수의 멈춤부(detent) 위치에서 효과적으로 놓일 수 있는 단순한 반원형 릿지이다.
이제 도 17을 참조하면, 록킹 특징부(676)를 가지는 다른 대안적인 스프링(640)의 상면도가 도시되어 있다. 록킹 특징부(676)는 암놈형 플레이트 세그먼트(602) 상의 래칫팅 멈춤쇠 부재(678) 및 멈춤쇠 부재(678)와 상호작용하기 위해서 숫놈형 플레이트 세그먼트(620) 상에 제공된 래칫 치형부의 랙(680)을 포함한다.
이제 도 18을 참조하면, 도 19에 도시된 이격된 위치로부터 도 20에 도시된 근접된 위치까지 서로에 대해서 이동하도록 적응되고 구성된, 적어도 제1 및 제2 플레이트 세그먼트(722 및 724)를 포함하는 다른 동적 뼈 플레이트 조립체(700)가 도시되어 있다. 래칫팅 멈춤쇠 부재(782)가 제1 플레이트 세그먼트(722) 상에 위치되고, 래칫 치형부(784)의 랙이 멈춤쇠 부재(782)와의 상호작용을 위해서 제2 플레이트 세그먼트(724)의 외측 바아(766) 상에 제공된다. 이러한 래칫 메커니즘은, 제1 및 제2 플레이트 세그먼트(722, 724)가 이격된 위치를 향해서 이동하는 것을 방지하면서, 제1 및 제2 플레이트 세그먼트(722, 724)가 도 19에 도시된 이격된 위치로부터 도 20에 도시된 근접된 위치로 이동하도록 허용한다.
이제 도 21을 참조하면, 대상 기술에 따른, 동적 또는 폐쇄 위치에서 뼈(50)에 체결된 뼈 골절부 플레이트 조립체(800)의 다소 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 뼈 골절부 플레이트 조립체(800)는 뼈 골절부 플레이트 조립체(800)의 길이에 대한 압축력 벡터의 위치를 변화시킬 수 있는 능력을 제공한다. 결과적으로, 각도형 뼈 골절부(52)를 위해서, 압축력 벡터가 각도형 뼈 골절부(52)에 실질적으로 수직으로 졍렬될 수 있다.
뼈 골절부 플레이트 조립체(800)는 2개의 대향하는 플레이트 세그먼트(802, 820)를 가지고, 각각의 플레이트 세그먼트(802)는 뼈(50)에 장착하기 위한 체결부(806)를 위한 홀(804)을 형성한다. 제1 중앙 플레이트(808)가 예를 들어 리벳(미도시)에 의해서 플레이트 세그먼트(802) 중 하나에 장착된다. 제2 중앙 플레이트(810)는 플레이트 세그먼트(802)의 다른 하나에 장착된다. 제1 중앙 플레이트(808)는 바람직하게 고정된 2개의 직립 기둥(814)을 가진다. 제2 중앙 플레이트(810)는, 원호형 슬롯(818) 내에서 이동가능하게 장착되는 하나의 직립 기둥(816)을 가진다. 그에 따라, 스프링(840)이 기둥(814, 816) 상에 장착될 때, 기둥(816)이 원호형 슬롯(818) 내에서 이동 및 록킹될 수 있고, 그에 따라 압축력 벡터를 회전시켜 뼈 골절부(52)에 실질적으로 수직으로 정렬시킬 수 있다. 스프링(840)은 여기에서 개시된 버전 중 임의의 것, 즉 탄성적인 것, 코일 와이어, 등이 될 수 있을 것이다.
도 21a는 대상 기술에 따라 동적 또는 폐쇄 위치에서 뼈(50)에 체결된 다른 뼈 플레이트 조립체(800a)의 사시도이다. 뼈 플레이트 조립체(800a)는, 뼈(50)에 장착되는 외측 플레이트(802a)를 가진다. 각각의 외측 플레이트(802a)는, 스프링(840a)을 통해서 대향하는 중앙 플레이트(810a)와 협력하도록 회전식으로 연장하는 중앙 플레이트(810a)를 가진다. 선형 안내부(811a)가 스프링(840a)의 각각의 측부 상에 제공되고, 그에 따라 힘 벡터가 중앙 플레이트(810a)의 길이와 정렬된다. 일단 뼈 플레이트 조립체(800a)가 제 위치에 위치되면, 중앙 플레이트(810a)의 피봇 지점(813a)이 록 다운될(locked down) 수 있다. 예를 들어, 피봇 지점(813a)이, 중앙 플레이트(810a)를 록 다운하기 위해서 완전히 삽입되는, 부분적으로 삽입된 나사일 수 있을 것이다.
도 22는 대상 기술에 따라 동적 또는 폐쇄 위치에서 뼈(50)에 체결된 다른 뼈 플레이트 조립체(900)의 사시도이다. 뼈 플레이트 조립체(900)는, 길이방향으로 선형적으로 정렬되거나 정렬되지 않을 수 있는 외측 플레이트(902)를 포함한다. 도 21a에서와 같은 대향하는 중앙 플레이트(810a) 대신에, 뼈 플레이트 조립체(900)가, 선택적으로 회전될 수 있는 중앙 디스크(911)를 가진다. 디스크(911)는 2개의 하위(sub) 부분(913)을 가지며, 그러한 하위 부분은 그들 사이의 선형 이동을 허용하도록 분리된다. 스프링(940)이 부분(913)에 걸쳐져(span), 압축력을 생성한다. 일단 뼈 플레이트 조립체(900)가 제 위치에 있게 되면, 디스크(911)의 피봇 지점(915)이 록 다운될 수 있다. 여기에서 주목한 바와 같이, 디스크(911)가 대상 기술의 뼈 플레이트 조립체 중 임의의 것에 적응될 수 있고, 그에 따라 뼈 골절부에 대략적으로 수직이 되도록 하는 압축력 벡터의 조정을 제공한다.
도 23은 모듈형 플레이트 시스템(1000)의 사시도이다. 모듈형 플레이트 시스템(1000)은 다시 하나 이상의 뼈 골절부 플레이트 조립체(1002)의 압축력 벡터가 하나 이상의 뼈 골절부(52)에 수직으로 정렬될 수 있게 한다. 모듈형 플레이트 시스템(1000)은, 하나 이상의 볼트(1006)에 의해서 하나 이상의 뼈 골절부 플레이트 조립체(1002)에 커플링되는 프레임(1004)을 포함한다.
도 23에서, 하나의 뼈 골절부 플레이트 조립체(1002)가 도시되어 있고, 프레임(1004)의 단부(108)가 단순한 플레이트(1010) 및 체결부(1012)에 의해서 뼈(50)에 커플링된다. 대안적으로, 부가적이고 중간적인 뼈 골절부 플레이트 조립체가 프레임(1004)에 커플링될 수 있을 것이고, 그에 따라 프레임(1004)이, 경우에 따라, 뼈(50) 또는 척추에 대한 구조적 지지를 제공할 수 있을 것이다.
도 24는 대상 기술에 따른 다른 뼈 플레이트 조립체(1100)의 분해도이다. 뼈 플레이트 조립체(1100)의 숫놈형 플레이트 부분(1120)은, 래칫 치형부(1182)를 상부에 가지는 중앙 가요성 탭(1180)을 가지는 결합 부재(1181)를 구비한다. 숫놈형 플레이트 부분(1120)은 또한 결합 부재(1181) 내에 원위 공동(1184)을 형성한다. 숫놈형 플레이트 부분(1102)은, 경우에 따라, 결합 부재(1181)를 편안하게(snugly) 수용하는, 중공부(1186)(점선으로 도시됨), 또는 도브테일을 형성한다. 암놈형 플레이트 부분(1102)을 통한 통로(1188)는, 선형 스프링(1190)이 암놈형 플레이트 부분(1102)을 통해서 연장하도록 허용하고, 그에 따라 선형 스프링(1190)의 헤드(1190)가 공동(1184) 내에 캡쳐된다. 암놈형 플레이트 부분(1102)의 중공부(1196) 내에 캡쳐되도록, 스프링(1194)의 다른 단부가 확대된다. 그에 따라, 조립되었을 때, 선형 스프링(1190)이 플레이트 부분(1102, 1120)을 함께 가압할 것이다. 가요성 탭(1180)이 아래쪽으로 푸싱되지 않는 경우에 플레이트 부분(1102, 1120)이 분리되는 것을 방지하기 위해서 래칫 치형부(1182)가 윈도우(1198)에 커플링되도록, 암놈형 플레이트 부분(1102)이 윈도우(1198)를 형성한다.
도 25는 대상 기술에 따른 또 다른 뼈 플레이트 조립체(1200)의 분해도이다. 뼈 플레이트 조립체(1200)는, 가요성 탭(1280), 스프링(1290), 공동(1284), 및 중공부(1188)가 재구성된다는 것을 제외하고, 뼈 플레이트 조립체(1100)와 매우 유사하다. 따라서, 이러한 설명 전반을 통해서 통상적인 바와 같이, 가능한 경우에, 유사한 참조 번호를 이용하여 유사한 요소를 나타냈다.
도 26은 대상 기술에 따른 다른 뼈 플레이트 조립체(1300)의 분해도이고, 도 26a는 뼈 플레이트 조립체(1300)의 횡단면도이다. 뼈 플레이트 조립체(1300)는 숫놈형 플레이트 부분(1320) 및 암놈형 플레이트 부분(1302)을 가지고, 그 각각의 부분은, 상호 록킹될 때, 플레이트 부분(1302, 1320)의 선형 이동만을 허용하는 몇 개의 도브테일 핑거(1327, 1329)를 형성한다. 암놈형 플레이트 부분(1302)의 외측 핑거(1327) 및 숫놈형 플레이트 부분(1320)의 외측 핑거(1329)는, 플레이트(1302, 1320)가 일단 결합된 후에 분리되는 것을 방지하기 위해서 상호작용하는 래칫 치형부(1382, 1383)를 포함한다. 바람직하게, 래칫 메커니즘의 매끄러운 동작을 돕기 위해서 편향되거나 휘어지도록 외측 핑거(1327)가 구성되고 그 크기가 결정된다.
도 27은 뼈 플레이트 조립체(도 28에 도시됨)와 함께 이용하기 위한 모듈형 쐐기(60)의 사시도이다. 모듈형 쐐기(60)는 이격부재로서 작용하기 위해서 플레이트 부분 중 적어도 하나의 외측 프로파일과 동작적으로 결합하도록 구성되고 치수 결정된다. 모듈형 쐐기(60)가 금속 재료, 생체 적합 재료, 티타늄, 뼈, PEEK, 그 조합, 등으로 형성될 수 있을 것이다.
이제 도 28을 참조하면, 뼈 플레이트 조립체(1400) 상의 모듈형 쐐기(60)의 사시도이다. 뼈 플레이트 조립체(1400)의 단부들(1401, 1403) 사이의 분리 및 지지를 제공하기 위해서 최종 배치 후에 모듈형 쐐기(60)로 제 위치에 배치되어 있는 바와 같은, 폐쇄 위치에서 뼈 플레이트 조립체(1400)가 도시되어 있다.
주 개시 내용의 검토로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 스프링의 구성의 선택은 압축력을 주로 결정한다. 스프링의 휘어짐 지점에서의 상이한 횡단면 및 각도 조합이 상이한 압축력을 초래한다. 이하의 표 1은 도 15에 도시된 바와 같은 U-형상의 스프링의 다양한 구성에 대한 일부 예시적인 데이터를 보여준다. 횡단면은 휘어짐 지점(도 15에 도시된 바와 같은 참조 번호(481))에서 취해졌고, 스프링의 두께는 0.5 mm이다. 각도는 연장 이어들 사이의 내측 각도일 수 있을 것이다. 전형적으로, 결과적인 힘이 약 9-10 lbs이다.
횡단면 각도 F(lbs.) F(N) 확장(mm)
1.40 mm 95 8.6 38.184 2.08
1.40 mm 105 11.8 52.392 2.08
1.50 mm 95 11.8 52.392 2.18
1.30 mm 95 8.8 39.072 2.15
1.30 mm 105 11.8 52.392 2.18
1.35 mm 95 8.8 39.072 2.21
스프링은 니티놀로부터 제조되었다. 바람직한 횡단면 및 각도 조합이 대략적으로 각각 1.36-1.40 mm 및 97-100°일 것이다. 플레이트가 완전히 폐쇄되는 때에도 압축이 유지되도록, 스프링이 디자인된다.
대상 기술의 뼈 플레이트 및 시스템은 유리하게 매우 다양한 적용예에서 지지 및/또는 안정화 및/또는 압축을 제공할 수 있을 것이다. 예를 들어, 비제한적으로, 대상 기술은, 많은 다른 가능성 중에서, 쇄골, 상완골, 턱 뼈, 척골, 반경, 손(1-5 중수골), 늑골, 견갑골, 하부 신체의 부분, 예를 들어 대퇴골, 경골, 비골, 골반, 그리고 발 또는 발목의 부분, 예를 들어 종골, 중족골 뼈, 거골 및 입방골과 관련한 적용예에서 유용하다. 대상 기술은, 예를 들어, 디스크 제거와 같은 척추 시술 후에 척추를 안정화시키는데 있어서 특히 유용하다.
여기에서 개시된 뼈 플레이트는 유지 특징부와 함께 나사를 이용할 수 있을 것이다. 이하의 나사 및 그 변형 중 임의의 것이 대상 기술에 대해서 적용될 수 있을 것이다.
도 29a-d를 참조하면, 가요성 재료의 2개의 스트립이 플레이트 내에 포함되는 뼈 나사가 도시되어 있다. 스트립은 나사 개구를 부분적으로 가로 막는다. 나사가 개구 내로 삽입됨에 따라, 나사는 스트립을 아래로 당기고, 그에 의해서 플레이트를 또한 아래로 당긴다. 또한, 나사의 헤드에 의해서 캡쳐된 O-링과 함께 뼈 나사가 도시되어 있다. O-링 횡단면은 나사 개구 횡단면 보다 크다. 나사가 삽입될 때, O-링은 상단부 플레이트 상에서 아래쪽으로 당긴다.
도 30의 (a) 내지 (c)는 나사 및 플레이트 배열체를 도시하고, 가요성 O-링 타입 재료가, 뼈 나사의 내경 보다 작은 내경을 가지는 골절부 플레이트 개구 내에 포함된다. 나사가 전진됨에 따라, O-링이 나사 주위에서 연신되고 아래로 당겨지며, 그에 의해서 플레이트를 아래쪽으로 강제한다.
도 31을 참조하면, 뼈 나사의 네크에 연결된 돔형 스프링 와셔 디스크가 도시되어 있다. 스프링 와셔 디스크는 휘어질 것이고 플레이트 내의 카운터-싱크형 보어 내에서 뼈 플레이트와 나사 헤드 사이의 인장을 유지할 것이다.
도 32에서, 뼈 내로 도입된 나사산형 본체 앵커 내의 스프링이 도시되어 있고, 나사가 내부 스프링 내로 나사체결되어 대상 기술에 따른 일정한 인장력을 생성한다.
도 33a-c를 참조하면, 본체에 대한 헤드의 길이방향 이동을 허용하기 위해서 나사 헤드와 결합하는 육각형 스템을 가지는 나사 본체가 도시되어 있다. 내부 스프링은 나사 헤드를 나사 본체 플랜지를 향해서 강제한다. 이식되었을 때, 헤드는 뼈들 사이에서 또는 뼈 단편들 사이에서 일정한 인장을 유지한다. 주상골 접합(Scaphoid fusion)에서 이용할 수 있을 것이다.
도 34a-b는 나사의 하단부 부분이 나사의 상부 부분의 내부 상에 위치되는 탭을 가지는, 2-피스 나사를 도시한다. 나사산 패턴은, 하단부 부분이 상단부 부분으로부터 멀리 연장하게 하고, 그에 따라 탭과 연관된 스프링을 압축한다. 압축된 스프링은 2개의 나사 부분들 사이의 압축력을 유도한다.
도 35는, 압축 스프링 대신에 니티놀(또는 다른 적합한 재료) 밴드와 같은 형상 기억 합금을 이용하는 것을 제외하고, 도 34에 도시된 것과 유사한 장치를 도시한다.
도 36을 참조하면, 뼈 플레이트의 나사 수용 개구 내의 상보적인 특징부와 결합하기 위해서 나사의 헤드 내에 캡쳐되는 2개의 핀 아암을 가지는 뼈 나사가 도시되어 있다. 내부 스프링 장전식 플런저는, 핀 아암을 확대되고 록킹된 위치에서 유지한다. 플런저가 압축될 때, 핀 아암이 내측으로 후퇴될 수 있다.
도 37은 무헤드 나사산형 스터드 및 스터드 상으로 나사체결되는 압축 헤드로 이루어진 2-피스 나사를 도시한다. 압축 헤드는 내측 및 외측 본체, 그리고 2개의 본체에 작용하는 파동(wave) 스프링을 포함한다. 내측 본체는 스터드에 연결되고, 파동 스프링은 스터드 및 압축 헤드의 외측 본체에 대한 압축력 작용을 돕는다.
도 38을 참조하면, 카운터-싱크형 뼈 플레이트 개구에 대해서 외측으로 나사 헤드를 확장하기 위해서 위쪽으로 강제된 내부 플런저를 가지는 뼈 나사가 도시되어 있다. 나사 헤드가 외측으로 확장됨에 따라, 기하형태가 당연하게 뼈 플레이트를 아래쪽으로 당길 것이다.
도 39 및 40을 참조하면, 결합 핀의 쌍과 상호작용하도록 장착된 축방향 가동형 내부 스프링 장전식 플런저를 가지는 뼈 나사가 도시되어 있다. 플런저가 핀과 상호작용할 때, 핀은 록킹 해제된 위치(도 39)로부터 록킹된 위치(도 40)로 방사상 외측으로 구동되고, 핀들은 뼈 플레이트의 개구 벽 내의 상보적인 특징부와 결합할 것이다.
이제, 도 41의 (a) 및 (b)를 참조하면, 뼈 나사 및 나사산형 캡을 포함하는 뼈 나사 조립체가 도시되어 있다. 나사산형 캡은, 뼈 플레이트의 개구 벽 내에 형성된 환형 홈 내에 캡쳐되는 탭, 플랜지, 또는 O-링을 구비한다. 캡이 뼈 나사의 중앙의 나사산형 보어 내로 나사체결됨에 따라, 뼈 플레이트를 뼈를 향해서 아래쪽으로 당긴다.
이제, 도 42를 참조하면, 다른 뼈 골절부 플레이트 조립체(1500)가 도시되어 있다. 뼈 플레이트 조립체(1500)는 각각의 플레이트 부분(1502, 1520) 상에 위치된 허브들(1592) 사이에서 연장하는 와이어들(1590)을 포함한다. 와이어(1590)는 플레이트 세그먼트(1502, 1520) 중 하나와 자유롭게 회전하는 스풀(1594)을 연결한다. 스풀(1594)이 회전될 때, 와이어(1592)가 스풀(1594) 주위를 둘러싸고, 그에 의해서 와이어 길이를 단축시키고 플레이트 세그먼트(1502, 1520)를 내측으로 당긴다. 바람직하게, 복수 와이어(1590)가 이용된다. 또한 스풀(1594)이 하나의 방향으로 선택적으로 회전하도록 래칫 치형부와 함께 제조될 수 있을 것이고, 그리고 다시, 와이어(1590)가 이식에 앞서서 조여질 수 있고, 그에 의해서 예비-부하를 생성할 수 있을 것이다.
대상 발명이 동적 뼈 골절부 플레이트의 바람직한 실시예를 참조하여 도시되고 설명되었지만, 당업자는, 첨부된 청구항에 의해서 규정되는 바와 같은 대상 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 여러 가지 변화 및/또는 변경이 이루어질 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 예를 들어, 최초에 청구되지 않았더라도, 각각의 청구항이, 심지어 복수 인용 방식으로, 임의의 또는 모든 청구항을 인용할 수 있을 것이다.

Claims (23)

  1. 뼈 플레이트 조립체이며:
    암놈형 플레이트 부분으로서: 암놈형 플레이트 부분으로부터 직립하는 기둥; 암놈형 도브테일을 형성하는 제1 단부; 체결부를 위한 2개의 개구를 형성하는 제2 단부; 및 암놈형 플레이트 부분에 평행하게 제1 단부로부터 연장하는 아암을 가지고, 아암은 복수의 래칫 치형부를 가지는, 암놈형 플레이트 부분;
    숫놈형 플레이트 부분으로서: 숫놈형 플레이트 부분으로부터 직립하는 2개의 기둥; 플레이트 부분들이 서로에 대해서 선형적으로만 이동하도록 암놈형 도브테일 내로 커플링되기 위한 숫놈형 도브테일 및 아암을 수용하기 위한 슬롯을 형성하는 제1 단부; 체결부들을 위한 2개의 개구를 형성하는 제2 단부; 및 래칫 치형부와 결합하기 위한 멈춤쇠를 가지는; 숫놈형 플레이트 부분; 그리고
    플레이트 부분들 사이에 압축 부하를 인가하는 것에 의해서 플레이트 부분들을 동적으로 연결하는 스프링으로서, 스프링은: 암놈형 플레이트 부분의 기둥에 커플링하기 위한 홀을 형성하는 정점 부분; 및 정점 부분으로부터 연장하는 세장형 이어의 쌍을 가지고, 각각의 이어가 숫놈형 플레이트 부분의 기둥에 각각 커플링하기 위한 슬롯을 형성하는, 스프링을 포함하고,
    아암이 숫놈형 플레이트 부분의 슬롯 내로 연장하도록 그리고 래칫 치형부가 멈춤쇠에 의해서 결합되어 플레이트 부분들을 함께 유지하도록 숫놈형 도브테일이 암놈형 도브테일 내로 삽입되고, 스프링이 숫놈형 및 암놈형 플레이트 부분을 함께 편의시키도록 스프링이 플레이트 부분의 기둥에 장착되는, 뼈 플레이트 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    아암은 원위 단부 상의 제1 치형부를 포함하고, 복수의 래칫 치형부는 제1 치형부로부터 선형적으로 이격되고, 숫놈형 플레이트 부분은, 숫놈형 및 암놈형 플레이트 부분이 이격되어 유지되는 개방 위치에서 제1 치형부와 선택적으로 결합하기 위한 제2 멈춤쇠를 포함하는, 뼈 플레이트 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    아암은 제1 치형부가 제2 멈춤쇠로부터 분리될 수 있도록 편향가능한, 뼈 플레이트 조립체.
  4. 제2항에 있어서,
    스프링을 커버하기 위해서 숫놈형 및 암놈형 플레이트 부분에 커플링되는 상단부 플레이트를 더 포함하는, 뼈 플레이트 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상단부 플레이트는, 스프링이 숫놈형 및 암놈형 플레이트를 함께 동적으로 편의시키도록 제1 치형부를 제2 멈춤쇠로부터 분리하기 위해서 사용자가 아암을 편향시킬 수 있게 허용하기 위한 홀을 형성하는, 뼈 플레이트 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    스프링은 대체적으로 V-형상을 가지고, 각각의 플레이트 부분은 택 홀을 형성하는, 뼈 플레이트 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    스프링의 홀 및 암놈형 플레이트 부분의 기둥은 정사각형-형상인, 뼈 플레이트 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    플레이트 부분 중 적어도 하나의 외측 프로파일과 동작적으로 결합하도록 구성되고 치수가 결정되는 모듈형 쐐기 부재를 더 포함하는, 뼈 플레이트 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    모듈형 쐐기 부재가 금속 재료, 생체 적합 재료, 티타늄, 뼈, PEEK, 및 그 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 재료로 형성되는, 뼈 플레이트 조립체.
  10. 뼈 플레이트 조립체이며:
    a) 이격된 위치 및 근접된 위치로부터 서로에 대해서 이동하도록 적응되고 구성된 적어도 제1 및 제2 플레이트 세그먼트;
    b) 제1 및 제2 플레이트 세그먼트가 이격된 위치를 향해서 이동하는 것을 방지하면서, 제1 및 제2 플레이트 세그먼트가 근접된 위치로 이동하도록 허용하기 위한 래칫 수단;
    c) 적어도 제1 및 제2 플레이트 세그먼트를 함께 편의시키기 위해서 적어도 제1 및 제2 플레이트 세그먼트들 사이에서 연장하는 스프링 메커니즘; 및
    d) 정적인 개방 위치를 생성하기 위해서 적어도 제1 및 제2 플레이트 세그먼트들 사이에서 갭을 선택적으로 셋팅하기 위해서 록킹하기 위한, 그리고 스프링 메커니즘이 적어도 제1 및 제2 플레이트 세그먼트를 함께 잡아 당길 수 있는 동적인 폐쇄 위치를 생성하기 위해서 록킹 해제하기 위한 록킹 메커니즘을 포함하는, 뼈 플레이트 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    래칫 수단은 제1 플레이트 세그먼트와 동작적으로 연관된 래칫팅 멈춤쇠 부재 및 멈춤쇠 부재와 상호작용하기 위한 제2 플레이트 세그먼트 상에 제공된 래칫 치형부의 랙을 포함하는, 뼈 플레이트 조립체.
  12. 제10항에 있어서,
    선형 안내부로서 작용하기 위한 슬라이딩 배열체의 적어도 제1 및 제2 플레이트 세그먼트들 사이에서 커플링되는 적어도 하나의 바아를 더 포함하는, 뼈 플레이트 조립체.
  13. 제12항에 있어서,
    적어도 하나의 바아 및 슬라이딩 배열체는 제1 플레이트 세그먼트 상의 숫놈형 도브테일 부분 및 제2 플레이트 세그먼트 상의 상보적인 암놈형 도브테일 부분인, 뼈 플레이트 조립체.
  14. 제12항에 있어서,
    적어도 하나의 바아는 스프링 메커니즘의 각각의 측부 상의 외측 바아이고, 각각의 외측 바아는 제1 및 제2 플레이트 세그먼트에 커플링되는, 뼈 플레이트 조립체.
  15. 제14항에 있어서,
    외측 바아는 제1 플레이트 세그먼트 상에 고정되고 제2 플레이트 세그먼트 상의 홈 내에 얹혀지는(ride), 뼈 플레이트 조립체.
  16. 제15항에 있어서,
    각각의 외측 바아는 외측 바아 내에 형성된 슬롯을 통해서 제2 플레이트 세그먼트 내로 연장하는 핀에 의해서 제2 플레이트 세그먼트 상에서 캡쳐되는, 뼈 플레이트 조립체.
  17. 제15항에 있어서,
    외측 바아 중 적어도 하나는 외측 바아의 적어도 하나 내에 형성된 치형부와 결합하는 제2 세그먼트 상의 멈춤쇠에 의해서 제2 플레이트 세그먼트 상에서 캡쳐되는, 뼈 플레이트 조립체.
  18. 뼈 골절부의 치유를 돕기 위한 뼈 플레이트 조립체이며:
    제1 플레이트 부분;
    플레이트들이 서로에 대해서 선형적으로 이동하도록 제1 플레이트 부분에 커플링된 제2 플레이트 부분; 및
    뼈 골절부의 대향하는 측부들 상에 장착될 때, 제1 및 제2 플레이트 부분이 뼈 골절부로 압축 부하를 인가하도록 제1 및 제2 플레이트 부분을 동적으로 연결하기 위한 스프링 인장화 메커니즘을 포함하고,
    스프링 인장화 메커니즘에 의해서 생성된 힘 벡터가 뼈 골절부에 대해서 실질적으로 수직이도록 방향 조절이 가능한, 뼈 플레이트 조립체.
  19. 제18항에 있어서,
    제1 수단은 개방 위치를 생성하기 위해서 제1 및 제2 플레이트 부분 사이에서 함께 이동하는 것을 선택적으로 제한하기 위해서 제공되는, 뼈 플레이트 조립체.
  20. 제19항에 있어서,
    제2 수단은 폐쇄 위치를 생성하기 위해서 제1 및 제2 플레이트 부분들 사이의 분리를 선택적으로 제한하기 위해서 제공되는, 뼈 플레이트 조립체.
  21. 제20항에 있어서,
    제1 수단은 제1 및 제2 플레이트 부분과 각각 연관되는 원위 래칫 치형부 및 제1 멈춤쇠이고, 제2 수단은 제1 및 제2 플레이트 부분과 각각 연관되는 래칫 치형부 및 제2 멈춤쇠의 세트인, 뼈 플레이트 조립체.
  22. 제18항에 있어서,
    조정 수단은, 뼈 골절부의 각도에 대한 스프링 인장화 수단의 힘 벡터를 조정하기 위해서 플레이트 부분 중 적어도 하나와 연관되는, 뼈 플레이트 조립체.
  23. 제18항에 있어서,
    스프링 인장화 메커니즘은 기둥에 장착된 스프링이고, 조정 수단은 스프링을 위한 복수의 장착 위치인, 뼈 플레이트 조립체.
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