KR20150107651A - 뼈 고정기를 붙잡고 삽입하기 위한 기구 - Google Patents

뼈 고정기를 붙잡고 삽입하기 위한 기구 Download PDF

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KR20150107651A
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루쯔 비이더만
빌프리트 맷티스
티모 비이더만
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비이더만 테크놀로지스 게엠베하 & 코. 카게
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Abstract

특히, 척추경 나사와 사용하기 위해, 뼈 고정기를 붙잡고 뼈 내로 삽입하기 위한 기구가 제공되고, 이 경우 뼈 고정기(100)는 뼈에 고정하기 위한 섕크(101) 및 헤드(102)를 포함하며, 상기 기구는
뼈 고정기의 헤드(102)를 붙잡기 위한 홀딩 부재(2)로서, 뼈 고정기의 헤드(102)를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 구성되는 적어도 2개의 암(25a,25b)을 포함하고, 상기 적어도 2개의 암(25a,25b)은 상기 헤드에 관한 시트(26)를 형성하는 내부 표면을 포함하는, 상기 홀딩 부재(2);
뼈 고정기의 헤드(102)와 맞물리고, 상기 기구의 종방향 축(L)을 규정하는 드라이브 샤프트(1); 및
상기 홀딩 부재(2)가 시트(26)로 헤드가 들어가게 허용하도록 구성되는 제 1 구성 및 시트(26)에서 헤드를 붙잡도록 구성되는 제 2 구성을 취할 수 있도록, 홀딩 부재(2)에 작용하도록 구성되는 변위 부재(3)를 포함하고,
상기 드라이브 샤프트(1)는 헤드에 관한 접합 표면(14a)을 포함하며, 상기 시트(26)는, 삽입된 헤드(102)가 제 2 구성에서 접합 표면(14a)에 맞닿아 눌러지는, 드라이브 샤프트(1)에 대한 홀딩 부재(2)의 축 방향 위치에 제공되는 것을 특징으로 한다.

Description

뼈 고정기를 붙잡고 삽입하기 위한 기구{INSTRUMENT FOR HOLDING AND INSERTING A BONE ANCHOR}
본 발명은 뼈 고정기를 붙잡고 뼈에 삽입하기 위한 기구에 관한 것이다. 이 기구는 사이에 벼 고정기의 헤드를 붙잡도록 구성된 적어도 2개의 암을 포함하는 홀딩 부재와, 그러한 홀딩 부재에 작용하는 변위(displacement) 부재를 포함하여 홀딩 부재가 헤드를 수용하도록 구성되는 제 1 구성과, 홀딩 부재가 삽입된 헤드를 붙잡는 제 2 구성을 취할 수 있다. 또한, 이러한 기구는 뼈 고정기의 헤드와 맞물리도록 구성되는 드라이브 샤프트를 포함한다. 이러한 기구의 특별한 적용예는, 로드를 뼈 고정기에 연결하기 위해 로드를 수용하도록 뼈 고정기와 수용부를 포함하는 바닥 적재(loading) 타입의 다축 나사와 사용하는 것이다. 이러한 적용예에서는, 뼈 고정기가 기구를 이용하여 뼈 내에 먼저 삽입되고, 그 후 뼈 고정기 상에서 제자리에 수용부가 장착된다.
뼈 나사, 특히 척추경(pedicle) 나사들을 붙잡고 삽입하기 위한 기구는 DE20 2005 012 781 U1으로부터 알려져 있다. 이러한 기구는 뼈 나사를 위한 적어도 2개의 그리핑 암(gripping arm)들을 구비한 홀딩 부재와, 그러한 그리핑 암들에 대해 이동 가능한 변위 부재를 포함한다. 변위 부재로 인해, 그리핑 암들은 뼈 고정기의 삽입을 허용하는 구성과, 뼈 고정기가 암들 사이에서 붙잡혀 있는 구성을 취할 수 있다. 그리핑 암들은 그리핑 암들을 통한 뼈 나사의 나사 조임을 허용하기 위해, 뼈 나사 상의 오목부들과 맞물리는 돌기부(projection)들을 포함한다.
US2012/0296171A1은 뼈 나사의 헤드와 맞물리기 위한 드라이버와, 뼈 고정기의 헤드 및/또는 넥(neck)과 맞물리게 되는 구 모양의 내부 표면 부분이 있는 수용기(receiver) 부재를 포함하는 뼈 고정기에 관한 삽입기를 설명한다.
본 발명의 목적은 뼈 고정기와 기구 사이에 안전하고 튼튼한 연결을 제공하는 뼈 고정기를 붙잡고 삽입하기 위한 기구와, 뼈 나사 및 그러한 기구의 자동 정렬(alignment)를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1에 따른 기구와, 청구항 14에 따른 벼 고정기에서의 기구의 시스템에 의해 해결된다. 추가 발전예들은 종속 청구항들에서 주어진다.
이러한 기구는 뼈 고정기의 헤드에 관한 시트(seat)를 지닌 홀딩 부재와, 홀딩 부재가 헤드가 시트에 들어가는 것을 허용하도록 구성되는 제 1 구성을 취할 수 있도록 홀딩 부재 상에 작용하기 위한 변위 부재, 및 뼈 고정기의 헤드와 맞물리도록 구성되는 드라이브 샤프트를 포함한다. 시트의 중심은 헤드가 접합 면에 맞닿아 눌러지는 방식으로 헤드의 중심으로부터 빗겨나 있다(offset). 이로 인해, 드라이브 샤프트의 맞물림 부분과 헤드 사이의 행위(play)가 없어진다. 이는 드라이브 샤프트와 뼈 고정기 사이의 행위를 경험하지 않고 뼈 고정기의 정밀한 삽입을 허용한다. 또한, 이러한 설계에 의해, 기구와 뼈 고정기 사이의 연결이 튼튼하다.
뼈 고정기의 헤드는 폼-핏(form-fit) 또는 포지티브-핏(positive-fit) 방식으로 시트에 붙잡혀 있을 수 있다. 더 나아가, 기구의 드라이브 샤프트는 폼-핏 방식으로 뼈 고정기의 헤드의 대응하는 맞물림 부분과 맞물리는 구조를 지닌 맞물린 부분을 포함할 수 있다. 그러므로, 뼈 고정기는 자동으로 드라이브 샤프트와 올바르게 정렬된다.
시트의 크기와 위치는 홀딩 부재의 하부 단부가 뼈 표면에 관한 접합부로서 작용하도록 설계될 수 있다. 따라서, 뼈 고정기가 기구를 가지고 삽입될 때, 홀딩 부재의 자유로운 하부 단부는 뼈 표면에 맞닿아 접하고, 그 후 제자리에서 수용부를 장착하도록 허용하는, 뼈 고정기의 올바른 삽입에 도달하였다는 것을 가리킨다.
본 발명의 추가 특징들 및 장점들은 첨부 도면들을 통한 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 기구의 분해 사시도.
도 2는 뼈 고정기의 헤드를 수용하도록 구성되는 제 1 구성에서의 조립된 상태의 도 1의 기구의 사시도.
도 3은 뼈 고정기의 헤드가 기구에 의해 수용되고 클램프되는 제 2 구성에서의 도 3의 기구의 사시도.
도 4는 기구의 종방향 축을 담고 있는 평면에서 단면이 취해진, 기구의 주요 부분의 단면도.
도 5는 도 4의 기구의 상부 부분의 확대 단면도.
도 6은 도 4의 기구의 하부 부분의 확대 단면도.
도 7은 도 1 내지 6의 기구의 드라이브 샤프트의 사시도.
도 8은 도 7의 드라이브 샤프트 부분들을 확대해서 보여주는 확대도.
도 9는 도 1 내지 6의 기구의 홀딩 부재의 앞 단부로부터 본 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 홀딩 부재의 뒤 단부로부터 본 사시도.
도 11은 도 9 및 도 10의 홀딩 부재의 뒤 단부 상으로의 평면도.
도 12는 도 11의 라인 A-A를 따라 단면이 취해진, 도 9 내지 10의 홀딩 부재의 단면도.
도 13은 도 1 내지 6에 따른 기구의 변위 부재의 뒤 단부로부터 본 사시도.
도 14는 도 13의 변위 부재 상으로 앞 단부로부터 본 사시도.
도 15는 도 13 및 도 14의 변위 부재의 뒤 단부 상으로 본 평면도.
도 16은 도 13 및 도 14의 변위 부재의 단면도.
도 17은 도 1 내지 6에 따른 기구의 액추에이터의 뒤 단부로부터 본 사시도.
도 18은 도 17의 액추에이터 상으로 앞 단부로부터 본 사시도.
도 19는 도 17 및 도 18의 액추에이터의 뒤 단부로부터 본 평면도.
도 20은 도 19에서 라인 C-C를 따라 단면이 취해진, 도 17 및 도 18의 액추에이터의 단면도.
도 21은 기구가 제 1 구성에 있을 때, 뼈 고정기의 헤드를 삽입하는 제 1 단계에서의 기구의 부분을 도시하는 단면도.
도 22는 뼈 고정기의 삽입된 헤드가 있는 제 1 구성에서의 기구의 부분을 도시하는 확대 단면도.
도 23의 (a)는 뼈 고정기의 삽입된 헤드가 있는 제 2 구성에서의 기구의 단면도.
도 23의 (b)는 도 23의 (a)의 상세부의 확대 단면도.
도 24 내지 26은 헤드가 삽입된 기구의 하부 부분을 도시하는 개략적인 확대 단면도들.
도 1 내지 3을 참조하면, 일 실시에에 따라 뼈 고정기를 붙잡고 뼈에 삽입하기 위한 기구는, 뼈 고정기의 헤드 부분과 맞물리고 뼈 고정기에 토크를 전달하도록 구성된 드라이브 샤프트(1), 뼈 고정기의 헤드를 수용하고 붙잡기 위한 홀딩 부재(2), 및 홀딩 부재(2)에 작용하도록 구성되는 변위 부재(3)를 포함한다. 홀딩 부재는 도 2에 도시된 바와 같이, 뼈 고정기의 헤드가 홀딩 부재 내로 삽입될 수 있는 제 1 구성과, 도 3에 도시된 바와 같이, 뼈 고정기가 홀딩 부재(2)에 단단히 붙잡혀 있는 제 2 구성을 취할 수 있다. 기구는 또한 홀딩 부재(2)의 제 1 구성 및 제 2 구성에 대응하는 제 1 위치 및 제 2 위치로 변위 부재(3)를 움직이도록 하는 것과 같이, 드라이브 샤프트(1) 및 변위 부재(3)와 협력하는 액추에이터(4)를 포함한다. 마지막으로, 기구는 드라이브 샤프트(1)에 연결 가능한 핸들(5)을 포함한다.
도 2 및 도 3을 더 상세히 참조하면, 이 실시예에서의 뼈 고정기(100)는 나삿니가 있는 섕크(101)와 나삿니가 있는 섕크(101)의 한쪽 끝에 헤드(102)를 포함한다. 이 헤드(102)는 보통 구 모양을 하고 있는 표면 부분과, 실질적으로 평평한 자유 단부 표면(103)을 가진다. 구 모양 표면 부분은 구의 가장 큰 직경의 구역을 포함할 수 있다. 그러한 뼈 고정기들은 안정화 로드(rod)들에 의해 척주를 안정화시키는 역할을 하는 다축 뼈 나사들에서 흔히 사용된다. 다축 뼈 나사들은, 보통 뼈 고정기(100)를 피봇 가능하게 수용하고, 로드를 뼈 고정기에 결합하기 위해 척추 안정화 로드(미도시)를 수용하도록 구성되는 수용부(미도시)를 가진다. 그러한 기구는 특히 뼈 고정기(100)의 헤드(102)가 그것의 바닥 단부, 즉 뼈 표면을 향하는 단부로부터 수용부 내로 삽입되는 바닥 적재 타입의 다축 뼈 나사들에 적용 가능하다.
도 4 내지 8을 참조하면, 드라이브 샤프트(1)는 사용시 인접 단부인 제 1 단부(11)와, 사용시 말단 단부인 반대측 제 2 단부(12)를 포함하는 실질적으로 일체형인(monolithic) 로드 모양 부재일 수 있다. 제 1 단부(11)에서는, 토크를 헤드(102)에 전달하기 위해 뼈 고정기의 헤드(102)의 헤드에서 대응하는 오목부를 맞물리도록 구성되는 맞물림 돌기부(13)가 제공된다. 맞물림 돌기부(13)는 톡스(torx) 모양을 가진다. 하지만, 뼈 고정기(100)의 헤드(102)에 폼-핏 또는 포지티브-핏 방식으로 맞물림 돌기부(13)를 연결하는 것을 허용하는 임의의 다른 모양도 가능하다. 맞물림 돌기부(13) 다음에는, 드라이브 샤프트(1)가 맞물림 돌기부(13)의 직경보다 큰 제 1 직경을 지닌 제 1 샤프트 부분(14)을 포함한다. 제 1 샤프트 부분(14)의 앞 끝에서는, 맞물림 돌기부(13) 주위에서 원주 방향으로 연장하고 실질적으로 평평한 접합 표면(14a)이 형성된다.
맞물림 돌기부(13)의 반대측에는, 제 1 샤프트 부분(14)이 홀딩 부재(2)의 대응하는 내부 나삿니와 협력하는 역할을 하고, 샤프트 부분(14) 상으로 홀딩 부재(2)의 장착을 허용하는 외부 나삿니를 지닌 나삿니가 있는 섹션(15)을 포함한다. 나삿니가 있는 섹션(15)으로부터 일정 거리 떨어진 곳에는 제 1 단부(11) 쪽으로 향하는 고리 모양의 접합 표면(16a)이 제공되도록, 더 큰 외부 직경을 지닌 섹션(16)이 존재한다. 이러한 접합 표면(16a)은 홀딩 부재가 제 1 샤프트 부분(14)에 장착될 때, 홀딩 부재(2)에 관한 정지부(stop)로서 기능을 한다. 부분(16) 보다 약간 작은 직경을 지닌 중간 부분(16b)이, 홀딩 부재(2)와 드라이브 샤프트(1) 사이의 연결의 안정성 및/또는 정렬을 향상시키기 위해 존재할 수 있다.
말단 단부(12)와 더 큰 직경을 지닌 섹션(16) 사이에는 대략 중간 섹션에서 더 큰 외부 직경을 지닌 부분(18)을 포함하는 제 2 샤프트 부분(17)이 존재한다. 부분(18)은 나삿니가 있고 액추에이터(4)와 협력한다. 바람직하게, 부분(18)의 나삿니는 정교한(fine) 피치 나삿니이고, 더 바람직하게는 이중-시작(double-start)의 정교한 피치 나삿니와 같은 다중-시작(multi-start)의 정교한 피치 나삿니일 수 있다. 이는 액추에이터(4)가 나삿니가 있는 섹션(18)을 따라 앞뒤로 나사 조임이 이루어질 때 액추에이터(4)의 축 방향으로의 더 큰 변위를 얻는 것을 허용한다. 따라서, 변위 부재(3)의 변위는 더 적은 회전으로 또는 더 짧은 시간으로 달성될 수 있다. 제 2 단부(12)에 인접한 끝 섹션(19)에서는 핸들(handle)(5)로의 폼-핏 연결을 제공하기 위해 단일-시작 나삿니에 비해 하나 이상의 종방향 플랫(flat)(19a)을 포함하여, 일단 드라이브 샤프트(1)에 장착되면 핸들(5)은 드라이브 샤프트(1)에 대해 회전할 수 없게 된다. 끝 섹션(19) 상에는 핸들의 의도적이지 않은 풀림을 방지하기 위해, 핸들(5)에서의 대응하는 돌기부와 협력하는 고리 모양 홈(19b)이 제공될 수 있다.
원통형 드라이브 샤프트(1)에 의해, 기구의 종방향 축(L)이 정해진다.
다음에는, 도 9 내지 12를 참조하여 홀딩 부재(2)가 설명된다. 이러한 홀딩 부재(2)는 슬리브 모양을 하고 있고, 제 1 또는 인접 단부(21) 및 반대측 제 2 또는 말단 단부(22)를 가진다. 제 2 단부(22)로부터 일정 거리 떨어진 곳에는 제 2 단부(22)에서 슬리브의 직경보다 약간 더 작은 내부적으로 나삿니를 지닌 섹션(23)이 존재한다. 내부적으로 나삿니를 지닌 섹션(23)은 드라이브 샤프트(1) 상에서 나삿니가 있는 섹션(15)과 협력한다. 직경의 감소를 통해, 제 2 단부(22) 쪽을 향하고 드라이브 샤프트(1) 상의 부분(16b)과 협력하는 숄더(shoulder)(23a)가 형성된다. 홀딩 부재는 제 1 단부(21)에 열려 있고, 종방향 축(L)을 포함하는 평면에서 홀딩 부재(2)를 통해 연장하는 슬롯(24)에 의해 갸름한 구멍이 나 있어, 2개의 탄력 있는 암(25a,25b)이 슬롯(24)에 의해 형성된다. 슬롯(24)은 실질적으로 가늘고 긴 개구(24a) 내로 넓게 되어 있고, 제 2 단부(22) 쪽으로는 닫혀 있다. 개구(24a)는 암들(25a,25b)에 더 큰 유연성(flexibility)을 제공한다.
제 1 단부(21)로부터 일정 거리 떨어진 곳에는, 뼈 고정기의 헤드(102)에 관한 시트(26)를 제공하는 내부 구 모양 세그먼트-형상의 섹션이 존재한다. 내부 구 모양 세그먼트-형상의 섹션(26)의 반경은, 헤드(102)의 외부 표면 부분의 모양과 실질적으로 일치하도록 정해진다. 도 23의 (b)에서 더 상세히 볼 수 있는 것처럼, 섹션(26)에 의해 정해진 구의 가장 큰 직경을 지닌 구역은 시트의 상부 테두리(26a)와 하부 테두리(26b) 사이에 있도록, 구 모양 세그먼트-형상의 섹션이 설계된다. 따라서, 헤드(102)가 시트(26)에서 수용되고 암들(25a,25b)이 함께 눌러질 때, 헤드(102)는 시트(26)에서 폼-피트 방식으로 붙잡혀 있다. 시트(26)에 인접하게는, 시트(26)의 하부 테두리(26b)보다 작은 내부 직경을 지닌 원통형 섹션(27)이 존재한다. 원통형 섹션(27)과 제 1 단부(21) 사이에는, 시트(26)에 의해 정해진 시트 쪽으로 테이퍼지는 테이퍼진 섹션(28)이 존재한다. 헤드(102)가 시트(26)에서 수용되고, 암들(25a,25b)이 함께 눌러질 때에는, 헤드(102)가 제 1 단부(21)를 통해 제거될 수 없도록, 헤드(102)가 홀딩 부재에서 붙잡혀 있다.
도 6 및 도 23의 (b)를 더 상세히 참조하면, 헤드(102)가 시트(26) 내로 놓일 때, 시트(26)의 구(C1)의 중심은 헤드(102)의 구(C2)의 중심으로부터 축 방향으로 빗겨나 있다. 더 구체적으로, 제 2 구성에서는 드라이브 샤프트의 접합 표면(14a)으로부터 시트(26)의 구의 중심의 직경(d1)은, 헤드(102)가 시트(26)에 붙잡혀 있고, 2개의 암(25a,25b)이 함께 눌러질 때, 접합 표면(14a)으로부터 헤드(102)의 구(C2)의 중심의 거리(d2)보다 작다. 이로 인해, 헤드(102)가 시트(26)에 붙잡혀 있을 때에는, 접합 표면(14a) 쪽으로 헤드(102)를 움직이게 하는 경향이 있는 힘을 받게 된다.
시트(26), 원통형 부분(27), 및 테이퍼진 부분(28)을 포함하는 홀딩 부재의 하부 부분의 치수들은, 실질적으로 다축 뼈 나사의 수용부에 대응하거나 축 방향으로 약간 더 크다. 그러므로, 헤드(3)가 홀딩 부재(2)에 붙잡혀 있고, 뼈 내로 삽입될 때에는, 뼈 고정기(100)가 뼈 내로 더 삽입되는 것이 억제되도록, 홀딩 부재의 제 1 단부(21)가 뼈 표면에 관한 접합부(abutment)를 형성한다. 헤드(102)는 수용부가 쉽게 장착될 수 있는 정도까지 뼈 표면 위로 돌출한다.
홀딩 부재(2)의 길이는, 홀딩 부재(2)의 제 2 단부(22)가 접합 표면(16a)에 맞닿아 접할 때까지, 드라이브 샤프트의 나삿니가 있는 부분(15) 상으로 나사 조임이 이루어질 때, 제 1 단부(21)가 일정 거리만큼 드라이브 샤프트의 제 1 단부(11)를 넘어 연장하도록 정해진다. 그 거리는, 각각 시트(26)와 헤드(102)의 구들(C1,C2)의 중심들 사이에서의 빗겨남이 헤드(102)의 자유 단부 표면(103)으로 하여금 드라이브 샤프트(1)의 접합 표면(14a)에 맞닿아 눌러지게 하도록 정해진다. 홀딩 부재(2)의 내부 직경은, 드라이브 샤프트의 부분(14)이 통과할 수 있고 그 안에서 가이드될 수 있도록 정해진다.
더 나아가, 도 12에 도시된 바와 같이, 홀딩 부재(2)의 제 1 단부(21)에 인접한 외부 표면 부분(29)은, 그것이 제 2 단부(22) 쪽으로 좁아지도록 테이퍼져 있다. 따라서, 홀딩 부재(2)는 콜릿 척(collet chuck)을 닮아있고 콜릿 척과 같이 기능을 한다.
도 4 내지 6, 그리고 도 13 내지 16을 참조하여 변위 부재(3)가 설명된다. 변위 부재(3)는 제 1 또는 인접 단부(31)와, 슬리브의 반대측 제 2 또는 말단 단부(32)를 지닌 실질적으로 원통형인 슬리브로서 형성된다. 변위 부재(3)의 내부 직경은, 도 4 내지 6에서 볼 수 있는 것처럼, 홀딩 부재(2)가 변위 부재(3)를 통해 연장할 수 있도록 정해진다. 제 1 단부(31)에 인접하게, 변위 부재의 내부 표면(33)은 그것이 제 1 단부(31) 쪽으로 넓어지도록 한 방향으로 약간 테이퍼져 있다. 이러한 약간 테이퍼진 섹션(33) 다음에는 제 2 단부 쪽으로, 섹션(33)의 테이퍼의 각도보다 훨씬 더 작은 테이퍼의 각도를 지닌 제 2의 약간 테이퍼진 섹션(34)이 온다. 변위 부재(3)의 나머지 부분은 원통형 내부 표면(35)을 가진다. 약간 테이퍼진 표면(34,33)의 기능은, 변위 부재(3)가 제 1 구성에서 그것의 제 1 위치로부터 제 2 구성에서의 제 2 위치까지 움직여질 때 홀딩 부재(2)의 테이퍼진 외부 표면(29)과 협력하는 것이다. 이러한 변위 동안, 테이퍼진 내부 표면(34,33)은 테이퍼진 외부 표면(29)을 따라 슬라이드하고, 이로 인해 삽입된 헤드(102)를 클램프하기 위해 함께 암들을 누르는 암들(25a,25b)에 대한 압력 증가를 발생시킨다.
제 2 단부(32)는 아래에 설명된 바와 같이, 액추에이터(4)에 관한 접합부로서 작용하는 자유로운 고리 모양의 끝 표면(32a)을 가진다. 이러한 끝 표면(32a)으로부터, 더 작은 내부 직경을 지닌 짧은 원형 가장자리(32b)가 위로 돌출한다. 게다가, 플랩(flap)과 같은 연장부 또는 플랩(36)이 가장자리(32b) 위로 돌출한다. 플랩(36)은 실질적으로 원통형인 내부 표면을 가지고, 실질적으로 원통형인 외부 표면을 가지며, 측정면도(side front view)로 보았을 때 사다리꼴 윤곽을 가짐으로써, 가장자리(32b)에 인접한 것을 기초로 한 그것의 폭은 그것의 자유 단부보다 크다. 더 나아가, 자유 단부에서는 플랩(36)이 아래에 설명될 액추에이터(4)의 부분과 협력하는 바깥쪽으로 연장하는 원주 방향 돌기부(37)를 포함한다. 숄더(32a)와 바깥쪽으로의 돌기부(37) 사이의 플랩(36)의 높이는 축 방향으로 액추에이터(4)의 안쪽 부분의 높이에 실질적으로 대응한다. 플랩(36)은 변위 부재(3)를 액추에이터에 회전 가능하게 연결하는 폴로워(follower)의 기능을 가지지만, 액추에이터(4)에 대한 변위 부재(3)의 축 방향 움직임을 방지한다. 액추에이터의 축 방향 전진은 변위 부재(3)의 다음 축 방향 전진을 초래한다.
변위 부재(3)는 또한 원통형 벽 부분을 통해 완전히 연장하는 복수의 가늘고 긴 개구(38)를 가질 수 있다. 개구(38)들은 부품(part)들의 세정을 촉진하는 역할을 한다.
변위 부재(3)의 축 방향 길이는, 제 1 구성에 대응하는 액추에이터(4)의 위치에서는 제 1 단부(31)가 홀딩 부재의 제 1 단부(21)로부터 일정한 거리를 가짐으로써, 헤드의 삽입을 허용하기 위해 변위 부재(3)의 제 1 단부(31)로부터 바깥쪽으로 홀딩 부재(2)가 벌어지는 것을 허용하도록 크기가 정해진다. 더 나아가, 그 길이는 제 2 구성에 대응하는 액추에이터(4)의 제 2 위치에서는, 테이퍼진 내부 섹션(33,34)이 헤드(102)를 클램프하기 위해 홀딩 부재의 테이퍼진 외부 표면(29)과 협력하도록 크기가 정해진다.
도 4 내지 6 그리고 도 17 내지 20을 참조하여, 액추에이터(4)가 설명된다. 액추에이터(4)는 제 1 단부 또는 인접 단부(41)와, 반대측 제 2 또는 말단 단부(42)를 포함한다. 제 2 단부(42)로부터 작은 거리만큼 떨어진 곳에는, 드라이브 샤프트(1)의 섹션(18)의 외부 나삿니와 협력하는 내부 나삿니가 있는 구멍(43)이 제공된다. 그러므로, 내부 나삿니는 또한 바람직하게는 다중-시작의 정교한 나삿니이다. 나삿니가 있는 구멍(43)에 인접하게는, 드라이브 샤프트(1)가 나삿니가 있는 섹션(18)을 통해 연장하도록, 드라이브 샤프트(1)의 나삿니가 있는 섹션(18)의 외부 직경보다 큰 직경을 가지는 내부의 실질적으로 원통형인 섹션(44)이 존재한다. 원통형인 내부 섹션(44)과 제 1 단부(41) 사이에는, 고리 모양의 숄더(45a)가 액추에이터(4) 내에 제공되도록, 섹션(44)보다 작은 직경을 지닌 제 2의 원통형 섹션(45)이 존재한다. 원통형 섹션(45)의 내부 직경은, 드라이브 샤프트(1)의 부분(17)과 함께, 변위 부재(3)의 플랩(36)이, 특히 도 5에서 볼 수 있는 것처럼, 그러한 원통형 섹션(45)을 통해서 연장할 수 있도록 크기가 정해진다. 숄더(45a)와 제 1 단부(41) 사이의 거리는, 플랩(36)이 숄더(45a)에 맞서 그것의 원주 방향의 바깥쪽으로의 돌기부(37)의 하부 측과 접할 수 있고, 액추에이터의 제 1 단부(41)가 변위 부재(3)의 자유로운 끝 표면(32a)에 맞서 접할 수 있도록 크기가 정해진다. 따라서, 변위 부재(3)는 액추에이터(4)가 변위 부재(3)에 관해 회전할 수 있지만, 변위 부재(3)가 액추에이터(4)에 관해 축 방향으로 고정되도록, 플랩(36)을 거쳐 액추에이터(4)에 연결되도록 구성된다.
액추에이터(4)는 또한 그리핑을 촉진하는 복수의 플랫(46a)이 있는 제 2 단부(42)에 인접한 상부의 실질적으로 원통형인 외부 섹션(46)을 포함한다. 플랫(46a)들은 타원 모양인 것으로 도시되어 있지만, 임의의 다른 모양을 가질 수 있다. 그 개수는 임의의 개수일 수 있다. 플랫(46a)들 대신, 예를 들면 종방향 리플(ripple)들, 또는 홈들, 또는 거칠거칠한 표면과 같은, 그리핑을 촉진하기 위한 다른 수단이 사용될 수 있다.
액추에이터는 그것이 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이, 변위 부재(3)와 높이가 같도록, 변위 부재(3)의 외부 직경에 실질적으로 대응하는 외부 직경을 지닌 제 1 단부(41)에 인접한 제 2의 외부 원통형 섹션(47)을 더 포함한다.
다시 도 1을 참조하면, 핸들(5)은 그것이 회전 가능하게 고정된 방식으로, 드라이브 샤프트(1)의 뒤 끝 부분(19) 상에 장착될 수 있도록, 드라이브 샤프트의 플랫(19a)과 협력하는 내부의 평평한 부분을 가지는 축이 같은 구멍(51)을 포함한다. 핸들(5)의 구멍(51)은, 핸들(5)이 드라이브 샤프트(1) 상에서 클릭(click)될 수 있도록, 드라이브 샤프트(1)의 홈(19b)과 맞물리는 내부의 고리 모양의 돌기부를 가질 수 있다.
조직이나 뼈와 접촉할 수 있는 기구의 모든 부품들은, 예를 들면 스테인레스강과 같은 생체 적합성 재료로 만들어질 수 있다.
본 발명의 기구는 조립하고 분해하기가 용이하다. 이는 사용 후 쉽게 청소될 수 있다는 장점을 제공한다. 이러한 기구는 다음과 같이 장착된다. 먼저 홀딩 부재(2)가 드라이브 샤프트 상에서 나사 조임이 이루어져서, 드라이브 샤프트의 제 1 부분(14)이 홀딩 부재(2)를 통해 연장한다. 드라이브 샤프트 상의 홀딩 부재(2)의 위치는 접합 표면(16a)에 맞닿는 홀딩 부재의 제 2 단부(22)의 접합에 의해 축 방향으로 제한된다. 그런 다음, 플랩(36)이 그것의 돌기부(37)가 숄더(45a) 상에 놓이고, 액추에이터의 제 1 단부(41)가 변위 부재(3)의 자유 단부 표면(32a) 상에 놓일 때까지 액추에이터(4) 내로 삽입됨으로써, 변위 부재(3)가 액추에이터(4)에 연결된다. 그런 다음, 미리 조립된 변위 부재(3) 및 액추에이터(4)는, 액추에이터의 내부로 나삿니가 있는 부분(43)이 드라이브 샤프트(1)의 외부로 나삿니가 있는 부분(18) 상으로 나사 조임이 이루어지도록, 드라이브 샤프트의 제 2 단부(12)로부터 드라이브 샤프트(1) 상으로 배치된다. 마지막으로, 핸들(5)이 드라이브 샤프트(1)의 뒤쪽 단부(19) 상으로 클릭된다.
도 21 내지 23의 (b)를 참조하여, 뼈 고정기를 지닌 기구의 사용이 설명된다. 제 1 구성에서는, 액추에이터(4)가 제 2 구성에서보다 드라이브 샤프트(1)의 제 2 단부(12)에 더 가까운 제 1 위치에 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, "열린(open) 구성"인 제 1 구성에 도달하기 위해서는, 액추에이터(4)가 손으로 반시계 방향으로 회전되어, 변위 부재(3)가 이러한 움직임을 따르고 수축된(retracted) 위치를 취한다. 홀딩 부재의 암들(25a,25b)은 그것들이 서로로부터 탄력 있게 따로따로 눌러지게 구성되는 정도까지 변위 부재(3)로부터 돌출한다. 도 21에 도시된 바와 같이, 제 1 구성에서는, 헤드(102)가 그것이 시트(26) 내로 물릴 때까지, 2개의 암들(25a,25b)을 누른다. 삽입하는 동안, 드라이브 샤프트의 맞물림 돌기부(13)는 헤드(102)의 자유로운 끝 표면에 제공된 대응하는 맞물림 오목부(104) 내로 들어간다. 맞물림 돌기부(13)는 헤드(102)의 자유로운 끝 표면(103)이 드라이브 샤프트의 접합 표면(14a)에 맞닿아 접할 때까지, 오목부(104) 내로 들어갈 수 있다. 이러한 삽입 단계 동안, 섕크(101)가 드라이브 샤프트(1)와 정렬된다. 헤드(102)는 축 방향으로 폼-핏 방식으로 붙잡혀 있고, 또한 시트(26)에서 붙잡혀 있어, 쉽게 제거될 수 없다.
액추에이터(4)를 시계 방향으로 회전시킴으로써, 변위 부재(3)는 도 3에 도시된 바와 같이, 홀딩 부재(2)의 제 1 단부 쪽으로 움직여진다. 변위 부재(3)가 홀딩 부재(2)의 제 1 단부(21) 쪽으로 움직여질 때에는, 도 23의 (a)에 도시된 바와 같이, 변위 부재(3)의 테이퍼진 내부 표면(33,34)이 홀딩 부재(2)의 외부 테이퍼진 표면 부분(29)과 접촉하게 된다. 이로 인해, 2개의 암(25a,25b)이 함께 눌러진다. 동시에, 도 23에서 수평 화살표(Fr)로 도시된 바와 같이, 헤드(102)에 압력이 전달된다. 구 모양 시트(26)의 구(C1)의 중심이 드라이브 샤프트(1)의 접합 표면(14a) 쪽 방향으로 헤드(102)의 구(C2)의 중심에 관해 빗겨나 있기 때문에, 접합 표면(14a) 쪽의 축 방향으로 향한 성분을 가지는 헤드(102) 상으로 힘(Fu)이 작용한다. 그 결과, 헤드(102)는 접합 표면(14a) 상에 단단히 눌러진다. 맞물림 부분(13)과 맞물림 오목부(104) 사이의 가능한 행위가 없어진다. 그러므로, 의사는 임의의 행위 없이 나사의 삽입을 경험하게 된다.
"닫힌(closed) 구성"인 제 2 구성에서는, 헤드(102)가 홀딩 부재에서 단단히 붙잡혀 있다. 이 구성에서는 헤드(102)가 뼈 삽입될 수 있다. 홀딩 부재(2)의 제 1 단부(21)는, 삽입을 제안하는 뼈에 관한 접합부로서의 역할을 하고, 그 후 헤드(102) 상으로 수용부가 장착될 수 있도록, 뼈 표면 위에서 뼈 고정기의 충분한 부분이 확실히 돌출하게 한다.
기구와 뼈 고정기의 시스템의 일 실시예는, 전술한 기구와, 헤드를 가지는 뼈 고정기를 포함하고, 이러한 경우 시트와, 홀딩 부재의 치수들은 그러한 헤드의 치수에 적합하게 맞추어진다.
전술한 실시예들의 수정예가 가능하다.
도 24 내지 26을 참조하면, 홀딩 부재(2)에서의 헤드에 관한 시트가 상이한 모양으로 설계될 수 있다. 앞서 설명된 실시예와 동일한 부품들 및 부분들은 동일한 참조 번호로 표시된다. 예를 들면, 도 24에 도시된 바와 같이, 홀딩 부재(2')는 제 2 또는 말단 단부 쪽 방향으로 약간 원뿔형으로 넓어지는 부분(26b')으로 계속되는 하부의 원통형 부분에 인접한 구 모양 세그먼트 형상(26a')을 가지는 시트(26')를 가질 수 있다. 이전 실시예에서와 같이, 시트 부분들의 크기는, 암들이 압착될 때, 헤드가 그것을 접합 표면(14a) 쪽으로 누르는 힘을 경험하도록 정해진다.
도 25에 도시된 실시예에서는, 시트(26")가 제 1 또는 인접 단부 쪽으로 테이퍼지고 제 2 단부 쪽으로 원통형 부분(26b")에서 계속되는 하부의 테이퍼진 부분(26a")을 가진다. 원통형 부분의 내부 직경은 헤드(102)의 가장 큰 직경보다 약간 더 커서, 암들이 함께 눌러질 때, 테이퍼진 부분이 위로 헤드를 움직이려고 하는 힘을 헤드 상에 발휘하지만, 접합 표면(14a)에 맞닿은 헤드의 접합 때문에, 그러한 헤드는 접합 표면(14a)에 맞닿아 단단히 눌러진다.
도 26에 도시된 실시예에서는, 시트가 제 1 단부 쪽으로 테이퍼지는 제 1의 테이퍼진 부분(26a'")을 포함하고, 이러한 제 1의 테이퍼진 부분(26a'") 다음에는 원통형 부분(26b'")이 오며, 원통형 부분(26b'") 다음에는 제 2 단부 쪽으로 테이퍼지는 제 2의 테이퍼진 부분(26c'")이 온다. 그 기능은 다른 실시예들에 관한 것과 동일하다.
모든 실시예들에서, 시트는 암들이 압착될 때, 헤드가 그것을 접합 표면의 방향에서 위로 움직여서, 접합 표면에 맞닿아 눌러지는 힘을 경험하는 크기를 가진다.
수정예에 관한 또 다른 예로서는, 액추에이터가 제 1 구성 및 제 2 구성을 얻기 위해 변위 부재를 옮기는 것을 허용하는 다른 수단으로 실현될 수 있다.
액추에이터는 또한 생략될 수 있다. 예를 들면, 변위 부재는 홀딩 부재의 외부 나삿니와 협력하고, 홀딩 부재를 따라 변위 부재의 전진을 허용하는 외부 나삿니를 가질 수 있다.
접합 표면은 원형이거나 고리(ring) 모양일 필요는 없다. 맞물림 돌기부(13)와 헤드의 맞물림 오목부(104) 사이의 행위를 없애기에 충분한 마찰을 발생시키도록 충분한 영역을 제공하는 어떠한 접합 표면도 사용될 수 있다.
홀딩 부재는, 예를 들면 탄력 있는 방식으로 함께 눌러질 수 있는 3개 이상의 암과 같이, 2개보다 많은 암을 가질 수 있다.
실시예에서 도시된 나삿니가 있는 연결들 대신, 다른 분리 가능한 연결이 제공될 수 있다.
뼈 고정기의 경우, 섕크와 헤드 부분을 가지는 어떠한 뼈 고정기도 사용될 수 있다. 뼈 고정기가 반드시 나사 조임이 이루어져야 하는 것은 아니다. 기구 또한 홀(hole) 내로 뼈 고정기를 밀기에 적합하다.
뼈 고정기의 헤드와 시트가 다축 뼈 고정기에 관해 설계된 것으로 도시되지만, 단일 평면에서만 피봇팅을 허용하는 단일 평면 뼈 고정 장치에 관해 뼈 고정기를 적합하게 하는 평평한 측(side) 부분들을 헤드와 시트가 가지는 것 또한 가능하다.

Claims (15)

  1. 특히, 척추경 나사와 사용하기 위해, 뼈 고정기를 붙잡고 뼈 내로 삽입하기 위한 기구로서,
    상기 뼈 고정기(100)는 뼈에 고정하기 위한 섕크(101) 및 헤드(102)를 포함하고, 상기 기구는
    뼈 고정기의 헤드(102)를 붙잡기 위한 홀딩 부재(2)로서, 뼈 고정기의 헤드(102)를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 구성되는 적어도 2개의 암(25a,25b)을 포함하고, 상기 적어도 2개의 암(25a,25b)은 상기 헤드에 관한 시트(26)를 형성하는 내부 표면을 포함하는, 상기 홀딩 부재(2);
    뼈 고정기의 헤드(102)와 맞물리고, 상기 기구의 종방향 축(L)을 규정하는 드라이브 샤프트(1); 및
    상기 홀딩 부재(2)가 시트(26)로 헤드가 들어가게 허용하도록 구성되는 제 1 구성 및 시트(26)에서 헤드를 붙잡도록 구성되는 제 2 구성을 취할 수 있도록, 홀딩 부재(2)에 작용하도록 구성되는 변위 부재(3)를 포함하고,
    상기 드라이브 샤프트(1)는 헤드에 관한 접합 표면(14a)을 포함하며, 상기 시트(26)는, 삽입된 헤드(102)가 제 2 구성에서 접합 표면(14a)에 맞닿아 눌러지는, 드라이브 샤프트(1)에 대한 홀딩 부재(2)의 축 방향 위치에 제공되는 것을 특징으로 하는, 기구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 헤드(102)는 구 모양의 외부 표면 부분을 가지고, 상기 시트(26)는 일치하는 구 모양 내부 표면 부분을 포함하는, 기구.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시트(26)의 구 모양 외부 표면 부분의 가장 큰 내부 직경을 지닌 구역은 상부 테두리(26a)와 하부 테두리(26b) 사이에 위치하는, 기구.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 시트(26)의 구 모양 내부 표면 부분을 형성하는 구의 중심(C1)은, 헤드(102)의 구 모양 외부 표면을 형성하는 구의 중심(C2)보다 접합 표면(14a)에 더 가까운, 기구.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드라이브 샤프트(1)는 맞물림 부분(13)을 포함하는 자유로운 단부(11)를 가지고, 상기 접합 표면(14a)은 상기 자유로운 단부로부터 일정 거리만큼 떨어져 제공되며, 상기 맞물림 부분(13)으로부터 분리되어 있는, 기구.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀딩 부재(2)는, 암들이 슬롯(24)에 의해 형성되도록 적어도 하나의 슬롯(24)이 있는 제 1 단부(21)를 지닌 제 1 슬리브를 포함하고, 상기 암들(25a,25b)은 서로 쪽으로 탄력 있게 움직여질 수 있는, 기구.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 홀딩 부재(2)는 제 2 단부(22)를 포함하고, 상기 드라이브 샤프트(1)는 상기 슬리브를 통해 연장하며, 상기 제 2 단부(22)에서 홀딩 부재에 연결되는, 기구.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 변위 부재(3)는 상기 제 1 슬리브의 적어도 일부 주위에 배치되고 종방향으로 상기 제 1 슬리브에 대해 옮겨질 수 있는 제 2 슬리브를 포함하는, 기구.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변위 부재(3)를 움직이게 하고, 제 1 구성 및 제 2 구성에서 홀딩 부재(2)에 대해 상기 변위 부재(3)를 붙잡고 있기 위한 액추에이터(4)를 더 포함하는, 기구.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 액추에이터(4)는 나삿니가 있는 연결부(15,18), 바람직하게는 다중-시작 나삿니를 통해, 드라이브 샤프트에 연결되는 제 3 슬리브를 포함하는, 기구.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 변위 부재(3)는, 종방향으로의 액추에이터의 움직임이 변위 부재를 종방향으로 옮기도록, 상기 액추에이터(4)에 연결되는, 기구.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홀딩 부재(2)는 상기 드라이브 샤프트(1)에 분리 가능하게 연결되는, 기구.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 드라이브 샤프트(1)에 분리 가능하게 연결되고, 더 바람직하게는 상기 변위 부재(3)에 분리 가능하게 연결되는, 기구.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 기구와 뼈 고정기를 포함하는 시스템으로서,
    상기 뼈 고정기(100)는 뼈에 고정될 섕크(101)와 헤드(102)를 포함하고, 상기 헤드(102)의 치수는 시트(26)의 치수에 맞도록 되어 있는, 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 헤드(102)는 구 모양의 외부 표면 부분을 가지는, 시스템.
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