KR20160097395A - 골 나사 및 자가보유 드라이버 - Google Patents

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KR20160097395A
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스테판 산탄젤로
제프 와이먼
네일 제이 에서링턴
파스칼 브알로
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스미스 앤드 네퓨, 인크.
파스칼 브알로
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Abstract

본 명세서에 개시된 기술은 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템과 방법을 포함한다. 본 시스템은 예컨대 수술 중에 고정 부위로 골편 및 골이식편을 조작 및 이송하기 위해 골 나사가 나사 드라이버에 견고히 부착되도록 하는 메커니즘을 포함한다. 본 시스템은 나사 드라이버의 구동 구조체와 결합되는 구동 연결부를 갖는 캐뉼러형 골 나사를 포함한다. 골 나사는 또한 나사 드라이버의 내측 샤프트 또는 로드에 고정 부착되거나 이를 수용하는 구조 커넥터를 포함한다. 나사 드라이버의 내측 샤프트 또는 로드는 나사 드라이버의 외측 샤프트와 독립적으로 회전하고 활주할 수 있다. 따라서, 나사 드라이버의 내측 샤프트는 골 나사와 견고히 연결되어, 골 나사가 구동 연결부로부터 탈락되지 않도록 하면서 나사 드라이버에 인가되는 토크가 골 나사로 전달될 수 있도록 한다.

Description

골 나사 및 자가보유 드라이버{BONE SCREW AND SELF-RETAINING DRIVER}
본 개시는 관절경 수술을 포함하는 수술에 사용하기 위한 공구와 방법에 관한 것이다.
종래의 나사 또는 체결구 구동 장치는 나사가 벽, 목재, 골 등과 같은 작업재에 체결되는 동안 나사를 적소에 유지하는 다양한 방식들을 마련하고 있다. 몇몇 드라이버는 드라이버 헤드에 대해 나사를 보유하는 메커니즘을 포함한다. 그러나, 종래의 자가보유 골 나사 드라이버는 통상적으로 능동 결합 메커니즘을 갖지 않는다. 대부분의 드라이버는 드라이버로부터 의도치 않은 분리를 초래할 수 있는 수동 보유 메커니즘을 구비한다. 예컨대, 일 유형의 종래 나사 드라이버는 자화 구동 비트를 포함함으로써 설치 중에 각각의 금속 나사를 비트에 유지한다. 자석 구동 비트는 처음에는 드라이버 샤프트와 일직선을 이루도록 나사를 유지할 수 있지만 유지하는 힘은 불량할 수 있다. 그 결과, 균일하지 않은 힘이 나사 헤드에 인가되면 나사가 바람직하지 않은 각도로 쉽게 기울고, 심지어는 드라이버로부터 분리될 수 있다. 여타의 수동 보유 메커니즘도 분리 가능성이 상당하다는 점에서 자화 구동 비트와 동일한 단점을 가질 수 있다. 수술 중에, 분리될 위험성이 상당한 수동 결합 메커니즘을 사용하는 것은 골 나사가 수술 부위에서 분실될 수 있기 때문에 허용 불가능하다. 능동 보유 메커니즘을 갖는 드라이버도 단점이 있다. 능동 보유 메커니즘은 다루기가 거추장스럽거나, 보다 큰 직경의 나사/나사 드라이버를 사용하거나, 결합/분리를 위해 과도한 힘을 요하거나, 여타의 단점을 가질 수 있다. 따라서, 간편하고 사용하기가 용이한 능동 결합 메커니즘을 사용하는 자가보유 골 나사 드라이버가 요구된다.
본 명세서에 개시된 기술은 신규한 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템과 방법을 포함한다. 골 나사 및 자가보유 드라이버의 실시예는 나사와 나사 드라이버 시스템을 포함한다. 나사 드라이버 시스템은 두 개의 샤프트를 가진다. 한 샤프트는 손잡이에 고정되는 기단부와 선단을 한정하는 말단부를 갖는 관형 외측 샤프트이다. 외측 샤프트의 말단부의 선단은 골 나사의 헤드와 정합 또는 결합되도록 형상화될 수 있다. 일 예에서, 골 나사 헤드는 이에 대응하여 형상화된 드라이버의 외측 샤프트의 트리로브(tri-lobe) 선단이 삽입될 수 있는 트리로브 리세스 영역을 한정할 수 있다. 본 구성은 외측 샤프트의 선단이 골 나사 헤드와 결합될 때 골 나사가 외측 샤프트의 선단에 의해 회전 토크를 받을 수 있도록 한다.
드라이버는 또한 외측 원통형 샤프트에 의해 한정되는 튜브의 중심축을 통해 연장되는 내측 샤프트 또는 로드를 포함한다. 내측 로드의 말단부는 수나사산 선단을 포함할 수 있다. 드라이버의 손잡이는 내측 로드에 고정되는 썸휠 또는 여타의 제어 메커니즘을 노출시키는 개구를 한정한다. 썸휠은 손잡이를 쥐고 있는 사용자가 외측 샤프트의 회전과 독립적으로 내측 로드를 회전시킬 수 있도록 한다. 내측 로드는 외측 샤프트에 의해 한정되는 튜브 내부에서 단거리 왕복 활주하도록, 즉 종방향으로 활주하도록 구성될 수도 있다. 내측 로드가 외측 샤프트의 말단부를 향해 활주되면, 내측 로드의 말단부의 나사산 선단은 드라이버의 외측 샤프트의 트리로브 선단의 중앙부에 한정되는 개구 밖으로 노출된다. 이런 식으로 내측 로드의 나사산 단부가 노출되면, 골 나사를 유지하고 있는 사용자는 내측 로드의 나사산 선단이 나사 헤드에 한정되는 대응 나사산 샤프트에 결합되고 고정되도록 썸휠을 회전시킬 수 있다. 이 동작은 드라이버 상으로 나사를 견인하여 외측 샤프트의 트리로브 선단이 나사 헤드의 트리로브 리세스 영역에 결합되도록 한다. 완전히 결합되면, 나사는 드라이버에 견고히 고정된다. 이런 식으로 완전히 결합되면 나사가 드라이버에 견고히 부착되기 때문에, 나사는 골편 또는 골 매체 내로 조여질 수 있고 드라이버는 골 나사의 정확한 배치와 전진을 가능하게 하는 조작기로서 작동할 수 있다.
다른 특징은 드라이버의 외측 샤프트의 직경이 나사 헤드의 직경과 유사하다는 것이다(몇몇 실시예에서는 나사 헤드의 직경과 동일하거나 크다). 이는 드라이버의 선단에 끼워져 고정되는 나사가 내시경 수술이나 여타의 수술을 받고 있는 환자의 신체 내로 삽입되는 캐뉼러를 통해 배치될 수 있도록 한다.
다른 특징은 골 나사 헤드가 그 밑면(나사가 고정되고 있는 재료(예컨대 골)에 대면하는 나사 헤드의 면)에 오목부를 포함한다는 것이다. 오목부는 나사 헤드의 외측 하부 가장자리로부터 나사 헤드의 샤프트를 향해 나사 헤드의 밑면을 가로질러 연장된다. 이로써, 나사가 완전히 회전되어 골 매체 내에 삽입될 때(즉, 나사고정될 때) 나사 헤드의 외측 하부 가장자리가 맨 먼저 골편의 표면에 접촉하여 고정된다. 본 나사 헤드 구성은 나사가 골편 내로 완전히 조여질 때 골 재료의 균열을 저감한다.
다른 실시예에서, 골 나사는 말단부, 기단부 및 종축을 갖는 세장형 부재를 포함한다. 말단부의 적어도 일부는 골 매체 내로 골 나사를 전진시키도록 적합화된 외측 나사산을 가진다. 기단부는 인가되는 토크를 수용하도록 구성되는 힘 수용 구조체를 가진다. 골 나사는 골 나사의 종축을 따르는 통로 또는 내강을 한정함으로써 캐뉼러화된다. 한정된 통로는 골 나사가 안내 와이어를 따라 이동할 수 있도록 크기가 설정된다. 골 나사의 기단부는 내측 나사산을 갖는 소켓을 한정한다. 한정된 소켓은 한정된 통로와 정렬된다.
본 실시예를 계속 참조하면, 골 나사 드라이버는 손잡이부에 연결되는 샤프트부를 포함한다. 샤프트부는 외측 샤프트와 내측 샤프트를 포함한다. 내측 샤프트는 외측 샤프트 내부에 배치된다. 내측 샤프트는 외측 샤프트와 독립적으로 회전하도록 구성된다. 외측 샤프트의 말단부는 골 나사의 힘 수용 구조체와 접촉할 때 힘 수용 구조체에 인가되는 토크를 전달하도록 구성되는 힘 전달 구조체를 가진다. 내측 샤프트의 말단부는 한정된 소켓의 내측 나사산 내로 전진될 때 골 나사가 내측 샤프트를 통해 골 나사 드라이버에 고정 부착되게끔 골 나사의 한정된 소켓 내로 전진하도록 적합화된 외측 나사산을 가진다. 이런 부착에 의해 힘 전달 구조체는 힘 수용 구조체와 접촉하게 된다. 손잡이부는 외측 샤프트와 독립적으로 내측 샤프트의 회전을 제어하는 회전 메커니즘을 포함한다. 골 나사 드라이버는 골 나사 드라이버가 안내 와이어를 따라 이동할 수 있도록 골 나사 드라이버의 종축을 따르는 통로를 한정함으로써 캐뉼러화된다.
또한, 본 명세서에서 각각의 상이한 특징, 기술 및 구성 등이 본 개시의 상이한 곳에서 검토될 수 있긴 하지만, 각각의 개념은 서로 독립적으로 수행되거나 서로 조합하여 수행될 수 있도록 되어있다. 따라서 본 발명은 다양한 방식으로 구현되고 고찰될 수 있다.
본 요약절은 본 개시 또는 청구 발명의 실시예 및/또는 신규한 양태를 낱낱이 명시하지는 않는다. 대신에, 본 요약부는 상이한 실시예와 이에 대응하는, 종래 기술에 대비되는 신규 사항에 대한 사전 검토를 제공한다. 본 발명과 실시예의 추가적인 세부사항 및/또는 가능한 전망에 대해서는, 이하에서 검토하는 본 개시의 상세한 설명과 대응 도면을 참조한다.
본 발명의 전술한 목적과 여타의 목적, 특징 및 장점은 첨부도면에 도시된 바람직한 실시예에 대한 다음의 보다 상세한 설명을 통해 명백히 드러날 것이다. 상이한 도면 전반에 걸쳐 동일한 부품에는 유사한 참조부호가 부여된다. 도면은 반드시 일정 비례로 작성되지는 않았으며, 실시예, 원리 및 개념의 예시에 중점을 두었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템의 예시적인 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 골 나사의 예시적인 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 골 나사의 예시적인 상부 사시도이다.
도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 골 나사의 예시적인 하부 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 나사 드라이버의 손잡이부의 예시적인 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 것으로, 내측 샤프트가 연장된 상태인 나사 드라이버의 선단부의 예시적인 사시도이다.
도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 것으로, 내측 샤프트가 후퇴된 상태인 나사 드라이버의 선단부의 예시적인 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 것으로, 서로 결합되기 전의 상태인 골 나사와 나사 드라이버의 예시적인 측면도이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 것으로, 힘 전달 구조체가 결합된 상태인 골 나사와 나사 드라이버의 예시적인 측면도이다.
도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 것으로, 힘 전달 구조체가 결합되고 내측 샤프트가 골 나사에 고정된 상태인 골 나사와 나사 드라이버의 예시적인 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 골 나사용 자가보유 드라이버 시스템의 손잡이부의 예시적인 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 골 나사용 자가보유 드라이버 시스템의 손잡이부의 예시적인 측부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 골 나사용 자가보유 드라이버 시스템의 예시적인 분해 사시도이다.
본 명세서에 개시된 기술은 신규한 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템과 방법이다. 일반적으로, 본 시스템은 예컨대 수술 중에 고정 부위로 골편과 골이식편을 조작 및 이송하기 위해 골 나사가 나사 드라이버에 견고히 부착되도록 하는 메커니즘을 포함한다. 본 시스템은 나사 드라이버의 구동 구조체와 결합되는 구동 연결부를 가지는 캐뉼러형 골 나사를 포함한다. 골 나사는 또한 나사 드라이버의 내측 샤프트 또는 로드에 고정 부착되거나 이를 수납하는 구조 커넥터를 포함한다. 나사 드라이버의 내측 샤프트 또는 로드는 나사 드라이버의 외측 샤프트와 독립적으로 회전하고 활주할 수 있다. 따라서, 나사 드라이버의 내측 샤프트는 골 나사와 나사 드라이버의 구동 연결부들이 접촉되어 골 나사가 구동 연결부에서 탈락되지 않고서 나사 드라이버에 인가되는 토크가 골 나사로 전달될 수 있도록 골 나사와 견고히 연결될 수 있다. 표적 매체 내로 골 나사를 전진시킨 후에, 내측 샤프트는 나사 드라이버가 골 나사와 분리될 수 있도록 골 나사와 분리될 수 있다. 골 나사와 나사 드라이버는 모두 안내 와이어를 따라 활주할 수 있도록 캐뉼러화될 수 있다.
도 1은 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템(100)의 예시적인 사시도를 도시한다. 본 시스템은 골 나사(200)와 나사 드라이버(300)를 포함한다. 골 나사(200)와 나사 드라이버(300)는 나사 드라이버(300)의 선단에 골나사(200)을 견고히 고정 연결하는 능동 자가보유 메커니즘을 포함한다. 이런 고정 부착은 수동으로 나사 드라이버(300)의 선단에 골 나사(200)를 유지하지 않고서도 골 나사(200)가 골 또는 여타의 매체 내로 구동될 수 있도록 한다. 능동 자가보유 메커니즘은 골 매체 내로 골 나사(200)를 완전히 또는 부분적으로 전진시킨 후에 해제될 수 있다.
도 1, 도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 골 나사는 말단부(205), 기단부(210) 및 종축(215)을 갖는 세장형 부재를 포함한다. 세장형 부재는 일반적으로 원통형이지만, 다른 단면의 샤프트 형상이 사용될 수 있다. 말단부와 기단부를 참조하면 해당 위치 또는 단부 가까이에 배치되는 형상부를 식별하는 데 도움이 된다. 말단부(205)의 적어도 일부는 골 매체 내로 골 나사를 전진시키도록 적합화된 외측 나사산(220)을 가진다. 몇몇 실시예에서, 외측 나사산(220)은 실질적으로 전체 골 나사(200)를 덮거나 그에 걸쳐 연장될 수 있지만, 다른 실시예에서 외측 나사산(220)은 세장형 부재 또는 일반 샤프트의 일부만을 덮는다. 외측 나사산의 기하구조는 특정 사용 매체나 특정 용례를 토대로 할 수 있다.
기단부(210) 또는 골 나사(200)의 헤드는 인가되는 토크를 수용하도록 구성되는 힘 수용 구조체(230)를 가진다. 통상적으로, 인가되는 토크는 나사 드라이버(300)로부터 골 나사(200)로 전달될 것이다. 힘 수용 구조체(230)는 다양한 형상, 크기 및 구성을 가질 수 있다. 도 2b는 슬롯(232)를 한정하는 힘 수용 구조체(230)를 도시한다. 이 예에서는, 실질적으로 골 나사(200)의 기단부(210)의 돌출부/구조체에 의해 한정되는 세 개의 슬롯(232)이 존재한다. 다른 예에서는, 단 하나의 슬롯이나 적어도 두 개의 슬롯이 존재할 수 있다. 슬롯을 한정하는 대신에, 힘 수용 구조체는 나사 드라이버(300)를 수용하기 위한 리세스형 형상부로서 다수의 로브, 예컨대 나사 드라이버(300)의 외측 샤프트의 대응 로브 구조체와 연결되도록 크기와 형상이 설정되는 세 개 이상의 로브를 한정할 수 있다. 또한, 힘 수용 구조체는 종래의 구동 기하구조를 포함하여, 임의의 오각형, 로브 또는 슬롯 배열체로서 구현될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 힘 수용 구조체는 골 나사 드라이버의 힘 전달 구조체에 대응하는 형상을 갖는 리세스형 구성이다.
골 나사(200)는 골 나사(200)가 종축(215)을 따르는 통로(234) 또는 내강을 한정함으로써 캐뉼러화된다. 한정된 통로(234)는 골 나사(200)가 안내 와이어(미도시)를 따라 이동할 수 있도록 크기가 설정된다. 안내 와이어는 일반적으로 관절경 수술에 사용된다. 통상적으로, 외과의는 재차 접근해야 하거나 고정 장치를 추가할 부위에 안내 와이어를 배치하게 된다. 안내 와이어는 추가적인 물품 또는 기구가 제 길을 벗어나거나 주변 조직을 손상시키지 않고 특정 부위에 안전하고 용이하게 접근할 수 있도록 보장하는 데 도움이 된다. 따라서 한정된 통로는 안내 와이어가 골 나사(200)의 길이를 통과하기에 충분하다.
골 나사(200)의 기단부(210)는 내측 나사산(237)을 갖는 소켓(236)을 한정한다. 본 예시적인 실시예에서는 나사산이 사용되지만, 다른 실시예에서는 스냅 체결구, 볼 및 소켓 메커니즘 등을 사용할 수 있다. 한정된 소켓(236)은 한정된 통로와 정렬된다. 예컨대, 한정된 소켓(236)은 한정된 통로와 동심이어서 종축을 공유할 수 있다. 한정된 소켓은 또한 힘 수용 구조체의 중심에 위치할 수 있다. 대부분의 실시예에서, 한정된 소켓은 통로(234)보다 큰 직경을 가질 수 있지만, 이는 필수적인 것은 아니다. 도 2c는 실질적으로 나사 헤드의 저면인 오목면(239)을 도시한다. 이런 만곡에 의해, 골 나사 헤드의 외측 가장자리가 샤프트에 인접한 표면보다 먼저 골 매체와 접촉하게 된다.
도 1, 도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d를 참조하면, 골 나사 드라이버(300)는 손잡이부(310)에 연결되는 샤프트부(305)를 포함한다. 샤프트부(305)는 외측 샤프트(320)와 내측 샤프트(330)를 포함한다. 내측 샤프트(330)는 외측 샤프트(320) 내부에 배치된다. 내측 샤프트(330)는 외측 샤프트(320)와 독립적으로 회전하도록 구성된다. 외측 샤프트(320)는 손잡이부(310)에 고정 연결될 수 있다. 따라서, 외측 샤프트는 내측 샤프트가 회전하고 활주할 수 있는 종방향 공간 또는 공동을 한정한다. 외측 샤프트(320)의 말단부(311; 드라이버의 선단)는 골 나사(200)의 힘 수용 구조체(230)와 접촉할 때 힘 수용 구조체(230)로 인가되는 토크를 전달하도록 구성되는 힘 전달 구조체(325)를 가진다. 내측 샤프트(330)의 말단부(311)는 한정된 소켓(236)의 내측 나사산(237) 내로 전진될 때 골 나사(200)가 내측 샤프트(330)를 통해 골 나사 드라이버(300)에 고정 부착되어 힘 전달 구조체(325)가 힘 수용 구조체(230)와 접촉하게끔 골 나사(200)의 한정된 소켓(236) 내로 전진하도록 적합화된 외측 나사산(326)을 가진다. 손잡이부(310)는 외측 샤프트(320)와 독립적으로 내측 샤프트(330)의 회전을 제어하는 회전 메커니즘(312)을 포함한다. 회전 메커니즘(312)은 내측 샤프트(330)를 제어하는 회전가능 휠 또는 레버이거나, 또는 여타의 수동 제어형 메커니즘일 수 있다. 회전 메커니즘은 손잡이부(310)에 의해 한정되거나 손잡이부 내부에 한정되는 개구 내부에 구축될(framed) 수 있다. 회전 메커니즘(312)은 또한 손잡이부(310) 또는 한정된 창과 함께 종방향으로 활주할 수 있다. 프레임형 개구 내부에서 회전 메커니즘(312)을 활주시킴으로써 내측 샤프트(330)가 외측 샤프트(320) 내부에서 종방향으로 이동하게 된다. 이동량은 내측 샤프트(330)가 외측 샤프트(320) 내부에서 후퇴되고, 한정된 소켓(236)과 결합되도록 연장되기에 충분할 수 있다.
골 나사 드라이버(300)는 골 나사 드라이버(300)가 안내 와이어를 따라 이동할 수 있도록 골 나사 드라이버(300)의 종축(315)을 따르는 통로(344)를 한정함으로써 그 전체 종축을 통해 캐뉼러화되도록 구성된다. 또한, 자가보유 메커니즘은 골 나사(200)가 골 나사 드라이버(300)에 의해 고정 보유되고 있을 때, 결합된 시스템(드라이버에 의해 보유되는 나사)이 본질적으로 손잡이(310), 내측 샤프트(330) 및 골 나사(200)를 통해 동일한 종축을 따르는, 안내 와이어를 따라 활주하기 위한 통로 또는 내강을 여전히 제공하도록 구성된다.
도 4a 내지 도 4c는 능동 자가보유 메커니즘을 결합하기 위한 단계의 진행을 도시한다. 도 4a는 골 나사(200)와 정렬된 나사 드라이버(300)의 선단의 측부 단면도를 도시한다. 도 4b에서, 나사 드라이버(300) 및/또는 골 나사(200)는 힘 수용 구조체가 힘 전달 구조체와 접촉하도록 이동되었지만, 내측 샤프트는 연장되지 않은 상태이다. 도 4c에서, 내측 샤프트는 내측 샤프트의 외측 나사산이 골 나사의 내측 나사산과 결합되어 나사 드라이버에 대해 골 나사를 능동적으로 보유하도록 조작되거나 전진된 상태이다.
다른 실시예에서, 골 나사와 자가보유 드라이버 시스템은 드라이버의 외측 샤프트의 말단부를 향해 내측 샤프트를 가압하는 압축 메커니즘을 포함할 수 있다. 압축 메커니즘은 본질적으로 내측 샤프트에 대한 선형 압력 또는 힘을 (직접 또는 간접적으로) 제공한다. 드라이버의 손잡이 내부에 배치되는 스프링 또는 밴드를 포함하여, 다양한 메커니즘이 압축 메커니즘으로서 사용될 수 있다. 스프링은 내측 샤프트를 밀거나 당김으로써 외측 샤프트의 말단부를 향해 내측 샤프트를 가압하도록 핸들 내부에 배치될 수 있다. 나사 드라이버는 또한 골 나사 드라이버로부터 내측 샤프트의 제거를 가능하게 하는 내측 샤프트 해제 메커니즘을 포함할 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예에서, 내측 샤프트 해제 메커니즘은 손잡이부의 기단부와 제거가능하게 결합되는 단부캡을 포함한다. 본 실시예에서, 압축 메커니즘은 단부캡 내부에 배치되는 스프링을 포함할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 압축 메커니즘과 제거가능 내측 샤프트 조립체의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 5는 손잡이부(310), 회전 메커니즘(312) 및 단부캡(375)을 도시한다. 단부캡(375)은 안내 와이어를 수납하기 위한 내강을 한정한다. 손잡이부도 단부캡(375)을 수납하고 손잡이부 내부에 단부캡을 유지하기 위한 J자형 핀 요홈(371)을 한정한다. 예컨대, 단부캡(375)은 손잡이부 내에 삽입되어 소정 거리만큼 회전된 후 팝업되어 손잡이와 결합될 수 있다.
도 6을 참조하면, 압축 메커니즘(370)이 손잡이부(310) 내부에 도시되어 있다. 단부캡(375), 육각 구동부(373), 플런저(377) 및 스프링(376)도 도시되어 있다. 따라서, 단부캡(375)은 스프링(376)과 플런저(377)의 위치를 한정한다. 단부캡이 삽입되어 고정되거나 록킹되면, 스프링(376)은 플런저(377)를 통해 내측 샤프트에 순방향 편향을 제공할 수 있다. 플런저(377)는 스프링과 함께 이동하며, 따라서 다음으로 회전 메커니즘(312)을 누를 수 있다. 내측 샤프트(330)는 내측 샤프트에 회전 에너지 또는 토크를 가하기 위해 회전 메커니즘에 의해 사용될 수 있는 육각 구동 연결부(373)를 포함할 수 있다. 육각 구동 연결부(373)는 내측 샤프트에 용접되거나 그와 일체로 형성될 수 있다.
도 7은 분해도를 도시하며, 새것이거나 세정된 내측 샤프트(330)가 나사 드라이버에 삽입된 후 단부캡(375), 부속 스프링(376) 및 플런저(377)에 삽입될 수 있는 방법을 설명한다. 단부캡(375)은 손잡이부(310)와 제거가능하게 록킹되기 위한 J자형 핀(372)을 포함한다. 단부캡(375)이 록킹된 상태에서 휠/회전 메커니즘을 회전시킴으로써 내측 샤프트가 회전하여 견고히 결합한다.
이런 압축 메커니즘을 마련하는 것은 사용 중에, 예컨대 수술 중에 유익하다. 압축 메커니즘을 갖추지 않고 내측 샤프트가 외측 샤프트 내부에 활주가능하게 배치된다면, 골 나사가 나사 드라이버의 선단과 접촉할 때 내측 샤프트가 외측 샤프트 내로 후퇴하게 될 것이다. 이런 장치를 사용할 경우, 사용자는 내측 샤프트의 나사산을 결합시키기 위해 휠을 사용하여 내측 샤프트를 회전시키는 동시에 내측 샤프트(회전가능 휠)에 순방향 압력을 가하여야 한다. 내측 샤프트가 외측 샤프트 내부에 실질적으로 떠 있는 상태이기 때문에 순방향 압력이 없다면 내측 샤프트는 회전은 하더라도 골 나사의 내측 나사산과 결합되지는 않을 것이다. 따라서, 압축 메커니즘은 사용자가 순방향 압력을 가하지 않고 내측 샤프트를 회전시키기만 하면 되도록 스프링 편향을 제공한다.
제거가능 내측 샤프트를 마련하는 것은 적어도 두어 가지 이유로 유익할 수 있다. 몇몇 골 나사 드라이버 용례에서, 내측 샤프트의 크기는 적어도 외측 샤프트의 피로 수명에 비해 상대적으로 짧은 피로 수명을 의미하는 직경 크기를 가질 수 있다. 추가적인 편익은 세정의 용이성이다. 수술 중에는 혈액과 유체가 외측 샤프트와 내측 샤프트 사이를 이동할 수 있다. 이들 두 샤프트가 비교적 엄격한 공차를 갖는 경우에는 나사 드라이버 조립체를 세정하고 살균하기가 어려워진다. 그러나 제거가능 내측 샤프트를 구비하게 되면 조립체를 세정하고/하거나 교체하기가 용이해지고 일회용 내측 샤프트를 사용하는 것도 가능해진다.
다른 실시예는 골 나사 드라이버를 사용하여 골 매체에 골 나사를 체결하는 방법을 포함한다. 본 방법은 골 나사 드라이버에 골 나사를 제거가능하게 고정시키는 단계를 포함한다. 골 나사는 말단부, 기단부 및 종축을 갖는 세장형 부재를 포함한다. 말단부의 적어도 일부는 골 매체 내로 골 나사를 전진시키도록 적합화된 외측 나사산을 가진다. 기단부는 인가되는 토크를 수용하도록 구성되는 힘 수용 구조체를 가진다. 골 나사는 종축을 따르는 통로를 한정함으로써 캐뉼러화된다. 한정된 개구는 골 나사가 수술용 안내 와이어와 같은 안내 와이어를 따라 이동할 수 있도록 크기가 설정된다. 기단부는 내측 나사산을 갖는 소켓을 한정한다. 한정된 소켓은 한정된 통로와 정렬된다. 골 나사 드라이버는 손잡이부에 연결되는 샤프트부를 포함한다. 샤프트부는 외측 샤프트와 내측 샤프트를 포함한다. 내측 샤프트는 외측 샤프트 내부에 배치된다. 내측 샤프트는 외측 샤프트와 독립적으로 회전하도록 구성된다. 외측 샤프트의 말단부는 골 나사의 힘 수용 구조체와 접촉할 때 힘 수용 구조체로 인가되는 토크를 전달하도록 구성되는 힘 전달 구조체를 가진다. 내측 샤프트의 말단부는 한정된 소켓의 내측 나사산 내로 전진될 때 골 나사가 내측 샤프트를 통해 골 나사 드라이버에 고정 부착되어 힘 전달 구조체가 힘 수용 구조체와 접촉하게끔 골 나사의 한정된 소켓 내로 전진하도록 적합화된 외측 나사산을 가진다. 손잡이부는 외측 샤프트와 독립적으로 내측 샤프트의 회전을 제어하는 회전 메커니즘을 포함한다. 골 나사 드라이버는 골 나사 드라이버가 안내 와이어를 따라 이동할 수 있도록 골 나사 드라이버가 골 나사 드라이버의 종축을 따르는 통로, 내강 또는 튜브를 한정함으로써 캐뉼러화된다. 이어서, 본 방법은 골 나사의 한정된 소켓과 결합되도록 내측 샤프트를 회전시킴으로써 골 나사 드라이버에 골 나사를 제거가능하게 고정하는 단계를 포함한다. 골 나사 드라이버에 골 나사를 제거가능하게 고정하는 여타의 능동 자가보유 메커니즘은 볼 및 소켓 메커니즘 또는 여타의 능동 보유 장치의 사용을 수반할 수 있다.
본 방법은 고정된 골 나사와 골 나사 드라이버를 수술용 안내 와이어를 따라 이동시키고, 골 매체 또는 여타의 매체/조직 내로 골 나사를 전진시키고, 내측 샤프트를 회전시키거나 다른 방식으로 능동 보유 메커니즘을 분리시킴으로써 골 나사로부터 내측 샤프트를 해제하는 단계를 포함한다.
다른 실시예는 골 나사와 골 나사 드라이버를 포함하는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템을 포함한다. 골 나사는 말단부, 기단부 및 종축을 갖는 세장형 부재를 가지며, 말단부의 적어도 일부는 골 매체 내로 골 나사를 전진시키도록 적합화된 외측 나사산을 가진다. 기단부는 인가되는 토크를 수용하도록 구성되는 힘 수용 구조체를 가진다. 골 나사는 골 나사가 종축을 따르는 통로를 한정함으로써 캐뉼러화된다. 한정된 통로는 골 나사가 안내 와이어를 따라 이동할 수 있도록 크기가 설정된다. 기단부는 드라이버 고정 메커니즘에 의해 고정되도록 구성되는 소켓을 한정한다. 한정된 소켓은 한정된 통로와 정렬된다.
골 나사 드라이버는 손잡이부에 연결되는 샤프트부를 가진다. 샤프트부는 외측 샤프트와 내측 샤프트를 포함한다. 내측 샤프트는 외측 샤프트 내부에 배치된다. 내측 샤프트는 외측 샤프트와 독립적으로 회전하도록 구성된다. 외측 샤프트의 말단부는 골 나사의 힘 수용 구조체와 접촉할 때 힘 수용 구조체로 인가되는 토크를 전달하도록 구성되는 힘 전달 구조체를 가진다. 내측 샤프트의 말단부는 힘 전달 구조체가 힘 수용 구조체와 접촉하도록 골 나사의 한정된 소켓에 내측 샤프트를 고정시키는 드라이버 고정 메커니즘을 가진다. 손잡이부는 외측 샤프트와 독립적으로 내측 샤프트의 회전을 제어하는 회전 메커니즘을 포함한다. 골 나사 드라이버는 골 나사 드라이버가 안내 와이어를 따라 이동할 수 있도록 골 나사 드라이버의 종축을 따르는 통로를 한정함으로써 캐뉼러화된다.
기술분야의 기술자라면 본 발명의 동일한 목적을 여전히 달성하면서 위에서 설명한 기술의 운용에 대한 많은 변형이 실행될 수 있다는 것을 알 것이다. 이런 변형은 본 발명의 범위에 포함되도록 의도되어 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 대한 이상의 설명은 제한적인 의도를 갖지 않는다. 오히려 본 발명의 실시예에 대한 제한은 하기 특허청구범위에서 제시된다.

Claims (20)

  1. 골 나사와 골 나사 드라이버를 포함하되,
    골 나사는 말단부, 기단부 및 종축을 갖는 세장형 부재를 포함하고, 말단부의 적어도 일부는 골 매체 내로 골 나사를 전진시키도록 적합화된 외측 나사산을 가지고, 기단부는 인가되는 토크를 수용하도록 구성되는 힘 수용 구조체를 가지고, 골 나사는 종축을 따르는 통로를 한정함으로써 캐뉼러화되고, 한정된 통로는 골 나사가 안내 와이어를 따라 이동할 수 있도록 크기가 설정되고, 기단부는 내측 나사산을 갖는 소켓을 한정하고, 한정된 소켓은 상기 한정된 통로와 정렬되며,
    골 나사 드라이버는 손잡이부에 연결되는 샤프트부를 포함하고, 샤프트부는 외측 샤프트와 내측 샤프트를 포함하고, 내측 샤프트는 외측 샤프트 내부에 배치되고, 내측 샤프트는 외측 샤프트와 독립적으로 회전하도록 구성되고, 외측 샤프트의 말단부는 골 나사의 힘 수용 구조체와 접촉할 때 힘 수용 구조체로 인가되는 토크를 전달하도록 구성되는 힘 전달 구조체를 가지고, 내측 샤프트의 말단부는 한정된 소켓의 내측 나사산 내로 전진될 때 골 나사가 내측 샤프트를 통해 골 나사 드라이버에 고정 부착되어 힘 전달 구조체가 힘 수용 구조체와 접촉하게끔 골 나사의 한정된 소켓 내로 전진하도록 적합화된 외측 나사산을 가지고, 손잡이부는 외측 샤프트와 독립적으로 내측 샤프트의 회전을 제어하는 회전 메커니즘을 포함하고, 골 나사 드라이버는 골 나사 드라이버가 안내 와이어를 따라 이동할 수 있도록 골 나사 드라이버의 종축을 따르는 통로를 한정함으로써 캐뉼러화되는, 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 회전 메커니즘은 손잡이부 내부에 한정되는 개구 내부에 구축되는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 회전 메커니즘은 수동 조작으로 회전하도록 구성되는 회전가능 휠인 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 회전 메커니즘은 손잡이 내부에서 종방향으로 활주하여 내측 샤프트를 외측 샤프트 내부에서 종방향으로 이동시키도록 구성되는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 골 나사의 힘 수용 구조체는 골 나사 드라이버의 힘 전달 구조체로부터 대응하는 로브 구조체를 수용하는 적어도 세 개의 로브를 포함하는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 골 나사의 힘 수용 구조체는 골 나사 드라이버의 힘 전달 구조체로부터 대응하는 구조체를 수용하는 적어도 두 개의 슬롯을 포함하는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 골 나사의 힘 수용 구조체는 골 나사 드라이버의 힘 전달 구조체에 대응하는 형상을 갖는 리세스형 구조체를 포함하는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 캐뉼러화되는 골 나사 드라이버는 한정된 통로가 손잡이와 내측 샤프트를 통해 동일한 축을 따르도록 캐뉼러화되는 내측 샤프트와 손잡이부를 포함하는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 한정된 소켓은 골 나사의 힘 수용 구조체의 중심에 위치하는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 골 나사의 한정된 소켓과 한정된 통로는 골 나사의 종축과 동일한 축을 갖도록 정렬되는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 외측 샤프트는 내측 샤프트가 회전하는 종방향 공간을 한정하는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 골 나사 드라이버는 외측 샤프트의 말단부를 향해 내측 샤프트를 가압하는 압축 메커니즘을 추가로 포함하는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 압축 메커니즘은 손잡이 내부에 배치되는 스프링을 포함하고, 스프링은 외측 샤프트의 말단부를 향해 내측 샤프트를 가압하는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 골 나사 드라이버는 골 나사 드라이버로부터 내측 샤프트의 제거를 가능하게 하는 내측 샤프트 해제 메커니즘을 추가로 포함하는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 골 나사 드라이버는 외측 샤프트의 말단부를 향해 내측 샤프트를 가압하는 압축 메커니즘을 추가로 포함하는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 내측 샤프트 해제 메커니즘은 손잡이부의 기단부와 제거가능하게 결합되는 단부캡을 포함하며, 압축 메커니즘은 단부캡 내부에 배치되는 스프링을 포함하는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  17. 골 나사 드라이버를 사용하여 골 매체에 골 나사를 체결하는 방법으로서,
    골 나사 드라이버에 골 나사를 제거가능하게 고정시키는 단계와,
    고정된 골 나사와 골 나사 드라이버를 수술용 안내 와이어를 따라 이동시키는 단계와,
    골 매체 내로 골 나사를 전진시키는 단계와,
    내측 샤프트를 회전시킴으로써 골 나사로부터 내측 샤프트를 해제하는 단계를 포함하되,
    골 나사는 말단부, 기단부 및 종축을 갖는 세장형 부재를 포함하고, 말단부의 적어도 일부는 골 매체 내로 골 나사를 전진시키도록 적합화된 외측 나사산을 가지고, 기단부는 인가되는 토크를 수용하도록 구성되는 힘 수용 구조체를 가지고, 골 나사는 종축을 따르는 통로를 한정함으로써 캐뉼러화되고, 한정된 통로는 골 나사가 안내 와이어를 따라 이동할 수 있도록 크기가 설정되고, 기단부는 내측 나사산을 갖는 소켓을 한정하고, 한정된 소켓은 상기 한정된 통로와 정렬되며, 골 나사 드라이버는 손잡이부에 연결되는 샤프트부를 포함하고, 샤프트부는 외측 샤프트와 내측 샤프트를 포함하고, 내측 샤프트는 외측 샤프트 내부에 배치되고, 내측 샤프트는 외측 샤프트와 독립적으로 회전하도록 구성되고, 외측 샤프트의 말단부는 골 나사의 힘 수용 구조체와 접촉할 때 힘 수용 구조체로 인가되는 토크를 전달하도록 구성되는 힘 전달 구조체를 가지고, 내측 샤프트의 말단부는 한정된 소켓의 내측 나사산 내로 전진될 때 골 나사가 내측 샤프트를 통해 골 나사 드라이버에 고정 부착되어 힘 전달 구조체가 힘 수용 구조체와 접촉하게끔 골 나사의 한정된 소켓 내로 전진하도록 적합화된 외측 나사산을 가지고, 손잡이부는 외측 샤프트와 독립적으로 내측 샤프트의 회전을 제어하는 회전 메커니즘을 포함하고, 골 나사 드라이버는 골 나사 드라이버가 안내 와이어를 따라 이동할 수 있도록 골 나사 드라이버의 종축을 따르는 통로를 한정함으로써 캐뉼러화되며, 골 나사 드라이버에 골 나사를 제거가능하게 고정시키는 단계는 골 나사의 한정된 소켓과 결합되도록 내측 샤프트를 회전시키는 단계를 포함하는 방법.
  18. 골 나사와 골 나사 드라이버를 포함하되,
    골 나사는 말단부, 기단부 및 종축을 갖는 세장형 부재를 포함하고, 말단부의 적어도 일부는 골 매체 내로 골 나사를 전진시키도록 적합화된 외측 나사산을 가지고, 기단부는 인가되는 토크를 수용하도록 구성되는 힘 수용 구조체를 가지고, 골 나사는 종축을 따르는 통로를 한정함으로써 캐뉼러화되고, 한정된 통로는 골 나사가 안내 와이어를 따라 이동할 수 있도록 크기가 설정되고, 기단부는 드라이버 고정 메커니즘에 의해 고정되도록 구성되는 소켓을 한정하고, 한정된 소켓은 상기 한정된 통로와 정렬되며,
    골 나사 드라이버는 손잡이부에 연결되는 샤프트부를 포함하고, 샤프트부는 외측 샤프트와 내측 샤프트를 포함하고, 내측 샤프트는 외측 샤프트 내부에 배치되고, 내측 샤프트는 외측 샤프트와 독립적으로 회전하도록 구성되고, 외측 샤프트의 말단부는 골 나사의 힘 수용 구조체와 접촉할 때 힘 수용 구조체로 인가되는 토크를 전달하도록 구성되는 힘 전달 구조체를 가지고, 내측 샤프트의 말단부는 힘 전달 구조체가 힘 수용 구조체와 접촉하도록 골 나사의 한정된 소켓에 내측 샤프트를 고정시키는 드라이버 고정 메커니즘을 가지고, 손잡이부는 외측 샤프트와 독립적으로 내측 샤프트의 회전을 제어하는 회전 메커니즘을 포함하고, 골 나사 드라이버는 골 나사 드라이버가 안내 와이어를 따라 이동할 수 있도록 골 나사 드라이버의 종축을 따르는 통로를 한정함으로써 캐뉼러화되는, 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 골 나사 드라이버는 외측 샤프트의 말단부를 향해 내측 샤프트를 가압하는 압축 메커니즘을 추가로 포함하는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 골 나사 드라이버는 골 나사 드라이버로부터 내측 샤프트의 제거를 가능하게 하는 내측 샤프트 해제 메커니즘을 추가로 포함하는 골 나사 및 자가보유 드라이버 시스템.
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