KR20190073697A - 정형외과 임플란트용 자유 잠금형 고정 시스템의 드릴링 가이드 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 소정 범위 내에서 자유로운 각도로 뼈와 체결되어 정합을 유도하는 나사와 함께 하나 이상의 체결구와 기준구가 마련된 금속판으로 구성된 정형외과 임플란트용 자유 잠금형 고정 시스템의 드릴링 가이드 기구에 관한 것으로 그 구성의 특징으로서, 상기 금속판의 상면과 밀착 가능한 형상을 가지고, 상기 체결구와 기준구에 대응하는 위치와 개수로 안내구와 고정구가 형성된 지지판; 상기 지지판의 상부에 소정 크기의 장착구가 형성되고, 상기 장착구에 탈·장착되어 드릴의 자세를 정렬하는 안내관이 구비된 조절판; 및 상기 지지판과 조절판 사이에 드릴의 자세가 전환되게 높이가 조절되는 복수의 가변기둥과, 상기 가변기둥의 양단으로 높낮이에 따라 방향이 전환되게 유도하는 관절을 구비하는 작동부;를 포함하여 이루어진다.
이에 따라 본 발명은, 골절의 유형에 따라 최적의 방향으로 나사를 체결할 수 있는 각도로 가변 가능한 구조로 개선하여 자유 잠금형 고정 시스템의 정합효율을 극대화시키는 효과가 있다.

Description

정형외과 임플란트용 자유 잠금형 고정 시스템의 드릴링 가이드 기구{Drilling guide mechanism of freely locking fixation system for orthopedic implants}

본 발명은 소정 범위 내에서 자유로운 각도로 뼈와 체결되어 정합을 유도하는 자유 잠금형 고정 시스템용 드릴링 가이드 기구에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 특정 각도에 국한하지 않고 시스템 범위 내에서 자유로운 각도로 가변할 수 있도록 개선하여 전반적인 수술의 완성도를 극대화할 수 있는 정형외과 임플란트용 자유 잠금형 고정 시스템의 드릴링 가이드 기구에 관한 것이다.

통상, 뼈 골절에 사용되는 잠금형 고정 시스템은 널리 사용되며 잘 알려져 있다. 기존에 고정 시스템은 특별히 골절 치료를 촉진하도록 잘 개선되어 있다. 스크류는 플레이트의 나사홀에 삽입되어 뼈에 식립되어 골절 끝단을 압착, 중립화, 지지, 응력 및 연결하고 플레이트로부터 뼈를 당기게 된다.

여기서 플레이트에 고정되지 않는 비-잠금형 고정 시스템(non-locking)은 플레이트에 대해 다양한 각도에서 뼈에 식립될 수 있다. 그러나 스크류가 플레이트에 고정되지 않기 때문에, 플레이트와 스크류 사이의 각도 관계들은 고정되지 않고 수술 도중 또는 수술 후에 변경될 가능성이 높았다. 즉, 생리적 상태들로부터의 뼈와 플레이트에 대한 동적 하중은 플레이트에 대해 스크류가 느슨하게 하거나 풀리게 할 수도 있다. 이것은 불충분한 정렬과 불충분한 치료 결과를 초래할 수가 있다.

반면에 플레이트와 스크류의 고정은 스크류와 플레이트 사이의 고정된 각도 관계를 제공하여 느슨함의 경함을 감소시킨다. 뼈 플레이트에 고정될 수 있는 스크류의 하나로 알려진 잠금형 고정 시스템은 스크류 헤드의 외면과 플레이트의 나사홀의 내면에 서로 맞물려 체결되는 나사산을 가진다. 이러한 잠금형 고정 시스템은 응력, 비틀림 힘, 굴곡들에 대한 높은 저항을 가지도록 한다.

그러나 잠금형 고정 시스템은 치료에 영향을 미치는, 뼈 조각들을 압축하는 능력이 제한될 수밖에 없다. 따라서 플레이트에 대한 스크류를 임의의 각도로 잠그기 위해 플레이트의 나사홀에 위치된 부싱을 많이 사용한다. 부싱은 플레이트의 나사홀 내부에서 회전될 수 있다. 스크류의 테이퍼진 나사산은 부싱의 나사 내부 표면과 결합하여 플레이트의 나사홀 내면 또는 내벽에 대해 부싱을 팽창시킴으로써, 뼈 플레이트에 대해 필요한 각도로 잠금 된다. 하지만 이러한 부싱형 잠금 시스템은 수술이 복잡하고 어려우며 수술도중 부싱이 이탈되는 문제가 있다.

최근에는 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 대한민국 등록특허공보 제10-1569173호 (발명의 명칭: 자유 자재로 각도 조절이 가능한 뼈 플레이트 시스템)와, 대한민국 등록특허공보 제10-1471627호 (발명의 명칭: 잠금 각도 조절이 가능한 본 플레이트 시스템)와, 대한민국 등록특허공보 제10-1670273호 (발명의 명칭: 정형외과 임플란트용 잠금형 고정 시스템)를 제안한 바 있다.

제안된 선행문헌은 그 구조가 조금씩 다르지만, 크게 스크류와 플레이트의 나사산을 구형 부분의 아크-모양의 곡률 반경을 따르는 프로파일로 형성하고, 플레이트의 나사산을 분할시키는 복수의 컷 아웃된 홈을 가진다. 따라서 기존에 부싱을 사용하지 않고도 스크류를 자유자재로 각도 조절이 가능하였다.

그러나 이러한 자유로운 각도로 체결이 가능한 시스템이라도 나사가 식립되도록 천공되는 드릴 각도에 따라 결정된다. 즉, 나사는 뼈와 바로 식립되지 못하므로 사전에 나사가 식립되는 방향과 동일한 각도(자세)로 천공되어야 한다.

그런데 아직까지도 대한민국 등록특허공보 제10-1519211호 (발명의 명칭: 수술가이드를 이용한 플랩리스 임플란트 시술용 드릴링 가이드 관)와 같은 특정 각도로 고정된 가이드를 사용하고 있는 실정이다. 따라서 골절의 유형에 따라 최적의 각도로 나사를 체결하고 싶어도 각도가 제한된 가이드 기구에 만족해야 하는 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1569173호 (발명의 명칭: 자유 자재로 각도 조절이 가능한 뼈 플레이트 시스템) 대한민국 등록특허공보 제10-1471627호 (발명의 명칭: 잠금 각도 조절이 가능한 본 플레이트 시스템) 대한민국 등록특허공보 제10-1670273호 (발명의 명칭: 정형외과 임플란트용 잠금형 고정 시스템) 대한민국 등록특허공보 제10-1519211호 (발명의 명칭: 수술가이드를 이용한 플랩리스 임플란트 시술용 드릴링 가이드 관)

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 특정 각도에 국한하지 않고 골절의 유형에 따라 최적의 방향으로 나사를 체결할 수 있는 각도로 가변 가능한 구조로 개선시켜 전반적인 수술의 완성도를 극대화할 수 있는 정형외과 임플란트용 자유 잠금형 고정 시스템의 드릴링 가이드 기구를 제공하려는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 적어도 소정 범위 내에서 자유로운 각도로 뼈와 체결되어 정합을 유도하는 나사와 함께 하나 이상의 체결구와 기준구가 마련된 금속판으로 구성된 정형외과 임플란트용 자유 잠금형 고정 시스템의 드릴링 가이드 기구에 있어서: 상기 금속판의 상면과 밀착 가능한 형상을 가지고, 상기 체결구와 기준구에 대응하는 위치와 개수로 안내구와 고정구가 형성된 지지판; 상기 지지판의 상부에 소정 크기의 장착구가 형성되고, 상기 장착구에 탈·장착되어 드릴의 자세를 정렬하는 안내관이 구비된 조절판; 및 상기 지지판과 조절판 사이에 드릴의 자세가 전환되게 높이가 조절되는 복수의 가변기둥과, 상기 가변기둥의 양단으로 높낮이에 따라 방향이 전환되게 유도하는 관절을 구비하는 작동부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 가변기둥은 모터와 웜기어로 구성된 실린더로 적어도 안내구와 장착구의 주변으로 삼각주(Delta, Δ)형으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 관절은 십자형 또는 볼형으로 구성된 것을 특징으로 한다.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 특정 각도에 국한하지 않고 골절의 유형에 따라 최적의 방향으로 나사를 체결할 수 있는 각도로 가변 가능한 구조와 함께 수동은 물론, 수치 제어로 보다 신속하고 정밀하게 가변시킬 수 있도록 개선시켜 전반적인 수술의 완성도를 극대화할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 가이드 기구를 전체적으로 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 가이드 기구의 저면을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 가이드 기구를 분리하여 나타내는 분해도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 가이드 기구의 작동을 나타내는 사용상태도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 정형외과 임플란트 고정 시스템의 드릴링 가이드 기구에 관련되며, 도 1처럼 지지판(10)과 조절판(20) 및 작동부(30)를 주요 구성으로 하는 정형외과 임플란트용 자유 잠금형 고정 시스템의 드릴링 가이드 기구이다.

본 발명의 가이드 기구는 도 1처럼 적어도 소정 범위 내에서 자유로운 각도로 뼈와 체결되어 정합을 유도하는 나사와 함께 하나 이상의 체결구(P1)와 기준구(P2)가 마련된 금속판(P)으로 구성된 자유 잠금형 고정 시스템에 한정된다.

이러한 가이드 기구는 골절의 유형에 따라 최적의 방향으로 나사를 체결할 수 있는 각도로 가변 가능한 구조로 개선하여 자유 잠금형 고정 시스템의 정합 효율을 극대화 시키는 것을 주요 요지로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 지지판(10)은 도 1 내지 도 3처럼 조절판(20)과 작동부(30)를 지지하는 판으로서, 금속판(P)의 상면과 밀착 가능한 형상을 가지고, 체결구(P1)와 기준구(P2)에 대응하는 위치와 개수로 안내구(11)와 고정구(15)가 형성된다.

안내구(11)는 0~15° 위도와 0~360° 경도 내에서 자유로운 각도로 나사가 체결되는 체결구(P1)에 드릴(D)이 진입하도록 천공된 구멍이다. 이러한 안내구(11)는 체결구(P1)의 체결 범위에 따라 드릴(D)의 간섭을 방지하는 직경으로 형성된다.

고정구(15)는 기준구(P2)와 동심을 유도하여 지지판(10)의 위치를 정렬해준다. 이러한 고정구(15)는 도 1처럼 기준구(P2)와 별도의 기구로 동심이 일치되는 구멍으로 구성할 수 있고, 도 2처럼 기준구(P2)에 바로 삽입 및 체결되는 돌기로 구성할 수도 있다.

이어서 본 발명에 따른 조절판(20)은 도 1 내지 도 3처럼 지지판(10)의 상부에 소정 높이로 얹어져 설정 범위 내에서 자유롭게 유동하여 드릴(D)을 진입 각도를 조절한다. 이러한 조절판(20)은 지지판(10)의 상부에 소정 크기의 장착구(21)가 형성되고, 장착구(21)에 탈·장착되어 드릴의 자세를 정렬하는 안내관(25)을 구비한다.

장착구(21)는 안내관(25)의 탈·장착을 유도하는 구멍으로, 장착된 안내관(25)의 자세가 올바르게 유지하도록 단턱을 형성할 수 있다. 이러한 장착구(21)는 원형으로 도시하였으나, 안내관(25)에 따라 각형으로도 형성이 가능하며 회전을 방지하는 돌기나 홈을 더 구성할 수도 있다.

안내관(25)은 드릴(D)을 수용하며 진입 자세를 정렬하는 관으로, 드릴(D)의 규격별로 구성된다. 이러한 안내관(25)은 장착구(21)로부터 체결구(P1)에 인접하는 길이로 형성되고, 일단에 장착구(21)와 맞물리는 고정턱이 일체로 구성된다. 여기서 고정턱은 장착구(21)의 단턱에 대응하는 것으로, 돌기나 홈을 더 구성할 수도 있다.

마지막으로 본 발명에 따른 작동부(30)는 도 1 내지 도 3처럼 지지판(10)으로부터 조절판(20)을 소정 높이로 지지하면서 조절판(20)의 자세를 전환시킨다. 이러한 작동부(30)는 지지판(10)과 조절판(20) 사이에 드릴(D)의 자세가 전환되게 높이가 조절되는 복수의 가변기둥(31)과, 가변기둥(31)의 양단으로 높낮이에 따라 방향이 전환되게 유도하는 관절(35)을 구비한다.

가변기둥(31)은 모터와 웜기어로 구성된 실린더로, 전원에 의해 높낮이가 가변된다. 모터는 수치제어(펄스 신호)에 의해 정밀 작동하고, 웜기어는 동력을 전환하면서도 브레이킹 기능을 수행한다. 브레이킹 기능은 웜기어의 축방향이 서로 수직함으로서 모터의 전원이 끊어지더라도 고정 상태를 유지하는 것을 의미한다.

관절(35)은 지지판(10)의 상단과 조절판(20)의 하단에 각각 장착되어 가변기둥(31)의 양단을 서로 연결한다. 이러한 관절(35)은 십자형 또는 볼형으로 구성할 수가 있다.

이때, 가변기둥(31)은 적어도 안내구(11)와 장착구(21)의 주변으로 삼각주(Delta, Δ)형으로 배열된다. 즉, 가변기둥(31)이 서로 연동하여 높낮이를 가변하면, 도 4처럼 조절판(20)의 자세를 자유롭게 전환할 수가 있다.

이하, 본 발명에 따른 가이드 기구를 이용하여 자유 잠금형 고정 시스템으로 뼈를 정합하는 과정을 살펴보도록 한다.

먼저, 수술자는 환자의 골절된 뼈를 살펴보고, 골절의 유형에 따라 최적의 방향으로 나사를 체결할 수 있는 위치와 각도를 설정한다. 그리고 금속판(P)을 설정된 뼈에 부착한 다음, 나사를 체결하기 위한 드릴링 작업을 준비한다.

즉, 지지판(10)을 금속판(P)에 부착한 다음, 조절판(20)에 드릴(D)의 직경에 대응하는 안내관(25)을 장착한다. 그리고 제어기와 연결된 작동부(30)를 작동시켜 조절판(20)의 자세를 설정한 각도로 전환시킨다.

예컨대, 앞서 설정한 위도 10°, 경도 180°를 제어기에 입력하면, 조절판(20)의 자세가 도 5와 같이 설정한 각도로 전환된다. 그리고 드릴(D)을 안내관(25)으로 삽입시켜 뼈를 천공하면 된다. 나머지 가이드 기구를 제거한 다음, 나사와 금속판(P)을 체결시키면 수술이 완성된다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

P: 금속판 P1: 체결구
P2: 기준구 D: 드릴
10: 지지판 11: 안내구
15: 고정구 20: 조절판
21: 장착구 25: 안내관
30: 작동부 31: 가변기둥
35: 관절

Claims (3)

1. 적어도 소정 범위 내에서 자유로운 각도로 뼈와 체결되어 정합을 유도하는 나사와 함께 하나 이상의 체결구와 기준구가 마련된 금속판으로 구성된 정형외과 임플란트용 자유 잠금형 고정 시스템의 드릴링 가이드 기구에 있어서:
   상기 금속판의 상면과 밀착 가능한 형상을 가지고, 상기 체결구와 기준구에 대응하는 위치와 개수로 안내구와 고정구가 형성된 지지판;
   상기 지지판의 상부에 소정 크기의 장착구가 형성되고, 상기 장착구에 탈·장착되어 드릴의 자세를 정렬하는 안내관이 구비된 조절판; 및
   상기 지지판과 조절판 사이에 드릴의 자세가 전환되게 높이가 조절되는 복수의 가변기둥과, 상기 가변기둥의 양단으로 높낮이에 따라 방향이 전환되게 유도하는 관절을 구비하는 작동부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정형외과 임플란트용 자유 잠금형 고정 시스템의 드릴링 가이드 기구.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가변기둥은 모터와 웜기어로 구성된 실린더로 적어도 안내구와 장착구의 주변으로 삼각주(Delta, Δ)형으로 배열되는 것을 특징으로 하는 정형외과 임플란트용 자유 잠금형 고정 시스템의 드릴링 가이드 기구.
3. 제1항에 있어서,
   상기 관절은 십자형 또는 볼형으로 구성된 것을 특징으로 하는 정형외과 임플란트용 자유 잠금형 고정 시스템의 드릴링 가이드 기구.

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