KR20210055013A - 척추 임플란트 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 척추 임플란트 구조를 제공한다. 상기 척추 임플란트 구조는 제1 부분, 제2 부분 및 적어도 하나의 확장 암을 포함한다. 상기 제2 부분은 상기 제1 부분의 수평 방향에 배치되고 상기 제1 부분과 겹치지 않는다. 상기 제1 부분의 직경은 상기 제2 부분의 직경보다 크다. 상기 확장 암의 일 단은 상기 제1 부분에 연결되고, 상기 확장 암의 타 단은 자유단이다. 상기 확장 암에는 지지 암이 포함되어 있다. 상기 지지 암의 일 단은 확장 암에 연결되고, 타 단은 상기 제2 부분에 연결된다. 상기 지지 암은 복수의 구조적 약점을 포함한다. 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이의 거리가 변경되면 지지 암이 구조적 약점으로 인해 구부러져, 척추 임플란트 구조가 확장된다.

Description

척추 임플란트 구조{SPINAL IMPLANT STRUCTURE}

본 발명은 척추 임플란트 구조(spinal implant structures)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 추간(intervertebral) 및 추간 임플란트(intravertebral implant)에 관한 것이다.

척주(vertebral column)라고도 알려진 척추(spine)는 기본적으로 4 가지 요소, 즉 척수(spinal cord), 척추골(vertebrae), 인대(ligaments), 및 추간판(intervertebral discs)으로 구성된다. 심한 골다공증, 추간판 변성, 인대 변성, 관절 탈구, 및 관절 압박은 척추에 기계적 손상(척추 압박 골절과 같은)을 가져와 척추를 불안정하게 할 수 있다. 척추 불안정은 극심한 불편함과 통증을 동반하여 환자가 만성 요통, 척추 만곡 장애 및 보행 장애에 걸리기 쉽다.

척추 불안정을 치료하는 방법 중에는 척추성형술(vertebroplasty)이 있는데, 이는 붕괴된 척추체(vertebral body)에 임플란트를 배치하는 것을 수반한다. 상기 붕괴된 척추체의 임플란트가 확장되어 붕괴된 척추체를 정상 높이로 복원한다. 상기 임플란트는 척추의 불안정성을 치료하기 위해 척추의 안정성을 높이기 위해 뼈 자가 이식편(bone autograft) 또는 뼈 대체물 (골 시멘트(bone cement))로 채워진다.

기존의 척추 임플란트 구조는 붕괴된 척추체에 배치한 후 확장하기 위해 이식 도구가 요구된다. 상업적으로 이용 가능한 다양한 척추 임플란트 구조 및 이식 도구가 있다. 그러나, 선행 기술은 불만족스럽고 따라서 여전히 개선의 여지가 있다.

본 발명은 척추 임플란트 구조 및 상기 척추 임플란트 구조와 함께 사용하기 위한 수술 도구를 포함하는 척추 임플란트 구조 키트(spinal implant structure kit)를 제공한다. 상기 척추 임플란트 구조는 수술 도구와 구조적으로 일치하여 상기 척추 임플란트 구조의 위치 조정, 척추체 확장, 골 시멘트 관류 등의 측면에서 효율적이고 쉽게 척추성형술을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 척추 임플란트 구조가 제공된다. 상기 척추 임플란트 구조는 제1 부분, 제2 부분, 및 적어도 하나의 확장 암(expansion arm)을 포함한다. 상기 제2 부분은 상기 제1 부분과 겹치지 않고 제1 부분의 길이방향을 따라 배치된다. 상기 제1 부분은 상기 제2 부분보다 직경이 더 크다. 적어도 하나의 확장 암은 제1 부분과 연결되고 제1 부분과 끼인 각도를 형성하고 타 단이 자유 단인 일단을 갖는다. 적어도 하나의 확장 암은 지지 암을 갖는다. 상기 지지 암은 확장 암과 연결되는 일 단 및 제2 부분과 연결되는 타 단을 갖는다. 상기 지지 암은 복수의 약화된 영역을 포함한다. 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이의 거리 변화에 따라, 상기 지지 암은 약화된 영역에서 구부러져 확장 암이 움직이도록 구동하여 끼인 각도를 증가시키고 척추 임플란트 구조를 확장한다. 상기 제1 부분, 제2 부분, 확장 암 및 지지 암은 일체로 형성된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 척추 임플란트 키트는 척추 임플란트 구조 및 수술 도구(operating tool)를 포함한다. 상기 수술 도구는 도구 본체, 고정 슬리브(fixing sleeve), 중앙 로드(central rod), 및 작동 핸들로 구성된다. 상기 도구 본체는 연결 부분과 파지 부분을 갖는다. 상기 연결 부분에는 척추 임플란트 구조와 연결하기 위한 연결 구조가 제공된 꼬리(tail)가 있다. 상기 고정 슬리브는 척추 임플란트 구조의 제1 부분과 제2 부분 사이의 거리를 고정하기 위해 도구 본체 내부에 끼워진다. 상기 중앙 로드는 고정 슬리브 내부에 끼워져 제2 부분과 직접 연결되거나 고정 슬리브를 통해 제2 부분과 연결된다. 상기 작동 핸들은 상기 중앙 로드와 연결되고 회전하여 중앙 로드가 제1 부분의 길이방향으로 이동하도록 구동한다.

본 발명의 상기 및 다른 양상을 이해하기 위해, 본 발명은 이하에 실시예 및 첨부 도면에 의해 예시된다.

도 1a 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예(제1 실시예)에 따른 척추 임플란트 구조의 개략적인 도면이다. 도 1a 및 도 1b는 척추 임플란트 구조가 접힌 것을 보여준다(즉, 그물 모양이 아님). 도 2a 내지 도 2c는 척추 임플란트 구조(즉, 그물 모양이 아님)가 확장되었음을 보여준다. 도 3a 및 도 3b는 척추 임플란트 구조(즉, 그물 모양)가 접힌 것을 보여준다. 도 4A 및 도 4B는 척추 임플란트 구조(즉, 그물 모양)가 확장되었음을 보여준다.
도 5a 내지 도 8b는 본 발명의 다른 실시예(제2 실시예)에 따른 척추 임플란트 구조의 개략적인 도면이다. 도 5a 및 도 5b는 척추 임플란트 구조(즉, 그물 모양이 아님)가 접힌 것을 보여준다. 도 6a 내지 도 6c는 척추 임플란트 구조(즉, 그물 모양이 아님)가 확장되었음을 보여준다. 도 7a 및 도 7b는 척추 임플란트 구조(즉, 그물 모양)가 접힌 것을 보여준다. 도 8a 내지 도 8b는 척추 임플란트 구조(즉, 그물 모양)가 확장되었음을 보여준다.
도 9a 내지 도 15a는 각각 작동 도구의 개략적인 도면이다.
도 16a 내지 도 18b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 척추 임플란트 구조 및 이에 결합된 수술 도구의 개략적인 도면이다.
도 19a 내지 도 20c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 척추 임플란트 구조 및 이에 결합된 수술 도구의 개략적인 도면이다.
도 21a 내지 도 21b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 척추 임플란트 구조의 개략적인 도면이다.
도 22a 내지 도 23b는 본 발명의 또 다른 실시예(제3 실시예)에 따른 척추 임플란트 구조를 나타내는 개략적인 도면이며; 여기서, 도 22a 및 도 22b는 접힌 위치에 있는 척추 임플란트 구조의 측면도 및 단면도를 도시하고, 도 22c는 확장 단부의 측면에서 도 22a의 척추 임플란트 구조의 도면이다.
도 23a 및 도 23b는 확장 위치에서 상기 척추 임플란트 구조를 나타내는 측면도 및 단면도이다.
도 24 및 도 25는 도 23a에 도시된 척추체에 이식된 척추 임플란트 구조(500)의 측면도 및 정면도이다.
도 26a 및 도 26b는 상기 척추 임플란트 구조의 효능 시험 결과를 나타낸 다이어그램이다.
도 26C는 표 1에 열거된 척추체 내의 다양한 위치의 개략도이다.
도 27은 척추 임플란트 구조(500)를 확장하기 위한 상기 수술 도구의 분해도이다.
도 28a 및 도 28b는 척추 임플란트 구조(500) 및 이에 결합된 수술 도구의 개략도이다.
도 29는 척추 임플란트 구조(500)를 고정하기 위한 고정 스크류 배럴(fixing screw barrel)(520) 및 고정 슬리브(fixed sleeve)(620)의 분해도이다.
도 30은 고정 스크류 배럴(520) 및 이에 결합된 고정 슬리브(620)를 도구 본체(610)에 적용한 개략도이다.
도 31은 척추 임플란트 구조(500)의 바디(510)에 어셈블리 된 고정 스크류 배럴(520)의 개략도이다.
도 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a, 7a, 8a, 9a, 10a, 11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a, 17a, 18a, 19a, 20a는 측면도이다. 도 1b, 2b, 3b, 4b, 5b, 6b, 7b, 8b, 9b, 10b, 11b, 12b, 13b, 14b, 16b, 17b, 18b, 19b, 20b는 단면도이다. 도 2c, 6c, 10c, 16c, 17c, 19c, 20c는 정면도 또는 부분 확대도이다.
본 발명의 구성 요소의 형상 및 상대적 위치를 설명하기 위한 예시적인 목적에 불과한 전술 한 다이어그램은 축척(scale)으로 그려지지 않았다.
제도 소프트웨어의 한계로 인해, 예를 들어 앵커 A 또는 접점을 나타내는 마크가 상기 다이어그램에 표시될 수 있지만, 앵커 A 또는 접점은 필수가 아니라 선택 사항이다.

본 발명은 척추 임플란트 구조 및 수술 도구를 포함하는 척추 임플란트 키트(spinal implant kit)를 제공한다. 상기 척추 임플란트 구조는 금속 또는 생체적합성 고분자(biocompatible polymer)로 만들어진다. 상기 금속은 티타늄 합금을 포함하는 반면, 상기 생체적합성 고분자는 폴리(에테르-에테르-케톤)(PEEK) 및 그 유도체를 포함한다. PEEK와 해면골(cancellous bone)은 경도가 동일하다. 또한, 본 발명의 척추 임플란트 키트에는 피질 골(cortical bone)만큼 딱딱한 탄소 섬유 강화 PEEK를 적용할 수 있다. 그러나, 본 발명은 본 발명의 척추 임플란트 키트가 구성되는 재료를 제한하지 않으므로, 본 발명의 척추 임플란트 키트는 다른 생체적합성 재료로도 제조될 수 있다.

<척추 임플란트 구조>

도 1a 내지 도 8c는 본 발명의 척추 임플란트 구조의 2개의 상이한 실시예를 도시한다. 도 1a 내지 도 4b는 본 발명의 제1 실시예의 척추 임플란트 구조(100)를 도시한다. 도 5a 내지 도 8c는 본 발명의 제2 실시예의 척추 임플란트 구조(200)를 도시한다.

제1 실시예

네팅(netting) 되지 않은 척추 임플란트 구조(100)는 도 1a 내지 도 2c에 도시되어 있다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 접힌 척추 임플란트 구조(100)의 측면도 및 단면도가 각각 도시되어 있다. 도 2a 내지 도 2c는 각각의 확장된 척추 임플란트 구조(100)의 측면도, 단면도 및 정면도이다. 도 1a, 1b, 2a, 2b를 참조하면, 척추 임플란트 구조(100)는 바디(110) 및 고정 스크류 배럴(120)을 포함한다. 척추 임플란트 구조(100)를 접으면, 바디(110)는 중공 원통이 되고, 고정 스크류 배럴(120) 또한 중공 원통이 된다. 척추 임플란트 구조(100)는 확장 단부(101) (좌측 단부) 및 고정 단부(102) (우측 단부)를 갖는다. 확장 단부(101)는 수술 도구(도 1a 및 도 2a 참조)로 확장되고, 확장 정도는 필요에 따라 조정될 수 있다.

바디(Body)

척추 임플란트 구조(100)의 바디(110)는 제1 부분(111), 제2 부분(112), 확장 암(expansion arm)(113) 및 지지 암(support arm)(114)을 포함하고, 상기 4개의 부분이 일체로 형성된다. 제1 부분(111) 및 상기 제2 부분(112)은 둘 다 중공-코어 실린더(hollow-cored cylinders)이다. 분리되어 중첩(결합)되지 않는 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 동일한 수평축(X 축, 도 1b)을 따라 배열된다. 즉, 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 바디(110)에서 분리된 2개의 작은 독립 튜브(제1 튜브(111) 및 제2 튜브(112)라고도 함)이며, 상기 두 부분은 확장 암(113)과 지지 암(114)에 의해 연결된다. 제1 부분(111)은 고정 스크류 배럴(120)을 포함한다. 제2 부분(112)은 고정 부품 및 네팅(netting)(후술 됨)을 포함한다. 제1 부분(111)은 제2 부분(112) 보다 약간 더 큰 내경 및 제2 부분(112)의 길이보다 약간 더 긴 길이를 갖는다. 척추 임플란트 구조(100)의 확장 정도는 제1 부분(111)과 제2 부분(112) 사이의 거리를 조절함으로써 변경될 수 있다. 이 실시예에서, 제1 부분(111)과 제2 부분(112)이 가까워지고 이로써 수평축(X 축)을 따라서 그 사이의 거리가 감소함에 따라, 척추 임플란트 구조(100)의 확장 정도는 증가한다. 따라서, 척추 임플란트 구조(100)가 확장되기 위해서는 제2 부분(112)을 제1 부분(111)에 더 가깝게(즉, 우측으로) 끌어당기려면 수술 도구(후술할, 중앙 로드(central rod))가 필요하다.

확장 암(113)의 굽힘은 척추 임플란트 구조(100)를 확장할 수 있게 한다. 확장 암(113)의 일 단(113a)(제1 단부)는 제1 부분(111)과 연결되고 제1 부분(111)으로부터 외측으로 연장된다. 확장 암(113)의 타 단(113b)(제2 단부)는 다른 구성 요소와 연결되지 않는 자유 단부이다. 확장 암(113)과 제1 부분(111)의 접합부(113c)에는 응력 약화부(stress weakening portion)(약화된 부분)가 정의된다. 예를 들어, 상기 응력 약화부는 상기 응력 약화부(약화된 부분)이 주변보다 약하도록 얇게 또는 속이 비어 있다. 힘이 가해지면, 확장 암(113)이 응력 약화부에서 바깥쪽으로 구부러져 확장이 이루어진다. 상기 응력 약화부는 골(valley), 오목(concave), V-, U-자 형상을 가질 수 있는 노치(notch)이다. 확장 암(113)과 제1 부분(111)의 연장선 사이에는 90도 보다 작은 끼인 각도(θ)(도 2b에 도시됨)가 형성된다. 끼인 각도(θ)는 척추 임플란트 구조(100)의 확장 정도를 나타낸다. 끼인 각도(θ)는 척추 임플란트 구조(100)가 접힐 때 0도와 같다 (도 1a 및 도 1b). 끼인 각도(θ)는 척추 임플란트 구조(100)가 확장되었을 때 0도 보다 크지만 90도 보다 작다(도 2a 및 도 2b). 확장 암(113)은 하나 이상의 개수이다. 확장 암(113)이 2개 이상인 경우, 제1 부분(111)에 연결된 확장 암(113)은 균등하게 이격 된다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 이 실시예에서, 척추 임플란트 구조(100)는 120도만큼 이격 된 3개의 확장 암(113)을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 확장 암은 2개 (따라서 180도로 이격 됨), 4개 (따라서 90도로 이격 됨) 이상이다. 상기 확장 암이 더 많이 제공될수록 확장을 수행하는 데 필요한 힘의 분포가 더 균일 해지고, 각각의 확장 암이 작아지고 제품 정밀도에 대한 요구 사항이 더 엄격 해진다.

확장 암(113)(확장 암 바디)은 내부에 지지 암(114)을 갖는다. 지지 암(114)은 혀(tongue)-형상이고 확장 암(113)으로부터 분리된 것으로 간주될 수 있다; 즉, 지지 암(114)과 확장 암(113)이 일체로 형성된다. 또는, 확장 암(113) 및 지지 암(114)은 모두 바디(110)로부터 분리된 것으로 간주될 수 있다. 지지 암(114)과 확장 암(113)이 일체로 형성되어 바디(110)로부터 분리되면, 척추 임플란트 구조(100)의 제조 공정이 더욱 단순화될 수 있다. 지지 암(114)의 일 단(114a)(제1 단부)는 확장 암(113)의 내측에 연결될 뿐만 아니라, 확장 암(113)에도 제1 부분(111)에 근접하게 위치하도록 연결된다. 지지 암(114)의 타 단(114b)(제2 단부)는 제1 부분(111)에 근접하게 위치되는 방식으로 제2 부분(112)에 연결된다. 적어도 하나의 응력 약화부(약화된 부분)이 지지 암(114)에서 정의된다. 본 실시예는 지지 암(114)과 확장 암(113)의 접합부(114c) 및 지지 암(114)과 제2 부분(112)의 접합부(114d)에 각각 위치된 2개의 응력 약화부로 예시된다. 제1 부분(111)과 제2 부분(112) 사이의 거리가 감소함에 따라, 지지 암(114)은 힘에 의해 응력 약화부에서 구부러진다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 응력 약화부(114c)에서, 상기 지지 암은 척추 임플란트 구조(100)의 내측을 향해 구부러지고, 반면에, 응력 약화부(114d)에서, 지지 암(114)은 척추 임플란트 구조(100)의 외측을 향해 구부러지고, 이에 의해 확장 암(113)이 척추 임플란트 구조(100)의 외측을 향해 구부러지도록 구동함으로써 척추 임플란트 구조(100)가 확장될 수 있도록 사이 각(θ)을 증가시킨다. 상기 응력 약화부는 예를 들어 얇게 만들어 지거나 속이 비어 있어 응력 약화부가 주변보다 약해진다; 따라서, 지지 암(114)이 가해진 힘을 받을 때, 결과적 응력은 응력 약화부에 집중되어 지지 암(114)의 구조적 변형(즉, 지지 암(114)의 굽힘)을 유발한다. 척추 임플란트 구조(100)의 확장 과정에서, 제1 부분(111)과 제2 부분(112) 사이의 거리는 두 부분이 만날 때까지 감소한다. 그러나, 제1 부분(111)과 제2 부분(112)은 서로 겹치거나 맞물리지 않는다.

척추 임플란트 구조(100)의 바디(110)는 바람직하게는 예를 들어 성형, 선반, 밀링, 방전 가공(EDM), 3D 프린팅 또는 프레싱에 의해 일체로 형성되고, 일회성 공정으로 제1 부분(111), 제2 부분(112), 확장 암(113) 및 지지 암(114)을 형성한다.

고정 스크류 배럴

바디(110)와 마찬가지로, 고정 스크류 배럴(fixing screw barrel)(120)은 중공-실린더이다. 고정 스크류 배럴(120)은 척추 임플란트 구조(100)의 확장 완료 시 제1 부분(111)과 제2 부분(112) 사이의 거리를 고정한다. 고정 스크류 배럴(120)은 제1 부분(111)의 내부에 끼워지도록 제1 부분(111)보다 작은 직경을 갖는다. 고정 스크류 배럴(120)은 제2 부분(112)에 근접한 단부를 가지며, 상기 단부는 돌출부(121)를 갖는다. 돌출부(121)의 직경은 제2 부분(112)의 내경과 실질적으로 동일하다. 돌출부(121)의 외면은 제1 외부 나사산(121a)을 갖는다. 제1 외부 나사산(121a)은 제2 부분(112)의 내부 표면에 배치된 제1 내부 나사산(112a)과 일치하고; 따라서, 돌출부(121)는 제2 부분(112)에 고정되도록 회전 및 삽입될 수 있고, 고정 스크류 배럴(120)이 제2 부분(112)과 인접하게 연결되도록 한다. 고정 스크류 배럴(120)의 내면에는 제2 내부 나사산(120a)이 배치된다. 제2 내부 나사산(120a)은 조작 공구의 중앙로드의 외부 나사산(후술 됨)과 매칭된다. 상기 중앙로드를 회전시켜 고정 스크류 배럴에 삽입한 후, 사용자는 중앙로드를 당겨 고정 스크류 배럴(120)과 제2 부분(112)을 움직여 제2 부분(112)이 제1 부분(111)에 가까워 지도록 하여, 척추 임플란트 구조(100)의 확장을 촉진할 수 있다.

도 1b를 참조하면, 척추 임플란트 구조(100)가 접힐 때, 고정 스크류 배럴(120)의 꼬리(우측 단부)가 제1 부분(111)에 포함된다. 도 2b를 참조하면, 척추 임플란트 구조(100)가 확장된 경우, 제2 부분(112)은 제1 부분(111)을 향해 이동하고, 고정 스크류 배럴(120)의 꼬리는 제1 부분(111)으로부터 돌출된다. 고정 스크류 배럴(120)이 제2 부분(112)으로 이동하는 것을 방지하기 위해 고정 스크류 배럴(120)의 꼬리의 돌출된 부분 주위에 또 다른 스크류 너트(도시되지 않음, 작동 도구에서 파생 됨)가 끼워지고, 이에 의해 제1 부분(111)과 제2 부분(112) 사이의 거리가 고정된다. 다른 나사 너트 내부에 고정 스크류 배럴(120)을 끼우기 위해, 고정 스크류 배럴(120)의 외부 표면(꼬리(tail))의 일부에 외부 나사산이 배치된다.

고정 스크류 배럴(120)의 벽은 하나 또는 둘 이상의 관통 구멍(122)을 가지며, 이에 따라 뼈 시멘트 관류 단계(후술 됨)에서 뼈 시멘트(bone cement)가 척추체로 유입된다.

척추 임플란트 구조(100)가 확장 위치에 있을 때(도 2A), 접었을 때 보다 내부 부피가 더 크기 때문에(도 1A), 손상/축소된 척추체를 지지하고 복원할 수 있다; 또한, 척추 임플란트 구조(100)에 다량의 뼈 시멘트를 채워 지지체를 보강할 수 있다.

네팅(Netting)

도 3a 내지 도 4b는 척추 임플란트 구조(100)가 그 위에 장착된 네팅(netting)(130)을 갖는 것을 도시한다. 도 3a 및 도 3b는 척추 임플란트 구조(100)가 접힌 것을 도시한다. 도 4a 및 도 4b는 척추 임플란트 구조(100)가 확장되었음을 보여준다. 네팅(130)은 척추 임플란트 구조(100)로 관류 되는 뼈 시멘트의 유동 범위를 제한하여 뼈 시멘트가 척추체로부터 유출되는 것을 방지하고, 척추 임플란트 구조(100)가 균일하게 확장되도록 하고, 척추체를 강화시킨다.

네팅(130)은 중공 형상이고 원통형이다. 네팅(130)은 척추 임플란트 구조(100)의 확장 암(expansion arm)(113) 주위에 끼워지고 척추 임플란트 구조(100)의 확장의 결과로 펼쳐질 수 있다(도 4b). 네팅(130)의 두 단부의 개구는 크기가 다르다. 더 큰 개구를 갖는 단부의 측벽은 적어도 하나의 결합 구멍(131)을 갖는다. 상기 단부는 확장 암(113)의 제1 부분-대향 단부와 결합된다. 네팅(130)의 타단은 더 작은 직경의 고정 구멍(132)을 갖는다(도 4a). 척추 임플란트 구조(100)가 접힐 때(도 3b), 네팅(130)의 일단은 결합 구멍(131)을 통해 확장 암(113)에 고정되고, 그물망(130)의 타단은 구부러져 척추 임플란트 구조(100)에 삽입되고, 결과적으로 고정 부품(140)은 고정 구멍(132)을 통해 제2 부분(112)에 고정된다. 고정 부품(140)은 예를 들어 나사산이 회전하여 제2 부분(112)에 삽입될 수 있는 스크류이다. 상기 스크류 헤드의 외경은 네팅(130)의 고정 구멍(132)의 직경보다 약간 크다. 따라서, 네팅(130)은 스크류의 헤드와 나사산 사이에 고정된다; 즉, 네팅(130)은 고정 부품(140)과 제2 부분(112)의 접합부에 제자리에 고정된다. 이 실시예에서, 네팅(130)은 고정 부품(140)과 제2 부분(112) 사이에 분리 가능하게 결합된다; 따라서 척추 임플란트 구조(100)가 확장될 때(도 4a, 4b), 즉, 제2 부분(112)이 당기는 힘에 의해 제1 부분(111)를 향해 이동하면, 당기는 힘에 의해 네팅(130)이 고정 부품(140)으로부터 분리되고, 이에 의해 척추 임플란트 구조(100)의 확장의 결과로서 네팅(130)이 펼쳐질 수 있다. 고정 부품(140)에서 네팅(130)을 분리하는 방법에는 여러 가지가 있으며, 고정 부품(140)의 스크류 헤드를 고정 구멍(132)보다 약간 크게 하고 리드 각(lead angle)으로 정의하거나 고정 구멍(132)에 여러 개의 노치(notch)를 제공하는 단계를 포함하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 따라서, 제2 부분(112)이 당기는 힘에 의해 제1 부분(111)쪽으로 이동하면, 네팅(130)은 반대로 당기는 힘에 의해 고정 부품(140)으로 부터 쉽게 분리될 수 있다.

제2 실시예

도 5a 내지 도 6c는 척추 임플란트 구조(200)가 네팅 되지 않음을 보여준다. 제2 실시예의 척추 임플란트 구조(200)는 대부분의 기술적 특징에 있어서 제1 실시예의 척추 임플란트 구조(100)와 동일하다. 간결함을 위해, 동일한 기술적 특징은 본원에서 설명되지 않는다.

도 5a 및 도 5b는 각각 접힌 척추 임플란트 구조(200)의 측면도 및 횡단면도이다. 도 6a 내지 도 6c는 각각 확장된 척추 임플란트 구조(200)의 측면도, 단면도 및 정면도이다. 도 5a, 5b, 6a, 6b를 참조하면, 척추 임플란트 구조(200)는 바디(210) 및 고정 스크류 배럴(220)을 포함한다. 척추 임플란트 구조(200)가 접힐 때, 바디(210)는 중공 원통이고, 고정 스크류 배럴(220)도 중공 원통이다. 척추 임플란트 구조(200)는 확장 단부(201)(좌측 단부) 및 고정 단부(202)(우측 단부)를 갖는다. 확장 단부(201)는 작동 도구(도 5a 및 도 6a에 도시 됨)로 확장되고, 확장 정도는 필요에 따라 조정될 수 있다.

바디(Body)

척추 임플란트 구조(200)의 바디(210)는 제1 부분(211), 제2 부분(212), 확장 암(213) 및 지지 벽(214)을 포함하고, 4개의 부분이 일체로 형성된다. 제1 부분(211) 및 제2 부분(212)은 모두 중공-코어 실린더이다. 분리되어 중첩되지 않는 제1 부분(211)과 제2 부분(212)은 동일한 가로축(X 축)을 따라 배열된다. 즉, 제1 부분(211)과 제2 부분(212)은 바디(210)로부터 분리된 두 개의 작은 독립된 튜브로 간주될 수 있으며, 두 부분은 확장 암(213)과 지지 암(214)에 의해 연결된다. 제1 부분(211)은 고정 스크류 배럴(220)을 포함한다. 제2 부분(212)은 네팅(230) 및 고정 부품(240)을 포함한다(도 6a 내지 도 8b). 제1 부분(211)은 제2 부분(212)의 내경보다 약간 더 큰 내경을 갖는다. 척추 임플란트 구조(200)가 접힐 때, 제1 부분(211)과 제2 부분(212) 사이의 거리가 매우 짧거나 두 부분이 서로 만나기도 한다. 척추 임플란트 구조(200)의 확장 정도는 제1 부분(211)과 제2 부분(212) 사이의 거리를 조절함으로써 변경될 수 있다. 제1 부분(211)과 제2 부분(212)이 서로 멀어 질 때, 즉 가로축(X 축)을 따라 제1 부분(211)과 제2 부분(212) 사이의 거리가 멀어지면 팽창도가 증가한다는 점에서, 제2 실시예는 제1 실시예와 다르다. 이를 고려하여, 척추 임플란트 구조(200)를 확장하기 위해, 제2 부분(212)을 확장 단부(201)쪽으로(즉, 좌측으로) 이동시키기 위해서는 수술 도구(후술되는 중앙로드)가 필요하다.

척추 임플란트 구조(200)는 확장 암(213)의 굽힘으로 인해 확장된다. 확장 암(213)은 제1 부분(211)과 연결되고 제1 부분(211)으로부터 외측으로 연장되는 단부(213a)(제1 단부)를 갖는다. 확장 암(213)의 다른 단부(213b)(제2 단부)는 다른 구성 요소와 연결되지 않는 자유 단부이다. 팽창 암(213)과 제1 부분(211)의 접합부(213c)에는 응력 약화부(약화된 부분)가 정의된다. 예를 들어, 응력 약화부는 응력 약화부(약화된 부분)가 주변보다 약하도록 얇게 만들어 지거나 속이 비어 있다. 힘이 가해지면, 확장 암(213)이 응력 약화부에서 바깥쪽으로 구부러져 확장이 이루어진다. 확장 암(213)과 제1 부분(211)의 연장선 사이에는 90도 보다 작은 끼인 각도(θ)(도 6b)가 형성된다. 끼인 각도(θ)는 척추 임플란트 구조(200)의 확장 정도를 나타낸다. 척추 임플란트 구조(200)가 접힐 때 끼인 각도(θ)는 0도이다(도 5a 및 도 5b). 끼인 각도(θ)는 척추 임플란트 구조(200)가 확장되었을 때 0도 보다 크지만 90도 보다 작다(도 6a 및 도 6b). 확장 암(213)은 하나 이상의 개수이다. 확장 암(213)이 2개 이상이면, 제1 부분(211)에 연결된 확장 암(213)은 균등하게 이격 된다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 척추 임플란트 구조(200)는 120도만큼 이격 된 3개의 확장 암(213)을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 확장 암은 2개 (따라서 180도 이격 됨), 4개 (따라서 90도 이격 됨) 이상이다. 상기 확장 암이 더 많이 제공될수록 확장을 수행하는 데 필요한 힘의 분포가 더 균일 해지고, 각 확장 암이 작을수록 제품 정밀도에 대한 요구 사항이 더 엄격 해진다.

확장 암(213)은 내부에 지지 암(214)을 갖는다. 지지 암(214)은 혀(tongue) 모양이며 확장 암(213)으로 부터 분리되어 형성된 것으로 간주될 수 있다; 즉, 지지 암(214)과 확장 암(213)은 일체로 형성된다. 한편, 확장 암(213)과 지지 암(214)은 모두 바디(210)로부터 분리된 것으로 간주될 수 있다. 지지 암(214)의 단부(214a)(제1 단부)는 확장 암(213)의 내측에 연결될 뿐만 아니라 자유 단부(213b)에 근접하게 위치하도록 확장 암(213)에 연결된다. 지지 암(214)의 타단(214b)(제2 단부)은 제1 부분(211)에 대해 원위에 위치하는 방식으로 제2 부분(112)에 연결된다. 적어도 하나의 응력 약화부(약화된 영역)가 지지 암(214)에서 정의된다. 본 실시예는 지지 암(214)과 확장 암(213)의 접합부(214c) 및 지지 암(214) 및 제2 부분(212)의 접합부(214d)에 각각 위치하는 두 개의 응력 약화부에 의해 예시된다. 제1 부분(211)과 제2 부분(212) 사이의 거리가 증가함에 따라, 지지 암(214)은 힘을 받는 응력 약화부에서 구부러진다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 응력 약화부(214c)에서, 지지 암(214)은 척추 임플란트 구조(200)의 내측을 향해 구부러지고, 반면, 응력 약화부(214d)에서, 지지 암(214)은 척추 임플란트 구조(200)의 외측을 향해 구부러지고, 이에 의해 확장 암(213)이 척추 임플란트 구조(200)의 외측을 향해 구부러지도록 구동함으로써 척추 임플란트 구조(200)가 확장되도록 끼인 각도(θ)를 증가시킨다. 상기 응력 약화부는, 예를 들어 얇게 만들어 지거나 속이 비어 있어 응력 약화 부분이 주변보다 약해진다; 따라서, 지지 암(214)에 적용되는 힘이 가해질 때, 결과적 응력은 응력 약화부에 집중되고, 이에 의해 지지 암(214)의 구조적 변형(즉, 지지 암(214)의 굽힘)을 야기한다.

바디의 파생 디자인

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 척추 임플란트 구조(400)를 예시하는 도 21a 및 도 21b를 참조한다. 척추 임플란트 구조(400)와 전술 한 척추 임플란트 구조(200)의 차이점은 고정 단부(402)의 디자인에 있다. 도 21a에 도시된 바와 같이, 결합 위치 결정 블록(403)(척추 임플란트 구조(200)에서와 동일한 디자인)은 척추 임플란트 구조(400)의 고정 단부(402)(왼쪽 단부)에 제공되고, 아래에서 설명되는 수술 도구와 결합하는 데 사용된다. 척추 임플란트 구조(400)와 결합하기 위해 수술 도구의 결합 단부에 대응하는 결합 슬롯(engaging slot)이 제공된다. 연장 리브(extension rib)(404)가 또한 척추 임플란트 구조(400) 상에 제공되고 결합 위치 결정 블록(403)으로부터 척추 임플란트 구조(400)의 내측을 향해(즉, 확장 암(413)을 향해) 연장된다. 연장 리브(404)는 척추 임플란트 구조(400)의 제1 부분(411)의 강도를 향상시키기 위해 사용되어, 임플란트 과정 동안 구조적 왜곡 또는 골절을 피할 수 있다. 또한, 도 21b에 도시 된 바와 같이, 결합 위치 결정 블록(403)은 척추 임플란트 구조(400)의 외측(좌측)을 향해 약간 더 연장될 수 있고 척추 임플란트 구조(400)의 고정 단부(402)로부터 연장되는 여분의 외부 돌출 블록(403A)을 가질 수 있다. 척추 임플란트 구조(400)이 외부 돌출 블록(403A)을 포함하는 경우, 이는 대응하는 슬롯 또는 리세스(recess) 구조를 갖는(후술되는 바와 같이) 수술 도구와 보다 안정적으로 연결되거나 결합될 수 있으며, 이식 과정에서 슬라이딩 또는 변위의 발생이 감소될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 리세스(405)는 척추 임플란트 구조(400)의 바디(410)의 내측에 배열될 수 있다. 리세스(405)는 바디(410)의 외부와 연결되며, 제1 부분(411)의 가로 방향(X 축)으로 개구부를 갖는다. 리세스(405)는 긴 오목한 슬롯 또는 홈일 수 있고, 리세스(405)는 하나의 개방 단부와 다른 폐쇄 단부를 갖기 때문에, 보조 도구(길고 가는 막대 또는 바늘과 같은)를 사용하여 바디(410)의 외부로부터 리세스(405)에 도달하여 리세스(405)를 눌러 힘을 더 가할 수 있다. 이와 같이, 수술 도구를 뺄 때 척추 임플란트 구조(400)의 변위를 일으키지 않고 그에 가해지는 힘을 증가시킬 수 있으며, 따라서 이식 과정 중 수술 도구의 철회를 방해하는 왜곡 문제를 해결한다.

고정 스크류 배럴

바디(210)와 같이, 고정 스크류 배럴(fixing screw barrel)(220)은 중공 실린더이다. 고정 스크류 배럴(120)은 척추 임플란트 구조(200)의 확장 완료 시 제1 부분(211)과 제2 부분(212) 사이의 거리를 고정한다. 상기 고정 스크류 배럴(220)은 제1 부분(211)보다 작은 지름을 가지므로 제1 부분(211)에 끼워진다. 고정 스크류 배럴(220)의 외면에는 제3 외부 나사산이 배치된다. 상기 제3 외부 나사산은 제1 부분(211)의 내부 표면에 배치된 제3 내부 나사산과 일치한다. 따라서, 고정 스크류 배럴(220)은 제1 부분(211)에 회전 삽입되어, 상기 나사산에 의해 전후로 조절 가능하게 이동되어 제자리에 고정될 수 있다. 고정 스크류 배럴(220)의 위치를 조절할 수 있기 때문에, 고정 스크류 배럴(220)의 앞 단부는 제2 부분(212)이 제자리에 고정되도록 제2 부분(212)과 인접하게 연결될 수 있고, 이에 의해 제1 부분(211)과 제2 부분(212) 사이의 거리를 고정한다. 고정 스크류 배럴(220)은 나사산에 의해 전후로 조절 가능하게 움직여 토크를 발생시킨다. 결과적으로, 척추 임플란트 구조(200)는 작동 시 고정 스크류 배럴(220)이 제2 부분(212)을 이동시킬 필요가 없고; 대신에, 수술 도구의 중앙로드(후술 됨)는 제2 부분(212)을 제1 부분(211)으로부터 수평으로 멀어지게 이동시켜 척추 임플란트 구조(200)의 확장에 영향을 미치며, 그 다음 고정 스크류 배럴(220)이 전방으로 이동하여 제2 부분(212)과 인접하게 연결됨으로써 제2 부분(212)을 제자리에 고정시킨다.

도 5b를 참조하면, 척추 임플란트 구조(200)가 접히면, 고정 스크류 배럴(220)의 꼬리가 제1 부분(211)에서 약간 돌출된다. 도 6b를 참조하면, 척추 임플란트 구조(200)가 확장 된 경우, 제2 부분(212)은 제1 부분(211)과 분리되어 고정 스크류 배럴(220)의 꼬리가 제1 부분(211)에 완전히 들어가도록 하고, 고정 스크류 배럴(220)의 선단이 제2 부분(211)과 인접하게 연결되도록 하며, 이에 의해 제1 부분(211)과 제2 부분(212) 사이의 거리를 고정한다.

고정 스크류 배럴(220)의 벽에는 뼈 시멘트(bone cement) 관류 단계(후술 됨)에서 뼈 시멘트가 척추체로 들어가는 하나 또는 둘 이상의 관통 구멍(222)이 있다.

네팅

도 7a 내지 도 8b는 척추 임플란트 구조(200)가 그 위에 장착된 네팅(230)을 갖는 것을 도시한다. 도 7a 및 도 7b는 척추 임플란트 구조(200)가 접힌 것을 도시한다. 도 8a 및 도 8b는 척추 임플란트 구조(200)가 확장되었음을 도시한다. 네팅(230)은 척추 임플란트 구조(200) 내로 관류 되는 뼈 시멘트의 유동 범위를 제한하여, 상기 뼈 시멘트가 척추체로부터 유출되는 것을 방지하고, 척추 임플란트 구조(200)가 균일하게 확장되도록 하며, 척추체를 보강한다.

네팅(230)은 중공 형상이며 원통형이다. 네팅(230)은 척추 임플란트 구조(200)의 확장 암(213) 주위에 끼워지고 척추 임플란트 구조(200)의 확장의 결과로서 펼쳐질 수 있다(도 8b). 네팅(230)의 두 단부에서의 개구는 크기가 다르다. 더 큰 개구를 갖는 단부의 측벽은 적어도 하나의 결합 구멍(231)을 갖는다. 상기 단부는 확장 암(213)의 제1 부분-대향 단부와 결합된다. 네팅(230)의 타단은 더 작은 직경의 고정 구멍(232)을 갖는다(도 8a). 척추 임플란트 구조(200)가 접힐 때(도 7b), 네팅(230)의 일단은 결합 구멍(231)을 통해 확장 암(213)에 고정되고, 네팅(230)의 타단은 구부러져 척추 임플란트 구조(200)에 삽입되고, 그 결과 고정 부품(240)은 고정 구멍(232)을 통해 제2 부분(212)에 고정된다. 고정 부품(240)은 예를 들어 나사산이 회전하여 제2 부분(212)에 삽입될 수 있는 스크류이다. 상기 스크류 헤드의 외경은 네팅(230)의 고정 구멍(232)의 직경보다 약간 크다. 따라서, 네팅(230)은 스크류의 헤드와 나사산 사이에 고정된다; 즉, 네팅(230)은 고정 부품(240)과 제2 부분(212)의 접합부에 제자리에 고정된다. 제2 실시예는 척추 임플란트 구조(200)의 네팅(230)이 분리되지 않고 고정 부품(240)과 제2 부분(212) 사이에 꾸준히 결합된다는 점에서 제1 실시예와 다르고, 따라서 척추 임플란트 구조(200)가 확장되면(도 8a, 8b), 즉, 제2 부분(212)이 미는 힘에 의해 확장 단부(101)를 향해 이동하여 제1 부분(211)에서 멀어지면, 척추 임플란트 구조(200)의 확장에 의해 네팅(230)이 펼쳐진다.

<수술 도구>

본 발명의 척추 임플란트 구조는 이식, 확장 및 뼈 시멘트 관류와 같은 정밀한 작업을 수행하기 위해 수술 도구와 함께 작동한다. 본 발명의 수술 도구의 실시예는 도 9a 내지 도 20c에 의해 예시된다. 도 9a 내지 도 15a는 수술 도구의 개략도이다. 도 16a 내지 도 18b는 제1 실시예에 따른 수술 도구 및 그에 결합된 척추 임플란트 구조의 개략도이다. 도 19a 내지 도 20c는 제2 실시예에 따른 수술 도구 및 이에 결합된 척추 임플란트 구조의 개략도이다. 도 9a 내지 도 15a는 수술 도구가 척추 임플란트 구조(100)와 연결되지만, 수술 도구는 또한 부분적으로 또는 전체적으로 척추 임플란트 구조(200)에 적용될 수 있음을 보여준다. 당업자는 본 발명의 작동 도구가 구조와 모양이 약간 다르지만, 척추 임플란트 구조(100) 또는 척추 임플란트 구조(200)에 적용되는지에 따라, 작동 도구의 구조 및 모양의 변화는 본 발명에 따라 개시된 작동 개념 및 관계에 따라 설계되므로 본 발명의 범위에 속한다.

도 9a 내지 도 15a를 참조하면, 본 발명의 수술 도구는 도구 바디(310), 고정 (스크류 배럴/스크류 너트) 슬리브(320), 중앙로드(330), 작동 핸들(340), 컨버터(converter)(350), 뼈 시멘트 관류 슬리브(360) 및 뼈 시멘트 배출기(bone cement ejector)(370)를 포함한다. 도구 바디(310), 고정 (스크류 배럴/스크류 너트) 슬리브(320), 중앙로드(330), 작동 핸들(340) 및 컨버터(350)는 함께 척추 임플란트 구조가 확장되는 수술 도구를 구성한다 (도 16a 내지 도 17c는 척추 임플란트 구조(100)가 어떻게 접히고/확장되는지를 도시하고; 도 19a 내지 도 20c는 척추 임플란트 구조(200)가 어떻게 접히고/확장되는지를 도시한다). 도구 바디(310), 고정 (스크류 배럴/스크류 너트) 슬리브(320), 뼈 시멘트 관류 슬리브(360) 및 뼈 시멘트 배출기(370)는 함께 척추 임플란트 구조(100)의 확장 완료 시 뼈 시멘트를 관류하기 위한 도구를 구성한다(도 18a 및 도 18b).

도구 바디

도 9a 및 9b를 참조하면, 도구 바디(tool body)(310)는 수술 도구의 캐리어/커넥터 역할을 하며 척추 임플란트 구조(100)와 연결된다. 도구 바디(310)는 연결 부분(311) 및 파지 부분(312)을 포함한다. 연결부(311)는 중공 형상 파이프이고 꼬리(tail)(311a)를 갖는다. 꼬리(311a)는 척추 임플란트 구조(100)에 연결되어 일체로 고정될 수 있는 접합 구조를 갖는다. 이 실시예는 나사산 고정에 의해 예시된다. 도구 바디(310)와 척추 임플란트 구조(100)를 함께 결합하는 방법은 결합 및 나사산 고정을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다; 따라서, 어떠한 접합 기술도 본 발명에 적용될 수 있으며, 접합 기술이 도구 바디(310)와 척추 임플란트 구조(100)가 견고하게 연결되고 쉽게 분리될 수 있도록 한다. 파지부(312)는 예를 들어, 사용자가 파지하거나 다른 테이블/지지대에 배치하여 키트를 제자리에 고정시키는 핸들이다.

고정 (스크류 배럴 / 스크류 너트) 슬리브

도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 도 10a 및 도 10b는 척추 임플란트 구조(100)와 함께 작동하는 고정 (스크류 배럴/스크류 너트) 슬리브(320)를 도시하고, 도 10c는 척추 임플란트 구조(200)와 함께 작동하는 고정 (스크류 배럴/스크류 너트) 슬리브(320)를 도시한다. 고정 (스크류 배럴/스크류 너트) 슬리브(320)는 도구 바디(310) 내부에 끼우기 위한 중공 코어 파이프(hollow-cored pipe)이다. 예를 들어, 고정 (스크류 배럴/스크류 너트) 슬리브(320)는 고정 스크류 배럴/스크류 너트(321) 및 슬리브(322)를 포함한다. 회전 시 고정 스크류 배럴/스크류 너트(321)는 슬리브(322)로부터 분리되어 척추 임플란트 구조(100)에 머물도록 특별히 설계되고 (예를 들어, 벽에 개구부(323)가 있음), 슬리브(322)는 척추 임플란트 구조(100)에서 분리될 수 있다. 도 10a를 참조하면, 고정 스크류 너트(321)는 고정 (스크류 배럴/스크류 너트) 슬리브(320)로부터 분리되어 제1 실시예에서 척추 임플란트 구조(100)의 스크류 너트(즉, 전술 한 도 1b에 도시된 바와 같이, 고정 스크류 배럴(120)의 돌출 부분 주위에 끼워지는 스크류 너트)가 된다. 도 10c를 참조하면, 고정 스크류 배럴(321)은 고정 (스크류 배럴/스크류 너트) 슬리브(320)로부터 분리되어 제2 실시예에서 척추 임플란트 구조(200)의 고정 스크류 배럴(220)(도 5b)이 된다. 고정 (스크류 배럴/스크류 너트) 슬리브(320)에서 분리된 고정(스크류 배럴/스크류 너트)(321)는 척추 임플란트 구조(100, 200)에서 제1 부분(111, 211)과 제2 부분(112, 212)사이의 거리를 고정하도록 구성된다.

중앙로드

도 11a 및 11b를 참조하면, 여기서 도 11a는 척추 임플란트 구조(100)와 함께 사용하기 위한 중앙로드를 도시하고, 도 11b는 척추 임플란트 구조(100)와 함께 사용하기 위해 구성되고 연결 단부(330a)(왼쪽 단부)가 장착된 중앙로드를 도시한다. 중앙로드(330)는 척추 임플란트 구조의 확장을 달성하기 위해 제2 부분을 당기거나 밀기 위한 가느다란 로드(slender rod)이다. 중앙로드(330)의 선단에는 척추 임플란트 구조(100)의 고정 스크류 배럴(120)의 내부 나사산과 일치하는 나사산이 있고; 따라서, 중앙로드(330)의 선단은 고정 스크류 배럴(120)에 삽입 체결되어 고정 스크류 배럴(120)을 통해 척추 임플란트 구조(100)의 제2 부분(112)에 연결될 수 있다(도 1b에 도시 됨). 대안적으로, 나사산은 척추 임플란트 구조(200)의 제2 부분(212)의 내부 나사산과 일치하므로, 척추 임플란트 구조(200)의 제2 부분(212)에 직접 삽입 체결된다(도 5b에 도시 된 바와 같음).

작동 핸들 및 컨버터

도 12a 내지 도 13b를 참조하면, 작동 핸들(340) 및 컨버터(350)는 척추 임플란트 구조(100, 200)가 확장되거나 접히도록 중앙로드(330)를 앞/뒤로 이동하도록 구동한다. 작동 핸들(340)은 레버의 원리에 의해 작동되며, 사용자는 레버의 긴 작용 암(long effort arm)을 사용하여 컨버터(350)에 작은 힘을 가할 수 있다. 컨버터(350)는 사용자가 가한 회전 토크를 수평의 선형적인 미는/당기는 힘으로 변환하여 미는/당기는 힘을 균일하게 할 뿐만 아니라 불필요한 진동을 감소시킨다.

뼈 시멘트 관류 슬리브 및 뼈 시멘트 배출기

도 14a 내지 도 15a를 참조하면, 뼈 시멘트 관류 슬리브(360) 및 뼈 시멘트 배출기(370)는 뼈 시멘트를 관류하도록 구성되며, 그 동작은 도 (19)18B에 도시되어 있고, 이는 그것들의 작동이 뼈 시멘트 관류 슬리브(360)를 고정 스크류 배럴(스크류 너트)(320), 도구 바디(310), 및 척추 임플란트 구조(100)에 직접 삽입하고, 뼈 시멘트 관류 슬리브(360)를 뼈 시멘트로 채우는 것을 수반 함을 보여주며, 마지막으로 뼈 시멘트 이젝터(370)를 사용하여 뼈 시멘트를 척추 임플란트 구조(100) 내로 밀어 넣는다. 따라서, 뼈 시멘트 이젝터(370)의 외경은 뼈 시멘트가 척추 임플란트 구조(100) 내로 밀려 지기 위해 뼈 시멘트 관류 슬리브(360)의 내경과 실질적으로 동일하다.

수술 도구 및 척추 임플란트 구조의 작동

도 16a 내지 도 17c는 수술 도구 및 이에 결합된 척추 임플란트 구조(100)의 개략도이다. 도 16a 내지 도 16c는 수술 도구 및 이에 결합되고 접힌 척추 임플란트 구조(100)의 개략도이다. 도 17a 내지 도 17c는 수술 도구 및 이에 결합되고 확장된 척추 임플란트 구조(100)의 개략도이다. 도 16c 및 도 17c는 수술 도구와 척추 임플란트 구조의 접합부의 부분 확대도이다.

도 16c를 참조하면, 도구 바디(310)의 연결부(311)의 꼬리(311a)가 척추 임플란트 구조(100)의 제1 부분(111)에 결합되는 방식으로 작동된다. 도 16c는 나사산 접합으로써 예시된다. 중앙로드(330)(도 11a)는 회전되어 고정 스크류 배럴(120)에 삽입된다. 그러면, 작동 핸들(340)과 컨버터(350)(도 17a, 17b)가 회전되어 중앙로드(330)가 뒤로 당겨져 척추 임플란트 구조(100)의 확장이 이루어진다. 도 17c를 참조하여, 척추 임플란트 구조(100)의 확장이 완료되면, 고정 스크류 배럴(120)은 도구 바디(310)의 연결부(311)를 작동시키는 데 도움이 되는 위치에 있고; 이때, 사용자는 수술 도구의 고정 스크류 너트 슬리브(320)(도 10a, 10b)를 좌측으로 이동시켜 고정 스크류 배럴(120)에 끼워져 고정될 수 있다. 고정 스크류 너트 슬리브(320)가 고정 스크류 배럴(120) 주위에 끼워진 후, 사용자는 다시 같은 방향으로 회전시켜 토크를 가하여 고정 스크류 너트(321)와 슬리브(322)를 분리하고 고정 공정을 마친다.

도 19a 내지 도 20c는 수술 도구 및 이에 결합된 척추 임플란트 구조(200)의 개략도이다. 도 19a 내지 도 19c는 수술 도구 및 이에 결합되고 접힌 척추 임플란트 구조(200)의 개략도이다. 도 20a 내지 도 20c는 수술 도구 및 이에 결합되고 확장된 척추 임플란트 구조(200)의 개략도이다. 도 19c 및 도 20c는 수술 도구와 척추 임플란트 구조의 접합부의 부분 확대도이다.

도 19c를 참조하면, 도구 바디(310)의 연결부(311)의 꼬리(311a)는 예시를 위해 결합에 의해서 척추 임플란트 구조(200)의 제1 부분(211)에 결합된다. 중앙로드(330)(도 11b)는 회전되어 제2 부분(212)에 삽입된다. 그 다음, 작동 핸들(340) 및 컨버터(350)(도 19a, 19b)가 회전되어 중앙로드(330)를 앞으로 밀어내어, 척추 임플란트 구조(200)의 확장을 수행한다. 제2 부분(212)이 앞으로 밀리고 제자리에 고정되어 척추 임플란트 구조(200)의 확장을 달성한 후, 도 20c에 도시된 바와 같이, 고정 스크류 배럴 슬리브(320)(도 10c)는 회전 및 전방으로 이동하여 고정 스크류 배럴 슬리브(320)의 전단이 제2 부분(212)과 인접하여 제자리에 고정되도록 한다. 이 때에, 사용자는 고정 스크류 배럴 슬리브(320)를 동일한 방향으로 다시 회전시키고 여기에 토크를 가하며, 고정 스크류 배럴(321)과 슬리브(322)를 분리하기 위해, 고정 스크류 배럴(321)을 유지하고 고정 공정을 완료하고 슬리브(322)를 제거한다.

제3 실시예

스핀 임플란트 구조(500)는 도 22a 내지 도 23b를 참조하여 아래에서 설명되며, 척추 임플란트 구조(500)와의 연결 관계 및 수술 도구는 도 24 내지 도 28b를 참조하여 설명된다. 척추 임플란트 구조(500)의 대부분의 구조는 척추 임플란트 구조(100, 200)의 제1 및 제2 실시예의 구조와 유사하며, 유사점은 다시 설명되지 않을 것이다.

도 22a 및 도 22b는 접힌 위치에 있는 척추 임플란트 구조(500)를 도시하는 측면도 및 단면도이고, 도 22c는 확장 단부(501)의 측면에서 도 22a의 척추 임플란트 구조(500)의 도면이다. 도 23a 및 도 23b는 확장 위치에 있는 척추 임플란트 구조(500)를 도시하는 측면도 및 횡단면도이다. 도 24 및 도 25는 도 23a에 도시된 척추체에 이식된 척추 임플란트 구조(500)의 측면도 및 정면도이다. 도 22a, 도 22b, 도 23a, 및 도 23b에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 척추 임플란트 구조(500)의 바디(510)는 수술 도구(중앙로드(630), 도 28a 및 도 28b 참조)에 직접 연결될 수 있다. 유사하게, 척추 임플란트 구조(500)가 접힌 위치에 있을 때 바디(510)는 중공형 실린더이고 수술 도구를 사용하여 확장될 수 있다.

바디

척추 임플란트 구조(500)의 바디(510)는 제1 부분(511), 제2 부분(512), 확장 암(513), 및 지지 암(514)을 포함하고, 네 부분은 일체로 형성된다. 제1 부분(511) 및 제2 부분(512)은 둘 다 분리되어 서로 겹치지 않으며, 둘 다 중공 코어 실린더이다. 제1 부분(511)과 제2 부분(512)은 바디(510)로부터 분리된 두 개의 작은 독립적인 튜브이고, 두 부분은 확장 암(513)과 지지 암(514)에 의해 연결된다. 척추 임플란트 구조(500)의 확장 정도는 제1 부분(511)과 제2 부분(512) 사이의 거리를 조절함으로써 변경될 수 있다. 본 실시예는 전술 한 제2 실시예와 동일하며, 제1 부분(511)과 제2 부분(512)이 서로 멀어질 때, 즉, 가로축(X 축)을 따라 제1 부분(511)과 제2 부분(512) 사이의 거리가 멀어 질수록, 확장도가 증가한다. 유사하게, 척추 임플란트 구조(500)를 확장하기 위해 제2 부분(512)을 확장 단부(501)를 향해 (즉, 좌측으로) 이동시키기 위해서는 수술 도구(후술할 중앙로드)가 필요하다.

척추 임플란트 구조(500)는 확장 암(513)의 굽힘으로 인해 확장된다. 확장 암(513)의 단부(513a)(제1 단부)는 제1 부분(511)과 연결되고 제1 부분(511)으로부터 외측으로 연장된다. 확장 암(513)의 다른 단부(513b)(제2 단부)는 다른 구성 요소와 연결되지 않는 자유 단부이다. 확장 암(513)과 제1 부분(511)의 접합부에 응력 약화부(513c)가 정의된다. 힘이 가해지면, 팽창 암(513)은 응력 약화부(513c)로부터 외측으로 구부러져 팽창을 수행한다. 확장 암(513)의 수는 하나 이상일 수 있다. 이 실시예에서, 확장 암의 수는 3개이고, 하나의 확장 암(513)은 다른 2개보다 더 크다. 스핀 임플란트 구조(500)의 확장 단부로부터 더 큰 크기의 확장 암(513)은 더 큰 원호(r1)를 나타내고, 다른 두 확장 암은 더 작고 동일한 원호(r2)를 갖는 것을 알 수 있다. 바람직하게는, 3개의 확장 암(513)의 아크 비율(r1: r2: r2)은 도 22c에 도시된 바와 같이, 1.5 : 1 : 1 내지 1.4 : 1 : 1이다. 설명의 명확성을 위해, r1의 곡률을 갖는 확장 암(513)을 상부 확장 암(5131)이라고 하고, 곡률이 r2인 2개의 확장 암(513)을 하부 확장 암(5132)으로 지칭한다. 이 실시예에서, 확장 암(513) 사이에는 갭이 없다. 상부 확장 암(5131)의 곡률(r1)은 150도이고, 2개의 하부 확장 암(5132)의 곡률(r2)은 105도이다. 이때, 3개의 확장 암(513)의 아크 비는 1.42 : 1 : 1이다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상부 확장 암(5131)의 곡률(r1)은 125도, 130도, 135도, 140도 또는 145도일 수 있으며, 2개의 하부 확장 암(5132)의 곡률(r2)은 이에 대응하여 117.5도, 115도, 112.5도, 110도 또는 107.5도일 수 있다. 요컨대, 3개의 확장 암(513)의 아크 비율은 1 : 1 : 1 보다 높지만 1.47 : 1 : 1 보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들어, 아크 비율은 1.603 : 1 : 1, 1.13 : 1 : 1, 1.2 : 1 : 1, 1.27 : 1 : 1 또는 1.35 : 1 : 1(소수점 세 번째 자리로 반올림)이 될 수 있다.

위에서 언급된 같지 않은 확장 암 설계는 척추 성형술에서 흔히 발견되는 문제를 해결하기 위한 것이다. 척추 임플란트 구조(500)는 상부 확장 암(5131)이 이식 통로의 일측(환자의 두개골에 가까운 측)과 접촉하는 상태로 척추체에 이식되도록 설계되었기 때문에, 2개의 하부 확장 암(5132)은 모두 이식 통로의 다른 측면(환자의 발에 가까운 측면)과 접촉하고 있으며, 그리고 척추체는 일반적으로 윗면 (환자의 머리 방향)에서 아래 (환자의 발 방향)로 붕괴되거나 변형되기 때문에, 척추 임플란트 구조(500)의 주로 응력을 받는 확장 암(513)(일반적으로 척추 임플란트 구조(500)가 확장될 때 환자의 두개골을 향해 확장되는 확장 암, 이는 도 24 및 도 25에 도시 된 상부 확장 암(5131))이 확장될 때, 초기 상태에서, 조직 사이의 저항이 커지거나 조직 사이의 저항을 극복하지 못하는 팽창력으로 인해 구부러지거나 변형될 가능성이 높으므로, 위에서 언급된 문제로 인해 척추체가 원하는 효과로 복원되지 못할 수 있다.

굽힘 및 변형 측면에서, 주로 응력을 받는 확장 암(513)이 구부러지고 변형되면, 척추 임플란트 구조(500)의 확장이 손상되고 예상만큼 좋지 않다. 이러한 문제는 척추 임플란트 구조(500)의 상부 확장 암(5113)에서 자주 발생하기 때문에, 도 24 및 도 25에 도시된 바와 같이, 상부 확장 암(5131)의 크기는 수술자가 수술 중에 위쪽으로(즉, 환자의 두개골 방향으로) 정렬하고 척추 임플란트 구조(500)를 이 방향으로 이식할 수 있도록 더 크게 설계되었다. 척추 임플란트 구조(500)가 척추 바디(9)에 이식된 후, 3개의 확장 암(513)(1개의 상부 확장 암(5113) 및 2개의 하부 확장 암(5132))이 접힌 척추 바디(9)와 접촉한다. 척추 임플란트 구조(500)를 확장하기 위해 수술 도구가 작동되는 동안, 3개의 확장 암(513)은 접힌 척추체(9)를 복원하기 위한 지지점으로 사용될 수 있다. 또한, 설명된 이식 방법을 사용할 때, 상부 확장 암(5131)이 더 큰 구조적 크기를 갖기 때문에(확장 단부(501)에서 볼 때 곡률 r1은 최대 140도일 수 있음), 구조적 강도와 지지력이 강하여 지지력 부족으로 인한 변형을 줄일 수 있다.

다른 실시예에서, 척추 임플란트 구조(500)가 척추체(9)에 이식되기 전에, 외과의는 송곳으로 통로를 만든 다음 드릴과 리머(reamer)를 사용하여 통로의 구멍을 확장하여 척추 임플란트 구조(500)(접힌 위치에서)를 척추체가 곧 확장될 위치에 배치되도록 한다. 그러나, 통로의 구멍은 척추 임플란트 구조(500)의 외경보다 약간 더 큰 것으로 의도된다. 전자의 직경은 약 8~9 센티미터이고, 후자의 외경은 약 5~5.8 센티미터로 2.2~4 센티미터 차이가 난다. 따라서, 척추 임플란트 구조(500)가 확장되기 시작하면, 3개의 확장 암(513)은 그것들이 실제로 척추체(9)에 접하기 전에 (척추체(9) 통로의 내벽을 침범하기 전에) 먼저 특정 각도로 확장될 수 있다. 또한, 상부 확장 암(5131)의 크기(곡률)가 2개의 하부 확장 암의 크기(곡률)보다 크기 때문에, 실험은 척추 임플란트 구조(50)의 확장 동안 변형 또는 변위를 더 줄일 수 있음을 확인하였다.

표 1, 도 26a, 도 26b 및 도 26c를 참조하면, 도 26a 및 도 26b는 척추 임플란트 구조의 효능 시험 결과를 나타낸 도면이고, 도 26c는 표 1에 열거된 척추체의 위치를 나타낸 것이다.

120도 및 150도의 서로 다른 곡률(r1)을 갖는 상부 확장 암(5131)을 갖는 척추 임플란트 구조를 돼지 뼈의 척추체(9)에 각각 이식하여 돼지 뼈 이식 효능 테스트를 수행하였다. 그 다음, 이식 및 확장 전후의 척추체(9)의 각 위치(A~F)의 높이를 측정하였으며, 그 결과는 표 1과 같다. 실험 결과에서 알 수 있듯이, 이식 및 확장 전후의 척추체(9)의 각 위치(A 내지 F)의 높이 변화에 관하여, 150도 그룹 (도 26a에 표시됨)은 120도 그룹 (도 26b에 표시됨)이 수행한 것보다 훨씬 더 잘 수행하였다. 확장 전후의 척추체의 높이 변화는 복원의 성능을 나타낼 수 있으므로, 상부 확장 암(5131)은 같은 크기의 확장 암에 비해 곡률(r1)이 크고, 척추체 복원 능력이 더 좋은 경향이 있음을 알 수 있다.

	r1=120도			r1=150도
척추체의 위치	이식 전 높이(mm)	이식 후 높이(mm)	높이 변경(mm)	이식 전 높이(mm)	이식 후 높이(mm)	높이 변경(mm)
A	29.00	29.45	0.45	29.08	32.10	3.02
B	30.87	32.02	1.15	30.54	32.45	1.91
C	30.67	30.86	0.19	29.92	32.09	2.17
D	31.36	31.46	0.10	31.53	31.71	0.18
E	33.08	33.03	-0.05	32.59	32.60	0.01
F	32.87	32.83	-0.04	31.22	32.73	1.51

확장 암(513)의 내측에는 지지 암(514)이 있다. 지지 암(514)은 혀 모양이고 확장 암(513)으로부터 절단된다. 지지 암(514)의 일단(제1 단부(514a))은 확장 암(513)의 내측에 연결되어 있고, 제2 단부(513b)(자유 단부)에 더 가까운 확장 암(513)의 위치에 연결되고; 지지 암(514)의 타단(제2 단부(514b))은 제2 부분(512)에 연결되고 확장 암(513)으로부터 분리되며, 즉, 지지 암(514)의 제2 단부(514b)는 확장 암(513)에 연결되지 않는다. 이 실시예에서, 지지 암(514)과 확장 암(513)의 접합부는 응력 약화부(514c)와 함께 설계되고, 지지 암(514)과 제2 부분(512)의 접합부는 또한 응력 약화부(514d)와 함께 설계된다. 제1 부분(511)과 제2 부분(512) 사이의 거리가 증가할 때, 지지 암(514)은 응력 약화부(514c, 514d)에서 응력을 받고 구부러진다. 구체적으로, 응력 약화부(514d)는 척추 임플란트 구조(500)의 외측을 향해 구부러져, 응력 약화부(514c)는 척추 임플란트 구조(500)의 내측을 향해 구부러져, 결과적으로, 확장 암(513)이 외측으로 구부러져 각도(θ)가 증가하고 척추 임플란트 구조(500)가 확장된다. 전술된 바와 같이, 응력 약화 부분은 예를 들어 얇게 만들어 지거나 속이 비어 있으므로, 그 부분(응력 약화 부분)은 다른 부분보다 약하고, 힘이 가해지면이 부분에 응력이 집중되어 구조가 변형된다 (즉, 지지 암(514)이 구부러짐).

이 실시예에서, 응력 약화 부분(514c 및 514d)은 각각 다른 방향을 통해 지지 암(514)을 얇게 함으로써 형성된다. 응력 약화부(514c)는 반구형 오목 구조이며, 응력 약화부(514d)는 만곡된 오목 구조이고, 2개의 응력 약화부(514c, 514d)는 개방 방향이 반대이므로, 응력이 가해질 때 지지 암(514)이 "Z" 형상을 형성할 수 있다. 또한, 이 실시예에서, 확장 암(513)이 척추 임플란트 구조(500)의 안쪽으로 구부러지지 않고 외부를 향해 구부러지는 것을 보장하기 위해, 확장 암(513)의 두께는 제1 단부(513a)에서 타단으로 갈수록 점차적으로 얇아 지므로 확장 암(513)의 단면은 쐐기(wedge) 형이다. 지지 암(514)은 확장 암(513)으로부터 분리되어 있으므로, 지지 암(514)의 두께는 또한 제1 단부(514a)로부터 반대쪽 제2 단부(514b)로 점차적으로 얇아지고, 지지 암(514)의 단면 또한 쐐기 형상이다. 그러나, 응력 약화부(514c)와 응력 약화부(514d)가 동일한 기계적 강도를 갖고 변형 시 동일한 응력을 견디도록 하기 위해, 약화부(514c)와 얇게함 후 응력 약화부(514d)의 벽 두께는 동일하게 설계된다. 즉, 약화부(514d)는 약화부(514c) 보다 벽 두께가 더 많이 제거되어야 한다. 또한, 응력 약화부(514d)의 오목한 개구부가 척추 임플란트 구조(500)의 외측을 향하기 때문에 (응력 약화부(514c)의 오목한 개구부가 척추 임플란트 구조(500)의 내측을 향하는 것과 대조적으로), 응력 약화부(514d)의 위치는 (외력이 가해지는) 제2 부분(512)에 더 가까우므로, 변형 동안 응력 약화부(514d)는 응력 약화부(514c)보다 더 크게 구부러진다. 즉, 굽힘 후 응력 약화부(514d)의 내각 각도는 응력 약화부(514c)의 내각보다 작다. 본원에서 말하는 내각은 응력 약화부(514d) 양측의 지지 암(514) 부분이 이루는 끼인 각을 의미하며, 끼인 각은 180도 보다 작아야 한다.

수술 도구 및 척추 임플란트 구조의 작동

수술 도구가 척추 임플란트 구조(500)를 확장하는 실시예가 도 27 내지 도 28b를 참조하여 아래에서 설명된다. 도 27은 척추 임플란트 구조(500)를 확장하기 위한 수술 도구의 분해 사시도이고, 도 28a 및 도 28b는 척추 임플란트 구조(500) 및 이에 결합된 수술 도구를 나타내는 개략도이다.

도 27을 참조하면, 본 발명의 수술 도구는 전술 한 부재에 의해 척추 임플란트 구조(500)를 확장하기 위한 도구 바디(610), 중앙로드(630) 및 작동 핸들(640)을 포함한다. 먼저, 실시예의 도구 바디(610)는 연결 부분(611) 및 파지 부분(612)을 더 포함한다. 연결부(611)는 중공의 긴 튜브이고, 연결부(611)의 꼬리 단부는 척추 임플란트 구조(500)에 연결된 관절 구조(611a)를 갖는다. 도 27을 참조하면, 본 실시예에서, 관절 구조(611a)는 내부 나사산이고, 척추 임플란트 구조(500)의 고정 단부(502)는 외부 나사산을 갖는다. 도구 바디(610)의 관절 구조(611a)는 나사산 잠금에 의해 척추 임플란트 구조(500)의 고정 단부(502)에 결합된다. 즉, 연결부(611)의 관절 구조(611a)는 척추 임플란트 구조(500)의 제1 부분(511)과 결합된다.

다음으로, 중앙로드(630)가 도구 바디(610)에 삽입되고, 중앙로드(630)가 제2 부분(512)과 결합되어 제2 부분(512)을 밀어 척추 임플란트 구조가 확장되도록 구동한다. 도 28a를 참조하면, 본 실시예의 중앙로드(630)는 척추 임플란트 구조(500)의 제2 부분(512)에 직접 연결된다. 특히, 중앙로드(630)의 전방 단부는 외부 나사산(631)을 갖는다. 외부 나사산(631)은 척추 임플란트 구조(500)의 제2 부분(512)의 내부 나사산(512a)에 대응하여, 중앙로드(630)를 반 시계 방향으로 회전시켜 중앙로드(630)의 전단이 제2 부분(512)에 직접 나사 결합되도록 한다.

다음으로, 작동 핸들(640)을 회전시켜 중앙로드(630)를 앞으로 밀고 척추 임플란트 구조(500)를 도 28b에 도시된 바와 같이 확장한다. 구체적으로, 컨버터(650)는 작동 핸들(640)에 배치되고, 컨버터(650)는 외과의가 수행한 회전 토크 동작을 수평 선형 밀기/당기기 동작으로 변환한다. 작동 핸들(640)은 컨버터(650)를 통해 중앙로드(630)에 결합된다. 작동 핸들(640)이 회전될 때, 중앙로드(630)는 척추 임플란트 구조(500)를 확장하기 위해 앞으로 이동될 수 있다.

마지막으로, 작동 핸들(640)과 컨버터(650)를 해체한 후, 중앙로드(630)는 역 회전(반 시계 방향으로 회전)되어 외부 나사산(631)과 제2 부분(512)의 내부 나사산(512a) 사이의 연결을 해제한다. 중앙로드(630)를 빼낸 후, 확장된 제1 부분(511)과 제2 부분(512) 사이의 거리는 고정 스크류 배럴(520)에 의해 고정된다. 수술 도구가 척추 임플란트 구조(500)를 고정하는 실시예는 도 29 내지 도 31을 참조하여 후술한다. 도 29는 척추 임플란트 구조(500)를 고정하기 위한 고정 스크류 배럴(520) 및 고정 슬리브(620)의 분해도이고, 도 30은 고정 스크류 배럴(520)과 이에 결합된 고정 슬리브(620)를 도구 바디(610)에 적용한 개략도이며, 도 31은 척추 임플란트 구조(500)의 바디(510)에 조립된 고정 스크류 배럴(520)의 개략도이다.

도 29를 참조하면, 본 실시예에서 수술 도구는 고정 슬리브(620)도 포함한다. 본 실시예에서, 고정 슬리브(620)의 선단은 고정 스크류 배럴(520)에 연결된다. 고정 스크류 배럴(520)은 고정부(521), 파단부(522) 및 제거부(523)를 포함한다. 파단부(522)는 또한 응력 약화 구조이며, 고정부(521)와 제거부(523) 사이에 위치된다.

도 27 내지 도 29를 참조하면, 제거부(523)의 외부 표면은 외부 나사산(523a)을 갖고, 도 30에 도시된 바와 같이, 고정 슬리브(620)의 선단에는 내부 나사산(621)이 형성되어 제거부(523)가 고정 슬리브(620)에 나사 결합되어 고정 슬리브(620)의 선단에 고정될 수 있다. 고정 스크류 배럴(520)의 직경이 제1 부분(511)의 직경보다 작기 때문에, 사용자는 도구 바디(610)에 고정 스크류 배럴(520) 및 고정 슬리브(620)를 삽입할 수 있고, 고정 스크류 배럴(520)을 바디(510)에 공급할 수 있다. 도 31을 참조하면, 바디(510)의 제1 부분(511)의 내면은 제1 나사산 부분(511a)을 가지며, 고정 스크류 배럴(520)의 고정부(521)의 외면에는 제1 나사산 부분(511a)과 일치하는 제2 나사산 부분(521a)이 형성되어, 고정 스크류 배럴(520)은 제1 부분(511)에 나사 결합되고 위치가 조절되고 나사산에 의해 고정될 수 있다. 고정 스크류 배럴(520)의 고정부(521)의 외경은 제2 부분(512)의 내경보다 커서, 고정부(521)의 선단이 제2 부분(512)과 접할 수 있도록 하고, 이에 의해 제1 부분(511)과 제2 부분(512) 사이의 거리를 안정화 시킨다. 다음으로, 고정 슬리브(620)는 힘에 의해 비틀어져, 제거부(523)는 파단부(522)를 크랙(crack) 하도록 회전된다. 마지막으로, 고정 슬리브(620)는 도 31에 도시된 바와 같이 제거부(523)와 함께 제거된다. 고정부(521)는 제1 부분(511)과 제2 부분(512) 사이의 거리를 고정하기 위해 바디(510)에 유지된다.

본 발명의 척추 임플란트 구조의 확장 암 및 지지 암의 설계로 인해, 척추 임플란트 구조는 척추체 내에서 꾸준히 확장된다. 또한, 척추 임플란트 구조의 네팅 설계는 뼈 시멘트의 흐름 범위를 제한하고 척추 성형술 실패 가능성을 줄이며 척추 임플란트 구조의 확장으로 인해 척추체를 강화한다.

본 발명의 수술 도구와 척추 임플란트 구조의 연결 설계로 인해, 척추 임플란트 구조와 수술 도구가 함께 결합될 뿐만 아니라 확장 단계와 뼈 시멘트 관류 단계도 안정적이어서, 척추 성형술의 성공 가능성을 높이고 합병증을 줄인다.

본 발명의 수술 도구는 많은 구성 요소를 포함하지만, 구성 요소는 쉽게 결합되고 분리될 뿐만 아니라 실질적인 작동 관련 이점을 많이 구현한다. 필요한 경우, 사용자는 본 발명의 수술 도구를 쉽게 분해하고 가능한 응급 상황을 방지하기 위해 손으로 척추 임플란트 구조를 작동시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 수술 도구 및 척추 임플란트 구조는 척추 성형술에 사용하기 위한 종래의 도구에 의해 예상되거나 달성되지 않는 이점을 갖는다.

본 발명이 실시예에 의해 위에서 개시되었지만, 실시예는 본 발명을 제한하지 않는다. 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 당업자에 의해 실시예에 대한 동등한 구현 또는 동등한 변경이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다. 따라서, 본 발명에 대한 법적 보호는 첨부된 청구 범위에 의해 정의되어야 한다.

Claims (14)

1. 접힌 위치 및 확장 위치를 갖는 척추 임플란트 구조에 있어서,
   바디를 포함하고, 상기 바디는 상기 척추 임플란트 구조가 접힌 위치에 있을 때 중공 원통이고,
   상기 바디는,
   제1 부분;
   제2 부분; 및
   적어도 하나의 확장 암, 상기 확장 암은 상기 제1 부분과 연결되는 일단 및 자유 단부인 타단을 가짐; 및
   적어도 하나의 지지 암, 상기 지지 암은 상기 확장 암에 연결되는 일단 및 상기 제2 부분에 연결되는 타단을 가짐;
   을 포함하고,
   상기 지지 암은 복수의 약화부를 포함하여 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이의 거리 변화에 대응하여, 상기 지지 암은 복수의 약화부에서 구부러져서 확장 암이 이동하도록 구동하며, 이로써 상기 확장 암과 상기 제1 부분 사이의 끼인 각도를 증가시키고, 상기 척추 임플란트 구조를 확장하고, 상기 척추 임플란트 구조가 확장 위치로 전환되도록 하며;
   확장 암의 개수는 3개이고, 상기 확장 암의 원호 비율은 1 : 1 : 1이며 1.6 : 1 : 1 이하인,
   척추 임플란트 구조.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   복수의 확장 암의 곡률은 복수의 확장 암의 외부 표면에 의해 형성된 곡률을 의미하는,
   척추 임플란트 구조.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 확장 암 중 하나는 150도의 곡률을 갖고, 상기 확장 암의 다른 두 개는 105도의 곡률을 가지는,
   척추 임플란트 구조.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 척추 임플란트 구조는 척추체의 임플란트 통로에 이식되고, 곡률이 큰 상기 확장 암은 한 측면 상의 임플란트 통로와 개별적으로 접촉하는데 사용되며, 곡률이 작은 상기 확장 암은 다른 측면 상의 임플란트 통로와 공동으로 접촉하는데 사용되는,
   척추 임플란트 구조.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 척추 임플란트 구조는 접힌 위치에서 상기 임플란트 통로의 내경보다 작은 외경을 가지는,
   척추 임플란트 구조.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 부분 내부에 끼워지는 고정 스크류 배럴, 상기 고정 스크류 배럴은 상기 제2 부분의 내경보다 큰 외경을 갖고, 상기 고정 스크류 배럴의 일단이 상기 제2 부분과 인접하게 연결되어 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이의 거리를 고정시킴;
   을 더 포함하는,
   척추 임플란트 구조.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 고정 스크류 배럴은 고정부, 파단부, 및 제거부를 포함하고, 상기 파단부는 상기 고정부와 상기 제거부 사이에 위치되며, 상기 파단부는 약화 구조인,
   척추 임플란트 구조.
   
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 제1 부분의 내부 표면은 제1 나사부를 갖고, 상기 고정 스크류 배럴의 외부 표면은 제2 나사부를 가지며, 상기 제1 나사부는 상기 제2 나사부와 일치하는,
   척추 임플란트 구조.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 지지 암의 약화부의 개수는 2개이고, 상기 2개 약화부는 반대 개방 방향을 가지는,
   척추 임플란트 구조.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 부분에 가까운 두 약화부 중 하나의 내각은 굽힘 후 다른 약화부의 내각보다 작은,
    척추 임플란트 구조.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 확장 암의 두께는 제1 부분에 가까운 일단으로부터 제1 부분에서 멀어지는 타단으로 점차 얇아지는,
    척추 임플란트 구조.
    
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 척추 임플란트 구조의 긴 축 방향으로 상기 확장 암의 단면 형상은 쐐기 형상인,
    척추 임플란트 구조.
    
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 암의 두께는 제1 부분에 가까운 일단으로부터 제1 부분에서 멀어지는 타단으로 점차 얇아지는,
    척추 임플란트 구조.
    
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 척추 임플란트 구조의 긴 축 방향으로 상기 지지 암의 단면 형상은 쐐기 형상인,
    척추 임플란트 구조.

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