KR20210085510A - 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류 - Google Patents

팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 중공의 외측부; 상기 외측부의 상기 중공 내부에 길이방향 일단부가 직선 이동 가능하게 삽입되는 샤프트; 상기 외측부로부터 노출된 상기 샤프트의 길이방향 타단부와 연결되는 첨단부; 및 상기 첨단부와 상기 외측부 사이에 개재된 채 상기 외측부로부터 노출된 상기 샤프트의 외면 부위를 에워싸는 팽창부;를 특징으로 한다.

Description

팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류{BONE FIXATION SCREW WITH EXPANSION AND RESTORATION}
본 발명은, 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류에 관한 것으로서, 상세하게는, 뼈와의 고정력을 증대시켜 다양한 뼈 수술의 편의성을 제공하도록 구성된 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류에 관한 것이다.
일반적으로 뼈 고정용 스크류는, 뼈를 유합시키거나 또는 정상적인 위치에서 벗어난 뼈를 정상적인 위치로 고정하기 위하여 사용되는 수술용 나사라 할 수 있다.
이러한 뼈 고정용 스크류는, 골절이나 관절의 손상으로 인하여 부러졌거나 변형된 뼈를 안정화시키는 각종 뼈 수술에 사용되며, 특히, 척추, 경추, 요추 등에 적용될 수 있다. 예컨대, 뼈 고정용 스크류는, 관절이 손상된 두 척추뼈의 간격을 유지시키고 안정화하기 위한 척추유합술에 적용되어 두 척추뼈에 각각 삽입될 수도 있다.
하지만, 스크류와 뼈 간의 고정력이 뼈의 밀도에 따라 달라지기 때문에, 골밀도가 낮은 뼈에 스크류가 삽입되면 고정력이 저하되어 스크류가 제 기능을 수행하지 못하는 문제점이 있다.
예컨대, 스크류가 척추뼈에 삽입되는 경우, 척추뼈의 조밀질 부위(cortical bone)를 관통하는 스크류의 길이방향 부위는 상기 조밀질 부위에 견고히 고정될 수 있지만, 상기 조밀질 부위를 경유하여 척추뼈의 다공질 부위에 배치되는 스크류의 선단 부위는 상기 척추뼈의 다공질 부위에 견고히 고정되지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 최근에는, 밀도가 낮은 뼈 부위에 견고히 결합될 수 있도록 확장 가능한 구조를 가지는 스크류가 개발되어 사용되고 있다.
그러나, 종래의 확장 가능한 스크류는, 확장된 부위가 본래의 상태로 복원되기 어려운 구조를 가지기 때문에, 뼈에서 스크류를 제거하는 수술이나 스크류를 교체하는 재수술을 어렵게 하는 문제점이 있으며, 강한 고정력을 위해 조밀질 뼈 내측에 인접한 중앙 부위가 확장되는 것이 바람직함에도, 끝부분이 벌어지는 구조가 일반적이다.
위와 같은 종래 기술의 단점을 고려하여, 스크류의 길이방향 중앙 부위를 선택적으로 팽창시키거나 원상태로 복원시킬 수 있도록 구성된 스크류가 해외에서 개발되어 사용되고 있다.
하지만, 기존의 팽창 복원 가능한 스크류는, 팽창 및 복원 메커니즘이 복잡할 뿐만 아니라 별도로 제작된 수술도구를 이용하여야 한다는 점에서 수술을 번거롭게 하는 문제점이 있다. 또한, 제조상에서도 많은 공정을 요구하게 되어 제조단가가 높은 문제점도 있다.
따라서, 본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명을 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는, 대한민국 공개특허 제10-2006-0051718호의 "수술 장치용 어플라이어"가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 조밀질 뼈 부위를 경유하여 다공질 뼈 부위에 삽입된 스크류의 부위가 팽창될 수 있도록 구성된 뼈 고정용 스크류를 제공하되, 종래의 팽창형 스크류에 비해 제조가 용이하게 팽창 메커니즘 및 구조가 안정적이며, 재수술을 위한 제거 수술 시 팽창된 부위를 복원할 수 있도록 구성된 뼈 고정용 스크류를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 중공의 외측부; 상기 외측부의 상기 중공 내부에 길이방향 일단부가 직선 이동 가능하게 삽입되는 샤프트; 상기 외측부로부터 노출된 상기 샤프트의 길이방향 타단부와 연결되는 첨단부; 및 상기 첨단부와 상기 외측부 사이에 개재된 채 상기 외측부로부터 노출된 상기 샤프트의 외면 부위를 에워싸는 팽창부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 샤프트는, 상기 외측부의 상기 중공과 나사 연결됨으로써 나사 회전에 의해 상기 외측부에 대해 직선 이동하고, 상기 팽창부는, 상기 샤프트의 외면 부위를 둘러싸는 관 형태로 양단부가 각각 상기 외측부 및 상기 첨단부에 고정됨으로써 상기 샤프트가 일방향으로 회전되어 상기 첨단부가 상기 외측부 방향으로 이동되면 팽창되고, 상기 샤프트가 타방향으로 회전되어 상기 첨단부가 상기 외측부로부터 멀어지게 이동되면 원상태로 복원되며, 이때 상기 샤프트의 길이 방향 타단부와 상기 첨단부는 회전 가능하게 연결될 수 있다.
또한, 상기 팽창부에는 다수개의 슬릿이 마련되는 것을 포함하며, 상기 다수개의 슬릿은, 상기 팽창부의 둘레방향을 따라 소정 간격을 두고 이격된 채 상기 팽창부의 길이방향을 따라 형성될 수 있다.
또한, 상기 슬릿은, 사선 방향으로 상기 팽창부에 형성될 수 있다.
또한, 상기 슬릿은, 상기 외측부가 뼈에 회전 삽입될 시에 토크 저항력을 가질 수 있도록, 상기 외측부의 삽입 회전방향과 같은 사선 방향으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 샤프트가 일방향으로 회전될 시에, 상기 슬릿이 마련된 상기 팽창부가 방사방향으로 돌출되도록 하는 팽창 유도부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 팽창 유도부는, 상기 슬릿의 길이방향 중간부위에서 상기 팽창부의 둘레방향을 따라 형성되는 관통구멍을 포함할 수 있다.
또한, 상기 팽창 유도부는, 상기 샤프트의 외면에서 상기 팽창부의 내면을 향해 돌출되게 마련되는 돌출턱으로 구성되며, 상기 돌출턱은 상기 다수개의 슬릿 사이에 배치된 상기 팽창부의 리브 내면과 접촉될 수 있다.
또한, 상기 팽창 유도부는, 상기 팽창부의 내면에서 상기 팽창부의 둘레방향을 따라 형성되는 환형홈으로 구성되며, 상기 환형홈은, 상기 슬릿의 길이방향 단부 부위와 중간 부위에 대응되는 상기 팽창부의 내면에 마련될 수 있다.
또한, 상호 나사 연결된 상기 외측부의 상기 중공의 내면과 상기 샤프트의 외면의 나사산은, 적어도 일측의 나사산의 산부와 타측의 나사산의 골부가 서로 맞닿지 않고 이격되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 외측부에 형성된 나사산과 상기 샤프트의 형성된 나사산은 상기 외측부 또는 상기 샤프트의 길이방향 일부에 마련될 수 있다.
또한, 상기 나사산은 사다리꼴 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 외측부와 상기 샤프트 및 상기 첨단부는 서로 연통 가능하게 연결되는 중공의 형태로 제작될 수 있다.
본 발명에 따른 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류는, 외측부의 내부에서 회전되어 직선 이동되는 샤프트에 의하여 팽창부가 확장되거나 원상태로 복원될 수 있는 구조를 제공하므로 나사 연결된 샤프트를 회전시키는 단순한 메커니즘으로 팽창부의 팽창과 복원을 손쉽게 구현할 수 있어서, 다공질 뼈와의 고정력을 견고히 유지할 수 있고, 더불어, 재수술을 위한 제거 수술 시에 뼈속에서 용이하게 분리될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류는, 팽창부가 샤프트를 회전시키는 과정에 의해서만 팽창되거나 수축 복원될 수 있으므로, 간소하고 안정된 팽창 메커니즘을 제공하여 시술자의 수술 과정을 편리하게 하고 그에 따른 수술 정확도도 향상시킬 수 있으며, 제조의 편의성도 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류는, 뼈 속에 삽입되는 각 구성요소가 중공의 관 형태로 제공될 수도 있으므로, 가이드 와이어를 이용한 최소침습수술에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류는, 공지의 수술 도구에 샤프트를 회전시키는 회전축만을 추가함으로써 샤프트를 회전시킬 수 있는 구조를 제공하므로, 팽창부를 팽창시키거나 수축 복원시키기 위한 수술 도구를 별도로 연구개발하기 위한 노력 및 비용을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뼈 고정용 스크류의 측면도.
도 2는 도 1에 도시된 뼈 고정용 스크류의 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 뼈 고정용 스크류의 팽창부가 확장된 상태를 보여주는 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 A영역을 확대하여 본 발명의 일 실시예에 따른 팽창 유도부의 구성을 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 팽창 유도부의 구성을 보여주는 단면도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 팽창 유도부의 구성을 보여주는 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 외측부의 나사산과 샤프트의 나사산을 보여주는 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 샤프트와 첨단부의 결합관계를 보여주는 단면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류가 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 뼈 고정용 스크류(100)는, 중공의 외측부(110)와, 상기 외측부(110)의 상기 중공 내부에 길이방향 일단부가 직선 이동 가능하게 삽입되는 샤프트(120)와, 상기 외측부(110)로부터 노출된 상기 샤프트(120)의 길이방향 타단부에 연결되는 첨단부(130); 및 상기 첨단부(130)와 상기 외측부(110) 사이에 개재된 채 상기 외측부(110)로부터 노출된 상기 샤프트(120)의 외면 부위를 에워싸는 팽창부(140)를 포함할 수 있다.
상기 외측부(110)는, 뼈에 이미 형성된 나사 구멍에 삽입되거나, 뼈에 직접 나사 결합됨으로써뼈와 체결되는 구성요소라 할 수 있다. 따라서, 상기 외측부(110)의 외면에는 뼈의 나사 구멍에 형성된 나사산과 체결되는 나사산이 마련되어 있다.
또한, 상기 외측부(110)의 길이방향 일단에는 수술 도구의 선단부가 삽입되어 안착될 수 있는 공구 삽입공이 마련되어 있다. 따라서, 상기 외측부(110)는 상기 공구 삽입공에 삽입된 수술 도구의 회전과 함께 회전될 수 있다.
한편, 상기 외측부(110)의 중공 내면에는 상기 샤프트(120)의 길이방향 일단부와 체결되기 위한 나사산이 마련되어 있다. 외측부(110)의 내면에 마련되는 나사산은 외측부(110)의 길이방향 타단에서부터 일단을 향해 소정 길이만큼 마련될 수 있으며, 이 길이는 후술할 샤프트(120)가 팽창부(140)를 최대로 확장시키기 위하여 이동되는 거리라 할 수 있다.
상기 샤프트(120)는, 외측부(110)의 길이방향 타단부에 형성된 개구부를 통하여 외측부(110)의 내부로 삽입될 수 있으며, 그 외면에는 외측부(110)의 내면에 형성된 나사산과 체결되는 나사산이 마련되어 있다.
여기서, 샤프트(120)의 외면에 형성되는 나사산은 샤프트(120)의 길이방향 일단에서부터 타단을 향해 소정 길이만큼 마련될 수 있다. 즉, 샤프트(120)의 외면에 형성되는 나사산은 샤프트(120)의 길이방향 일부에만 마련된다.
또한, 샤프트(120)의 길이방향 일단에도 수술 도구의 선단부가 삽입되어 안착될 수 있는 공구 삽입공이 마련되어 있다. 참고로, 상기 샤프트(120)와 결합되는 수술 도구의 선단부는 상기 외측부(110)의 길이방향 타단부를 경유하여 샤프트(120)의 길이방향 일단과 연결될 수 있다. 따라서, 샤프트(120)는 외측부(110)의 길이방향 타단부를 경유한 수술 도구의 회전과 함께 회전될 수 있다.
상기 첨단부(130)는, 전술한 바와 같이 외측부(110)로 노출된 샤프트(120)의 길이방향 타단과 연결되며, 뼈에 우선적으로 삽입되는 구성요소라 할 수 있다.
여기서, 첨단부(130)는, 샤프트(120)의 길이방향 타단에 회전 가능하게 연결되는바, 그 이유는, 샤프트(120)가 일방향 또는 타방향으로 회전되어 외측부(110)에서 출몰될 시에 샤프트(120)의 회전에 간섭되지 않고 비회전되기 위해서다.
참고로, 본 발명의 일 실시예에서는, 첨단부(130)의 내면에 마련된 환형홈에 샤프트(120)의 길이방향 타단부가 회전 가능하게 삽입되는 것으로 도면 2에 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 첨단부(130)의 외면에 마련된 환형홈에 샤프트(120)의 길이방향 타단부가 회전 가능하게 삽입될 수도 있다.
상기 팽창부(140)는, 외측부(110)의 길이방향 타단측으로 노출된 샤프트(120)의 길이방향 부위를 에워싸며, 전체적으로 관형의 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 팽창부(140)의 외면에는 외측부(110)의 외면에 형성된 나사산과 연속적으로 연결되는 나사산이 마련될 수 있다.
팽창부(140)의 길이방향 일단은 외측부(110)의 길이방향 타단과 고정적으로 연결되고, 그 길이방향 타단은 첨단부(130)의 길이방향 일단과 고정적으로 연결될 수 있다.
따라서, 팽창부(140)는, 상기 샤프트(120)가 일방향으로 회전되어 상기 첨단부(130)가 상기 외측부(110)의 길이방향 타단을 향해 이동되면 팽창될 수 있다. 즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 샤프트(120)가 일방향으로 회전되어 외측부(110)의 내부공간에서 외측부(110)의 길이방향 타단측으로 이동되면 그 길이방향 중간 부위가 절곡되면서 방사방향으로 확장될 수 있다. 이때, 상기 첨단부(130)는, 샤프트(120)의 회전 운동과는 무관하게 직선운동되어 상기 팽창부(140)의 길이방향 타단부를 외측부(110) 측으로 가압한다고 할 수 있다.
위와 같은 상태에서, 상기 샤프트(120)가 타방향으로 회전되어 상기 첨단부(130)가 상기 외측부(110)의 길이방향 타단에서부터 멀어지게 이동되면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 같이, 상기 팽창부(140)는 원상태로 복원될 수 있다. 이때에도 상기 첨단부(130)는 샤프트(120)의 회전 운동과는 무관하게 직선운동되어 상기 팽창부(140)의 길이방향 타단부를 당긴다고 할 수 있다.
상기와 같이 구성된 팽창부(140)는, 외측부(110)가 뼈에 이미 형성된 나사구멍에 최초로 삽입될 시에는, 변형되지 않는 강성을 유지해야 된다. 반대로, 뼈와의 고정력을 상승시키기 위하여 뼈속에서 팽창될 필요가 있을 경우에는 외력에 의해 소정의 형태로 변형될 수 있는 낮은 강성을 가질 필요성이 있다.
따라서, 팽창부(140)는, 위와 같은 조건을 만족하기 위해서, 다수개의 슬릿(141)을 포함한다.
상기 다수개의 슬릿(141)은, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 팽창부(140)의 둘레방향을 따라 소정 간격을 두고 이격된 채 팽창부(140)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다.
이러한 슬릿(141)은, 샤프트(120)가 일방향으로 회전되어 첨단부(130)가 팽창부(140)의 길이방향 타단부를 가압할 시에, 팽창부(140)의 길이방향 중간 부위가 방사방향으로 용이하게 확장될 수 있도록 한다. 즉, 상기 슬릿(141)은, 팽창부(140)가 용이하게 팽창될 수 있도록 팽창부(140)의 면적을 줄이기 위하여 형성되는 구성요소라 할 수 있다.
여기서, 상기 슬릿(141)이 팽창부(140)에 과도한 개수 및 크기로 형성되면, 뼈에 이미 형성된 나사 구멍으로 외측부(110)가 삽입될 시에, 팽창부(140)와 뼈 간의 마찰면적이 줄어드는 관계로 인하여 외측부(110)가 나사 구멍에 원활하게 삽입되지 못하는 문제점이 있다. 반대로, 슬릿(141)이 팽창부(140)에 적은 개수 및 크기로 마련되면, 팽창부(140)를 팽창시키기 위하여 샤프트(120)를 일방향으로 회전시킬 시에, 첨단부(130)가 외측부(110)의 길이방향 단부로 팽창부(140)를 가압해가면 이동되는 것이 어려운 문제점이 있다.
따라서, 팽창부(140)를 뼈에 이미 형성된 나사 구멍으로 삽입하고 그 구멍에서 팽창시키는 것을 원활하게 하기 위하여, 슬릿(141)을 팽창부(140)에 적절한 개수 및 크기로 마련하는 것이 중요하다. 이에 따라, 슬릿(141)은 팽창부(140)의 둘레방향을 따라 일정 간격을 두고서 4~8개로 마련되는 바람직하고, 다수개의 슬릿(141)이 차지하는 크기는 팽창부의 전체면적 중에서 30~40%의 비율을 차지하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 슬릿(141)은, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 사선 방향으로 상기 팽창부(140)에 마련될 수 있다. 상기 슬릿(141)을 사선방향으로 팽창부(140)에 형성시키는 이유는, 첨단부(130)의 횡방향 압축에 의하여 팽창부(140)가 종방향으로 확장될 시에 다수개의 슬릿(141) 사이에 배치된 팽창부(140)의 면적 부위가 의도치 않은 방향으로 변형되는 것을 방지하기 위해서다.
또한, 상기 슬릿(141)은, 상기 외측부(110)가 뼈에 이미 형성된 나사 구멍에 회전 삽입될 시에, 토크 저항력을 가질 수 있도록, 상기 외측부(110)의 삽입 회전방향과 동일한 사선 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 뼈 고정용 스크류(100)는, 외측부(110)의 길이방향 타단부와 첨단부(130) 사이에 개재된 팽창부(140)가 샤프트(120)의 일방향 회전에 의해 부피가 늘어나는 구조를 가지므로, 뼈 속에 삽입된 상태에서 팽창되는 팽창부(140)에 의하여 뼈와의 밀착력이 증대될 수 있다.
특히, 팽창부(140)가 다공질 뼈 부위에 배치되어 팽창될 수 있으므로, 뼈 고정용 스크류(100)가 다공질 뼈 부위에 삽입되어도 뼈와의 고정력을 견고히 유지할 수 있다.
참고로, 외측부(110)는 조밀질 뼈 부위에 삽입되어 배치되고 팽창부(140)는 다공질로 구성된 뼈 부위에 삽입되어 배치되는 것이 가장 바람직하다. 왜냐하면, 다공질 뼈 부위에서 부피가 늘어난 팽창부(140)가 후퇴(스크류의 삽입방향과 반대되는 방향으로 이동)되려는 현상이 다공질 뼈에 의해 방지될 수 있기 때문이다. 다시 말해, 조밀질 뼈에서 부피가 늘어난 팽창부(140)는 다공질 뼈에 이미 형성된 관통공으로 삽입될 수 없는 크기를 가지기 때문이다.
반대로, 뼈 고정용 스크류(100)를 제거하는 수술이나 교체하는 수술을 시행할 시에는, 전술한 바와 같이, 샤프트(120)를 타방향으로 회전시켜 팽창부(140)를 원상태로 복원시킨 후 상기 외측부(110)를 회전시켜 뼈에서 스크류(100)를 빼낼 수 있다.
이때, 팽창에 따라 벌어진 슬릿의 간격이 넓을수록 팽창된 스크류(100)의 구조 내측으로 뼈 생장이 일어나게될 가능성이 높아져, 수축 복원 및 스크류(100) 제거가 어려워질 수 있다. 따라서, 슬릿(141)의 방향을 길이 방향에 나란하지 않은 사선으로 형성하는 것은, 전술한 바와 같이 팽창을 보다 원활하게 일어나도록 하는 것과 스크류(100) 삽입시 뼈 접촉면과의 저항력을 위한 것 이외에도, 사선으로 형성된 슬릿(141)들이 팽창 상태에서 인접한 슬릿(141)들과 상호 겹쳐짐으로써 뼈 생장이 내측으로 이루어지는 것을 최소화할 수 있도록 한다
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 뼈 고정용 스크류(100)는, 상기 샤프트(120)가 일방향으로 회전될 시에, 상기 슬릿(141)이 마련된 상기 팽창부(140)의 길이방향 부위가 방사방향으로 돌출되도록 하는 팽창 유도부(150)를 더 포함할 수 있다.
상기 팽창 유도부(150)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 슬릿(141)의 길이방향 중간부위에서 상기 팽창부(140)의 둘레방향을 따라 형성되는 관통구멍으로 구현될 수 있다.
상기 관통구멍은, 슬릿(141)과 연통 가능하게 형성되며, 슬릿(141) 사이에 배치된 팽창부(140)의 면적부위가 용이하게 확장될 수 있도록 한다. 즉, 관통구멍은, 슬릿(141)과 슬릿(141) 사이에 배치된 팽창부(140)의 리브(rib) 부위가 도 3에 도시된 형태로 용이하게 절곡될 수 있도록, 절곡 경계선과 같은 역할을 수행할 수 있다.
참고로, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 관통구멍이 슬릿(141)의 길이방향 중간부위를 포함하여 슬릿(141)의 길이방향 양단에 각각 마련되는 것으로 도면에 도시되어 있다. 즉, 관통구멍은 절곡이 발생되는 팽창부(140)의 부위와 대응하는 위치에 마련된 슬릿(141)에 형성될 수 있다.
또한, 상기 팽창 유도부(150)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(120)의 외면에서 상기 팽창부(140)의 내면을 향해 돌출되어 다수개의 슬릿(141) 사이에 배치된 팽창부(140)의 리브 내면과 접촉되는 환형의 돌출턱으로 구현될 수도 있다.
상기 돌출턱은, 다수개의 슬릿(141) 사이에 배치된 팽창부(140)의 리브가 용이하게 접혀질 수 있도록 상기 리브의 절곡지점에 마련될 수 있다. 다시 말해, 돌출턱은 상기 슬릿(141)의 길이방향 중간 부위에 인접하게 배치된 팽창부(140)의 리브와 접촉될 수 있다. 이때, 돌출턱은 팽창부(140)의 리브 내면을 소정의 압력으로 가압할 수 있는 돌출길이를 가진 채 샤프트(120)의 외면에 마련되는 것이 바람직하다.
따라서, 샤프트(120)가 일방향으로 회전되어 첨단부(130)가 팽창부(140)의 길이방향 타단을 가압하게 되면, 돌출턱에 이미 가압을 받고 있는 팽창부(140)의 리브 부위가 용이하게 변형되어 도 3에 도시된 형태로 절곡될 수 있다. 즉, 변형되고자 하는 팽창부(140)의 리브 부위가 돌출턱에 의해 변형 방향측으로 가압을 받고 있기 때문에, 첨단부(130)가 팽창부(140)의 길이방향 타단을 가압하게 되면 팽창부(140)의 리브 부위가 용이하게 절곡될 수 있다.
또한, 상기 팽창 유도부(150)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(120)의 외면과 상기 팽창부(140)의 내면에 각각 마련되는 환형 돌출턱으로 구현될 수도 있다.
상기 팽창부(140)의 내면에 마련되는 환형 돌출턱은, 정확하게는 다수개의 슬릿(141) 사이에 배치된 팽창부(140)의 리브 내면에 마련될 수 있다. 즉, 팽창부(140)를 구성하는 리브의 절곡 지점에 마련될 수 있다.
상기 샤프트(120)의 외면에 마련되는 돌출턱은, 상기 팽창부(140)를 확장시키기 위하여 샤프트(120)가 일방향으로 회전되어 상기 외측부(110)의 길이방향 일단쪽으로 이동되면, 상기 팽창부(140)의 내면에 마련된 돌출턱과 접촉될 수 있다. 그러면, 변형되고자 하는 팽창부(140)의 리브 부위가 샤프트(120)의 외면에 마련된 돌출턱에 의해 변형 방향측으로 가압을 받기 때문에, 팽창부(140)가 더욱 용이하게 확장될 수 있다.
또한, 상기 팽창 유도부(150)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 팽창부(140)의 내면에서 상기 팽창부(140)의 둘레방향을 따라 형성되는 환형홈으로 구현될 수도 있다.
상기 환형홈은, 다수개의 슬릿(141) 사이에 배치된 팽창부(140)의 리브 내면에 마련되는바, 정확하게는, 상기 슬릿(141)의 길이방향 단부 및 중간부위와 대응하게 배치되는 리브의 내면 둘레방향을 따라 형성될 수 있다.
위와 같은 환형홈은, 절곡이 발생되는 팽창부(140) 부위의 두께를 줄여 리브가 용이하게 절곡될 수 있도록 한다. 이에 따라, 샤프트(120)가 일방향으로 회전되어 첨단부(130)가 팽창부(140)의 길이방향 타단을 가압하게 되면, 환형홈이 형성된 팽창부(140)의 리브 부위가 접혀지면서 도 3에 도시된 형태로 용이하게 절곡될 수 있다.
따라서, 위와 같은 구성을 가지는 팽창 유도부(150)에 의하여 팽창부(140)가 외력에 의해 용이하게 팽창될 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 팽창부(140)를 팽창시키거나 원상태로 복원시키기 위하여 외측부(110)의 내부에서 회전 이동되는 샤프트(120)는 외측부(110)의 내면과의 접촉면적을 최소화 한 채 회전 이동되는 것이 바람직하다.
왜냐하면, 상기 샤프트(120)는, 뼈에 이미 형성된 나사 구멍과 실질적으로 접촉되어 뼈와의 고정력을 향상시키는 구성요소가 아니고, 상기 팽창부(140)를 팽창시키거나 원상태로 복원시키기 위하여 사용되는 구성요소이기 때문이다.
따라서, 샤프트(120)는 외측부(110)의 내부공간에서 일방향 또는 타방향으로 회전되어 직선 이동되는 작동조건만 갖추면 되기 때문에, 그 외면이 상기 외측부(110)의 내면과 견고히 결합될 필요성이 없다.
오히려, 상기 샤프트(120)의 외면이 외측부(110)의 내면과 견고히 체결되면, ,상기 팽창부(140)를 팽창 또는 복원시키기 위하여 샤프트(120)를 회전 이동시키는 과정이 시술자가 힘이 들 뿐만 아니라, 샤프트(120)를 회전시키는 과정에서 외측부(110)가 의도치 않게 회전되는 현상이 발생될 수도 있다.
이에 따라, 샤프트(120)의 외면에 형성된 나사산과 외측부(110)의 내면에 형성된 나사산의 접촉 면적이 최소화되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 외측부(110)의 내면에 형성된 나사산과 샤프트(120)의 외면에 형성된 나사산이 서로 동일한 사다리꼴 형태를 가지되, 서로 간의 접촉면적을 최소화하기 위하여, 상기 외측부(110)의 상기 중공 내면에 형성된 나사산과 상기 샤프트(120)의 외면의 형성된 나사산은, 적어도 일측의 나사산의 산부와 타측의 나사산의 골부가 서로 맞닿지 않고 이격되도록 구성하였다.
따라서, 샤프트(120)의 외면에 형성된 나사산이 외측부(110)의 내면에 형성된 골에 끝까지 삽입되지 않고, 또한, 외측부(110)의 내면에 형성된 나사산이 샤프트(120)의 외면에 형성된 골에 끝까지 삽입되지 않는 관계로 인하여, 샤프트(120)의 외면과 외측부(110)의 내면 간의 마찰면적이 줄어들 수 있다. 이에 따라, 시술자는 샤프트(120)를 일방향 또는 타방향으로 용이하게 회전시킬 수 있다. 특히, 위와 같은 구조는, 외측부(110)의 내면과 샤프트(120)의 외면 간의 체결력도 유지할 수 있기 때문에, 샤프트(120)의 외측부(110)의 내부공간에서 헛도는 현상도 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 뼈 고정용 스크류(100)는, 최소침습수술(minimally invasive surgery, MIS)과 같은 수술에 적용될 수 있도록, 외측부(110)와 샤프트(120) 및 첨단부(130)가 서로 연통 가능하게 연결될 수 있도록 중공의 형태를 가질 수 있다. 즉, 수술 목표 지점에 스크류, 수술 도구, 임플란트 등을 정확한 위치로 안내하기 위하여, 수술 부위를 지정하는 가이드 와이어가 통과될 수 있도록 외측부(110)와 샤프트(120) 및 첨단부(130)를 각각 중공의 형태로 제작할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 팽창부(140)는, 시술과정에서 팽창되거나 원상태로 복원되어야 하는 구성을 가지므로, 연성이 우수한 재질로 제작되며, 그 예로 인체에 무해하고 내식성이 뛰어난 티타늄 금속재로 제작될 수 있다.
이와는 반대로, 외측부(110)와 샤프트(120) 및 첨단부(130)는 강성이 우수한 금속재로 제작되는 것이 바람직하며, 그 예로 티타늄 합금으로 제작될 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 뼈 고정용 스크류 110 : 외측부
120 : 샤프트 130 : 첨단부
140 : 팽창부 141 : 슬릿
150 : 팽창 유도부

Claims (13)

  1. 중공의 외측부;
    상기 외측부의 상기 중공 내부에 길이방향 일단부가 직선 이동 가능하게 삽입되는 샤프트;
    상기 외측부로부터 노출된 상기 샤프트의 길이방향 타단부와 연결되는 첨단부; 및
    상기 첨단부와 상기 외측부 사이에 개재된 채 상기 외측부로부터 노출된 상기 샤프트의 외면 부위를 에워싸는 팽창부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤프트는, 상기 외측부의 상기 중공과 나사 연결됨으로써 나사 회전에 의해 상기 외측부에 대해 직선 이동하고,
    상기 팽창부는, 상기 샤프트의 외면 부위를 둘러싸는 관 형태로 양단부가 각각 상기 외측부 및 상기 첨단부에 고정됨으로써 상기 샤프트가 일방향으로 회전되어 상기 첨단부가 상기 외측부 방향으로 이동되면 팽창되고, 상기 샤프트가 타방향으로 회전되어 상기 첨단부가 상기 외측부로부터 멀어지게 이동되면 원상태로 복원되며, 이때 상기 샤프트의 길이 방향 타단부와 상기 첨단부는 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 팽창부에는 다수개의 슬릿이 마련되는 것을 포함하며,
    상기 다수개의 슬릿은, 상기 팽창부의 둘레방향을 따라 소정 간격을 두고 이격된 채 상기 팽창부의 길이방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 슬릿은, 사선 방향으로 상기 팽창부에 형성되는 것을 특징으로 하는 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 슬릿은, 상기 외측부가 뼈에 회전 삽입될 시에 토크 저항력을 가질 수 있도록, 상기 외측부의 삽입 회전방향과 같은 사선 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 샤프트가 일방향으로 회전될 시에, 상기 슬릿이 마련된 상기 팽창부가 방사방향으로 돌출되도록 하는 팽창 유도부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 팽창 유도부는,
    상기 슬릿의 길이방향 중간부위에서 상기 팽창부의 둘레방향을 따라 형성되는 관통구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 팽창 유도부는,
    상기 팽창 유도부는,
    상기 샤프트의 외면에서 상기 팽창부의 내면을 향해 돌출되게 마련되는 돌출턱으로 구성되며,
    상기 돌출턱은 상기 다수개의 슬릿 사이에 배치된 상기 팽창부의 리브 내면과 접촉되는 것을 특징으로 하는 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 팽창 유도부는,
    상기 팽창부의 내면에서 상기 팽창부의 둘레방향을 따라 형성되는 환형홈으로 구성되며,
    상기 환형홈은, 상기 슬릿의 길이방향 단부 부위와 중간 부위에 대응되는 상기 팽창부의 내면에 마련되는 것을 특징으로 하는 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상호 나사 연결된 상기 외측부의 상기 중공의 내면과 상기 샤프트의 외면의 나사산은, 적어도 일측의 나사산의 산부와 타측의 나사산의 골부가 서로 맞닿지 않고 이격되도록 구성된 것을 특징으로 하는 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 외측부에 형성된 나사산과 상기 샤프트의 형성된 나사산은 상기 외측부 또는 상기 샤프트의 길이방향 일부에 마련되는 것을 특징으로 하는 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 나사산은 사다리꼴 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 뼈 고정용 스크류.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외측부와 상기 샤프트 및 상기 첨단부는 서로 연통 가능하게 연결되는 중공의 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 팽창 복원 기능을 구비한 뼈 고정용 스크류.
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