KR100308588B1 - 척추파열골절치료를위한내부전면고정시스템 - Google Patents

Abstract

척추 파열 골절의 치료를 위한 내부 전면 고정 시스템(10)은 일체식 상위 부분(12), 하위 부분(20) 및 브리지 부분(25)을 가지는 긴 플레이트(11)를 포함한다. 상위 부분(12)과 하위 부분(20)은 브리지 부분(25)이 상처난 척추위의 부분 사이에 걸쳐 있으면서 대응 척추에 고정하기 위해 제공된다. 상위 부분(12)은 본 고정 스크류(22)를 수납하도록 스칼로프(40, 42)를 각각 가진 한쌍의 긴 평행 슬롯(15)을 포함한다. 하위 부분 (20)은 고정 스크류 또는 볼트가 연장되는 한쌍의 개구(21)를 포함한다. 상위 부분(12)에서 슬롯(15)은 중간 척추 영역의 압축 및 변형을 허용한다. 하위 부분(20)의 개구(21)는 사변형 고정 구조체를 제공하도록 플레이트의 축에 대해 예각(A)으로 형성된다. 브리지 부분(25)은 상위 부분과 하위 고정 부분의 폭보다 작다.

Description

척추 파열 골절 치료를 위한 내부전면 고정 시스템

본 발명은 척주(spine)의 전면 고정(anterior fixation)용 장치에 관한 것이다. 특히, 가슴이나 허리 척추의 고정용 플레이트(plate)에 관한 것이다. 본 발명의 플레이트는 중요한 척추 관 컴프로마이즈 (spinal canal compromise) 또는 척추 본체 종양으로 파열 골절(burst fracture)과 같은 척추 본체 코펙토미(corpectomies)가 수행되는 경우에 적용한다.

통상, 척주의 골절은 흉요부 접합부에서, 특히 T-11, T-12, L-1 또는 L-2 척추에서 발생한다. 과거에 파열 골절을 치료하는 것은 본체 깁스(cast) 및/또는 부목을 하고 오랫동안 침대에서 쉬어야 한다. 해링톤(Harrington) 로드는 척추 파열 골절의 치료를 위해 내부 고정부를 삽입한 장치로서 광범위하게 사용되었다. 해링톤 로드는 척주의 후배부 변형을 포함하고 변형 수단에 의해 척추 높이의 환원 및 복원을 허용한다. 그러나, 척추 후만증(kyphosis) 감소와 척추 관을 깨끗하게 하지 못하는 것이 해링톤 로드의 중요한 단점이다.

회복을 증진시키기 위해, 후배부 변형 시스템은 곡선 로드, 로드용 슬리브, 개선된 후크 및 서브환형 와이어의 사용으로 변화되었다. 그러나, 이들 후배부 변형 시스템과 함께, 척주 퓨젼(fusion)은 골절 꼬리쪽에 2 척추 레벨과, 골절 머리쪽의 2 또는 3 레벨을 포함한다. 이러한 레벨조차도 후배부 접근은 홍요부 파열골절의 치료의 문제의 최적 해결책이 아니다.

1980년 초기에, 전면 접근은 파열 골절의 치료를 위해 발달되어 왔다. 개선된 스캐닝 기술은 파열 골절에 존재하는 본(bone) 파편의 관찰을 허용하여, 신경회복을 위해 최상의 환경을 제공하도록 관의 완전한 비압축을 의도한 것이다 다양한 고정 장치는 파열 골절의 내부 전면 치료의 이론에 따라 발달되어 왔다. 그러나, 전면 접근은 절차의 곤란한 특성으로 인해 수술 사망을 증가시킨다. 혈관조직 뿐만 아니라 척주관의 완전한 제거의 위험성과 더불어 전면 고정 접근에 많은 문제가 있다. 대부분의 종래의 내부 전면 시스템은 매우 복잡하다.

그와 같은 하나의 시스템은 오하이오주 클리브랜드 소재의 아크로멘드 인코포레이티드에 의해 판매되는 카나다 장치(canada device) 이다. 카나다 장치는 척추 본체내에 고정 스크류가 위치되는 척추 본체 스태플을 이용한다. 로드는 상위와 하위 척추 본체에서 스큐류 사이에 맞물린다. 통상, 두개의 스크류가 각 본체에 위치되므로 척추 사이에 두개의 로드를 필요로 한다. 로드는 압축 및 변형을 허용하도록 그 단부에서 나사 결합된다.

짐머(Zimmer)에 의해 판매되는 다른 장치는 종양 또는 홍요부 파열 골절을 치료하기 위한 전면 척추 고정 시스템을 제공한다. 이 장치는 1981년 9월 15일에 던(Dunn)에게 허여된 미국 특허 제 4,289,123 호에 기술되어 있다. 이 장치는 상위와 하위 척추 사이에서 로드를 이용하는 카나다 장치와 유사하다. 척추에서 구부러진 한쌍의 큰 플레이트는 다수의 스크류에 의해 맞물린다.

몇몇 플레트닝 시스템은 척주의 전면 내부 고정을 위해 개발되어 왔다. 이들 플레이트중 하나인 시라큐스 I-플레이트 (Syracuse I-plate)는 파열 골절에 대해 맞물린 다수의 다른 I-형 플레이트를 제공한다. 그러나, 시라큐스 I 플레이트는 상위와 하위 척추 사이에서 식피편(bone graft)의 압축 및 변형을 허용하지 않는다.

아크로메드 인코포레이티드는 다수의 파열 골절 및 종양의 치료를 위한 곡선전면 척주 고정 플레이트(CASF^TM플레이트)를 판매한다. 플레이트는 곡선 플레이트를 통해 다수의 스크류 개구를 포함한다. 다수의 개구는 본 스크류가 척추를 맞물도록 다른 위치에 제공되며 식피편자체의 압축 또는 변형은 허용하지 않는다. 타이완, 타이페이 소재의 듀마 인터내쇼날(Duma International)은 다수의 스크류 구멍과 단일 스크류 슬롯을 가지는 플레이트를 포함한 스태픽스(stafix) 플레팅 시스템을 제공한다. 스태픽스 플레이트는 본 스크류의 사변형 배치를 허용하나 압축 또는 변형에 쉽게 적용되지 않는다. 더우기, 상술한 전면 플레이트와 같은 이 플레이트는 본 스크류 또는 본 볼트를 사용한 강성 또는 반강성 고정부를 제공할 수 없다.

이러한 종래의 전면 내부 고정 시스템 일지라도, 흉요부 파열 골절 및 종양의 효과적인 조작을 위해 플레이트와 스크류 시스템이 필요하다. 압축 및 변형 뿐만 아니라 전면 로드 분담을 허용하는 시스템이 필요하다. 이 시스템은 쉽게 이식할 수 있어야 하며 수술 사망율을 감소시켜야 한다.

제1도는 상위와 하위 척추 사이에서 파열 골절(burst fracture)에 대하여 고정된 본 발명에 따른 내부 전면 흉요부 플레이트의 측면도.

제2도는 제1도의 선(2-2)을 따라 화살표 방향으로 취한 전면 흉요부 플레이트의 일단부의 횡단면도.

제3도는 제1도에 도시한 플레이트와 유사하지만 길이가 보다 짧은 전면 흉요부 플레이트의 평면도.

제4도는 플레이트 슬롯 및 스크류 개구의 스칼로프 형상을 도시한 것으로 선(4-4)을 따라 취한 제3도에 도시한 플레이트의 측면 횡단면도.

본 발명의 이해를 증진시키기 위해서, 도면을 참조로 하여 구체적으로 설명한다. 따라서 이 실시예 및 도시한 장치의 다른 변경에 의해 본 발명의 범위는 제한하고자 하는 것이 아니며, 본 발명과 관련된 기술분야에 숙련된 자들에 의해 본원에 설명한 바와 같은 본 발명의 원리를 이용한 다른 적용이 이루어질 수 있다는 것을 이해해야한다.

제1도를 참조하면, 본 발명에 따른 전면 흉요부 플레이트 시스템(10)이 도시되어 있다. 시스템(10)은 상위 척추(V₁)와 하위 척추(V₂) 사이에 맞물린 특정 형상 플레이트(11)를 포함한다. 플레이트(11)는 파열 골절(F, burst fracture)을 가진 척추(V₃)에 걸쳐있다. 척추(V₃)는 종양 절제용과 같은 척추 본체 코펙토미(vertebral body corpectomy)에 적용될 수 있다. 선택적으로, 본 발명은 척추 석피편이 상위와 하위 척추 사이에 걸쳐있는 위치에 적용할 수 있다.

플레이트(11)는 세개의 개별 부분을 포함한다. 제 1 부분인 상위 부분(12)은 내부에 형성된 한쌍의 슬롯(15)을 포함한다. 각 슬롯(15)은 본 고정 요소(16)가 이 슬롯을 통해 수납되도록 형성되어 있다. 플레이트의 대향 단부에서, 하위부분(20)은 척추(V₂)를 맞물기 위한 본 볼트 또는 본 스크류와 같은 고정 요소를 수납하기 위한 개구(21)를 포함한다. 상위와 하위 부분(12, 20)은 각각 브리지 부분(25)에 의해 상호 결합되며, 이 브리지 부분은 파열 골절 척추(V₃)를 걸치도록 형성되어 있다. 제1도 및 제3도에 도시된 플레이트의 비교에 의해 도시한 바와 같이, 상위와 하위 부분(12, 20) 사이의 거리는 브리지 부분(25)의 길이를 변경시킴으로써 변화될 수 있다.

이 브리지 부분(25)은 특정 척추 해부를 위해 필요한 플레이트(11)의 전체길이에 따라 길이를 길게 또는 짧게 할 수 있다. 플레이트는 각각의 상위와 하위척추상의 충분하고 확실하게 작용하도록 충분히 길어야 한다. 본 발명의 흉요부 플레이트에 전체 길이는 플레이트에 의해 걸쳐질 척주 해부와 척추의 숫자에 따라 6.35cm 와 12.70cm (2.5 인치와 5.0 인치사이) 사이에서 1.27cm(0.5 인치) 간격으로 제공된다.

본 발명의 전면 흉요부 플레이트(11)의 특정 형상은 본 발명의 중요한 특징이다. 예컨대, 플레이트의 모든 코너는 등글게 되어 있다. 특히, 상위 부분(12)의 코너(30)와, 하위 부분(20)의 단부(32)는 둥글다. 또한, 상위 부분(12)과 브리지 부분(25) 사이의 전이부(34, transition)는 원만한 곡선이며, 하위 부분(20)과 브리지 부분(25) 사이의 전이부(36)도 또한 원만한 곡선이다. 플레이트(11)의 “둥근” 형상은 플레이트가 이식될때 주변 조직의 외상을 감소시킨다.

다른 중요한 관절에서, 브리지 부분(25)의 횡폭은 플레이트(11)의 고정 부분인 상 하위부분(12, 20)의 폭보다 작다. 종래의 전면 플레이트와 달리, 본 발명의 플레이트(11)는 척추에 직접 연결되는 부분으로 보다 넘은 플레이트 부분을 제한한다. 브리지 부분의 감소된 형상은 조직을 둘러싸서 플레이트 삽입을 용이하게 하고 외상을 최소화하며, 플레이트의 손상없이 영역의 안정된 고정을 유지한다. 양호하게, 브리지 부분(25)의 폭(W)은 플레이트의 상위 부분(12)에서 두개의 슬롯(16)의 중심선(CL) 사이의 거리보다 약간 크다. 일실시예에서, 이 폭은 1.27cm(0.5 인치)이다.

척추에 플레이트(11)의 고정을 용이하게 하기 위해, 플레이트(11)의 하부면은 제2도에 도시한 바와같이 척추 (V₂)의 척추 본체의 외부 만곡부에 일치되도록 만곡 되어 있다. 플레이트의 하부면은 반경(R)으로 만곡되어 있고, 일실시예에서, 이 반경(R)은 플레이트가 고정되는 척추의 해부에 따라 2.54cm 와 3.81cm 사이의 범위이다.

제3도를 참조하면, 본 발명의 전면 고정 플레이트의 다른 중요한 특징이 도시되어 있다. 제3도에 도시된 플레이트 (11′)는 브리지 부분(25′)이 종래의 플레이트의 브리지 부분 (25)보다 짧은 것을 제외하고는 제1도에 도시된 플레이트(11)와 동일하다. 제3도에 도시된 바와 같이, 플레이트(11′)는 한쌍의 평행한 긴 슬롯(15)을 포함하며, 이 슬롯을 통해 고정 요소(16)를 맞물을 수 있다. 각각의 슬롯은 슬롯에서 다수의 스칼로프(40)를 한정하는 상부면(11b′)을 포함한다. 또한, 선택적으로 다수의 스칼로프(42)가 플레이트의 하부면(11a′)에 형성될 수 있다.

스칼로프(40, 42)는 제2도에 도시한 본 스크류(22)와 같은 본 스크류 또는 본 볼트상에서 곡선 결합면을 수용하도록 적용된다. 둥근 플레이트 결합면을 가지는 본 고정 요소는 이 분야에 공지되어 있다. 이 조건들을 만족하는 본 스크류는 다넥 메디칼 인코포레이티드에 의해 판매되는 부품 번호 시리지 803-370 내지 803-384 의 본 스크류이다. 또한, 본 볼트는 플레이트(11′)의 하부면(11a′)에서 스칼로프(42)를 맞물도록 곡선 상부면을 포함하는 것을 이용한다. 상기 본 볼트는 척추를 맞물기 위한 하부 나사 부분과, 하부면 스칼로프(42)를 맞물기 위한 중간부분과, 플레이트 개구를 통해 연장한 상부 나사 부분을 포함한다. 또한 곡면을 가진 너트는 본 볼트의 상부 나사 부분상에서 나사로 맞물리고, 플레이트를 본 볼트로 고정시키도록 플레이트의 상부면 (11b′)상에서 하방으로 고정된다. 적합한 본 볼트 장치는 하이니그 등에게 허여된 미국 특허 제 4,887,595 호와 스몰등에게 허여된 미국 특허 제 5,129,899 호에 기재되어 있다 본 스크류나 본 볼트중 하나는 고정요소의 “상부 로딩”과 고정을 위해 육각 구동 리세스를 포함하는 것이 적합하다.

본 발명의 전면 플레이트의 하나의 중요한 관점에서, 슬롯(15)과 개구(21)는 본 스크류 또는 본 볼트나 이들의 조합체를 사용하여 척추에 플레이트를 고정시킬 수 있게 한다. 본 스크류 또는 본 볼트중 어느 것을 사용하는냐는 필요한 고정 정도에 따라 좌우된다. 스크류(22)와 같은 본 스크류를 사용하는 것은 이중 나사 본 볼트에 의해 제공한 것보다 덜 강한 고정을 제공하고자 하는 것이며, 볼트 중간 부분은 플레이트(11′)의 하부면(11a′)에 접촉된다. 파열 골절(F)의 특성은 절차상 필요한 고정 정도를 나타낸다. 고정 방법에서 융통성은 종래의 내부 전면 고정 장치에 유용하지 못하다.

제1도 및 제3도에서 볼 수 있듯이, 긴 슬롯(15)은 플레이트(11, 11′)의 종축과 평행한 축을 따라 연장되어 있다. 슬롯의 길이 뿐만 아니라 스칼로프(40, 42)의 존재는 본 스크류 (16)가 척추를 맞물은 후에 압축 및 변형되게 된다. 따라서, 전형적인 절차에서, 플레이트는 슬롯(15)을 통해 연장되는 본 스크류(16)로 설치될 수 있으나 척추에 단단히 고정되지 않는다. 일단 압축과 변형이 이뤄지면, 스크류는 플레이트를 척추에 고정하도록 플레이트상에서 하방 고정되어, 견고한 고정부를 형성한다. 더우기, 스칼로프 슬롯은 골절 또는 식피편 위치에서 변형의 압축의 적합한 정도를 유지하고자 할때 수술후에 스크류를 재위치시킬 수 있다. 본질적으로 수술후에 스크류를 재위치시키는 것은 상위와 하위 척추 사이의 거리와 종래 기술의 장치에서 부족한 특징을 조정한다. 고정된 척추 사이의 거리를 줄이는 것은 척추 사이의 식피편상에 압축을 증진시키는데 필요하다.

하위 부분(20)에 있는 플레이트의 다른 단부에는 한쌍의 개구(21)가 제공되어 있다. 긴 슬롯을 구비할때 개구(21)는 상부 구멍 부분(45)과 하부 구멍 부분(47)을 포함하여 본 스크류나 본 볼트의 곡선 헤드를 수납한다. 두개의 개구(21)의 중심부를 통한 라인은 플레이트(11, 11′)의 종축에 대해 예각(A)이다. 이 특정각도 방향은 접속된 척추 사이에서 최적 전면 로드를 분담하는 안정되고 확고한 사변형 구조체를 제공한다. 제1도에 도시된 바와 같이, 전형적인 절차에서 상위부분(12)에서의 스크류(16)는 각도에서 사변형 구조체를 완성하도록 플레이트의 종축에 대해 비스듬히 맞물려 있다.

플레이트(11, 11′)는 316LVM 스테인레스강과 같은 바이오 융화성 재료로 형성된다. 다른 재료로는 바이오 융화성이 있으며 척주의 전면 고정을 위한 필요한 강도는 갖고 있는 티탄늄 합금이 고려될 수 있다.

본 발명의 내부 전면 고정 시스템(10), 특히 전면 플레이트(11)는 척추, 특히 흉요부 접합시에 단단한 전면 고정을 위한 수단을 제공한다. 플레이트(11)는 모션 세그먼트의 최소 숫자의 융합을 용이하게 하도록 배치된다. 또한, 플레이트는 압축 또는 변형을 허용하도록 고정 스크류 또는 볼트 조정을 위한 수단을 제공한다. 플레이트의 형상은 조직 외상을 감소시키고 삽입을 용이하게 한다. 본 발명의 플레이트(11)는 이들 기능 모두를 성취할 수 있을 뿐만 아니라 사변형 구조체를 제공하고 고정 강도를 변화시킬 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명되었지만, 이에 제한되지 않으며, 단지 적합한 실시예를 도시하고 설명했으며, 본 발명의 발명 정신내에 있는 모든 변화 및 변경은 모두 보호받고자 한다.

Claims (9)

1. 종축을 가지며, 상위 부분과, 하위 부분과, 상기 상위 부분 및 하위 부분 사이에 일체로 걸쳐 있는 브리지 부분을 포함하는 긴 플레이트와, 상기 플레이트와 결합하기 위해 상기 플레이트에 있는 슬롯 또는 개구중 어느 하나를 통해 연장하도록 적용된 플레이트 결합 부분과 본 결합 부분을 가진 척추 고정 요소를 포함하며, 상기 상위 부분은 상기 플레이트의 종측에 평행한 종방향 슬롯축과 상기 슬롯축을 따라 일정한 폭을 각각 갖는 한쌍의 긴 슬롯을 한정하며, 상기 하위 부분은 중심부와 상기 중심부를 통해 상기 플레이트의 종축과 평행하게 옵셋된 축을 각각 갖는 한쌍의 개구를 한정하는 것을 특징으로 하는 척추 파열 골절 치료를 위한 내부 전면 고정 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 하위 부분에 있는 한쌍의 개구의 각 중심부는 그 사이에서 라인을 한정하며, 상기 라인은 상기 플레이트의 종축에 대해 예각을 한정하는 것을 특징으로 하는 척축 파열 골절 치료를 위한 내부 전면 고정 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 상위 부분과 하위 부분은 각각 일정한 폭을 가지며, 상기 브리지 부분은 상기 상위 부분과 하위 부분의 폭보다 작은 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 척추 파열을 골절 치료를 위한 내부 전면 고정 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 한쌍의 긴 슬롯은 슬롯의 종축이 서로 평행하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 척추 파열 골절 치료를 위한 내부 전면 고정 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 브리지 부분은 상기 상위 부분과 하위 부분중 어느 하나의 폭보다 작은 폭을 가지며, 상기 슬롯의 종축 사이의 거리와 동일한 것을 특징으로 하는 척추 파열 골절 치료를 위한 내부 전면 고정 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 플레이트는 상기 긴 슬롯의 각각의 주변 둘레에서 상기 플레이트의 상부면에 한정된 다수의 스칼로프(Scallop)를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 파열 골절 치료를 위한 내부 전면 고정 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 플레이트는 상기 긴 슬롯의 각과의 주변 둘레에서 상기 플레이트의 하부면에 한정된 다수의 스칼로프(scallop)를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 파열 골절 치료를 위한 내부 전면 고정 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 하위 부분에 있는 각 한쌍의 개구의 중심부를 통한 축은 상기 플레이트의 상위 부분에 있는 긴 슬롯중 대응 슬롯의 종축과 공동 선형(colinear)인 것을 특징으로 하는 척추 파열 골절 치료를 위한 내부 전면 고정 시스템.
9. 제1항에 있어서, 상기 플레이트는 척추 전면의 곡률에 적합하도록 곡률로 한정된 척추와 접촉하기 위한 곡선 하부면을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 파열 골절 치료를 위한 내부 전면 고정 시스템.