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KR100604452B1 - 접골 평판 - Google Patents

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KR100604452B1
KR100604452B1 KR1020017011364A KR20017011364A KR100604452B1 KR 100604452 B1 KR100604452 B1 KR 100604452B1 KR 1020017011364 A KR1020017011364 A KR 1020017011364A KR 20017011364 A KR20017011364 A KR 20017011364A KR 100604452 B1 KR100604452 B1 KR 100604452B1
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screw
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샤반로버트
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신테스 아게 츄어
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Abstract

접골 평판은 상부면(1), 뼈와 접촉하게 되는 밑면(2), 및 종방향 평판 축(3)을 따라 형성되며 접골 나사(11)를 수용하도록 상부면(1)과 밑면(2)을 연결하는 수 개의 구멍(4)을 포함한다. 이들 구멍(4)들 중 적어도 하나의 구멍의 종방향 평판 축(3)을 따른 직경(DL)은 종방향 평판 축(3)에 대해 횡방향으로의 상기 구멍의 직경(DQ)보다 크다. 이들 구멍(4)들 중 적어도 하나는 내부 나삿니(5)가 설비된다. 이러한 내부 나삿니(5)는 적어도 180°의 원호로 연장한다. 접골 평판은 절충을 수반하지 않고도 압착판 및 소위 내부 부착 시스템으로서 모두 적용될 수 있게 한다.
접골 평판, 골절, 나삿니, 나사, 요홈, 테이퍼

Description

접골 평판{BONE PLATE}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 기재된 접골 평판과, 청구항 15의 전제부에 기재된 접골 평판 등을 포함하는 부착 시스템(affixation system)에 관한 것이다.
기본적으로, 접골 평판과 함께 구현되는 2가지 종류의 골접합술(osteosynthesis)이 있다.
첫 번째 종류는 "고정 골접합술(rigid osteosynthesis)"에 관한 것이다. 고정 골접합술은 관절 골절(fracture of joints), (정 삽입술(nailing)이 불가능한) 간단한 골간 골절(shaft fracture), 및 절골술(osteotomy)을 처치할 때 사용된다. 해부학적 정복성(anatomic repositioning ability) 외에도, 뼈 자체가 접골 안정성을 지지하여, 보다 신속하고 무고통인 끝단부 응력 인가(extremity-stressing)가 얻어진다. 안정된 골절 처리의 이점은 외상(trauma)으로 인해 혈액 순환이 상당히 감소된 경우에 관찰된다. 비유착(non-union)을 처리할 때 또는 감염이 있는 경우에, 골절은 뼈 치료를 허용하면서도, 골절 간극에서 불안정성에 의한 감염을 더욱 자극하는 것을 막는 안정된 방식으로 처리되어야만 한다.
두 번째 종류는 "가요성 골접합술(flexible osteosynthesis)"에 관한 것이다. 가요성 (생물학적) 골접합술의 최대 이점은 길이가 긴 뼈의 골간 영역에서의 분쇄 골절(comminuted fracture)을 치료하는 것과 관련한다. 이러한 골절과 관련한 목표는 뼈 길이를 유지하고, 뼈 단부(관절)를 뼈들의 상호 위치에서 유지하는 것이다. 이러한 과정에서, 골절 영역은 직접 부착되거나 처리되지 않아, 결과적으로 이러한 영역에서의 혈액 순환은 추가적으로 방해되지 않는다. 접골 평판은 골간 단(metaphysis)에 고정된 로킹 골수 핀(locking medullary pin)과 유사하게 작용한다.
이들 두 개의 평판 골접합술은 실제로 상당히 거리가 멀다. 골절은 어느 한 종류의 골접합술로 항상 분류될 수 있는 것은 아니며, 따라서 외과 의사는 이들 방법을 조합할 때 이용할 수 있는 임플란트(implant) 절충형이 없기 때문에 타협하여야만 한다. 예컨대, 이러한 조합은 관절 골절이 접골 평판을 통해 나사를 조임으로써 압착되고 전체 관절부가 골간에 대한 각도 불변 나사를 사용하는 내부 부착 시스템에 의해 연결될 수 있을 때 요구될 것이다. 다른 적용은 실례로서 접골 평판이 골중간부 조각에서 축방향 및 각도 방향으로 안정된 나사에 의해 고정될 수 있는 다공성 뼈에 관련한 것으로서, 안정된 평판 부착이 골간 영역에서 가능하며 골절부를 통과하는 평판 조임 나사에 의해 지지된다. 주요한 골절 안정성은 이러한 종류의 조치에 의해 이루어질 수 있다.
결국, 두 종류의 골접합술을 위한 뼈 임플란트들이 개발되어 현재 시판 중이다. 이들 임플란트 세트들은 각각의 방법에 대해 최적으로 설계된다. 따라서, 이들 두 가지 시스템의 결점은 이들이 조합될 수 없다는 것이다.
이러한 조합된 평판은 탈로스(Talos) 등의 미국 특허 제5,709,686호로부터 공지되어 있는데, 긴 구멍의 중간부에 원통형 나삿니가 존재한다. 이러한 공지의 평판의 결점은 다음과 같다.
1) 평판의 긴 구멍 내에서의 나삿니의 중앙 위치는 나삿니의 범위를 60 내지 179°에서 제한한다.
2) 평판의 긴 구멍(클램핑 구멍)에서의 60 내지 179°사이의 범위를 갖는 나삿니의 중앙 위치는 긴 구멍의 측면 웨브(web)가 넓어질 위험이 있다.
3) 나삿니가 원통형이므로, 나사가 조여질 때 평판 표면 상에 놓일 특수 나사 헤드가 사용되어야 한다.
본 발명의 목적은 그 개선이다. 그 목표는 2가지 평판 자체에 의해 고유하게 제공되는 조치에 대한 제한을 수반하지 않고 두 종류의 골접합술을 조합한 접골 평판을 생성하는 것이다. 따라서, 본 발명의 평판은 압착판으로 그리고 절충을 초래하지 않는 소위 내부 부착 시스템으로서 역할한다.
본 발명은 청구항 1에 청구된 접골 평판에 의해 이러한 문제를 해결한다.
본 발명의 평판을 내부 부착 시스템으로서 사용하는 것은 평판이 뼈에 대해 가압되지 않고 뼈 골절부가 평판과 뼈 사이의 마찰로 인해 고정되므로 평판과 나사의 경계부에 더욱 응력을 인가하게 한다. 이러한 응력의 증가는 긴 구멍 내의 나삿니가 적어도 180°의 범위에서 연장함으로써 나사 머리의 나삿니를 적어도 이러한 각도 범위에 의해 둘러싼다는 점에서 설명된다. 이러한 상황은 얇은 접골 평판이 수반되는 경우에 특히 중요하다.
보다 바람직한 실시예에 있어서, 긴 구멍의 내부 나삿니는 접골 평판의 밑면을 향해 원추형으로 테이퍼 형태로 된다. 이러한 실시예는 나사 부착이 평판 구멍의 원추형 나삿니와, 사용된 나사 머리의 정합하는 원추형 나삿니에 의해 구현된다는 이점을 제공한다. 이러한 종류의 부착은 자동 드릴링 나사(self-drilling screw)가 사용된다면 특히 중요하다. 나사의 머리 구역에서의 원추형 나삿니 덕분에, 이러한 나사는 평판과 무관하게 뼈 내로 삽입될 수 있다. 나사는 나사 머리의 나삿니 형성 원추부가 평판의 긴 구멍의 내부 나삿니로 진입할 때만 로킹될 것이다. 평판 구멍의 원추부에서의 그리고 뼈에서의 상이한 나삿니 시작부에도 불구하고, 원추형 나사 머리 나삿니는 평판의 나사 형성 원추부 내에서 중앙에 위치될 것이다.
원추형 나삿니가 조여질 때, 반경방향 힘이 평판 구멍 내에서 발생된다. 이러한 힘을 적절히 흡수하기 위하여, 원추형 평판은 치수적으로 충분히 안정하여야 한다. 따라서, 적절하게는, 접골 평판의 밑면을 향해 원추형으로 테이퍼 형성된 내부 나삿니는 5 내지 20°, 통상적으로는 10°의 원추 각도로 연장한다.
더욱 양호한 실시예에서, 특징부의 (a) 및 (b)에 의해 한정되는 구멍은 상호 동일하며, 결과적으로 내부 나삿니는 종방향 평판 축의 방향으로 측정된 직경(DL)이 상기 종방향 평판 축에 직각으로 측정된 직경(DQ)보다 큰 구멍 내에 끼워진다.
본 발명의 다른 양호한 실시예에서, 내부 나삿니는 한정된 기하학적 형성체의 200 내지 250°의 원호로 연장된다.
긴 구멍은 원추형이므로, 평판의 밑면 또는 상부면에서 다양한 값의 내부 나삿니의 범위가 있을 수 있다. 밑면에서 측정된 나삿니의 원호는 양호하게는 180 내지 230°로 연장하는 반면에, 상부면에서 측정된 원호는 200 내지 270°로 연장된다.
또 다른 양호한 실시예에서, 긴 구멍(클램핑 구멍) 내의 말단 원추형 나삿니는 평판의 중앙에 가장 근접한 단부에 존재한다. 이러한 특징은 평판 클램핑 구멍의 클램핑이 손상되지 않은 상태로 남겨두는 이점을 제공한다.
다른 양호한 실시예에 관해서는, 내부 나삿니를 갖는 구멍들 중 적어도 하나는 볼 헤드(ballhead)를 갖는 접골 나사(bone screw)를 수용하도록 상부면에 대면하는 상부 부분에서 오목부(concave)를, 양호하게는 구형 요홈(spherical recess)을 구비한다. 종래의 접골 나사의 이러한 구형 나사 머리는 우선적으로 접골 나사가 골절 압착에 요구되는 바와 같이 편심되어 삽입된다면 오목한 구형 요홈부 내에 최적으로 배치된다.
또 다른 양호한 실시예에서, 밑면은 오목하다. 이러한 오목한 밑면으로 인해, 평판은 경골(tibia), 대퇴골(femur), 상완골(humerus) 및 하완골(lower arm bone)의 둥근 횡단면과 보다 양호하게 정합한다. 평판 밑면이 오목하므로, 종래의 접골 나사를 평판 구멍을 통해 경사지게 삽입할 수 있다. 이러한 특징은 평판까지 잡아당겨져야 하는 작은 뼈 조각을 파지할 때 가장 중요하다.
또 다른 양호한 실시예에서, 내부 나삿니는 치수 안정성을 최대화하기 위하여 밑면으로부터 상부면까지의 접골 평판의 전체 두께에 걸쳐 연장한다.
또 다른 양호한 실시예에서, 긴 구멍은 밑면과 대면하는 하부 부분에서 나삿니가 없는 부분에서 벌어짐으로써 접골 나사의 편위(excursion)를 허용한다.
또 다른 양호한 실시예에서, DL/DQ의 비율은 1.01 내지 3.00의 범위, 양호하게는 1.1 내지 1.5의 범위 내에 있다. 이러한 비율은 나사를 위한 몇몇 클램핑 경로를 요구하는 클램핑 구멍과 나사 형성 구멍의 조합으로부터 된다. 확인된 DL/DQ의 비율은 클램핑 유효성과 조합 구멍에 의한 최소 평판 약화 사이의 최적 절충을 나타낸다.
본 발명의 접골 평판 외에도, 다른 실시예는 나사 헤드 상에 설비되어 상기 내부 나삿니와 정합하는 외부 나삿니를 갖는 적어도 하나의 접골 나사를 추가로 구비한다. 양호하게는, 상기 적어도 하나의 접골 나사는 자동 드릴링 나사이다.
접골 평판이 압착판으로서 사용될 때, 평판 보어 구멍(borehole)의 클램핑 구멍의 기하학적 형상은 말단 원추형 나사 형성 구멍에 의해 악영향을 받지 않는다. 나사 형성 구멍(4)의 원추형 특징부에 의해 제공되는 이점은 나사가 평판과는 무관한 방식으로 뼈 내로 삽입될 수 있다는 것이며, 나사는 평판이 조여질 때만 나사 형성 정합 나사 머리에 의해 평판에 연결된다. 이러한 특징은 자동 태핑 나사(self-tapping screw) 및 자동 드릴링 나사를 사용할 때 가장 유리하다.
도1은 나사가 형성되지 않은 긴 구멍과 별도의 나사 형성 구멍을 구비하는 본 발명의 접골 평판의 평면도이다.
도2는 일체로 된 나삿니를 갖는 긴 구멍을 구비하는 본 발명의 접골 평판의 평면도이다.
도3은 도1의 나사 형성 구멍의 종단면도이다.
도4는 도2의 나사 형성 긴 구멍의 종단면도이다.
도5는 일체화된 나삿니를 갖는 긴 구멍 내로 삽입되는 접골 나사를 구비한 본 발명의 접골 평판의 사시도이다.
본 발명 및 그 추가 개발은 몇몇 예시적인 실시예의 부분 개략도와 관련하여 이하에서 설명된다.
도1에 도시된 본 발명의 접골 평판은 상부면(1), 뼈와 접촉하게 되는 밑면(2), 및 접골 나사를 수용하도록 종방향 평판 축(3)을 따라 위치된 2개의 구멍(4)을 포함한다.
화살표 7은 접골 평판의 일단부를 향한 방향을 나타내고, 화살표 8은 평판의 중앙을 향해 가리킨다.
종방향 평판 축(3)의 방향으로 측정된 때 평판의 중앙에 근접한 구멍(4)의 직경(DL)은 상기 축(3)에 직각으로 측정된 구멍의 직경(DQ)보다 크다. 직경(DL )은 5.2mm이고 직경(DQ)은 3mm이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 긴 구멍은 구형 머리를 갖는 접골 나사를 수용하도록 오목한, 양호하게는 구형인 요홈(6)이 상부면(1)과 대면하는 상부 부분에 설비된다. 평판 구멍 내에서 단부쪽으로 위치된 내부 나삿니의 범위에 있어서, 이러한 평판 구멍은 밑면(2)을 향해 하방으로 테이퍼 형성된 원추의 형상을 취하며, 따라서 내부 나삿니(5)도 약 10°의 원추 각도로 접골 평판의 밑면(2)을 향해 하방으로 테이퍼 형성된다. 양호하게는, 내부 나삿니(5)는 이중 나삿니이다. 내부 나삿니(5)는 상부면(1)으로부터 밑면(2)까지 접골 평판의 전체 두께를 따라 연장한다.
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도2 및 도4에 도시된 본 발명의 양호한 실시예에서, 도1의 2개의 접골 평판 구멍(4)은 조합되고, 그 결과 내부 나삿니(5)는 2개의 긴 구멍(4) 내부에 있을 것이다. 나삿니(5)는 평판의 중앙에 더 근접한 긴 구멍의 단부에 위치된다.
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도 1에 도시된 바와 같이, 밑면(2)에서 측정되어 원호(9)로 나타내어진 내부 나삿니(5)는 223°의 원호로 연장하고, 상부면(1)에서 측정된 때 원호(10)로 나타낸 바와 같이 내부 나삿니는 256°의 원호로 연장한다.
아래 표는 내부 나삿니(5)의 직경에 따른 양호한 매개변수들을 나타낸다.
나삿니 직경 3.0 mm 4.0 mm 5.0 mm
이중 나삿니 예 예 예
나삿니 피치 0.7 [mm] 0.9 [mm] 1.0 [mm]
나삿니 깊이(외경/내경의 차이의 1/2) 0.2025 [mm] 0.2575 [mm] 0.2810 [mm]
각방향 편위 (상부면에서) 200° 200° 190°
각방향 편위 (밑면에서) 260° 240° 250°
도3은 도 1및 도 2에 도시된 접골 평판이 설비된 부착 시스템을 도시하는 것으로서, 접골 나사(11)는 나사 헤드(13)에서 외부 나삿니(12)를 구비하고, 외부 나삿니(12)는 접골 평판의 내부 나삿니(5)와 정합한다. 적당하게는, 접골 나사(12)는 자동 드릴링 및 자동 태핑 나사이다.

Claims (17)

  1. 상부면(1), 뼈와 접촉하게 되는 밑면(2), 및 상부면(1)으로부터 밑면(2)까지 연장하고 종방향 평판 축(3)을 따라 형성되며 접골 나사(11)를 수용하는 수 개의 구멍(4)을 포함하는 접골 평판에 있어서,
    종방향 평판 축(3)의 방향으로 측정된 때 이들 구멍(4)들 중 적어도 하나의 구멍의 직경(DL)이 종방향 평판 축(3)에 직각으로 측정된 상기 구멍의 직경(DQ)보다 크고, 이들 구멍(4)들 중 적어도 하나에는 내부 나삿니(5)가 설비되며, 내부 나삿니(5)는 190° 내지 280°의 원호로 연장 성형되는 것을 특징으로 하는 접골 평판.
  2. 제1항에 있어서, 내부 나삿니(5)는 접골 평판의 밑면(2)의 방향으로 원추형으로 테이퍼가 형성된 것을 특징으로 하는 접골 평판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내부 나삿니(5)는 200° 내지 250°의 원호로 연장 성형되는 것을 특징으로 하는 접골 평판.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밑면(2)에서 측정된 때, 내부 나삿니는 180° 내지 230°의 원호에 걸쳐 연장하고, 상부면(1)에서 측정된 때 200° 내지 270°의 원호에 걸쳐 연장하는 것을 특징으로 하는 접골 평판.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 종방향 평판 축(3)의 방향으로 볼 때, 내부 나삿니(5)는 특징 (a)에 의해 한정된 긴 구멍(4)의 2개의 단부들 중 하나, 양호하게는 평판의 중앙(8)에 더 근접한 단부에 위치되는 것을 특징으로 하는 접골 평판.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 특징 (a)에서 한정된 구멍(4)들 중 적어도 하나의 구멍은 구형 머리(13)를 갖는 접골 나사(11)를 수용하도록 상부면(1)과 대면하는 부분에서 오목한 요홈(6)을 구비하는 것을 특징으로 하는 접골 평판.
  7. 제6항에 있어서, 오목한 요홈(6)은 구형으로 형성된 것을 특징으로 하는 접골 평판.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밑면(1)은 오목한 것을 특징으로 하는 접골 평판.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내부 나삿니(5)는 상부면(1)으로부터 밑면(2)까지의 접골 평판의 전체 두께에 걸쳐 연장하는 것을 특징으로 하는 접골 평판.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 구멍(4)은 밑면(2)에 대면하는 하부 부분의 나사가 형성되지 않은 부분에서 벌어진 것을 특징으로 하는 접골 평판.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, DL/DQ의 비율은 1.01 내지 3.00의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 접골 평판.
  12. 제11항에 있어서, DL/DQ의 비율은 1.1 내지 1.5의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 접골 평판.
  13. 제2항에 있어서, 접골 평판의 밑면을 향해 원추형으로 테이퍼가 형성된 내부 나삿니(5)의 원추 각도는 5° 내지 20°인 것을 특징으로 하는 접골 평판.
  14. 제1항 또는 제2항에 따른 접골 평판을 포함하는 부착 시스템에 있어서,
    상기 부착 시스템은 나사 헤드(13)에서 외부 나삿니(12)가 설비된 적어도 하나의 접골 나사(11)를 더 포함하며,
    상기 외부 나삿니(12)는 내부 나삿니(5)와 정합하는 것을 특징으로 하는 부착 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 접골 나사(11)는 자동 드릴링 나사인 것을 특징으로 하는 부착 시스템.
  16. 제14항에 있어서, 접골 나사(11)는 자동 태핑 나사인 것을 특징으로 하는 부착 시스템.
  17. 삭제
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