KR100645377B1 - 척추경 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 척추경 나사못간을 연결하기 위한 로드를 분절형태로 구성하여 척추경 나사못에 교호(交互)로 연속 연결되도록 하되, 정해진 온도구간에서 플렉시블하게 가변되는 형성기억합금으로 제조하여 나사못이 일률적으로 박혀 있지 않고 소망하는 설치위치에서 어긋나 있더라도, 로드의 형상 및 길이를 가변시켜 연결을 자유롭게 할 수 있는 척추경 고정장치에 관한 것이다.

본 발명의 제1 실시예에서는, 상부에 수납홈이 형성되며, 상기 수납홈의 바닥부에 축방향으로 터진 도랑(recess)이 적어도 하나 이상 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 저면에 척추경의 상하측으로 박혀지는 나사부를 구비하여 손상된 척추경의 고정대 역할을 하는 척추경 나사못; 정해진 온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어져 있으며, 상기 수납홈 바닥의 도랑에 안착되어 척추경 나사못간을 연결하여 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 로드; 및 상기 척추경 나사못의 수납홈에 삽입되며, 상기 로드가 유동되는 것을 방지하도록 가압하는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

척추경, 나사못, 형상기억합금, 로드, 코일스프링

Description

척추경 고정장치{Vertebral fixation apparatus having length variable type rod and pedicle screws}

도1은 종래 기술에 따른 척추경 고정장치의 결합구성을 나타낸 사시도.

도2는 종래 기술에 따른 척추경 나사못 로드의 설치상태를 나타낸 사시도.

도3은 종래 기술에 따른 척추경 나사못 로드의 다양한 형태를 나타낸 예시도.

도4는 본 발명에 의한 척추경 고정장치의 제1 실시예 구성을 나타낸 분해사시도.

도5는 도4의 결합사시도.

도6은 도5의 A-A단면도.

도7은 본 발명의 요부인 로드의 다른 실시예를 나타낸 사시도.

도8은 본 발명의 요부인 척추경 나사못의 다른 실시예 구성을 나타낸 단면도.

도9a 및 도9b는 본 발명에 의한 척추경 고정장치의 제2 실시예 구성을 나타낸 분해도 및 결합단면도.

도10은 본 발명에 의한 척추경 고정장치의 제2 실시예에서 2구의 척추경 나사못을 이용한 로드의 연속 설치상태를 개략적으로 나타낸 평면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 로드 11: 로드 몸체부

12: 코일스프링 13: 파형

20: 척추경 나사못 21: 헤드부

22: 도랑 23: 나사부

24: 로드끼움홈 30: 세트스크류

40: 헤드캡

본 발명은 손상되거나 변형된 척추경을 교정한 상태에서 이를 견고히 고정하기 위한 척추경 고정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 척추경 나사못간을 연결하는 로드를 분절형태로 구성하되, 온도에 따라 가변되는 형상기억합금으로 제조하여 척추교정시술을 용이하게 할 수 있는 척추경 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 척추는 통상 24개(천추골제외)의 뼈로 이루어져 있으며, 이것은 관절마디로 연결되어 있고, 각 관절사이에는 디스크로 이루어져 있다. 이 구성에 의해 상기 척추는 완충작용을 하면서 인간의 자세를 지탱해 줄 뿐만 아니라, 운동의 토대가 되며 내장의 모든 기관을 보호하는 중요한 기능을 한다. 그러나, 상기 척추가 외부의 인위적인 요인, 퇴행성, 또는 비정상적인 자세가 오랫동안 지속됨에 따라, 척추가 손상되거나 틀어질 경우 척추관을 통과하는 신경을 압박함으로써, 심한 통증을 유발하게 된다.

척추의 일부가 손상된 환자는 개인생활에 필요한 활동을 할 수 없고, 손상정도가 심하지 않은 경우에도 척추의 손상된 부분이 다른 인접한 부분에 눌려지거나 닿게되어 통증을 유발한다. 이로 인하여, 척추의 일부가 파손되거나 손상된 부위에 척추경 고정장치를 삽입하여 그 손상된 부분이 눌려지거나 압박되지 않도록 해야 한다.
종래의 퇴행성 척추질환들은 보존적 치료에 효과가 없을 경우 수술적 치료를 하게 된다. 특히 척추분절간 불안정이 동반된 척추관 협착증, 전방전위증, 척추분리증등은 척추고정장치를 이용한 척추융합술을 실시하고 있다. 이때 사용되는 종래의 기술은 전혀 운동성이 없는 강직된 로드(rigid rod)로 고정하여 수술후 시간이 경과함에 따라 많은 부작용이 초래되어 왔다.

상기 척추경 고정장치는 도1에 도시된 바와 같이, U자형상의 수납홈(101a)과, 상기 수납홈(101a)의 내주면에 형성된 암나사산을 갖는 헤드부(101)와, 척추경에 삽입되는 나사부(102)를 구비하며, 손상된 척추의 상하측에 삽입 설치되어 고정대 역할을 하는 척추경 나사못(100)과; 각각의 척추경 나사못(100)을 통해 연결되어 척추경 교정역할을 하는 로드(200)와; 상기 수납홈(101a)에 끼워지고, 그에 형성된 암나사산과 체결되어 로드(200)를 고정하며, 상부에 렌치삽입홈(300a)이 형성된 세트 스크류(300)로 구성되어 있다.

종래 기술에 따른 척추경 고정장치에서 척추경나사못과 로드의 설치상태를 도2를 참조하여 간략히 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이, 척추경나사못(100)의 나사부(102)를 각각의 척추경(500)에 삽입고정시키고, 헤드부(101)에 형성된 U자 수납홈(101a)에 로드(200)를 삽입하여 안착한다.

이러한 상태에서 수납홈(101a)에 형성된 암나사산에 세트스크류(300)를 일치시킨 후, 세트스크류(300)의 상부에 형성된 렌치삽입홈에 육각렌치등을 삽입하여 회전시킴으로써 세트스크류(300)의 저면이 로드(200)의 외경을 눌러주어 상기 로드(200)는 척추경 나사못(100)의 수납홈내에서 고정되는 것이다. 즉, 척추경(500)과 척추경(500) 사이를 연결하고 있는 로드(200)의 설치상태가 견고하게 유지되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 척추경 고정장치에서, 로드는 척추를 교정하는데 가장 중추적인 역할을 하게 된다. 따라서, 로드의 재질이나 탄성여부등이 척추경 융합후, 인체에 미치는 영향이 지대하다.

종래의 로드는 여러개의 척추경 나사못을 연결하도록 단일형태로 구성되어 있으며, 대부분이 의료용 티탄늄 재질로 형성되어 있기 때문에 로드 자체의 탄성이 없다. 이로 인하여 척추 교정 수술 후, 단일 로드의 모양대로 척추뼈마디가 융합(fusion)된 후에는 정상허리곡선을 유지하기가 힘들다. 또한, 상기 로드의 모양대로 완전히 융합된 후, 척추경 나사못이 박힌 부위의 척추의 위마디 또는 아래 마디에 하중이 집중되기 때문에, 융합후 수년 내에 또 다른 척추관 협착이나 불안정을 초래할 수 있는 문제점을 내포하고 있다.

특히, 외부 요인에 의해 허리에 충격이 가해지는 경우에 로드가 파단되거나, 척추경속에 묻혀지게 될 우려가 다분한 문제점이 있다

또한, 종래의 로드는 환자 개개인의 척추형상과는 무관하게 일반적인 척추의 형상과 같이 만곡하여 제작되기 때문에, 각각의 단품을 규격화하여 다양한 형상으로 제작하여야 하는 어려움이 따르고, 제작비용을 증가시키는 요인으로 작용하고 있다. 이러한 구조의 로드는 척추경 나사못에 연결하는 작업시에도 많은 애로사항을 유발시킨다. 즉, 사람마다 척추경 형상이 다르게 되어 있어, 척추경 나사못이 마디와 마디간에 일률적으로 박혀져 있지 않을 경우, 로드를 장착하기가 매우 어렵게 된다. 이는 탄성이 없는 로드의 물리적 성질과 연관이 있다. 이 경우에는 나사못을 경사지게 비틀어 거리와 방향을 맞추거나, 정해진 각도범위에서 나사부를 중심으로 헤드부가 자유롭게 회동하는 폴리엑슬 타입 스크류(polyaxial type screw)를 이용하여 헤드부의 각도를 임의로 조절한 후 로드의 설치위치를 맞추어 고정하게 된다. 이와 같이 나사못의 설치 위치가 일률적으로 되었는지를 정확하게 파악하여 척추경에 구멍을 뚫어야 하기 때문에 수술의 정밀함을 요하며, 이에 따라 의사의 부담이 가중된다. 또한, 척추경의 만곡형상에 맞는 단일형태의 로드를 제작하고, 나사못의 설치위치를 일률적으로 정하는데, 많은 시간을 할애해야 하기 때문에 수술시간이 길어지는 문제점이 있다.

이러한 로드가 갖는 문제점을 극복하고자, 종래에는 탄성을 갖는 다양한 구조의 로드가 제안되어 있다. 일예로 실용신안 등록 제0338006호의 척추경 나사못 연결용 탄성로드가 개시되어 있다. 여기에서 개시된 로드는 로드 몸체부(601)와, 상기 로드 몸체부(601)의 중간부분에 탄성연결부(603)를 형성한 구조로 되어 있다. 이는 도3에 도시된 바와 같이, 상기 탄성연결부(603)가 한쪽이 트인 원형고리, 코일스프링, 로드 몸체부보다 직경이 작은 바형상으로 이루어진 구조들이다.

상기와 같이 로드의 중간부분에 탄성연결부를 형성한 구조는 로드 몸체부(601)의 굽힘(bending)변형을 부여하여 척추경 마디와 마디사이에 일정한 범위내의 유동성을 부여할 수 있는 효과를 나타낸다. 그러나, 상기의 구조는 탄성연결부의 탄성범위가 너무 크기 때문에, 로드 본연의 기능인 척추경 교정기능이 상실하게 되는 문제점을 야기시킨다. 즉, 상기 로드가 척추경 마디와 마디사이를 연결하면서 견고히 지지하여야만 하는데, 상기에서 제안된 로드구조에서는 로드 몸체부 각각이 서로 떨어져 있으므로, 상기 로드 몸체부가 탄성연결부의 탄성범위내에서 자유자재로 움직일 수 있다. 또한, 상기 로드 몸체부의 직경보다 탄성연결부의 직경이 작게 형성되어 있기 때문에 척추교정에 따른 척추유지강도가 약하여 척추경 마디와 마디간을 견고하게 고정할 수가 없는 문제점을 내포하고 있는 것이다.

또한, 상기의 척추경 나사못 연결용 탄성로드 구조는 척추경 나사못의 배열이 틀어져 있는 경우, 인위적으로 로드를 척추경 나사못의 배열에 맞게 구부리지 않고서는 연결하기가 어려운 문제점을 여전히 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 탄성부가 구비된 로드로 척추분절간을 고정함으로써 상기 척추분절간의 고정력을 높일 수 있고, 동시에 척추분절간의 운동을 원활하게 유지할 수 있는 척추경 고정장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 척추경 나사못간을 연결하기 위한 로드를 분절형태로 구성하여 척추경 나사못에 교호(交互)로 연속 연결되도록 하되, 각 로드를 정해진 온도구간에서 플렉시블하게 가변시키는 형상기억합금으로 제조하여 나사못이 일률적으로 박혀 있지 않고 소망하는 설치위치에서 어긋나 있더라도, 로드의 형상 및 길이를 가변시켜 연결을 자유롭게 할 수 있는 척추경 고정장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 로드의 중간부분을 탄성구간으로 성형하되, 상기 탄성구간이 상기 로드가 척추경의 교정기능을 할 수 있을 정도의 강도를 유지하면서 충격이 가해졌을 때 탄성력을 발휘할 수 있도록 하여 척추경 마디와 마디간의 유동성을 부여할 수 있는 척추경 고정장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시예에서는, 상부에 수납홈이 형성되며, 상기 수납홈의 바닥부에 축방향으로 터진 도랑이 적어도 하나 이상 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 저면에 척추경의 상하측으로 박혀지는 나사부를 구비하여 손상된 척추경의 고정대 역할을 하는 척추경 나사못; 정해진 온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어져 있으며, 상기 수납홈 바닥의 도랑에 안착되어 척추경 나사못간을 연결하여 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 로드; 및 상기 척추경 나사못의 수납홈에 삽입되며, 상기 로드가 유동되는 것을 방지하도록 가압하는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 실시예에서는 상부에 적어도 하나 이상의 제1 도랑이 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 저면에 척추경의 상하측으로 박혀지는 나사부를 구비하여 손상된 척추경의 고정대 역할을 하는 척추경 나사못; 정해진 온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어져 있으며, 상기 헤드부의 제1 도랑에 안착되어 척추경 나사못간을 연결하며, 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 로드; 상기 헤드부 상부에 위치되며, 상기 헤드부의 제1 도랑과 대응하는 저면 위치에 제2 도랑이 형성된 헤드캡; 및 상기 헤드캡과 척추경 나사못간을 고정하며, 상기 제1 및 제2 도랑 사이에 위치된 로드가 유동되는 것을 방지하도록 가압하는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1 및 제2 실시예에서, 상기 척추경 나사못의 헤드부는 로드의 단부를 끼워 고정하기 위한 로드끼움홈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이는 변태된 로드가 형상복원될 때, 척추경 나사못에 로드가 견고하게 고정되도록 하기 위함이다.

또한, 상기 헤드부의 도랑을 2개 형성하는 경우에는 별도의 커넥터가 필요없이 로드를 교호로 연속하여 연결할 수 있는 특징을 갖는다.

상기 로드는 형상기억합금의 변태온도인 10℃이하에서 마르텐사이트(martensite)상을 가지며 35℃이상에서는 오스테나이트(austeniste)상으로 변태되는 성질을 가짐으로써, 척추경 나사못의 배열이 어긋나게 설치된 경우에도, 로드의 형상 및 길이를 가변시킨 상태에서 설치하기 때문에, 간단하고 신속하게 설치작업을 할 수 있는 특징을 갖는다.

또한, 상기 로드는 바형태로 이루어진 로드 몸체부와, 상기 로드 몸체부의 직경과 동일한 직경을 가지고 로드 몸체부의 임의의 구간에 형성되어 임의의 충격강도에서 탄성력을 발휘하는 탄성부를 포함함으로써, 척추경 마디와 마디사이의 유동성을 부여할 수 있어 허리의 부담을 덜 수 있는 특징을 가진다.
본 발명의 제1 및 제2 실시예에서 밝힌 바와 같이 본 발명의 주요특징은 종래의 유연성(elasticity)이 전혀없는 강직된 로드(rigid rod)로부터 탄성부가 구비된 로드로 변형된 것이다. 특히 상기 척추경 나사못의 헤드부위(나사못과 로드가 연결되는 부위)의 수납홈 바닥에 하나 또는 두개의 홈을 형성하여 상기 로드가 분절로 연결될 수 있도록 함으로써 수술을 간단히 할 수 있고 또한, 상기 탄성부가 구비된 로드를 초탄성이 있는 형상기억합금(니티놀 합금)으로 제조하여 유연성과 내구성을 극대화하고, 또 상기 형상기억합금이 갖는 10℃이하의 변태온도에서 오는 유연성(flexibility)으로 수술을 간편하게 할 수 있는 것이다.

이하, 첨부된 도4 내지 도10의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 척추경 고정장치는 형상기억합금으로 이루어진 로드를 이용하여 척추경 나사못의 배열이 일률적이지 않더라도 로드의 형상 및 길이를 가변시켜 쉽게 연결할 수 있으며, 임의의 충격이 가해졌을 때 탄성을 발휘하여 마디와 마디사이의 유동성을 확보할 수 있도록 구현한 것이다.

본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서, 본 발명의 주요부인 로드를 재질인 공지의 형상기억합금에 대하여 간략히 설명한다.

일반적으로, 형상기억합금이란 미리 지정된 일정한 온도에서는 항상 원래의 형태로 복귀되는 특성을 가지는 합금을 말하는 것으로서, 예를 들어, 형상기억합금으로 어떤 물건을 제조한 경우, 장시간 사용함으로써 그 모양이 처음의 그것과 많이 달라졌다 하더라도 미리 지정 또는 기억되었던 온도 환경을 맞춰주면 원래의 형태로 복원되는 성질을 가지고 있다. 즉, 형상기억합금은 마르텐 사이트(martensite)상에서 변태되었다가, 열을 가하게 되면, 오스테나이트(austeniste)상에서 그 모양을 기억하여 원래의 형대로 복원되는 것이다. 이와 같은 형상기억합금은 니켈(Ni)/티타늄(Ti) 합금을 제조한 이후 실용화가 상당히 진척되었으며, 현재는 구리/아연, 구리/알루미늄/니켈, 구리/알루미늄/망간, 구리/주석, 니켈/알루미늄, 금/구리/아연 합금 등 수많은 종류의 형상기억합금이 알려져 있는 상황이다. 특정 온도에서는 항상 특정 형상으로 복귀된다는 특성상, 형상기억합금은 공학, 의료 분야 등에서 널리 사용되고 있는데, 예를 들면, 인공위성의 안테나, 온실 창의 개폐장치, 인공관절, 치열교정 와이어 등으로 이용되고 있다.

본 발명의 실시예에서는 이러한 여러가지 형상기억합금중에서 인체에 무해한 형상기억합금을 이용하여 로드를 제작한 것이다. 특히, 본 발명의 로드는 초탄성 특성을 갖는 니티놀 합금(Nitinol alloy; Ni-Ti alloy)으로 제조된다.

본 발명에 따른 제1 실시예에서의 상기 로드(10)는 도4 내지 도6에 도시된 바와 같이, 양단부가 "ㄷ"자 형태로 절곡되어 있는 바형태의 로드 몸체부(11)와, 상기 로드 몸체부(11)의 중앙부 임의의 구간에 형성되어 충격이 로드에 제공되었을 때 탄성력을 발휘하는 탄성부(12)를 포함한다. 특히, 상기와 같은 구성을 갖는 로드(10)는 척추경 나사못에 연결할 때, 분절형태로 연결된다.

상기 탄성부(12)는 코일스프링 형태의 구조로 이루어져 있으며, 이 코일스프링의 직경은 로드 몸체부(11)의 직경과 동일하다. 상기 탄성부(12)는 다른 예로서 도7에 도시된 바와 같이 임의의 피치간격으로 파형형태로 연속하여 굴곡진 형태로 이루어질 수 있다. 상기 로드(10)의 직경은 통상 2 ∼ 7mm까지 있으며, 0.5mm간격으로 설정된다.

상기와 같은 로드(10)의 구조에 의해, 상기 로드가 척추간의 간격 및 각도를 적정하게 유지하여 척추경을 교정한 상태에서, 허리를 구부리거나, 뒤틀었을 때, 또는 허리에 외부 충격이 가해졌을 때, 코일스프링 또는 파형형태의 탄성부(12)가 탄성을 발휘하여 마디와 마디 사이의 완충역할을 하게 된다.

상기 로드(10)의 형상기억모재는 변태온도인 10℃이하에서 마르텐사이트(martensite)상을 가지며, 35℃이상에서는 오스테나이트(austeniste)상으로 변태되는 성질을 갖는다. 특히, 상기 변형된 로드는 26℃까지는 변형된 형상을 유지하다가, 정해진 온도의 열을 가하게 되면 원래 기억된 형상으로 점차 변형되면서 35℃에서 완전히 형상복원된다.

상기 로드(10)는 형상기억모재의 양단부를 "ㄷ"자 형태로 절곡하고, 중앙부구간을 코일형태로 가공한 후 650 ∼700℃온도에서 약 1시간정도 형상기억 열처리하여 제조됨으로써 특정온도에서 변화되는 형상기억합금의 특성을 갖게 된다. 따라서, 상기 로드(10)는 대략 변태온도인 10℃이하에서 마르텐사이트 상태를 갖게 되므로, 실온에서는 외력에 의해 쉽게 그 형상이 변형된다. 그리고, 특정 설정온도인 형상회복온도로 본 발명에서 설정한 35℃이상에서는 오스테나이트 상태로 변태되도록 설정되어 있다.

상기 척추경 나사못(20)은 상부에 수납홈(21a)이 형성되며, 상기 수납홈(21a)의 바닥부에 로드(10)를 안착시킬 수 있도록 축방향으로 터진 도랑(22)이 적어도 하나 이상 형성된 헤드부(21)와, 상기 헤드부(21)의 저면에 척추경의 상하측으로 박혀지는 나사부(23)를 구비한다.

상기 척추경 나사못(20)은 로드(10)를 지지하며, 손상된 척추경의 상하측에 임의의 간격으로 설치되어 고정대 역할을 한다.

상기 척추경 나사못(20)의 수납홈(21a)에는 상기 로드(10)가 유동되는 것을 방지하도록 가압하는 세트스크류(30)가 장착된다. 상기 세트스크류(30)는 외주면에 수나사산(30a)이 형성되며, 상부에 렌치삽입홈(30b)이 형성되어 있다.

상기 세트 스크류(30)가 수납홈(21a)내에서 체결될 수 있도록 하기 위해 상기 수납홈(21a)은 내주면에 암나사산(21b)이 형성되어 있다.

상기 척추경 나사못(20)은 그의 헤드부(21)에 로드(10)의 단부를 끼워 고정하기 위한 로드끼움홈(24)을 형성한다. 따라서, 상기 로드(10)가 척추경 나사못(20)의 수납홈(21a)에 삽입되어 도랑(22)에 안착된 후, "ㄷ"자 단부가 로드끼움홈(24)에 끼워져 고정되는 것이다.

상기 척추경 나사못(20)의 헤드부(21)에는 헤드부(21)가 벌어지는 것을 방지하기 위한 헤드캡(40)을 더 포함할 수 있다. 상기 헤드캡(40)은 필요에 따라 부가적으로 장착하는 것일 뿐, 필수적인 것은 아니다.

한편, 상기 헤드부(21)는 변형예로서, 도9a 및 도9b에 도시된 바와 같이 도랑(22, 22')과 로드 끼움홈(24, 24')을 2개 형성한 예를 제시하고 있다. 이는 연속하여 로드(10)를 설치할 경우에 별도의 커넥터가 필요 없이 교호로 로드(10)를 로드끼움홈(24)에 끼워 연속적으로 설치할 수 있는 것이다.

본 발명의 제1 실시예에서는 상기 로드(10)의 양단부가 "ㄷ"자 형태로 절곡되고, 척추경 나사못(20)에 도랑(22)과 로드끼움홈(24)이 마련된 구조로 되어 있으나, 이에 국한하는 것은 아니다. 일예로 상기 로드(10)는 형상기억합금으로 제조되되, 로드 몸체부(11)가 절곡되지 않은 직선형 바형태 또는 "ㄱ"자 형태로 이루어질 수 있다. 이와 같이 변형된 상기 로드(10)는 헤드부의 수납홈내에서 세트스크류에 의해 견고하게 고정되므로, 유동에 의한 문제는 없게 된다. 이러한 변형구조의 로드(10)는 종래의 구조에서와 같이 내주면에 암나사가 형성된 수납홈을 갖는 헤드부와, 척추경에 삽입되는 나사부를 구비한 척추경 나사못과; 상기 수납홈에 형성된 암나사와 체결되는 세트스크류를 포함하는 구조에 적용할 수 있는 것이다.

다음, 본 발명의 제2 실시예를 도8을 참조하여 설명한다.

전술한 제1 실시예와 동일구성에 대해서는 동일부호를 병기한다.

도면에 도시된 바와 같이, 척추경 나사못(20)은 상부에 로드(10)를 안착시키기 위한 적어도 하나 이상의 제1 도랑(56, 56')이 형성된 헤드부(21)와, 상기 헤드부(21)의 저면에 척추경의 상하측으로 박혀지는 나사부(23)를 구비한다. 또한, 상기 제1 도랑(56, 56')과 동일 세로축선상의 하부에는 로드끼움홈(24)이 형성되며, 상기 제1 도랑(56, 56')의 근접부에는 나사홈(57)이 형성된다.

상기 헤드부(21)의 상부에는 제1 도랑(56, 56')과 대응하는 저면 위치에 제2 도랑(59, 59')이 형성된 헤드캡(55)이 설치된다. 또한, 상기 헤드캡(55)에는 그와 헤드부(21)를 결합하되, 헤드캡(55)을 관통하여 나사홈(57)에 체결되는 고정스크류(58)가 구비된다. 상기 고정스크류(58)는 제1 도랑(26, 26')에 안착된 로드(10)가 유동되는 것을 방지한다.

상기 헤드부(21)의 제1 도랑(26)이 1개 형성되어 있을 경우에는 상기 제1 도랑(26)의 양측으로 나사홈(57)이 형성되며, 제1 도랑(26, 26')이 2개 형성되어 있을 경우에는 그들의 중앙부에 나사홈(57)이 형성된다.

본 도에서는 상기 제1 도랑(26, 26')이 2개 형성된 예를 보여주고 있는데, 이는 로드(10)를 교호로 연속하여 설치할 경우를 위해 마련된 것이다.

상기 로드(10)는 제1 실시예와 동일한 구조를 가지므로 여기서의 상세한 설명은 생략한다

상기와 같이 구성된 본 발명에서 제1 실시예 구조를 참조하여 척추경 고정장치의 설치과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 척추경 나사못(20)을 연결시키고자 하는 각각의 척추경에 수직방향으로 나사결합시킨다. 그리고, 로드(10)를 척추경 나사못(20)의 수납홈(21a)에 끼우기에 앞서, 상온(10℃내외)에서 로드(10)가 변태되도록 하여 코일스프링 형태의 탄성부(12)의 길이를 늘인다. 이와 같이 변태된 로드(10)의 로드 몸체부(11)를 각각의 척추경 나사못(20)의 수납홈(21a) 바닥에 형성된 도랑(22)에 안착시킴과 동시에, 로드 몸체부(11)의 "ㄷ"자 단부를 헤드부(21)의 로드끼움홈(24)에 끼운다.

상기 상태에서, 세트 스크류(30)를 헤드부(21)의 수납홈(21a)에 형성된 암나사산(21b)에 체결한 후 렌치를 이용하여 상기 세트 스크류(30)를 조이게 되면, 상기 세트 스크류(30)의 바닥부가 로드(10)를 눌러 가압함으로써 상기 로드(10)의 설치작업이 완료된다.

이와 같이 로드(10)의 설치가 완료되면, 상기 로드(10)에 형상회복온도인 35℃이상이 되도록 열원을 발생하는 수술기구등을 이용하여 임의의 온도의 열을 제공함으로써, 길이가 늘어난 상기 탄성부(12) 구간이 오스테나이트 상태로 변태되어 원래의 길이를 회복하게 된다.

이때, 상기 탄성부(12)가 형상복원하는 과정에서 로드끼움홈(22)에 끼워진 로드 몸체부(11)의 단부가 견고하게 고정되어 상기 로드끼움홈(22)으로부터 로드 몸체부(11)의 단부가 이탈되지 않게 되는 것이다.

상기와 같이, 척추경 나사못(20)의 배열이 조금 어긋난다 하더라도, 로드(10)의 형상을 어긋난 각도만큼 구부려 위치를 맞추고, 로드 고정작업을 행함으로써, 로드 고정작업을 매우 간단하게 할 수 있는 것이다. 또한, 상기 로드(10)는 척추경이 융합된 후에 인체의 운동에 따른 굽힘동작이나 뒤트는 동작시, 탄성부(12)가 굽힘(bending) 변형되었다가 원상태로 복원되는 탄성작용에 의해 고정된 척추경 마디간의 유동성을 제공하게 된다.

한편, 상기 로드(10)의 설치과정에서, 연속하여 로드를 연결할 경우에는 도10에 도시된 바와 같이, 척추경 나사못(20)의 헤드부(21)에 도랑(22, 22')이 2구 형성된 구조를 이용하여 로드(10)를 설치한다. 이때, 상기 헤드부(21)의 안쪽 도랑(22)에 설치된 로드(10)와 바깥쪽 도랑(22')에 설치된 로드(10')를 서로 교호로 설치한다. 이와 같이 2구의 도랑(22, 22')이 형성된 헤드부(21)를 이용함으로써 별도의 로드의 연속설치를 위한 커넥터가 필요없게 되는 것이다.

이상, 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정하는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 여러 가지 변경, 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 임의의 간격으로 척추경에 삽입 설치된 척추경 나사못간을 연결하여 척추간의 간격 및 각도를 일정하게 유지시키는 로드를 분절형태로 하되, 상기 각각의 로드가 정해진 온도에서 변태되는 형상기억합금으로 제조함으로써, 로드를 척추경 나사못에 설치시, 로드의 형상 및 길이를 설치가 용이한 상태로 변태시킨 후 척추경 나사못에 거치시키기 때문에 연결작업을 간단히 이룰 수가 있다. 비록 초기 수술과정에서 척추경 나사못의 배열이 어긋난다 하더라도, 로드의 형상을 변형시킨 후 거치시킬 수가 있으므로 로드의 설치작업을 신속하게 행할 수 있고, 분절 형태의 로드를 척추경 나사못에 교호로 연결함으로써 연속적인 연결작업을 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 탄성부가 구비된 로드를 이용한 척추고정장치와 분절로 고정하는 새로운 연결방법을 제공함으로써, 척추분절간의 불안정을 치료하고 동시에 척추분절간의 운동을 유지할 수 있으며, 종래의 강직한 로드(rigid rod)를 이용한 수술방법의 부작용을 줄이고 수술을 편리하게 할 수 있는 다른 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 로드의 일정구간을 탄성부로 성형함으로써, 다수의 융합된 척추경 마디와 마디사이에 하중이 집중되지 않고, 분산할 수 있어 허리의 부담을 덜어줄 수 있다. 또한, 척추경 마디간의 유동성을 부여하므로, 환자 개개인의 정상 척추형상에 맞게 융합되는 효과가 생긴다. 수술후 수년후에 발생이 우려되는 척추경 나사못이 고정된 위, 아래 마디의 합병증을 최소한으로 줄일 수 있는 또 다른 효과가 있다.

Claims (11)

1. 상부에 수납홈이 형성되며, 상기 수납홈의 바닥부에 축방향으로 터진 도랑이 적어도 하나 이상 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 저면에 척추경의 상하측으로 박혀지는 나사부를 구비하여 손상된 척추경의 고정대 역할을 하는 척추경 나사못;

   정해진 온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어져 있으며, 상기 수납홈 바닥의 도랑에 안착되어 척추경 나사못간을 연결하여 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 로드; 및

   상기 척추경 나사못의 수납홈에 삽입되며, 상기 로드가 유동되는 것을 방지하도록 가압하는 고정수단

   을 포함하는 척추경 고정장치.
2. 상부에 적어도 하나 이상의 제1 도랑이 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 저면에 척추경의 상하측으로 박혀지는 나사부를 구비하여 손상된 척추경의 고정대 역할을 하는 척추경 나사못;

   정해진 온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어져 있으며, 상기 헤드부의 제1 도랑에 안착되어 척추경 나사못간을 연결하여 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 로드;

   상기 헤드부 상부에 위치되며, 상기 헤드부의 제1 도랑과 대응하는 저면 위치에 적어도 하나 이상의 제2 도랑이 형성된 헤드캡; 및

   상기 헤드캡과 척추경 나사못간을 고정하며, 상기 제1 및 제2 도랑 사이에 위치된 로드가 유동되는 것을 방지하도록 가압하는 고정수단

   을 포함하는 척추경 고정장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 척추경 나사못의 헤드부의 수납홈 바닥부 하측에 로드의 단부를 끼워 고정하기 위한 로드끼움홈을 더 포함하는 척추경 고정장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 로드는 형상기억합금의 변태온도인 10℃이하에서 마르텐사이트(martensite)상을 가지며, 35℃이상에서는 오스테나이트(austeniste)상으로 변태되는 것을 특징으로 하는 척추경 고정장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 로드는

   바형태로 이루어진 로드 몸체부와, 상기 로드 몸체부의 직경과 동일한 직경을 가지고 로드 몸체부의 임의의 구간에 형성되어 충격이 가해질 때 탄성력을 발휘하는 탄성부를 포함하는 척추경 고정장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 탄성부가 코일형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추경 고정장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 탄성부가 파형형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추경 고정장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 헤드의 수납홈은 내주면에 암나사산이 형성되며,

   상기 고정수단은 암나사산에 체결되도록 외주면에 수나사산이 형성되며, 상부에 렌치삽입홈이 형성된 세트 스크류로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추경 고정장치.
9. 제 2 항에 있어서,

   상기 고정수단은

   상기 제1 도랑의 근접부에 소정깊이로 형성된 고정나사홈과, 상기 헤드 캡을 관통하여 고정나사홈에 체결되는 스크류를 포함하는 척추경 고정장치.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 로드가 교호로 연속하여 연결될 수 있도록 상기 헤드의 제1도랑이 2개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 척추경 고정장치.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 헤드의 외주부에 씌워져, 헤드가 벌어지는 것을 방지하기 위한 헤드캡을 더 포함하는 척추경 고정장치.

Images