KR101354391B1 - 척추경 나사 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나사 샤프트(1)의 일 축방향 단부에 나사 헤드(2), 나사 헤드(2)에 대해 나사 샤프트(1)를 향하여 개방된 나사-헤드 시트(4)를 갖는 튤립 헤드(3) 및 로드의 고정을 위해 튤립 헤드(3)의 플랭크(5)들 사이의 로드 시트(6)를 가지며, 척수를 교정 및 안정화시키기 위한 임플란트용 척추경 나사에 관한 것이다. 나사 헤드(2) 하부의 나사-헤드 시트(4)에서의 헤드 리테이너(7)는 하나 이상의 피벗 핀(9) 상에서 종방향 헤드 축(8)에 대해 반경방향으로 형성된다.

Description

척추경 나사{PEDICLE SCREW}

본 발명은 나사 샤프트의 축방향 단부에 나사 헤드, 나사 헤드에 대해 나사 샤프트를 향하여 개방된 나사-헤드 시트를 갖는 튤립 헤드 및 로드의 고정을 위해 튤립 헤드의 플랭크들 사이에 형성된 로드 시트를 갖는, 척수를 교정 및 안정화시키기 위한 임플란트용 척추경 나사에 관한 것이다.

이러한 유형의 척추경 나사는 제EP 2,078,506 [US　2007/0288004]호에 개시되어 있다. 척추경 나사는 종방향 튤립 헤드 축에 대해 최대 45도 만큼 다축방향으로 편향될 수 있는 나사산 샤프트와 볼-형태의 나사 헤드의 적도(equator)에 걸쳐서 고정되는 가요성 핑거에 의해 형성된 나사 헤드용 시트를 갖는다. 그 결과, 볼-형태의 나사 헤드는 종방향 헤드 축에 대해 동심방향으로 클램프고정됨으로써 보유된다.

제WO 2010/065648 [US 2010/0228293]호에서, 볼-형태의 나사 헤드를 보유하기 위한 스냅 고정부를 또한 형성하는 유사한 척추경 나가사 도시된다. 핑커는 볼-형태의 헤드의 적도선에 걸쳐서 도달되며, 그 결과 나사산 샤프트의 최대 45도 만큼의 가축방향 편향이 종방향 튤립 헤드 축에 대해 가능하다.

제US 2005/0203516호에는 직사각형-섹션 로드를 수용할 수 있는 척추경 나사가 예시된다. 일 실시예에서, 나사산 샤프트는 헤드로부터 분리될 수 있으며, 헤드는 종방향 헤드 축에 대해 방경방향의 나사산 샤프트 내에 장착된다. 슬롯에 따라 종방향 헤드 축 주위에서 나사산 샤프트가 헤드에 대해 편향될 수 있다. 이 상대적인 회전은 로드가 체결될 때 척수의 골로부터 나사가 체결되는 것을 보호하기 위한 의도이다. 심지여, 여기서 45도 보다 큰 나사산 샤프트의 편향이 불가능하다.

척추 고정을 효율적으로 수행할 수 있도록, 종방향 헤드 축에 대해 나사산 샤프트를 다축방향으로 편향시켜서 척추경 나사에 추후에 척추골을 고정시키는 로드를 부착시킬 필요가 있다. 척추경 나사의 나사산 샤프트는 통상적으로 골의 거대 부분 내로 나사체결되며, 그 결과 골 재생을 위한 비용이 많이 소요되는 단계가 배제될 수 있다. 따라서, 사용되는 척추경 나사의 나사산 샤프트는 종종 상이한 위치 또는 상이한 각도로 골 내로 나사체결된다. 그 결과, 이동가능한 튤립 헤드는 골을 연결하는 로드를 척추경 나사의 헤드에 확고하고 고정되게 고정하는데 상당히 도움이 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 나사산 샤프트가 공지된 척추경 나사에서보다 종방향 헤드 축에 대해 더 편향될 수 있고, 전술된 유형의 척추경 나사를 제공하는 데 있다.

이 목적은, 하측, 즉 나사산 샤프트의 방향으로부터 헤드를 수용하는 시트 내에 제공된 헤드 리테이너가 종방향 헤드 축의 반경방향으로 연장된 축 주위에서 하나 이상의 핀에 의해 회전가능하게 장착되는 본 발명에 따라 구현된다.

척추경 나사의 이 실시예는, 헤드 리테이너 내의 헤드가 종방향 헤드 축에 대해 최대 45도 만큼 편향될 수 있으며, 헤드 리테이너의 회전 가능한 장착에 의해 추가 편향이 가능한 장점을 제공한다.

이러한 장점에 따라, 헤드 리테이너가 각각의 핀 보어 내에서 회전가능한 2개의 피벗 핀 상에 회전가능하게 장착될 때, 이 방식으로 튤립 헤드 내의 헤드 리테이너의 확고한 장착이 보장되고, 헤드 리테이너는 튤립 헤드로부터 떨어지는 것이 방지된다.

추가 선호되는 실시예는, 핀 보어가 나사산 샤프트를 향하여 개방되는 것이다. 따라서, 핀 보어와 피벗 핀을 탈착가능하게 연결하기 위하여 상부로부터 튤립 헤드 내로 척추경 나사의 용이한 조립 동안에 헤드 리테이너가 삽입될 수 있다.

게다가, 바람직하게 헤드 리테이너는 2개의 피벗 핀에 의해 형성된 지지 축에 대해 수직한 나사산 샤프트를 향하여 단면이 V-형인 곡선을 갖는 개구를 갖는다. 여기서, 헤드 리테이너는 하측으로부터 튤립 헤드 내에 볼-형 헤드 받침대를 보유할 수 있다. 제US 2005/0203516호 및 제WO 2010/065,648호의 제EP 2,078,506호의 리테이너가 나사산 샤프트로부터 이격되는 방향으로 향하는 측면으로부터 헤드를 둘러쌀지라도, 하부로부터, 즉 나사산 샤프트에 더 인접한 측면으로부터의 맞물림에 따라 헤드와 튤립 헤드는 활성 인장력으로 인해 서로 분리되는 것이 방지된다.

추가 이점은, 나사산 샤프트가 종방향 튤립 헤드 축에 대해 다축방향으로 편향될 수 있는 데 있다. 이에 따라, 나사산 샤프트는 피벗 회전방향을 따라 편향될 수 있으며, 뿐만 아니라 임의의 그 외의 다른 원하는 방향으로 편향될 수 있다. 따라서, 튤립 헤드에 대한 로드의 더 용이한 끼워맞춤이 가능하다.

추가 이점은, 튤립 헤드가 헤드에 인접한 이의 단부에서 나사 샤프트를 끼워맞춤하는 하나 이상의 컷아웃을 갖는 데 있다. 이 방식으로, 나사산 샤프트의 신장된 편향이 종방향 헤드 축에 대해 가능하고, 이는 단지 컷아웃에 의해 추가 편향이 저지되기 때문이다. 따라서, 튤립 헤드와 헤드 리테이너의 기하학적 형상은 종방향 헤드 축에 대해 나사산 샤프트를 편향시키기 위한 제한 요소이다. 컷아웃이 지지 축으로부터 90E 만큼 오프셋설정된다면, 나사산 샤프트는 헤드 리테이너의 피벗회전에 의해, 그 후 헤드 리테이너 내의 헤드의 미끄럼 운동에 의해 우선적으로 편향될 수 있어서 헤드의 종방향 축에 대한 나사산 샤프트의 편향이 증가될 수 있다.

또한, 바람직하게 나사산 샤프트는 헤드 리테이너의 피벗회전 운동에 의해 종방향 헤드 축에 대하여 제1 방향으로 편향될 수 있으며, 헤드 리테이너 내의 헤드의 미끄럼 운동에 따라 단지 헤드 리테이너 내의 헤드의 미끄럼 운동에 의해 제2 방향으로부터 큰 각도로 편향될 수 있다. 그 결과, 나사산 샤프트가 예를 들어, 특히 가파를 때, 즉 나사가 골 내에 고정되는 통상적인 표면에 대해 큰 각도로 배열될 때 튤립 헤드는 로드 시트 내에서 안정화 로드를 적절히 장착시키기 위해 추가로 제1 방향으로 기울어질 수 있도록 헤드에 부착될 수 있다.

이 제1 방향이 헤드 리테이너의 지지 축에 대해 수직하다면, 이는 헤드 리네이너 내에서 헤드의 미끄럼 및 헤드 리테이너의 피벗 회전은 두 편향 각도에 대해 제1 방향으로 가능할 수 있다. 따라서, 제1 방향으로의 나사산 샤프트가 최대 61도 만큼 편향가능하고, 최대 45도 만큼 제2 방향으로 편향가능하다. 이로부터, 나사산 샤프트, 헤드 홀더 및 튤립 헤드의 치수는 매우 높은 안정성을 가지며, 추가로 충분히 작게 형성되어 환자에 대해 불편함을 제공하지 않는다.

추가 선호되는 실시예는 튤립 헤드가 튤립 헤드의 종방향 축에 대해 반경방향의 보어를 갖는 데 있다. 이들 보어에 따라 헤드 리테이너의 피벗회전을 위한 피벗 핀이 튤립 헤드 내에 더 용이하게 끼워맞춤된다. 따라서, 피벗 핀은 외측으로부터 튤립 헤드 내로 종방향 헤드 축에 대해 반경방향으로 용이하게 미끄러질 수 있다. 게다가, 이들 보어를 사용함에 따라 추가 부품들이 튤립 헤드 내에 고정될 수 있으며, 이에 따라 바람직하게는 클램핑 부분이 하나 이상의 고정 핀에 의해 튤립 헤드 내에 고정될 수 있다. 이 클램핑 부분에 따라 튤립 헤드는 나사산 샤프트에 걸쳐서 미끄러지는 것이 방지된다.

게다가, 이는 튤립 헤드 내에 볼-형 헤드를 안내하기 위해 제공된다. 클램핑 부분이 공구 가이드를 갖는다면, 나사산 샤프트는 골 내에 고정하기 위한 공구 가이드를 통해 끼워맞춤된 공구 및 헤드를 사용하여 나사체결될 수 있다.

게다가, 바람직하게 튤립 헤드는 하나 이상의 가이드 요홈에 로드를 보유하기 위한 단부로부터의 축방향의 간격을 갖는다. 그 결과, 예를 들어, 경피적 슬리브와 같은 추가 부속품이 로드와의 끼워맞춤을 위해 정렬되도록 튤립 헤드에 고정될 수 있다.

또한, 바람직하게 튤립 헤드는 이의 축방향 신장부에 테이퍼진 외경을 갖도록 설계된다.

로드 시트 내에 로드를 고정하기 위하여, 바람직하게 로드를 수용하는 플랭크의 단부의 내측 표면에는 스핀들 나사산이 제공된다. 따라서, 나사는 헤드 상의 튤립 헤드 내에 로드를 고정시키기 위하여 튤립 헤드 내에 나사체결될 수 있다.

하기에서, 본 발명은 도면에 도시된 예시적인 실시예에 따라 더 상세히 설명될 것이다.

도 1은 제1 방향으로의 척추경 나사의 측면도.
도 2는 제1 방향으로 본 척추경 나사를 절단한 종방향 단면도.
도 3은 제1 방향으로 본 척추경 나사의 분해도.
도 4는 제2 방향으로 본 척추경 나사의 분해도.
도 5a는 제1 방향으로 본 편향 샤프트를 갖는 척추경 나사의 측면도.
도 5b는 제1 방향으로 본 편향 샤프트를 갖는 척추경 나사의 종단면도.
도 6a는 제2 방향으로 본 편향 샤프트를 갖는 척추경 나사의 측면도.
도 6b는 제2 방향으로 본 편향 샤프트를 갖는 척추경 나사의 종단면도.
도 7은 90E 만큼 회전된, 도 6a와 유사한 튤립 헤드의 종방향 축을 따르는 도면.

도 1은 종방향 헤드 축(8)을 따라 연장된 나사 샤프트(screw shaft, 1)를 갖는 본 발명에 따르는 척추경 나사(pedicle screw)를 도시한다. 헤드 리테이너(head retainer, 7)는 튤립 헤드(tulip head, 3) 내에서 종방향 헤드 축(8)에 대해 반경방향으로 연장된 피벗 핀(pivot pin, 9)에 의해 장착된다. 이에 따라, 2개의 피벗 핀(9)에 의해 형성된 지지 축(11)에 대해 수직한 헤드 리테이너(7)는 나사 샤프트(1)를 향하여 개방된 V-형 섹션을 갖는다. 추가로, 클램핑 부분(17)은 튤립 헤드(3) 내에 제공된다.

도 2는 헤드 리테이너(7)에 의해 하부로부터, 즉 나사 샤프트(1)의 방향으로부터 나사 헤드(2)가 튤립 헤드(3) 내에 보유되는 것을 도시하는, 헤드 축(8)을 따라 취해진 척추경 나사를 통한 단면도이다. 클램핑 부분(17)은 공구 가이드(tool guide, 18)를 형성하고, 나사 헤드(2)는 공구용 시트를 형성한다. 게다가, 나사 샤프트(1)는 이의 외측 표면에 반경방향 보어와 함께 형성되고, 재료를 강화시키는데 있어서 충전을 위한 통로가 도시된다. 클램핑 부분(17)은 보어(16)에 의해 튤립 헤드(3) 내에 고정되고, 이 헤드(3)는 추후에 삽입되는 로드를 고정하기 위한 내측 나사산(20)을 갖는다. 가이드 요홈(19)은 로드를 보유하는 단부로부터의 축방향 간격에 제공된다.

도 3은 핀을 튤립 헤드(3a) 내로 삽입하기 위한 보어(16)를 도시하는, 척추경 나사의 헤드 축(8)을 따라 전개된 도면이다. 헤드 리테이너(7)는 2개의 핀 시트(10)를 가지며 이의 V-형태가 명확히 도시될 수 있다.

도 4는 도 3이 헤드 축(8) 주위에서 90E 만큼 회전된 것을 도시하며, 여기서 튤립 헤드(3)는 축방향의 외측을 향하여 테이퍼진 형태를 갖는 것으로 도시된다. 게다가, 나사 샤프트(1)가 끼워맞춤될 수 있는 컷아웃(cutout, 13)이 도시된다.

도 5a 및 도 5b는 제1 방향(14)으로 헤드 축(8)에 대한 나사 샤프트(1)의 편향을 도시한다. 여기서, 헤드 리테이너(7)는 튤립 헤드(3)와 맞물릴 때까지 클램핑 부분(17)에 대해 지지 축(11) 주위에서 피벗회전한다. 또한, 이는 튤립 헤드(3) 내에 제공된 돌출부 또는 형성부와 접촉한다. 헤드 리테이너(7)가 임의로 더 편향될 수 없을 때, 나사 헤드(2)는 그 뒤 헤드 리테이너(7) 내에서 미끄러질 수 있으며, 그 결과 추가 편향이 가능하다. 도면에서, 나사 샤프트(1)는 헤드 리테이너(7), 또는 튤립 헤드(3)의 컷아웃(13) 들 중 한 컷아웃의 변부에 대해 맞물린다. 도면은 척추경 나사의 부품들의 선호되는 치수를 도시하며, 그 결과 제1 방향(14)으로 61도 만큼의 편향이 구현될 수 있다.

도 6a, 6b 및 7은 제2 방향(15)으로 헤드 축(8)에 대한 나사 샤프트(1)의 편향에 따른 척추경 나사를 도시한다. 여기서, 헤드 리테이너(7)의 추가 편향 또는 피벗회전이 제2 방향(15)으로 불가능하다. 헤드 리테이너(7) 내에서 나사 헤드(2)가 단지 미끄럼만 가능함에 따라 나사 샤프트(1)는 헤드 축(8)에 대해 추가로 편향될 수 있다.

도면은 척추경 나사의 개개의 부품들의 선호되는 치수를 갖는 실시예를 도시하는데, 그 결과 45E의 편향 각도가 도 6a에 따르는 제2 방향으로 구현될 수 있다.

도 7은 90E만큼 회전된 헤드 축(8)에서 취해진 도 6a 및 도 6b의 도면을 도시하며, 여기서 나사 샤프트(1)의 편향이 지지 축(11)에 대해 평행하게 수행되는 것으로 재차 도시된다.

1 나사 샤프트
2 헤드
3 튤립 헤드
4 시트
5 플랭크
6 로드 시트
7 헤드 리테이너
8 종방향 헤드 축
9 피벗 핀
10 핀 보어
11 지지 축
12 헤드에 인접한 단부
13 컷아웃
14 제1 방향
15 제2 방향
16 보어
18 클램핑 부분
19 공구 가이드
20 가이드 요홈
21 스핀들 나사산

Claims (16)

1. 나사 샤프트(1)의 일 축방향 단부에 나사 헤드(2), 나사 헤드(2)에 대해 나사 샤프트(1)를 향하여 개방된 나사-헤드 시트(4)를 갖는 튤립 헤드(3) 및 로드의 고정을 위해 튤립 헤드(3)의 플랭크(5)들 사이의 로드 시트(6)를 가지며, 척수를 교정 및 안정화시키기 위한 임플란트용 척추경 나사로서, 나사-헤드 시트(4) 내에 위치된 헤드 리테이너(7)는 하부, 즉 나사 샤프트(1)의 방향으로부터 나사 헤드(2)를 보유하고, 하나 이상의 피벗 핀(9)에 의해 종방향 헤드 축(8)에 대하여 반경방향으로 배향된 축 주위에서 피벗회전하며, 헤드 리테이너(7)는 각각의 핀 보어(10) 내에서 피벗회전하는 2개의 핀(9) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 핀 보어(10)는 나사 샤프트(1)를 향하여 개방되는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.
4. 제 1 항에 있어서, 헤드 리테이너(7)는 V-형태이며, 2개의 피벗 핀에 의해 형성된 지지 축(11)에 대해 수직한 나사 샤프트(1)를 향하여 개방되는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.
5. 제1항에 있어서, 나사 샤프트(1)는 종방향 헤드 축(8)에 대해 다축방향으로 편향될 수 있는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.
6. 제1항에 있어서, 튤립 헤드(3)는 나사 헤드(2)에 인접한 단부(12)에서 나사 샤프트(1)와 끼워맞춤되는 하나 이상의 컷아웃(13)을 갖는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.
7. 제6항에 있어서, 하나 이상의 컷아웃(13)은 지지 축(11)에 대해 수직하게 정렬되는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.
8. 제1항에 있어서, 나사 샤프트(1)는 헤드 리테이너(15) 내에서 단지 나사 헤드(2)의 미끄럼 운동에 의한 제2 방향(15)보다 헤드 리테이너(7) 내에서의 나사 헤드(2)의 미끄럼 운동과 헤드 리테이너(7)의 피벗 회전에 의해 종방향 헤드 축(8)에 대해 제1 방향(14)으로 더 큰 각도로 편향될 수 있는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.
9. 제8항에 있어서, 제1 방향(14)은 헤드 리테이너(7)의 지지 축(11)에 대해 수직하게 연장되는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.
10. 제8항에 있어서, 제1 방향(14)으로의 나사 샤프트(1)는 최대 61도 만큼 편향될 수 있고, 제2 방향(15)으로는 최대 45도 만큼 편향될 수 있는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.
11. 제1항에 있어서, 튤립 헤드(3)는 종방향 헤드 축(8)에 대해 반경방향의 보어(16)를 갖는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.
12. 제1항에 있어서, 클램핑 부분(17)은 튤립 헤드(3) 내의 하나 이상의 고정 핀을 사용함으로써 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.
13. 제12항에 있어서, 클램핑 부분(17)은 공구 가이드(18)를 갖는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.
14. 제12항에 있어서, 튤립 헤드(3)는 로드를 수용하는 플랭크(5)의 단부로부터 축방향으로 이격된 하나 이상의 가이드 요홈(19)을 갖는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.
15. 제1항에 있어서, 튤립 헤드(3)는 축방향으로 감소되는 외측 직경을 갖도록 설계되는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.
16. 제1항에 있어서, 로드를 수용하는 플랭크(5)의 단부의 내측 표면은 스핀들 나사산(20)이 제공되는 것을 특징으로 하는 척추경 나사.

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