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KR20080069595A - 다축 스크류 - Google Patents

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KR20080069595A
KR20080069595A KR1020087010654A KR20087010654A KR20080069595A KR 20080069595 A KR20080069595 A KR 20080069595A KR 1020087010654 A KR1020087010654 A KR 1020087010654A KR 20087010654 A KR20087010654 A KR 20087010654A KR 20080069595 A KR20080069595 A KR 20080069595A
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KR
South Korea
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rod connector
screw
bone fixation
link member
rod
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020087010654A
Other languages
English (en)
Inventor
프랑크 티. 트라우트바인
게리 엘. 라우리
Original Assignee
패러다임 스파인, 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 패러다임 스파인, 엘엘씨 filed Critical 패러다임 스파인, 엘엘씨
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Abstract

뼈 고정 디바이스가 제공된다. 뼈 고정 디바이스는, 뼈 조직과 결합하도록 구성된 나사축 부분, 및 컵 형상 캐비티를 가지는 헤드 부분을 구비하는 스크류를 포함한다. 디바이스는 로드 커넥터와 링크 부재를 추가로 포함하며, 링크 부재는 스크류의 헤드의 컵 형상 캐비티와 결합하도록 구성된 구형 헤드 부분, 링크 부재와 결합하도록 구성된 확장된 플랜지 부분, 및 확장된 플랜지 부분으로부터 연장하고, 로드 커넥터에 있는 개구를 통하여 연장하도록 구성된 세장형 몸체를 포함한다.
뼈 고정 디바이스, 스크류, 링크 부재, 척추 치료

Description

다축 스크류{POLYAXIAL SCREW}
본 출원은 그 내용이 본원에서 참조되는 2005년 10월 6일자 출원된 미국 임시출원 제60/724,046호의 이점을 청구한다.
본 발명은 골성 조직(bony tissue)에 외과적 임플란트를 고정하기 위한 디바이스 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이식 가능한 로드에 부착하도록 구성될 수 있는 다축 스크류에 관한 것이다.
척추의 질병은 상당한 사망률을 유발한다. 이러한 질병은 척추골(vertebrae), 추간판(intervertebral disk), 척추후관절(facet joint), 척추 주위의 연결 조직의 기형을 포함한다. 이러한 기형은 기계적 상해 또는 퇴행성 디스크 질병을 포함하는 다수의 인자에 의해 유발될 수 있다. 이러한 기형은 척추에 대한 불안정성, 척추골 오정렬(misalignment), 인접한 척추골 사이의 비정상적인 운동을 유발할 수 있다. 보다 심한 질병은 척추골 골성 표면에 대한 마모가 초래되거나 또는 신경 압축을 유발할 수 있으며, 이러한 것은 궁극적으로 심한 고통을 일으킬 수 있다. 또한, 척추 상태는 종종 만성적이고 진행성 문제일 수 있다.
척추 장애를 위한 치료는 장기간의 의료 관리 또는 수술을 포함할 수 있다. 의료 관리는 대체로 근원적인 문제를 바로 잡기보다는 고통과 같은 증상을 제어하 는 것에 관한 것이다. 일부 환자에 대하여, 이러한 것은 진통제의 상습적인 사용을 요구할 수 있으며, 이는 환자의 심적 상태를 변경할 수 있거나 또는 부정적인 부작용을 유발할 수 있다.
또 다른 치료는 외과적 처치이며, 이는 종종 크게 침입적이며 척추의 해부학적 형태 및 기능을 상당히 변경할 수 있다. 예를 들어, 특정 척추 상태를 위한 하나의 외과적 치료는 척추유합술(spinal fusion)을 포함하며, 2개 이상의 척추골이 골이식술(bone graft) 및/또는 인공 임플란트를 사용하여 접합될 수 있다. 유합술은 비가역적(irreversible)이며, 척추골 운동 범위를 상당히 변경할 수 있다. 또한, 현재의 외과적 처치는 종종 상당히 진행된 질병 상태에서만 환자에게 적용할 수 있다.
결과적으로, 척추 전문 의사들은 보다 발전된 외과적 처치와, 덜 침입적이며 가역적이고 환자의 정상적인 해부학적 형태 및 척추 기능에서의 완화된 변경을 유발하는 척추 안정화 및/또는 치료 디바이스를 개발하기 시작하였다. 이러한 처치는 질병의 진행에 있어서 초기 상태에서 사용될 수 있으며, 일부 상황에서는 질병의 진행을 중지시키거나 또는 전환할 수 있다.
척추 또는 다른 인체 구조를 치료하도록 설계된 많은 디바이스와 처치는 스크류, 핀 또는 못(nail)을 포함할 수 있는 뼈 고정 요소를 요구한다. 이러한 뼈 고정 요소는 치료 디바이스의 부품이 하나 이상의 척추골을 접촉할 수 있다. 예를 들어, 육경(pedicle) 스크류는 종종 유합술을 용이하게 하여 변형을 교정하고 골절을 고정하도록 및/또는 다양한 다른 적절한 치료 방법을 위하여 하나 이상의 척추골에 척추 로드(spinal rod) 및/또는 척추 플레이트를 연결하도록 사용된다.
일부 외과적 처치와 안정화 임플란트를 위하여, 다양한 구성으로 이식될 수 있는 뼈 고정 요소를 사용하는 것이 필요하다. 예를 들어, 적절한 각도의 범위에서 뼈에 고정될 수 있으며 여전히 통합 치료 시스템의 다른 부품과 적절하게 연결되는 뼈 스크류를 사용하는 것이 종종 필요하다.
최근에, 척추 전문 의사들은 보다 운동성인(dynamic) 치료 시스템을 개발하기 시작하였다. 이러한 시스템은 일정 정도로 제한되지만 제어된 운동을 제공할 수 있으며, 예를 들어 척추 측만 및 퇴행성 디스크 질병을 포함하는 다양한 장애로 고통받는 환자를 위한 개선된 배려를 제공할 수 있다. 이러한 시스템은 다축성 스크류를 포함하는 개선된 뼈 고정 요소로부터 이점을 얻을 수 있다.
본 발명의 제 1 양태는 뼈 고정 디바이스를 포함한다. 뼈 고정 디바이스는, 골성 조직과 결합하도록 구성되는 나사축 부분, 및 컵 형상의 캐비티를 가지는 헤드 부분을 구비하는 스크류를 포함할 수 있다. 디바이스는 로드 커넥터와 링크 부재를 추가로 포함할 수 있으며, 링크 부재는 스크류의 헤드 부분의 컵 형상 캐비티와 결합하도록 구성된 구형 헤드 부분, 로드 커넥터와 결합하도록 구성된 확장된 플랜지 부분, 및 확장된 플랜지 부분으로부터 연장하고 로드 커넥터에 있는 개구를 통해 연장하도록 구성되는 세장형 몸체를 포함한다.
본 발명의 제 2 양태는 척추 치료 디바이스를 포함한다. 척추 치료 디바이스는, 골성 조직과 결합하도록 구성된 나사축 부분, 및 컵 형상의 캐비티를 가지는 헤드 부분을 구비하는 스크류를 포함한다. 디바이스는 스크류의 헤드 부분의 컵 형상 캐비티와 결합하도록 구성된 구형 헤드 부분을 구비하는 링크 부재를 포함하며, 구형 헤드 부분은 확장된 플랜지의 끝을 이룬다. 세장형 몸체는 확장된 플랜지 부분으로부터 연장한다. 디바이스는 척추 로드 임플란트를 수용하기 위한 개구와, 링크 부재의 세장형 몸체를 수용하기 위한 개구를 가지는 로드 커넥터를 추가로 포함한다.
이전의 일반적인 설명과 이후의 상세한 설명 모두가 예시적이며 단지 설명적인 것이고, 청구된 바와 같은 본 발명을 제한하는 것이 아니라는 것을 이해할 것이다.
본 명세서에 통합되고 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 몇 개의 실시예를 도시하고, 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하도록 제공한다.
본 발명의 추가의 목적 및 이점은 이후의 설명에서 부분적으로 설정되거나 또는 본 발명의 실시에 의해 교시될 수 있다. 본 발명의 목적 및 이점은 첨부된 특허청구범위에서 특히 지적된 요소 및 조합에 의하여 실현되어 달성된다.
도 1a는 예시적인 개시된 실시예에 따른 뼈 고정 디바이스의 부분 절단 측면도.
도 1b는 도 1a의 뼈 고정 디바이스의 사시도.
도 1c는 이식 가능한 로드를 구비한 도 1a의 뼈 고정 디바이스의 사시도.
도 2는 도 1c의 뼈 고정 디바이스의 분해도.
도 3a는 예시적인 개시된 실시예에 따른 뼈 고정 디바이스의 스크류의 측면도.
도 3b는 도 3a의 스크류의 사시도.
도 3c는 예시적인 개시된 실시예에 따른 도 3a의 스크류의 측면도.
도 4a는 예시적인 개시된 실시예에 따른 뼈 고정 디바이스의 로드 커넥터의 분해도.
도 4b는 도 4a의 로드 커넥터의 사시도.
도 4c는 도 4b의 로드 커넥터의 일부분의 확대도.
도 5a는 예시적인 개시된 실시예에 따른 뼈 고정 디바이스의 또 다른 로드 커넥터의 측면도.
도 5b는 도 5a의 로드 커넥터의 사시도.
도 5c는 도 5b의 로드 커넥터의 일부분의 확대도.
도 5d는 도 5a의 선 A-A를 따르는 로드 커넥터의 단면도.
도 6a는 예시적인 개시된 실시예에 따른 뼈 고정 디바이스의 링크 부재의 측면도.
도 6b는 도 6a의 링크 부재의 사시도.
도 6c는 도 6b의 링크 부재의 일부분의 확대도.
도 7a는 예시적인 개시된 실시예에 따른 뼈 고정 디바이스의 록킹 칼라(locking collar)의 측면도.
도 7b는 도 7a의 록킹 칼라의 사시도.
도 8a는 예시적인 개시된 실시예에 따른 뼈 고정 디바이스의 체결 부재의 측면도.
도 8b는 도 8a의 체결 부재의 사시도.
도 9a는 예시적인 개시된 실시예에 따른 뼈 고정 디바이스의 또 다른 로드 커넥터의 측면도.
도 9b는 도 9a의 선 B-B를 따르는 로드 커넥터의 단면도.
도 1a 내지 도 1c는 예시적인 개시된 실시예에 따른 뼈 고정 디바이스(100)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 뼈 고정 디바이스(100)는 스크류(200), 로드 커넥터(300), 및 링크 부재(400)를 포함한다. 스크류(200)는 뼈에 로드 커넥터(300)를 고정하기 위하여 골성 조직과 결합하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 스크류(200)는 이식 가능한 로드(110)를 척추골 또는 천골(sacrum)에 고정하도록 척추골 또는 천골과 결합하도록 구성되게 된다(도 1c에 도시된 바와 같이).
도 2는 예시적인 실시예에 따라서, 뼈 고정 디바이스(100)의 부품을 도시한다. 도시된 바와 같이, 뼈 고정 디바이스(100)는 스크류(200), 로드 커넥터(300), 및 링크 부재(400)를 포함한다. 스크류(200)는 뼈 조직 내로의 이식을 위해 구성될 수 있는 반면에, 링크 부재(400)는 조정 가능한 각도 관계로 스크류(200)와 협력하도록 구성될 수 있다. 부가하여, 뼈 고정 디바이스(100)는 스크류(200)에 링크 부재(400)를 고정하도록 구성된 록킹 칼라(600, locking collar)를 추가로 포함할 수 있다. 링크 부재(400)는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이 로드 커넥터(300)와 협력하는 크기로 구성될 수 있다. 체결 부재(700)는 로드 커넥터(300)에 링크 부재(400)를 고정하도록 링크 부재의 단부 부분(470)과 결합하도록 제공될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 예시적인 실시예에 따른 스크류(200)를 도시한다. 스크류(200)는 다양한 적절한 형상, 크기 및/또는 재료를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 스크류(200)는 나사축 부분(220)과 헤드 부분(240)을 포함할 수 있다. 헤드 부분(240)은 링크 부재(400)의 구형 헤드 부분(420)과 결합하도록 구성된 컵 형상의 캐비티(260)를 추가로 포함할 수 있다(도 1a에 도시된 바와 같이).
나사축 부분(220)은 임의의 적절한 재료 또는 나사 디자인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 실시예에서, 나사축 부분(220)은 이식된 조직과의 생체 적합성을 가지는 재료로 만들어지게 된다. 또 다른 실시예에서, 나사축 부분(220)은 특정 경도, 탄성계수 또는 임의의 필요한 물리적 성질을 가지는 재료로 만들어질 수 있다. 부가하여, 나사 크기, 형상, 및 수는 뼈에 스크류(200)를 견고하게 체결하도록 선택될 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 나사축 부분(220)의 원위(distal) 단부는 도 3c에 도시된 바와 같이 가이드 와이어(252)를 위한 안치부(seat)를 제공할 수 있는 그루브(250, groove)를 포함할 수 있다. 가이드 와이어(252)는 척추골 육경 또는 다른 뼈와 같은 선택된 뼈(254)에서의 스크류(200)의 배치를 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 가이드 와이어(252)는 작은 절개부를 통하여 필요한 위치에 배치될 수 있다. 스크류(200)는 가이드 와이어(252)의 길이를 따라서 스크류(200)의 그루브(250)를 슬라이딩시키는 것에 의하여 뼈(254)에 인접하여 위치될 수 있다. 가이드 와이 어(252)는 또한 뢴트겐 촬영 수단(즉, x-레이 또는 형광투시법)을 사용하여 스크류의 위치를 확인할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 로드 커넥터(300)를 위한 하나의 실시예를 도시한다. 그러나, 다수의 적절한 로드 커넥터가 사용될 수 있다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시예에서, 로드 커넥터(300)는 링크 부재(400)를 수용하기 위한 관통공(340)을 가지는 커넥터 본체(320)를 포함할 수 있다. 링크 부재 관통공(340)은 다각 형상의 표면 부분(390, 도 4c에 상세하게 도시)을 포함할 수 있으며, 이것은 링크 부재(400)의 다각 형상의 목 구역(490, neck region, 도 6a 및 도 6b에 도시)과 보완적인 연결을 형성할 수 있어서, 로드 커넥터(300)에 대하여 링크 부재(400)의 회전을 방지한다. 로드 커넥터(300)는 로드 결합 영역(360)을 추가로 포함할 수 있다. 로드 결합 영역(360)은 원통형 베어링 부재(370)를 포함할 수 있다. 원통형 베어링 부재(370)는 로드 커넥터(300)의 캐비티(380)에 배치될 수 있으며(도 4b에 도시된 바와 같이), 캐비티는 로드 커넥터 캡(385)으로 폐쇄될 수 있다. 원통형 베어링 부재(370)는 척추 로드를 수용하기 위한 로드 관통공(372)을 포함할 수 있다. 또한, 원통형 베어링 부재(370)는 라이너(liner)를 포함할 수 있다. 라이너는 마찰을 감소시키거나 또는 필요한 마모 특성을 제공하기 위하여 임의의 적절한 중합(polymeric) 재료, 세라믹 또는 금속 재료로 형성될 수 있다. 적절한 중합 재료는 예를 들어 초고분자량 폴리에틸렌(ultra high molecular weight polyethylene, UHMWPE) 또는 폴리에테르에테르케톤(PEEK)과 같은 폴리에틸렌을 포함할 수 있다.
한 실시예에서, 원통형 베어링 부재(370)는 그 길이방향 축선(374)을 중심으 로 회전하도록 구성될 수 있다. 원통형 베어링 부재(370)의 회전은 관통공(372) 내에 배치된 로드(110)에 특정 범위의 회전 운동을 제공할 수 있다. 상기 운동 범위는 로드 결합 영역(360)에 있는 개구의 크기를 선택하는 것에 의하여 제어될 수 있다. 개구(362)가 크면 클수록, 로드(110)가 커넥터 본체(320)에 대해 선회될 수 있는 보다 큰 여유(clearance)가 제공된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 커넥터 본체(320) 내에 있는 원통형 베어링 부재(370)를 통하여 배치된 로드(110)는 커넥터 본체(320)에 대하여 약 20°, 약 30°, 약 60°, 약 90°, 또는 약 120°까지 일정 각도에서 상하로 선회하도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 원통형 베어링 부재(370)는 로드 결합 영역(360)에 견고하게 연결될 수 있거나, 또는 필요하다면 그 축선(374)을 중심으로 하는 회전 운동을 제공하지 않도록 로드 결합 영역(360)과 함께 단일 유닛을 형성할 수 있다. 부가하여, 로드(110)는 관통공(372) 내에서 슬라이딩하도록 구성될 수 있어서, 로드 커넥터(300)에 대해 로드(100)의 병진(translational) 및/또는 회전 운동을 제공한다.
도 5a 및 도 5b는 또 다른 형태의 로드 커넥터(500)를 도시한다. 이러한 로드 커넥터(300)는 로드 수용공(510)과 링크 부재 구멍(520)을 구비한 C 형상의 클램프를 포함한다. 이러한 형태의 로드 커넥터(500)는 원통형 베어링 부재의 회전 및/또는 병진 운동이 필요하지 않거나 요구되지 않을 때 선택될 수 있다. 도 4a 및 도 4b의 로드 커넥터(300) 처럼, 링크 부재 구멍(502)은, 링크 부재(400)의 다각 형상의 목 부분(490, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같은)과 보완적인 연결을 형성하여 로드 커넥터(500)에 대해 링크 부재(400)의 회전을 방지하는 다각 형상의 내 부 표면 부분(530)을 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c 및 도 5a 내지 도 5c의 로드 커넥터(300, 500)은 또한 반구형 홈 부분(semi-spherical recess portion) (397, 597)을 포함할 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 로드 커넥터(300)는 조립될 때 칼라(600)와 스크류 헤드(240)가 로드 커넥터(300)의 홈 부분(397) 내에 위치될 수 있도록 구성될 수 있다. 홈 부분(397, 597)의 크기는 스크류 헤드(240) 및 링크 부재 헤드(420)의 크기에 기초하여 선택될 수 있으며, 스크류(200)에 대하여 링크 부재(400)의 회전 가동성의 정도를 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 로드 커넥터(300, 500)는 도 4c 및 도 5c에 도시된 바와 같이 반구형 홈 부분(397, 597)에 인접한 림(rim, 395, 595)을 포함할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 링크 부재(400)의 한 실시예를 도시한다. 링크 부재(400)는 구형 헤드 부분(420), 림 표면(495)을 포함하는 확장된 플랜지(440), 확장된 플랜지(440)로부터 연장하는 세장형 몸체(460)를 포함할 수 있다. 링크 부재(400)와 로드 커넥터(300, 500)를 함께 고정하도록, 세장형 몸체는 로드 커넥터에 있는 개구(340, 520)를 통과할 수 있으며, 체결 부재(700, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같은)는 세장형 몸체(460)에 고정될 수 있어서, 로드 커넥터(300)를 링크 부재(400)에 고정한다. 또한, 상기된 바와 같이, 링크 부재(400)는 회전을 방지하도록 링크 부재(400)의 보완 표면과 결합하도록 구성된 다각 형상의 목 구역(490)을 포함할 수 있다. 도 6c에 상세히 도시된 바와 같이, 다각 형상의 목 구역(490)은 필요한 표면 구성을 형성하는 다수의 평탄 패널(492)을 포함할 수 있다.
뼈 고정 디바이스(100)를 조립하도록, 링크 부재(400)는 구형 헤드 부분(420)이 스크류의 컵 형상 캐비티(260)에 잔류하도록 스크류(200)에 기대어 위치된다. 스크류(200)에 연결된 링크 부재(400)를 유지하도록, 록킹 칼라(600, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같은)는 링크 부재(400) 위에 배치되어, 링크 부재(400)의 구형 헤드 부분(420)과 스크류(200, 도 1a에 도시된 바와 같은)의 컵 형상 캐비티(260) 사이에 견고하게 안치될 수 있다. 물론, 스크류(200)가 링크 부재(400)에 체결되는 동안, 의사가 선택된 뼈 내로 스크류(200)를 이식할 수 있도록, 부분적으로 조립된 디바이스가 편의성을 위해 의사에게 제공될 수 있다(즉, 스크류(200)와 링크 부재(400)는 록킹 칼라(600)에 의해 서로 연결되어 하나의 유닛으로서 의사에게 제공되는 것에 의하여, 이전의 조립 단계에 대한 필요성을 제거할 수 있다)는 것이 고려된다. 그런 다음, 로드 커넥터(300)는 로드 커넥터 링크 부재 구멍(340)을 통하여 링크 부재 단부 부분(470)을 삽입하는 것에 의하여 링크 부재(400) 위에 배치될 수 있다. 로드 커넥터(300)가 링크 부재(400)에 대하여 스크류(200) 위에 적절하게 위치되었을 때, 전체 디바이스(100)는 링크 부재(400) 위로 로드 커넥터(300)에 체결 부재(700)를 고정하는 것에 의하여 완전히 조립될 수 있다. 링크 부재(400)가 체결 부재(700)에 대해 부착을 가능하게 하도록 그 세장형 몸체(460)의 길이를 따르는 나사 부분을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
상기된 바와 같이, 링크 부재(400)는 단부 부분(470)을 포함할 수 있는 세장형 몸체(460)를 포함할 수 있다. 세장형 몸체의 단부 부분은 의사가 가진 공구에 의해 파지되거나 또는 결합되도록 구성될 수 있는 좁거나 테이퍼진 팁(472)을 추가 로 포함할 수 있다. 또한, 링크 부재(400)의 세장형 몸체(460)는 얇거나 또는 깎여진(scored) 영역(480)을 포함할 수 있다. 단부 부분(470)은 이식 동안 로드 커넥터(300)로부터 일정 거리 연장할 수 있는 것에 의하여, 의사는 링크 부재(400) 및/또는 커넥터(300, 500)의 조작을 용이하게 할 수 있다. 또한, 얇거나 깎여진 영역(480)에 의해, 의사는 세장형 몸체(460)의 단부 부분(470)을 절단할 수 있으며, 단부 부분은 얇거나 깎여진 영역(480)에 대해 원위에 있다. 이러한 것은 이식 후에 재료가 과잉으로 돌출하는 것을 방지하여, 환자에 잔류하는 이물질을 감소시키고, 단부 부분(470)이 주위 조직에 기계적인 상해를 유발하는 것을 방지한다.
링크 부재(400)는 다수의 상이한 재료로 만들어질 수 있다. 특정 재료가 필요한 물리적 성질, 생체 적합성, 비용, 및/또는 다른 적절한 인자에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 적절한 재료는 다양한 중합 재료, 세라믹, 및/또는 금속을 포함할 수 있다. 이러한 재료는 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, PEEK, 코발트-크롬, 및/또는 티타늄 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 부가하여, 링크 부재(400)는 다중 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 구형 헤드(420)는 경질의 내마모재로 만들어질 수 있으며, 세장형 몸체(460)는 보다 연질의 재료로 만들어질 수 있다. 또한, 단부 부분(470)은 얇거나 또는 깎여진 영역(480)에서 비교적 용이하게 파손 또는 절단될 수 있는 재료로 만들어질 수 있다. 한 실시예에서, 링크 부재의 구형 헤드(420)는 폴리에틸렌 또는 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 중합 재료로 만들어지게 된다. 다른 실시예에서, 링크 부재의 구형 헤드(420)는 마모를 감소시키도록 코팅될 수 있다. 예를 들어, 적절한 표면 코팅재는 다양한 세라 믹, 복합재, 및/또는 중합 재료를 포함할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 예시적인 개시된 실시예에 따른 록킹 칼라(600)의 더욱 상세도를 도시한다. 록킹 칼라(600)를 링크 부재(400)의 구형 헤드 부분(420)과 스크류의 헤드(240)에 고정하도록, 록킹 칼라(600)는 다수의 적절한 고정 방법을 포함할 수 있다. 예를 들어, 록킹 칼라(600)는 마찰 끼워 맞춤 연결, 스냅 끼워 맞춤 연결, 나사 연결, 또는 임의의 다른 적절한 연결을 형성하도록 구성될 수 있다. 부가하여, 록킹 칼라(600)는 링크 부재(400)와 스크류(200)에 제거 가능하게 또는 영구적으로 고정될 수 있다.
한 실시예에서, 스크류(200)의 헤드(240)는 측면 구멍(280)을 포함할 수 있다. 고정 공구는 록킹 칼라(600)를 적소에 고정하도록 측면 구멍(280)을 통하여 삽입될 수 있다. 예를 들어, 스크류 캐비티의 내부 표면(285) 및/또는 록킹 칼라의 표면(610)에서 작은 변형을 만드는데 충분한 힘으로 작은 로드가 측면 구멍(280) 을 통하여 삽입될 수 있다. 이러한 변형은 록킹 칼라(600)가 나사 풀림되거나(나사 칼라의 경우에, 변형은 나사에서 발생하게 된다) 또는 슬라이딩하는 것(마찰 끼워 맞춤 칼라의 경우에)을 방지할 수 있다. 대안적으로, 핀 또는 볼트가 측면 구멍(280)에 삽입되어, 뼈 고정 디바이스(100)의 조립 후에 적소에서 남을 수 있으며, 이에 의해 록킹 칼라(600)를 적소에 고정할 수 있다.
상기된 바와 같이, 링크 부재(400)는 목 구역(490)에 인접한 림 표면(495)의 끝을 이루는 확장된 플랜지(440)를 포함할 수 있다. 세장형 몸체(460)가 로드 커넥터(300, 500)에 있는 개구(340, 520)를 통과하는 것으로, 림 표면(495)은 로드 커 넥터(300, 500)의 림(395, 595)와 결합한다. 링크 부재(400)의 림 표면(495)에 대한 로드 커넥터(300, 500)의 림(395, 595)의 접합은 두 부품들의 상대적인 축선 방향 위치 선정을 제한하도록 작용한다. 다시 말하면, 링크 부재(400)의 림 표면과 로드 커넥터(300, 500)의 림(395, 595)의 결합은 도 1a에 도시된 바와 같이 로드 커넥터(300, 500)가 링크 부재(400)와 스크류(200)에 대해 너무 멀리 아래로 슬라이딩하는 것을 방지하여, 로드 커넥터(300, 500), 링크 부재(400) 및 스크류(200)의 상대 위치에 걸쳐 일부 제어를 허용한다. 부가하여, 림 표면(95)에 기대어 림(395, 595)를 위치시키는 것은 환자 내에 이식되는 동안 물리적 응력을 받을 때 링크 부재(400)를 안정화하는 것을 도울 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 예시적인 개시된 실시예에 따른 체결 부재(700)를 도시한다. 체결 부재(700)는 다양한 적절한 체결 부재 형태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 세장형 몸체(460)는 그 길이의 적어도 일부에 걸쳐 있는 나사 구역을 포함하게 되며, 체결 부재(700)는 체결 부재가 로드 커넥터(300, 500)와 밀착 결합을 형성할 때까지 세장형 몸체상에 나사 결합될 수 있는 너트를 포함하게 된다. 다른 실시예에서, 체결 부재(700)는 압력 끼워 맞춤 연결, 마찰 끼워 맞춤 연결, 또는 임의의 다른 적절한 연결 형태일 수 있다. 로드 커넥터(300, 500)는 체결 부재(700)의 일부를 수용하기 위한 오목한 캐비티를 구비하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 체결 부재(700)는 하부 절반부(720)와 상부 절반부(730)를 연결하는 좁은 영역(710, section)을 포함하게 된다. 좁은 영역(710)은 일정 토크 가 체결 부재(700)에 적용될 때 파손되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 의사는 링크 부재(400) 상에 체결 부재(700)를 밀착시킨다. 체결 부재(700)가 충분히 밀착되었을 때, 좁은 영역(710)은 파손되고, 이에 의해 과잉의 토크가 디바이스상에서 작용하는 것을 방지한다. 또한, 일부 실시예에서, 상부 절반부(730)는 넓혀진 내경을 포함할 수 있으며, 이는 좁은 영역(710)이 파손 또는 절개되었으면, 상부 절반부(730)가 용이하게 제거되는 것을 허용한다.
상기된 바와 같이, 본 발명의 뼈 고정 디바이스(100)는 뼈에 다양한 이식 가능한 로드를 고정하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 한 실시예에서, 뼈 고정 디바이스(100)는 척추 치료 디바이스와 함께 사용될 수 있다. 적절한 척추 치료 디바이스는 척추측만 및 다른 척추 장애를 치료하기 위한 이동 가능한 운동성 치료 디바이스를 포함한다. 이러한 이동 가능한 운동성 치료 디바이스의 예는 모두 본원에서 참조되는 1995년 5월 9일자로 리바드(Rivard)에 허여된 미국특허 제5,413,576호와 2003년 4월 29일자로 리바드에 허여된 미국특허 제6,554,831호에 개시된다. 그러나, 뼈 고정 디바이스(100)는 임의의 적절한 이식 가능한 로드와 함께 사용될 수 있다는 것을 유념하여야 한다. 예를 들어, 직선 또는 곡선 로드가 본 발명의 뼈 고정 디바이스(100)와 함께 사용될 수 있다. 도 5d는 직선의 이식 가능한 로드(110)를 수용하기 위하여 구성된 원통형 로드 수용공(510)을 도시하는 도 5a의 선 A-A을 따르는 로드 커넥터(500)의 단면도를 도시한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 로드 커넥터(500')는 일정 형상의 로드 수용공(510')을 포함할 수 있다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 로드 커넥터(500')은 도 5a 내지 도 5d의 로드 커넥 터(500)에 대해 대부분의 면에서 유사할 수 있으며 링크 부재 구멍(520')을 포함할 수 있지만, 구멍(510')의 개구가 약간 벌려져 연장하는 곡선의 로드 수용공(510')을 포함할 수 있다. 이러한 구성은 곡선의 이식 가능한 로드가 로드 커넥터(500')을 통과할 수 있게 한다. 물론, 필요하다면, 곡선 로드를 수용하기 위하여 유사하게 굽은 로드 수용 관통공을 구비한 로드 커넥터(300)의 원통형 베어링 부재(370)를 제공하는 것이 또한 가능하다.
운동성 척추 치료 디바이스와 함께 사용될 때, 치료 디바이스 부품들 사이의 특정 정도의 가동성을 유지하는 것이 필요할 수 있다. 예를 들어, 이전에 기술된 바와 같이, 로드 커넥터(300)는 그 축선(374)을 중심으로 회전하도록 구성된 원통형 베어링 부재(370)를 포함할 수 있는 것에 의하여, 구멍(372)을 통하여 원통형 본체에 배치된 로드(110)에 일정 정도의 회전을 제공한다. 부가하여, 다른 형태의 슬라이딩 및 회전 가동성이 제공될 수 있다.
일부 실시예에서, 로드(110)는 로드 관통공(372, 510)을 통하여 삽입되면 로드 커넥터(300, 500)에 대하여 회전 가능하게 또는 슬라이딩 가능하게 가동할 수 있도록 구성될 수 있다. 로드 커넥터(300, 500)에 대하여 로드(110)의 회전 운동은 환자에 이식될 때 특정 정도의 제어된 가동성을 제공하게 된다. 또한, 로드 커넥터(300, 500)의 슬라이딩 가동성은 일정 정도의 굴곡 및/또는 확장을 허용할 수 있는 한편, 또한 척추의 연속된 신장(elongation)을 허용한다. 리바드의 특허에 의해 기술된 바와 같이, 이러한 것은 계속 성장하는 청소년 환자에 뼈 고정 디바이스(100)가 이식될 때 중요할 수 있다.
일부 실시예에서, 로드 커넥터(300, 500)가 하나 이상의 자유도(degrees of freedom)로의 움직임을 방지하도록 구성될 수 있다는 것을 또한 유념하여야 한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 로드 커넥터(500)는 로드(110)의 병진 또는 슬라이딩 운동을 방지하도록 구성될 수 있다. 병진 또는 슬라이딩 운동을 제한할 수 있는 이러한 로드 커넥터(500)는 슬라이딩 및 고정된 커넥터(300, 500)의 조합을 포함할 수 있는 운동성 치료 디바이스의 부분으로서 포함될 수 있다.
끝으로, 일부 실시예에서, 링크 부재의 구형 헤드(420)는 조립 후에 스크류(200)의 축선에 대하여 회전할 수 있다. 일부 실시예에서, 록킹 칼라(600) 및/또는 스크류 헤드(240)과 로드 커넥터(300, 500)의 반구형 홈 부분(397, 597) 사이의 갭(800, 도 1a에 도시된 바와 같은)이 있을 수 있다. 이러한 갭(800)은 스크류(200)의 컵 형상 캐비티(260) 내에서 링크 부재(400)의 구형 헤드(420)의 일정 자유도의 운동, 또는 회전을 허용할 수 있다.
스크류(200)에 대한 링크 부재의 구형 헤드(420)의 회전 운동은 다수의 이점을 제공하게 된다. 예를 들어, 스크류(200)는 환자의 뼈에서 다양한 적절한 각도로 이식될 수 있지만, 여전히 스크류 컵 형상 캐비티(260)와 링크 부재(400)의 적절한 결합을 허용한다. 부가하여, 일부 실시예에서, 스크류(200)에 대한 링크 부재(400)의 계속된 회전 가동성은 제어된 운동성 움직임을 제공하게 되고, 이는 일부 이식 가능한 디바이스에 필요할 수 있다.
여전히 또 다른 실시예에서, 임플란트 부품의 계속된 가동성은 필요하지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 적용물에 대하여, 임플란트 로드(110)를 견고하게 고 정하는 것이 필요할 수 있다. 이러한 실시예에서, 스크류 헤드(240), 링크 부재의 구형 헤드(240), 및 로드 커넥터(300, 500)의 크기 및 형상은 이식 후에 움직임을 방지하도록 선택될 수 있다. 또한, 이전에 기술된 바와 같이, 원통형 베어링 부재(370)를 포함하지 않는 로드 커넥터(500)가 선택될 수 있는 것에 의하여, 로드 커넥터(500)에 대한 로드(110)의 또 다른 형태의 회전 운동을 방지한다.
본 발명의 다른 실시예는 본 명세서에 개시된 발명의 명세서 및 실시의 고려로부터 당업자에게 자명하게 된다. 명세서와 고려된 예는 다음의 특허청구범위에 의해 지시되는 발명의 참 범위 및 사상과 함께 단지 예시적인 것으로 고려되도록 의도된다.

Claims (39)

  1. 뼈 조직과 결합하도록 구성된 나사축 부분과, 컵 형상 캐비티를 가지는 헤드 부분을 구비하는 스크류;
    로드 커넥터; 및
    상기 스크류의 헤드의 상기 컵 형상 캐비티와 결합하도록 구성된 구형 헤드 부분과, 상기 로드 커넥터와 결합하도록 구성된 확장된 플랜지와, 상기 확장된 플랜지 부분으로부터 연장하고, 상기 로드 커넥터에 있는 개구를 통해 연장하도록 구성된 세장형 몸체를 구비하는 링크 부재를 포함하는 뼈 고정 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 로드 커넥터와 상기 확장된 플랜지 부분의 결합은 상기 로드 커넥터에 대한 상기 구형 헤드 부분의 위치를 한정하는 뼈 고정 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 확장된 플랜지 부분은 상기 로드 커넥터의 적어도 하나의 표면과 접하도록 구성되는 뼈 고정 디바이스.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 로드 커넥터는 상기 링크 부재의 상기 확장된 플랜지 부분의 일부와 접하기 위한 림을 포함하는 뼈 고정 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 구형 헤드 부분의 위치는 상기 스크류의 축선에 대한 상기 로드 커넥터와 상기 링크 부재의 회전 운동을 허용하도록 선택되는 뼈 고정 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 스크류의 헤드 부분의 상기 컵 형상 캐비티 내에서 상기 구형 헤드 부분을 고정하도록 구성되는 록킹 칼라를 추가로 포함하는 뼈 고정 디바이스.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 록킹 칼라는 상기 컵 형상 캐비티와의 나사 연결부를 형성하는 뼈 고정 디바이스.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 록킹 칼라는 상기 컵 형상 캐비티와 압력 끼워 맞춤 연결 및 스냅 끼워 맞춤 연결중 적어도 하나를 형성하는 뼈 고정 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 세장형 몸체는 외부면을 따라서 배열된 다수의 평탄 패널을 가지는 목 구역을 포함하는 뼈 고정 디바이스.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 로드 커넥터의 상기 세장형 몸체 개구는 상기 목 구역의 외부면에 대해 보완적인 형상을 가지는 부분을 포함하는 뼈 고정 디바이스.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 헤드 부분을 측면 구멍을 포함하는 뼈 고정 디바이스.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 세장형 몸체는 나사 구역을 포함하는 뼈 고정 디바이스.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 세장형 몸체는 절단(break-away) 부분을 포함하는 뼈 고정 디바이스.
  14. 뼈 조직과 결합하도록 구성된 나사축 부분과, 컵 형상 캐비티를 가지는 헤드 부분을 구비하는 스크류;
    상기 스크류의 상기 헤드의 상기 컵 형상 캐비티와 결합하도록 구성되고 확장된 플랜지 부분의 끝을 이루는 구형 헤드 부분과, 상기 확장된 플랜지 부분으로부터 연장하는 세장형 몸체를 구비하는 링크 부재; 및
    척추 로드 임플란트를 수용하기 위한 제 1 개구와, 상기 링크 부재의 상기 세장형 몸체를 수용하기 위한 제 2 개구를 구비하는 로드 커넥터를 포함하는 척추 치료 디바이스.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 로드 커넥터는 C-클램프를 포함하는 척추 치료 디바이스.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 로드 커넥터의 캐비티 내에 배치를 위해 구성되는 원통형 본체를 추가로 포함하는 척추 치료 디바이스.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 원통형 본체는 척추 로드 임플란트의 배치를 위한 개구를 포함하는 척추 치료 디바이스.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 원통형 본체는 라이너를 포함하는 척추 치료 디바이스.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 라이너는 중합 재료, 세라믹 재료 또는 금속 재료를 포함하는 척추 치료 디바이스.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 중합 재료는 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 또는 폴리에테르에테르케톤(PEEK)인 척추 치료 디바이스.
  21. 제 16 항에 있어서, 상기 원통형 본체는 상기 로드의 적어도 하나의 축선에 대해 회전 가능하게 조정 가능한 척추 치료 디바이스.
  22. 제 14 항에 있어서, 상기 로드 커넥터는 상기 스크류의 헤드 부분의 일부를 수용하기 위한 홈을 포함하는 척추 치료 디바이스.
  23. 제 14 항에 있어서, 상기 확장된 플랜지의 일부는 상기 로드 커넥터의 적어도 하나의 표면과 접합하도록 구성되는 척추 치료 디바이스.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 확장된 플랜지 부분의 상기 부분은 상기 로드 커넥터의 림과 접합하도록 구성되는 것에 의하여, 상기 로드 커넥터에 대하여 상기 구형 헤드 부분의 위치를 한정하는 척추 치료 디바이스.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 구형 헤드 부분의 위치는 상기 스크류의 축선에 대하여 상기 로드 커넥터와 상기 링크 부재의 회전 운동을 허용하도록 선택되는 척추 치료 디바이스.
  26. 제 14 항에 있어서, 상기 헤드 부분의 상기 컵 형상 캐비티 내에서 상기 구형 헤드를 고정하도록 구성되는 록킹 칼라를 추가로 포함하는 척추 치료 디바이스.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 록킹 칼라는 상기 컵 형상 캐비티와 나사 연결을 형성하는 척추 치료 디바이스.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 록킹 칼라는 상기 컵 형상 캐비티와의 압력 끼워 맞춤 연결 및 스냅 끼워 맞춤 연결중 적어도 하나를 형성하는 척추 치료 디바이스.
  29. 제 14 항에 있어서, 상기 세장형 몸체는 목 구역의 외부면을 따라서 배열된 다수의 평탄 패널을 가지는 상기 목 구역을 포함하는 척추 치료 디바이스.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 로드 커넥터의 상기 제 2 개구는 상기 목 구역의 상기 외부면에 대해 보완적인 형상을 가지는 부분을 포함하는 척추 치료 디바이스.
  31. 제 14 항에 있어서, 상기 헤드 부분은 측면 구멍을 포함하는 척추 치료 디바이스.
  32. 제 14 항에 있어서, 상기 세장형 몸체는 나사 구역을 포함하는 척추 치료 디바이스.
  33. 제 14 항에 있어서, 상기 세장형 몸체는 절단 부분을 포함하는 척추 치료 디바이스.
  34. 제 14 항에 있어서, 상기 링크 부재의 상기 세장형 몸체와 결합하기 위한 체결 부재를 추가로 포함하는 척추 치료 디바이스.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 체결 부재는 절단 부분을 포함하는 척추 치료 디바이스.
  36. 제 34 항에 있어서, 상기 로드 커넥터는 상기 체결 부재의 일부를 수용하기 위한 홈을 포함하는 척추 치료 디바이스.
  37. 제 14 항에 있어서, 상기 세장형 몸체는 파지 부분 내로 테이퍼진 척추 치료 디바이스.
  38. 제 14 항에 있어서, 상기 로드 커넥터의 상기 제 1 개구는 원통형 관통공인 척추 치료 디바이스.
  39. 제 14 항에 있어서, 상기 로드 커넥터의 상기 제 1 개구는 곡선의 관통공인 척추 치료 디바이스.
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