KR20190125844A - 요추 플레이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정형외과(orthopedic) 및 신경외과(neurosurgery)에서 요추(lumbar spine)에 대한 고정 수술(fixation surgery)을 수행할 때 사용되는 요추 플레이트에 관한 것으로, 길이방향으로 길게 형성되는 플레이트바디; 상기 플레이트바디에 형성되고, 뼈고정나사의 나사헤드를 지지하는 적어도 하나 이상의 뼈고정나사홀; 및 상기 뼈고정나사홀에 각각 삽입되는 뼈고정나사를 잠금상태로 하는 잠금부(locking element)를 포함하고, 상기 잠금부는 상기 플레이트바디에 회전가능하도록 고정되는 것을 특징으로 한다.

Description

요추 플레이트{lumbar plate}

본 발명은 요추 플레이트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정형외과(orthopedic) 및 신경외과(neurosurgery)에서 요추(lumbar spine)에 대한 고정 수술(fixation surgery)을 수행할 때 사용되는 요추 플레이트에 관한 것이다.

일반적으로, 척추는 몸의 지주를 이루면서 상부는 두개골과 하부는 골반을 연결하는 우리 몸의 중추를 이루는 부분이다. 척추는 위로부터 7개의 경추, 12개의 흉추, 5개의 요추, 5개의 천추(sacral vertebrae), 3~5개의 미추로 이루어진다. 이러한 척추는 장기간 또는 무리한 사용에 의해 척추질환(추간판헤르니아;hernia of intervertebral discs)과 같은 증상이 발생하기 쉽다. 이 경우, 척추 증상을 치료하기 위한 척추 임플란트를 척추 수술에 널리 사용하고 있다.

이러한 척추 임플란트는 각종 척추 증상에 의해 척추 사이의 손상된 추간판을 제거 후 그 자리에 인공보형물인 케이지를 삽입하여 척추 간격을 복구 및 유지하는 척추 유합술에 사용한다.

종래의 경우 척추 사이에 삽입되는 케이지는 척추체 후방에 동시에 적용되는 뼈고정나사 및 로드와 동시에 사용하거나, 척추에 나사체결되는 플레이트와 연결볼트 등에 의해 결합되어 고정되는 방식, 또는 케이지 자체에 뼈고정나사를 설치할 수 있는 뼈고정나사홀을 구비하여 직접 케이지를 추체에 고정하는 방식을 사용하고 있다.

플레이트를 설치하지 않고 케이지만 삽입하는 경우, 케이지가 척추에서 이탈하는 문제점이 있다. 특히, 척추전만(lordosis)의 정도가 큰 경우에 이런 케이지 이탈이 더욱 크게 문제되고 있다.

케이지 자체에 뼈고정나사를 설치하고자 할 경우에는, 미리 케이지에 뼈고정나사홀을 형성하여야 하는데, 사이즈가 작을 경우에 뼈고정나사홀을 위치시킬 공간이 충분하지 않고, 특히 요추5번과 천추1번 사이의 경우에는 뼈고정나사의 진입각도가 너무 커서 케이지를 설계하기 곤란하거나, 뼈고정나사의 삽입을 위한 드라이버의 진입이 어려운 상황이 발생하게 된다.

또, 별도의 플레이트를 사용하여 케이지와 조립하는 경우에는, 케이지와 플레이트 간의 위치 변위가 불가능하여, 수술 과정에서는 플레이트를 척추에 고정하면 케이지의 삽입 위치를 수정 및 시술하기가 매우 번거롭고, 사용 중에는 척추의 움직임에 따라 플레이트 역시 유동함으로 플레이트에 고정된 케이지가 척추 사이에서 삽입위치가 뒤틀리거나, 심하게는 케이지가 척추에서 이탈할 수 있는 문제점이 있다.

미국특허 US5364399 미국특허 US6193721 미국특허 US9936984

본 발명의 목적은, 수술시 의사가 사용하기 편리하고, 수술 예후를 향상시킬 수 있는 요추 플레이트를 제공하는 데에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 길이방향으로 길게 형성되는 플레이트바디; 상기 플레이트바디에 형성되고, 뼈고정나사의 나사헤드를 지지하는 적어도 하나 이상의 뼈고정나사홀; 및 상기 뼈고정나사홀에 각각 삽입되는 뼈고정나사를 잠금상태로 하는 잠금부(locking element)를 포함하고, 상기 잠금부는 상기 플레이트바디에 회전가능하도록 고정되는 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.

상기 플레이트바디의 상부 가장자리에는 상부라운딩부가 형성되고, 상기 플레이트바디의 하부 가장자리에는 하부라운딩부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 상부라운딩부 및 상기 하부라운딩부는 서로 다른 곡률반경을 가지는 것을 한다.

또, 상기 상부라운딩부의 곡률반경을 R1, 상기 하부라운딩부의 곡률반경을 R2이라 하며, 상기 뼈고정나사홀에 삽입되는 뼈고정나사의 생크의 중심축으로부터 상기 상부라운딩부의 곡률반경의 중심 사이의 거리를 L1, 상기 뼈고정나사의 생크의 중심축으로부터 상기 하부라운딩부의 곡률반경의 중심사이의 거리를 L2라 할 때, R2는 R1보다 작은 것과 동시에 다음 식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 뼈고정나사홀과 상기 잠금부가 배치되는 영역은 상기 플레이트바디의 다른 부분에 비하여 두께가 얇은 자리면부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 자리면부의 깊이는 상기 잠금날개의 최대두께 이하인 것을 특징으로 한다.

또, , 상기 플레이트바디의 길이방향으로 서로 다른 2개의 곡률로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 2개의 곡률 중 큰 것을 R3, 작은 것을 R4라 하고, R3이 적용되는 영역에서 상기 플레이트바디의 길이를 L3라 하고, R4가 적용되는 영역에서 상기 플레이트바디의 길이를 L4라고 할 때, L3는 L4보다 큰 것을 특징으로 한다.

또, 상기 R4, R5, L3, 및 L4는 다음의 식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 잠금부는, 상기 플레이트바디에 회전가능하도록 고정되는 회전바디; 및 상기 회전바디에 일체로 형성되어 상기 뼈고정나사홀의 일부를 덮는 잠금날개를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 잠금날개는 상기 자리면부와 접촉한 상태에서는 탄성변형된 상태이며, 상기 뼈고정나사홀의 일부를 덮는 상태에서는 탄성력에 의해 복원되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 플레이트바디에는 엔드스토퍼가 형성되어, 상기 잠금날개가 상기 엔드스토퍼에 접촉하는 것에 의해 상기 잠금부의 회전이 제한되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 플레이트바디에는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 플레이트바디의 측부에는 양측으로 한쌍 이상의 컷오프부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 뼈고정나사는 일정한 피치의 나사선이 2줄로 상기 나사헤드에 근접한 위치에 형성되는 제1나사부와, 제1나사부와 동일한 피치의 나사선이 1줄로 상기 나사헤드에서 먼 위치에 형성되는 제2나사부로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 수술 후 뼈고정나사가 이탈되지 않도록 지지하는 잠금부가 자세를 유지할 수 있어서 뼈고정나사 이탈의 우려를 방지할 수 있다.

추가적으로, 케이지와 동시에 사용하는 경우 케이지의 유실을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 요추 플레이트의 사시도로써, 뼈고정나사가 삽입되는 모습을 나타낸다.
도 2는 도 1에서 뼈고정나사가 삽입 완료된 상태의 사시도이다.
도 3은 도 2의 요추 플레이트의 평면도이다.
도 4는 도 2의 요추 플레이트의 측단면도이다.
도 는 도 2의 요추 플레이트의 부분 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 요추 플레이트의 측단면도이다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예 1에 따른 요추 플레이트(100)를 설명한다. 도 1 및 도2에 도시된 바와 같이, 상기 요추 플레이트(100)는 기본적으로, 길이방향으로 길게 형성되는 플레이트바디(102)와, 상기 플레이트바디(102)에 형성되고 뼈고정나사(150)의 나사헤드(156)를 지지하는 적어도 하나의 뼈고정나사홀(116)과, 상기 뼈고정나사홀(116)에 각각 삽입되는 뼈고정나사(150)를 잠금상태로 하는 잠금부(locking element)(112)를 포함하여 이루어진다. 상기 잠금부(112)는 상기 플레이트바디(102)에 회전가능하도록 고정된다.

상기 요추 플레이트(100)는 티타늄, Co-Cr합금 등의 공지의 재료로 제작될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.

또, 상기 뼈고정나사홀(116)과 상기 잠금부(112)가 배치되는 영역은 상기 플레이트바디(102)의 다른 부분에 비하여 두께가 얇은 자리면부(104)가 형성될 수 있다. 상기 자리면부(104)는 상기 잠금부(112)가 상기 플레이트바디(102)에 설치되어, 그 두께로 인해 환자의 조직에 상처 또는 이물감을 주는 것을 억제하기 위한 것이다.

따라서, 전체적인 두께를 고려할 때, 상기 자리면부(104)의 최대 깊이는 상기 잠금부(112)의 최대두께 이하인 것이 이상적이며, 설계에 따라 상기 잠금부(112)가 상기 플레이트바디(102)의 표면에 비해 조금은 돌출될 수도 있다.

또한, 상기 자리면부(104)가 형성되면, 주위의 높은 부분은 상기 자리면부(104)보다 외측에 위치하므로, 굽힘응력에 대해 강화되는 보강부로써의 역할을 한다. 추가적으로, 상기 플레이트바디(102)의 상부 가장자리에는 상부라운딩부(108)가 형성되는 것에 의해 상기 플레이트바디(102)가 인체 내에서 조직과 접촉할 때 상처 또는 이물감을 주지 않도록 하는 것과 동시에 수행할 수 있다.

동시에 상기 플레이트바디(102)의 하부 가장자리에는 하부라운딩부(128)가 형성될 수 있다. 상기 하부라운딩부(128)는 상기 플레이트바디(102)가 추체에 접할 때 안착할 수 있도록 한다.

이 때, 상기 상부라운딩부(108) 및 상기 하부라운딩부(108)는 서로 다른 곡률반경을 가질 수 있다. 상기 상부라운딩부(108)의 곡률반경을 R1, 상기 하부라운딩부(128)의 곡률반경을 R2라 하며, 상기 뼈고정나사홀(116)에 삽입되는 뼈고정나사(150)의 생크의 중심축으로부터 상기 상부라운딩부(108)의 곡률반경의 중심 사이의 거리를 L1, 상기 뼈고정나사(150)의 생크의 중심축으로부터 상기 하부라운딩부(128)의 곡률반경의 중심사이의 거리를 L2라 할 때, R2는 R1보다 작은 것과 동시에 다음 식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 플레이트바디(102)에는 중량을 줄이고, 응력을 분산하며, 수술시 접촉하는 척추면을 확인할 수 있는 창으로써의 역할을 수행할 수 있는 관통홀(106)이 형성될 수 있다.

추가적으로, 상기 플레이트바디(102)의 측부에는 양측으로 한쌍 이상의 컷오프부(114)가 형성될 수 있다. 상기 컷오프부(114)는 상기 요추 플레이트(100)를 플레이트홀더(미도시)로 파지할 때, 제위치를 제공하는 것과 동시에 상기 플레이트바디(102)의 중량을 감소시키는 역할을 하는 것도 가능하다.

또한, 상기 관통홀(106)과 상기 컷오프부(114)를 동시에 활용하는 것도 가능하다. 즉, 상기 관통홀(106)을 통해 케이지홀더(미도시)를 삽입하여 추체에 고정되는 케이지(미도시)를 파지하고, 동시에 상기 케이지홀더(미도시)에 일체로 장착되는 플레이트홀더(미도시)가 상기 컷오프부(114)를 파지하는 것에 의해 수술을 더욱 빠르고 간단하게 할 수 있다.

상기 잠금부(112)는 하나의 뼈고정나사(150)에 대하여 하나씩 배치되며, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 플레이트바디(102)에 회전가능하도록 고정되는 회전바디(120)와. 상기 회전바디(120)에 일체로 형성되어 상기 뼈고정나사홀(116)의 일부를 덮는 잠금날개(118)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 회전바디(120)는 잠금부장착홀(130)에 삽입되어 고정되는 것에 의해 상기 잠금부(112)가 회전가능하게 된다. 상기 회전바디(120)는 상기 잠금부장착홀(130)를 통과시켜 리베팅하거나, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 회전바디(120)의 단부에 고정부재(126)를 때려 박아 상기 잠금부(112)가 회전가능하도록 고정될 수 있다.

상기 회전바디(120)에는 잠금공구홀(124)가 공구(미도시)가 삽입가능하도록 형성되어 상기 잠금부(112)를 임의로 회전할 수 있다.

또, 상기 잠금부(112)의 잠금상태를 유지하는 것을 보강하기 위해서, 상기 잠금날개(118)는 날개저면부(122)가 상기 자리면부(104)와 접촉한 상태에서는 탄성변형된 상태이며, 상기 뼈고정나사홀(116)의 일부를 덮는 상태에서는 탄성력에 의해 복원되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 잠금상태에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 잠금날개(118)의 단부가 상기 뼈고정나사(150)의 나사헤드(156)에 형성된 나사공구홈(158)에 삽입되면서, 상기 나사헤드(158)와 접촉하는 것에 의해, 상기 뼈고정나사(150)의 풀림을 방지할 수 있다.

또한, 상기 자리면부(104)에는 엔드스토퍼(110)가 추가로 배치될 수 있다. 상기 엔드스토퍼(110)는 상기 잠금부(112)의 회전을 제한할 수 있는 돌기 등의 구조물이며, 상기 잠금부(112)의 회전궤적을 고려하여 배치된다. 실시예 1에서는 상기 엔드스토퍼(110)가 상기 잠금부(112)의 회전중심인 회전바디(120)에 인접한 위치에 배치된다.

이 결과, 상기 잠금부(112)에 추가적인 힘을 가해도, 상기 잠금부(112)의 회전은 상기 엔드스토퍼(110)에 의해 제한된다.

상기 뼈고정나사(150)는 추체에 고정을 쉽게 하기 위해 추체의 피질골(cortical bone)에 삽입되는 제1나사부(152)와, 추체의 해면골(cancellous bone)에 삽입되는 제2나사부(154)로 이루어진다. 상기 제1나사부(152)와 상기 제2나사부(154)는 같은 피치를 가지는 나사선으로 구성되지만, 상기 제1나사부(152)는 2줄나사로, 상기 제2나사부(154)는 1줄 나사로 형성된다. 따라서, 치밀한 추체의 피질골에서는 나사산과 뼈조직의 접촉면적을 크게 하고, 추체의 해면골에서는 나사산 사이에 뼈조직이 많이 삽입될 수 있도록 하여, 상기 뼈고정나사(150)와 추체 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.

특히, 1번 천추에 삽입되는 뼈고정나사(150)의 경우에는 나사부 전체가 제2나사부만으로 형성돼서, 요추보다 약한 천추에 안정적으로 삽입고정되도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 뼈고정나사(150)의 나사헤드(156)는 상기 뼈고정나사홀(116)에 미끄럼 접촉하면서 임의의 각도로 추체에 삽입되는 것이 가능하다. 그리고, 상기 나사헤드(156)에 형성된 나사공구홈(158)은 별모양으로 형성되어 공구(미도시)와의 결합에서 파손되거나 닳아서 뭉게지는 현상을 방지할 수 있다. 물론, 상기 나사공구홈(158)이 육각단면을 가지는 것도 가능하다.

다음으로 도 6을 통해 본 발명의 실시예 2에 따른 요추 플레이트(160)를 설명한다. 상기 요추 플레이트(160)는 기본적으로 실시예 1에 따른 요추 플레이트(100)와 동일하나, 5번 요추와 1번 천추 사이에 배치될 때 척추체에 밀착할 수 있도록 플레이트바디(162)의 형상에 있어서 실시예 1의 요추 플레이트(100)와 상이하다. 실시예 1과 동일한 부분에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하고, 그 설명은 생략한다.

상기 플레이트바디(162)는 길이방향으로 서로 다른 2개의 곡률로 이루어진다. 즉, 5번 요추에 비하여 급격하게 각도가 달라지는 1번 천추에 대응하도록 상기 플레이트바디(162)의 일부분이 크게 벤딩된 것이다.

또, 2개의 곡률 중 큰 것을 R3, 작은 것을 R4라 하고, R3이 적용되는 영역에서 상기 플레이트바디(162)의 길이를 L3라 하고, R4가 적용되는 영역에서 상기 플레이트바디(162)의 길이를 L4라고 할 때, L3는 L4보다 큰 것과 동시에 다음의 식을 만족한다.

이 결과, 상기 플레이트바디(162)는 5번 요추와 1번 천추 사이에서 고정이 이루어질 때, 추체에 밀착이 가능하며, 특히 1번 천추에 뼈고정나사(150)를 설치할 수 있게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명을 통하여 제품완성도가 향상되고 환자와 시술자로부터의 신뢰도가 높아질 수 있는 요추 플레이트의 개발이 가능하다.

100,160: 요추 플레이트 102,162: 플레이트바디
104,164: 자리면부 106,166: 관통홀
108,188: 상부라운딩부 110: 엔드스토퍼
112,162: 잠금부 114: 컷오프부
116: 뼈고정나사홀 118: 잠금날개
120: 회전바디 122: 회전접촉면
124: 잠금공구홈 126: 고정부재
128: 하부라운딩부 130: 잠금부장착홀
150: 뼈고정나사 152: 제1나사부
154: 제2나사부 156: 나사헤드
158: 나사공구홈

Claims (15)

1. 길이방향으로 길게 형성되는 플레이트바디;
   상기 플레이트바디에 형성되고, 뼈고정나사의 나사헤드를 지지하는 적어도 하나 이상의 뼈고정나사홀; 및
   상기 뼈고정나사홀에 각각 삽입되는 뼈고정나사를 잠금상태로 하는 잠금부(locking element)를 포함하고,
   상기 잠금부는 상기 플레이트바디에 회전가능하도록 고정되는 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 플레이트바디의 상부 가장자리에는 상부라운딩부가 형성되고, 상기 플레이트바디의 하부 가장자리에는 하부라운딩부가 형성되는 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 상부라운딩부 및 상기 하부라운딩부는 서로 다른 곡률반경을 가지는 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.
   
4. 제4항에 있어서, 상기 상부라운딩부의 곡률반경을 R1, 상기 하부라운딩부의 곡률반경을 R2이라 하며, 상기 뼈고정나사홀에 삽입되는 뼈고정나사의 생크의 중심축으로부터 상기 상부라운딩부의 곡률반경의 중심 사이의 거리를 L1, 상기 뼈고정나사의 생크의 중심축으로부터 상기 하부라운딩부의 곡률반경의 중심사이의 거리를 L2라 할 때, R2는 R1보다 작은 것과 동시에 다음 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.
   

   

   
   
5. 제1항에 있어서, 상기 뼈고정나사홀과 상기 잠금부가 배치되는 영역은 상기 플레이트바디의 다른 부분에 비하여 두께가 얇은 자리면부가 형성되는 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 자리면부의 깊이는 상기 잠금날개의 최대두께 이하인 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 플레이트바디의 길이방향으로 서로 다른 2개의 곡률로 이루어지는 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.
   
8. 제7항에 있어서, 2개의 곡률 중 큰 것을 R3, 작은 것을 R4라 하고, R3이 적용되는 영역에서 상기 플레이트바디의 길이를 L3라 하고, R4가 적용되는 영역에서 상기 플레이트바디의 길이를 L4라고 할 때, L3는 L4보다 큰 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.
   
9. 제8항에 있어서, 상기 R4, R5, L3, 및 L4는 다음의 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.
   

   

   
   
10. 제1항에 있어서, 상기 잠금부는,
    상기 플레이트바디에 회전가능하도록 고정되는 회전바디; 및
    상기 회전바디에 일체로 형성되어 상기 뼈고정나사홀의 일부를 덮는 잠금날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.
    
11. 제10항에 있어서, 상기 잠금날개는 상기 자리면부와 접촉한 상태에서는 탄성변형된 상태이며, 상기 뼈고정나사홀의 일부를 덮는 상태에서는 탄성력에 의해 복원되는 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.
    
12. 제10항에 있어서, 상기 플레이트바디에는 엔드스토퍼가 형성되어, 상기 잠금날개가 상기 엔드스토퍼에 접촉하는 것에 의해 상기 잠금부의 회전이 제한되는 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.
    
13. 제1항에 있어서, 상기 플레이트바디에는 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.
    
14. 제1항에 있어서, 상기 플레이트바디의 측부에는 양측으로 한쌍 이상의 컷오프부가 형성되는 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.
    
15. 제1항에 있어서, 상기 뼈고정나사는 일정한 피치의 나사선이 2줄로 상기 나사헤드에 근접한 위치에 형성되는 제1나사부와, 제1나사부와 동일한 피치의 나사선이 1줄로 상기 나사헤드에서 먼 위치에 형성되는 제2나사부로 형성되는 것을 특징으로 하는 요추 플레이트.

Images