KR101609581B1 - 수술용 스크류 및 이를 이용한 융합장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 셀프락킹(self-locking)이 가능한 수술용 스크류 및 이를 이용한 융합장치에 관한 것이다. 상기 수술용 스크류는, 외주면에 본체나사가 형성되고, 상부에 본체구동홈이 형성된 스크류본체; 및 상기 스크류본체에 대해 회전가능하도록 고정되며, 상기 스크류본체의 축선방향으로 이동될 수 있는 헤드부를 포함하며, 상기 스크류본체에 대해서 상기 헤드부가 상대적으로 회전하면 상기 헤드부가 상기 스크류본체로부터 일정간격으로 이격되는 것에 의해 헤드부와 스크류본체의 나사선을 불연속하게 만들어 잠금상태로 된다. 이러한 수술용 스크류는, 플레이트 또는 케이지와 결합하여 다른 형태의 유합장치를 구성하는 것도 가능하다.

Description

수술용 스크류 및 이를 이용한 융합장치{Surgical screw and fusion device using thereof}
본 발명은 수술용 스크류 및 이를 이용한 융합장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 셀프락킹(self-locking)이 가능한 수술용 스크류 및 이를 이용한 융합장치에 관한 것이다.
다양한 종류의 패스너(fastner)가 뼈에 이식체 및 기타 장치를 체결하기 위하여 사용된다. 척추 분야에서는, 통상 뼈스크류가 이식체 및 기구의 판, 로드 및 기타의 것을 하나 또는 그 이상의 추체에 부착하기 위하여 사용된다.
뼈스크류를 추체에 정착하거나, 이식체 및 기구의 판, 로드로부터 분리되는 것을 방지하기 위해 다양한 기술이 개발되고 있다. 예를 들어, 미국특허 US7846207에서는 추체 사이에 케이지를 삽입하고, 뼈스크류를 추체에 장착하여 케이지를 고정시킬 수 있는 기술이 개시되어 있다. 여기서, 뼈스크류의 풀림(pulling out)을 방지하기 위해 추가로 안전플레이트(securing plate)를 뼈스크류의 헤드측에 두고 안전나사(securing screw)를 안전플레이트를 관통시켜 케이지에 결합하는 방법이 제시되고 있다.
그리고, 미국특허 US6398783에서는 플레이트를 추체에 고정시킬 때, 뼈스크류의 풀림(pulling out)을 방지하기 위해 뼈스크류가 삽입되는 홀의 주위로 회전하는 잠금기구(locking element)를 플레이트에 설치하였다.
또한, 미국특허 US7625379에서는 천골(엉치뼈, Sacrum)와 장골(골반, Iliac)간의 관절이 문제가 생길 때 사용하는 천장관절 유합임플란트(SI joint fusion implant)에서, 뼈스크류의 풀림을 방지하기 위해 2개의 너트를 사용하고 있다.
이와 같이, 다양한 영역에서 뼈스크류의 풀림을 방지하는 다양한 기술이 고려되고 있지만, 이를 위해서는 별도의 잠금기구를 사용하여야 하는 단점이 있다. 따라서, 별도의 잠금기구 없이 간단하게 잠금상태를 유지할 수 있는 스크류의 개발이 요구된다.
미국특허 US7846207 미국특허 US6398783 미국특허 US7625379
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 별도의 잠금기구 없이 셀프락킹(self-locking)이 가능한 수술용 스크류 및 이를 이용한 융합장치에 관한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외주면에 본체나사가 형성되고, 상부에 본체구동홈이 형성된 스크류본체; 및 상기 스크류본체에 대해 회전가능하도록 고정되며, 상기 스크류본체의 축선방향으로 이동될 수 있으며, 상기 본체나사에 연속되는 헤드나사가 형성되어 상기 본체구동홈과 연통되는 헤드부를 포함하고, 상기 스크류본체와 상기 헤드부에는 각각 서로 맞닿는 본체슬라이딩부와 헤드슬라이딩부가 각각 형성되며, 상기 본체슬라이딩부와 상기 헤드슬라이딩부의 일방에는 리세스가 형성되고 타방에는 상기 리세스에 삽입되는 돌기가 형성되어서, 상기 스크류본체에 대해서 상기 헤드부가 상대적으로 회전하면 상기 돌기가 상기 리세스로부터 이탈하여 상기 본체슬라이딩부와 상기 헤드슬라이딩부 중 어느 하나에 접촉하는 것에 의해 상기 헤드부를 상기 스크류본체의 축선방향으로 이격시키는 것을 특징으로 하는 수술용 스크류이다.
상기 스크류본체의 축선방향에 따르는 상기 헤드부의 이동거리는 제한되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 본체나사는 본체메인나사와 본체보조나사를 가지고, 상기 본체보조나사가 상기 헤드나사에 연속되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 헤드부에는 헤드구동홀이 형성되고, 상기 헤드구동홀의 단면형상 및 단면적은 상기 본체구동홈의 단면형상 및 단면적과 동일한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 헤드부와 상기 스크류본체의 상부의 주위를 감싸서 상기 본체나사와 상기 헤드나사에 모두 나합되는 슬리브나사를 가지는 슬리브가 설치되고, 상기 슬리브는 상기 헤드부가 상기 스크류본체에 대하여 상기 스크류본체의 축선방향으로 이격된 상태에서도 상기 본체나사와 상기 헤드나사에 모두 나합되는 것을 특징으로 한다.
또 다른 발명은, 상술한 수술용 스크류; 및 상기 수술용 스크류가 장착되는 플레이트를 포함하는 융합장치이다.
또 다른 발명은, 상술한 수술용 스크류; 및 상기 수술용 스크류가 관통하는 관통홀을 가지는 케이지를 포함하는 융합장치이다.
본 발명을 통하여 별도의 잠금기구 없이 간단하게 잠금상태를 유지할 수 있는 스크류 및 융합장치를 제공할 수 있다. 또, 별도의 잠금기구가 없으므로 스크류를 잠금상태로 하기 위한 도구의 수가 줄어들 뿐 아니라, 시술자의 수고 및 시술시간이 감소되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 수술용 스크류의 사시도이다.
도 2는 도 1의 수술용 스크류를 상측에서 바라본 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 수술용 스크류를 하측에서 바라본 분해사시도이다.
도 4는 도 1의 수술용 스크류의 풀림상태의 단면도이다.
도 5는 도 1의 수술용 스크류의 잠김상태의 단면도이다.
도 6은 도 1의 수술용 스크류의 풀림상태 및 잠김상태의 정면도이다.
도 7은 도 1의 수술용 스크류를 뼈에 설치한 모습의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 수술용 스크류의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 수술용 스크류의 사시도이다.
도 10은 실시예 2를 이용한 융합장치의 일예이다.
도 11은 도 10의 융합장치의 단면도이다.
도 12는 실시예 1을 이용한 융합장치의 다른 예이다.
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 6에서 도면부호 100은 본 발명의 실시예 1에 따른 수술용 스크류를 지시한다. 상기 수술용 스크류(100)는 외주면에 본체나사가 형성되고, 상부에 본체구동홈(110)이 형성된 스크류본체(102)와, 상기 스크류본체(102)에 대해 회전가능하도록 고정되며, 상기 스크류본체(102)의 축선방향으로 이동될 수 있으며, 상기 본체나사에 연속되는 헤드나사(118)이 형성되고 상기 본체구동홈(110)과 연통되는 헤드부(104)를 포함하여 이루어진다.
상기 본체나사는 본체메인나사산(116)과 본체보조나사(119)로 이루어질 수 있으며, 이 경우 상기 본체메인나사산(116)와 상기 본체보조나사(119)는 서로 분리되어 형성되거나, 서로 다른 피치 또는 직경을 가지는 것도 가능하다.
상기 스크류본체(102)의 상측에는 본체슬라이딩부(114)가 형성되고, 상기 헤드부(104)의 하측에는 헤드슬라이딩부(122)가 형성되며, 상기 본체슬라이딩부(114)와 상기 헤드슬라이딩부(122)는 서로 맞닿아 회전하게 된다(도 4 참조). 상기 헤드부(104)가 상기 스크류본체(102)에 대하여 회전하도록 하기 위하여, 상기 스크류본체(102)의 상부에는 연결부(106)가 돌출되어 형성되고, 상기 헤드부(104)가 상기 연결부(106)에 끼워지도록 결합될 수 있다.
상기 연결부(106)의 상단에는 연결부걸림턱(108)이 형성되어, 상기 헤드부(104)의 하부에 형성되는 헤드부걸림턱에 맞닿는 것에 의해 상기 헤드부(104)는 상기 스크류본체(102)의 축선방향으로 제한적인 거리에서 이동이 가능하게 된다(도 5 참조).
그리고, 상기 본체슬라이딩부(114)에는 리세스(112)가 형성되고, 상기 헤드슬라이딩부(122)에는 돌기(124)가 형성된다. 이와 반대로 상기 본체슬라이딩부(114)에 돌기가 형성되고 상기 헤드슬라이딩부(122)에 리세스가 형성되는 것도 가능하다. 상기 돌기(124)는 상기 리세스(112)에 삽입되며, 외력이 가해지면 상기 돌기(124)는 상기 리세스(112)를 벗어나서 상기 본체슬라이딩부(114)와 접촉할 수 있다. 이 결과, 상기 스크류본체(102)에 대해서 상기 헤드부(104)가 상대적으로 회전하면 상기 헤드부(104)를 상기 스크류본체(102)의 축선방향으로 이격시키는 것이 가능하다(도 6 참조).
이 결과, 상기 헤드나사(118)와 상기 본체나사를 서로 불연속하게 형성시키는 것이 가능하다. 그러므로, 상기 스크류본체(102)의 본체나사가 주위에 대하여 가하는 힘의 방향과 상기 헤드부(104)의 헤드나사(118)가 주위에 대하여 가하는 힘의 방향이 반대가 되면서 상기 수술용 스크류(100)은 잠금상태가 될 수 있다.
도 7에 도시되는 바와 같이, 상기 수술용 스크류(100)를 뼈에 삽입할 때, 먼저 상기 스크류본체(102)가 삽입되면서 형성된 암나사(뼈에 형성됨)에 상기 헤드부(104)는 함께 회전하면서 삽입되고, 이 때 강제로 상기 헤드부(104)와 상기 스크류본체(102) 중 어느 하나 만을 더 회전시키면, 상기 헤드부(104)와 상기 스크류본체(102)는 서로 이격되면서 상술한 암나사에 서로 반대방향으로 가압하여 록너트(lock nut)와 같은 원리로 잠금상태가 된다. 특히, 피질골(11)과 해면골(10)과 같이 서로 다른 골조직에 상기 수술용 스크류(100)를 삽입하는 경우에, 상기 헤드부(104)가 피질골(11)에서 잠금상태가 되면서 큰 마찰력을 형성하므로, 기존의 SI조인트와 같은 성능을 하나의 스크류 만으로 발휘할 수 있다.
물론, 잠금상태를 해제하기 위해서는 강제로 상기 헤드부(104)와 상기 스크류본체(102) 중 어느 하나 만을 회전시켜서, 상기 리세스(112)에 상기 돌기(124)를삽입시키면 상기 헤드부(104)와 상기 스크류본체(102)는 서로 근접하면서 본체나사와 헤드나사(118)가 연속하게 되므로, 상기 수술용 스크류(100)가 풀림상태가 되어 드라이버 등으로 제거하는 것이 가능하다.
도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 수술용 스크류(101)를 도시한다. 상기 수술용 스크류(101)는 상기 헤드부(104)와 상기 스크류본체(102)의 상부의 주위를 감싸는 슬리브(126)를 추가적으로 포함한다. 상기 슬리브(126)는 상기 본체보조나사(119)와 상기 헤드나사(118)에 모두 나합되는 슬리브나사(128)를 가진다. 상기 슬리브(126)의 슬리브바디(130)는 필요에 따라 여러가지 형상으로 형성될 수 있으며, 외측을 구면으로 한 경우 플레이트, 케이지 등에서 회전이 가능하게 된다.
상기 슬리브나사(128)의 리드(lead)의 높이는 상기 헤드부(104)가 상기 스크류본체(102)에 대하여 상기 스크류본체(102)의 축선방향으로 이격된 상태에서도 상기 본체보조나사(119)와 상기 헤드나사(118)에 모두 나합되어야 한다.
도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 수술용 스크류(103)를 도시한다. 상기 수술용 스크류(103)는 헤드부(105)의 헤드구동홀(142)에 특징이 있으며, 헤드나사(144)와 헤드슬라이딩부(146)와 같은 다른 구성요소는 실시예 1의 헤드부(104)ㅇ와 동일하다. 즉, 상기 헤드구동홀(142)의 단면형상 및 단면적은 스크류본체(102)의 본체구동홈(110)의 단면형상 및 단면적과 동일하게 형성된다. 이 결과, 도 9에 도시된 바와 같이, 하나의 드라이버의 삽입위치를 달리하는 것만으로, 수술용 스크류(103)의 삽입, 잠금상태 전환, 풀림상태 전환, 배출의 모든 작업을 수행할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 수술용 스크류(101)를 이용한 융합장치(132)를 도시한다. 상기 융합장치(132)는 추체 사이에 삽입되는 케이지(134)와, 상기 케이지(134)에 형성되는 관통홀(136)에 삽입되는 수술용 스크류(101)를 포함하여 이루어진다. 상기 수술용 스크류(101)는 슬리브(126)를 가지고 있기 때문에, 상기 관통홀(136) 내부에서 일정한 범위에서 회전이 가능하다. 상기 케이지(134)에 상기 수술용 스크류(100)이 셀프락킹이 되면서 추체에 나합되므로, 추가적인 잠금장치는 필요하지 않은 장점이 있다. 물론, 실시예 1,3의 수술용 스크류(100,105)를 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 수술용 스크류(100)는 관통홀 내부에서 회전되지 않고 일정한 방향으로 고정된다.
도 12는 본 발명의 실시예 1에 따른 수술용 스크류(100)를 이용한 융합장치(138)를 도시한다. 상기 융합장치(138)는 추체 등의 뼈에 접하는 플레이트(140)와, 상기 플레이트(140)에 설치되는 수술용 스크류(100)를 포함하여 이루어진다. 따라서, 상기 플레이트(140)에 상기 수술용 스크류(100)이 고정되면서 셀프락킹이 되므로, 추가적인 잠금장치는 필요하지 않은 장점이 있다. 물론, 실시예 2,3에 따른 수술용 스크류(103,105)를 사용하는 것도 가능하다.
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.
10: 해면골 11: 피질골
100,101: 수술용 스크류 102: 스크류본체
104,105: 헤드부 106: 연결부
108: 연결부걸림턱 110: 본체구동홈
112: 리세스 114: 본체슬라이딩부
116: 본체메인나사 118,144: 헤드나사
119: 본체보조나사 120,142: 헤드구동홀
122,146: 헤드슬라이딩부 124: 돌기
126: 슬리브 128: 슬리브나사
130: 슬리브바디 132,138: 융합장치
134: 케이지 136: 관통홀
140: 플레이트

Claims (7)

  1. 외주면에 본체나사가 형성되고, 상부에 본체구동홈이 형성된 스크류본체; 및
    상기 스크류본체에 대해 회전가능하도록 고정되며, 상기 스크류본체의 축선방향으로 이동될 수 있으며, 상기 본체나사에 연속되는 헤드나사가 형성되어 상기 본체구동홈과 연통되는 헤드부를 포함하고,
    상기 스크류본체와 상기 헤드부에는 각각 서로 맞닿는 본체슬라이딩부와 헤드슬라이딩부가 각각 형성되며,
    상기 본체슬라이딩부와 상기 헤드슬라이딩부의 일방에는 리세스가 형성되고 타방에는 상기 리세스에 삽입되는 돌기가 형성되어서, 상기 스크류본체에 대해서 상기 헤드부가 상대적으로 회전하면 상기 돌기가 상기 리세스로부터 이탈하여 상기 본체슬라이딩부와 상기 헤드슬라이딩부 중 어느 하나에 접촉하는 것에 의해 상기 헤드부를 상기 스크류본체의 축선방향으로 이격시키는 것을 특징으로 하는 수술용 스크류.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스크류본체의 축선방향에 따르는 상기 헤드부의 이동거리는 제한되는 것을 특징으로 하는 수술용 스크류.
  3. 제1항에 있어서, 상기 본체나사는 본체메인나사와 본체보조나사를 가지고, 상기 본체보조나사가 상기 헤드나사에 연속되는 것을 특징으로 하는 수술용 스크류.
  4. 제1항에 있어서, 상기 헤드부에는 헤드구동홀이 형성되고, 상기 헤드구동홀의 단면형상 및 단면적은 상기 본체구동홈의 단면형상 및 단면적과 동일한 것을 특징으로 하는 수술용 스크류.
  5. 제1항에 있어서, 상기 헤드부와 상기 스크류본체의 상부의 주위를 감싸서 상기 본체나사와 상기 헤드나사에 모두 나합되는 슬리브나사를 가지는 슬리브가 설치되고, 상기 슬리브는 상기 헤드부가 상기 스크류본체에 대하여 상기 스크류본체의 축선방향으로 이격된 상태에서도 상기 본체나사와 상기 헤드나사에 모두 나합되는 것을 특징으로 하는 수술용 스크류.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 수술용 스크류; 및
    상기 수술용 스크류가 장착되는 플레이트를 포함하는 융합장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 수술용 스크류; 및
    상기 수술용 스크류가 관통하는 관통홀을 가지는 케이지를 포함하는 융합장치.
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