KR101731421B1 - 척추경 나사못 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휘어진 척추경에 삽입되어 방향이나 위치를 조정함으로써 척추를 정상 상태로 교정하는 척추경 나사못에 있어서, 척주를 교정하기 위한 척주 로드를 수용하는 헤드; 및 상기 헤드로부터 연장되며 외경에 피질골에 나사결합을 형성하는 피질나사산과 내경에 피질중심축을 포함하여 피질골에 삽입되는 피질부와, 상기 피질부 하부에서 길이방향으로 연장되고 외경에 해면골에 나사결합을 형성하는 해면나사산과 내경에 해면중심축을 포함하는 해면부를 포함하여 척추경에 삽입 고정되는 몸체;를 포함하고, 상기 해면나사산의 피치는 상기 피질나사산의 피치보다 크게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못에 관한 것이다.

Description

척추경 나사못 {Pedicle Screw}

본 발명은 변형된 척주(spinal column)를 고정시키기 위한 정형외과 수술과정에서 사용되는 척추경 나사못(pedicle screw)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휘어진 척추경에 삽입되어 방향이나 위치를 조정함으로써 척추를 정상 상태로 교정하는 척추경 나사못에 있어서, 척주를 교정하기 위한 척주 로드를 수용하는 헤드; 및 상기 헤드로부터 연장되며 외경에 피질골에 나사결합을 형성하는 피질나사산과 내경에 피질중심축을 포함하여 피질골에 삽입되는 피질부와, 상기 피질부 하부에서 길이방향으로 연장되고 외경에 해면골에 나사결합을 형성하는 해면나사산과 내경에 해면중심축을 포함하는 해면부를 포함하여 척추경에 삽입 고정되는 몸체;를 포함하고, 상기 해면나사산의 피치는 상기 피질나사산의 피치보다 크게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못에 관한 것이다.

척주는 신체 몸통의 종축을 이루는 것으로, 7개의 목뼈(Cervical Vertebra), 12개의 등뼈(Thoracic Vertebra), 5개의 허리뼈(Lumbar Vertebra), 5개의 엉치뼈(Sacrum), 4개의 꼬리뼈(Coccyx)로 구성되는 척추뼈와; 추간판, 디스크라고도 불리며 척추뼈와 척추뼈를 이어주는 원반 형태의 연골 구조물인 척추사이원반으로; 이루어진다.

척주에 대한 이해를 돕기 위해 척추 일부인 요추골(허리 부분의 척추) 한 쌍이 연결된 상태를 도시하고 있는 도 1을 참고하면, 인접하는 요추골(L1, L2)이 상하로 연결되어 있으며, 상기 요추골(L1, L2)은 각각 척추경(1), 인체의 등쪽으로 돌출된 극돌기(2), 좌우측으로 돌출된 좌우측 가로돌기(3, 4), 좌우측 상관절돌기(5, 6), 좌우측 하관절돌기(7, 8)를 구비한다. 상기 인접하는 척추경(1) 사이에는 추간판(9, disc)이 존재하며, 상기 좌우측 상관절돌기(5, 6) 및 좌우측 하관절돌기(7, 8) 사이에는 좌측 및 우측 후관절(11, 12)이 형성되어 있다. 도 1에서 화살표 A-A선에 따른 절개 단면도인 도 2를 참고하면, 각 척추경(1)와 극돌기(2) 사이에는 척추공(13)이 형성되며, 척추골의 열을 따라 상하로 연결된 척추공(13)들은 척추신경(15)이 통과하는 일종의 관(14)을 형성한다. 도 1에서 화살표 B-B선에 따른 절개 단면도인 도 3을 참고하면, 추간판(9)과 좌측 및 우측 후관절(11, 12) 사이에는 좌우측 추간공(17, 18)이 형성되며, 이를 통해 신경가지(16)가 상기 척추신경(15)에서 분기하여 몸으로 연장된다.

한편, 척주에는 다양한 원인에 의해 각종 질환이 유발될 수 있는데, 척주의 불안정성을 야기하는 질환으로는 척추측만증, 척추탈구골절, 척추분리증 등이 있다. 척추고정술은 인접하는 2개 이상의 척추뼈를 부동화하는 수술로, 전술한 척주 질환을 해결하기 위한 정형외과적 방법의 일종이다. 상기 척추고정술을 진행하는데 사용하는 보철물로는 척추경 나사못(Pedicle Screw), 로드(Rod), 로드 링크(Rod Link) 등이 있는데, 본원 발명은 상기 보철물 가운데 척추경 나사못(Pedicle Screw)에 관한 것이다.

도 3(A)는, 종래기술인 척추경 나사못(91)과 로드(93)의 사용상태도로, 상기 종래기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0094733호(2006.08.30)에 개시되어 있다. 도 3(B)은 도 2(A)의 척추신경(15)을 따라 위치하는 복수 개의 척추경(1)에 삽입된 척추경 나사못(91)을 평면적으로 간략하게 도시하고 있다. 도 3(A)를 참고하여 척추고정술을 설명하면, 문제가 되는 척추뼈(S) 주변에 복수 개의 척추경 나사못(91)을 삽입하고, 좌우를 나누어 좌측 종방향의 척추경 나사못(91)들을 로드(93)로 연결하며, 우측 종방향의 척추경 나사(91)들을 또 다른 로드(93)로 연결하는 일련의 과정을 거치게 된다.

척추고정술을 시술받은 환자는 보철물들을 반영구적으로 이식한 상태에서 생활하게 되므로, 척추고정술은 보철물들이 변형되거나 체결이 느슨해지지 않고 척추경(1)에 단단히 결합되도록 시행되는 것이 무엇보다 중요하다. 즉, 척추경 나사못(91)은 장기간 변형된 뼈를 원형으로 회복시키기 위한 장치이기 때문에 척추경(1)에 견고하게 고정되어야 하며, 이는 척추고정술 시행 이후 고정력의 약화로 인하여 척추경 나사못(91) 등이 변형된다면 변형된 뼈를 회복시킬 수 없기 때문이다. 따라서, 척추경 나사못(91)은 충분한 고정력을 갖는 것이 가장 중요한 품질요건이라고 할 수 있다.

그러나 뼈 구조를 설명하는 도 4를 참고하면, 일반적으로 우리 몸의 뼈는 단단한 겉뼈(피질골, A)와 부드러운 속뼈(해면골, B)로 구성되는데, 특히 척추는 주로 60% 이상이 부드러운 해면골(B)로 구성되므로 척추에 삽입되는 척추경 나사못(91)의 경우 단단하여 강한 결합력을 제공할 수 있는 겉뼈(A)와의 결합에 강하게 의지하게 된다. 즉, 척추경 나사못(91)은 60% 이상 차지하는 부드러운 해면골(B)보다는 40% 이하를 차지하는 단단한 겉뼈(A)와의 결합에 의지하게 되는 것이다.

결국, 척추경 나사못(91)과 결합으로 겉뼈(A)에 응력이 집중되어 나사선 주변에 응력집중에 의한 상처/염증이 발생하고, 그 결과 골흡수 또는 골융해로 인한 결합력 저하로 척추경 나사못(91)이 헐거워지는 문제가 발생하게 된다.

대한민국 공개특허공보 제10-2006-0094733호

앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 본 발명은 해면부의 끝단에서 상측 방향으로 나사 형태로 연장되고 중심선의 방사상으로 적어도 일측이 몸체의 외부로 개방된 홈이 형성되며 중심선의 길이방향으로 내경에 공간을 형성하도록 구성되는 해면날을 포함하여, 척추경 나사못을 척추경에 삽입할 때 제 2 해면부의 중심 영역을 차지하는 체적(volume)만큼 해면골 조직이 제거되지 아니하고 보존될 수 있어 환자의 조속한 회복과 시술 성공률을 높일 수 있는 척추경 나사못을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 본 발명은 해면부의 끝단에서 상측 방향으로 나사 형태로 연장되고 중심선의 방사상으로 적어도 일측이 몸체의 외부로 개방된 홈이 형성되며 중심선의 길이방향으로 내경에 공간을 형성하도록 구성되는 해면날을 포함하여, 척추경 나사못을 척추경에 삽입할 때 제 2 해면부의 중심 영역에 보존되는 해면골 조직과 접촉하는 체적을 증가시켜 제 2 해면부와 해면골과의 결합력을 증가시키는 척추경 나사못을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명은 해면부의 끝단에서 상측 방향으로 나사 형태로 연장되고 중심선의 방사상으로 적어도 일측이 몸체의 외부로 개방된 홈이 형성되며 중심선의 길이방향으로 내경에 공간을 형성하도록 구성되는 해면날을 포함하여, 해면골 부분과 제 2 해면부의 결합력을 증가시켜 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 척추경 나사못을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명은 피질부의 내경이 전체적으로 연장되는 방향을 따라 단면이 일정한 실린더형상을 갖고 해면부의 내경은 제 1 해면부에서 제 2 해면부로 연장되는 방향을 따라 단면이 감소하는 원뿔형상을 갖도록 구성하여 척추경에 몸체의 고정을 용이하게 함으로써 수술시간 단축효과와 그로 인한 환자의 위험부담을 감소시킬 수 있는 척추경 나사못을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명은 해면부의 해면나사산 피치는 피질부의 피질나사산 피치보다 크게 형성되도록 구성하여 척추경에 몸체의 나사 삽입을 용이하게 함으로써 수술시간 단축효과와 그로 인한 환자의 위험부담을 감소시킬 수 있는 척추경 나사못을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다. 또한, 본 발명의 목적들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명은 앞서 상술한 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의하여 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 척추경 나사못은 휘어진 척추경에 삽입되어 방향이나 위치를 조정함으로써 척추를 정상 상태로 교정하는 척추경 나사못에 있어서, 척주를 교정하기 위한 척주 로드를 수용하는 헤드; 및 상기 헤드로부터 연장되며 외경에 피질골에 나사결합을 형성하는 피질나사산과 내경에 피질중심축을 포함하여 피질골에 삽입되는 피질부와, 상기 피질부 하부에서 길이방향으로 연장되고 외경에 해면골에 나사결합을 형성하는 해면나사산과 내경에 해면중심축을 포함하는 해면부를 포함하여 척추경에 삽입 고정되는 몸체;를 포함하고, 해면나사산의 피치는 피질나사산의 피치보다 크게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 해면나사산은 상기 피질나사산의 하단에서 연속되게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 해면나사산 피치는 피질나사산 피치의 정수배로 크게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 해면부는 상기 피질부 하부에서 길이방향으로 연장되고 외경에 해면골에 나사결합을 형성하는 해면나사산과 내경에 해면중심축을 포함하는 제 1 해면부; 및 상기 제 1 해면부 하부에서 길이방향으로 연장되어 상기 해면부의 끝단을 포함하는 제 2 해면부;를 포함하며, 상기 제 2 해면부는 상기 해면부의 끝단에서 상측 방향으로 나사 형태로 연장되고 중심선의 방사상으로 적어도 일측이 몸체의 외부로 개방된 홈이 형성되는 해면날을 포함하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 해면날은 중심선의 길이방향으로 내경에 공간을 형성하도록 구성하여 상기 제 2 해면부 중심 영역을 차지하는 체적만큼 해면골 조직이 제거되지 아니하고 보존될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 해면나사산 높이는 피질나사산 높이보다 크게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 피질중심축 내경반지름은 해면중심축 내경반지름보다 크게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 피질부의 중심선과 상기 제 1 해면부의 중심선이 일치하고 상기 제 1 해면부의 중심선은 상기 제 2 해면부의 중심선과 일치하도록 구성함으로써 상기 제 2 해면부 중심 영역을 차지하는 체적만큼 해면골 조직이 제거되지 아니하고 보존될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 척추경 나사못은 휘어진 척추경에 삽입되어 방향이나 위치를 조정함으로써 척추를 정상 상태로 교정하는 척추경 나사못에 있어서, 척주를 교정하기 위한 척주 로드를 수용하는 헤드; 및 상기 헤드로부터 연장되며 외경에 피질골에 나사결합을 형성하는 피질나사산과 내경에 피질중심축을 포함하여 피질골에 삽입되는 피질부와, 상기 피질부 하부에서 길이방향으로 연장되고 외경에 해면골에 나사결합을 형성하는 해면나사산과 내경에 해면중심축을 포함하는 해면부를 포함하여 척추경에 삽입 고정되는 몸체;를 포함하고, 해면나사산의 피치와 피질나사산의 피치와 동일하게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 해면나사산은 상기 피질나사산의 하단에서 연속되게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 해면부는 상기 피질부 하부에서 길이방향으로 연장되고 외경에 해면골에 나사결합을 형성하는 해면나사산과 내경에 해면중심축을 포함하는 제 1 해면부; 및 상기 제 1 해면부 하부에서 길이방향으로 연장되어 상기 해면부의 끝단을 포함하는 제 2 해면부;를 포함하며,

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 제 2 해면부는 상기 해면부의 끝단에서 상측 방향으로 나사 형태로 연장되고 중심선의 방사상으로 적어도 일측이 몸체의 외부로 개방된 홈이 형성되는 해면날을 포함하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 해면날은 중심선의 길이방향으로 내경에 공간을 형성하도록 구성하여 상기 제 2 해면부 중심 영역을 차지하는 체적만큼 해면골 조직이 제거되지 아니하고 보존될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 해면나사산 높이는 피질나사산 높이보다 크게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 피질중심축 내경반지름은 해면중심축 내경반지름보다 크게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 상기 피질부의 중심선과 상기 제 1 해면부의 중심선이 일치하고 상기 제 1 해면부의 중심선은 상기 제 2 해면부의 중심선과 일치하도록 구성함으로써 상기 제 2 해면부 중심 영역을 차지하는 체적만큼 해면골 조직이 제거되지 아니하고 보존될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은, 해면부의 끝단에서 상측 방향으로 나사 형태로 연장되고 중심선의 방사상으로 적어도 일측이 몸체의 외부로 개방된 홈이 형성되며 중심선의 길이방향으로 내경에 공간을 형성하도록 구성되는 해면날을 포함하여, 척추경 나사못을 척추경에 삽입할 때 제 2 해면부의 중심 영역을 차지하는 체적(volume)만큼 해면골 조직이 제거되지 아니하고 보존될 수 있어 환자의 조속한 회복과 시술 성공률을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은, 해면부의 끝단에서 상측 방향으로 나사 형태로 연장되고 중심선의 방사상으로 적어도 일측이 몸체의 외부로 개방된 홈이 형성되며 중심선의 길이방향으로 내경에 공간을 형성하도록 구성되는 해면날을 포함하여, 척추경 나사못을 척추경에 삽입할 때 제 2 해면부의 중심 영역에 보존되는 해면골 조직과 접촉하는 체적을 증가시켜 제 2 해면부와 해면골과의 결합력을 증가시키는 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은, 해면부의 끝단에서 상측 방향으로 나사 형태로 연장되고 중심선의 방사상으로 적어도 일측이 몸체의 외부로 개방된 홈이 형성되며 중심선의 길이방향으로 내경에 공간을 형성하도록 구성되는 해면날을 포함하여, 해면골 부분과 제 2 해면부의 결합력을 증가시켜 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 전체적으로 척추경 나사못이 충분한 고정력을 갖도록 하는 효과를 가진다.

본 발명은, 피질부의 내경이 전체적으로 연장되는 방향을 따라 단면이 일정한 실린더형상을 갖고 해면부의 내경은 제 1 해면부에서 제 2 해면부로 연장되는 방향을 따라 단면이 감소하는 원뿔형상을 갖도록 구성하여 척추경에 몸체의 고정을 용이하게 함으로써 수술시간 단축효과와 그로 인한 환자의 위험부담을 감소시킬 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은, 해면부의 해면나사산 피치는 피질부의 피질나사산 피치보다 크게 형성되도록 구성하여 척추경에 몸체의 나사 삽입을 용이하게 함으로써 수술시간 단축효과와 그로 인한 환자의 위험부담을 감소시킬 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 인체의 척추의 일부를 도시한 사시도이며,
도 2(A)는 도 1에서 화살표 A-A'선에 따른 절개 단면도, 도 2(B)는 도 1에서 화살표 B-B'선에 따른 절개 단면도이며,
도 3(A)은 종래기술인 척추경 나사못과 로드의 사용상태도, 도 3(B)는 복수 개의 척추경(1)에 삽입된 척추경 나사못들을 평면적으로 간략하게 도시한 도면이며,
도 4는 뼈의 단면 구조를 설명하는 도면이며,
도 5는 종래 척추경 나사못의 사시도이며,
도 6은 종래 척추경 나사못이 골과 결합하는 정도를 설명하는 도면이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 척추경 나사못의 사시도이며,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피질나사산과 해면나사산을 설명하는 도면이며,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 척추경 나사못이 척추경에 삽입되는 과정에서 피질골에 형성되는 해면나사산과 피질나사산에 의한 골제거 모양을 보여주는 도면이며,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 척추경 나사못이 골과 결합하는 정도를 보여주는 도면이며,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 척추경 나사못의 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 도면과 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

그러면 도면을 참고하여 본 발명의 척추경 나사못에 대하여 상세하게 설명한다.

도 5는 종래 척추경 나사못의 사시도이며, 도 6은 종래 척추경 나사못이 골과 결합하는 정도를 설명하는 도면이다.

도 5를 참고하면, 종래 척추경 나사못(100)은 로드(spine rod, 미도시)를 수용하는 헤드(1) 그리고 척추경에 삽입되는 스크류(2)를 포함하고 기타 핀(3) 및 마찰부재(4)등을 추가로 포함하여 뼈를 고정한다.

헤드(1)는 상면이 함몰된 헤드홈(11), 헤드핀홀(13), 로드홈(14), 외측홈(15)을 포함하며 로드와 연결되는 부분이다. 복수 개의 척추경 나사못(100)을 휘어진 척추 뼈의 정해진 위치에 각각 삽입하고, 로드를 각각의 척추경 나사못(100)의 헤드(1)에 체결시켜 각각의 척추경 나사못(100)의 방향이나 위치를 조정함으로써 척추가 정상 상태로 교정되도록 할 수 있다.

헤드홈(11)과 헤드(1)의 양 측면에 각각 형성되어 있는 U자형의 로드홈(14)을 통해 로드가 헤드(1)를 가로지르는 상태로 배치될 수 있다. 또한, 헤드(1)의 외측 양 측면에는 외측홈(15)이 형성될 수 있고, 외측홈(15)은 추후 로드를 헤드(1)에 완전히 안착시키기 위한 도구(rod pershader) 등의 기구와 결합하기 위한 홈이다.

스크류(2)는 안착헤드(21)와 나사부(22)를 포함할 수 있으며, 안착헤드(21)는 최대 가로 폭이 헤드홈(11)의 바닥면에 형성된 안착홀 폭보다 다소 크게 구비되어 중간보다 약간 아래쪽이 안착홀의 둘레에 안착될 수 있다. 안착헤드(21)가 안착홀의 둘레에 안착된다는 것은 직접적인 접촉에 의한 안착뿐만 아니라 핀(3)을 통한 간접적인 안착까지 포함하는 의미라 할 수 있다.

나사부(22)는 척추와 같은 뼈에 체결되어 척추경 나사못(100)이 고정될 수 있도록 나사산(221)이 형성되며, 인접하는 나사산(221) 사이에 위치하는 싱크(222, sink) 그리고 나사부(22) 전체를 지지하는 중심축(223)을 포함한다. 나사부(22)가 척추경에 삽입될 때 중심축(223)은 외력에 의한 힘을 전달하여 나사부(22)가 잘 삽입될 수 있도록 지지하며, 나사부(22)가 척추경에 삽입된 이후 나사산(221) 사이에 위치하는 빈공간인 싱크(222)에는 혈액이 모이게 되고 모인 혈액에 의한 뼈형성으로 척추경 나사못(100)은 삽입된 뼈에 단단히 고정될 수 있다.

한편, 도 4 및 도 6을 참고하면, 척추고정술을 시행할 때 헤드(1) 부분을 도구(미도시)에 의해 회전시켜 헤드(1)와 중심축(223)을 통해 연장된 나사산(221)을 나사 회전하는 방법으로 척추경에 삽입하게 되는데, 딱딱한 겉뼈(A)에 결합하는 나사산(221)은 척추경에 단단히 결합할 수 있으나, 속뼈(B)에 결합하는 나사산(221) 부분은 부드러운 속뼈(B) 특성상 척추경에 단단히 결합하기 어려우므로 결국 딱딱한 겉뼈(A)에 결합하는 나사산(221) 부분에 응력(stress)이 집중하게 된다. 여기서 응력은 나사산(221)을 척추경에 삽입하기 위해 시술자가 가하는 외력에 의해 뼈 내부에 생기는 저항력(또는 변형력)으로 외력이 증가함에 따라 응력도 증가하지만 뼈 자체의 한계보다 응력이 커지면 뼈가 파손될 수 있다.

이때, 겉뼈(A)에 집중되는 응력으로 나사산(221) 주변에는 상처가 생기고 그로 인해 뼈가 녹는 현상(골융해 또는 골흡수)이 발생할 수 있는데, 결국 골융해 또는 골흡수 발생 부위에 발생하는 감염현상으로 겉뼈(A)와 결합하는 나사산(221)이 헐거워지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 겉뼈(A)에 집중되는 응력을 분산시켜 나사부(22)가 척추경에 단단하게 결합될 수 있도록 하는 것이 필요하다.

그러나, 도 6을 참고하면, 속뼈(B)는 골밀도가 낮아 나사부(22)가 척추경에 삽입된 이후에도 싱크(222)에서 혈액에 의한 뼈형성도 미비하여 나사부(22)는 삽입된 속뼈(B)에 단단히 고정되기 어려운 특징이 있다. 더욱이, 나사산(221)이 척추경에 삽입될 때 중심축(223)이 차지하는 체적(volume)만큼 해면골(B) 조직이 제거되므로 나사부(22)는 제거된 조직만큼 속뼈(B)와 결합하는 체적의 감소로 인해 결합력이 약하게 되고 그 결과 속뼈(B)와 나사부(22)의 결합은 겉뼈(A)에 집중되는 응력을 분산시키는데 큰 도움이 되지 못하는 한계가 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 척추경 나사못의 사시도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피질나사산과 해면나사산을 설명하는 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 척추경 나사못이 척추경에 삽입되는 과정에서 피질골에 형성되는 해면나사산과 피질나사산에 의한 골제거 모양을 보여주는 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 척추경 나사못이 골과 결합하는 정도를 보여주는 도면이며, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 척추경 나사못의 사시도이다.

도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 척추경 나사못(300)은 척주를 교정하기 위한 척주 로드(미도시)를 수용하는 헤드(310) 그리고 척추경에 삽입되는 몸체(320)를 포함하여 뼈를 교정한다. 본 발명에서 몸체(320)가 삽입되는 뼈를 척추경이라고 특정하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 변경된 뼈를 고정하기 위해 척추경 나사못(300)이 삽입되는 모든 뼈를 포함하는 개념이다. 또한, 본 발명에서 설명되는 몸체(320)는 종래기술에 개시된 스크류(2)에 대응되는 구성일 수 있다.

헤드(310)는 척주를 교정하기 위한 척주 로드를 수용하는 구성으로 척주 로드와 체결된 헤드(310)는 척추경 나사못(300)의 방향이나 위치를 조정함으로써 척추(또는 척주)가 정상 상태로 교정되도록 할 수 있다. 도 7에는 헤드(310)를 구성하는 하부 구성요소들에 대해 자세하게 도시하지 아니하였으나, 도 5에 도시된 것과 같이 종래 척추경 나사못(100)을 구성하는 헤드(1)의 헤드홈(11), 헤드핀홀(13), 로드홈(14), 외측홈(15)과 같은 하부 구성요소들을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 척추경 나사못(300)은 헤드(310)와 몸체(320)가 일체형인 것을 기준으로 설명할 수 있으나, 헤드(310)와 몸체(320)가 분리되어 헤드(310)에 대해 몸체(320)가 일정각도 움직일 수 있는 멀티축 척추 고정나사(multi-axial pedical screw)에도 적용 가능함은 물론이다.

몸체(320)는 헤드(310)로부터 길이방향으로 연장되며 피질골에 삽입되는 피질부(321) 그리고 피질부(321)에서 길이방향으로 연장되며 해면골에 삽입되는 해면부(322)를 포함하여 척추경에 삽입 고정된다.

피질부(321)는 겉뼈(A)인 피질골에 나사 결합되며 전체적으로 연장되는 방향을 따라 단면이 일정한 실린더형상을 가질 수 있다. 피질부(321)의 외경은 피질골에 나사결합을 형성하는 피질나사산(3212)이 형성되고, 피질부(321)의 내경에는 피질중심축(3211)을 포함하여 피질부(321)를 지지할 수 있다.

해면부(322)는 피질부(321)의 하부에 길이방향으로 연장되는 제 1 해면부(3221) 및 제 1 해면부(3221)의 하부에서 길이방향으로 연장되어 해면부(322)의 끝단을 포함하는 제 2 해면부(3222)를 포함하고, 속뼈(B)인 해면골에 나사 결합되며 제 1 해면부(3221)에서 제 2 해면부(3222)로 연장되는 방향을 따라 단면이 감소하는 원뿔형상을 가질 수 있다. 여기서, 피질부(321)의 중심선과 상기 제 1 해면부(3221)의 중심선이 일치하고 상기 제 1 해면부(3221)의 중심선은 상기 제 2 해면부(3222)의 중심선과 일치하도록 구성할 수 있다

본 발명의 다른 실시예에 따라 제 1 해면부(3221)는 피질부(321)의 하부에 길이방향으로 연장되며 단면이 일정한 실린더형상으로 구현하되 제 2 해면부(3222)는 연장되는 방향을 따라 단면이 감소하는 원뿔형상을 가질 수 있다.

도 10을 참고하면, 해면부(322)는 피질부(321) 하부에서 길이방향으로 연장되고 외경에 해면골에 나사결합을 형성하는 해면나사산(3221b)과 내경에 해면중심축(3221a)을 포함하여 속뼈(B)인 해면골에 나사 결합할 수 있으며 연장되는 방향을 따라 단면이 감소하는 원뿔형상을 가질 수 있다. 여기서 해면나사산(3221b)은 피질나사산(3212)의 하단에서 연속되게 형성될 수 있다.

제 1 해면부(3221), 도 7을 참고하면, 내경에 제 1 해면부(3221)를 지지하는 해면중심축(3221a)을 포함하고, 외경에 해면골에 나사결합을 형성하는 해면나사산(3221b)을 포함하여 피질골에 근접하는 해면골에 나사결합한다. 여기서 해면나사산(3221b)은 피질나사산(3212)의 하단에서 연속되게 형성될 수 있다.

제 2 해면부(3222)는 해면부(322)의 끝단에서 상측 방향으로 나사 형태로 연장되고 중심선의 방사상으로 적어도 일측이 몸체의 외부로 개방된 홈이 형성되는 해면날(3222a)을 포함하고, 도 7을 참고하면, 제 2 해면부(3222)의 끝단은 피질골을 지나 해면골 깊은 곳까지 삽입될 수 있도록 원뿔의 꼭짓점 모양과 같이 형성될 수 있다.

또한, 해면날(3222a)은 중심선의 길이방향으로 내경에 공간을 형성하도록 구성하며 중심선이 해면중심축(3221a)의 중심선과 일치하고 제 2 해면부(3222)의 끝단에서 상측 방향으로 나사 형태로 연장되는 날을 포함하되 중심선의 방사상으로 적어도 일측이 몸체(320)의 외부로 개방된 홈이 형성되므로 제 2 해면부 중심 영역을 차지하는 체적만큼 해면골 조직이 제거되지 아니하고 보존될 수 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 도 10을 참고하면, 제 2 해면부(3222) 중심 부분의 해면골이 제거되지 아니하고 보존되므로 제 2 해면부(3222)가 척추경에 삽입되는 과정에서 해면골 제거량을 줄이고 해면골 조직의 손상을 최소화할 수 있다. 또한, 해면날(3222a)은 중심 부분에 보존된 해면골과 접촉하게 되고 결국 제 2 해면부(3222)와 해면골이 결합하는 체적(volume) 증가로 결합력도 증가하게 된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 도 8을 참고하면, 피질부(321)와 제 1 해면부(3221)의 구조에 대해 자세하게 설명하고 있다. 내경을 기준으로 피질중심축(3211)의 내경반지름(r1)은 해면중심축(3221a)의 내경반지름(r2)보다 크게 형성하되, 해면나사산(3221b)의 높이(h2)를 피질나사산(3212)의 높이(h1)보다 크게 형성하여 피질부(321)와 제 1 해면부(3221)의 최외각 반지름(r1+h1, r2+h2)을 동일하게 형성할 수 있다.

본 발명은 내경을 기준으로 피질중심축(3211)의 내경반지름(r1)과 해면중심축(3221a)의 내경반지름(r2)을 동일하게 형성하고, 해면나사산(3221b)의 높이(h2)와 피질나사산(3212)의 높이(h1)동일하게 형성하여 피질부(321)와 제 1 해면부(3221)의 최외각 반지름을 같도록 하는 다른 실시예를 포함할 수 있다.

제 1 해면부(3221)의 해면나사산 피치(P2, pitch)는 피질부(321)의 피질나사산 피치(P1)의 정수배만큼 크게 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 도 8 및 도 9를 참고하면, 해면나사산 피치(P2)를 피질나사산 피치(P1)의 3배(P2 = 3×P1)로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 2배, 4배, 5배 등으로 구성할 수 있다. 이는 본 발명의 척추경 나사못(300)의 척추경에 대한 고정력을 향상시키고 몸체(320)의 삽입을 보다 용이하게 하기 위함이다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 11을 참고하면, 본 발명은 피질부(321)의 피질나사산 피치(P11, P12)와 제 1 해면부(3221)의 해면나사산 피치(P21, P22)를 동일(P11=P21, P12=P22)하게 구성하고 제 2 해면부(3222)는 해면날(3222a)을 포함하도록 구성할 수 있다. 이때, 해면날(3222a)은 중심선의 길이방향으로 내경에 공간을 형성하도록 구성하며 중심선이 해면중심축(3221a)의 중심선과 일치하고 제 2 해면부(3222)의 끝단에서 상측 방향으로 나사 형태로 연장되는 날을 포함하되 중심선의 방사상으로 적어도 일측이 몸체(320)의 외부로 개방된 홈이 형성되므로 제 2 해면부 중심 영역을 차지하는 체적만큼 해면골 조직이 제거되지 아니하고 보존될 수 있는 것을 특징으로 한다.

추가적으로 도 9는 척추경 나사못(300)을 척추경에 삽입시 피질골에서 제거되는 골의 단면을 설명하는 도면이다. 해면날(3222a)이 피질골을 지나 해면골로 삽입될때 해면나사산(3221a)은 피질골로 삽입되는데, 이 경우 피질골에 해면나사산(3221a)의 형태에 대응되는 만큼 피질골이 제거된다. 이후 해면나사산(3221a)이 피질골을 지나 해면골로 삽입되면 피질나사산(3212)의 형태에 대응되게 피질골을 제거하는 동시에 해면나사산(3221a)에 의해 제거되지 아니한 골과 결합이 이루어진다.

도 10은 피질부(321), 제 1 해면부(3221) 그리고 제 2 해면부(3222)가 삽입되는 뼈와의 결합되는 골을 자세하게 설명하고 있다. 즉, 피질나사산(3212)의 외측, 해면나사산(3221a)의 외측 그리고 해면날(3222a)은 중심 부분과 골이 결합되는 것을 보여주고 있다.

정리하면, 피질부(321)의 내경은 연장되는 방향을 따라 일정하며, 해면부(322)의 내경은 연장되는 방향을 따라 단면이 감소되므로 시술자는 환자의 척추경에 척추경 나사못(300)의 고정을 보다 용이하게 할 수 있고, 그로 인한 수술시간 단축은 환자의 위험부담을 감소시키는 효과를 도모할 수 있다.

또한, 해면부(322)의 끝단에는 해면날(3222a)을 포함하여 해면골 조직을 보존할 수 있고, 동시에 제 2 해면부(3222)의 중심부분의 해면골 조직이 유지됨으로써 해면골과의 접촉면적(체적)이 증가되고 그 결과 해면부(322)와 해면골의 결합력을 증가시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.

본 발명에서 체적이란 몸체(320)가 척추경과 접촉하는 3차원적인 입체 면적으로, 척추경와 접촉하는 체적이 증가할수록 몸체(320)와 척추경와의 결합력이 증가하게 된다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

300: 척추경 나사못
310: 헤드
320: 몸체
321: 피질부
322: 해면부
3221: 제 1 해면부
3222: 제 2 해면부

Claims (15)

1. 휘어진 척추경에 삽입되어 방향이나 위치를 조정함으로써 척추를 정상 상태로 교정하는 척추경 나사못에 있어서,
   척주를 교정하기 위한 척주 로드를 수용하는 헤드; 및
   상기 헤드로부터 연장되며 외경에 피질골에 나사결합을 형성하는 피질나사산과 내경에 피질중심축을 포함하여 피질골에 삽입되는 피질부와, 상기 피질부 하부에서 길이방향으로 연장되고 외경에 해면골에 나사결합을 형성하는 해면나사산과 내경에 해면중심축을 포함하는 해면부를 포함하여 척추경에 삽입 고정되는 몸체;를 포함하고,
   상기 해면부는
   상기 피질부 하부에서 길이방향으로 연장되고 외경에 해면골에 나사결합을 형성하는 해면나사산과 내경에 해면중심축을 포함하는 제 1 해면부; 및 상기 제 1 해면부 하부에서 길이방향으로 연장되어 상기 해면부의 끝단을 포함하는 제 2 해면부;를 포함하며,
   상기 제 2 해면부는 상기 해면부의 끝단에서 상측 방향으로 나사 형태로 연장되고 중심선의 방사상으로 적어도 일측이 몸체의 외부로 개방된 홈이 형성되는 해면날을 포함하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 척추경 나사못이 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 해면나사산은 상기 피질나사산의 하단에서 연속되게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 척추경 나사못이 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 해면나사산 피치는 피질나사산 피치의 정수배로 크게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 척추경 나사못이 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 해면나사산의 피치는 상기 피질나사산의 피치보다 크게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 척추경 나사못이 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못.
5. 제 1 내지 제 4 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 해면날은
   중심선의 길이방향으로 내경에 공간을 형성하도록 구성하여 상기 제 2 해면부 중심 영역을 차지하는 체적만큼 해면골 조직이 제거되지 아니하고 보존될 수 있는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못.
6. 제 5 항에 있어서,
   해면나사산 높이는 피질나사산 높이보다 크게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 척추경 나사못이 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못.
7. 제 6 항에 있어서,
   피질중심축 내경반지름은 해면중심축 내경반지름보다 크게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 척추경 나사못이 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 피질부의 중심선과 상기 제 1 해면부의 중심선이 일치하고 상기 제 1 해면부의 중심선은 상기 제 2 해면부의 중심선과 일치하도록 구성함으로써 상기 제 2 해면부 중심 영역을 차지하는 체적만큼 해면골 조직이 제거되지 아니하고 보존될 수 있는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못.
9. 휘어진 척추경에 삽입되어 방향이나 위치를 조정함으로써 척추를 정상 상태로 교정하는 척추경 나사못에 있어서,
   척주를 교정하기 위한 척주 로드를 수용하는 헤드; 및
   상기 헤드로부터 연장되며 외경에 피질골에 나사결합을 형성하는 피질나사산과 내경에 피질중심축을 포함하여 피질골에 삽입되는 피질부와, 상기 피질부 하부에서 길이방향으로 연장되고 외경에 해면골에 나사결합을 형성하는 해면나사산과 내경에 해면중심축을 포함하는 해면부를 포함하여 척추경에 삽입 고정되는 몸체;를 포함하고,
   상기 해면부는
   상기 피질부 하부에서 길이방향으로 연장되고 외경에 해면골에 나사결합을 형성하는 해면나사산과 내경에 해면중심축을 포함하는 제 1 해면부; 및 상기 제 1 해면부 하부에서 길이방향으로 연장되어 상기 해면부의 끝단을 포함하는 제 2 해면부;를 포함하며,
   상기 해면나사산의 피치와 상기 피질나사산의 피치를 동일하게 형성하며,
   상기 제 2 해면부는 상기 해면부의 끝단에서 상측 방향으로 나사 형태로 연장되고 중심선의 방사상으로 적어도 일측이 몸체의 외부로 개방된 홈이 형성되는 해면날을 포함하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 척추경 나사못이 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 해면나사산은 상기 피질나사산의 하단에서 연속되게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 척추경 나사못이 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못.
11. 삭제
12. 제 10 항에 있어서, 상기 해면날은
    중심선의 길이방향으로 내경에 공간을 형성하도록 구성하여 상기 제 2 해면부 중심 영역을 차지하는 체적만큼 해면골 조직이 제거되지 아니하고 보존될 수 있는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못.
13. 제 12 항에 있어서,
    해면나사산 높이는 피질나사산 높이보다 크게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 척추경 나사못이 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못.
14. 제 13 항에 있어서,
    피질중심축 내경반지름은 해면중심축 내경반지름보다 크게 형성하여 피질골에 집중되는 응력을 해면골 부분으로 분산시켜 척추경 나사못이 고정력을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 피질부의 중심선과 상기 제 1 해면부의 중심선이 일치하고 상기 제 1 해면부의 중심선은 상기 제 2 해면부의 중심선과 일치하도록 구성함으로써 상기 제 2 해면부 중심 영역을 차지하는 체적만큼 해면골 조직이 제거되지 아니하고 보존될 수 있는 것을 특징으로 하는 척추경 나사못.

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