KR102245477B1 - 다축 결합 가능한 뼈 고정 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정 스크류 뼈 삽입 축 방향을 수술 부위 및 상황에 따라 다양하게 변경하여 고정할 수 있는 뼈 고정 기구에 관한 것으로, 본 발명은 고정할 뼈에 밀착되고, 하나 이상의 관통홀이 형성되는 플레이트와; 외주연이 경사면으로 형성된 환형태로 상기 관통홀 내에 삽입되어, 상기 관통홀 내측을 따라 승하강 되는 승강너트와; 일 측에 절개부가 형성되고, 상기 관통홀 하부 삽입되어 상기 승강너트가 상기 관통홀로부터 이탈되는 것을 방지하는 고정클립; 그리고 상기 관통홀을 관통하여, 나사결합을 통해 뼈에 삽입 고정되는 고정스크류를 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 본 발명에서는 고정되는 뼈의 형태에 따라 다양한 방향으로 고정스크류를 고정 가능한 뼈 고정 기구를 제공하되, 고정스크류의 헤드가 승강너트의 승강에 의해 플레이트 관통홀에 고정되어 축방향에 관계없이 고정스크류 헤드가 플레이트 관통홀 내에 안정적으로 고정될 수 있는 효과가 있다.

Description

다축 결합 가능한 뼈 고정 기구 { Bone anchor assemblies for Multi-axial coupling }

본 발명은 의료용 목적으로 뼈를 고정하기 위하여 플레이트와 고정스크류를 포함하여 구성되는 고정기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고정 스크류 뼈 삽입 축방향을 수술 부위 및 상황에 따라 다양하게 변경하여 고정할 수 있는 뼈 고정 기구에 관한 것이다.

일반적으로 골절 환자의 경우, 골절 부위를 정 위치에 접착시켜 양쪽의 뼈 유합이 될 때까지 부동으로 고정시켜 골절부위를 접합한다. 이 경우 다양한 방법이 있는데, 대표적으로 플레이트를 뼈 표면에 부착하고 스크류를 골절된 뼈 양측에 체결하여 고정하는 방법이 있다.

즉, 플레이트의 홀에 스크류를 삽입하여 뼈와 체결되면서 플레이트를 뼈에 압착시켜 고정한다.

한편, 최근에는 골절의 상태 및 환부에 따라 뼈를 고정하는 방법도 다양화되고 있다. 즉, 고정 스크류를 플레이트에 대하여 수직으로 결합하는 종래의 결합방법에서 진화되어 고정 스크류를 플레이트에 대하여 삽입 축의 각을 뼈의 상태에 맞춰 변화시킬 수 있는 뼈고정 기구가 개발되어 사용되고 있다.

고정스크류를 플레이트에 대하여 다앙한 축방면으로 고정하는 기술은 결국, 고정스크류의 다양한 축방향에도 고정스크류의 헤드가 플레이트의 관통홀에 안정적으로 고정되도록 하는 것에 좌우된다.

이와 같이 다축 고정이 가능한 뼈고정기구의 종래기술은 다양한 형태가 개발되어 적용되고 있는데, 대표적인 방식은 다음과 같다.

먼저, 다축 고정이 가능한 뼈고정기구의 일 예는 고정스크류 헤드의 나사산을 일부에만 형성하여 플레이트와 결합하는 방식이 있다.

이 경우, 고정스크류와 플레이트 사이의 결합력이 약하다는 단점과 압입력을 과하게 부가하는 경우, 고정스크류 헤드와 플레이트 사이에 냉간접합이 발생되어, 상기 고정스크류 해체시 어려움이 발생되는 문제점이 있다.

다축 고정이 가능한 뼈고정기구의 다른 예는 플레이트의 고정공을 미리 여러 방향으로 형성하는 방식이 있다.

이 경우, 고정스크류를 기 설정된 방향으로만 체결할 수 있다는 단점이 있으며, 냉간접합으로 인한 고정스크류 제거 문제를 해결하지 못하는 문제점이 있다.

이에 따라 대한민국 공개특허 제10-2001-0022371호에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 플레이트의 구멍 내에 일측이 개구된 부싱을 구비하고 고정스크류의 헤드가 부싱 내측과 결합됨에 따라 부싱이 수평방향으로 팽창하여 고정스크류가 플레이트 구멍에 고정되도록 하는 기술에 개발되어 개시되고 있다.

그러나 상기한 바와 같은 선행 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 종래기술에서는 고정 스크류의 헤드가 부싱의 수평방향 팽압에 의해 플레이트 구멍에 고정되므로 고정 스크류가 플레이트에 대하여 소정의 경사를 갖는 경우 안정적인 결합이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

구체적으로, 도 1에 도시된 예에서 우측의 고정스크류는 플레이트에 대하여 수직방향으로부터 소정의 경사방향으로 삽입되는데, 이 경우, 와셔는 플레이트의 구멍 내에서 경사진 방향으로 팽창하여 플레이트의 구멍 내에서 압입된다.

이때, 상기 플레이트가 외력에 의해 흔들리면(도시된 예에서 왼쪽 단부가 시계방향으로 들리는 경우), 와셔는 압입고정된 위치를 이탈하여 이후 완전한 결합력을 발휘하지 못한다.

이와 같은 와셔의 결합 이탈 문제는 플레이트에 고정되는 다수개의 고정스크류들의 경사방향이 동일한 경우에 심각하게 발생되며, 상기 고정스크류들의 경사방향 다양하게 이루어지는 경우 크게 발생되지 않는다.

이에 따라 본 종래기술이 의료현장에서 사용되는 경우, 수술 후 와셔의 결합위치가 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 불필요하게 과도한 고정스크류를 다방향으로 삽입하여 수술하는 문제점이 발생되고 있다.

(001) 대한민국 공개특허 제10-2001-0022371호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 고정되는 뼈의 형태에 따라 다양한 방향으로 고정스크류를 고정 가능한 뼈 고정 기구를 제공하되, 고정스크류의 축방향에 관계없이 고정스크류 헤드가 플레이트 관통홀 내에 안정적으로 고정될 수 있는 뼈 고정 기구를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명은 고정스크류의 헤드가 플레이트 관통홀 내에 안정적으로 고정되면서도, 상기 고정스크류의 헤드가 직접 관통홀과 결합되지 않도록 하여, 고정스크류와 플레이트 사이에 냉간접합의 문제가 예방되는 뼈 고정 기구를 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 고정할 뼈에 밀착되고, 하나 이상의 관통홀이 형성되는 플레이트와; 외주연이 경사면으로 형성된 환형태로 상기 관통홀 내에 삽입되어, 상기 관통홀 내측을 따라 승하강 되는 승강너트와; 일 측에 절개부가 형성되고, 상기 관통홀 하부 삽입되어 상기 승강너트가 상기 관통홀로부터 이탈되는 것을 방지하는 고정클립; 그리고 상기 관통홀을 관통하여, 나사결합을 통해 뼈에 삽입 고정되는 고정스크류를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 고정스크류는, 뼈에 삽입되는 주나사산이 형성된 몸체부와; 상기 관통홀에 삽입된 승강너트와 나사결합되기 위한 고정나사산이 형성되는 헤드를 포함하여 구성되고: 상기 승강너트의 내주면에는, 상기 고정나사산에 대응하는 내측나사산이 형성될 수도 있다.

그리고 상기 관통홀은, 상기 플레이트 상에 서로 다른 위치에 서로 다른 크기로 복수개가 형성될 수도 있다.

또한, 상기 관통홀은, 내측면이 상기 플레이트의 뼈 접합면으로부터 타측면으로 갈수록 직경이 좁아지는 경사를 갖는 경사안착면으로 형성될 수도 있다.

그리고 상기 경사안착면에는, 상기 관통홈 내측으로 돌출 형성된 가이드돌기가 형성되고; 상기 승강너트의 외주면에는, 상기 가이드돌기가 삽입되는 외측가이드홈이 형성되어; 상기 승강너트 승하강시 상기 관통에 대한 상대적 회전이 구속될 수도 있다.

또한, 상기 관통홀의 하면측 단부에는, 돌출턱이 형성되어 삽입된 상기 고정클립의 이탈을 구속할 수도 있다.

그리고 상기 승강너트는, 외주연 크기가 상기 관통홀의 상부 직경보다 크고, 상기 관통홀의 하부 직경보다 작은 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 승강너트는 외측경사면은, 서로 다른 경사각으로 형성될 수도 있다.

그리고 상기 승강너트는 외측경사면의 경사각은, 선형적으로 변화되도록 형성되는 것도 가능하다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 다축 결합이 가능한 뼈 고정 기구에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

즉, 본 발명에서는 고정되는 뼈의 형태에 따라 다양한 방향으로 고정스크류를 고정 가능한 뼈 고정 기구를 제공하되, 고정스크류의 헤드가 승강너트의 승강에 의해 플레이트 관통홀에 고정되어 축방향에 관계없이 고정스크류 헤드가 플레이트 관통홀 내에 안정적으로 고정될 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 고정스크류의 헤드가 플레이트 관통홀 내에 안정적으로 고정되면서도, 상기 고정스크류의 헤드가 승강너트를 매개로 하여 관통홀과 결합되도록 하여, 고정스크류와 플레이트 사이에 냉간접합이 발생되지 않는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 의한 다축결합 뼈 고정 장치의 일예를 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 의한 다축 결합이 가능한 뼈 고정 기구의 구성을 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 뼈 고정 기구를 구성하는 플레이트 관통홀의 내측 구성을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 뼈 고정 기구를 구성하는 승강너트와 고정클립의 일예를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 뼈 고정 기구에서 플레이트 관통홀 내에 고정스크류가 체결되는 모습을 도시한 예시도.
도 6은 본 발명에 의한 뼈 고정 기구를 구성하는 승강너트의 다른 예를 도시한 단면도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 다축 결합이 가능한 뼈 고정 기구의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 다축 결합이 가능한 뼈 고정 기구의 구성을 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 뼈 고정 기구를 구성하는 플레이트 관통홀의 내측 구성을 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 의한 뼈 고정 기구를 구성하는 승강너트와 고정클립의 일예를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 의한 뼈 고정 기구에서 플레이트 관통홀 내에 고정스크류가 체결되는 모습을 도시한 예시도이며, 도 6은 본 발명에 의한 뼈 고정 기구를 구성하는 승강너트의 다른 예를 도시한 단면도이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 뼈 고정 기구는 플레이트(100), 고정스크류(200), 승강너트(300) 및 고정클립(400)을 포함하여 구성된다.

상기 플레이트(100)는 고정할 뼈에 부착하여 고정스크류(200)에 의해 뼈에 고정되는 것으로, 이를 위해 상기 플레이트(100)에는 상기 고정스크류(200)를 관통시키기 위한 하나 이상의 관통홀(110)이 형성된다.

상기 플레이트(100)는 고정할 뼈의 위치와 형태에 따라 다양한 형태 및 크기로 제작되고, 일반적으로 다양한 위치에 고정스크류(200)를 관통시키기 위해 복수개의 관통홀(110)이 서로 다른 크기로 형성될 수 있다.

이때, 상기 관통홀(110)의 구체적인 형태는 도 3을 참조하여 다시 설명하기로 한다.

한편, 상기 관통홀(110) 내측에는 상기 플레이트(100)의 뼈 접합면(이하 '하면'이라 한다) 방향으로 승강너트(300)와 고정클립(400)이 삽입된다.

상기 승강너트(300)는 외주연이 경사면으로 형성된 환 형태로 상기 관통홀(110) 내에서 승하강 될 수 있도록 구성되고, 상기 고정클립(400)은 일 측에 절개부(410)가 형성되어 상기 관통홀(110) 하부에서 상기 승강너트(300)가 상기 관통홀(110)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 구성이다.

또한, 상기 고정스크류(200)는 뼈에 삽입되어 나사결합에 의해 뼈에 고정되는 몸체부(220)와 단부에 형성되어 상기 관통홀(110)에 삽입된 승강너트(300)와 결합되는 헤드(210)를 포함하여 구성되고, 상기 몸체부(220)에는 뼈와 나사결합을 위한 주나사산(221)이 형성되고, 상기 헤드(210)에는 상기 승강너트(300)와 나사결합되기 위한 고정나사산(211)이 형성된다.

이하에서는 도 3 및 4를 참조하여 본 발명의 의한 플레이트의 관통홀 구성 및 승강너트와 고정클립의 구성을 살피기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 관통홀(110)의 내측면은 상기 플레이트(100)의 하면으로부터 타 측면(이하 '상면'이라 한다)으로 갈수록 직경이 좁아지는 경사를 갖는 경사안착면(111)으로 형성된다.

이는 후술할 승강너트(300)의 외측경사면(310)과 면접하여, 상기 승강너트(300)가 승강됨에 따라 상기 승강너트(300)가 고정되도록 하기 위함이다.

또한, 상기 경사안착면(111) 상에는 상기 관통홈(110) 내측으로 돌출 형성된 가이드돌기(113)가 형성된다.

상기 가이드 돌기(113)는 상기 승강너트(300)의 승하강 시 상기 승강너트(300)의 회전을 구속하기 위한 것으로, 상기 승강너트(300)의 측면에는 상기 가이드돌기(113)가 삽입되는 외측가이드홈(330)이 형성된다.

한편, 상기 관통홀(110)의 플레이트(100) 하면측 단부에는 돌출턱이 형성되어 상기 고정클립(400)이 삽입된 이후 상기 고정클립(400)이 관통홀(110) 외부로 이탈되는 것이 방지되도록 구성될 수도 있다.

이와 같이 형성된 상기 관통홀(110)의 내측에는 도 4에 도시된 바와 같은 승강너트(300)와 고정클립(400)이 상기 플레이트(100) 하면으로부터 순차적으로 삽입된다.

이때, 상기 승강너트(300)는 원형의 환형태로 외주면은 상기 경사안착면(111)의 경사방향에 대응하는 방향으로 경사진 외측경사면(310)이 형성되고, 내주연에는 상기 고정스크류(200)의 헤드(210)가 결합되기 위하여, 상기 고정나사산(211)에 대응하는 내측나사산(320)이 형성된다.

한편, 전술한 바와 같이, 상기 외측경사면(310)에는 상기 관통홀(110)의 가이드돌기(113)가 삽입될 수 있는 외측가이드 홈(330)이 형성된다.

물론, 이 경우 상기 관통홀(110)에 홈이 형성되고, 상기 승강너트(300)에 이에 대응하는 돌기가 형성되는 것도 가능하다.

여기서, 상기 승강너트(300)의 외주연 크기는 상기 관통홀(110)의 상부 직경보다는 크고 상기 관통홀(110)의 하부 직경보다는 작도록 형성되어, 상기 관통홀 (110)내에서 상기 승강너트(300)가 승하강하되 상기 관통홀(110) 상부로 상기 승강너트(300)가 빠질 수 없도록 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 고정클립(400)은 일 측에 절개부(410)가 형성된 링으로, 탄성변형된 상태로 상기 관통홈(110) 하부로 삽입된 이후 복원되면, 상기 관통홈(110) 하단부 턱에 안착되어 상기 관통홈(110) 외부로 배출되는 것이 제한된다.

이하에서는 본 발명에 의한 다축 결합 가능한 뼈 고정 기구에서 플레이트에 고정스크류가 체결과는 과정을 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트(100) 관통홈(110) 내부에는 승강너트(300)와 삽입되어있고, 상기 승강너트(300) 하단부에 고정클립(400)이 삽입되어 상기 승강너트(300)를 지지하고 있는 상태로 고정스크류(200) 체결이 시작된다.

이때, 상기 고정스크류(200)는 몸체부(220)가 먼저 상기 관통홀(110)을 관통한 상태로 고정될 뼈에 회전에 의해 삽입된다.

상기 몸체부(220)의 주나사산(221)이 뼈 내부로 삽입됨에 따라 상기 고정스크류(200)의 헤드(210) 부분은 관통홀(110)과 점차 가까워지고, 상기 고정스크류 (200) 헤드(210)의 고정나사산(211)은 승강너트(300)의 내측나사산(320)과 결합이 이루어진다.

이후 상기 고정스크류(200)의 회전이 계속되면 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 승강너트(300)는 상기 관통홀(110)의 경사안착면(111)을 따라 승강되고, 압입되어 더 이상 승강되지 않는 상태로 상기 고정스크류(200)가 고정된다.

이때, 상기 고정스크류(200)의 삽입 축방향이 경사진 방향으로 삽입된 경우에도 상기 고정스크류(200)가 회전하지 않는 한, 상기 승강너트(300)에 부가된 압입력은 해제되지 않고, 상기 고정스크류(200)는 상기 관통홀(110) 내에서 안정적으로 고정된다.

한편, 도 6에는 본 발명에 의한 승강너트의 다른 실시예가 도시되어 있다.

도 6에 도시된 본 발명에 의한 승강너트(300')는 외측경사면(310)의 경사각이 서로 다른 각으로 형성된다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 외측경사면(310)은 제1외측경사면(310A, 경사각 α1)으로부터 제2외측경사면(310B, 경사각 α2)까지 경사면의 경사각이 선형적으로 변화되도록 구성된다.

이 경우, 상기 승강너트(300')는 상기 고정스크류(200)의 헤드(210)와 결합하여 상기 관통홀(110) 내에서 승강되면서 회전되고, 상기 고정스크류(200)가 경사방향으로 삽입되는 경우, 상기 관통홀(110)의 경사안착면(111) 가장 밀착되는 방향으로 고정되어 압입된다.

이에 따라 상기 고정스크류(200)가 다양한 경사 방향으로 삽입되는 경우에도, 상기 관통홀(110)의 경사안착면(111)과 최적의 밀착면이 형성되는 방향으로 상기 승강너트(300')가 고정되어 안정적인 압입력을 발휘할 수 있는 효과가 있다.

물론, 이 경우 상기 승강너트(300')의 회전을 구속하는 가이드돌기 및 외측가이드홈은 형성되지 않는다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

본 발명은 고정 스크류 뼈 삽입 축 방향을 수술 부위 및 상황에 따라 다양하게 변경하여 고정할 수 있는 뼈 고정 기구에 관한 것으로, 본 발명에서는 고정되는 뼈의 형태에 따라 다양한 방향으로 고정스크류를 고정 가능한 뼈 고정 기구를 제공하되, 고정스크류의 헤드가 승강너트의 승강에 의해 플레이트 관통홀에 고정되어 축방향에 관계없이 고정스크류 헤드가 플레이트 관통홀 내에 안정적으로 고정될 수 있는 효과가 있다.

100 : 플레이트 110 : 관통홀
111 : 경사안착면 113 : 가이드돌기
200 : 고정스크류 210 : 헤드
211 : 고정나사산 220 : 몸체부
221 : 주나사산 300, 300' : 승강너트
310 : 외측경사면 320 : 내측나사산
330 : 외측가이드홈 400 : 고정클립
410 : 절개부

Claims (7)

1. 고정할 뼈에 밀착되고, 하나 이상의 관통홀이 형성되는 플레이트와;
   외주연이 경사면으로 형성된 환형태로 상기 관통홀 내에 삽입되어, 상기 관통홀 내측을 따라 승하강 되는 승강너트와;
   일 측에 절개부가 형성되고, 상기 관통홀 하부 삽입되어 상기 승강너트가 상기 관통홀로부터 이탈되는 것을 방지하는 고정클립; 그리고
   상기 관통홀을 관통하여, 나사결합을 통해 뼈에 삽입 고정되는 고정스크류를 포함하여 구성되고:
   상기 관통홀은,
   내측면이 상기 플레이트의 뼈 접합면으로부터 타측면으로 갈수록 직경이 좁아지는 경사를 갖는 경사안착면으로 형성되며:
   상기 승강너트의 외측경사면은,
   경사각이 선형적으로 변화되도록 구성되어 고정스크류가 서로 다른 방향으로 삽입되는 경우에도 상기 관통홀의 경사안착면과 밀착됨을 특징으로 하는 다축 결합 가능한 뼈 고정 기구.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정스크류는,
   뼈에 삽입되는 주나사산이 형성된 몸체부와;
   상기 관통홀에 삽입된 승강너트와 나사결합되기 위한 고정나사산이 형성되는 헤드를 포함하여 구성되고:
   상기 승강너트의 내주면에는,
   상기 고정나사산에 대응하는 내측나사산이 형성됨을 특징으로 하는 다축 결합 가능한 뼈 고정 기구.
   
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 승강너트는,
   외주연 크기가 상기 관통홀의 상부 직경보다 크고, 상기 관통홀의 하부 직경보다 작은 크기로 형성됨을 특징으로 하는 다축 결합 가능한 뼈 고정 기구.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 경사안착면에는,
   상기 관통홀 내측으로 돌출 형성된 가이드돌기가 형성되고;
   상기 승강너트의 외주면에는,
   상기 가이드돌기가 삽입되는 외측가이드홈이 형성되어;
   상기 승강너트 승하강시 상기 관통에 대한 상대적 회전이 구속됨을 특징으로 하는 다축 결합 가능한 뼈 고정 기구.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 관통홀의 하면측 단부에는,
   돌출턱이 형성되어 삽입된 상기 고정클립의 이탈을 구속함을 특징으로 하는 다축 결합 가능한 뼈 고정 기구.
   
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 관통홀은,
   상기 플레이트 상에 서로 다른 위치에 서로 다른 크기로 복수개가 형성됨을 특징으로 하는 다축 결합 가능한 뼈 고정 기구.
   

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