KR200372135Y1 - Vertebral fixation apparatus having length variable type rod and pedicle screws - Google Patents
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Abstract
본 고안은 척추경 나사못간을 연결하기 위한 로드를 소정온도에서 플렉시블하게 가변되는 형성기억합금으로 제조하여 나사못이 일률적으로 박혀 있지 않고 소망하는 설치위치에서 어긋나 있더라도, 로드의 형상 및 길이를 가변시켜 연결을 자유롭게 할 수 있는 척추경 고정장치에 관한 것이다.The present invention manufactures a rod for connecting the pedicle screw between the forming memory alloy that is flexible and variable at a predetermined temperature, so that even if the screw is not uniformly lodged and shifted from the desired installation position, the rod is varied in shape and length. It relates to a pedicle fixation device that can be free.
본 고안의 제1 실시예에서는, 상부에 소정깊이의 수납홈이 형성되며, 상기 수납홈의 바닥부에 축방향으로 터진 도랑(recess)이 적어도 하나 이상 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 저면에 척추경의 상하측으로 소정깊이만큼 박혀지는 나사부를 구비하여 손상된 척추경의 고정대 역할을 하는 척추경 나사못; 소정온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어져 있으며, 상기 수납홈 바닥의 도랑에 안착되어 척추경 나사못간을 연결하여 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 로드; 및 상기 척추경 나사못의 수납홈에 삽입되며, 상기 로드가 유동되는 것을 방지하도록 가압하는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In a first embodiment of the present invention, a storage groove having a predetermined depth is formed at an upper portion thereof, and a head portion having at least one recess formed in an axial direction at the bottom of the storage groove, and a spine at the bottom of the head portion. A pedicle screw having a screw portion embedded in the upper and lower sides of the cervix to serve as a fixing stand for the damaged pedicle; A rod consisting of a shape memory alloy transformed at a predetermined temperature, the rod being seated in a ditch of the bottom of the receiving groove to connect the pedicle screws to correct the angle and spacing of the pedicle; And it is inserted into the receiving groove of the pedicle screw, characterized in that it comprises a fixing means for pressing to prevent the rod from flowing.
Description
본 고안은 손상되거나 변형된 척추경을 교정한 상태에서 이를 견고히 고정하기 위한 척추경 고정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 척추경 나사못간을 연결하는 로드를 온도에 따라 가변되는 형상기억합금으로 제조하여 척추교정시술을 용이하게 할 수 있는 척추경 고정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pedicle fixation device for firmly fixing a damaged or deformed pedicle in the corrected state, and more specifically, manufactured by a shape memory alloy that varies in temperature depending on the rod connecting the pedicle screw screws. It relates to a pedicle fixation device that can facilitate the orthodontic surgery.
일반적으로, 척추는 통상 24개(천추골제외)의 뼈로 이루어져 있으며, 이것은 관절마디로 연결되어 있고, 각 관절사이에는 디스크로 이루어져 있다. 이 구성에 의해 상기 척추는 완충작용을 하면서 인간의 자세를 지탱해 줄 뿐만 아니라, 운동의 토대가 되며 내장의 모든 기관을 보호하는 중요한 기능을 한다. 그러나, 상기척추가 외부의 인위적인 요인, 퇴행성, 또는 비정삭적인 자세가 오랫동안 지속됨에 따라, 척추가 손상되거나 틀어질 경우 척추관을 통과하는 신경을 압박함으로써, 심한 통증을 유발하게 된다.In general, the spine is usually composed of 24 bones (except sacral bones), which are connected by joint nodes, with discs between each joint. By this configuration, the vertebrae not only support the human posture while buffering, but also serve as the basis for exercise and protect the organs of the internal organs. However, as the spine lasts for an extended period of time, anthropogenic, degenerative, or non-finishive posture causes severe pain by compressing nerves passing through the spinal canal when the spine is damaged or twisted.
척추의 일부가 손상된 환자는 개인생활에 필요한 활동을 할 수 없고, 손상정도가 심하지 않은 경우에도 척추의 손상된 부분이 다른 인접한 부분에 눌려지거나 닿게되어 통증을 유발한다. 이로 인하여, 척추의 일부가 파손되거나 손상된 부위에 척추경 고정장치를 삽입하여 그 손상된 부분이 눌려지거나 압박되지 않도록 해야 한다.Patients with damaged parts of the spine are unable to perform activities necessary for personal life, and even if the degree of damage is not severe, the damaged parts of the spine are pressed or touched by other adjacent parts, causing pain. Because of this, a pedicle fixation device must be inserted in the damaged or damaged part of the spine so that the damaged part is not pressed or pressed.
상기 척추경 고정장치는 도1에 도시된 바와 같이, U자형상의 수납홈(101a)과, 상기 수납홈(101a)의 내주면에 형성된 암나사산을 갖는 헤드부(101)와, 척추경에 삽입되는 나사부(102)를 구비하며, 손상된 척추의 상하측에 삽입 설치되어 고정대 역할을 하는 척추경 나사못(100)과; 각각의 척추경 나사못(100)을 통해 연결되어 척추경 교정역할을 하는 로드(200)와; 상기 수납홈(101a)에 끼워지고, 그에 형성된 암나사산과 체결되어 로드(200)를 고정하며, 상부에 렌치삽입홈(300a)이 형성된 세트 스크류(300)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the pedicle fixation device includes a U-shaped accommodating groove 101a, a head portion 101 having a female thread formed on an inner circumferential surface of the accommodating groove 101a, and inserted into the pedicle. A pedicle screw 100 having a threaded portion 102 and inserted into upper and lower sides of the damaged spine and serving as a fixing stand; A rod 200 connected through each pedicle screw 100 to serve as a pedicle correction; The set screw 300 is fitted into the receiving groove 101a, is fastened to the female thread formed therein to fix the rod 200, and has a wrench insertion groove 300a formed thereon.
종래 기술에 따른 척추경 고정장치에서 척추경나사못 로드의 설치상태를 도2를 참조하여 간략히 설명한다.The installation state of the pedicle screw rod in the pedicle fixation device according to the prior art will be briefly described with reference to FIG.
도면에 도시된 바와 같이, 척추경나사못(100)의 나사부(102)를 각각의 척추경(500)에 삽입고정시키고, 헤드부(101)에 형성된 U자 수납홈(101a)에 로드(200)를 삽입하여 안착한다.As shown in the figure, the screw portion 102 of the pedicle screw nail 100 is fixed to each pedicle 500, the rod 200 in the U-shaped receiving groove 101a formed in the head portion 101 Insert and settle down.
이러한 상태에서 수납홈(101a)에 형성된 암나사산에 세트스크류(300)를 일치시킨 후, 세트스크류(300)의 상부에 형성된 렌치삽입홈에 육각렌치등을 삽입하여 회전시킴으로써 세트스크류(300)의 저면이 로드(200)의 외경을 눌러주어 상기 로드(200)는 척추경 나사못(100)의 수납홈내에서 고정되는 것이다. 즉, 척추경(500)과 척추경(500) 사이를 연결하고 있는 로드(200)의 설치상태가 견고하게 유지되는 것이다.In this state, the set screw 300 is aligned with the female thread formed in the receiving groove 101a, and then a hexagon wrench or the like is inserted into the wrench insertion groove formed in the upper portion of the set screw 300 to rotate the set screw 300. The bottom surface presses the outer diameter of the rod 200 so that the rod 200 is fixed in the receiving groove of the pedicle screw 100. That is, the installation state of the rod 200 connecting between the pedicle 500 and the pedicle 500 is maintained firmly.
그러나, 상기와 같은 종래의 척추경 고정장치에서, 로드는 척추를 교정하는데 가장 중추적인 역할을 하게 된다. 따라서, 로드의 재질이나 탄성여부등이 척추경 융합후, 인체에 미치는 영향이 지대하다.However, in such a conventional pedicle fixation device, the rod plays the most important role in correcting the spine. Therefore, the influence of the rod material or elasticity on the human body is great after fusion of the pedicle.
종래의 척추경나사못 로드는 대부분이 의료용 티탄늄 재질로 형성되어 있기 때문에, 로드 자체의 탄성이 없다. 이로 인하여 척추교정수술후, 로드의 모양대로 척추뼈마디가 융합(fusion)된 후에는 정상허리곡선을 유지하기가 힘들다. 또한, 상기 로드의 모양대로 완전히 융합된 후, 척추경 나사못이 박힌 부위의 척추의 위마디 또는 아래 마디에 하중이 집중되기 때문에, 융합후 수년 이후로 또 다른 척추관 협착이나 불안정을 초래하는 문제점이 있다.Conventional pedicle screw rods are mostly formed of a medical titanium material, there is no elasticity of the rod itself. Because of this, it is difficult to maintain the normal waist curve after vertebral surgery, after fusion of vertebral nodes in the shape of rod. In addition, since the load is concentrated in the upper or lower nodes of the spine of the pedicle screw-embedded region after being completely fused in the shape of the rod, there is a problem that causes another spinal canal narrowing or instability after several years after the fusion. .
특히, 외부 요인에 의해 허리에 충격이 가해지는 경우에 로드가 파단되거나, 척추경속에 묻혀지게 될 우려가 다분한 문제점이 있다In particular, when an impact is applied to the waist due to external factors, there is a problem that the rod is broken or buried in the spinal column.
또한, 종래의 로드는 환자 개개인의 척추형상과는 무관하게 일반적인 척추의 형상과 같이 만곡하여 제작되기 때문에, 각각의 단품을 규격화하여 다양한 형상으로 제작하여야 하는 어려움이 따르고, 제작비용을 증가시키는 요인으로 작용하고있다. 이러한 구조의 로드는 척추경 나사못에 연결하는 작업시에도 많은 애로사항을 유발시킨다. 즉, 사람마다 척추경 형상이 다르게 되어 있어, 척추경 나사못이 마디와 마디간에 일률적으로 박혀져 있지 않을 경우, 로드를 장착하기가 매우 어렵게 된다. 이는 탄성이 없는 로드의 물리적 성질과 연관이 있다. 이 경우에는 나사못을 경사지게 비틀어 거리와 방향을 맞추거나, 소정각도범위에서 나사부를 중심으로 헤드부가 자유롭게 회동하는 폴리엑슬 타입 스크류(polyaxial type screw)를 이용하여 헤드부의 각도를 임의로 조절한 후 로드의 설치위치를 맞추어 고정하게 된다. 이와 같이 나사못의 설치 위치가 일률적으로 위치되었는지를 정확하게 파악하여 척추경에 구멍을 뚫어야 하기 때문에 수술의 정밀함을 요하며, 이에 따라 의사의 부담이 가중된다. 또한, 척추경의 만곡형상에 맞는 로드를 제작하고, 나사못의 설치위치를 일률적으로 정하는데, 많은 시간을 할애해야 하기 때문에 수술시간이 길어지는 문제점이 있다.In addition, since the conventional rod is manufactured to be bent like the shape of a general spine irrespective of the shape of the individual spine, it is difficult to standardize each individual product and produce a variety of shapes. Is working. The rod of such a structure causes a lot of trouble even when connecting to the pedicle screw. In other words, the shape of the pedicle is different for each person, it is very difficult to mount the rod if the pedicle screw is not uniformly lodged between the node and the node. This is related to the physical properties of the non-elastic rods. In this case, install the rod after adjusting the angle of the head arbitrarily by using a polyaxial type screw in which the head is freely rotated around the screw part in a predetermined angle range by twisting the screw in an inclined angle. It will be fixed in position. As such, it is necessary to precisely determine the installation position of the screws and to drill holes in the pedicle so as to uniformly position, thereby increasing the burden on the doctor. In addition, to produce a rod that fits the curvature of the pedicle, and uniformly determine the installation position of the screw, there is a problem that the operation time is long because you must spend a lot of time.
이러한 로드가 갖는 문제점을 극복하고자, 종래에는 탄성을 갖는 다양한 구조의 로드가 제안되어 있다. 일예로 실용신안 등록 제0338006호의 척추경 나사못 연결용 탄성로드가 개시되어 있다. 여기에서 개시된 로드는 로드본체부(601)와, 상기 로드 본체부(601)의 중간부분에 탄성연결부(603)를 형성한 구조로 되어 있다. 이는 도3에 도시된 바와 같이, 상기 탄성연결부(603)가 한쪽이 트인 원형고리, 코일스프링, 로드 본체부보다 직경이 작은 바형상으로 이루어진 구조들이다.In order to overcome the problems with such rods, rods of various structures having elasticity have been conventionally proposed. As an example, disclosed is an elastic rod for pedicle screw connection of Utility Model Registration No. 0338006. The rod disclosed herein has a structure in which a rod main body 601 and an elastic connecting portion 603 are formed at an intermediate portion of the rod main body 601. As shown in FIG. 3, the elastic connecting portion 603 has a circular ring having one side, a coil spring, and a bar shape having a diameter smaller than that of the rod main body.
상기와 같이 로드의 중간부분에 탄성연결부를 형성한 구조는 로드본체부의 굽힘(bending)변형을 부여하여 척추경 마디와 마디사이에 일정한 범위내의 유동성을 부여할 수 있는 효과를 나타낸다. 그러나, 상기의 구조는 탄성연결부의 탄성범위가 너무 크기 때문에, 로드 본연의 기능인 척추경 교정기능이 상실하게 되는 문제점을 야기시킨다. 즉, 상기 로드가 척추경 마디와 마디사이를 연결하면서 지지하여야 하는데, 상기에서 제안된 로드구조에서는 로드본체부 각각이 서로 떨어져 있으므로, 상기 로드몸체부가 탄성연결부의 탄성범위내에서 자유자재로 움직일 수 있다. 이에 따라 척추경 마디와 마디간을 견고하게 고정할 수가 없는 문제점을 내포하고 있는 것이다.As described above, the structure in which the elastic connecting portion is formed in the middle portion of the rod gives the bending deformation of the rod body, thereby providing the fluidity within a certain range between the pedicle node and the node. However, the above structure causes a problem that the pedicle correction function, which is the original function of the rod, is lost because the elastic range of the elastic connection part is too large. That is, the rod must support while connecting between the pedicle node and the node. In the rod structure proposed above, since the rod body parts are separated from each other, the rod body part can move freely within the elastic range of the elastic connection part. have. Accordingly, the pedicle segment and the segment between the nodes can not be fixed firmly.
또한, 상기의 척추경 나사못 연결용 탄성로드 구조는 척추경 나사못의 배열이 틀어져 있는 경우, 로드를 연결하기가 여려운 문제점을 여전히 내포하고 있다.In addition, the elastic rod structure for connecting the pedicle screw still has a problem that it is difficult to connect the rod when the arrangement of the pedicle screw is misaligned.
따라서, 본 고안은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 척추경 나사못간을 연결하기 위한 로드를 소정온도에서 플렉시블하게 가변되는 형상기억합금으로 제조하여 나사못이 일률적으로 박혀 있지 않고 소망하는 설치위치에서 어긋나 있더라도, 로드의 형상 및 길이를 가변시켜 연결을 자유롭게 할 수 있는 척추경 고정장치를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the above problems, the rods for connecting the pedicle screw between the manufacture of a shape memory alloy that is flexibly variable at a predetermined temperature, the screw is not uniformly stuck in the desired installation It is an object of the present invention to provide a pedicle fixation device that can freely connect by varying the shape and length of the rod even if the position is shifted.
또한, 본 고안은 로드의 중간부분을 코일구조로 성형하여 상기 로드가 척추경의 교정기능을 할 수 있을 정도의 강도를 유지하면서 소정 충격에서 탄성력을 발휘할 수 있도록 하여 척추경 마디와 마디간의 유동성을 부여할 수 있는 척추경 고정장치를 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is formed by forming the middle portion of the rod coil structure to maintain the strength to the extent that the rod can correct the pedicle to give elasticity in a predetermined impact to impart fluidity between the pedicle node and the node Another object is to provide a pedicle fixation device.
도1a는 종래기술에 따른 척추고정장치의 결합구성을 나타낸 사시도.Figure 1a is a perspective view showing a coupling configuration of the spinal fixing device according to the prior art.
도2는 종래기술에 따른 척추경 나사못 로드의 설치상태를 나타낸 사시도.Figure 2 is a perspective view showing the installation state of the pedicle screw rod according to the prior art.
도3은 종래기술에 따른 척추경 나사못 로드의 다양한 형태를 나타낸 예시도.Figure 3 is an illustration showing various forms of pedicle screw rod according to the prior art.
도4는 본 고안에 의한 척추고정장치의 제1 실시예 구성을 나타낸 분해사시도.Figure 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the first embodiment of the spinal column fixing device according to the present invention.
도5는 도4의 결합사시도.5 is a perspective view of the combination of FIG.
도6은 도5의 A-A단면도.6 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG.
도7은 본 고안의 요부인 로드의 다른 실시예를 나타낸 사시도.Figure 7 is a perspective view showing another embodiment of the rod which is the main part of the present invention.
도8은 본 고안의 요부인 척추경 나사못의 다른 실시예 구성을 나타낸 단면도.Figure 8 is a cross-sectional view showing another embodiment configuration of the pedicle screw which is the main part of the present invention.
도9는 본 고안에 의한 척추고정장치의 제2 실시예 구성을 나타낸 분해사시도.Figure 9 is an exploded perspective view showing the configuration of a second embodiment of the spinal column fixing device according to the present invention.
도10은 본 고안에 의한 척추고정장치의 제2 실시예에서 2구의 척추경 나사못을 이용하여 로드의 연속 설치상태를 개략적으로 나타낸 평면도.Figure 10 is a plan view schematically showing a continuous installation state of the rod using the pedicle screw of the two holes in the second embodiment of the spinal column fixing device according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10: 로드 11: 로드 본체부10: rod 11: rod main body
12: 코일스프링 13: 파형12: coil spring 13: waveform
20: 척추경 나사못 21: 헤드부20: pedicle screw 21: head
22: 도랑 23: 나사부22: ditch 23: threaded portion
24: 로드끼움홈 30: 세트스크류24: rod fitting groove 30: set screw
40: 헤드캡40: head cap
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 제1 실시예에서는, 상부에 소정깊이의 수납홈이 형성되며, 상기 수납홈의 바닥부에 축방향으로 터진 도랑(recess)이 적어도 하나 이상 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 저면에 척추경의 상하측으로 소정깊이만큼 박혀지는 나사부를 구비하여 손상된 척추경의 고정대 역할을 하는 척추경 나사못; 소정온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어져 있으며, 상기 수납홈 바닥의 도랑에 안착되어 척추경 나사못간을 연결하여 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 로드; 및 상기 척추경 나사못의 수납홈에 삽입되며, 상기 로드가 유동되는 것을 방지하도록 가압하는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the first embodiment of the present invention, a storage groove having a predetermined depth is formed on an upper portion thereof, and a head portion having at least one recess formed in an axial direction at the bottom of the storage groove; A pedicle screw which serves as a holder for a damaged pedicle by having a screw part embedded in the bottom surface of the head part by a predetermined depth up and down the pedicle; A rod consisting of a shape memory alloy transformed at a predetermined temperature, the rod being seated in a ditch of the bottom of the receiving groove to connect the pedicle screws to correct the angle and spacing of the pedicle; And it is inserted into the receiving groove of the pedicle screw, characterized in that it comprises a fixing means for pressing to prevent the rod from flowing.
본 고안의 제2 실시예에서는 상부에 적어도 하나 이상의 제1 도랑이 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 저면에 척추경의 상하측으로 소정깊이만큼 박혀지는 나사부를 구비하여 손상된 척추경의 고정대 역할을 하는 척추경 나사못; 소정온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어져 있으며, 상기 헤드부의 제1 도랑에 안착되어 척추경 나사못간을 연결하며, 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 로드; 상기 헤드부 상부에 위치되며, 상기 헤드부의 제1 도랑과 대응하는 저면 위치에 제2 도랑이 형성된 헤드캡; 및 상기 헤드캡과 척추경 나사못간을 고정하며, 상기 제1 및 제2 도랑 사이에 위치된 로드가 유동되는 것을 방지하도록 가압하는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second embodiment of the present invention, a pedicle screw which serves as a holder for a damaged pedicle having a head portion having at least one first groove formed thereon, and a screw portion embedded in the bottom of the head portion by a predetermined depth up and down sides of the pedicle; A rod consisting of a shape memory alloy which is transformed at a predetermined temperature, connected to the first groove of the head, connecting the pedicle screw thread, and correcting the angle and spacing of the pedicle; A head cap positioned above the head part and having a second groove formed at a bottom surface corresponding to the first groove of the head part; And fixing means for fixing the head cap and the pedicle screw, and pressing the rod located between the first and second grooves to prevent the rod from flowing.
본 고안의 제1 및 제2 실시예에서, 상기 척추경 나사못의 헤드부는 소정위치에 로드의 단부를 끼워고정하기 위한 로드끼움홈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이는 변태된 로드가 형상복원될 때, 척추경 나사못에 로드가 견고하게 고정되도록 하기 위함이다.In the first and second embodiments of the present invention, the head portion of the pedicle screw is characterized in that it further comprises a rod fitting groove for fixing the end of the rod in a predetermined position. This is to ensure that the rod is firmly fixed to the pedicle screw when the morphological rod is restored.
또한, 상기 헤드부의 도랑을 2개 형성하는 경우에는 별도의 커넥터가 필요없이 로드를 연속하여 지그재그로 설치할 수 있는 특징을 갖는다.In addition, in the case of forming two grooves of the head portion, it is possible to install the rods in a zigzag form without requiring a separate connector.
상기 로드는 형상기억합금의 변태온도인 10℃이하에서 마르텐사이트(martensite)상을 가지며 36.5℃이상에서는 오스테나이트(austeniste)상으로 변태되는 성질을 가짐으로써, 척추경 나사못의 배열이 어긋나게 설치된 경우에도, 로드의 형상 및 길이를 가변시킨 상태에서 설치하기 때문에, 간단하고 신속하게 설치작업을 할 수 있는 특징을 갖는다.The rod has a martensite phase at or below 10 ° C., which is a transformation temperature of the shape memory alloy, and has a property of transforming to an austenite phase at or above 36.5 ° C., even when the arrangement of the pedicle screws is misaligned. Since it is installed in the state which changed the shape and length of a rod, it has the characteristic that installation work can be performed simply and quickly.
또한, 상기 로드는 바형태로 이루어진 로드 본체부와, 상기 로드 본체부의 직경과 동일한 직경을 가지고 로드 본체부의 소정구간에 형성되어 소정 충격강도에 탄성력을 발휘하는 탄성부를 포함함으로써, 척추경 마디와 마디사이의 유동성을 부여할 수 있어 허리의 부담을 덜 수 있는 특징을 가진다.In addition, the rod includes a rod body portion having a bar shape, and an elastic portion having a diameter equal to the diameter of the rod body portion and formed in a predetermined section of the rod body portion to exert an elastic force at a predetermined impact strength. It can be given the fluidity between it has a feature to reduce the burden on the waist.
이하, 첨부된 도4 내지 도10의 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings of FIGS. 4 to 10.
본 고안에 의한 척추경 고정장치는 형상기억합금으로 이루어진 로드를 이용하여 척추경 나사못의 배열이 일률적이지 않더라도 로드의 형상 및 길이를 가변시켜 쉽게 연결할 수 있으며, 소정 이상의 충격강도에 탄성을 발휘하여 마디와 마디사이의 유동성을 확보할 수 있도록 구현한 것이다.The pedicle fixation device according to the present invention can be easily connected by varying the shape and length of the rod even if the arrangement of the pedicle screw is not uniform using the rod made of the shape memory alloy, and exerts elasticity at a predetermined or more impact strength. It is implemented to secure the fluidity between and nodes.
본 고안의 실시예를 설명하기에 앞서, 본 고안의 주요부인 로드를 재질인 공지의 형상기억합금에 대하여 간략히 설명한다.Prior to describing an embodiment of the present invention, a brief description will be given of a known shape memory alloy of the rod material, which is the main part of the present invention.
일반적으로, 형상기억합금이란 미리 지정된 일정한 온도에서는 항상 정해진 형태로 복귀되는 특성을 가지는 합금을 말하는 것으로서, 예를 들어, 형상기억합금으로 어떤 물건을 제조한 경우, 장시간 사용함으로써 그 모양이 처음의 그것과 많이 달라졌다 하더라도 미리 지정 또는 기억되었던 온도 환경을 맞춰주면 원래의 형태로 복원되는 성질을 가지고 있다. 즉, 형상기억합금은 마르텐 사이트((martensite)상에서 변태되었다가, 열을 가하게 되면, 오스테나이트(austeniste)상에서 그 모양을 기억하여 원래의 형대로 복원되는 것이다. 이와 같은 형상기억합금은 니켈(Ni)/티타늄(Ti) 합금을 제조한 이후 실용화가 상당히 진척되었으며, 현재는 구리/아연, 구리/알루미늄/니켈, 구리/알루미늄/망간, 구리/주석, 니켈/알루미늄, 금/구리/아연 합금 등 수많은 종류의 형상기억합금이 알려져 있는 상황이다. 특정 온도에서는 항상 특정 형상으로 복귀된다는 특성상, 형상기억합금은 공학, 의료 분야 등에서 널리 사용되고 있는데, 예를 들면, 인공위성의 안테나, 온실 창의 개폐장치, 인공관절, 치열교정 와이어 등으로 이용되고 있다.In general, the shape memory alloy refers to an alloy that has a characteristic of always returning to a predetermined form at a predetermined predetermined temperature. For example, when a product is manufactured from the shape memory alloy, its shape is obtained by using it for a long time. Even though the temperature is very different, it is restored to its original form by adapting the previously designated or memorized temperature environment. In other words, the shape memory alloy is transformed on a martensite, and when heat is applied, the shape memory alloy is restored to its original shape on the austenite, and the shape memory alloy is nickel (Ni). Since the manufacture of) / titanium (Ti) alloys, the practical use has progressed considerably, and now copper / zinc, copper / aluminum / nickel, copper / aluminum / manganese, copper / tin, nickel / aluminum, gold / copper / zinc alloy, etc. Many types of shape memory alloys are known, and due to the fact that they always return to a specific shape at a certain temperature, shape memory alloys are widely used in engineering and medical fields. It is used for joints, orthodontic wires, and the like.
본 고안의 실시예에서는 이러한 여러가지 형상기억합금중에서 인체에 무해한 형상기억합금을 이용하여 로드를 제작한 것이다.In the embodiment of the present invention is made of a rod using a shape memory alloy harmless to the human body among these various shape memory alloys.
본 고안에 따른 제1 실시예에서의 상기 로드(10)는 도4 내지 도6에 도시된 바와 같이, 양단부가 "ㄷ"자 형태로 절곡되어 있는 바형태의 로드 본체부(11)와,상기 로드 본체부(11)의 중앙부 소정구간에 형성되어 소정의 충격강도가 로드에 제공되었을 때 탄성력을 발휘하는 탄성부를 포함한다.The rod 10 in the first embodiment according to the present invention, as shown in Figures 4 to 6, both ends of the rod-shaped rod main body portion 11 is bent in a "c" shape, and It is formed in a predetermined section of the center portion of the rod body portion 11 includes an elastic portion that exerts an elastic force when a predetermined impact strength is provided to the rod.
상기 탄성부는 코일스프링(12) 형태의 구조로 이루어져 있으며, 이 코일스프링(12)의 직경은 로드 본체부(11)의 직경과 동일하다. 상기 탄성부는 다른 예로서 도7에 도시된 바와 같이 소정 피치간격으로 파형(13)형태로 연속하여 굴곡진 형태로 이루어질 수 있다. 상기 로드(10)의 직경은 통상 2 ∼ 7mm까지 있으며, 0.5mm간격으로 설정된다.The elastic portion has a structure in the form of a coil spring 12, the diameter of the coil spring 12 is the same as the diameter of the rod body portion (11). As another example, as shown in FIG. 7, the elastic part may be continuously curved in the form of a waveform 13 at a predetermined pitch interval. The diameter of the rod 10 is usually up to 2 to 7 mm, and is set at 0.5 mm intervals.
상기와 같은 로드(10)의 구조에 의해, 상기 로드가 척추간의 간격 및 각도를 적정하게 유지하여 척추경을 교정한 상태에서, 허리를 구부리거나, 뒤틀었을 때, 또는 허리에 외부 충격이 가해졌을 때, 코일스프링(12)이 탄성을 발휘하여 마디와 마디 사이의 완충역할을 하게 된다.By the structure of the rod 10 as described above, when the rod is bent, twisted, or the external impact is applied to the waist while the rod is corrected by maintaining the interval and angle between the vertebrae properly. At this time, the coil spring 12 exerts elasticity and acts as a buffer between the nodes and the nodes.
상기 로드(10)의 형상기억모재는 변태온도인 10℃이하에서 마르텐사이트(martensite)상을 가지며, 36.5℃이상에서는 오스테나이트(austeniste)상으로 변태되는 성질을 갖는다.The shape memory base material of the rod 10 has a martensite phase at a transformation temperature of 10 ° C. or less, and has a property of transforming to an austenite phase at 36.5 ° C. or more.
상기 로드(10)는 형상기억모재의 양단부를 "ㄷ"자 형태로 절곡하고, 중앙부구간을 코일형태로 가공한 후 650 ∼700℃온도에서 약 1시간정도 형상기억 열처리하여 제조됨으로써 특정온도에서 변화되는 형상기억합금의 특성을 갖게 된다. 따라서, 상기 로드(10)는 대략 변태온도인 10℃이하에서 마르텐사이트 상태를 갖게 되므로, 실온에서는 외력에 의해 쉽게 그 형상이 변형된다. 그리고, 특정 설정온도인 형상회복온도로 본 고안에서 설정한 인체의 온도인 36.5℃이상에서는 오스테나이트상태로 변태되도록 설정되어 있다.The rod 10 is bent at both ends of the shape-memory base material in the form of "c", and processed in the form of a coil in the center section, and manufactured by shape-memory heat treatment for about 1 hour at a temperature of 650 ~ 700 ℃ to change at a specific temperature It has the characteristics of the shape memory alloy. Therefore, since the rod 10 has a martensite state at about 10 ° C. or less, which is approximately the transformation temperature, its shape is easily deformed by external force at room temperature. The shape recovery temperature, which is a specific set temperature, is set to be transformed into an austenite state at 36.5 ° C. or more, which is the temperature of the human body set in the present invention.
상기 척추경 나사못(20)은 상부에 소정깊이의 수납홈(21a)이 형성되며, 상기 수납홈(21a)의 바닥부에 로드(10)를 안착시킬 수 있도록 축방향으로 터진 도랑(recess)(22)이 적어도 하나 이상 형성된 헤드부(21)와, 상기 헤드부(21)의 저면에 척추경의 상하측으로 소정깊이만큼 박혀지는 나사부(23)를 구비한다.The pedicle screw 20 has an accommodating groove 21a of a predetermined depth formed at an upper portion thereof, and has a recess formed in the axial direction so as to seat the rod 10 at the bottom of the accommodating groove 21a ( At least one head portion 22 is formed, and a screw portion 23 is embedded in the bottom of the head portion 21 by a predetermined depth up and down the pedicle.
상기 척추경 나사못(20)은 로드(10)를 지지하며, 손상된 척추경의 상하측에 소정 간격으로 설치되어 고정대 역할을 한다.The pedicle screw 20 supports the rod 10 and is installed at predetermined intervals on the upper and lower sides of the damaged pedicle to serve as a fixing stand.
상기 척추경 나사못(20)의 수납홈(21a)에는 상기 로드(10)가 유동되는 것을 방지하도록 가압하는 세트스크류(30)가 장착된다. 상기 세트스크류(30)는 외주면에 수나사산(30a)이 형성되며, 상부에 렌치삽입홈(30b)이 형성되어 있다.The receiving groove 21a of the pedicle screw 20 is equipped with a set screw 30 to press the rod 10 to prevent the rod 10 from flowing. The set screw 30 has a male thread (30a) is formed on the outer circumferential surface, the wrench insertion groove (30b) is formed on the top.
상기 세트 스크류(30)가 수납홈(21a)내에서 체결될 수 있도록 하기 위해 상기 수납홈(21a)은 내주면에 암나사산(21b)이 형성되어 있다.A female thread 21b is formed on the inner circumferential surface of the accommodating groove 21a to allow the set screw 30 to be fastened in the accommodating groove 21a.
상기 척추경 나사못(20)은 그의 헤드부(21) 소정위치에 로드(10)의 단부를 끼워고정하기 위한 로드끼움홈(24)을 형성한다. 따라서, 상기 로드(10)가 척추경 나사못(20)의 수납홈(21a)에 삽입되어 도랑(22)에 안착된 후, "ㄷ"자 단부가 로드끼움홈(24)에 끼워져 고정되는 것이다.The pedicle screw 20 forms a rod fitting groove 24 for fitting the end of the rod 10 to a predetermined position of the head portion 21 thereof. Therefore, after the rod 10 is inserted into the receiving groove 21a of the pedicle screw 20 and seated in the groove 22, the end of the "c" is inserted into the rod fitting groove 24 and fixed.
상기 척추경 나사못(20)의 헤드부(21)에는 헤드부(21)가 벌어지는 것을 방지하기 위한 헤드캡(40)을 더 포함할 수 있다. 상기 헤드캡(40)은 필요에 따라 부가적으로 장착하는 것일 뿐, 필수적인 것은 아니다.The head portion 21 of the pedicle screw 20 may further include a head cap 40 to prevent the head portion 21 from opening. The head cap 40 is additionally mounted as necessary, but is not essential.
한편, 상기 헤드부(21)는 변형예로서, 도9에 도시된 바와 같이 도랑(22,22')과 로드 끼움홈(24, 24')을 2개 형성한 예를 제시하고 있다. 이는 연속하여 로드(10)를 설치할 경우에 별도의 커넥터가 필요 없이 지그재그로 로드(10)를 로드끼움홈(24)에 끼워 설치할 수 있는 것이다.On the other hand, the head portion 21, as a modification, as shown in Fig. 9 shows an example in which two grooves 22, 22 'and two rod fitting grooves 24, 24' are formed. This is to install the rod 10 into the rod fitting groove 24 in a zigzag without the need for a separate connector when installing the rod 10 in a row.
본 고안의 제1 실시예에서는 상기 로드(10)의 양단부가 "ㄷ"자 형태로 절곡되고, 척추경 나사못(20)에 도랑(22)과 로드끼움홈(24)이 마련된 구조로 되어 있으나, 이에 국한하는 것은 아니다. 일예로 상기 로드(10)는 형상기억합금으로 제조되되, 로드본체부(11)가 절곡되지 않은 직선형 바형태 또는 "ㄱ"자 형태로 이루어질 수 있다. 이와 같이 변형된 상기 로드(10)는 헤드부의 수납홈내에서 세트스크류에 의해 견고하게 고정되므로, 유동에 의한 문제는 없게 된다. 이러한 변형구조의 로드(10)는 종래의 구조에서와 같이 내주면에 암나사가 형성된 수납홈을 갖는 헤드부와, 척추경에 삽입되는 나사부를 구비한 척추경 나사못과; 상기 수납홈에 형성된 암나사와 체결되는 세트스크류를 포함하는 구조에 적용할 수 있는 것이다.In the first embodiment of the present invention, both ends of the rod 10 are bent in a "c" shape, and the groove 22 and the rod fitting groove 24 are provided in the pedicle screw 20, It is not limited to this. For example, the rod 10 is made of a shape memory alloy, the rod body portion 11 may be formed in a straight bar form or "b" shape is not bent. The rod 10 deformed in this way is firmly fixed by the set screw in the receiving groove of the head portion, there is no problem due to the flow. The rod 10 of the deformed structure includes a pedicle screw having a head portion having a female groove formed on the inner circumferential surface and a screw portion inserted into the pedicle, as in the conventional structure; It is applicable to a structure including a set screw fastened to the female screw formed in the receiving groove.
다음, 본 고안의 제2 실시예를 도8을 참조하여 설명한다.Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
전술한 제1 실시예와 동일구성에 대해서는 동일부호를 병기한다.The same reference numerals are given to the same components as in the first embodiment described above.
도면에 도시된 바와 같이, 척추경 나사못(20)은 상부에 로드(10)를 안착시키기 위한 적어도 하나 이상의 제1 도랑(56, 56')이 형성된 헤드부(21)와, 상기 헤드부(21)의 저면에 척추경의 상하측으로 소정깊이만큼 박혀지는 나사부(23)를 구비한다. 또한, 상기 제1 도랑(56, 56')과 동일 세로축선상의 하부에는 로드끼움홈(24)이 형성되며, 상기 제1 도랑(56, 56')의 근접부에는 소정 깊이만큼 나사홈(57)이 형성된다.As shown in the figure, the pedicle screw 20 has a head portion 21 formed with at least one first groove 56, 56 'for seating the rod 10 thereon, and the head portion 21 The lower surface of the) is provided with a screw portion 23 is embedded in the upper and lower sides of the pedicle by a predetermined depth. In addition, a rod fitting groove 24 is formed at a lower portion on the same vertical axis as the first grooves 56 and 56 ', and a screw groove 57 is formed to a predetermined depth in the vicinity of the first grooves 56 and 56'. ) Is formed.
상기 헤드부(21)의 상부에는 제1 도랑(56, 56')과 대응하는 저면 위치에 제2 도랑(59, 59')이 형성된 헤드캡(55)이 설치된다. 또한, 상기 헤드캡(55)과 헤드부(21)를 결합하되, 헤드캡(55)을 관통하여 나사홈(57)에 체결됨으로써, 제1 도랑(26, 26')에 안착된 로드(10)가 유동되는 것을 방지하기 위한 고정 스크류(58)가 설치된다.The head cap 55 having the second grooves 59 and 59 ′ is formed at a bottom surface corresponding to the first grooves 56 and 56 ′ in the upper portion of the head portion 21. In addition, the head cap 55 and the head portion 21 is coupled to each other, and is fastened to the screw groove 57 by penetrating the head cap 55, so that the rod 10 seated in the first grooves 26 and 26 '. ) Is provided with a fixing screw 58 to prevent flow.
상기 헤드부(21)의 제1 도랑(26)이 1개 형성되어 있을 경우에는 상기 제1 도랑(26)의 양측으로 나사홈(57)이 형성되며, 제1 도랑(26, 26')이 2개 형성되어 있을 경우에는 그들의 중앙부에 나사홈(57)이 형성된다.When one first groove 26 of the head portion 21 is formed, screw grooves 57 are formed on both sides of the first groove 26, and the first grooves 26 and 26 ′ are formed. When two are formed, the screw groove 57 is formed in the center part of them.
본 도에서는 상기 제1 도랑(26, 26')이 2개 형성된 예를 보여주고 있는데, 이는 로드(10)를 지그재그로 연속하여 설치할 경우를 위해 마련된 것이다.In this figure, an example in which two first grooves 26 and 26 'are formed is provided, which is provided for the case in which the rod 10 is continuously installed in a zigzag pattern.
상기 로드(10)는 제1 실시예와 동일한 구조를 가지므로 여기서의 상세한 설명은 생략한다Since the rod 10 has the same structure as that of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
상기와 같이 구성된 본 고안에서 제1 실시예 구조를 참조하여 척추경에 설치하는 과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the structure of the pedicle with reference to the first embodiment in the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 척추경 나사못(20)을 연결시키고자 하는 각각의 척추경에 수직방향으로 나사결합시킨다. 그리고, 로드(10)를 척추경 나사못(20)의 수납홈(21a)에 끼우기에 앞서, 상온(10℃내외)에서 로드(10)가 변태되도록 하여 코일스프링(12)의 길이를 늘인다. 이와 같이 변태된 로드(10)의 로드본체부(11)를 각각의 척추경 나사못(20)의 수납홈(21a) 바닥에 형성된 도랑(22)에 안착시킴과 동시에, 로드본체부(11)의 "ㄷ"자 단부를 헤드부(21)의 로드끼움홈(24)에 끼운다.First, it is screwed in the vertical direction to each pedicle to be connected to the pedicle screw 20. Then, before the rod 10 is inserted into the receiving groove 21a of the pedicle screw 20, the length of the coil spring 12 is increased by allowing the rod 10 to be transformed at room temperature (about 10 ° C). The rod body portion 11 of the rod 10 transformed in this way is seated in the groove 22 formed at the bottom of the receiving groove 21a of each pedicle screw 20, and the rod body portion 11 of the rod body portion 11 is Insert the end of the letter "c" into the rod fitting groove 24 of the head portion (21).
상기 상태에서, 세트 스크류(30)를 헤드부(21)의 수납홈(21a)에 형성된 암나사산(21b)에 체결한후 렌치를 이용하여 상기 세트 스크류(30)를 조이게 되면, 상기 세트 스크류(30)의 바닥부가 로드(10)를 눌러 가압함으로써 상기 로드(10)의 설치작업이 완료된다.In the above state, when the set screw 30 is fastened to the female thread 21b formed in the accommodating groove 21a of the head portion 21, and the set screw 30 is tightened using a wrench, the set screw ( The installation of the rod 10 is completed by pressing the rod 10 at the bottom of the rod 30.
이와 같이 로드(10)의 설치가 완료되면, 상기 로드(10)에 형상회복온도인 36.5℃이상이 되도록 열원을 발생하는 수술기구등을 이용하여 소정온도의 열을 제공함으로써, 길이가 늘어난 상기 코일스프링(12) 구간이 오스테나이트 상태로 변태되어 원래의 길이를 회복하게 된다.In this way, when the installation of the rod 10 is completed, by providing a heat of a predetermined temperature by using a surgical instrument for generating a heat source such that the shape recovery temperature of 36.5 ℃ or more to the rod 10, the length of the coil is increased The section of the spring 12 is transformed to the austenite state to restore the original length.
이때, 상기 코일스프링(12)이 형상복원하는 과정에서 로드끼움홈(22)에 끼워진 로드 본체부(11)의 단부가 견고하게 고정되어 상기 로드끼움홈(22)으로부터 로드본체부(11)의 단부가 이탈되지 않게 되는 것이다.At this time, in the process of restoring the shape of the coil spring 12, the end of the rod main body portion 11 fitted into the rod fitting groove 22 is firmly fixed so that the rod body portion 11 of the rod spring groove 22 is fixed. The end will not be separated.
상기와 같이, 척추경 나사못(20)의 배열이 조금 어긋난다 하더라도, 로드(10)의 형상을 어긋난 각도만큼 구부려 위치를 맞추고, 로드 고정작업을 행함으로써, 로드 고정작업을 매우 간단하게 할 수 있는 것이다. 또한, 상기 로드(10)는 척추경이 융합된 후에 인체의 운동에 따른 굽힘동작이나 뒤트는 동작시, 코일스프링(12)의 굽힘(bending) 변형되었다가 원상태로 복원되는 탄성작용에 의해 고정된 척추경 마디간의 유동성을 제공하게 된다.As described above, even if the arrangement of the pedicle screw 20 is slightly misaligned, the rod fixing operation can be made very simple by bending the shape of the rod 10 by the displaced angle to adjust the position and performing the rod fixing operation. . In addition, the rod 10 is the spine fixed by the elastic action that is deformed after the bending (bending) of the coil spring 12 is restored to its original state during the bending motion or twisting motion according to the movement of the human body after the pedicle is fused This provides fluidity between the nodes.
한편, 상기 로드(10)의 설치과정에서, 연속하여 로드를 연결할 경우에는 도9에 도시된 바와 같이, 척추경 나사못(20)의 헤드부(21)에 도랑(22, 22')이 2구 형성된 구조를 이용하여 로드(10)를 설치한다. 이때, 상기 헤드부(21)의 안쪽도랑(22)에 설치된 로드(10)와 바깥쪽 도랑(22')에 설치된 로드(10')를 서로 지그재그로 설치한다. 이와 같이 2구의 도랑(22, 22')이 형성된 헤드부(21)를 이용함으로써 별도의 로드의 연속설치를 위한 커넥터가 필요없게 되는 것이다.On the other hand, in the installation process of the rod 10, in the case of connecting the rod continuously, as shown in Figure 9, two grooves 22, 22 'in the head portion 21 of the pedicle screw 20 The rod 10 is installed using the formed structure. At this time, the rod 10 installed in the inner groove 22 of the head portion 21 and the rod 10 'installed in the outer groove 22' are installed in a zigzag. By using the head portion 21 in which the two grooves 22 and 22 'are formed in this way, a connector for continuous installation of a separate rod is not necessary.
이상, 본 고안의 실시예를 구체적으로 설명하였으나, 본 고안은 상기의 실시예에 한정하는 것은 아니고, 본 고안의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 여러 가지 변경, 변형이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.As described above, embodiments of the present invention have been described in detail, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes and modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.
전술한 바와 같이 본 고안에 따르면, 소정 간격으로 척추경에 삽입 설치된 척추경 나사못간을 연결하여 척추간의 간격 및 각도를 일정하게 유지시키는 로드를 소정온도에서 변태되는 형상기억합금으로 제조한다. 이에 따라 로드를 척추경 나사못에 설치시, 로드의 형상 및 길이를 설치가 용이한 상태로 변태시킨 후 척추경 나사못에 거치시키기 때문에 연결작업을 간단히 이룰 수가 있다. 비록 초기 수술과정에서 척추경 나사못의 배열이 어긋난다 하더라도, 로드의 형상을 변형시킨 후 거치시킬 수가 있으므로 로드의 설치작업을 신속하게 행할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a rod for connecting the pedicle screw inserted into the pedicle at predetermined intervals is manufactured as a shape memory alloy transformed at a predetermined temperature to maintain a constant distance and angle between the vertebrae. Accordingly, when the rod is installed on the pedicle screw, the shape and length of the rod is transformed into an easy-to-install state, and then the rod is mounted on the pedicle screw. Although the arrangement of the pedicle screw is misaligned during the initial operation, it is possible to mount the rod after deforming the shape of the rod so that the rod can be quickly installed.
또한, 본 고안은 상기 로드의 일정구간을 탄성부로 성형함으로써, 다수의 융합된 척추경 마디와 마디사이에 하중이 집중되지 않고, 분산할 수 있어 허리의 부담을 덜어줄 수 있다. 또한, 척추경 마디간의 유동성을 부여하므로, 환자 개개인의 정상 척추형상에 맞게 융합되는 효과가 생긴다. 수술후 수년후에 발생하는 척추경나사못이 고정된 위, 아래 마디의 합병증을 최소한으루 줄일 수 있는 다른 효과가 있다.In addition, the present invention by forming a predetermined section of the rod into the elastic portion, the load is not concentrated between the plurality of fused pedicle nodes and nodes, can be distributed can reduce the burden on the waist. In addition, since the fluidity between the pedicle nodes is imparted, there is an effect that is fused to the normal spine shape of each patient. There are other effects that can minimize the complications of the upper and lower nodes with pedicle screws fixed several years after surgery.
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| KR20-2004-0027375U KR200372135Y1 (en) | 2004-09-23 | 2004-09-23 | Vertebral fixation apparatus having length variable type rod and pedicle screws |
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2004
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