KR20070042116A - 척추 기형의 교정을 위한 동적 척추 고정 장치 및 방법 - Google Patents

척추 기형의 교정을 위한 동적 척추 고정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 구현예는 척추 기형의 교정을 위한 동적 척추 고정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 척추체의 경직된 교착 없이 척추 기형의 교정을 하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 모든 형태의 측만증이나 척추에 영향을 주는 부정 정렬 등을 포함하는 척추 기형의 교정에 유용하다. 장치 및 부재들의 배치는 수술을 통해 및/또는 척추 및 척추골의 점진적인 성장을 통해 3차원적인 척추 기형의 교정을 가능하게 한다.
척추 기형, 앵커 수단 , 신축성 연결 수단, 뼈 고정 장치

Description

척추 기형의 교정을 위한 동적 척추 고정 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR DYNAMIC SPINAL FIXATION FOR CORRECTION OF SPINAL DEFORMITIES}
본 발명의 일 구현예는 척추 기형의 교정을 위한 동적 척추 고정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 척추체의 경직된 교착 없이 척추 기형의 교정을 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
기형 교정을 위한 척추골 간의 연결 장치는 무수히 많다. 이러한 장치들은 통상적으로 로드(rod)에 기초한 시스템에 의하여 연결된 여러 형태의 뼈 고정 장치(케이블, 후크, 스크루우)를 포함하여 이루어진다. 어떠한 기형은 이러한 장치에 의하여, 부분적으로는 외과 의사가 적절하게 로드를 시술하는 능력에 의존하여, 교정될 수 있다. 로드에 의하여 부여된 경직성은 척추의 이동성을 감소시키며, 이에 의하여 관절 고정(척추골 간의 척추 융합)을 야기시킨다.
후자와 같은 척추 장치들은 척추를 움직이지 못하게 하기 때문에 척추 기형 어린이들의 척추의 해당 부분에 대한 성장이 정지하게 된다. 이러한 장치들이 야기하는 또 다른 문제점은(특히 뼈가 다 성장한 사람에서) 단단한 장치의 말단부에서 보여지는 부하의 상승이다. 이것은 척추 (특히 추간판, 척추관절 연결부, 인대 등)의 퇴화와 손상을 가속시킨다.
이러한 장치들의 또 다른 문제점은 주로 시상면과 관상면에서, 최소한으로 척추골의 회전에서, 척추 기형 교정의 메카니즘에 관한 것이다. 후자의 회전은 곧은 척추에서 척추골의 수평면에 관한 것이다. 통상의 척추에서 척추골의 후면 인자들은 뒤에서 보면 대칭으로 정렬되어 있으나, 척추 측만증에서 나타나는 척추골의 회전은 척추골의 후면 인자들을 융기된 곡선으로 벗어나게 한다. 현재의 장비 시스템에서 척추 회전의 치료 실패는 척추 기형 및 갈비뼈 대칭 손상을 야기시킨다. 또 다른 문제점은 이러한 장비 시스템이 심각한 불량을 동반할 수 있는 외과적 시술방법에 의한다는 점이다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 종래 여러 가지가 제안되었다. 예를 들어, 미국특허 제5,092,866호(그리고 이의 재발급 특허 36,221호)에는 하나 또는 그 이상의 신축성 인대를 포함하는 신축성 척추간 안정장치가 개시되어 있다. 신축성 인대는 스크류우와 같은 척추골 고정 요소에 붙어 있다. 신축성 인대의 수축력(또는 인장력)은 환자가 등을 돌리거나 이완할 때 방해하지 않도록 척추골 간의 충분한 간격을 유지함으로써, 척추의 결함이나 기형의 보정이 가능하도록 한다.
미국특허 제5,281,223호 및 5,385,565호에는 척추 측만 위치에서 후굴 위치로 조절 받는 동안 측만된 척추를 디로테이팅(derotating)하는 장치 및 방법이 개시되어 있다. 해당하는 척추체에 디로테이팅 힘을 가하기 위하여 연장을 사용하여척추를 일치시키며, 이후 척추를 로드나 이와 유사한 단단한 고정 장치로 고정시킨다.
미국특허 제6,551,320호에 척추체에 앵커를 설치하고, 앵커내의 통로를 통하 여 케이블을 삽입하고, 부정정열된 척추골을 정열하기 위하여 케이블을 조이며, 이후 비신축 케이블을 조임으로써 척추를 고정시킨다. 최근의 발전은 척추체가 서로 융합되거나 고정됨이 없이 교정하는 시도를 하고 있다. 미국특허 제 6,296,643호, 6,299,613호 및 6,436,099호에는 척추 기형의 비융합 치료방법에 대한 여러 기술을 개시하고 있다. 상기 문헌들은 일반적으로 척추체에 접합하는 고정 장치(또는 블록, blocks), 고정장치 또는 블록에 부착되는 사슬에 대하여 개시하고 있다.
상기의 공지된 장치, 기구, 시스템 및 방법과 관련된 불이익, 염려, 및/또는 문제들과 관련된 기재는 본 발명의 일구현예에서 이를 제외하는 것으로 해석되어서는 안된다. 실제로, 본 발명의 여러 구현예들은 하나 이상의 공지된 장치, 기구, 시스템이나 방법들을 전술한 불이익, 염려나 문제점을 겪지 않고 포함할 수 있다.
상대적으로 시행하기 간단하고 손쉬운 척추 기형의 무융합 치료법을 제공할 필요성이 있다. 척추체간에 영구적으로 고정됨이 없이 부적절하게 뒤틀리고 정렬된 척추체를 디로테이트하기 위하여 무융합 방법을 제공할 필요성이 또한 있다. 또한, 기형 교정을 위하여 뼈가 미성숙한 개인들의 척추의 자연 성장을 허용하는 척추 기형 치료법을 제공할 필요성이 있다.
본 발명의 일구현예는, 성장 잠재력이 있는 골격이 미성숙한 개인들에게 영향을 주는 형태를 포함하여 특발성 척추 측만증과 같은 척추 기형의 치료를 위한 개선과 해결책을 제공함으로써 이러한 요구를 만족시킨다. 본 발명의 일구현예는 신축성 연결재를 사용함과 동시에 척추골 앵커 수단 및/또는 신축성 연결재를 비선형적으로 설치함으로써, 시술 기간 동안 또는 골격이 미성숙한 개인들의 지속적인 척추 성장과 함께 점진적인 방법으로 척추 기형의 교정을 가능하게 한다. 본 발명의 일구현예는 또한 최소한의 외과적인 방법에 의해 교정이 가능하게 한다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 세 개의 서로 다른 척추체에 각각 앵커링하기 위한, 상기 앵커 수단은 선택적으로 비선형적 방법으로 척추체에 위치할 수 있는 적어도 세개의 앵커 수단을 포함하는 골격이 성숙되었거나 미성숙된 척추의 척추 기형 치료 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 비선형적 방법으로 척추 앵커 수단에 부착하기 위한 적어도 하나의 신축성 연결 수단을 추가로 포함한다. 일구현예에 따르면, 골격이 미성숙한 척추에 있어서, 신축성 연결 수단은 적어도 한쪽의 방향으로 척추의 성장을 제한함으로써 척추 앵커 수단 및 신축성 연결 수단에 인장력을 발생시켜 척추 성장 전의 신축성 연결 수단보다 척추 성장 후의 신축성 연결 수단이 보다 덜 비선형적으로 되게 한다. 기형의 교정은 골격이 성숙하거나 미성숙한 환자에 있어서, 수술시 신축성 연결 수단에 인장력을 가하고, 이후 이를 확보함으로써 달성할 수 있다. 신축성 연결 수단의 신축적 특성으로 인하여, 종래 기술에서 공지된 경직성 케이블 고정 시스템에 비하여 이동성이 악화되지 않는다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 적어도 서로 다른 세개의 척추체에 적어도 세개의 앵커를 위치시키는 방법을 포함하는 골격이 미성숙한 척추에서의 척추 기형 치료방법을 제공한다. 앵커들은 선택적으로 수직 배열이 아닌 방법으로 위치할 수 있다. 상기 방법은, 신축성 연결 수단이 비선형이 되도록 적어도 세개의 앵커에 신축성 연결 수단을 부착하는 방법을 추가로 포함한다. 본 발명의 일구현예에 따르면, 신축성 연결 수단은 적어도 한쪽의 방향으로 척추의 성장을 제한함으로써 척 추 앵커 수단 및 신축성 연결 수단에 인장력을 발생시켜 척추 성장 전의 신축성 연결 수단보다 척추 성장 후의 신축성 연결 수단이 보다 덜 비선형적으로 되게 한다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 골격이 성숙한 경우와 같이, 상기 방법은 인장력을 가하기 전보다 인장력을 가한 후에 보다 덜 비선형적이 되는 신축성 연결수단에 인장력을 가한 후 신축성 연결수단을 적어도 하나의 앵커에 확보하는 방법을 추가로 포함한다.
이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다
하기 기술되는 본원 발명의 구현예에 대한 이해를 증진시키기 위하여, 바람직한 구현예에 기준(reference)이 설정되고, 이를 설명하기 위하여 특정한 언어가 사용될 것이다. 이하에서 사용되는 용어는 상기 특정한 구현예의 기술을 위하여 사용되는 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 개시에서 사용되었듯이, 단수 관사 "a", "an", "the" 등은 특별한 기재가 없으면 복수를 포함하는 것으로 해석된다. 따라서 예를 들어 "척추골 앵커"는 하나의 앵커뿐만 아니라 다수의 앵커를 포함할 수 있으며, "신축성 연결수단"은 하나 또는 그 이상의 신축성 연결수단을 포함할 수 있다.
본 기술을 통하여, "비선형(non-linear)"이라는 용어는 척추체에서 앵커 수단의 위치와 관련되어 사용되는 한, 앵커 수단이 인접한 척추체에 비선형적으로 앵커되며 및/또는 신축성 연결 요소에의 연결도 비선형임을 나타낸다. 즉, 비선형이란 세 개의 인접한 척추체에 있는 세 개의 앵커 사이에 직선을 그을 수 없는 것을 나타낸다. 비선형은 또한 앵커 수단이 인접한 척추체 상의 서로 다른 위치, 하나는 인접한 척추체의 후면에 위치하고 다른 하나는 전면에 위치하는 것을 나타낼 수도 있다. 본 발명의 일구현예는 하나 이상의 앵커를 포함하는 앵커 수단을 사용하는 것에 관한 것이다. 상기 구현예에서, 앵커 수단은 선형일 수도 있으나 신축성 연결 수단은 비선형 앵커 수단에 부착된다(즉, 신축성 연결 수단을 부착한다는 것은 앵커 수단을 한 척추체에서 다른 척추체로 교환하는 것을 의미한다)
본 발명의 일구현예는, 세 개의 서로 다른 척추체에 각각 앵커링하기 위한, 상기 앵커 수단은 선택적으로 비선형적 방법으로 척추체에 위치할 수 있는 적어도 세개의 앵커 수단을 포함하는 골격이 성숙되었거나 미성숙된 척추의 척추 기형 치료 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 비선형적 방법으로 척추 앵커 수단에 부착하기 위한 적어도 하나의 신축성 연결 수단을 추가로 포함한다. 일구현예에 따르면, 골격이 미성숙한 척추에 있어서, 신축성 연결 수단은 적어도 한쪽의 방향으로 척추의 성장을 제한함으로써 신축성 연결 수단에 인장력을 발생시켜 척추 성장 전의 신축성 연결 수단보다 척추 성장 후의 신축성 연결 수단이 보다 덜 비선형적으로 되게 한다. 골격이 성숙한 척추의 세팅(setting)에 있어서, 신축성 연결수단간의 상호 작용하는 인장력은 척추에서 척추골 간의 배열을 바꾸는데 영향을 줄 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 앵커들이 수직으로 정렬하지 않도록 적어도 서로 다른 세개의 척추체에 적어도 세개의 앵커를 위치시키는 방법을 포함하는, 골격이 미성숙한 척추에서의 척추 기형 치료방법을 제공한다. 상기 방법은, 신축성 연결 수단이 비선형이 되도록 적어도 세개의 앵커에 신축성 연결 수단을 부착하는 방법을 추가로 포함한다. 본 발명의 일구현예에 따르면, 신축성 연결 수단은 적어도 한쪽의 방향으로 척추의 성장을 제한함으로써 신축성 연결 수단에 인장력을 발생시켜 척추 성장 전의 신축성 연결 수단보다 신축성 연결 수단이 보다 덜 비선형적으로 되게 한다.
골격이 성장한 척추에 있어서, 신축성 연결수단 사이에 작용하는 인장력은 척추에서 척추골 간의 배열을 변하게 할 수 있다.
본 발명의 일구현예는 특히 비선형적으로 임플랜트되고, 신축성 연결수단으로 서로 연결된 적어도 3개의 척추골 앵커 수단을 포함하는 시스템에 관계한다. 신축성 연결 수단은 생체친화적 인대 또는 사슬, 미국특허 제 5,026,866, 6,296,643, 6,299,613, 6,551,320 및 6,436,099호에 개시된 이와 유사한 물질이 바람직하며, 상기 특허에 개시된 사항은 본원에 포함되는 것이다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 교정이 필요한 척추 기형의 궁융부(convexity)에 앵커 수단을 임플란트하는 것이 바람직하다. 본 발명의 간단한 구현예에 따르면, 신축성 연결 수단으로 연결된 적어도 3개의 척추골에 척추골 하나 당 한개의 앵커 수단이 임플란트된다. 일구현예에서, 시스템이나 구성의 말단에 있는 앵커 수단들이 원하는 척추골들에 동일한 형태로 임플란트 되는 것이 바람직하다. 상기 구현예에서, 중간의 앵커 수단은 말단의 앵커 수단에 비하여 들어가게(inherent offset) 임플란트하는 것이 바람직하다. 따라서, 이 구현예에서 앵커링 수단은 비선형적이 된다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 신축성 연결 수단이 시스템의 양단에 임플란트된 적어도 두개의 앵커 수단에 부착되거나 확보된다. 어떠한 운동 법칙에 구속되는 것을 의도하는 것은 아니지만, 발명자는 상기 구현예에서 척추의 자연 성장은 앵커 수단간의 거리를 증가시켜 시스템의 양단에 있는 앵커 수단간에 디스트랙션(distraction)이 발생한다고 믿는다. 2 곳의 척추골 고정 포인트에서 발생하는 자연적인 디스트랙션은 신축성 연결 수단을 통하여 전달되는 힘에 의해 중간의 앵커 수단을 재정렬시킨다. 이러한 방식으로 구성되는 경우, 이러한 척추의 자연 성장을 통한 중간 앵커 수단의 재정렬은 중간 척추골의 회전을 야기시키며, 따라서 부적절하게 회전된 척추체가 디로테이트되게 된다.
유사한 방법으로, 신축성 연결 수단의 상호 작용 인장력은 골격이 성숙하거나 미성숙한 척추의 척추골 정렬 변화를 허용한다. 인장 후, 신축성 연결 수단은 시스템의 양단에 위치한 앵커 수단의 한쪽 또는 양쪽에 부착될 수 있다. 신축성 연결 수단의 신축 특성으로 인하여, 시스템은 환자에게 충분한 운동성을 허용한다.
상기 구현예들에서, 앵커 수단 시스템은, 척추골의 전방부에 위치하면 기형부의 오목한 쪽이 더욱 많이 성장할 수 있도록 척추 기형의 융골부에 임플란트 된다. 앵커 수단의 후방부 적용에서는, 말단의 앵커 수단은 기형부위의 융골부에 위치하며 중간의 앵커 수단은 오목부에 위치한다. 앵커 수단과 신축성 연결 수단의 조화는 척추골간의 융합을 발생시키지 않고 척추 측만증과 같은 기형의 점진적인 개선을 가져온다. 상기 구현예에서, 앵커 수단과 신축성 연결 수단 시스템은 척추골간의 융합을 발생시키지 않고 성장기의 개인 및 어린이 또는 성인에 있어서 기형이나 측만증 등의 3차원적인 교정을 가능하게 한다. 상기 구현예에서, 척추골 앵커 수단은 척추골의 후방을 통하여 척추에 임플란트되거나(척추 뿌리(pedicles) 고정) 척추골의 전방부에(척추체 고정) 임플란트 되는 것이 바람직하다.
또 다른 구현예에서는, 적어도 3개의 척추골에 척추골 당 2개의 앵커 수단을 임플란트 한다. 상기 구현예에서, 각각의 앵커 수단은 인접한 척추체의 대응하는 앵커 수단에 대하여 선형일 수 있다. 하나의 척추골에 있는 각각의 앵커 수단들은, 필수적인 것은 아니나 우수한 뼈 고착성을 제공하는 것으로 생각되는 평판이나 스테이플 형태의 추가 장치로 상호 연결되는 것이 바람직하다. 상기 구현예에서, 척추골 층(level) 사이에서 척추골 당 오직 한개의 앵커 수단만이 신축성 연결 수단에 연결되며, 신축성 연결 수단은 앵커 수단에 비선형적으로 연결된다. 상기 구현예에서, 앵커 수단은 선정된 척추골 층에서 동일한 방식으로 임플란트된다. 평판 또는 스테이플 타입 장치가 사용되는 경우, 척추골 간 연결에서 신축성 연결 수단과의 다양성 있는 부착을 위하여 앵커 수단이 평판 또는 스테이플 타입 장치에서 호환되는 것이 바람직하다. 앵커 수단의 위치는 각 척추체에 있는 앵커 수단을 연결하기 위한 장치의 고유 구조에 의해 결정된다.
또 다른 구현예에서, 두개의 앵커 수단들이 각각의 척추골에 임플란트되고, 상호 스테이플 타입 장치에 의해 연결된다. 상기 구현예에서, 하나의 척추골에 있는 적어도 두개의 앵커 수단은 척추골 층 간에 신축성 연결 수단과의 부착을 포함한다. 후자는 세개 이상의 척추골 간의 교정 및 세개 이상의 척추골 간의 교정력(corrective force)의 분배를 가능하게 함으로써, 임플란트된 구성의 말단에서의 힘의 집중을 방지한다. 상기 구현예에서, 역학적 특성 특히 척추 성장에의 영향(골격 미성숙의 경우) 및 척추 기형의 교정은 다른 구성과는 상이하다.
상기 각각의 구현예의 장점들이 다른 구현예에서도 동일하게 작용한다는 것은 당업자에게 자명하다. 또한 상기 시스템의 각각의 구성 요소(즉, 앵커 수단, 신축성 연결 수단, 평판 또는 스테이플 타입 장치 등)는 당업자에게 공지된 것이나, 본원에서와 같은 척추 기형에의 특수한 적용 및 임플란트 간의 특수한 상호 연결 및 위치뿐만 아니라 각 구성 요소의 배열은 신규한 것이며 발명성이 있다.
본 구현예에서, 앵커 수단은 뼈에 충분한 앵커를 할 수 있는 것이면 어느 것이나 사용할 수 있다. 적절한 앵커 수단은 뼈 스크루우, 스테이플, 네일, 뼈 성장촉진물질이 코팅된 앵커, 스크루우-앵커 조합 등을 포함하는 것을 뜻한다. 바람직하게는, 앵커 수단은 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명할 뼈 스크루우, 또는 뼈 스크루우와 뼈 스테이플 장치와의 조합이다.
도 1 및 2에는 기형인 척추(척추 측만증)가 도시되어 있다. 임플란트의 위치는 적어도 3개의 척추골(100, 101, 101')을 지나서 기형의 정점의 골융부에 위치한다.(도면에서 A로표시됨) 곡경의 정점에 위치하는 척추골(100)은 중앙 앵커 수단을 수용하며, 척추골 101, 101'는 앵커 수단을 수용하여 비선형적으로 신축성 연결 수단으로 연결된다.
도 2는 척추 측만증의 골융부(Cc)와 오목부(Cv)를 나타내고 있다. 후방 고정 구조에서, 즉 뿌리부 고정에서(도11) 중앙 앵커 수단의 뼈 고정은 기형의 골융부(Cc)에 위치한다. 척추체 전방 뼈 고정 구조(도 3,4,5)에서 앵커 수단의 조합은 기형의 골융부에 위치하는 것이 바람직하다. 본원에서의 가이드라인에 따라 당업자는 척추 기형의 교정을 위해 앵커 수단을 적절하게 위치할 수 있다.
도 3은 적어도 세개의 척추골(100, 101, 101')에 앵커 수단이 임플란트된 본 발명의 일구현예를 나타낸다. 상기 예에서 중앙 앵커 수단은 척추체 후방의 기형부의 중심 척추골(100)(A)에 위치한다. 아래와 위의 다른 척추골 고정 요소들은 앵커 수단 사이의 각이(α)가 되도록 척추체의 전방부에 설치된다. 신축성 연결 수단(5)은 바람직하게는 구성의 양단에 있는( 척추골 101 및 101') 적어도 두개의 뼈 앵커 수단에 부착된다. 중앙 척추골(척추골 100)에의 부착물은 연결용 신축성 부재를 포함하는 경직성의 것이나 또는 글라이딩(gliding)이거나 또는 비경직성 연결재일 수 있다. 글라이딩의 장점은 선정된 임플란트에 교정력을 허용하면서 전체 구성을 통하여 힘을 고르게 분산시키는 것이다. 도 12에 신축성 연결 수단(5)의 글라이딩 부착재의 예가 도시되어 있다.
적절한 앵커 수단의 예에서 뼈 고정 부재를 사용하는 것이 바람직하다. 도 10에 하나의 적절한 앵커 수단으로 뼈 스크루우가 도시되어 있다. 상기 스크루우는 바람직하게는 구별된 두 부분; (ⅰ) 척추골에 앵커링을 가능하게 하는 뼈 나사부(10)와 (ⅱ) 헤드(11)를 포함한다. 스크루우의 헤드(11)는 신축성 연결 수단(5)의 도입을 위한 통로(13)를 포함한다. 헤드는 또한 신축성 연결 수단(5)을 스크루우 헤드에 단단히 고정하기 위한 블록킹 스크루우를 설치하기 위한 나사식 통로(12)를 포함한다. 나사산(14)은 본원의 모든 구현예에서 필요한 것은 아니나, 도6 내지 9에서와 같이 평판이나 스테이플 타입 장치로의 삽입을 촉진시킨다.
다른 예에서(도 4, 5 및 11) 뿐 아니라 상기 예에서, 앵커 수단에 의하여 임플란트 되는 척추골들은 서로 인접하여 있으나, 본 발명은 임플란트되는 척추골들이 서로 인접하지 않은 경우에도 동일하게 적용된다. 예를 들어, 일구현예에서 척추골 100, 102 및 102'(도 1)에만 적절한 앵커 수단에 의하여 임플란트될 수 있다.
도 4는 적어도 세개(100, 101, 101')의 척추골에 초적의 뼈 앵커링을 위하여 각각 2개의 앵커 수단(1, 1')을 수용하는 또 다른 구현예를 도시한다. 상기 구현예에서 앵커 수단은 각 추골체에서 선형일 수 있다. 앵커링을 더욱 증대하기 위하여 앵커 수단(1, 1')들은 평판 또는 스테이플 같은 장치로 연결된다.
바람직한 평판 또는 스테이플 같은 장치(2)가 보다 상세하게 도 9에 개시되어 있다. 장치(2)는 바람직하게는 척추체의 곡률반경과 비슷한 곡률반경(22)을 포함한다. 적절한 안착과 앵커링을 위하여 장치(2)는 적어도 하나의 스파이크(23)를 포함할 수 있다. 두개의 구멍(20, 21)이 앵커 수단의 장착을 위하여 제공된다. 예를 들어, 이들 구멍(20, 21)은 도 10(14 및 14'(도시 안됨))에 도시된 뼈 스크루우에서와 같이 앵커 수단의 나사부와 결합하기 위하여 나사부를 포함할 수 있다.
보다 바람직한 구현예에서, 도 8에 도시된 바와 같이 척추체에의 앵커링은 두 타입의 앵커 수단을 통하여 이루어질 수 있다. 앵커 수단은 두 요소: (ⅰ) 뼈 스크루우(1); 및 (ⅱ) 네일(1')를 포함할 수 있다.
뼈 스크루우(1)의 뼈 나사부(10)는 척추골에 단단히 앵커링되게 하며, 나사부 및 헤드(11)를 포함하여 이루어진다. 스크루우의 헤드(11)는 바람직하게는 신축성 연결 수단(5)의 도입을 위한 통로(13)를 포함한다. 헤드는 또한 신축성 연결 수단(5)을 스크루우 헤드에 단단히 고정하기 위한 블록킹 스크루우를 설치하기 위한 나사식 통로(12)를 포함한다. 도 10에서 가장 잘 보이는 나사의 목 부분(14)은 평판 또는 스테이플 타입 장치(2)에의 장착을 가능하게 한다.
앵커 수단의 다른 요소는 네일(1')을 포함하는데, 이는 바람직하게는 뼈 앵커링을 위한 팁 및 샤프트(10')와 장치(2)에의 고정용 나사부를 포함하는 헤드(11')를 포함하여 이루어진다. 본원에서 팁과 샤프트(10')는 매끈하게 도시되었으나, 당업자는 상기 팁과 샤프트가 뼈 스크루우와 같이 나사부를 포함할 수도 있는 것을 알 수 있다.
앵커 수단의 조합이, 즉 한 척추골 당 두개의 앵커 수단, 도 4 및 5에 도시되었으며, 또한 도 6 및 7에도 도시되어 있다. 앵커 수단 또는 뼈 고정 요소(1, 1')는 장치(2)에서 그 위치를 서로 교환 가능하다. 두 앵커 수단(도 6 및 7)에 의하여 형성되는 각은 척추골에서 뼈 고정 장치가 이탈되는 것을 방지한다. 추가로, 장치(2)는 도 7,8에서 (3)로 표시된 하나의 뼈 스크루우(1)와 하나의 네일(1')을 포함할 수 있으며, 또는 장치(2)는 도6에서 (4)로 표시된 두개의 뼈 스크루우(1)를 포함할 수도 있다. 장치는 또한 척추체에 앵커링 가능한 다른 앵커 수단을 포함할 수도 있다. 장치(2) 내 구멍을 통한 앵커 수단의 안내는 척추골로의 적절한 임플란트를 보조한다.
뼈 스크루우(1) 형태의 앵커 수단은 척추체의 후면부에 위치한다. 상기 뼈 스크루우(1)는 척추 기형(A)의 정점에서 중앙 추간골(100) 상의 요소들의 결합을 위한 신축성 연결 수단(5)을 설치하기 위한 통로(13)를 포함한다.)
도 4에서 도시된 바와 같이, 아래와 위의 척추골간의 뼈 고정을 위한 요소들의 결합용 통로를 포함하는 상기 뼈 스크루우(1)는 바람직하게는, 척추골 층을 지나는 앵커 수단의 요소들이 (α)의 각을 이루도록 척추체에 임플란트 된다. 도 4에 도시된 구현예에서 알 수 있듯이, 각각의 척추체에 있는 각각의 앵커 수단들은 서로 선형적일 수 있으나, 예를 들어 (α)의 각을 갖는 비선형 부착을 제공하기 위하여 신축성 연결 수단(5)이 상쇄되는 앵커 수단에 부착(고정식 또는 글라이딩 부착)된다.
신축성 연결 수단(5)은 바람직하게는 구성의 양단( 척추골 101 및 101')의 적어도 두개의 앵커 수단에 부착된다. 중앙 척추골 앵커 수단(척추골 100)에의 부착은 고정된(solid/firm) 연결이거나, 신축성 연결 수단(5)의 고정이 없는 글라이딩 상호작용이 될 수 있다. 글라이딩 상호작용의 장점은 전체 구성을 통하여 보다 바람직한 힘의 분산이다.
또 다른 구현예가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 적어도 5개의 추간골(100, 101, 101', 102, 102')들이 도 7,8에서는 구성 3으로, 도 6에서는 구성 4로 표시된 앵커 수단 및 장치의 결합에 의해 설치되어 있다. 상기 구현예는 위에서 기술된 구현예의 확장을 나타낸다. 구성 (4)를 형성하기 위하여, 도 6에서 보는 바와 같이 스그루우 타입의 두개 요소가 평판 또는 플레이트 타입 장치에 구비된다. 상기 구성(4)는 바람직하게는 도 7,8의 구성 (3) 사이에 삽입되며, 상기 구성은 바람직하게는 평판 또는 스테이플 같은 장치에서 하나이 스크루우 타입 뼈 고정 장치와 하나의 네일타입 고정장치를 포함한다.
상기 구현예에서, 장치가 구비된 양단의 척추골뿐만 아니라 중앙 척추골(100) 위에서 기술된 방법과 동일한 형태로 장치가 구비되며, 여기에서 신축성 연결 수단(5, 5', 5'')은 양단의 앵커 수단에 고정되어 부착되며, 척추골(100)의 앵커 수단에 글라이드 될 수 있도록 부착된다. 추가로, 이들 척추체는 바람직하게는 구성 3의 앵커 수단이 제공된다. 중간 척추골에의 고정 방법은 바람직하게는 구성(4)이다. 이 형태의 고정은 도 6에 도시되었으며, 바람직하게는 두개의 뼈 스크루우(1)를 포함하는 평판 또는 스테이플 같은 장치를 포함하여 이루어진다.
구성 4와 같은 고정 장치의 장점은 동일한 척추골에 두 요소의 신축성 연결 수단(5)( 5 및 5', 또는 5'')을 부착할 수 있는 가능성에 있다. 신축성 연결 수단(5)은 임플란트된 척추골 사이에 각(α)를 형성하는 제2 구현예와 동일하다. 제2 신축성 연결 수단(5)은 바람직하게는 바람직하게는 중간과 말단의 앵커 수단 고정에 적용된다. 구성의 양단에 있는 두개의 연결 요소(5, 5'')에 의하여 형성되는 각(β)는, 바람직하게는 중앙의 연결 요소(5)에 의하여 형성되는 각(α)와 동일한 것이다.
바람직하게는 각 (α ) 및/또는 (β)는 45 내지 145 범위이며, 보다 바람직하게는 65 에서 125 범위이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 각 (α) 및/또는 (β), 일정한 경우에는 ( α )만은, 연결 수단의 비선형 부착을 나타낸다. 골격이 미성숙한 척추가 성숙하고 성장함에 따라서, 또는 수술중에 일부러 압력을 가함으로써(성숙하거나 미성숙한 척추), 인장력이 앵커 수단에 발생하며 따라서 신축성 연결 수단(5)에도 발생하며, 이는 상기 각을 증가시킨다. 따라서, 척추 성장 전이나 수술(임플란트 경우) 전에 비하여 척추 성장 후나 인장력을 가한 후 신축성 연결 수단(5)이 보다 덜 비선형적이 됨에 의하여(즉 각 (α) 및/또는 (β) 증가) 교정이 일어난다.
도 12에 신축성 연결 수단(5)과 척추골 앵커 수단 사이의 글라이딩 연결 요소의 한 예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 앵커 수단은 헤드와, 신축성 연결 수단(5)이 스크루우 헤드에 단단히 고정되게 하는 블록킹 스크루우를 설치하기 위한 나사부 통로를 포함하여 이루어진다. 글라이딩 연결은 헤드의 바닥 부분이며 헤드의 아래에 위치하는 부재들의 윗부분에 구비되는 연결 통로(16)를 이용함에 의해 촉진된다. 본 발명에서는 당업자에게 자명하듯이, 다른 연결 통로도 사용될 수 있다. 시단의 뜻밖의 미끄러짐을 방지하기 위하여, 블로킹 스크루우를 통해 헤드에 확보되는 후크가 추가로 제공될 수 있다.
바람직한 구현예를 참고로 본원이 설명되었지만, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위내에서 당업자는 다양한 변형을 가할 수 있으며, 모든 변형 및 개조는 본 발명의 보호받고자 하는 범위내이다
도 1은 기형 척추(측만증)의 시상도이다.
도 2는 기형 척추(측만증)의 후방 투시도이다.
도 3은 본 발명의 일구현예에 따른 전방 적용을 도시한 척추 시상도이다.
도 4는 본 발명의 다른 구현예에 따른 전방 적용을 도시한 척추 시상도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 전방 적용을 도시한 척추 시상도이다.
도 6은 본 발명의 일구현예에 따른 뼈 앵커링 수단을 도시한 척추골의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 구현예에 따른 뼈 앵커링 수단을 도시한 척추골의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 뼈 앵커링 수단을 도시한 척추골의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일구현예에 다른 스테이플(staple) 타입 장치를 도시한 투시도이다.
도 10은 본 발명의 일구현예에 따른 스크류우 타입 장치의 뼈 고정 요소를 도시한 투시도이다.
도 11은 본 발명의 일구현예에 따른 후방 적용을 도시한 척추의 후방 투시도이다.
도 12는 본 발명의 일 구현예에 따른 신축성 연결수단과 척추골 앵커링 수단 사이의 글라이딩(gliding) 연결을 도시한 투시도이다.

Claims (34)

  1. 세 개의 서로 다른 척추체에 각각 앵커되며, 선택적으로 비선형적 방법으로 척추체에 위치할 수 있는 적어도 세개의 척추골 앵커 수단; 및
    비선형적 방법으로 상기 척추골 앵커 수단에 부착하기 위한 적어도 하나의 신축성 연결 수단을 포함하고,
    상기 신축성 연결 수단은 적어도 한쪽의 방향으로 척추의 성장을 제한하거나, 또는 척추골간의 정렬변화를 허용함으로써, 척추골 앵커 수단 및/또는 신축성 연결 수단에 인장력을 발생시켜 척추 성장 전의 신축성 연결 수단보다 척추 성장 후의 신축성 연결 수단이 보다 덜 비선형적으로 되는 것을 특징으로 하는 골격이 성숙하거나 미성숙한 척추의 척추 기형 치료 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 척추골 앵커 수단은 척추의 앞쪽을 통하여 척추체에 위치하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 두개의 척추골 앵커 수단이 각각의 척추골에 임플란트되며, 상기 척추골 앵커 수단은 선택적으로 각각의 척추골 상에서 추가적인 스테이플 타입 장치를 통하여 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 시스템은 척추골 당 하나의 척추골 앵커 수단을 포함 하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 시스템은 척추골 당 두개의 척추골 앵커 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 서로 떨어진 신축성 연결 수단이 적어도 세개의 인접한 척추골 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  7. 제 5항에 있어서, 적어도 하나의 척추골 상에 있는 상기 척추골 앵커 수단은 서로 다른 역학적 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 척추골 앵커 수단은 골융부에 적용되며 기형의 정점 에 포함되는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 척추골 앵커 수단은 척추의 뒤쪽을 통하여 임플란트되며, 선정된 척추골의 뿌리부에 위치하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 신축성 연결 수단은 생체친화적 인대인 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 신축성 연결 수단은 적어도 두개의 척추골 앵커 수단에 고정 부착되는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 신축성 연결 수단은 중간의 척추골 앵커 수단에 글라이딩 연결을 통하여 부착되는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  13. 제 1항에 있어서, 척추의 자연 성장이 시스템의 양단 척추골에 부착된 척추골 앵커 수단 사이의 거리를 벌어지게 하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  14. 제 1항에 있어서, 인장력이 양단 척추골에 있는 척추골 앵커 수단을 이격시키거나 연결 부재에 힘을 가하여, 신축성 연결 수단과의 상호 작용에 의해 중간 척추골의 회전을 일으키는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  15. 제 1항에 있어서, 인장력이 양단 척추골에 있는 척추골 앵커 수단을 이격시키거나 연결 부재에 힘을 가하여, 관상면과 시상면(frontal and sagittal plane)의 척추 기형을 교정하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 시스템은 인접한 척추골 사이에 융합이나 경직된 교 착없이 3차원적으로 척추 기형을 교정하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 시스템.
  17. 서로 다른 적어도 세개의 척추체에, 앵커가 선택적으로 수직 정렬이 되지 않도록 적어도 세개의 앵커 수단을 설치하는 단계;
    신축성 연결재가 비선형이 되도록 적어도 세개의 앵커에 신축성 연결 수단을 부착하는 단계;
    인장력을 가하기 전보다 인장력을 가한 이후 신축성 연결 수단이 덜 비선형적이 되도록 신축성 연결 수단을 인장하는 단계; 및
    적어도 세개의 앵커 수단 중 적어도 하나에 상기 신축성 연결 수단을 확보하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 골격이 성숙하거나 미성숙한 척추의 척추 기형 치료 방법.
  18. 서로 다른 적어도 세개의 척추체에, 앵커가 선택적으로 수직 정렬이 되지 않도록 적어도 세개의 앵커 수단을 설치하는 단계;
    신축성 연결재가 비선형이 되도록 적어도 세개의 앵커에 신축성 연결 수단을 부착하는 단계; 및
    적어도 세개의 앵커 수단 중 적어도 하나에 상기 신축성 연결 수단을 확보하는 단계에서,
    상기 신축성 연결 수단은 적어도 한쪽 방향의 척추 성장을 제한하여, 척추 성장 후의 신축성 연결 수단이 척추 성장 전의 신축성 연결 수단 보다 덜 비선형적으로 되는 것을 특징으로 하는 골격이 성숙하거나 미성숙한 척추의 척추 기형 치료 방법.
  19. 제 18항에 있어서, 중간 척추골에 상기 신축성 연결 수단의 확보는 글라이딩 연결을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
  20. 제 18항에 있어서, 상기 척추골 연결 수단은 척추의 앞쪽을 통하여 척추체에 위치하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
  21. 제 18항에 있어서, 두개의 척추골 앵커 수단이 각각의 척추골에 임플란트되며, 상기 척추골 앵커 수단은 선택적으로 각각의 척추골 상에서 추가적인 스테이플 타입 장치를 통하여 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
  22. 제 18항에 있어서, 척추골 당 하나의 척추골 앵커 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료 방법.
  23. 제 18항에 있어서, 척추골 당 두개의 척추골 앵커 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
  24. 제 23항에 있어서, 적어도 세개의 인접한 척추골 사이에 분리된 신축성 연결 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
  25. 제 18항에 있어서, 상기 척추골 앵커 수단은 골융부에 적용되며 기형의 정점 에 포함되는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
  26. 제 18항에 있어서, 상기 척추골 앵커 수단은 척추의 뒤쪽을 통하여 임플란트되며, 선정된 척추골의 뿌리부에 위치하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
  27. 제 18항에 있어서, 상기 신축성 연결 수단은 생체친화적 인대인 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
  28. 제 18항에 있어서, 상기 신축성 연결 수단은 적어도 두개의 척추골 앵커 수단에 고정 부착되는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
  29. 제 18항에 있어서, 척추의 자연 성장이 시스템의 양단 척추골에 부착된 척추골 앵커 수단 사이의 거리를 벌어지게 하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
  30. 제 18항에 있어서, 인장력이 양단 척추골에 있는 척추골 앵커 수단을 이격시켜, 신축성 연결 수단과의 상호 작용에 의해 중간 척추골의 회전을 일으키는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
  31. 제 17항에 있어서, 인장력이 양단 척추골에 있는 척추골 앵커 수단을 이격시켜, 신축성 연결 수단과의 상호 작용에 의해 중간 척추골의 회전을 일으키는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
  32. 제 17항에 있어서, 연결 부재의 인장이 관상면과 시상면에서 척추 기형을 교정하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
  33. 제 18항에 있어서, 인장력이 양단 척추골에 있는 척추골 앵커 수단을 이격시켜, 관상면과 시상면에서 척추 기형을 교정하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
  34. 제 18항에 있어서, 상기 방법은 인접한 척추골 사이에 융합이나 경직된 교착없이 3차원적으로 척추 기형을 교정하는 것을 특징으로 하는 척추 기형 치료방법.
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