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KR100982598B1 - 척수내 네일용 록킹 스크류 - Google Patents

척수내 네일용 록킹 스크류 Download PDF

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Publication number
KR100982598B1
KR100982598B1 KR1020057016652A KR20057016652A KR100982598B1 KR 100982598 B1 KR100982598 B1 KR 100982598B1 KR 1020057016652 A KR1020057016652 A KR 1020057016652A KR 20057016652 A KR20057016652 A KR 20057016652A KR 100982598 B1 KR100982598 B1 KR 100982598B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
locking screw
screw
groove
wedge element
hole
Prior art date
Application number
KR1020057016652A
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English (en)
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KR20050123103A (ko
Inventor
페터 젠
안드레 슐링거
마르쿠스 부에틀러
Original Assignee
신세스 게엠바하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신세스 게엠바하 filed Critical 신세스 게엠바하
Publication of KR20050123103A publication Critical patent/KR20050123103A/ko
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Publication of KR100982598B1 publication Critical patent/KR100982598B1/ko

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Abstract

록킹 스크류(1)는 적어도 하나의 횡 보어(3)를 갖는 척수내 네일(2)을 위한 것으로서, 록킹 스크류(1)는 중앙 종축(7)과, 적어도 부분적으로 외측 나사산(5)이 마련된 스크류 섕크(4)와, 스크류 헤드(6)를 포함한다. 스크류 헤드(6)의 직경은 외측 나사산(5)의 외경보다 크고, 스크류 헤드(6)는, 실질적으로 종축(7)과 외측 나사산(5)에 대해 평행으로 연장하고 길이 방향 웨지 요소(9)를 수용하기 위한 관통구(8)를 포함한다. 이로써, 록킹 스크류(1)와 네일(2) 사이에 형성되는 공차가 제거되고 록킹 스크류(1)가 네일(2)의 횡 보어(3) 내에서 웨지 결합된다.
록킹 스크류, 횡 보어, 척수내 네일, 스크류 섕크, 웨지 요소.

Description

척수내 네일용 록킹 스크류{LOCKIMG SCREW FOR AN INTRAMEDULLARY NAIL}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 록킹 스크류에 관한 것이다.
척수내 네일을 고정하는 것은 종래 기술에 속한다. 척수내 네일의 횡 보어 내로 록킹 스크류를 삽입하는 것은 영상적인 방법(뢴트겐 제어식)을 이용하거나 또는 다소 복잡한 특수 장치를 이용하여 행해진다. 상기 두 경우에서, 임의의 목표 비정확도가 방지되지 않는데, 즉, 스크류의 끝이 횡 보어의 중앙 축에 대해 정확히 동축으로 배향될 수 있는 것이 아니라, 그로부터 임의의 수치만큼 벗어난다. 따라서, 이러한 목표 에러에도 불구하고, 록킹 스크류는 횡 보어 내로 삽입되어 보어를 관통할 수 있기 때문에, 스크류의 외경은 횡 보어의 직경보다 작게 구성된다. 목표 비정확도가 이러한 치수 축소의 범위 내에서 유지되면, 록킹 스크류는 이러한 목표 에러에도 불구하고 문제없이 횡 보어 내로 안내될 수 있다. 물론, 록킹 스크류는 -이러한 치수 축소로 인해- 횡 보어에 대한 소정의 공차를 가질 수 있다.
이러한 공차는, 록킹 스크류에 의해 대응 록킹 구멍 내에 고정되는 주 골편이 네일에 대해 얼마만큼 이동되는지, 그리고 네일의 강성으로 인해, 네일에 고정된 다른 주 골편에 대해 얼마만큼 이동되는지를 규정한다. 이는 재료의 유연성 및 전체 장치와 함께, 성공적인 완치를 방해하거나 또는 완치를 상당히 지연시키는 변 수로 여겨질 수 있다. 외과 수술에서 록킹의 적응 가능성을 보장하기 위해 이러한 공차는 불가피하나, 이는 임상적으로 임의의 증후(indication)(예를 들어, 골간단 편(metphyseal fragment)의 경우)에서는 바람직하지 못하다.
록킹 구멍 내에 내측 나사산을 가질 수 있는, 완전 횡단면을 갖는 네일도 물론 공차가 없는 것은 아니다. 내벽은 단지 네일이 록킹 스크류 상에서 축방향으로 이동하는 것을 방지한다.
이를 위해 본 발명이 해결책을 제공한다. 본 발명의 목적은 록킹 스크류와 척수내 네일 사이에 형성된 공차를 제거하고, 록킹 스크류가 척수내 네일의 횡 보어 내에서 웨지 결합될 수 있는 록킹 스크류를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 청구항 제1항의 특징을 갖는 록킹 스크류에 의해 달성된다.
본 발명에 의해 달성되는 장점은 실질적으로 본 발명에 따른 록킹 스크류에 의해 척수내 네일과 록킹 스크류 사이의 공차가 제거될 수 있다는 것이다. 그러나, 본 발명은 제1 단계에서 스크류에 공차가 제공되고 그 다음에 후속적으로 공차가 제거되는 것을 허용한다. 다른 장점은 공차의 제거에도 불구하고 록킹 스크류의 회전은 블로킹되지 않는다는 것이다. 회전성을 유지하는 장점은 다양하다:
- 록킹 스크류는 공차 감소 상태에서 돌려 끼워넣기 및 돌려 빼내기가 가능하다(축방향 자유성);
- 록킹 스크류의 결함 시에 현존 기술로 록킹 스크류를 추출할 수 있다(쳐서 빼내기 또는 잡아 빼내기).
본 발명의 특별 실시예에서, 스크류 섕크(shank)가 관통구 방향으로 연장되는 제1 홈을 포함하고, 이 홈은 바람직하게는 부분 원형 또는 다각형 단면을 갖는다. 이러한 구성은 공간 절약적이며 작은 가압력을 요구하고 웨지 요소의 양호한 안내를 보장한다.
다른 실시예에서, 스크류 섕크는 실질적으로 제1 홈에 대해 평행으로 배열된, 반경 방향으로 회전각(
Figure 112005049889591-pct00001
)만큼 오프셋된 제2 홈을 포함하고, 이 홈은 제1 홈보다 깊다. 스크류 헤드 내의 관통구는 상기 두 개의 홈이 합류되는 긴 홈으로 구성된다. 이 두 개의 홈 사이에는 제1 홈으로부터 제2 홈으로 상승하는 램프가 마련된다.
회전 각(
Figure 112005049889591-pct00002
)은 40°내지 120°, 바람직하게는 60°내지 90°를 가질 수 있다.
상기 실시예에서, 웨지 결합이 신속해 수행되고 다시 신속히 해제될 수 있다는 장점이 형성된다. 웨지 결합력은 실제로 (비교적) 더 적은 힘 소비로도 증가되는데, 이는 램프가 기어 형태이기 때문이다. 웨지 결합력이 회전 모멘트를 통해 인가되기 때문에, 사용자는 단지 비교적 적은 힘 소비만이 필요하다.
다른 실시예에서, 홈의 단면은 스크류 헤드로부터의 거리가 증가함에 따라 바람직하게는 원추형으로 점차 좁아진다. 이를 통해, 한편으로 웨지 결합 또는 공차 억제가 신속히 수행되고, 다른 한편으로 신속히 해제된다.
다른 실시예에서, 홈은 록킹 스크류의 종 축에 대한 각을 갖는데, 바람직하게는 5°이하의 각을 갖는다.
홈은 1%와 50% 사이의 깊이, 바람직하게는 스크류 섕크의 직경의 2% 내지 20% 사이의 깊이를 갖는다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 록킹 스크류가 척수내 네일의 횡 보어 내로 삽입되는데, 횡 보어의 직경은 그 외측 나사산의 외경보다 크다. 길이 방향 웨지 요소가 록킹 스크류의 관통구 내로 삽입될 경우, 록킹 스크류의 스크류 섕크와 척수내 나사의 횡 보어의 내측 면 사이에는 웨지 결합이 형성된다.
길이 방향 웨지 요소는 바람직하게는 그 단면이 점차 좁아지는 단부를 갖는 와이어일 수 있다. 바람직하게는, 록킹 스크류의 관통구는 와이어 단면에 상응하는 보어를 갖는다.
그에 대해 선택적으로, 길이 방향 웨지 요소는, 관통구의 단면 프로파일에 상응하고 바람직하게는 웨지 형태로 구성된 단면 프로파일을 가질 수 있다.
관통구는 0.5mm 내지 2.0mm, 바람직하게는 0.8mm 내지 1.2mm의 직경을 갖는 실질적으로 원형으로 구성될 수 있다.
길이 방향 웨지 요소는 통상적으로 스크류 섕크의 적어도 2/3에 상응하는 길이를 갖는다.
길이 방향 웨지 요소는 그 단부에 스크류 헤드용 정지부를 포함할 수 있다. 이로써, 관통구를 통한 웨지 요소의 침입이 방지된다.
또한, 관통구에는 내측 나사산이 마련될 수 있다. 길이 방향 웨지 요소에는 또한 관통구의 내측 나사산과 대응하는 외측 나사산이 마련된다.
이하, 본 발명은 부분적으로 개략 도시된 도면을 참조로 여러 실시예에서 상세히 설명된다.
도1은 웨지 요소 및 스크류 헤드 내의 관통구를 갖는 록킹 스크류의 사시도이다.
도2는 도1에 따른 록킹 스크류가 척수내 네일의 관통구 내에 삽입된 네일의 종 단면도이다.
도3은 척수내 네일의 횡 방향 보어의 영역 내에서 도2에 따른 척수내 네일이 90°오프셋된 종 단면도이다.
도4는 스크류 헤드 내의 보어 및 스크류 섕크 내의 긴 홈을 갖는 변형된 록킹 스크류의 사시도이다.
도5는 스크류 헤드 내로 삽입된 길이 방향 웨지 요소를 갖는, 도4에 따른 록킹 스크류의 사시도이다.
도6은 도4에 따른, 변형된 록킹 스크류의 확대 종 단면도이다.
도7은 척수내 네일의 횡 보어의 영역 내에서, 도4에 따른 변형된 록킹 스크류의 횡 단면도이다.
도8은 열쇠 형태의 관통구 및 열쇠 형태의 웨지 요소를 갖는 변형된 록킹 스크류의 사시도이다.
도9는 2개의 홈을 갖는 변형된 록킹 스크류의 사시도이다.
도10은 웨지 결합되지 않은 제1 위치 내의, 도9에 따른 록킹 스크류의 횡 단 면도이다.
도11은 웨지 결합된 제2 위치 내의, 도9에 따른 록킹 스크류의 횡 단면도이다.
도12는 록킹 스크류의 제1 및 제2 위치를 갖는, 도9에 따른 록킹 스크류의 개략 횡 단면도이다.
도1에 도시된 록킹 스크류(1)는 도2에 도시된 척수내 네일(2)을 고정하기 위해 사용되며, 이 네일은 복수의 횡 보어(3)를 갖는다. 록킹 스크류(1)는 중앙 종축(7)을 가지며, 외측 나사산(5)이 마련된 스크류 섕크(4) 및, 록킹 스크류(1)가 척수내 네일(2)의 횡 보어(3) 내로 회전 삽입될 수 있도록 내측 육각 볼트(14)를 구비한 스크류 헤드(6)를 포함한다.
스크류 헤드(6)의 직경은 외측 나사산(5)의 외경보다 크며, 스크류 헤드(6)는 실질적으로 종축(7) 및 외측 나사산(5)에 대해 평행으로 연장하는 원형 구멍 형태의 관통구(8)를 포함하는데, 이 관통구에는 원추형으로 연장되는 핀 형태의 길이 방향 웨지 요소(9)를 수용하기 위한 내측 나사산(15)이 마련되며, 웨지 요소에는 부분 외측 나사산(16) 및 헤드측에 정지부(13)가 마련되며, 외측 나사산(16)은 내측 나사산(15)에 상응한다. 클램핑 요소(9)는 스크류 섕크(4) 길이의 대략 2/3에 상응하는 길이를 갖는다.
도3에는, 어떻게 웨지 요소(9)가 횡 보어(3)의 내측면(11)과 록킹 스크류(1)의 외측 나사산(5)의 외경 사이에서 웨지 결합 가능한지가 도시된다. 이에 대한 조건은, 외측 나사산(5)의 외경이 횡 보어(3)의 직경보다 작아야 한다는 것이다.
도2 및 도5에 도시된 바와 같이, 길이 방향 웨지 요소(9)의 후방 단부에는 정지부(13)가 마련되어, 길이 방향 웨지 요소가 스크류 헤드(6) 내로 더 이상 침입되지 않는다. 이를 통해, 웨지 요소(9)가 척수내 네일에 도달되는 것이 방지된다.
도4 내지 도7에는, 록킹 스크류(1)의 변형예가 도시되는데, 스크류 섕크(4)는 (통상 1mm의 직경을 갖는 원형 보어 형태의) 관통구(8)와 정렬되는, 부분 원형 단면을 갖는 홈(10)을 포함한다. 홈(10)은 스크류 헤드(6)로부터 증가되는 거리에 따라 원추형으로 점차 좁아진다. 홈(10)은 스크류 섕크(4) 직경에 대해 5%의 깊이를 갖는다. 마찬가지로, 원추형으로 연장되는 웨지 요소(9)는 이 변형예에서 횡 보어(3)의 내측면(11)과 홈(10)의 내측면 사이에서 웨지 결합된다.
도8에는 록킹 스크류(1)의 다른 변형예가 도시되는데, 관통구(8)는 막대 형태의 길이 방향 웨지 요소(9)의 수용을 위한 열쇠 형태의 홈 형태로 구현되고, 웨지 요소의 헤드측 단부에는 상기 열쇠 형태의 홈에 일치하는 열쇠 형태의 프로파일(22)이 마련된다. 열쇠 형태의 프로파일(22) 형상에 의해 웨지 요소(9)의 관통구(8)에 대한 회전이 고정된다.
도9 내지 도12에는, 록킹 스크류(1)의 다른 실시예가 도시된다. 이 변형예에서 스크류 섕크(4)는 제1 홈(10)에 나란히 제1 홈(10)에 평행으로 연장하는 50도의 회전 각(
Figure 112005049889591-pct00003
)으로 반경 방향으로 오프셋된 제2 홈(16)을 포함하고, 제2 홈은 제1 홈(10)보다 깊다. 제1 홈(10)은 웨지형 램프(18)를 통해 제2 홈(16)과 연결된다. 스크류 헤드(6) 내의 관통구(8)는 양 홈(10, 16)이 합류되는 긴 구멍으로서 램프 (18)의 기하학에 상응하여 구성되어, 길이 방향 웨지 요소(9)가 제1 홈(10) 및 제2 홈(16) 내에 위치될 수 있다.
화살표(17) 방향(시계방향)으로 록킹 스크류(1)의 회전을 통해, 제2 홈(16) 내(도10의 웨지 결합되지 않은 위치)에 놓인 길이 방향 웨지 요소(9)가 비교적 평평한 웨지 형태의 램프(18)를 따라 덜 깊은 제1 홈(10)으로 안내된다(도11의 웨지 결합된 위치). 길이 방향 웨지 요소(9)가 제1 홈(10)으로부터 제2 홈(16)으로 역으로 빠져나오는 것은 비교적 경사진 측부(19)를 통해, 그리고 2개의 홈(10, 16) 사이의 양 위치(20, 21)에 대한 상승부를 통해 방지된다. 길이 방향 웨지 요소(9)는 긴 홈(8) 내에서 위치(21)로부터 위치(20)로 이동한다(도9).
화살표(23) 방향(반 시계방향)으로 록킹 스크류(1)의 회전을 통해, 제1 홈(10) 내(도11의 웨지 결합된 위치)에 놓인 길이 방향 웨지 요소(9)가 다시 제1 홈(16) 내로 안내되어(도10의 웨지 결합되지 않은 위치), 록킹 스크류(1)의 예비 인장이 다시 해제된다.
도12에 도시된 바와 같이, 개별 구성 요소의 치수는 바람직하게는 이하와 같다:
- 길이 방향 웨지 요소(9)의 중간점과 위치(21, 점선) 내의 스크류 섕크(4)의 중간점 사이의 간격은 r1이다.
- 길이 방향 웨지 요소(9)의 중간점과 위치(20, 실선) 내의 스크류 섕크(4)의 중간점 사이의 간격은 r2이며, 이때 r2 > r1 이다.
- 길이 방향 웨지 요소(9)의 직경은 dp 이다.
- 스크류 섕크(4)의 외경(5)의 반경은 rs 이다.
- 횡 보어(3)의 직경은 rb이며, 이때 rb ≥rs 이다.
- 스크류 섕크(4)의 외경(5)과 길이 방향 웨지 요소(9)와 척수내 네일의 횡 보어(3) 사이의 바람직한 가압 끼워맞춤 또는 공차 감소는 [(rs - N2t + dp) + rs)]의 합이 2rb 보다 크거나 같을 경우에 달성되는데, 이때 N2t는 위치(20)에서의 홈 깊이를 의미한다.

Claims (18)

  1. 적어도 하나의 횡 보어(3)를 갖는 척수내 네일(2)용 록킹 스크류(1)이며,
    중앙 종축(7)을 갖는 록킹 스크류(1)는,
    (A) 적어도 부분적으로 외측 나사산(5)이 마련된 스크류 섕크(4)와,
    (B) 그 직경이 외측 나사산(5)의 외경보다 큰 스크류 헤드(6)를 포함하는 록킹 스크류에 있어서,
    (C) 스크류 헤드(6)는, 실질적으로 종축(7)과 외측 나사산(5)에 대해 평행으로 연장하고 길이 방향 웨지 요소(9)를 수용하기 위한 관통구(8)를 포함하며,
    (D) 스크류 섕크(4)는 관통구(8) 방향으로 연장하는 제1 홈(10)을 포함하고,
    (E) 스크류 섕크(4)는, 실질적으로 제1 홈(10)에 대해 평행으로 배열되어 반경 방향으로 회전 각(
    Figure 112010023514594-pct00018
    ) 만큼 오프셋된 제2 홈(16)을 포함하며, 이 홈은 제1 홈(10)보다 깊으며, 관통구(8)는 긴 홈으로서 스크류 헤드(6) 내에 형성되며, 이 긴 홈 내에는 상기 양 홈(10, 16)들이 합류되는 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 홈(10)은 부분 원형 또는 다각형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 회전 각(
    Figure 112010023514594-pct00005
    )은 40°내지 120°인 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 양 홈(10, 16)들 사이에는 제1 홈(10)으로부터 제2 홈(16)으로 상승하는 램프(18)가 마련되는 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 홈(10; 16)은 스크류 헤드(6)로부터 증가되는 거리에 따라 그 단면이 점차 좁아지는 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 척수내 네일(2)의 횡 보어(3) 내로 삽입되며, 록킹 스크류의 외측 나사산(5)의 외경이 횡 보어(3)의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  9. 제8항에 있어서, 길이 방향 웨지 요소(9)는 관통구(8) 내로 삽입되며, 웨지 요소는 록킹 스크류(1)의 스크류 섕크(4)와 척수내 네일(2)의 횡 보어(3)의 내측 면(11) 사이에서 웨지 결합되는 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  10. 제9항에 있어서, 길이 방향 웨지 요소(9)는 와이어이며, 관통구(8)는 와이어 단면에 대해 상응하는 보어인 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  11. 제9항에 있어서, 길이 방향 웨지 요소(9)는, 관통구(8)의 단면 프로파일에 대해 상응하는 단면 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 관통구(8)는 0.5mm 내지 2.0mm 의 직경을 가지며 원형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  13. 제9항에 있어서, 길이 방향 웨지 요소(9)는 스크류 섕크(4)의 적어도 2/3에 일치하는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  14. 제9항에 있어서, 길이 방향 웨지 요소(9)의 일 단부에는 스크류 헤드(6)를 위한 정지부(13)가 마련되는 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 홈(10)은 스크류 섕크(4) 직경의 1% 내지 50%의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서, 홈 깊이(N1t)는 횡 보어(3)에 대한 공차를 갖는 길이 방향 웨지 요소(9)가 제2 홈(16) 내로 삽입될 수 있도록 결정되는 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서, 관통구(8)에는 내측 나사산(15)이 마련되는 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
  18. 제17항에 있어서, 길이 방향 웨지 요소(9)는 관통구(8)의 내측 나사산(15)에 상응하는 외측 나사산을 갖는 것을 특징으로 하는 록킹 스크류(1).
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