KR19990077371A - 고정구 및 고정구를 포함한 보철물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 뼈 조직에 형성된 골강(32)으로의 삽입 및 영구 고정을 위한 고정구에 관한 것이다. 고정구는 삽입 단부면(10) 및 나사가 구비된 원통형 외주면(6)을 갖는 고정 부재(2)와, 상기 삽입 단부면(10)에 인접한 나사 형성 외주면(6)의 전방 자동-태핑 단부(7)에 형성되고 상기 삽입 단부면(10)으로 축방향 개방되고 원주 방향으로 이격된 다수의 절삭 리세스(9)를 포함한다. 원주 방향으로 이격된 다수의 조직 수집 및 조직 분배 홈(17)들은 나사 외주면(6)의 후방 비자동-태핑부(8)에 형성된다. 홈(17)은 방사상 외향으로 개방되고 고정 부재(2)의 종방향으로 적어도 부분적으로 연장되며, 각 홈(17)은 그 전방 단부에서, 고정구의 삽입 중에 골강(32)의 내벽 둘레에 원주 방향으로 절삭된 뼈 조직을 분배시키기 위해 그곳으로부터 절삭된 뼈 재료를 수집하여 이것을 홈(17)으로부터 방사상 외부로 안내하도록 상기 절삭 리세스 중 적어도 하나에 수집된다.

Description

고정구 및 고정구를 포함한 보철물

영국 특허 제1,291,470호는 뼈 조직 내의 고정, 특히 턱뼈에서 치과용 보철물의 장착을 위한 보철물 고정구를 개시하고 있다. 이 고정구는 외부 나사가 구비된 대체로 중공형 볼트를 포함한다. 이 나사들은 영구 이식을 위해 구멍이 형성되고 사전에 나사가 형성된 골강에 나사 결합된다. 말단부 또는 삽입 단부에 인접해서, 볼트에는 각각 나사 외면으로부터 중심 공간(well)으로 향하는 다수의 방사상 구멍이 구비된다. 방사상 구멍들은 치료 과정 중에 새롭게 형성된 뼈 조직의 결합 성장을 촉진시킨다. 최종 내부 성장(ingrowth)은 "회전형 로크"를 형성하고, 이것은 고정구의 바람직하지 않은 나사 풀림 또는 해제를 방지한다. 이 공보에서, 새롭게 형성된 뼈 재료뿐만 아니라 골강 내로의 고정구 삽입으로 인해 분리된 느슨한 뼈 조직들도 방사상 구멍 내에서의 결합 성장에 관여할 수도 있음을 알 수 있다. 해체된 뼈 조직이 수집되는 중심 공간은 볼트의 말단부 표면으로 하향 개방된다.

유럽 특허 공개 공보 제237,505호도 또한 뼈 조직 내에서의 영구 고정, 특히 치과용 보철물의 영구 고정을 위한 고정구를 개시하고 있으며, 상기 영국 특허 제1,291,470호에 따르는 고정구의 개조물을 교시하고 있으며, 그 목적은 볼트의 중심 공간으로부터 골강의 저부로 낙하해서 고정구의 기부의 골질 결합을 교란시키는 해체된 뼈 조직의 단점을 방지하는 것이다. 이를 위해서, 중심 공간에는 유럽 특허 공개 공보 제237,505호의 고정구가 없고, 방사상 관통 구멍은 고정구의 외부 원통면과만 연통하는 하나 이상의 외주 공동으로 대체된다. 결국, 고정구의 말단면은 파손되지 않으며, 느슨한 뼈 조직은 골강의 저부로 낙하하는 것이 방지된다. 원통면의 각 외주 공동의 모서리는 고정구가 뼈 조직에 나사 결합될 때 자동-태핑을 위해 날카로운 절삭 모서리를 형성한다. 종래 기술에 따른 고정구의 중요한 특징은 외주 공동의 전체 조직 수집 체적이 절삭 모서리에 의해 해체된 모든 뼈 조직을 보유하고 저장하도록 선택된다는 것이다.

미국 특허 제5,129,901호는 정형 외과적 뼈 수술에서 일시 고정을 위한 자동-태핑, 자동 드릴링(drilling)된, 캐뉼러를 갖는(cannulated) 고관절 나사를 개시하고 있다. 이 나사는 나사의 삽입 및 제거 중에 열적 골저를 최소화시키고 ("칩"이라 불리는) 해체된 뼈 조직의 효율적 제거를 가능하게 하도록 설계되어서, 나사의 삽입과 제거를 용이하게 한다. 이 나사는 나사의 절단 단부면에서 개방되고 드릴 안내 핀을 수납하도록 된 중심 보어(bore)를 갖는다. 나사의 외주면은 나사의 드릴 단부에 인접한 비교적 짧은 나사부와, 그 후방 단부에서 비교적 긴 나사 없는 생크부를 제공한다. 생크부의 직경은 나사부의 직경보다 작다. 비교적 짧은 외주의 그리고 종방향의 제1 쌍의 골강 또는 "플루트(flute)"들은 절삭 단부에 인접한 나사 결합부 내에 형성되고 원주 방향으로 이격된다. 이들 플루트들은 나사를 따라 자동-태핑 절삭 모서리를 형성하고 나사의 전방 단부면으로 개방된다. 나사가 뼈 안으로 드릴링될 때, 플루트들은 드릴링된 뼈 채널의 내벽과 및 저감된 직경의 생크부 외주 사이에 형성된 환형 공간으로 뼈 조직 칩들을 후방으로 향하게 한다. 또한, 한 쌍의 역절삭 플루트들은 드릴 단부로부터 후방 이격된 축방향 위치에서 나사 형성부에 형성되고, 뼈로부터 나사를 해제할 때 뼈를 통해서 절삭되도록 배열된다.

유사한 플루트들은 상술한 미국 특허 제5,129,901호에서 인용되는 미국 특허 제4,537,185호에서도 개시되고 있다. 미국 특허 제4,537,185호의 자동-태핑, 자동 드릴링 고정 나사에는 플루트 또는 홈들과 교차된 외부 나사가 구비된다. 이 홈들은 고정구를 통해서 자동-태핑 절삭 모서리를 형성하며, 드릴 치형부는 고정구의 나사 가공되지 않은 전방 단부에 구비된다.

본 명세서의 도입부에서 설명된 국제 공개 WO93/16663호에는 대퇴부 콜룸 내의 영구 고정을 위한 고관절 보철물이 개시된다. 보철물은 전방 원통형 제1 고정 부재와 제1 고정 부재에 단단히 연결 또는 합체된 후방 플러그형 원통형 제2 고정 부재를 포함하는 단차형 고정구와, 고정구의 후방 단부에 의해 지지되는 보철물 돌기를 포함한다. 두 개의 고정 부재의 각각은 그 삽입 단부에 짧은 날카로운 모서리를 갖는 절삭 리세스가 구비된 나사 외면을 제공한다. 제1 고정 부재는 소정의 축을 따라 해면 조직 뼈의 대퇴부 콜룸을 통해서 드릴링된 비교적 얇은 구멍으로 자동-태핑되는 반면에, 제2 부재는 콜룸의 해면 조직 뼈 내에서 절삭되고 얇은 구멍과 공축 상의 보다 넓은 원통형 골강으로 자동-태핑된다. 절삭 리세스의 축방향 범위는 나사부의 전체 축방향 범위보다 대체로 작다. 특히, 제2 부재의 절삭 리세스는 비교적 짧은 전방 단부로 한정되며, 이것은 보다 넓은 골강으로 삽입되어 나사 결합될 때 고정구의 삽입 및 중심 맞추기를 용이하게 하도록 내향으로 조금 테이퍼진다. 따라서, 제2 부재의 나사 외면의 대부분은 파손, 즉 어떠한 리세스도 제공하지 않고, 사전 형성된 골강의 내벽과 목표한(aimed-at) 기계적 나사 연결을 형성하도록 한다. 유럽 특허 공개 공보 제237,505호에 따르는 고정구와 비해, 제2 고정 부재의 절삭 리세스는 그 고정 부재의 전방 단부면으로 모든 방향으로 전방 연장된다. 이러한 배열로서, 절삭 리세스에 의해 절삭 또는 해체된 뼈 조직이 리세스를 나와서 전방 방향, 즉 삽입 방향으로 나와 골강으로 향한다.

국제 특허 공개 공보 제93/16663호에서 설명된 바와 같이, 고정구는 양호하게는 고정구가 기계적으로 해제되는 위험을 저감시키기 위해 콜룸의 경질 피질골의 내면과 결합하도록 된다. 그러나, 제2 고정 부재와 피질골 사이의 기계적 접촉은 나사면의 원주 상의 작은 부분에 한정된다. 제2 고정 부재의 나사면의 나머지 대부분은 대체로 연성의 해면 조직 뼈뿐만 아니라 피질골과 결합하기 않는다. 결국, 제2 고정 부재의 작은 부분만이 "경질"의 뼈와 기계적으로 결합하게 되고 두상 돌기로부터 대퇴부 콜룸으로 부하를 전달하는 데 참여한다.

본 발명은 이러한 문제를 극복하거나 적어도 저감시키는 것을 목적으로 한다. 따라서, 본 발명의 특정 목적은 국제 특허 공개 공보 제93/16663호에 개시된 종류의 고정구를 개선시키고, 보다 일반적으로는 뼈와 보철물 고정구 사이의 기계적 연결을 개선시켜서, 보다 강한 영구 고정을 달성하는 것이다.

본 발명은 사람의 골격 또는 뼈 조직 내에서의 고정을 위한 고정구에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 대퇴부 콜룸(collum)에 형성된 골강(cavity, bone cavity) 내의 고관절(hip-joint) 보철물의 영구 고정에 특히 적합한 나사 결합된, 자동-태핑(self-tapping) 고정구에 관한 것이다. 청구항의 도입부 따르는 고정구는 출원인의 국제 공개 제93/16663호로부터 공지되어 있다. 본 발명은 또한 이러한 고정구의 사용, 이러한 고정구를 포함하는 보철물, 및 고정구 고정 방법에 관한 것이다.

도1은 고관절 보철물에 사용되는 본 발명에 따른 고정구의 제1 실시예의 정면 사시도이다.

도2는 도1에 도시된 고정구의 종단면도이다.

도3은 도1에 도시된 고정구의 단부도이다.

도4는 절삭 모서리와 수집 및 분배 홈을 상세하게 도시한 확대 부분 단부도이다.

도5는 도1의 고정구를 수납하기 위한 골강이 형성된 사람의 대퇴부의 콜룸의 부분 단면도이다.

도6은 골강의 단면 형상을 도시하는 도5에 대응하는 부분 사시도이다.

도7은 골강으로 삽입된 도1에 도시된 고정구의 도5에 대응하는 단면도이다.

도8은 수집 및 분배 홈의 기능을 개략적으로 도시한 부분 단면도이다.

도9는 골강에 삽입된 고정구의 제2 실시예의 도5에 대응하는 단면도이다.

도10은 제2 실시예의 기능을 도시하며, 도9에 도시된 제2 실시예의 절삭 리세스와 수집 및 분배 홈의 부분 입측면도이다.

본 발명에 따르면, 나사를 구비한 원통형 외주면 및 삽입 단부면을 갖는 고정 부재와 상기 삽입 단부면에 인접한 나사 형성 외주면의 전방 자동-태핑 단부에 형성되어 상기 삽입 단부면으로 축방향 개방되고 원주 방향으로 이격된 다수의 절삭 리세스를 포함하며 뼈 조직 내에 형성된 골강으로 삽입되어 영구 고정되는 고정구가 제공된다. 고정구는 나사 형성 외주면의 후방 비자동-태핑부에 형성된 원주 방향으로 이격된 다수의 조직 수집 및 조직 분배 홈도 포함하고, 상기 홈들은 방사상 외향으로 개방되고 상기 고정 부재의 종방향으로 적어도 부분적으로 연장되고, 각 홈은 그 전방 단부에서 상기 고정구의 삽입 중에 골강의 내벽 둘레에 절삭된 뼈 재료를 원주 방향으로 분배시키기 위해 상기 절삭 리세스로부터 절삭된 뼈 재료를 수집하여 홈으로부터 방사상으로 안내하도록 상기 절삭 리세스 중 하나에 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 이러한 고정구를 포함하는 보철물, 특히 고관절 보철물도 제공된다.

본 발명은 또한 뼈 조직에 보철물을 고정하기 위해, 특히 영구 고정을 위해 이러한 고정구 사용도 포함한다.

뼈 조직에 고정구를 고정하기 위한 본 발명에 따르는 방법은, 뼈 조직에 골강을 형성하는 단계와, 상기 골강에 고정구를 삽입하는 중에 골강의 내벽에 내부 나사를 형성하기 위한 절삭 리세스와 상기 골강의 상기 내부 나사와 결합하기 위한 나사 형성 외주면을 갖는 자동-태핑 고정구를 제공하는 단계와, 상기 골강에 고정구를 삽입해서 상기 골강의 내부 나사가 형성되고 상기 고정구의 나사 형성 외주면이 상기 내부 나사와 결합하게 되는 단계를 포함하고, 상기 방법은, 골강에 고정구를 삽입하고 상기 내부 나사를 형성하는 중에, 상기 내부 나사의 형성을 위해서 상기 절삭 리세스에 의해 절삭된 뼈 재료가 수집되어 상기 골강의 내벽 둘레에 원주 방향으로 분배되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 고정구가 뼈 조직에 삽입될 때, 고정 부재의 전방의 자동-태핑부는 골강의 내벽으로 절삭되고 고정 부재의 후방 비자동-태핑부와의 계속적인 나사 결합하도록 그 내부에 나사를 형성한다. 골강으로 고정구를 삽입하는 중에 절삭되고 초기에 나사 절삭 리세스로 떨어지는 뼈 재료는 수집 홈으로 진입하기 위해 그곳으로부터 후방으로 이동된다. 뼈 조직의 이러한 후방 이동은 골강 벽이 절삭 리세스와 수집 홈 내의 느슨한 뼈 재료 상에 후방 마찰력을 발생시킨다는 사실과, 일단 수집 홈으로 진입하게 되면 뼈 재료는 다음에 따라오는 뼈 재료에 의해 발생된 후방 압력에 노출된다는 사실에 의한 것이다. 따라서, 절삭 리세스는 수집 홈으로 새롭게 절삭된 뼈 재료를 후방 가압하는 기능뿐만 아니라 종래의 나사 절삭 기능을 갖는다는 이중의 목적을 수행한다.

수집 홈이 상술한 바와 같은 방식으로 뼈 재료로 충전될 때, 골강으로 나사 결합된 고정구의 계속된 회전은 수집 홈 내의 뼈 재료가 고정구에서 방사상으로 나오게 되도록 하고 골강의 내벽에 대해 가압되도록 한다.

절삭 리세스는 전방으로 개방되기 때문에, 절삭된 뼈 재료의 일부는 전방으로 이동해서 골강 내로, 즉 고정 부재의 전방 단부면의 전방으로 낙하된다. 이 단부면이 나사 결합 작업 말미에 골강의 저면에 다가서게 되면, 골강에 쌓인 뼈 재료의 양은 이들 두 개의 표면 사이에서 압축된다. 따라서, 고정구의 최종 조임은 절삭 리세스에 쌓인 재료 상에 강한 후방 재료 압력을 발생시키며, 이 압력은 수집 홈 상에 쌓인 뼈 재료 상으로 후방 압력으로서 다시 전달된다. 결국, 최종 나사 결합 작업 중에 수집 홈으로부터 뼈 재료를 방사상으로 활발하게 배출하게 된다. 절삭 리세스가 전방으로 개방되어 있다는 사실은 수집 홈으로부터 골강의 내벽으로 나사 결합 작업의 말미에 뼈 재료의 효율적인 방사상 유출이 있게 되도록 한다.

홈은 비자동-태핑부에 형성되기 때문에, 홈의 외부 모서리는 절삭 모서리로서 작용하지 않으며, 따라서 홈의 뼈 재료 상에 내향 방사상 압축력을 발생시켜서 목표한 배출 효과에 역행할 수 있는 홈을 따르는 뼈 재료의 어떠한 절삭도 없다.

본 발명의 고정구가 골강 내로 나사 결합될 때 발생된 고정구로부터의 느슨한 뼈 조직의 방사상 유출은, 고정구의 회전 결과로 해서 골강의 내벽 둘레에 원주 방향으로 분배된다. 최종 효과는 연성 해면조직 뼈에서의 불량 고정에 관한 문제를 해결하거나 적어도 대체로 저감시킨다. 발생하는 뼈 재료의 자동 분배는 뼈 재료의 "자동조직 이식"으로 불릴 수 있다. 나사 절삭 리세스가 피질골 내부로 절삭되면, 본 발명은 절삭 리세스가 피질골로 절삭되는 골강의 부분으로부터 연성의 해면 조직 뼈만 있는 골강의 부분으로 경질 피질골의 유리한 이전 또는 "이식"을 이루게 된다. 해면 조직 뼈는 아주 많은 작은 공동(void)을 갖는 거의 스폰지형의 구조를 갖고 이들 공동의 몇몇은 골강으로 내향 개방되어 있기 때문에, 수집 홈으로부터 배출된 경질의 뼈는 이들 공동들을 효과적으로 충전시키고, 따라서 고정구 둘레에 피질골 뼈의 대체로 관상층을 형성한다. 결국, 고정구와 나사의 기계적 결합은 강화된다.

그렇지만, 절삭된 뼈 재료의 상술한 자동조직 이식은 상기 고정구가 해면 조직 뼈로만 나사 결합되는 경우에도 발생된다. 이 경우, 본 발명에 따라 절삭된 뼈 재료는 골강의 내벽 둘레에 콤팩트한 층으로 분배되어서, 접촉되지 않은 스폰지 뼈보다 더 나은 고정을 가능하게 한다.

따라서 수집 및 분배 홈의 주 기능은 고정구 둘레에 뼈 재료를 분배 또는 "이식"시키도록 해서, 이에 의해 고정구의 고정을 강화시키는 것이다.

홈은 또한 제거된 뼈 골수와 내부 골막 내의 영양소 공급을 위한 일반 채널을 손상시키거나 또는 막는 고정구로 해서 피질골의 골저가 발생되는 것을 막도록 한다. (i) 고정구의 후방부를 넘어서 축방향으로 적어도 부분 연장된 원주 방향으로 이격된 수집 홈의 제공과, (ii) 이들 홈이 신규한 뼈 성장을 위한 적당한 환경을 구성할 수 있는 뼈 재료를 함유하게 된다는 사실로 해서, 그 내부에 새로운 뼈의 성장이 있는 수집 홈은 피질골에 양분을 공급하기 위한 채널을 형성하게 되고, 따라서 골저를 방지한다.

또한, 수집 홈은 상술한 영국 특허 제1,291,470호로부터 공지된 다른 목적, 즉 홈에서 발생하는 새로운 뼈 재료의 내부 성장이 고정구의 기계적 고정을 강화시키는 데 도움을 준다.

효율적인 자동조직 이식을 달성하기 위해, 절삭 리세스 및 수집 홈의 전체 부피는 제한되어야 하며 특히 나사 절삭 리세스에 의해 절삭된 뼈 재료의 전체 체적보다 작거나, 또는 적어도 절삭 리세스 내에 수집된 절삭된 뼈 재료의 전체 체적보다는 작아야 한다. 이것은 방사상 구멍이 고정구의 삽입 중에 절삭된 뼈 재료의 전체 체적을 수납 및 저장할 수 있도록 설계된 상술한 유럽 특허 공개 공보 제237,505호에 설명된 고정구에 직접적으로 반대되는 것이다. 본 발명의 고정구의 이런 뼈 저장 체적 제한은 절삭 리세스 및/또는 수집 홈의 깊이, 폭 및 길이 인자들을 달리함으로써 달성될 수 있다.

홈으로의 그리고 홈을 통한 뼈 재료의 보다 효율적인 후방 이동을 제공하기 위해서, 홈은 양호하게는 절삭 리세스의 단면보다 작은 단면을 가질 수 있으며, 이에 의해 느슨한 뼈 재료에 대한 "깔때기 효과"를 일으키게 된다. 절삭 리세스 내의 뼈 재료 상의 소정의 후방 압력은, 골강에 쌓인 뼈 재료가 절삭 리세스로 후방 가압될 때, 특히 최종 나사 결합 작업 중에, 홈 내의 뼈 재료 상의 보다 높은 후방 압력으로 전환된다. 홈의 이러한 저감된 단면은 절삭 리세스보다 더 작은 원주 방향의 폭을 홈에 제공함으로써 달성될 수 있다. 이 방법은 골강 벽과의 기계적 결합에 필요한 나사를 "줄임(saving)"으로써 유리하다. 상술한 "깔때기 효과"를 발생시키는 다른 방법은 절삭 리세스의 방사상 깊이를 증가시키는 것이다. 이들 두 방법은 결합될 수도 있다.

홈들은 고정구의 종방향으로 완전 축방향으로 향하게 될 수 있다. 홈은 고정구의 회전이 홈을 통해서 그리고 그 외부로 이동하는 뼈 재료에 도움이 되는 방향으로 경사지게 될 수도 있다.

양호한 실시예에서, 각 리세스의 전방 단부는 나사 결합 방향에서 도시된 바와 같이 대응 절삭 리세스의 후방부로 개방되며, 이에 의해 절삭 리세스에서 나와 리세스로 들어가는 절삭된 뼈 재료의 효율적인 안내 또는 이전을 달성한다.

모든 절삭 리세스가 대응 홈에 연결될 필요는 없다.

본 발명의 다른 특징 및 상세한 사항은 첨부된 청구범위 및 본 발명의 두 개의 모범적 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 명백해질 것이며, 첨부 도면에 대한 인용 설명이 이루어질 것이다.

도1 및 도2는 사람의 대퇴부 콜룸 내의 고관절 보철물의 영구 고정을 위해 사용되도록 된 본 발명에 따른 고정구의 제1 실시예를 도시한다. 대체로 국제 공개 제93/16663호에 개시된 형태의 고정구는 원통형 제1 고정 부재(1)와, 플러그형의 원통형 제2 고정 부재(2)를 포함한다. 제2 고정 부재(2)에는 표면을 따라 콜룸의 헤드가 제거된 절삭면(도5에서 인용 부호 33)에 접함으로써 그 삽입을 제한하는 원주 방향 플랜지(3)가 구비된다. 제1 고정 부재는 드릴링된 비교적 얇은 구멍(도5에서 인용 부호 30)에 자동-태핑되기 위해 그 삽입 단부(5)에 짧은 날카로운 모서리를 가진 다수의 절삭 리세스(4)들이 구비된다.

제2 고정 부재(2)는 또한 그 축방향 길이가 도2에서 인용 부호 6으로 지시되고 전방의 비교적 짧은 자동-태핑 단부(7)와 후방의 비교적 긴 비자동-태핑 결합부(8)를 갖는 나사 외면을 제공한다. 여덟 개의 동일하게 이격된 날카로운 모서리를 가진 절삭 모서리(9)들은 얇은 드릴링된 구멍(30)과 동축을 이루는 사전 절삭된 골강(도5에서 32)으로의 자동-태핑을 위해서 전방 단부(7)에서 원주 방향으로 이격된다. 절삭 리세스(9)는 제2 고정 부재(2)의 방사상 단부면(10)으로 축방향 개방된다. 전방의 자동-태핑 단부(7)는 그 삽입 중에 고정구는 안내하고 중심을 맞추기 위해 어느 정도 원뿔형이다.

도3 및 도4에서 도시된 바와 같이, 각각 방사상 벽(11)과 여기에 수직한 저부 벽(12)에 의해 한정된 여덟 개의 절삭 리세스(9)가 구비된다. 고정구의 나사 방향은 화살표(13)에 의해 지시된다. 각 쌍의 이웃한 절삭 리세스 사이에는, 도4의 절삭 리세스(9a, 9b)들과 같이, 저부 벽(12)의 전방 모서리에서 유격면(14)의 회전 방향에서 보아 후방 절삭 리세스(9a)로부터, 방사상 벽(11)의 방사상 외부 모서리와 일치하는 절삭 모서리(15)에서 회전 방향에서 보아 전방 절삭 리세스(9b)까지 연장한다.

도4에서 가장 명확히 나타나는 바와 같이, 각 유격면(14)은 원통형 외면에 대한 접선(16)과 각(α)을 형성하며, 이에 의해 목표한 자동-태핑 기능을 보장한다.

여덟 개의 원주 방향으로 이격된, 방사상 개방 수집 및 분배 홈(17)들은 후방 비자동-태핑부(8)에 형성되며, 고정구의 종방향 축과 평행하게 연장된다. 전방 단부에서, 각각의 홈(17)은 관련된 절삭 리세스(9)로 개방된다. 홈(17)은 나사 방향(13)에서 보아 각 홈(17)의 후방 종방향 모서리가 대응 리세스(9)의 상술한 절삭 모서리(15)와 일치하도록 절삭 리세스(9)에 관해 원주 방향으로 오프셋된다.

설명된 실시예에서, 각 홈(17)은 대체로 반원통형의 경계벽(18)을 가지며 절삭 리세스(9)에 대해 절삭 리세스가 홈보다 방사 방향으로 깊을 뿐만 아니라 원주 방향으로 넓은 크기로 된다. 따라서, 절삭 리세스(9)는 수집 홈(17)보다 큰 방사상 단면을 갖는다. 양호하게는, 절삭 리세스(9)와 각 홈(17) 사이의 전이부는 부드러운 곡면으로 된다.

설명된 실시예에서, 홈(17)은 비자동-태핑부(8)의 거의 전체 길이를 따라 연장되지만, 홈(17)은 본 발명의 범위 내에서 짧을 수도 있다. 또한, 수집 홈을 갖거나 갖지 않은 절삭 리세스(9)에서와 같이, 다양한 길이의 수집 홈(17)이 제공될 수 있다.

홈(17)의 기능은 도5 내지 도8을 참조로 해서 더욱 명백해질 것이다. 도5 및 도6에서 가장 명백하게 드러나는 바와 같이, 드릴링된 구멍(30)과 절삭 골강(32)은, 고정구가 도7에 도시된 바와 같이 장착되는 곳에 경질의 피질골(34)과 후방 비자동-태핑부(8) 사이에 나사 결합부가 있도록 위치되고 향한다. 절삭된 뼈 표면(33)의 부분은 비원형이다. 도5와 관련해서 도6으로부터 특히 명백한 바와 같이, 골강(32)의 내벽은 해면 조직 뼈(38)로 된 아주 큰 상부뿐만 아니라 연질의 해면 조직 뼈로 된 중간의 얇은 "스트랜드(strand, 36)"를 구비한 경질 피질골(34)로 된 두 개의 하부 측부로 형성된다.

제2 고정 부재(2)가 골강(32)에 나사 결합될 때, 절삭 리세스(9)는 영역(36, 38)으로부터 해면 조직 뼈뿐만 아니라, 영역(34)으로부터 피질골을 절삭한다. 절삭된 뼈 재료는 거의 동시에 아주 작은 절삭 리세스(9)를 충전시키고, 도8의 내부가 비어 있는 화살표에 의해 지시된 바와 같이, 골강(32)의 내벽에 대한 축방향 마모로 인해서, 후방으로 힘을 받게 되고 각각의 홈(17)에 수집된다. 이 도면에서, 절삭된 뼈 재료는 B로 지시되며 어두운 배경에 의해 지시된다. 고정구의 축방향 나사 결합 방향은 화살표(44)에 의해 지시된다.

홈(17)이 충전되면, 절삭 리세스(9)로부터 계속해서 공급된 재료(B)는 홈(17)에서 이미 쌓인 재료 상에 축방향 후방 힘을 가한다. 홈(17)이 후방 마찰력과 후방 압축력의 결합된 효과에 의해 이렇게 해서 완전히 충전될 때, 도8에서 인용 부호(40)에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 재료의 계속된 나사 결합 및 절삭은 수집 홈(17)으로부터 그리고 해면 조직 뼈(38)의 공동으로의 뼈 재료의 방사상 유출을 야기시킨다. 특히, 도6의 영역(34)으로부터의 피질골 재료는 해면 조직 영역(36, 38)으로 이동(자동 이식)되고, 이에 이해 고정구 둘레에서 피질골의 개선된 분배를 얻게 되어 그 고정을 강화시킨다.

절삭 리세스(9) 및 수집 홈(17)의 전체 체적은 나사 결합 작업 중에 절삭된 뼈 재료의 전체 양보다 작아야 하고, 양호하게는 훨씬 작아야 한다. 이것은 홈(17)이 빠르게 충전되고 분배 효율이 가능한 빠르게 활성화되는 것을 보장하기 위해 그렇게 되어야 한다.

절삭 리세스(9)는 도8의 인용 부호 46에 의해 명백한 바와 같이 축방향 전방으로 개방되고, 절삭된 뼈 재료(B)의 일부는 골강(32)으로 축방향 전방으로 낙하한다. 나사 결합 과정의 말미에서, 이 뼈 재료는 골강(32)의 단부면(10)과 저부 벽(50) 사이에서 압축된다. 고정구의 최종 조임은 이렇게 "트랩된(trapped)" 뼈 재료를 효과적으로 압축시키고, 이에 의해 홈(17)쪽으로 강하게 가압되며 골강(32)의 내벽 전체에 걸쳐 분배된다.

도9 및 도10은 본 발명에 따른 고정구의 제2 실시예를 도시한다. 이 제2 실시예는 상술한 실시예에 거의 대응하며, 그러한 이유로 해서, 여기에서 동일한 부분에 대한 설명은 없다. 따라서, 유사한 요소에 대해서는 동일한 인용 부호가 주어졌다. 도9에서, 부분적으로 장착될 때의 고정구가 도시되며, 도10은 작업 모드를 도시하는 부분 확대도이다.

도9 및 도10의 제2 실시예는, 나사 결합 작업 중에 고정구의 회전이 홈(19)의 뼈 재료의 후방 이동을 촉진시키는 방식으로 수집 홈(17)이 고정구의 종방향에 대해 경사진다는 점에서 도1 내지 도8의 제1 실시예와는 다르다. 따라서, 홈(17)의 입구 단부는 나사 결합 방향(13)에서 도시된 바와 같이 그들의 폐쇄된 후방 단부의 전방에 위치된다. 또한, 제2 실시예는 홈(17)이 제1 실시예에서보다 짧을 수 있다는 사실을 설명하고 있다.

Claims (20)

1. 나사를 구비한 원통형 외주면(6) 및 삽입 단부면(10)을 갖는 고정 부재(2)와 상기 삽입 단부면(10)에 인접한 나사 형성 외주면(6)의 전방 자동-태핑 단부(7)에 형성되어 상기 삽입 단부면(10)으로 축방향 개방되고 원주 방향으로 이격된 다수의 절삭 리세스(9)를 포함하며 뼈 조직에 형성된 골강(32)으로 삽입되어 영구 고정되는 고정구에 있어서,

   상기 나사 형성 외주면(6)의 후방 비자동-태핑부(8)에 형성된 원주 방향으로 이격된 다수의 조직 수집 및 조직 분배 홈(17)을 포함하고, 상기 홈(17)들은 방사상 외향으로 개방되며 상기 고정 부재(2)의 종방향으로 적어도 부분적으로 연장되고, 상기 각 홈(17)은 그 전방 단부에서 상기 고정구의 삽입 중에 골강(32)의 내벽 둘레에 절삭된 뼈 재료(B)를 원주 방향으로 분배시키기 위해 상기 절삭 리세스로부터 절삭된 뼈 재료(B)를 수집하여 홈(17)으로부터 방사상으로 안내하도록 상기 절삭 리세스(9) 중 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 고정구.
2. 제1항에 있어서, 절삭 리세스(9)와 수집 및 분배 홈(17)의 전체 조직 수집 체적은 고정구의 삽입 중에 절삭된 뼈 재료(B)의 전체 체적보다 작은 것을 특징으로 하는 고정구.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절삭 리세스(9)와 수집 및 분배 홈(17)의 전체 조직 수집 체적은 고정구의 삽입 중에 상기 홈(17)에 수집된 뼈 재료(B)의 전체 체적보다 작은 것을 특징으로 하는 고정구.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈(17)의 단면은 절삭 리세스(9)의 단면보다 작은 것을 특징으로 하는 고정구.
5. 제4항에 있어서, 상기 홈(17)의 원주 방향 폭은 절삭 리세스(9)의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 고정구.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 홈(17)의 방사상 깊이는 절삭 리세스(9)의 방사상 깊이보다 작은 것을 특징으로 하는 고정구.
7. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈(17)은 상기 고정 부재(2)의 종방향으로만 연장되는 것을 특징으로 하는 고정구.
8. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈(17)은 골강(32) 내로의 고정구의 삽입 중에 고정구의 회전 이동이 홈(17) 내의 뼈 재료(B)의 후방 이동을 촉진시키도록 고정 부재(2)의 종방향에 대해 경사진 것을 특징으로 하는 고정구.
9. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈(17)은, 고정 부재(2)의 종방향으로 비자동-태핑부(8)의 대부분에 걸쳐 연장된 것을 특징으로 하는 고정구.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따르는 고정구를 포함하는 것을 특징으로 하는 고관절 보철물과 같은 보철물.
11. 뼈 조직에 보철물을 고정시키기 위한 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따르는 고정구의 사용.
12. 뼈 조직에 골강(32)을 형성하는 단계와, 상기 골강(32)에 고정구를 삽입하는 중에 골강(32)의 내벽에 내부 나사를 형성하기 위한 절삭 리세스(9)와 상기 골강(32)의 상기 내부 나사와 결합하기 위한 나사 형성 외주면을 갖는 자동-태핑 고정구를 제공하는 단계와, 상기 고정구를 상기 골강(32)에 삽입하여 상기 골강(32)의 내부 나사가 형성되고 상기 고정구의 나사 형성 외주면이 상기 내부 나사와 결합하게 되는 단계를 포함하는 뼈 조직에 고정구를 고정하는 방법에 있어서,

    골강(32)에 고정구를 삽입하고 상기 내부 나사를 형성하는 중에, 상기 내부 나사의 형성을 위해서 상기 절삭 리세스(9)에 의해 절삭된 뼈 재료(B)가 수집되어 상기 골강(32)의 내벽 둘레에 원주 방향으로 분배되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 골강(32)은 고정구(1, 2)의 삽입 중에 절삭된 피질골 재료(B)가 골강(32)의 내벽 둘레에 원주 방향으로 분배되도록 피질골 조직(34)에 적어도 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제12항에 있어서, 상기 골강(32)은 해면 조직 뼈 조직(38)에만 형성된 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭된 뼈 재료(B)는 고정구(1, 2)의 외부 나사 형성 외주면의 후방 비자동-태핑 결합부(8)에 형성된 하나 이상의 원주 방향으로 이격된 홈(17)으로부터 바깥쪽에 분배되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제15항에 있어서, 절삭 리세스(9)와 수집 및 분배 홈(17)의 전체 조직 수집 체적은 고정구(1, 2)의 삽입 중에 절삭된 뼈 재료(B)의 전체 체적보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 절삭 리세스(9)와 수집 및 분배 홈(17)의 전체 조직 수집 체적은 고정구(1, 2)의 삽입 중에 상기 홈(17)에 수집된 뼈 재료(B)의 전체 체적보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 골강(32)은 저면(34)을 제공하고, 상기 고정구(1, 2)는 상기 고정구(1, 2)의 최종 조임 중에 고정구(1, 2)와 상기 저면(50) 사이의 골강(32)에 있는 상기 절삭된 뼈 재료(B)가 절삭된 뼈 재료(B)의 수집 및 원주 방향 분배를 촉진시키기 위해 고정구(1, 2)의 삽입 방향과 대향 방향으로 후방으로 가압되는 축방향 범위까지 상기 골강(32) 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제12항 내지 제18항에 있어서, 상기 고정구(1, 2)는 상기 골강(32) 내에 영구 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 고정구(1, 2)에 보철물을 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.