KR20130103729A - 척추의 동적 안정화를 위한 척추 임플란트 세트 - Google Patents

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Abstract

척추 몸체들을 안정화시키기 위한 연결 요소(1)는 그 길이방향 축을 따른 가변 강직성을 가지며, 특히 연결 요소의 단면은 그 길이방향 축을 따라 변화되고 복수의 뼈 나사들(6)에 대해서 연장된다. 양호한 실시예에서, 가변 단면(h1,h2)에도 불구하고, 동일한 뼈 나사들(6)은 상이한 길이들의 클램핑 요소들(9,10)을 삽입함으로써 모든 위치들에서 사용될 수 있다.

Description

척추의 동적 안정화를 위한 척추 임플란트 세트{SPINAL IMPLANT SET FOR THE DYNAMIC STABILIZATION OF THE SPINE}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 척추의 동적 안정화를 위한 척추 임플란트 세트 및 그 사용 방법에 관한 것이다.
본 발명은 길이방향 축을 따른 상이한 강직도(stiffness)를 갖고 척주 몸체들을 동적으로 안정화시키기에 유용한 탄성 연결 로드(rod)를 실현할 수 있다. 탄성 연결 로드들은 통상적으로 척추의 동적 안정화를 위해 뼈 나사(bone screw)(페디클 스크류; pedicle screws)와 연계하여 사용된다. 이러한 로드가 큰 강직도의 섹션을 갖는다면, 가능한 증상(indication)이 실질적으로 연장될 수 있다. 따라서, 큰 강직도의 섹션이 예로서 척추 몸체의 융합을 위하여 사용될 수 있고, 반면에 작은 강직도의 섹션은 이웃 세그먼트의 탄성 연결을 위하여 사용될 수 있다.
척추 수술에서 "골든 스탠다드(golden standard)"는 병상 척추 몸체들의 융합(강직부)에 있다. 그러나, 강직성은 융합부에 인접한 세그먼트들의 조기 퇴화를 유도한다. 따라서, 상이한 강직도를 갖고 수술 처리에서 이웃 세그먼트들을 포함하는 로드들을 제공하려는 시도들이 있다.
하기에 도시된 바와 같이, 당기술에 공지된 접근방안들은 한편으로는 금속 및 플라스틱 로드들의 조합에 관한 것이며, 다른 한편으로는 가변 단면들을 갖는 플라스틱 로드들에 관한 것이다.
특허출원 EP 1 719 468에 따른 발명은 연결된 동적 안정화를 형성하기 위하여 외부 플라스틱 쿠션에서 내부 견인 구조체로서 작용하도록 계획된 직물 밴드에 금속 바아를 연결한다.
특허출원 EP 1 815 812에 따른 발명은 연결가능한 플라스틱 로드를 수용하기 위한 부품을 금속 로드의 단부에 제공한다.
특허출원 US 2009/0118767에 따른 발명은 길이방향 축에 따른 가변적인 가요성을 갖는 연결 요소를 제시한다. 여기서, 가변적인 가요성은 2개의 앵커(anchoring) 요소들 사이의 영역으로 제한되고, 단지 연결 요소의 외부 몸체만이 그 강직도가 변화된다.
특허출원 US 2009/0248083에 따른 발명은 단지 하나의 동작 세그먼트를 지나서 연장하지만, 2개의 연속적인 고정 나사들 사이에서 작용하는 길이방향 축을 따른 상이한 강직도의 영역들을 갖는 연결 로드들을 제시한다.
특허출원 WO 97/32533에 따른 발명은 그 길이방향 축에 따라 직경이 변화되지만, 2개의 고정 나사들 사이의 영역으로 제한되는 (단단한) 연결 로드들을 제시한다.
특허출원 WO 2007/038429에 따른 발명은 길이방향으로 강직성이 있고 횡방향으로 탄성을 가져야 하는 부하-지탱 요소들의 적층물을 제시한다. 그러나, 강직성에서 의도된 차이는 2개의 각 고정 나사들 사이에서만 달성된다.
특허출원 US 2005/0203513에 따른 발명은 각각의 동작 세그먼트들 또는 고정 나사들의 쌍들 사이에서 상이한 강직도를 달성하는 것을 목표로 한다. 그러나, 제안된 해결방안은 연결 요소가 반드시 고정 위치들의 소정 단계식(graduation)을 요구하도록 각각의 고정 나사들 위로 비연속적인 변화를 제공하고, 이는 결과적으로 다중 단편적인 적용들에서 외과의사에 대해서 상당한 어려움을 발생시킬 수 있다.
특허출원 US 2007/0191832에 따른 발명은 최대 2개의 고정 나사들 사이에서 상이한 탄성도를 갖고 따라서 기껏해야 단일 단편적인 처리들로 제한되는 복수의 몸체들을 제시한다.
특허출원 WO 2007/087476에 따른 발명은 연결 로드들이 길이방향 캐비티 및 상이한 외부 윤곽들을 갖는다는 점에서 2개의 고정 나사들 사이에 상이한 강직도를 제공한다. 그러나, 가변적인 단면은 단일 단편적인 처리들로 제한되고, 캐비티들로 인하여 예로서, 탄성 로드들을 뼈 나사들에 고정하기에 겨우 적합하다.
특허출원 US 7,326,210에 따른 발명은 단지 단편적인 적용들에 적합하거나 또는 반드시 소정 단계식의 문제에 놓이는 고정 나사들 사이의 탄성 영역들을 갖는 연결 요소들을 제시한다.
특허출원 WO 2007/089957에 따른 발명은 또한 그러나 소정 세그먼트들에서, 로드 축을 따른 가변 단면에 대해서 기술하고, 이는 각 환자에 대한 대응 세그먼트 길이들을 갖는 개별적으로 적합된 로드를 필요로 한다. 로드의 평탄 측부들은 가능한 뼈 나사의 축에 직교한다. 뼈에 대한 로드의 연결은 도시되지 않는다.
특허출원 WO 2009/021116에 따른 발명도 역시 로드 축을 따른 가변 단면들에 대해서 기술하지만, 상기 가변 단면들은 고정 나사들 사이에만 있으므로, 다시 각 환자에 대한 대응 세그먼트 길이들을 갖는 특정 로드를 필요로 한다. 제안된 동적 로드 시스템은 융합부들 즉, 주로 압축력들에 대해서 적합할 것 같지 않다. 또한, 성형된 코어에 대한 섬유들의 조합은 품질저하 없이 수백만의 부하 사이클을 지탱할 수 있을 지에 대해서 의문이다.
특허출원 EP-A-2047812에 따른 발명은 로드 축을 따른 가변 단면들에 대해서 기술하지만, 상기 가변 단면들은 고정 나사들 사이에만 있고, 이는 다시 소정 세그먼트 길이들의 문제와 연계된다. 또한, 로드는 금속으로 제조되고 변이 세그먼트에 있지도 않고 격리되지도 않은 동적 고정 시스템으로서 고려될 수 없다.
특허출원 US 2010/0114165에 따른 발명은 반경이 두개골 방향으로 감소된다는 점에서 로드 축을 따른 가변 단면을 갖는 둥근 로드를 제시한다. 그러나, 두개골 단부에서, 로드는 특히 추가로 꼬리모양으로 사용되는 동일 뼈 나사들을 사용하지 않음으로써, 척추 몸체에 확고하게 연결되지 않는다.
특허출원 US 5,217,461에 따른 발명은 또한 로드 축을 따른 2개의 상이한 직경의 연결 로드에 대해서 기술하지만, 이들 상이한 로드들이 척추에 어떻게 연결되는 지에 대해서, 그리고 하나의 단일 유형의 뼈 나사가 그에 따라서 사용될 수 있는 지에 대해서도 명시하지 않는다.
따라서, 본 발명의 목적은 더욱 연장 범위의 정형외과적 상황들에서 유용한 가변 강직성의 로드를 포함하는 척추 임플란트 세트를 제공하는 것이다.
이러한 척추 임플란트 세트는 청구항 1에 규정된다. 추가 청구항들은 임플란트 세트의 양호한 실시예 및 사용 방법을 규정한다.
본 발명에 따른 임플란트 세트는 연결 요소 또는 로드를 포함하며, 연결 요소 또는 로드의 강직성은 길이방향 축을 따른 적어도 2개의 이웃 영역들에 대해서 변화되지만, 소정 단계식의 단점들에 영향을 받지 않는다.
이는 단면이 양호하게는 동일 시트들을 갖는 동일 뼈 나사들이 전체 연결 요소에 대해서 사용될 수 있는 방식으로 로드 축을 따라서, 연속적으로 변화되거나 또는 적어도 하나의 계단, 양호하게는 정확하게 하나의 계단식으로, 변화된다는 점에서 달성된다.
양호하게는, 본 발명에 따른 척추 임플란트 세트는 적어도 3개의 뼈 나사들에 대해서 연장되는 단면 변화를 갖는 연결 요소를 포함한다.
본 발명은 도면을 참조하여 양호한 실시예를 통해서 하기에 더욱 상세하게 기술되고, 상기 도면은 로드 축을 따른 가변 단면들의 모든 가능성들을 도시하는 것은 아니다.
도면들은 개략적으로 도시된다.
도 1은 로드의 길이방향 축을 따른 상이한 단면들을 갖는 미리-휘어진 직사각형 로드들을 도시한다.
도 2는 로드들의 직선형의 2개의 미리-휘어진 길이방향 축들을 도시한다.
도 3은 로드 단면의 상이한 돌출 형상들의 상면도를 도시한다.
도 4는 가변 단면의 로드를 수용하기 위한 클램핑 요소들 및 상이한 나사 헤드들의 부분 길이방향 단면들을 도시한다.
도 5는 뼈 나사의 시트에 있는 클램핑 요소를 갖는 2개 버전의 로드의 부분 단면도를 도시한다.
도 6은 동일한 유형의 복수의 뼈 나사들에서 수용되는 로드 축을 따른 상이한 단면을 갖는 미리-휘어진 로드의 개략적인 도면을 도시한다.
척추의 동적 고정을 위한 임플란트 세트는 출원인의 초기 특허 출원 WO 2011/6267에 기재되어 있다. 특허 출원의 공보물은 참고로 합체되고 특히 척추 임플란트 세트의 연결 요소를 뼈 나사들에 고정하기 위한 양호한 고정 시스템을 기술한다.
더욱 특히, 척추 임플란트는 2개의 대향하는, 평면-평행면들을 갖는 연결 로드를 포함하고, 상기 평면의 한 치수는 뼈 나사의 시트에서 삽입 방향으로 연장된다. WO 2011/6267에 설명한 바와 같이, 이러한 형태는 평면 방식에서 유체정역학 즉, 전체 클램핑 윤곽에 작용하는 클램핑 압력으로 로드를 원주방향으로 클램프할 수 있다. 그에 의해서, 클램핑 평면에서 로드 재료의 유동이 회피되고, 중합체 재료의 로드들은 그에 따라서 안정한 방식으로 장시간 유지된다.
도 1에는, 직사각형 단면(2)이 한 치수(hi,h2 ), 양호하게는 곡률 반경(R)의 방향으로, 로드 축을 따라 변화되는 미리-휘어진 연결 요소 또는 로드(1,12)가 도시된다. 도 1a는 계단식으로 변화되는 로드(1)를 도시한다. 양호하게는, 단지 하나의 계단(32)이 제공된다. 도 1b는 단면의 연속 변화를 갖는 로드(12)를 도시한다.
도 2에는, 직선형 길이방향 로드 축, 반경(R)에 따라 미리-휘어진 로드 축 및 상이한 반경들(Rl, R2)에 따라서 휘어진 로드 축이 도시된다.
도 3a에서, 로드(1)는 특정 돌출 형상을 갖지 않는다.
도 3b에서, 로드(1)는 둥근 정점부(31)를 갖는 삼각형 돌출 형상부(3)를 가진다.
도 3c에서, 로드(1)는 반원형 돌출 형상(4)을 갖는다.
도 3d에서, 로드(1)는 반-타원형 돌출 형상(5)을 갖는다.
도 3b 내지의 도 3d에 따른 돌출 형상은 WO 2011/6267에서 설명된 바와 같이 뼈 나사(6)의 시트(7)에서 로드(1)의 삽입을 용이하게 한다.
도 4a에서, 큰 로드 단면(hi)를 위한 큰 시트(7) 및 짧은 클램핑 요소(9)를 갖는 뼈 나사(6)가 도시된다.
도 4b에서, 작은 로드 단면(h2)를 위한 큰 시트(7) 및 긴 클램핑 요소(10)를 갖는 뼈 나사(6)가 도시된다.
도 4c에서, 작은 로드 단면(h2)를 위한 작은 시트(8) 및 짧은 클램핑 요소(9)를 갖는 뼈 나사(6)가 도시된다.
도 5a는 뼈 나사(6)의 시트(7,8)에서 무헤드 나사 형태의 클램핑 요소(9,10)를 갖는 로드(1)의 상면도를 도시한다.
도 5b는 뼈 나사(6)의 시트(7,8)에서 추가 외부 너트(11)를 갖는 스페이서 형태의 클램핑 요소(9,10)를 갖는 로드(1)의 상면도를 도시한다. 너트는 뼈 나사(6)의 헤드에서 수나사부에 결합한다.
도 6에서, 단면이 로드 축을 따라 변화되는 미리-휘어진 로드(1)가 도시되는데, 상기 로드(1)는 2개의 짧은 클램핑 요소(9) 및 긴 클램핑 요소(10)를 갖는 3개의 동일 시트들(7)을 구비한 동일 유형의 3개의 뼈 나사들(6)에 고정된다. 뼈 나사들은 예로서, 가변 치수의 클램핑 요소들을 갖는 WO 2011/6267의 것이다.
본 발명을 실현하기 위하여, 실시예들의 무수한 조합들이 고려될 수 있다. 일부 양호한 실시예들은 본원에서 하기에 비-배타적으로 기술될 것이다. 로드-단면은 예로서, WO-A-2011/6267에 따라서 평면-평행 측부들을 갖는 직사각형일 수 있다. 단면은 그 높이(h), 그 폭(b) 또는 양자 모두가 변화되는 동안 로드의 길이방향 축을 따라 변화될 수 있다. 로드는 직선형 로드(R = ∞ (무한))로서 또는 하나 또는 다중의 상이한 곡률 반경들(Rl, R2)을 갖는 미리-휘어진 로드로서 공급될 수 있다. 직사각형 로드 단면의 경우에 있어서, 양호하게는 뼈 나사(6)의 방향으로 보여지는 전방측에서 하나 이상의 측부들에는 특정 돌출부 형상이 제공될 수 있다. 이 돌출 형상은 예로서(도 3 참조) 둥근 정점부(31)를 갖는 삼각형(3), 반-원형(4) 또는 반-타원(5)일 수 있다. 돌출 형상은 (단일 부재로) 부착되거나 또는 통합될 수 있다.
나사 축의 방향으로 변화되는 단면의 경우에, 동일한 뼈 나사들은 로드 축을 따라 사용될 수 있고 단지 상이한 길이들의 클램핑 요소들이 적용된다. 동일 유형의 뼈 나사들의 장점은 재수술(예로서, 확장 수술) 중에 뼈 안으로 통합되는 나사들이 유지될 수 있고 단지 상이한 로드 강직성의 섹션들이 삽입될 수 있다.
PCU(폴리카보네이트-우레탄)가 각각 상이한 강직도에서 사용될 수 있고, 우수한 생체친화성을 가지며, 장기간 우수한 기계적 특성을 가지므로, 이러한 연결 요소들을 위한 양호한 재료는 PCU이다. 그러나, 예를 들어, PEEK 집단(폴리에테르에테르케톤)의 것과 같이, 다른 중합체들도 역시 고려될 수 있다.
양호하게는(도 6 참조), 연결 로드의 제 1 또는 전방측은 라인을 따를 수 있으며, 이에 대해서 대향측 또는 후방측은 전방측에 대해서 계단식으로 형성될 수 있다. 제 1 측은 뼈 나사들의 시트들에서 먼저 밀쳐질 것다. 전방측의 연속적인 형상은 해부학적 상황에 따른다. 단지 연결 로드의 후방측 상에 가압된 스페이서들 또는 다른 클램핑 수단은 상이한 높이들 또는 더욱 일반적으로는 연결 로드의 치수들을 보상하도록 선택될 필요가 있다. 그러나, 비록 제 1 측은 평탄하지 않게, 예로서 계단식으로 형성될 수 있고 스페이서들은 연결 로드 및 뼈 나사에 있는 시트의 저부 사이에 필요할 때 삽입될 수 있다.

Claims (14)

  1. 2개 이상의 뼈 나사들(6) 및 그 길이방향 축을 따라 변화되는 단면(2)을 갖는 적어도 하나의 세장형 연결 요소(1)를 포함하는 척추의 동적 안정화를 위한 척추 임플란트 세트로서,
    상기 단면은 상기 뼈 나사들에서 삽입 방향으로 대향하는 후방측 및 전방측을 갖고 상기 단면의 변화는 실질적으로 상기 후방측 및 상기 전방측 사이의 거리의 변화에 의해서 이루어지는, 척추 임플란트 세트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 길이방향 축에 따른 상기 세장형(elongated) 연결 요소의 단면의 변화는 연속되거나 또는 하나 이상의 계단형들로 형성되는, 척추 임플란트 세트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세장형 연결 요소(1)는 직선형이거나 또는 적어도 하나의 반경들(R; Rl, R2)으로 미리-휘어지는, 척추 임플란트 세트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세장형 연결 요소(1)의 가변 단면은 길이부의 일정 단면(hi)의 일부를 포함하므로, 상기 일부는 이식될 때 적어도 2개의 뼈 나사들(6) 내에 삽입될 수 있는, 척추 임플란트 세트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세장형 연결 요소의 전방측에는 둥근 돌출부(nose portion)가 제공되는, 척추 임플란트 세트.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 세장형 연결 요소의 둥근 돌출부(3,4,5)의 단면은 실질적으로 둥근 정점부(31)를 갖는 삼각형(3), 반-원(4) 또는 반-타원(5)으로 구성되는, 척추 임플란트 세트.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뼈 나사들(6)의 시트 내에 삽입가능한 상이한 길이들의 클램핑 인서트들(clamping inserts) 및 상기 세장형 연결 요소를 위한 실질적으로 동일한 시트(7)를 구비하는 뼈 나사들을 포함하므로, 상기 클램핑 인서트들(9,10)은 상기 연결 요소의 상이한 높이들을 보상할 수 있는, 척추 임플란트 세트.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뼈 나사들(6)의 시트 내에서 뼈 스레드(bone thread)를 향하여 배열될 상기 전방측은 직선 또는 곡선을 따라 연장되고 상기 단면 변화는 상기 후방측을 따라서 하나 이상의 계단형으로, 양호하게는 하나의 계단형(32)으로 배타적으로 이루어지는, 척추 임플란트 세트.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세장형 연결 요소(1)의 일 단부에서 상기 단면이 감소되는, 척추 임플란트 세트.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세장형 연결 요소(1)는 플라스틱 재료로 제조되는, 척추 임플란트 세트.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 플라스틱 재료는 폴리카보네이트-우레탄(polycarbonate-urethane;PCU)인, 척추 임플란트 세트.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 플라스틱 재료는 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone;PEEK)의 집단인, 척추 임플란트 세트.
  13. 제 1 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세장형 연결 요소(1)는 뼈 나사에서 삽입 방향으로 연장되는 2개의 평면-평행한 측면들을 구비하는, 척추 임플란트 세트.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세장형 연결 요소(1)는 적어도 2개의 뼈 나사들(6), 양호하게는 적어도 3개의 뼈 나사들의 시트들(7,8) 내에서 삽입되어서 그 내부에서 클램프되고, 상기 연결 요소의 상이한 단면들은 대응하게 변화되는 크기의 클램핑 요소들(9,10)을 사용하여 보상되고 상기 시트들 내에 삽입되는, 척추 임플란트 세트.
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