JP2008522768A - 固定機構を備えた椎間補綴の装置 - Google Patents

Abstract

椎間補綴体（２０）が、上端板（２４）と下端板（２６）との間に挿入された挿入部（２２）を含む。半球形の凹部（２４ａ）が、上端板（２４）の下面に形成される。下端板（２６）の上面は、両側部および端部を溝（２６ｂ）によって限られた概ね方形の凹部領域（２６ａ）を含む。操作用切欠き部（２６ｃ）が端板（２６）の前端部に形成され、端板の外面から凹部領域（２６ａ）に延在し、傾斜部（２６ｄ）が切欠き部の基部に形成される。挿入部（２２）は、概ね方形の下部（３２）と一体的に形成され、概ね方形の下部（３２）から上向きに延在するドーム状の上部（３０）を有する。ドーム状の上部（３０）は、挿入部（２２）と端板（２４）との間で回転動作が可能な関節連結部を形成するために、最小の隙間を有して端板（２４）の凹部（２４ａ）内に嵌合する。

Description

本発明は、椎間内部補綴装置および該装置の組立方法に関し、より具体的には、装置の２つの構成要素を固定するための固定機構を備えた装置および方法に関する。

人体の椎間板は、椎間板を外科的に除去しなければならない程度まで断裂または変性することがある。このような場合、ある程度の安定性と旋回および回転の動作範囲とを隣接する椎骨間に保持しながら、隣接する椎骨間の椎間の空間が潰れるのを防ぐために、隣接する椎骨間に埋入されるように構成された椎間補綴装置が使用可能である。このような装置は、典型的に、隣接するそれぞれの椎骨に取り付けられ、互いに対して動くように構成された２つ以上の関節要素を含む。

これらの装置の多く、特に頸椎に挿入される装置は、単一の構成要素からなるか、または永久に互いに固定された複数の構成要素からなる。したがって、これらの装置は、組立体全体を外さずにモジュール化または修正をすることができない。

モジュールシステムは腰椎での使用には存在するが、このシステムは、構成要素を連結するために、構成要素またはモジュールに蝶番を使用する。しかし、このタイプの連結は堅牢でなく、および／またはうまく働かないことがあり、そのためしばしば重大な合併症の原因となる分離が起こる。

表１に挙げたすべての特許は、その全体が参照として本明細書に援用される。以下に述べられる「課題を解決するための手段」、「発明を実施するための最良の形態」および「特許請求の範囲」を読むことで当業者が容易に理解するように、表１の特許において開示された装置および方法の多くは、本発明の教示を用いて有利に修正されることができる。

本発明の一実施形態に従って、分離の可能性を最小限にするやり方で、補綴体の基部部材に包み込まれる挿入部を含む椎間補綴体が提供される。下記に述べられる本発明の様々な実施形態は、上記の特徴および利点のうちの１つまたは複数を有する可能性があり、または、従来技術に存在する上記の問題に対して１つまたは複数の解決法を与える可能性がある。

まず図１を参照して、符号１０は、頸椎、胸椎、もしくは腰椎における、または脊柱の他の部位における２つの隣接する椎骨１４と１６との間に延在する損傷した椎間板１２を有する脊柱を示す。図２を参照すると、椎間板１２を除去し、２つの無傷の椎骨１４と１６との間に隙間を形成する典型的な外科的摘出術が行われており、本発明の一実施形態による椎間板補綴体２０が上記隙間に埋入されることが理解されるであろう。

補綴体２０は図３および図４に詳細に示され、図に見られるように、上端板２４と下端板２６との間に挿入された挿入部２２を含む。上端板２４は、図３および図４に見られるように湾曲した前方部または前面と、椎骨１４の対応する表面に合致するように平坦または曲線状になった上面（図２）とを有する概ね方形の形状である。半球面状の凹部２４ａが、端板２４の下面に形成され、耳部２４ｂが端板２４の前端部から上向きに延在する。

下端板２６もまた、湾曲した前端面を有する概ね方形の形状であり、その上面は、溝２６ｂによって２つの側部および端部を限られた概ね方形の凹部領域２６ａを含む。端板の外側表面から凹部領域２６ａまで延在する操作用切欠き部２６ｃが、端板２６の前端部に形成され、切欠き部の基部に傾斜部２６ｄが形成される。耳部（タブ、つまみ部）２６ｅが、端板２６の前端部から下向きに延在する。端板２６の下面は、図示のように平坦であるが、椎骨１６（図２）の対応する表面に合致するように曲線状であってもよい。

端板２４および２６は、図２に示されるように、補綴体の後部への動きを防ぐために、椎骨１４および１６のそれぞれに対応する外側前面を覆って耳部２４ｂ、２６ｅを配置することを含むであろう任意の従来の方法で、椎骨１４、１６にそれぞれ固定されることが理解されよう。たとえば、ねじ等のような固定具が、耳部２４ｂ、２６ｅを含む端板２４、２６の任意の部分を介して椎骨１４、１６の中へ通され、補綴体２０を椎骨に固定してよい。別の例によると、端板２４の上面および端板２６の下面に、骨に係合する面またはひれ状部が設けられ、椎骨１４、１６をそれぞれ係合して、補綴体２０の堅固な埋入を強めることができる。

挿入部２２は、実質的に方形の下部３２と一体的に形成され、該下部３２から上向きに延在するドーム（円蓋）状の上部３０を有する。ドーム状の上部３０は、挿入部２２と端板２４との間で回転動作が可能な関節接合部を形成するように、最小限の隙間を有して端板２４の凹部２４ａ内に嵌合する。

２つの平行な、長さ方向に延在する切欠き部３２ａ、３２ｂが方形部３２に設けられ、該切欠き部は、方形部のそれぞれの側壁からわずかに内方向に離間される。こうして、切欠き部とその対応する側壁との間に延在する方形部３２の各部が比較的に柔軟になっている。周縁の鳩尾形の突部３２ｃが方形部３２の側壁および後壁から延在し、端板２６の溝２６ｂの対応する部分の中に延在する大きさになされている。

耳部３２ｄが挿入部２２の前端部から外向きに延在し、適切な工具によって係合されるように構成された平坦な上面を有する。これによって、以下に説明される方法で挿入部２２を下端板２６に固定するのを助けるために、外科医が端板２６に向かう方向に耳部３２ｄに力を加えることができる。図４に示されるように、挿入部２２は、まず、下端板２６の上に、下端板の平坦面に対してわずかな角度をもって挿入部２２を配置することによって、下端板２６に取り付け可能である。挿入部２２の方形部３２の後壁から延在する突出部３２ｃの部分が、端板２６の溝２６ｂの対応する部分の中に挿入される。

次に、耳部３２ｄの上面に工具を係合して下向きに押すことによって、挿入部２２の前部が端板２６に対して下向きに押さえつけられる。方形部の側壁から延在する突出部３２ｃの部分を含む、上記の比較的柔軟な方形部３２の側部が、溝２６ｂの対応する部分にかみ合う。

結果として、挿入部２２が端板２６に対して固定され、端板２４と２６との間に概ね包み込まれて、分離の可能性を大幅に減少させる。こうして、図５に示されるように、補綴体２０が椎骨１４と１６との間に完全に埋め込まれ、連結された挿入部２２と端板２６とによって形成された組立体が、端板２４に対して回転することができる。

挿入部２２はモジュール方式およびそれと同様のものであり、異なるサイズ、構成などの別の挿入部によって、修正または交換を可能にする。このために、適切な工具（図示せず）を切欠き部２６ｃを介して挿入し、傾斜部２６ｄを案内として用いて、挿入部２２の方形部３２の下面と、端板２６の上面との間にその工具を割り込ませることによって、挿入部２２は下端板２６から外されることができる。次に、工具が傾斜部２６ｄを中心に旋回され、端板２６から離れる方向に挿入部を押して、切り離しを行う。すると、挿入部２２は、挿入部を端板２６に対して前方に滑動させることによって、端板２６から完全に切り離されることができる。これによって、端板２４、２６を椎骨１４、１６に固定した元の位置に維持しながら、挿入部２２が交換可能になる。

図６は、本発明の代替的な実施形態を図示し、同じ参照符号を与えられた前述の実施形態の構造および構成要素を含む。図６の実施形態によると、耳部３２ｄが除かれ、方形部３２の平坦な端部に、上記の組立工程の際に挿入部２２を端板２６に向かって押さえつける工具を受けるための開口部３２ｅが形成される。それ以外は、図６の実施形態は、図２〜図５の実施形態と同一である。

図７の実施形態は、図２〜図５の実施形態と同様であり、同一の構造および構成要素には同じ参照符号が与えられている。図７の実施形態によると、２つの離間された平行なレール２６ｆ、２６ｇが、下端板２６の凹部２６ａから上向きに突出し、それぞれ切欠き部３２ａ、３２ｂの中に延在するように構成されている。この状況では、図２〜図５の実施形態の切欠き部の深さと比べて、切欠き部３２ａ、３２ｂの深さが増加可能である。したがって、図３〜図５の実施形態に関して、上述のように挿入部２２が端板２６に対して固定されたとき、レール２６ｆ、２６ｇが切欠き部３２ａ、３２ｂの中にそれぞれ延在し、挿入部を端板に対してさらに固定する。それ以外は、図７の実施形態は、図３〜図５の実施形態と同一であり、図７の実施形態の開口部３２ｂが図３の実施形態の耳部３２ｄで置き換えられることが理解される。

図８および図９の実施形態は、図２〜図５の実施形態と同様であり、同一の構造および構成要素には、同じ参照符号が与えられている。図８の実施形態によると、図２〜図５の実施形態の端板２４、２６のそれぞれの耳部２４ｂ、２６ｅが除かれ、それぞれの端板の前端部に２つの突起２４ｃ、２６ｈが設けられる。突起２４ｃ、２６ｈは、椎骨１４、１６に対して補綴体２０を操作する際に外科医を助けるために、対応する工具が該突起を把持することができるように、台形の断面を形成する鳩尾形である。図８の実施形態では、耳部３２ｄが挿入部２２上に示されているが、図６の開口部３２ｄが設けられてもよいことを理解されたい。また、図７の実施形態のレール２６ｆ、２６ｇが、図８の実施形態に設けられるか、または図８の実施形態から省かれることができる。それ以外は、図８の実施形態は、前述の実施形態と同一である。

図９の実施形態は、図に見られるように突起２４ｃが上向きに延在し、突起２６ｈが下向きに延在すること以外は、図８の実施形態と同一である、したがって、突起２４ｃ、２６ｈが、図７の実施形態に関連して上述の把持面を与えることに加えて、図２〜図５の実施形態の耳部２４ｂ、２６ｅの機能も行う。図９の実施形態では耳部３２ｄが挿入部２２上に示されているが、図６の開口部３２ｅが設けられてもよいことが理解されたい。また、図７の実施形態のレール２６ｆ、２６ｇが、図９の実施形態に設けられるか、または図９の実施形態から省かれることができる。それ以外は、図９の実施形態は、前述の実施形態と同一である。

上述のすべての実施形態では、端板２４、２６は、チタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、多結晶ダイアモンド、熱分解カーボンを含む任意の適切な生体適合性の材料から形成されてよく、挿入部２２は、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＵＨＭＷＰＥと架橋されたＰＥＥＫ）、または他の適切な材料から形成されることができる。端板２４、２６、および／または挿入部２２の表面は、補綴体２０の増力または内部への成長の特性を高める特徴または被覆を含む。たとえば、ヒドロキシアパタイト（ＨＡ）などの血漿または生体に適合性のある、骨誘導性の材料が、１つまたは複数の上記表面の全体または一部を被覆してよい。他の適切な被覆または処理は、多孔質ビーズ被覆、多孔質メッシュ被覆、骨形成ペプチド被覆、成長因子被覆、ｒｈ−ＢＭＦ被覆、および／またはグリットブラストを含んでよい。挿入部２２のドーム部３０および上端板２４の凹部２４ａのそれぞれの表面は、それらの関節の動きの結果として許容可能な摩耗特性を与えるのに十分な耐久性があるように選択または処理されてよい。

（変更例）
本発明から逸脱することなく、上記の内容に変更が行われてよいことが理解されるであろうが、いくつかの変更例は以下の通りである。

（１）補綴体２０は、椎骨以外の体の部分の間に埋入されてよい。

（２）補綴体２０は、少なくとも１つの椎骨が除去される切除術の後に、２つの椎骨の間に挿入されてよい。

（３）挿入部２２は、補綴体が埋入される特定の部位、およびさらに具体的には、端板２４、２６が椎骨１４、１６にそれぞれ連結された後の端板２４と２６との間の空間によって、形状、サイズ、構成、および物理的特性がいくらか異なってよい。

（４）挿入部２２の上ドーム部は、異なる形状の突起部によって置き換えられてもよい。

（５）ドームは、端板２４の下面に形成されてよく、対応する凹部は、挿入部２２の上面に形成されてよい。

（６）補綴体２０は、椎骨１４と１６との間に、図２に示される位置とは反転した位置に埋入されてよい。端板２６が上椎骨１４に連結され、端板２４が椎骨１６に連結される場合、端板２４および２６の一方または両方が、形状が異なってよい。

（７）図７の実施形態では、レール２６ｆ、２６ｇを端板２６に、対応する切欠き部３２ｃ、３２ｄを挿入部２２に設ける代わりに、レールが挿入部に、切欠き部が端板に設けられることができる。

（８）突起（２４ｃまたは２６ｈ）が、端板２４、２６の一方に設けられ、他方に設けられなくてよい。

（９）図２〜図５の実施形態の開口部３２ｄを省いてもよい。

（１０）「下に」「上に」「間に」「上」「下」などのような上記の空間的な関係は、例示の目的のためのみであり、上記の構造の特定の向きまたは位置を限定するものではない。

前述の特定の実施形態は、本発明の実施の例である。したがって、当業者に既知である、または本明細書に開示された他の方便が、上記のように、本発明または添付の特許請求の範囲から逸脱することなく使用可能であることを理解されたい。特許請求の範囲においては、ミーンズプラスファンクション節が、引用された機能を行うように本明細書に述べられる構造に及び、また、構造的均等物だけでなく、均等な構造物にも及ぶことが意図されている。したがって、釘が木製部品を合わせて固定するために円筒形の表面を用い、一方ねじが螺旋状の表面を用いる点において、釘とねじとは構造的均等物ではないであろうが、木製部品を固定する環境においては、釘とねじとは均等な構造物である。

損傷した椎間板を有する人体の脊柱の断面図である。 図１の脊柱の部分拡大図であり、本発明の一実施形態に従って埋め込まれた椎間補綴体の図である。 図２の補綴体の分解等角図である。 図２および図３の補綴体を組み立てる一工程を示す部分断面／部分立面図である。 図２および図３の組み立てられた補綴体の拡大断面図である。 代替的な実施形態の部分分解等角図である。 代替的な実施形態の部分分解等角図である。 さらなる代替的な実施形態の等角図である。 さらなる代替的な実施形態の等角図である。

Claims (31)

1. 第１椎骨を係合するための第１端板と、
   溝を有し、第２椎骨を係合するための第２端板と、
   前記第１端板と挿入部との間で相対的な動作を可能にするやり方で、前記第１端板を係合する挿入部であって、突出部を有し、当該突出部は、前記挿入部を前記第２端板と固定的に係合するように構成され、また、前記突出部は、前記挿入部を前記第２端板から切り離し可能にするために前記溝から手動で取り外されるように、前記溝の中に延在すべく構成される、挿入部と、を備える椎間インプラント。
2. 前記第２端板が、前記挿入部を受けるための凹部を有し、少なくとも１つの側部が前記溝で限られる請求項１に記載のインプラント。
3. 前記凹部の後部が前記溝で限られ、前記突出部が前記挿入部の後部に形成される請求項２に記載のインプラント。
4. 前記凹部の後部および両側部が前記溝で限られる請求項２に記載のインプラント。
5. 前記突出部が前記挿入部の両側部からも延在する請求項４に記載のインプラント。
6. 前記挿入部の後部の前記突出部を前記第２端板の後部の前記溝の中に延在させた状態で、前記挿入部を前記第２端板に対して斜めに配置することによって、前記挿入部が前記第２端板に固定的に係合され、次に、前記挿入部の両側部の前記突出部が前記第２端板の両側部の溝に延在するように、前記挿入部の前部を前記第２端板に対して押さえつける請求項４に記載のインプラント。
7. 前記相対的な動作が回転である請求項１に記載のインプラント。
8. 前記第１端板の前端から延在し、前記第１椎骨の対応する端部を係合するように構成された耳部と、前記第２端板の前端から延在し、前記第２椎骨の対応する端部を係合するように構成された耳部とをさらに含む請求項１に記載のインプラント。
9. 前記第１端板および前記挿入部のうちの一方が、前記第１端板および前記挿入部のうちの一方に形成された半球形の凹部を有し、前記第１端板および前記挿入部のうちの他方が、前記相対的な動作を可能にするように前記凹部の中に延在するドームを有する請求項１に記載のインプラント。
10. 前記第１端板が、前記第１端板に形成された半球形の凹部を有し、前記挿入部が、前記相対的な動作を可能にするように前記凹部の中に延在するドームを有する請求項１に記載のインプラント。
11. 前記挿入部が、前記ドームから延在する方形部も有し、前記突出部が前記方形部から突出する請求項１０に記載のインプラント。
12. 前記挿入部および前記第２端板のうちの一方に切欠き部が形成され、前記挿入部および前記第２端板のうちの他方に、前記切欠き部の中に延在する少なくとも１つのレールが形成される請求項１に記載のインプラント。
13. ２つの離間された切り欠きと、前記溝の中にそれぞれ延在するために、２つのレールとを有する請求項１２に記載のインプラント。
14. 前記第２端板が凹部を有し、工具を前記凹部に延在可能にするように、前記第２端板の前端に形成された切欠き部をさらに備える請求項１に記載のインプラント。
15. 前記挿入部を前記第２端板から取り外し可能にするように、前記工具を前記挿入部の下に案内するために、前記切欠き部に隣接して前記第２端板に形成された傾斜部をさらに備える請求項１４に記載のインプラント。
16. 前記挿入部を前記第２端板から手動で切り離し可能にする工具を受けるための開口部を、前記挿入部にさらに備える請求項１に記載のインプラント。
17. 前記挿入部の前端部から突出し、前記挿入部を前記第２端板に手動で接続可能にする工具による係合のための平坦な表面を形成する耳部をさらに備える請求項１に記載のインプラント。
18. 前記端板のうちの少なくとも一方の端板の前端部から突出し、前記インプラントを前記椎骨に対して操作する工具によって係合されるように構成された突起をさらに備える請求項１に記載のインプラント。
19. 第１椎骨を第１端板に係合する工程と、
    第２椎骨を第２端板に係合する工程と、
    前記第１端板と挿入部との間で相対的な動作を可能にするやり方で、第１端板を挿入部に係合する工程と、
    前記挿入部を前記第２端に固定するために、前記挿入部の突出部を前記第２端板の溝と係合する工程と、を含む椎間補綴体を埋入する方法。
20. 前記突出部を前記溝の中に延在させた状態で、前記挿入部を前記第２端板に対して斜めに配置する工程と、次に、前記挿入部が第２端板に固定的に係合するように、前記挿入部を前記第２端板に対して押さえつける工程とをさらに含む請求項１９に記載の方法。
21. 前記突出部が前記挿入部の後部にあり、前記溝が前記第２端板の後部に延在する方法であって、前記突出部を前記溝の中に延在させた状態で前記挿入部を前記第２端板に対して斜めに配置する工程と、次に、前記挿入部の前部を前記第２端板に対して押さえつける工程とをさらに含む請求項２０に記載の方法。
22. 前記押さえつける工程の後に、前記挿入部の両側部の突出部が、前記第２端板の両側部の溝の中に延在する請求項２１に記載の方法。
23. 前記相対的な動作が回転である請求項１９に記載の方法。
24. 前記第１端板および前記挿入部のうちの一方に半球形の凹部を形成する工程と、前記第１端板および前記挿入部のうちの他方に、前記相対的な動作を可能にするように前記凹部の中に延在するドームを設ける工程とをさらに含む請求項１９に記載の方法。
25. 体の第１部分を係合するための第１端板と、
    体の第２部分を係合するための第２端板と、
    前記第１端板と手段との間で相対的な動作を可能にするやり方で、前記第１端板を係合し、前記第２端板に切り離し可能に固定する手段と、を備えるインプラント。
26. 前記手段が、ドームを有する挿入部の形態であり、前記第１端板が、前記挿入部と前記第１端板との間の相対的な回転を可能にする前記ドームを受けるための凹部を有する請求項２５に記載のインプラント。
27. 前記挿入部が、溝を前記第２端板の中に延在するように構成された突出部を有する請求項２６に記載のインプラント。
28. 前記突出部が、前記溝を固定的に係合し、前記挿入部を前記第２端板から切り離し可能にするために前記溝から手動で外されるように構成される請求項２７に記載のインプラント。
29. 前記手段が、溝を前記第２端板の中に延在するように構成された突出部を有する挿入部の形態である請求項２５に記載のインプラント。
30. 前記突出部が、前記溝を固定的に係合し、前記挿入部を前記第２端板から切り離し可能にするために前記溝から手動で外されるように構成される請求項２９に記載のインプラント。
31. 第１端板を体の第１部分に取り付ける工程と、
    第２端板を体の第２部分に取り付ける工程と、
    前記第１端板と挿入部との間で相対的な動作を可能にするやり方で、前記第１端板を挿入部に係合する工程と、
    前記挿入部を前記第２端板に取り外し可能に固定する工程と、を含む補綴体を埋入する方法。

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