JP2000350740A - 歯を備えた結合プレートを有する椎間エンドプロテーゼ - Google Patents

歯を備えた結合プレートを有する椎間エンドプロテーゼ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 歯を対応する椎体の表層の内部へ十分深く安
全に侵入させ、かつ、そこで、剪断力の影響に対抗して
安全にアンカーリングさせる椎間エンドプロテーゼに関
する。 【解決手段】 結合プレート３を有する椎間エンドプロ
テーゼを提供し、前記の結合プレート３は椎骨表面上で
支持するために固定され、かつ、結合プレート３の主延
長線に直交する装着方向に椎骨表面へ装着される。主延
長線に平行をなす方向に作用する剪断力から保護するた
めに、結合プレート３は装着方向に沿って延出する歯６
を有する。歯６は複数の表面によって境界を画定されて
おり、該複数の表面は主表面を含み、該主表面は装着方
向であって、かつ、剪断方向に直交する方向に沿って配
置されている。２つの歯または２つの歯のグループが剪
断方向に互いに対向して配置され、かつ、互いに相反す
る方向に配向されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は歯を備えた結合プ
レートを有する椎間エンドプロテーゼに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】椎間エンドプロテーゼが知られており
（欧州特許第１７６，７２８号参照）、該椎間エンドプ
ロテーゼは２つの結合プレートからなり、コアがこれら
２つの結合プレートの間に包含されている。これらの結
合プレートは、両側に位置する椎体の表層上でそれぞれ
支持するようになっている。結合プレートの主延長線に
平行に延びる腹背方向に主に発生する剪断力によって、
プロテーゼが椎体間の所定の位置からずれないことを保
証するために、結合プレートを椎体に適切な方法で結合
する必要がある。これを実現するために、この従来のプ
ロテーゼのエッジには、複数の歯が設けられており、こ
れらの歯は、２つの椎体の間に作用する自然の圧力を受
けて、これらの椎体の表層内へそれぞれ侵入するように
各結合プレートから横方向に延出している。この状態に
おいて、結合プレートが、該結合プレートおよび椎体の
間の表面に沿った任意の方向に椎体の表層に対して移動
することを防止する抵抗力を、これらの歯は提供する。
使用を通じてよく知られるようになったエンドプロテー
ゼの効果的な設計では、この抵抗力を比較的大きくする
ことを保証するために、歯は結合プレートおよび表層の
間の表面の延長線の方向に直交する方向に延びている。
事実、各歯は実質的に三角形をなす一対の主表面によっ
て境界が画定されており、これらの一対の主表面の互い
に実質的に平行に延びる基底部に沿って、これらの主表
面は結合プレートに結合され、基底部の反対側に位置す
るこれらの主表面の自由先端は結合プレートから離間す
る方向に配向されている。歯に十分な安定性を持たせる
ために、互いに平行に配置された前記の一対の三角面の
間の距離に相当する特定の厚さを持つように、歯は設計
されている。これら２つの三角面の基底部および先端の
間に延びる互いに対向するエッジ同士は、矩形平面によ
って互いに結合されており、２つの矩形平面は歯の先端
に向かって収束し、かつ、歯の先端でリッジを形成して
いる。
【０００３】プロテーゼの使用時、多くの場合、歯が椎
体の表層内へ十分深く侵入しないことが確認されてい
る。従って、歯の機能、即ち、プロテーゼを意図した位
置に保持する機能を、歯が正しく果たせなくなる危険が
ある。このような場合、椎体内に予め設けられた孔の中
へ挿入するプロテーゼ・ペグ（ドイツ特許第３，０２
３，３５３号およびフランス特許出願公開第２，６５
９，２２６号参照）の使用に頼らざるを得ないことは、
これまでの経験が示している。しかし、椎体のこのよう
な加工は困難である。これは手術時間を引き延ばすとと
もに、椎体を弱くする。先の尖ったピラミッド形の歯
は、歯を安定させる目的で基底部に向かって厚さが増す
ように設計されているので、これらの歯は複数の斜面に
よって境界が画定されており、剪断力を受けた際、これ
らの斜面は歯を骨から持ち上げるので、先の尖ったピラ
ミッド形の歯の使用は認められない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は歯を対
応する椎体の表層の内部へ十分深く安全に侵入させ、か
つ、そこで、剪断力の影響に対抗して安全にアンカーリ
ングさせるべく、本明細書の冒頭に述べた椎間エンドプ
ロテーゼを開発することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に基づく解決方法
は、請求項１の特徴部分および好ましくは従属請求項の
特徴部分に開示する。
【０００６】従って、椎骨表面上で支持するために固定
される結合プレートを有する椎間エンドプロテーゼを提
案する。この結合プレートは、該結合プレートの主延長
線に直交する装着方向に椎骨表面へ装着される。主延長
線に平行をなす方向に作用する剪断力から保護するため
に、結合プレートはほぼ装着方向に沿って延出する歯を
有する。歯はとりわけ主表面によって境界を画定されて
おり、該主表面は装着方向であって、かつ、剪断方向に
直交する方向に沿って配置されている。歯の境界を画定
している複数の表面が装着方向に対して同じ角度で傾斜
している従来のピラミッド形の歯の形状とは対照的に、
本発明に基づく歯は装着方向に対して傾斜した形状に設
計されており、これは、主表面を装着方向に平行に延ば
し、歯の安定に必要な歯の先端から基底部へ向けての末
広がりの形状を、主表面以外の表面を単に斜面にするこ
とによって実現しているという事実によって達成されて
いる。
【０００７】特徴的な股関節エンドプロテーゼが知られ
ており（フランス特許出願公開第２，６４１，４６１号
参照）、寛骨内へアンカーリングする半球部は、挿入方
向に向かって一点に収束する複数の楔からなるリングを
外側エッジ上に提供している。複数の楔体の外面は、装
着方向に延びる円筒軸線を有する円筒面上に配置されて
いる。しかし、外側楔面の円筒配置によって達成される
技術的効果があるとしても、それは明らかになっていな
い。
【０００８】２つの歯または２つの歯のグループが剪断
方向に互いに対向して配置され、かつ、互いに相反する
方向に配向されているという事実によって、本発明は更
に特徴付けられる。互いに関連する２つの歯のペアの主
表面が、互いに対向する方向または互いに離間する方向
に配向されていることを、これは意味する。この方法を
採用する理由としては、互いに対向する複数の歯の斜面
が椎骨内へ侵入する時にそれぞれ形成される装着方向に
直交する方向に作用する複数の力が、互いに逆方向に向
けられ、これによって、互いに打ち消し合うという事実
が挙げられる。従って、歯は意図する装着方向、即ち、
主表面に沿った方向に椎骨内へ侵入可能である。
【０００９】本発明に基づく歯の形は２つの主な効果を
有する。このうちの１つとしては、結合プレートの主延
長線に平行をなす方向に剪断力が発生した際、剪断力の
方向に直交する方向に沿って延びる少なくとも１つの歯
の主表面が必ず存在し、これによって、移植片の位置を
この剪断力に抗して固定するための最適な状態が得られ
る点が挙げられる。ピラミッド形の歯にみられる危険、
即ち、歯の斜面に沿って剪断方向に移動することによっ
て、移植片が椎骨上の支持位置から持ち上げられる危険
が排除される。
【００１０】椎骨表面は歯が椎骨内へ侵入する時に、該
歯の主表面と協動するとともに、剪断力に抗して歯をそ
の上で支持しており、この椎骨表面が歯によって損害を
受けないという事実が、第２の効果として挙げられる。
装着方向に対して斜めに延びる複数の歯表面を椎骨皮質
内へ侵入させる時に、侵入する歯の拡大する横断面を収
容するために、椎骨皮質がこれらの歯表面によって徐々
に破壊されて開かれるという影響を、これらの斜めに延
びる歯表面は有する。この破壊は問題の椎骨の部分の安
定性を損なう。これとは対照的に、装着方向に延びる歯
の主表面では、徐々に進行する破壊は存在しない。従っ
て、問題の椎骨の部分は損害を受けることがなく、これ
によって、更に高い安定性を示し、かつ、歯を更に効果
的に支持し続ける。表層の椎骨皮質の無傷な状態と、力
を吸収するその能力とは、侵入する歯の領域内で維持さ
れ、これによって、ネジなどの追加固定手段を省くこと
が可能になる。
【００１１】主表面のエッジが鋭角をなす場合、これは
特に真実であり、これによって、主表面のエッジが骨の
内部へ侵入する時、該主表面のエッジは骨を破壊して開
くのではなく、寧ろ、骨を切断する。主表面が平面であ
る場合、鋭角（結合プレートの主延長線に平行に延びる
横断面内で計測）をなすように主表面に隣接して配置さ
れた歯の複数の表面によって、主表面のエッジの鋭さを
実現できる。この結果、歯の底面は三角形または台形な
どの形状を有する。しかし、主表面が平面であることは
絶対必要不可欠な要件ではなく、これに代わって、互い
に好ましくは鈍角をなして接する２つ以上の平面から主
表面を形成するか、またはほぼ均一な湾曲を有するよう
に主表面を設計できる。
【００１２】装着方向とは、移植片を椎骨へ装着するこ
とを通常試みる方向である。結合プレートが平坦である
場合、通常、装着方向は椎骨の平面に直交する方向であ
る。結合プレートが湾曲している場合、本来、装着方向
は結合プレートの平均的な延長線の方向に直交する方向
が一般的である。装着方向を複数の主表面が互いに平行
に延びる方向として結果から予測することもできる。
【００１３】歯は椎間エンドプロテーゼを剪断力に抗し
て椎骨上で保持することを意図しており、この剪断力は
不規則な方向にそれぞれ作用する複数の力の成分として
一般的に発生し、このうちの腹背方向に作用する力の成
分が特に強く、かつ、特別な脅威を椎骨上での移植片の
固定に及ぼす。従って、結合プレートを椎体の表層に対
して腹背方向に固定することは特に重要である。従っ
て、移植片の結合プレート上に設けられた複数の歯の主
表面は、Ａ−Ｐ方向と、該Ａ−Ｐ方向に隣接する複数の
方向とにそれぞれ配向されている。２つの歯のグループ
を設けることが好ましく、このうちの一方のグループは
腹側に向けられた力に対する支持を提供し、他方のグル
ープは背側に向けられた力に対する支持を提供する。複
数の歯の斜面が骨の中へ侵入する時に該斜面が形成する
装着方向に直交する方向に作用する複数の力が互いに実
質的に打ち消し合うように、これらのグループは互いに
相反する方向にそれぞれ配向されている。
【００１４】これに関連して、複数の歯を剪断力の方向
に直交する方向に延びる対称軸を挟んで左右対称に配置
すること、または鏡面対称中心点を挟んで左右対称に配
置することは特に効果的であるが、対称性は必要不可欠
な要件ではない。
【００１５】本発明の別の特徴は、図面に描かれた例示
を目的とした実施形態に関する以下の説明から明らかに
なる。
【００１６】
【発明の実施の形態】２つの椎体２の間に挿入する椎間
エンドプロテーゼ１は、２つの結合プレート３およびコ
ア４からなる。結合プレート３の外面５は先の尖った複
数の歯６を有し、プロテーゼを所望の位置に固定するた
めに、矢印７の方向に作用する力（２つの椎体２の間に
作用する自然の圧力も含み得る）によって、これらの歯
６は端部皮質層８内へ押入されている。
【００１７】複数の歯６は２つのグループに分けられ、
２つのグループは結合プレート３の腹側エッジおよび背
側エッジ９の近くにそれぞれ配置され、かつ、腹背方向
に延びる直径軸線１０を挟んで左右対称をなすように配
置されている。各グループの中心の歯はこの直径方向１
０に配向され、外側に位置する歯は直径方向１０に対し
て角度αをなす方向に配向され、該角度αは約３０度で
あり、かつ、２０度よりも大きいことを要する。この理
由としては、歯はプロテーゼを剪断力に抗して椎体上に
固定することを意図するものであり、この剪断力がＡ−
Ｐ方向（但し、この方向に限らない）に主に作用する点
が挙げられる。
【００１８】各歯は4つの表面、即ち、１つの主表面１
１と、２つの側面１３と、１つの背面１２とによって境
界を画定されている。主表面１１は結合プレート３に対
して、より正確には、結合プレート３の歯を支持する外
面の平均的な延長線の方向によってほぼ定めれる平面に
対して９０度の角度で延びている。本実施形態では、結
合プレート３に直交する方向に延びる主表面１１は外側
（直径軸線１０の中心から離間する方向）へ配向されて
いる。この逆の配向も適用可能である。
【００１９】歯の横断面を見た場合、反対側の背面１２
は結合プレートに平行に延び、かつ、歯全体にわたって
主表面１１に平行に延びている。垂直断面（図６）を見
た場合、背面１２は結合プレート３に対して斜方向、即
ち、本実施形態では１１５度の角度で延びている。この
角度は１０５度および１４５度の間であることが好まし
い。
【００２０】主表面１１のエッジ１４と、背面１２の２
つのエッジ１５とは、２つの側面１３によって互いに接
続されており、これらの側面１３は主表面１１および背
面１２同様に三角形であり、かつ、主表面１１および背
面１２と同じ一点に向かって収束している。歯の横断面
を見た場合、主表面１１に対して、これらの側面１３は
８０度よりも小さい鋭角βをなし、かつ、結合プレート
３に平行に延びている。従って、主表面１１および側面
１３の間のエッジ１４は一種のカッターとなる。主表面
１１に対する側面１３の鋭角は、主表面１１の頂角が背
面１２の頂角よりも僅かに大きいという事実によって得
られる。図５において、これら２つの角度は５５度およ
び４０度としてそれぞれ示されている。これら２つの角
度の差が大きくなるに従って、エッジ１４が形成するカ
ッターは更に鋭くなる。主表面１１の頂角は７０度より
も小さく、好ましくは６０度よりも小さくする必要があ
り、背面１２の頂角は主表面１１の頂角よりも１０〜２
５度、好ましくは約１５度更に小さい。
【００２１】歯が椎体の骨皮質内へ侵入する際、これは
以下の効果を有する。主表面１１は侵入方向に対して平
行に延びている。歯の先端が骨皮質を貫通すると即座
に、最初に形成されたカッティング・エッジ、即ち、侵
入エッジに沿って主表面１１を前に進めることができ
る。侵入が進むにつれて、エッジの長さは、主表面１１
の拡大する幅に応じて増大する。この幅の拡大はカッタ
ーのようなエッジ１４が作用する領域内で生じるので、
これは破壊作用ではなくて、寧ろ、カッティング作用を
有する。最終的に主表面１１と協動する骨のエッジは、
破壊による損傷を実質的に受けることがなく、従って、
主表面１１から伝達された力を更に効果的に吸収でき
る。
【００２２】これとは対照的に、背面１２および側面１
３の侵入は、骨皮質の協動するエッジの連続的な変位を
ともなう。しかし、剪断力に対する移植片の支持は、主
表面１１が主に担っているので、これは問題にはならな
い。
【００２３】全ての主方向への力の効果的な伝達を保証
するために、直径軸線を挟んで向き合っている複数の歯
の主表面１１は、互いに相反する方向へそれぞれ配向さ
れている。
【００２４】本発明に基づいて形成された歯および従来
の歯がＡ−Ｐ方向１０（図２参照）に直交する方向にほ
ぼ同じ歯表面積をそれぞれ有することを仮定した場合、
従来の歯と比べて、本発明の歯はプロテーゼの位置を維
持するための更に高い安全性を提供することが確認され
ている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 部分的に描かれた２つの椎体の間に配置され
た椎間エンドプロテーゼを腹方向または背方向に見た断
面図である。
【図２】 結合プレートの歯の付いた面を示す平面図で
ある。
【図３】 図２のIII−III線における断面図である。
【図４】 歯の拡大平面図である。
【図５】 歯の拡大側面図である。
【図６】 歯の拡大断面図である。
【符号の説明】 ３ 結合プレート ６ 歯 １０ 直径方向 １１ 歯の主表面 １２ 歯の背面 １３ 歯の側面 １４ 主表面のエッジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルノルト・ケラー ドイツ連邦共和国23863カイヒューデ、ア ン・デア・ナーエルフルト５番

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 結合プレート（３）を有する椎間エンド
    プロテーゼであって、前記結合プレート（３）は椎骨表
    面上に固定され、かつ、前記結合プレート（３）の主延
    長線に直交する装着方向に前記椎骨表面へ装着され、前
    記主延長線に平行をなす方向に作用する剪断力から保護
    するために、前記結合プレート（３）はほぼ前記装着方
    向に沿って延出する歯を有し、前記歯は複数の表面（１
    １，１２，１３）によって境界を画定されており、前記
    複数の表面（１１，１２，１３）は主表面（１１）を含
    み、前記主表面（１１）は前記装着方向であって、か
    つ、前記剪断方向に直交する方向に沿って配置され、２
    つの歯（６）または２つの歯のグループが前記剪断方向
    に互いに対向して配置され、かつ、互いに相反する方向
    に配向されている椎間エンドプロテーゼ。
  2. 【請求項２】 前記互いに対向して配置され、かつ、互
    いに相反する方向に配向された複数の歯（６）の主表面
    （１１）は、互いに離間する方向へそれぞれ配向されて
    いる請求項１に記載の椎間エンドプロテーゼ。
  3. 【請求項３】 前記主表面（１１）のエッジ（１４）は
    鋭角をなしている請求項１または２に記載の椎間エンド
    プロテーゼ。
  4. 【請求項４】 前記結合プレート（３）に平行に延びる
    横断面上において、前記歯（６）の側面（１３）は前記
    主表面（１１）に対して８０度を超さない角度（β）を
    なしている請求項３に記載の椎間エンドプロテーゼ。
  5. 【請求項５】 前記歯（６）の主表面は台形であり、前
    記台形の最も長い辺は前記主表面（１１）に割り当てら
    れている請求項４に記載の椎間エンドプロテーゼ。
  6. 【請求項６】 歯（６）のグループが、前記結合プレー
    ト（３）の互いに対向する２つのエッジ領域にそれぞれ
    設けられている請求項１乃至５のいずれか一項に記載の
    椎間エンドプロテーゼ。
  7. 【請求項７】 前記各グループに含まれる複数の歯
    （６）の前記主表面（１１）は、前記直径方向（１０）
    に対して少なくとも±２０度の角度（α）をなす異なる
    方向にそれぞれ配向されている請求項５に記載の椎間エ
    ンドプロテーゼ。
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