JP2002501782A - 同種異系の椎骨間インプラント - Google Patents

同種異系の椎骨間インプラント

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bone
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Abstract

(57)【要約】 椎骨を融合する同種異系の椎骨間インプラント（１０）が開示されている。このインプラント（１０）は、寸法と大きさで椎骨の終板と同じ形をもつ環状のプラグである。このインプラントは、得られた骨の外側面と同一の外側面、または楕円若しくは長方形のような均一な形状を有するよう機械加工された外側面、のどちらかを有する。このインプラント（１０）の上面と下面（１４，１６）は複数の歯（１２）を有し、排出を阻止し、初期安定性を提供する。前記上面と下面（１４，１６）は、平らな表面または彎曲した表面のどちらかであることができる。好ましくは、インプラントの前部高さは後部高さより高く、その結果インプラントは楔形状断面であり、これが脊椎の円板高さと自然な彎曲を回復するのに役立つ。一つの実施態様において、上面と下面はそれぞれ、外科的器具を受け入れる前、側面または前−側面方向へ向いたチャンネルを有する。前記インプラントはまた挿入器取り付けのための穴を有することができる。環状プラグにより形成された内部空間は骨髄管により定められる自然の形状であることができるが、骨髄管の壁は機械加工することができ、その結果インプラントは均一な内部空間を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、請求項１の前程項部分に従う装置に関する。より具体的には、本発
明は背部痛の処置に用いる同種異系の椎骨間インプラントに関する。
【０００２】 （背景技術） 脊椎索神経根の圧縮、変性の円板疾患、および外傷のような数多くの医学的状
態は厳しい背部痛を起こす原因となり得る。椎骨間融合が、背部痛を和らげる外
科的な方法である。椎骨間融合において、二つの近隣の椎骨本体が、冒された椎
骨間の円板を取り除き、そして円板の除去により残された間隙をうめるために、
二つの椎骨本体の間に骨が成長するのに充てるインプラントを挿入することによ
り、一緒に融合される。
【０００３】 数多くの異なったインプラントとインプラント材料が融合に用いられており、
様々な成功をしている。用いられる現在のインプラントは、チタンのケージと同
種移植片を含む。チタンケージは、挿入のため椎骨終板の穴あけと雌ネジ切りを
必要とするという不利益をこうむる。加えて、長期の使用における沈下の発生率
は公知でない。チタンのＭＲＩ不適合性により、融合の決定は不確実である。最
後に、脊椎前彎症、即ち頚部および腰部の脊椎の自然な彎曲、の修復はチタンケ
ージを用いた時非常に困難である。
【０００４】 同種移植片は、提供者の橈骨、尺骨、腓骨、上腕骨、脛骨または大腿骨のよう
な長骨の骨幹から取った骨の切片である。骨の横断面を取り、公知の技術を用い
て処理し、同種移植片を移植まで保存し、移植したときに有害な免疫学的な反応
の危険を少なくする。例えば、U.S. Patent No. 4,678,470は骨移植材料の処理 方法を開示しており、これはグルタルアルデヒド製革法を用い、非抗原性の、生
物適合性の材料を作り出す。同種移植片は、処理後でさえ椎骨の機械的特性と同
様な機械的特性を有する。これは金属のインプラントで起こる応力の遮蔽を防ぐ
。同種移植片はまたＭＲＩ適合性であり、その結果融合はより正確に確かめるこ
とができ、骨の形成、即ち骨伝導性、を促進する。同種移植片の骨伝導性の性質
は、長期間の機械的強度のための同種移植片と椎骨の間の生物学的かみ合わせを
提供するが、同種移植片と椎骨間の界面の初期と短期間の強度は欠けており、こ
れは同種移植片が移植後に排出される可能性があるようなことである。
【０００５】 U.S. Patent No. 5,728,159は安定性を増進しようとの試みで端の表面へ溝を 有する同種移植片を開示しているが、しかし排出を阻止するより効果的な方法が
ある。
【０００６】 例えば、１９９８年４月３０日公告のＷＯ ９８／１７２０９は、脊椎スペー
サへ向けられており、上面および／または下面上に歯を有する同種移植片皮質リ
ングである一つの実施態様を有する。これらの歯は、椎骨との初期の、確実なか
み合わせを提供する。
【０００７】 大部分の同種移植片は単なる骨の切片であり、これは代替される円板の概略の
高さへ切断されているが、外側表面を均一な形状を有するような寸法に作りおよ
び／または機械加工してない。その結果、椎骨本体の融合は、終板の表面に沿っ
て調和する方法での最適な解剖学的な位置では起こらない。一方外科医はある最
小の手術内的な形成と寸法合わせを行ない、同種移植片を患者の解剖学的構造に
応じた設定にするが、同種移植片の性質により、同種移植片の有意な形成と寸法
合わせは可能でない。たとえ大規模な形成と寸法合わせが可能だとしても、望ま
れる寸法へ同種移植片を手作業で形成と寸法合わせをする外科医の能力は、非常
に限られている。
【０００８】 （発明の開示） 上述の議論が説明するように、椎骨を融合し、背部痛を取り除くための、改良
された同種移植片への必要性がある。請求項の発明は上述の問題解決を意図する
。 本発明は、請求項１に定めるように、椎骨本体の外科手術的な融合が必要なと
き用いる、同種異系の椎骨間インプラントを提供する。
【０００９】 同種異系の骨の環状プラグは、近接の椎骨の終板と寸法と形状で同じ形をもつ
ような方法、即ち丸まったまたは概略円形の形状、で必要な大きさとされている
。
【００１０】 （発明を実施するための最良の形態） 好ましい実施態様において、椎骨間インプラントの三次元構造は複数の歯を含
む。好ましくは三次元構造は、インプラントの上面と下面に関して０．５ｍｍの
最小高さと１．５ｍｍの最大高さを有する。
【００１１】 歯は好ましくはピラミッド形状またはのこぎり歯形状を有する。一つの実施態
様において、インプラントは機械加工した外側表面を有し、楕円形または長方形
のような同じ形状をしている。環状のプラグで輪郭を描いた内側空間もまた機械
加工の壁を有すことができ、インプラントに均一な内部空間を提供する。環状の
プラグで輪郭を描いた内側空間は海綿体、骨移植代用品および人工の骨材料で満
たすことができる。
【００１２】 上面と下面は平らな表面または彎曲した表面であることができ、近隣の椎骨終
板の局部解剖学をまねている。好ましい実施態様において、インプラントの前部
高さはインプラントの後部高さより大きく、その結果インプラントは楔形状の断
面を有し、円板の高さの回復および脊椎の自然な彎曲を助ける。
【００１３】 一つの実施態様において、インプラントは外科手術的器具、例えば伸延器、を
受けるためのチャンネルを上面と下面に有する。これらのチャンネルは前、横面
または前−横面方向へ走り、外科手術の処置で用いる様々な異なった器具に適合
する。最後に、前、前−横面または横面上のネジを切った穴は挿入器具のネジを
切ったアームを受け入れる為に提供できる。
【００１４】 同種異系の骨は、好ましくは、人間の長骨の縦軸に対して、一般的に５ｍｍか
ら８ｍｍの高さで、交軸する切断面の形状である。好ましくは、同種異系の骨は
工程冷凍または凍結乾燥されている。この同種異系の骨はまた防腐剤溶液で処理
できる。
【００１５】 図１は本発明に係る同種異系椎骨間インプラントの第一実施例の平面図を示す
。インプラント１０は環状であり、大きさと形状で椎骨の終板と同じ形であり、
これらの椎骨の間にインプラント１０が移植される。インプラント１０が環状な
ので、新しい骨を内側１１へ形成できる。内側１１は骨破片または他のいかなる
骨伝導性材料でも満たすことができ、骨の形成を促進する。インプラント１０は
多分脊椎の腰部へ主に用いられるが、インプラント１０は脊椎のどのような領域
への移植に対しても形成できる。インプラント１０は複数の歯１２を上面および
下面１４，１６の上に有し、この歯はインプラント１０と終板の間の機械的なか
み合わせを提供する。これらの歯は終板へ侵入することにより機械的なかみ合わ
せを提供する。歯１２が与えた初期の機械的安定性は、インプラント１０が手術
後に排出される危険を最小とする。好ましくは、歯１２はピラミッド形状であり
、ここで先端から基部へ形成される角度は約４５°と７５°の間であることがで
き、好ましくは約６０°である。歯の詳細は図６に最もよく見られる。歯は、チ
ャンネルの使用と比較して近隣の椎骨とかみ合わせを高め、これは歯が椎骨の表
面へ突き刺さるからである。比べて、チャンネルは椎骨表面へ溝を与え、インプ
ラントはチャンネルまたは溝の方向へ滑り出ることができる。他の実施態様にお
いて、歯１２はのこぎり歯形状（図１０）を有する。
【００１６】 図１と図２に示されるように、上面１４はチャンネル１８を有し、下面１６は
溝２０を有し、これはチャンネル１８へ平行である。チャンネル１８，２０は、
挿入器および／または伸延器のような外科手術的な器具を受け入れる寸法となっ
ている。名前が暗示するように、挿入器はインプラント１０を挿入するのに用い
る外科手術的器具であり、および伸延器は近接の椎骨を引き離すのに用いる外科
手術的な器具であり、これにより外科医が椎骨間空間へ接近できる。もし挿入器
がネジを切ったアームを有するなら、インプラント１０は任意のネジを切った穴
２１を備えることができる。図１と図２において、チャンネル１８，２０は前／
後方向へ向いている。この配列はもし外科医が前方の外科的接近を好むのであれ
ば有用である。
【００１７】 図３は本発明に係る同種異系の椎骨間インプラント１１０の第二実施態様を示
している。一般に、インプラント１１０の構造の大部分（並びに以下に述べる実
施態様）はインプラント１０の構造に似ているかまたは同種であり、従って同様
な参照番号が似たような構成部品へ用いられ、これらの似たような構成部品につ
いての議論は必要でないと思う。図３に示されるように、チャンネル１８，２０
は前−横面方向へ走ることができ、前−横面外科手術的接近でのインプラント１
１０の使用を容易にする。他の代わりの実施態様として、溝１８，２０は横接近
のため横方向へ走ることができる。同様に、ネジを切った穴は任意にインプラン
ト１０の横または前−横面側に位置することができる。
【００１８】 病気に冒された円板が取り除かれた後、脊椎の自然な彎曲を復活させるために
、インプラント１０は楔形状の断面を備えている。図４に示すように、この楔形
状をなしとげる一つの方法は、前側２２から後側２４への高さの緩やかな減少の
結果として生ずる。解剖学的用語で、腰部脊椎の自然な彎曲は前彎と呼ばれる。
インプラント１０が腰部領域で用いられるとき、角度αは約４．２°であるべき
で、その結果楔形状は腰部脊椎の解剖学によく似た前彎形状である。更に、腰部
領域で用いられるとき、前側２２高さ（ｈ1）の後側２４高さ（ｈ2）に対する比
率は、約１．１から２であるべきであり、それと共にインプラント１０の長さ（
ｌ）が約２２ｍｍから３０ｍｍである。
【００１９】 図４において、上面と下面１４，１６は平らな表面であり、その結果もし外科
医が終板を、バーを有する表面と平行であるように準備したら、インプラント１
０は骨の表面の間へしっかりとはまり込む。
【００２０】 図５は、同種異系インプラント２１０の第三実施例の上面と下面が彎曲した表
面であることができ、それにもかかわらず楔形状断面を保持していることを説明
している。上面と下面１４，１６の彎曲した表面は、椎骨終板の局所解剖学の鏡
像である。従って、彎曲した表面は終板の輪郭と同じ形になる。
【００２１】 図７は本発明に係る同種異系椎骨間インプラント３１０の第四実施態様の平面
図である。インプラント３１０は多分主として脊椎頚部領域で用いられるであろ
うが、インプラント３１０は脊椎のどのような領域での移植についても形成でき
る。内側１１は、インプラント１０，１１０，２１０の場合のように、骨髄管の
自然の形状により定めることができる。代わりに、骨髄管は機械加工でき、その
結果内側１１を形成する壁は形状と手触りが均一である。
【００２２】 前述のように、歯１２は好ましくはピラミッド形状であり、ここで先端から基
部へ形成された角度は好ましくは約６０°である。ピラミッド形状の歯は、全て
の方向へインプラントの排出を防ぐのに役に立つ。インプラント３１０と椎骨の
間の移動防止は、頚部椎骨の場合のように、外科医が全ての線維輪を取り除くと
き、特に重要である。
【００２３】 大部分の同種移植片は、外側表面の意味のある機械加工なしに処理され、使用
される。言い換えれば、同種移植片は、実質的には同種移植片を取った骨の形状
を有する。図７に示すように、インプラント３１０の外側表面２６は機械加工さ
れており、均一な形状を有する。この均一な形状は、骨の融合により生物学的固
定が成し遂げられるまで、初期の安定性を促進する。
【００２４】 図７に示すように、外側表面２６は楕円形状を有している。楕円形状は、好ま
しくは、小さな楕円軸に沿った横面２８、と長軸に沿った前面と後面２２，２４
を有するよう配置されている。図９に示される本発明の他の実施態様において、
インプラント４１０の外部表面２６は形状が長方形であり、前面と後面２２，２
４より長さの短い横面２８を有する。インプラント３１０，４１０の楕円と長方
形の形状と大きさは、病気で冒された椎骨の形状と寸法にぴったりと合うように
作ることができる。典型的には、横面２８および前面と後面２２，２４は長さが
約８ｍｍ〜１８ｍｍである。
【００２５】 病気に冒された円板を取り除いた後、椎骨間空間を適切な大きさへ回復させる
ために、インプラント３１０は高さ、ｈ、を有し、これは図８に示すように、取
り除いた円板の高さに合うような大きさとなっている。高さが合うと、骨とイン
プラント３１０の間の直接接触が提供され、融合の促進に役立つ。典型的に、ｈ
は頚部椎骨について約４ｍｍ〜２０ｍｍであろう。インプラント３１０は均一な
高さを有し、その結果インプラント３１０の断面は長方形である。あるいは、図
４と図５に示すように、インプラント３１０は平らな表面または彎曲した表面の
どちらかを有する楔形状断面を有することができる。
【００２６】 インプラント３１０，４１０はｈが約１０ｍｍ〜１００ｍｍであるように形成
できることに注目すべきである。これらの大きな寸法はコーペクトミイ（ｃｏｒ
ｐｅｃｔｏｍｙ）、いくつかの椎骨の切片が取り除かれる外科的処置、で用いる
ことができる。インプラント３１０，４１０は、骨を取り除いた部分により作ら
れた空間へ挿入される。コーペクトミイの性質により、必要とされるインプラン
トの正確な手術前の決定はできない。従って、インプラント３１０，４１０は、
外科医が適切な寸法へ切断できる。このような場合、インプラント３１０，４１
０は、上面１４または下面１６のどちらかのみの上に歯を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るインプラントの第一実施態様の平面図である。
【図２】 図１のインプラントの正面図である。
【図３】 インプラントの第二実施例の平面図である。
【図４】 図１のインプラントの側面図である。
【図５】 インプラントの第三実施例の側面図である。
【図６】 図４および図８からの領域Ａの近接拡大図である。
【図７】 本発明に係るインプラントの第四実施例の平面図である。
【図８】 図７のインプラントの側面図である。
【図９】 インプラントの第六実施例の平面図である。
【図１０】 代替の歯の配置を示すである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ (72)発明者 エムシェ、ハンスジュエルグ、ダブリュ． アメリカ合衆国、ペンシルバニア州 19102、フィラデルフィア、スプルース ストリート 1527 (72)発明者 シェンク、ビート アメリカ合衆国、ペンシルバニア州 19301、パオリ、コブルストーン ドライ ブ 59 (72)発明者 カーバー、ジェフリー、エル． アメリカ合衆国、ペンシルバニア州 19335、ダウニングトン、ウェルシュ ア イレス ウェイ 1011 (72)発明者 ベーカー、ケリー、ジェイ． アメリカ合衆国、ペンシルバニア州 19320、コーテスビル、シャディサイド ロード 1878 Ｆターム(参考） 4C097 AA10 BB01 CC01 CC12 DD14 MM01 MM04 【要約の続き】 加工することができ、その結果インプラントは均一な内 部空間を有する。

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 寸法と形状で椎骨の終板へ一致する、同種異系の骨の環状プ
    ラグを含む椎骨間インプラント（１０）であり、該インプラント（１０）の上面
    と下面（１４，１６）が近隣の椎骨とかみ合うために、その上に位置した三次元
    構造（１２）を含むことを特徴とする椎骨間インプラント。
  2. 【請求項２】 前記三次元構造（１２）が複数の歯を含む請求項１に記載の
    椎骨間インプラント（１０）。
  3. 【請求項３】 前記三次元構造（１２）が上面と下面（１４，１６）に関し
    て、０．５ｍｍの最小高さを有する請求項１または２に記載の椎骨間インプラン
    ト（１０）。
  4. 【請求項４】 前記三次元構造（１２）が上面と下面（１４，１６）に関し
    て、１．５ｍｍの最大高さを有する請求項１から３のいずれか一項に記載の椎骨
    間インプラント（１０）。
  5. 【請求項５】 前記同種異系の骨が人間の長骨、好ましくは大腿骨、上腕骨
    、橈骨、尺骨または腓骨から得られる請求項１から４のいずれか一項に記載の椎
    骨間インプラント（１０）。
  6. 【請求項６】 前記同種異系の骨が、前記長骨の縦軸に対して、好ましくは
    ５ｍｍから８ｍｍの高さで交軸する断面である請求項５に記載の椎骨間インプラ
    ント（１０）。
  7. 【請求項７】 前記同種異系の骨が防腐剤溶液で処理されている請求項１か
    ら６のいずれか一項に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  8. 【請求項８】 前記同種異系の骨が工程冷凍または凍結乾燥処理されている
    請求項１から７のいずれか一項に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  9. 【請求項９】 前記同種異系の骨がグルタルアルデヒドを含む請求項１から
    ８のいずれか一項に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  10. 【請求項１０】 前記環状のプラグにより輪郭を描かれる内部空間が海綿体
    、骨移植片代用品または人工骨材料で満たされている、請求項１から９のいずれ
    か一項に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  11. 【請求項１１】 前記上面と下面（１４，１６）がそれぞれ外科手術器具を
    受け入れるチャンネル（１８，２０）を有する、請求項１から１０のいずれか一
    項に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  12. 【請求項１２】 前記チャンネル（１８，２０）が前−後方向へ走る請求項
    １１に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  13. 【請求項１３】 前記チャンネル（１８，２０）が前−横方向へ走る請求項
    １１に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  14. 【請求項１４】 前記チャンネル（１８，２０）が横方向へ走る請求項１１
    に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  15. 【請求項１５】 前記インプラントが楔形状の断面を有し、円板の高さと脊
    柱の彎曲の回復を助ける請求項１から１４のいずれか一項に記載の椎骨間インプ
    ラント（１０）。
  16. 【請求項１６】 前記インプラントが後部高さより大きな前部高さを有し、
    楔形状断面を作る請求項１５に記載の椎骨間インプラント。
  17. 【請求項１７】 前記歯（１２）がピラミッド形状を有する請求項１から１
    ６のいずれか一項に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  18. 【請求項１８】 前記インプラント（１０）の少なくとも一側面が、挿入器
    の取り付けのための少なくとも一つの穴を有する請求項１から１７のいずれか一
    項に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  19. 【請求項１９】 少なくとも一つの穴がネジを切ってある請求項１８に記載
    の椎骨間インプラント（１０）。
  20. 【請求項２０】 少なくとも一つの穴を前側、前−横側または横側に備えて
    いる請求項１９に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  21. 【請求項２１】 上面と下面（１４，１６）が平らな表面である請求項１か
    ら２０のいずれか一項に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  22. 【請求項２２】 前記上面と下面（１４，１６）が彎曲した表面であり、こ
    れが近隣の椎骨の終板をまねて外形を描かれている請求項１から２０のいずれか
    一項に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  23. 【請求項２３】 前記インプラントの外側表面が均一な形状を有する請求項
    １から２２のいずれか一項に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  24. 【請求項２４】 前記外側表面が楕円形状を有している請求項２３に記載の
    椎骨間インプラント（１０）。
  25. 【請求項２５】 前記外側表面が長方形形状を有している請求項２３に記載
    の椎骨間インプラント（１０）。
  26. 【請求項２６】 前記環状プラグが、機械加工をした壁の内側表面を含む請
    求項１から２５のいずれか一項に記載の椎骨間インプラント（１０）。
  27. 【請求項２７】 前記歯が、のこぎり歯形状を有する請求項１から２６のい
    ずれか一項に記載の椎骨間インプラント（１０）。
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