JP2003210500A - 互いに隣接して位置する骨構造体の融合装置 - Google Patents
互いに隣接して位置する骨構造体の融合装置Info
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Abstract
る装置を提供する。 【解決手段】上部椎骨と下部椎骨との間に位置決めでき
るように寸法決めされ、前記椎骨を所望の相互間隔に維
持し、その融合を容易にするインプラント本体を含む。
これは、それぞれ下部椎骨または上部椎骨と係合する下
面および上面を含む。第1および第2の側壁部分は、実
質的に中実である。その側壁部分のうちの少なくとも1
つの中には、かなり細い長手スリットが形成されてお
り、その可撓性を高くするように配置されている。前記
インプラント本体は内側チャンバを有し、前記上面およ
び下面を通過して延び骨成長誘発物質を受入れる内側孔
を含む。好ましくは、前記内側孔は円柱形であり、手術
処置の間に切り取った合釘用円柱形骨を、または代替的
に、骨成長誘発物質を含み前もって包装した円柱形ロッ
ドを受入れられる。複数の内側孔を横並びに設けること
も可能である。
Description
置する骨構造体の融合に関し、より詳細には、互いに隣
接して位置する脊椎骨の融合装置および融合方法に関す
る。
は、通常、骨内の退行性または劣化性の疾患を償うため
に行われる。例えば、互いに隣接して位置する椎骨の間
に位置する靭帯のクッションである椎間板は、損傷、疾
病、腫瘍あるいはその他の疾患により劣化する。椎間板
は、収縮したり、扁平になって、機械的に不安定になっ
たり、ずれて苦痛の原因となったりする。
傷部分を部分的または全面的に切除する。たとえば、椎
間板切除術を施す。次いで、切除された椎間板の代わり
に、生物学的に容認できるプラグあるいは楔形の骨を入
れる。プラグは、互いに隣接して位置する椎骨の間に打
ち込まれて、正常な椎間の間隔を維持するように機能
し、時間が経つと、プラグと、互いに対向して位置する
椎間との間の骨の融合が得られる。最近、重点的に行わ
れるのは、骨構造体(すなわち、互いに隣接して位置す
る椎骨)と、金属製またはセラミック製インプラントと
の融合である。1つの融合かごインプラント(fusion ca
ge implant)が、一緒に譲渡されたRayらの米国特許
第5026373号に開示されている。Ray’373
の融合かごの円柱形かご本体は、かご本体の外面の一部
としてのねじと、かご本体の壁を通過して延び、かご本
体の内側キャビティと連通するアパーチュアとを有す
る。融合かごは、椎間スペース内に形成されているテー
パ孔またはテーパチャネルに挿入されて、椎骨を安定化
し、所定の椎間スペースを維持するように機能する。所
望の場合には、1対の融合かごが椎間スペースに植込ま
れる。互いに隣接して位置する椎骨構造体は、前記アパ
ーチュアを介して互いに連通し、かつ、内側キャビティ
内の骨成長誘発物質(bone growth inducing substance)
とも連通する。これによって、互いに隣接して位置する
椎骨は一体化して、やがては堅固に融合する。図1〜図
2は、椎間スペース内に位置決めした1対のRay’3
73融合かごの挿入状態を示す。
脊椎融合装置(spinal fusion devices)および融合処置
に関する。
では、互いに隣接して位置する椎骨の融合を容易にする
装置のインプラント本体は、上部椎骨と下部椎骨との間
の椎間スペース内に置くことができるように寸法決めさ
れ、これによって、前記椎骨を所望の相互間隔に維持す
る。インプラント本体は、それぞれ下部椎骨または上部
椎骨と係合する下面および上面と、前記上面と前記下面
との間で延びる第1および第2の側壁部分とを含む。第
1および第2の側壁部分は、実質的に堅固または中実(s
olid)中実である。第1および第2の側壁部分のうちの
少なくとも1つの中には、実質的に細い長手スリットが
形成されており、前記1つの側壁部分の垂直方向の可撓
性を高くするようになっており、互いに隣接して位置す
る椎骨の間の動的な支持が得られ、ある条件下では、融
合を促進することとなる。好ましくは、前記第1および
第2の側壁部分のそれぞれが前記長手スリットを含む。
前記インプラント本体は、骨成長誘発物質を受入れるよ
うに寸法決めされている内側チャンバを有する。この内
側チャンバは、前記上面と下面との間で延びる内側孔で
あることもある。好ましくは、内側孔は円柱形である。
これによって、内側孔は、手術処置の間に切り取られた
合釘用円柱形骨を受入れたり、骨成長誘発物質を含み前
もって包装した円柱形ロッドを受入れたりできる。複数
の内側孔を、横並びに配置することも可能である。
面は、複数の隆起部を含む。前記隆起部の寸法決めは、
前記それぞれの上部椎骨および下部椎骨と係合するよう
に行う。これによって、前記椎間スペース内に前記イン
プラント本体を保つのが容易になる。代替的に、前記上
面および下面内には、複数の溝が形成されており、この
溝の寸法決めは、それぞれの上面および下面と係合する
ように行う。
とをさらに含む。好ましくは、前端部分および後端部分
のうちの1つが、テーパ表面を有する。1つの好ましい
実施形態では、インプラント本体は、前端部分および後
端部分のそれぞれにテーパ上面およびテーパ下面を有す
る。これによって確実に得られる利点は、前記インプラ
ント本体が担う負荷を、前記インプラント本体におけ
る、可撓性がより高い中央部分に集中させ得ることであ
る。
て位置する椎骨の融合を容易にする方法も開示されてい
る。
付図面を参照して説明する。
の1つの好ましい実施形態として、整形外科的脊椎融合
処置および器具に関連して説明する。しかしながら、本
発明が企図するのは、本発明が、例えば靭帯の修復、関
節の修復あるいは置換補てつ、癒着不能な骨折、顔面再
建(facial reconstruction)、および脊椎安定化(spinal
stabilization)などの様々な処置に適用可能であるこ
とである。加えて、我々が確信しているのは、本方法お
よび器具は、開放性処置および最小侵襲処置の両方に適
用可能であることである。開放性処置(open procedure
s)および最小侵襲性(minimally invasive)処置は、内視
鏡検査処置および関節鏡(arthroscopic)検査処置を含
み、この場合、カニューレ、または小規模切開により手
術部位へアクセスする。
合インプラントを説明する。次いで、本開示による脊椎
融合のための1つの好ましい方法を説明する。
手術者により近い構造体の部分のことであり、「遠位」
とは、手術者からより遠い部分のことである。
により示す。図3Aおよび図3Bの斜視図は、本発明の
融合インプラント装置を示す。融合インプラント100
は、例えば互いに隣接して位置する椎骨などの、互いに
隣接して位置する骨構造体内の事前形成孔に挿入され
る。該孔は、椎間スペースの端から端までにわたり、椎
骨終板(vertebral end plate)を貫く。融合インプラン
ト100は、特に、背側から接近する脊椎融合術のため
のものである。しかしながら、本発明が企図するのは、
手術におけるその他の接近法、例えば腹側接近法、腹側
側面接近法、背側側面接近法などにも用い得ることであ
る。インプラント100は、特に、脊柱の腰椎で用いら
れるものである。しかしながら、このインプラント10
0は、頸部および胸部にも用い得る。
カーボン強化PEKEKK(poly−ether−k
etone−ether−ketone−keton
e)材料から形成される。この材料は、OstaPEK
TM(登録商標)との商標でCo−Ligneにより製造
されている。PEKEKKは、放射線透過性であり、し
たがって、放射線処置を邪魔せず、周囲の組織および構
造を見るのを妨げない。代替的に、インプラント100
はPEEK(poly−ether−ether−ke
tone)から形成する。加えて、代替的に、インプラ
ント100は、チタンおよび/またはチタン合金、ステ
ンレススチール、セラミック材料あるいは剛性重合体材
料から製造される。好ましくは、インプラント100の
強度を十分にとって、椎間板が果たす支持機能の代役を
少なくとも部分的に果たすようにする。すなわち、治癒
および融合の間、互いに隣接して位置する椎骨を所望の
相互間隔に維持する役割を果たす。
て見る。融合インプラント100は、第1の軸線すなわ
ち長手軸線「a」と、第1の軸線「a」に対して横断方
向に位置する第2の軸線「b」で定められるインプラン
ト本体102を含む。インプラント本体102は、互い
に対向して位置する第1および第2の側壁104、10
6を含む。第1および第2の側壁104、106は、互
いに略平行に延び、第1の軸線「a」に対しても略平行
に延びている。インプラント本体102は、前端壁すな
わち入口端壁108と後端壁110とをさらに含む。入
口端壁108は、一定の曲率半径を有する丸形に形成さ
れている。これによって、インプラント本体102を事
前形成孔に入れるのが容易になる。後端壁110は略平
面状であり、雌ねじ付孔112を有する。雌ねじ付孔1
12は、挿入工具のねじ付端部を受入れ得る。これによ
って、インプラントを事前形成孔に入れるのが容易にな
る。
それぞれ、単一の比較的細い長手スリット114を含
む。長手スリット114は、前記側壁104、106を
完全に貫いて延びている。各スリット114は、長手部
分116と、長手部分116の各端部に位置するアーチ
状または円形の部分118とにより形成されている。長
手スリット114は、インプラント100の全長の約1
/3延びている。長手スリット114は、ある程度の弾
性をインプラント本体102に与え、特に、インプラン
ト本体102の中央部分に与える。これによって、イン
プラント本体102の移植骨片が、椎体に加わる負荷の
一部分を受止める。これによって、融合プロセスが容易
になる。これについては詳細に後述する。加えて、長手
スリット114は細いので、椎間板間の組織および流体
は、インプラント本体102に入り込み難くなる。さら
に、移植骨片をインプラント本体102内に保つのが容
易になる。
よび下面122をさらに有する。上面120および下面
122は、インプラント本体102を事前形成孔に挿入
することで、それぞれ上部椎骨部分または下部椎骨部分
と係合する。上面120および下面122のそれぞれ
は、複数の隆起部124から成る単一の列を含む。隆起
部124は、インプラント本体102に対して外方へ突
出している。隆起部124は略ピラミッド形であり、約
90゜の角度「d」を有する先鋭端部126を有する
(図4)。隆起部124は椎骨組織と係合する。これに
よって、インプラント本体102が後方へ押しやられ
て、椎間スペースから出る可能性が最小化される。これ
によって、インプラント本体102を椎体内に保つのが
容易になる。
テーパ表面128または130を含む。テーパ表面12
8、130は、インプラント本体102のそれぞれ前端
108または後端110に隣接して位置する。テーパ表
面128、130は、インプラント本体102の長手軸
線「a」に対して約10〜20゜(10〜20E) の角度
「e」を成して配置されており、好ましくは約15゜(1
5E)を成して配置されている。テーパ表面128、13
0により確実に得られる利点は、インプラント本体10
2が担う負荷を、インプラント本体102におけるより
可撓性の高い部分、すなわち長手スリット114を収容
する部分に集中させ得ることである。より詳細には、テ
ーパ表面128、130の寸法決めは、椎骨との接触を
最小化するように行う。テーパ表面128、130が無
いと、インプラント本体102の堅固な前端108およ
び堅固な後端110が、負荷の大部分を担うことにな
り、融合かごの剛性を決定することになる。したがっ
て、このように負荷の大部分を前端108および後端1
10に集中させると、移植骨片が局所的に再吸収を起こ
すとともに、インプラント100が終板内に沈み込む可
能性が高くなる。
本体102の上面120および下面122を通過して延
びている内側キャビティ132をさらに含む。。内側キ
ャビティ132は、骨成長誘発物質を収容する。骨成長
誘発物質には、移植骨片、骨形態形成蛋白質(bone morp
hogenic protein)(BMP)、骨成長因子(bone growth
factors)などがあり、融合プロセスを促進する。好ま
しくは、内側キャビティ132は、横並びに配置されて
いる複数の(例えば3つの)円柱形孔134により形成
されている。しかしながら、3つ未満または4つ以上の
孔132を設けることもできる。図3Aおよび図3Bに
最も良く示されているように、好ましくは、孔134の
円柱形形状は、患者から切り取った移植骨片プラグ15
0の形状に相応する。このようにして、円柱形移植骨片
プラグ150をインプラント本体102に導入するのが
容易になる。代替的に、移植骨片プラグ150の代わり
に、同種移植片、自家移植片、骨形態形成蛋白質(BM
P)、バイオセラミック、およびハイドロキシアパタイ
トなどの移植骨片代替材料から製造したものを前もって
包装したロッドを用いることもできる。好ましくは、ロ
ッドは、インプラント本体102の円柱形孔134の直
径および高さに相応する円形横断面および長さで定義す
る。図3Aの分解図に示すインプラント本体102で
は、骨プラグまたは骨代替ロッド150が孔134から
取出されている。図3Bが示すインプラント本体102
では、移植骨片プラグまたは骨代替ロッド150は、イ
ンプラント本体102の円柱形孔134内に配置されて
いる。このようにして、インプラント本体102および
プラグまたはロッド150は、脊椎融合のための道具一
式になっている。この道具一式は、2つ、3つ、または
それ以上の骨プラグまたは骨代替ロッドを含む。各プラ
グまたはロッドは、インプラント本体102の円柱形孔
134に合うようにあつらえたものである。
100の1つの代替実施形態である。この実施形態で
は、インプラント200に、(例えばローレット切りに
より形成された)隆起部202から成る複数の列が形成
されている。これによって、インプラント200を内部
に保つのが、さらに容易になる。加えて、長手スリット
204は、インプラント本体102の長さの主要部分に
沿って延ている。長手スリット204の高さ「h」は、
従来の実施形態のスリットの高さより大きい。長手スリ
ット204をこのように寸法決めすると、可撓性および
弾性を高める。これは、手術の種類によっては望ましい
こともある。
プラントの別の1つの代替実施形態である。インプラン
ト300は、図3〜図6のインプラント100とほぼ同
一である。しかしながら、1つ相違点は、上面302お
よび下面304の溝306が、横断方向に位置すること
である。溝306の端縁または表面308は、椎骨の組
織と係合する。これによって、インプラント本体102
を事前形成孔内に保つことができる。
1つの代替実施形態である。インプラント400は、図
3〜図6の実施形態とほぼ同一である。しかしながら、
インプラント400の下面402および上面404内に
は、隆起部あるいは溝などが無い。上面402および下
面404は、図示のようにほぼ滑らかである。代替的
に、本発明が企図するのは、下面402および上面40
4をポリメチルメタクリレートなどの適切な骨用接着剤
によりコーティングして、椎骨に対するインプラント4
00の位置を保つのを容易にする。
に別の1つの実施形態である。インプラント500は、
特に、腹側から接近する脊椎融合術のためのものであ
る。インプラント500のインプラント本体502は、
図17の上面図では略三角形になっている。インプラン
ト本体502の上面504、および下面506に形成さ
れている複数の隆起部508は、インプラント本体50
2の長手軸線「a」に対して斜めに延びている。インプ
ラント本体502は楔形であり、前端510を有する。
前端510は、高さ「h」を有し、インプラント本体5
02の後端512へ向かって外方へ進むにつれてテーパ
している。インプラント本体502の内側キャビティ5
14は、複数の円柱形孔516を密集させて配置して形
成している。円柱形孔516は、インプラント本体50
2の上面504および下面506を通過して延びてい
る。孔516は、前述のように、骨成長誘発物質を含
み、前もって包装した円柱形またはロッド状の合釘用の
骨(bone dowels)を受入れる。インプラント本体502
の長手スロット518(図16)は、インプラント本体
502の前部壁表面520内に配置されている。長手ス
ロット518の形状および機能は、前述の実施形態のス
ロットのものと同様である。インプラント本体502の
後部壁表面522は長手スロット518が無い。これに
よって確実に得られる利点は、インプラント本体502
の可撓性が、インプラント本体502の前部部分により
決まることである。
mm〜24mmの様々な長さと、約14mm〜18mm
の相応の様々な高さとを有する。その他の寸法も可能で
あり、脊椎の頸部領域、胸部領域あるいは腰部領域のい
ずれにインプラントを入れるかによって決定する。
インプラントを、互いに隣接して位置する腰椎の間の椎
間スペースに挿入することについて、以下に説明する。
以下の説明は、特に、図3〜図6のインプラント100
を、脊椎融合インプラント挿入のために用いる開放性背
側接近法に関連して行う。しかしながら、理解願いたい
のは、その他の接近法、例えば腹側接近法、側面接近
法、背側側面接近法、腹側側面接近法などを用い得るこ
とである。腹腔鏡による接近法も用い得る。
り形成された円柱形移植骨片とは、インプラント装置1
00の1つの好ましい植込み方法と関連して用いられ
る。冠状鋸1000の中空ドリル部分1002は、切削
歯1004を有する。ドリル部分1002を、例えば腸
骨稜「m」に押し込んで、合釘用の円柱形の骨すなわち
移植骨片150を抜取る。この様子は図19に示す。図
3Aおよび図3Bに関連して前述したように、好ましく
は、この移植骨片150の寸法は、インプラント本体1
02の円柱形孔134の寸法に対応する。これによって
移植骨片150を円柱形孔134に入れることが可能と
なる。代替的に、移植骨片150の代わりに、骨成長誘
発物質から製造し前もって包装した円柱形ロッドを用い
ることが可能である。このようなロッドの例としては、
前述のタイプがある。
ている。すなわち、椎間スペース「i」への接近を、適
切なレトラクタ、リーマなどを用いて行う。これによっ
て、背側の椎骨表面が露出される。第1の孔「f」を、
椎間スペースの1つの側面に形成する。次いで、椎骨終
板「p」を貫通する。これを行うための適切な道具に
は、例えば骨鉗子、骨刀、石目やすりなどがある。次い
で、第2の孔「s」を、他方の側面に形成する。
スペース「i」の端から端までにわたり、隣接する椎骨
組織「v1、v2」の終板「p」を貫通する。次いで、
インプラント100に移植骨片を詰込む。移植骨片を得
ると、これらの移植骨片を、インプラント本体102の
それぞれの円柱形孔134に対して位置決めする。図2
1において、インプラント100は、隣接椎骨内の各事
前形成孔内に位置決めされ、好ましくは、インプラント
の軸線「a」の方向に前進される。融合インプラント1
00は、挿入器具(図示せず)に取付けて、椎間スペー
ス内に前進させることができる。いったん植込まれる
と、インプラント本体102と、移植骨片または骨代替
ロッド150とは、脊柱が加える負荷を分担して受止め
る。このように負荷を分担して受止めるのは、長手スリ
ット114がインプラント本体102に弾性を与えるの
で容易になる。インプラント本体102と移植骨片と
が、負荷を分担して受止めるので、移植骨片の骨を形成
する能力および椎体を融合する能力が大幅に高まる。
「i」の端から端までにわたる突張りを形成している。
これによって、互いに隣接して位置する椎骨「V1、
V2」を適切な相互間隔に維持する利点が、融合プロセ
スの間得られる。時間の経過につれて、隣接する椎骨組
織は、孔134内の移植骨片プラグまたはロッド150
と連通し、堅固な融合を形成する。側方椎骨組織は成長
してインプラント100に入り込むが、このような入り
込みは、長手スリット114が細いので制限される。
たいのは、変更または変化を含む代替実施形態は、本発
明の範囲から逸脱せずに得られることである。例えば、
融合インプラント100は、胸部椎骨および頸部椎骨に
も用い得る。
に、椎間スペース内に位置決めされた1対の従来技術の
融合インプラントを示す、図1の2−2切断線に沿って
切断して示す図である。
よる融合インプラント装置の第1の実施形態を示す斜視
図である。
面図である。
面図である。
に見た図である。
施形態の側面図である。
施形態の上面図である。
施形態を軸線方向に見た図である。
代替実施形態の側面図である。
代替実施形態を軸線方向に見た図である。
代替実施形態の上面図である。
代替実施形態の前面の斜視図である。
代替実施形態の後面の斜視図である。
代替実施形態の斜視図である。
ある。
する円柱形移植骨片を形成するのに用いられる外科用冠
状鋸を示す図である。
柱を示す図である。
位置決めされている、1対の本発明によるインプラント
装置を示す図である。
Claims (17)
- 【請求項1】 上部椎骨と下部椎骨との間の椎間スペー
ス内に置くことができるように寸法決めされて、椎骨を
所望の相互間隔に維持し、これによって前記椎骨の融合
を容易にし、それぞれ下部椎骨または上部椎骨と係合す
る下面および上面と該上面および下面の間に延びる第1
および第2の側壁部分とを含むインプラント本体を含
み、 該第1および第2の側壁部分は実質的に堅固であって、
該第1および第2の側壁部分のうちの少なくとも1つに
は、実質的に細い長手スリットが該1つの側壁部分の可
撓性を高めるように配置されている互いに隣接して位置
する椎骨の融合を容易にする装置。 - 【請求項2】 前記第1および第2の側壁部分のそれぞ
れが前記長手スリットを含む請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 前記インプラント本体は、骨成長誘発物
質を受入れるように寸法決めされた内側チャンバを有す
る請求項1に記載の装置。 - 【請求項4】 前記インプラント本体は、前記上面およ
び前記下面を通過して延び、骨成長誘発物質を受入れる
内側孔を含む請求項1に記載の装置。 - 【請求項5】 前記インプラント本体は、略円柱形内側
孔を有する請求項4に記載の装置。 - 【請求項6】 前記インプラント本体は、複数の略円柱
形内側孔を有する請求項5に記載の装置。 - 【請求項7】 前記略円柱形内側孔は、互いに隣接して
位置して横並びに配置されている請求項6に記載の装
置。 - 【請求項8】 前記上面および前記下面は、複数の隆起
部を含み、前記隆起部の寸法決めは、前記それぞれの上
部椎骨および下部椎骨を係合するように行い、前記椎間
スペース内に前記インプラント本体を保つのを容易にす
る請求項1に記載の装置。 - 【請求項9】 前記上面および前記下面内には複数の溝
が形成されており、前記溝の表面の寸法決めは、前記そ
れぞれの脊椎の上面および下面と係合するように行っ
て、前記椎間スペース内に前記インプラント本体を保つ
のを容易にする請求項1に記載の装置。 - 【請求項10】 前記インプラント本体は、前端部分と
後端部分とを含み、前記前端部分および前記後端部分の
うちの少なくとも1つはテーパ面を有する請求項1に記
載の装置。 - 【請求項11】 前記前端部分と前記後端部分のうちの
前記1つが、テーパ上面およびテーパ下面を含む請求項
10に記載の装置。 - 【請求項12】 前記前端部分および前記後端部分のそ
れぞれが、前記テーパ上面および前記テーパ下面を含む
請求項11に記載の装置。 - 【請求項13】 前記略円柱形内側孔内に配置されてい
る骨成長誘発物質をさらに含み、前記骨成長誘発物質
は、前記インプラント本体の前記略円柱形内側孔に相応
する略円柱形を成している請求項5に記載の装置。 - 【請求項14】 互いに隣接して位置する椎骨の間の椎
間スペースにアクセスするステップと、 下面および上面と、前記上面と前記下面との間で延びて
いる第1および第2の側壁とを有するインプラント本体
を含むインプラントを提供するステップであって、前記
第1および第2の側壁部分は、実質的に堅固あり、前記
第1および第2の側壁部分のうちの少なくとも1つに
は、実質的に細い長手スリットが形成されており、該長
手スリットは、前記1つの側壁部分の可撓性を高めるよ
うに配置されているステップと、 前記椎間スペース内に前記インプラントを置くステップ
であって、前記上面および前記下面は、互いに隣接して
位置する椎骨の上部椎骨部分および下部椎骨部分と係合
して前記椎骨を支持し、前記長手スリットは、前記椎骨
部分が加える負荷に応答して前記インプラント本体が、
圧縮されるように動くのを可能にするステップと、を含
む互いに隣接して位置する椎骨の融合方法。 - 【請求項15】 前記インプラント本体は、前記上面お
よび前記下面を通過して延びる内側孔を有し、 前記内側孔内に骨成長誘発物質を導入して融合を容易に
するステップであって、前記インプラント本体と骨成長
誘発物質とが、前記椎骨部分が加える負荷を分担して受
止めるようになっているステップをさらに含む請求項1
4に記載の方法。 - 【請求項16】 前記インプラント本体は、前記上面お
よび前記下面を通過して延びる略円柱形孔を有し、前記
略円柱形孔内に位置決めするために略円柱形移植骨片を
切り取るステップをさらに含む請求項15に記載の方
法。 - 【請求項17】 前記切り取りステップは、前記移植骨
片を切り取るためにトレフィンすなわち冠状鋸を用いる
ことを含む請求項16に記載の方法。
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