JP2003512090A - 関節動作式脊柱インプラント - Google Patents
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- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
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- A61F2002/30383—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by laterally inserting a protrusion, e.g. a rib into a complementarily-shaped groove
- A61F2002/30385—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by laterally inserting a protrusion, e.g. a rib into a complementarily-shaped groove the rib and groove having non-parallel, e.g. conically-tapered, cooperating sides, e.g. having a trapezoidal front cross-section
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- A61F2002/3039—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by laterally inserting a protrusion, e.g. a rib into a complementarily-shaped groove with possibility of relative movement of the rib within the groove
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- A61F2002/30383—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by laterally inserting a protrusion, e.g. a rib into a complementarily-shaped groove
- A61F2002/3039—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by laterally inserting a protrusion, e.g. a rib into a complementarily-shaped groove with possibility of relative movement of the rib within the groove
- A61F2002/30397—Limited lateral translation of the rib within a larger groove
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- A61F2002/30329—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2002/30476—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements locked by an additional locking mechanism
- A61F2002/30515—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements locked by an additional locking mechanism using a locking wedge or block
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- A61F2002/30535—Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30593—Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for hollow
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- A61F2/30—Joints
- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30621—Features concerning the anatomical functioning or articulation of the prosthetic joint
- A61F2002/30649—Ball-and-socket joints
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- A61F2002/30621—Features concerning the anatomical functioning or articulation of the prosthetic joint
- A61F2002/30649—Ball-and-socket joints
- A61F2002/30662—Ball-and-socket joints with rotation-limiting means
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- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30621—Features concerning the anatomical functioning or articulation of the prosthetic joint
- A61F2002/30649—Ball-and-socket joints
- A61F2002/30663—Ball-and-socket joints multiaxial, e.g. biaxial; multipolar, e.g. bipolar or having an intermediate shell articulating between the ball and the socket
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- A61F2/30—Joints
- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30667—Features concerning an interaction with the environment or a particular use of the prosthesis
- A61F2002/30672—Features concerning an interaction with the environment or a particular use of the prosthesis temporary
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- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
- A61F2002/30772—Apertures or holes, e.g. of circular cross section
- A61F2002/30784—Plurality of holes
- A61F2002/30785—Plurality of holes parallel
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- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
- A61F2002/30772—Apertures or holes, e.g. of circular cross section
- A61F2002/30784—Plurality of holes
- A61F2002/30787—Plurality of holes inclined obliquely with respect to each other
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- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
- A61F2002/30795—Blind bores, e.g. of circular cross-section
- A61F2002/30807—Plurality of blind bores
- A61F2002/3081—Plurality of blind bores inclined obliquely with respect to each other
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- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
- A61F2002/3082—Grooves
- A61F2002/30827—Plurality of grooves
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- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
- A61F2002/3085—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves with a threaded, e.g. self-tapping, bone-engaging surface, e.g. external surface
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
- A61F2002/30878—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves with non-sharp protrusions, for instance contacting the bone for anchoring, e.g. keels, pegs, pins, posts, shanks, stems, struts
- A61F2002/30879—Ribs
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2002/30934—Special articulating surfaces
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/3094—Designing or manufacturing processes
- A61F2002/30975—Designing or manufacturing processes made of two halves
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/44—Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs
- A61F2/442—Intervertebral or spinal discs, e.g. resilient
- A61F2/4425—Intervertebral or spinal discs, e.g. resilient made of articulated components
- A61F2002/443—Intervertebral or spinal discs, e.g. resilient made of articulated components having two transversal endplates and at least one intermediate component
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Abstract
Description
出願第09/065,816号の一部継続出願である、1999年4月23日付
けで出願された同時出願係属中の米国特許出願第09/298,524号の一部
継続出願である。
に関し、より具体的には、骨の内部成長により隣接する椎骨に融合し、これによ
り椎間の適正な間隔を回復し且つ脊柱の可撓性を保存しつつ、神経根及び/又は
脊髄の圧縮を解消する関節動作式インプラントに関する。関連技術の説明 脊柱は、その正常な状態にあるとき、軟骨椎間板により互いに分離されている
多数の椎骨により形成されている。これらの椎間板は、隣接する椎骨の間に緩衝
体を形成し、脊柱の支持軸に沿った圧縮に抵抗するが、健全な脊柱の特徴的な可
撓性を提供し得るように椎骨間の制限された動作を許容する。損傷、病気又はそ
の他の変成的な異常は、1つ又は2つ以上の椎間板の収縮、潰れ、劣化又はずれ
、ヘルニア症又はその他の損傷の原因となる可能性がある。その結果、隣接する
神経根又は脊髄が圧縮されて、慢性的及びしばしば動作不能な程の痛みを生じ、
また、進行した状態では、上肢及び/又は下肢の不可逆的な麻痺を生じることが
ある。
。1つの一般的な方策は、椎間板間の適正な間隔を保ち且つ椎骨間の相対的な動
きを解消するため、隣接する椎骨を恒久的に安定化させ又は「融合」させること
である。椎骨を安定化させる色々な方法が開発されている。例えば、骨の合釘形
状部分の自家移植体を椎骨の間に埋め込んで、椎間空間を亙って骨を成長させ、
これにより、隣接する椎骨を融合して1つの骨の塊体にすることが行われている
。この方法は、患者の身体の他の部分から移植体用のドナー骨を採取することを
必要とし、典型的に、別個の外科手術を必要とし、その結果、合併症及び費用を
増大させるという不利益な点がある。1つの代替的な入手先は死体の骨であるが
、伝染病、移植結合体の損傷、潰れ又はずれという合併症の危険がある。椎骨を
安定化させるこの方法の更なる発展は、有孔の円筒状の骨バスケットを隣接する
椎骨の間に埋め込むことを含む。埋め込みのために椎骨を処理するときに生じた
骨の破片は、骨バスケット内に挿入されて、そのバスケット内に、また、バスケ
ットを通じて且つバスケットの周りで骨の成長を促進する。
を恒久的に保存する上で成功的に行い得ることが判明しているが、多数の不利益
な点をもたらすことも判明している。隣接する椎骨を融合させることは、必然的
に、脊柱の正常な動作範囲の一部分を無くし、これにより、対象人の脊柱の可撓
性を低下させることになる。更に、椎骨を融合させることは、脊柱の隣接する可
動部分に加わる応力を増し、融合した椎骨の上方及び下方における正常な関節面
がその後に破断することをしばしば早めることになる。
」補綴具にて置換することも提案されている。以前から既知のこの型式の装置は
、一般に、補綴具と椎骨との間の取り付けが不十分なことによる欠点があること
が分かった。以前から既知の接続された補綴具の構成要素間のこの所期の動作は
、補綴具と隣接する骨表面との間に相対的な動作を生ずる可能性がある。かかる
動作は骨の内部成長を妨げる可能性があるため、接続された補綴具は、一般に、
骨の内部成長により取り付けるのに適していないと考えられている。更に、これ
ら装置の継手要素は、典型的に、所望の動作範囲を実現し得るように相当な垂直
方向距離を占めなければならず、しかも、椎間空間内に嵌まらなければならない
ため、かかる装置の取り付けは、一般に、椎骨への固定点として継手要素の一側
部に設けられた平坦なプレート又は面を使用して行われている。この取り付けは
、圧縮又は摩擦嵌め、釘状突起、ねじ又はピンにより行い、また、幾つかの場合
、多孔質表面内に組織が内部成長することにより行うことも考えられる。しかし
、これらの取り付け機構は、所望の固定程度及び強度を欠く。更に、かかる装置
の幾つかは、装置が取り付けられる椎骨の表面を越えて伸びる取り付けフランジ
を使用している。伸びるフランジは、隣接する組織を邪魔し又は損傷させる可能
性があるため、このことは望ましくないことが判明している。例えば、直ぐ隣接
する傷付き易い食道領域内に伸びるフランジは飲み込み動作及び会話を妨げ、又
は穴を開け且つ死に至るような感染症を引き起こす可能性があることが報告され
ている。ねじ及びピンの接続具を使用することの更なる欠点は、かかるコネクタ
がずれて、傷付ける可能性があることである。
つ、神経又は脊髄の圧縮を防止するため椎間の間隔を恒久的に維持するのに効果
的な脊柱プラントが依然として必要とされていることが理解できる。椎骨への恒
久的で且つ強力な取り付け状態を形成することができるが、取り付けられる外面
を越えて突き出さない、かかる装置も更に必要とされている。椎骨間の自然の相
対的動作を保存しつつ、神経及び脊髄の圧縮を防止すべく椎間の間隔を維持する
、損傷し又はずれた椎間板を置換する方法も更に必要とされている。本発明が主
として目的とするのは、上記及びその他の必要性に合致する装置及び方法を提供
することである。
合する第一の接続手段を有する第一の要素を含む脊柱インプラントを備えている
。この第一の接続手段は、第一の要素を第一の椎骨に融合させるべく第一の融合
室内への骨の内部成長を促進するため少なくとも1つの開口部を有する第一の融
合室を備えている。また、該インプラントは、第二の椎骨に係合する第二の接続
手段を有する第二の要素も備えている。該第二の接続手段は、第二の要素を第二
の椎骨に融合させるべく第二の融合室内への骨の内部成長を促進するため少なく
とも1つの開口部を有する第二の融合室を備えている。該インプラントは、第一
の要素と第二の要素との相対的動作を許容すべく第一の要素を第二の要素に接続
する内部の関節接続手段を更に備えている。「内部の関節接続手段」という語は
、装置と、隣接する骨又はその他の組織のような外部構造体との間ではなくて、
装置の構成要素間の相対的動作を許容する装置を意味することを意図とする。
円形の形状の何れかの外面を備えることができる。第一及び第二の要素の各々は
、融合室内への骨の内部成長を許容し得るように形成された1つ又は2つ以上の
開口部を有する有孔の外壁を備えており、また、内部の関節接続手段を形成する
当接する継手面を備えている。更なる1つの好ましい実施の形態において、継手
面は、ボールアンドソケット型継手(又は溝及び通路又はその他の同様の継手)
を形成し得るように凹状及び凸状の係合面として形成されており、このことは、
椎骨間の相対的な枢動動作を許容するが、椎骨の間の圧縮に抵抗する。
前から既知の非関節動作式椎骨融合インプラントを埋め込むときに採用される方
法と同様の方法を使用して埋め込むことができる。埋め込みを可能にし且つ融合
室内への骨の内部成長及び最初の安定期間中、隣接する骨に対する第一及び第二
の要素の融合を可能にし得るように生体再吸収性要素を介在させることにより第
一及び第二の要素を強固に接続するための一時的な安定化手段を設けることがで
き、上記の最初の安定化期間後、該一時的な手段は生物分解して第一及び第二の
要素間の関節接続を許容する。
動作面の少なくとも一部分に係合する第二の関節動作面と、第一の関節動作面を
第一の椎骨に接続する第一の接続手段と、第二の関節動作面を第二の椎骨に接続
する第二の接続手段とを備えるものとして本発明を更に説明することができる。
第一及び第二の関節動作面は支持軸の方向への第一及び第二の要素間の軸方向圧
縮に抵抗するが、第一及び第二の要素間の相対的な枢動動作は許容する。第一の
接続手段及び第二の接続手段の少なくとも一方、好ましくはその双方は骨の内部
成長を促進し、これにより、インプラントを所要の位置に恒久的に且つ確実に固
着する少なくとも1つの開口部を有する融合室を備えている。
空間を維持する方法を備えている。この方法は、内部に空洞を形成し得るように
第一の椎骨の一部分を除去するステップと、脊柱インプラントの第一の要素を第
一の椎骨に形成された空洞内に取り付けるステップと、脊柱インプラントの第二
の要素を第二の椎骨に接続するステップとを備えている。第一の要素は、第一の
関節動作面と、第一の椎骨からの骨の内部成長を促進する少なくとも1つの開口
部を有する第一の融合室とを備えている。第二の要素は、第二の関節動作面を備
え、第一及び第二の関節動作面は接続して、第一及び第二の要素間の相対的な枢
動動作を許容するが、第一及び第二の要素間の相対的な圧縮を防止する継手を形
成する。更なる1つの好ましい実施の形態において、この方法は、第二の要素を
受け入れる空洞を形成すべく第二の椎骨の一部分を除去することを更に備えるこ
とができる。この第二の要素はまた、第二の椎骨からの骨の内部成長を促進する
第二の融合室を更に備えることができる。埋め込み又は骨の成長を模擬する化合
物または装置を受け入れ得るように椎骨部分を除去することにより発生した骨破
片は融合室内に挿入して骨の内部成長を促進することができる。
の詳細な説明を参照することにより一層容易に理解されよう。
しつつ、本発明の好ましい形態について説明する。図1乃至図3に図示するよう
に、本発明の1つの実施の形態は、全体として、第一の要素20及び第二の要素
22を有する脊柱インプラント10を備えている。第一の要素20は、第一及び
第二の要素の間の相対的な枢動動作を許容し得るように内部の関節接続手段24
により第二の要素22に接続される。
取り付けられた本発明の脊柱インプラント10が図示されている。該インプラン
ト10は、第五の頸椎部及び第六の頸椎間にて椎骨体の前面に埋め込まれた状態
で示してある。しかし、本発明の装置及び方法は、椎骨に対する前方、横方向及
び後方アプローチ法に適用可能である。
は、第一の椎骨12に係合するため第一の融合室30の形態をした第一の接続手
段を備えている。第一の椎骨12から第一の融合室30内へ且つ該第一の融合室
を通じ、更に該第一の融合室の周りで骨の成長を促進し、第一の要素を第一の椎
骨12に融合するため少なくとも1つの開口部32が第一の融合室30に形成さ
れている。好ましくは、骨の内部成長を更に促進するため複数の開口部32が設
けられるようにする。骨の内部成長による融合は、その他の既知の接続手段より
もインプラント10と骨格構造体との間により恒久的で強固な接続部を提供する
ことが分かった。
手段を備えている。第二の接続手段は、上述した第一の融合室30と構造の点に
て実質的に同様の第二の融合室34を備えることが好ましく、この第二の融合室
は、第二の椎骨14から第二の融合室34内へ且つ第二の融合室を通じ、更に該
第二の融合室の周りの骨の成長を促進するために形成された少なくとも1つの開
口部36を備えている。これと代替的に、第二の接続手段は、接着剤接続、ねじ
接続、ピン接続又は任意のその他の効果的な代替的な接続手段を備えるようにし
てもよい。しかし、第二の融合室はその他の既知の取り付け手段よりもより恒久
的で且つ確実な接続を実現する点で、この第二の融合室30を設けることが好ま
しい。第一の要素20及び第一の椎骨12は上記の図面にて第二の要素22及び
第二の椎骨14として図示されているが、本発明は、本明細書に記載したように
、第二の要素が取り付けられる第二の椎骨ではなくて、脊柱上の下方の第一の椎
骨に第一の要素が取り付けられる逆の形態も同様に考えられることが理解されよ
う。第一及び第二の要素は、非限定的に、チタン、外科用合金、ステンレススチ
ール、クロムモリブデン合金、コバルトクロム合金、酸化ジルコニウムセラミッ
ク、非吸収性ポリマー及びその他の生体適合性が予想される金属又は重合系材料
を含む生体適合性材料で製造することができる。
20に設けられた第一の関節動作面40と、第二の要素22に設けられた当接す
る第二の関節動作面42とを備えることが好ましい。第一及び第二の関節動作面
40、42は、例えば、チタン、ステンレススチール、外科用合金、クロムモリ
ブデン合金、コバルトクロム合金、酸化ジルコニウムセラミック、非吸収性ポリ
マー及びその他の生体適合性金属又は重合系材料のような低摩擦、耐磨耗性且つ
耐衝撃性の生体適合性材料にて製造され又はこれらの材料にて被覆されることが
好ましい。関節接続手段24は、第一の要素20と第二の要素22との間の軸方
向への圧縮に抵抗するが、両要素間の相対的な枢動動作を許容する。このように
、図4に図示するように埋め込まれたとき、関節接続手段24は、例えば図4に
図示するように全体として脊柱に沿って伸びる支持軸44に沿った第一の椎骨1
2と第二の椎骨14との間の軸方向への圧縮に抵抗するが、椎骨間の枢動動作は
許容する。「枢動」という語は、支持軸44の周りの回転動作又は捩れ動作の何
れか一方又は双方(例えば、頭を右又は左方向に回すことによる頚椎間の回転)
及び/又は支持軸44に対する任意の方向への角度を付けた傾斜した傾動動作(
例えば、頭を前方又は後方に振り及び/又は頭を右又は左に下方に傾けること)
を包含することを意図するものである。
作面42から突き出す凸状面48のような突出部を受け入れる凹状面46のよう
な空隙を有する第一の内部関節動作面40を提供することにより、第一の椎骨1
2及び第二の椎骨14の間で抵抗を受ける。この「ボールアンドソケット」の構
成は第一の椎骨12と第二の椎骨14との間で支持軸44の周りの相対的回転を
許容する。関節接続手段24には、許容される回転動作範囲を制限し得るよう1
つ又は2つ以上のストッパを設けることができる。
形態も可能である。図8及び図10に図示した1つの代替的な実施の形態におい
て、関節接続手段は、ロッカー100及び通路101を備えている。第二の関節
動作面42は、第二の要素22の長さに沿って伸びる実質的にU字形の通路10
1を備えることができる。第一の関節動作面40は、例えば、第一の要素20の
長さに沿って半楕円形の形状とすることができる相応する形状のロッカー100
を備えている。かかる構成は1つの面内で傾動動作のみを許容する。この実施の
形態の1つの代替例において、図9に図示するように、通路102の形状を改変
することにより、関節接続手段24に第二の動作範囲を追加することができる。
この改変した通路102は、例えば、通路102の深さに亙って実質的に砂時計
の形状とすることができる。通路の基部103及び入口104における通路幅は
通路の中間点105における通路幅よりも広い。砂時計形状の通路102は2つ
の垂直な直線面に沿った傾動動作を許容する。
うに、通路106の形状を改変することにより、関節接続手段24に対し1つの
代替的な第二の動作範囲を追加することができる。この改変した通路106は、
例えば、第二の要素22の長さに亙って実質的に砂時計の形状とすることができ
る。通路の長手方向中間点107における通路幅は、通路前端108及び後端1
09における通路の通路幅よりも狭い。当該技術分野の当業者は、本開示の有利
な点を理解したならば、本明細書に記載した「砂時計」の形状は、通路の端部点
又はその付近における幅(又は通路の頂部及び底部)が端部点の間の幾つかの個
所の幅よりも広い限り、色々な湾曲又は直線状端縁を含むものであることが理解
されよう。砂時計形状の通路106は、2つの動作範囲、中心軸の周りの傾動動
作及び枢動動作を許容する。これらの動作は一部の患者にとって望ましいもので
あろう。
うに、通路110の形状を改変することにより、関節接続手段24に対し1つの
代替的な第二の動作範囲を追加することができる。この改変した通路110は、
例えば、第二の要素22の長さに亙って実質的に菱形の形状とすることができる
。通路の長手方向中間点111における通路幅は通路の前端112及び後端11
3における通路幅よりも広い。更に、第一の関節動作面40は、例えば、第一の
要素20の長さに沿って菱形の形状とすることができる相応する形状のロッカー
115を備えている。当該技術分野の当業者は、本開示の有利な点を理解したな
らば、本明細書に記載した「菱形」形状は、通路の端部点の間の幾つかの個所(
又は通路の頂部及び底部)の幅が端部点又はその付近における幅よりも広い限り
、色々な湾曲又は直線状端縁を含むものであることが理解されよう。この菱形形
状の通路110は、3つの動作範囲、中心軸の周りの傾動動作及び枢動動作を許
容する。これらの動作は一部の患者にとって望ましいものであろう。
作面42に形成されて、第一及び第二の椎骨12、14の間で1つ又は2つ以上
の方向への相対的な傾動動作を許容する1つ又は2つ以上の角度を付けてずらし
た斜角面50を更に備えることが好ましい。図面に図示した実施の形態によれば
、第一及び第二の内部関節動作面40、42の各々には、図9に最も良く図示す
るように、全体として角錐の形態にて形成された角度を付けてずらした斜角面5
0が設けられており、これにより、全ての方向(360°)への傾動動作を可能
にする。また、全体として円錐形の形態も可能であり、同様に、回転動作及び3
60°の傾動動作の双方を許容する。更に、図10及び図11に図示するように
、第一及び第二の関節動作面40、42の各々は、より広い動作範囲を提供する
、全体として円弧状の形態にて設けることができる。
0を提供することにより、脊柱の自然の動作範囲を近似し、これにより、隣接す
る椎骨間で全ての方向への約10°の傾動を許容することができる。図面に図示
するように、関節接続手段24の枢動点すなわち軸は、全体として第一及び第二
の関節動作面40、42に中心があり、図4に図示するように埋め込まれたとき
、脊柱の正常な回転軸と整合される。しかし、この位置は、脊柱の適正な整合状
態を実現し、これにより最適な矢状方向及び冠状縫合方向への脊柱の釣り合わせ
及び整合状態を回復することができるように脊柱の正常な回転軸の中央、前方、
後方、左側、右側又は偏心状態(前方/後方及び左/右方向への双方への中心外
れ状態)に関節接続手段24の回転中心を配置し得るように選択的に変更するこ
とができる。
0の第一及び第二の要素20、22は、全体として円筒体を形成し得るように接
続する全体として半円筒状の外壁60、70を備えることが好ましい。その組み
立てた形態にあるとき、第一の要素20及び第二の要素22は、上述したように
、互いに当接し、そのそれぞれの第一及び第二の関節動作面40、42は、互い
に隣接し且つ係合する。第一の要素20は、第一の湾曲外壁60を更に備えるこ
とが好ましい。この第一の湾曲外壁60には骨の内部成長を促進する1つ又は2
つ以上の開口部32が設けられ、該開口部は、第一の湾曲外壁60と第一の関節
動作面40との間に形成された第一の融合室62と連通する。同様に、第二の要
素22は、骨の内部成長を促進する1つ又は2つ以上の開口部36を画成する第
二の湾曲外壁70を備えることが好ましい。開口部36は、第二の湾曲外壁70
と第二の関節動作面34との間に形成された第二の融合室72と連通する。第一
及び第二の湾曲外壁60、70には、埋め込む間、椎間空間内へインプラント1
0を進めるのを促進し且つ一度び埋め込んだならば、インプラント10を所要位
置に固着するのに役立つねじ80を設けることができる。第一及び第二の湾曲外
壁60、70の各々におけるねじ80は、第一及び第二の要素20、22が係合
したとき、連続的なねじを形成し得るように整合させることが好ましい。幾つか
の場合、自己タッピングねじ80を設け且つ/又はクスリッヒ(Kuslich
)らへの米国特許第5,489,308号により教示されるように、開口部32
内に埋め込むことにより発生される骨の破片を向け得るようなねじ80の形態と
することが望ましい。その他の次善の実施の形態において、ねじ80は平滑面、
スプライン付き面、フランジ付き面、止め釘付き面又はビード付き面の特徴を備
える所要形状の外面と置換することができる。インプラント10は、更なる強度
を得るため第一及び/又は第二の要素20、22に1つ又は2つ以上の支持フラ
ンジ85を更に備えることができる。
発明のインプラント10の第一及び第二の要素20、22は、全体として楕円体
を形成し得るように接続する、全体として、半楕円形の外壁97、99を備える
ことが好ましい。その組み立てた形態において、第一の要素20及び第二の要素
22は、上述したように、当接して、そのそれぞれの第一及び第二の関節動作面
40、42は互いに隣接し且つ係合している。第一の要素20は、第一の湾曲外
壁97を更に備えることが好ましい。骨の内部成長を促進する1つ又は2つ以上
の開口部32がこの第一の湾曲外壁97に設けられ且つ第一の湾曲外壁97と第
一の関節動作面40との間に形成された第一の融合室62と連通する。同様に、
第二の要素22は、骨の内部成長を促進する1つ又は2つ以上の開口部36を画
成する第二の湾曲外壁99を備えることが好ましい。開口部36は、第二の湾曲
外壁99と第二の関節動作面42との間に形成された第二の融合室72と連通す
る。代替的な実施の形態において、第一の要素20及び第二の要素22の所要形
状外面は、該要素を一度び埋め込んだならば、所要位置に固着する平滑面、スプ
ライン付き面、フランジ付き面、止め釘付き面又はビード付き面の特徴を備える
ことができる。インプラント10は、更なる強度を得るため第一の要素20及び
/又は第二の要素22に1つ又は2つ以上の支持フランジ85を更に備えること
ができる。
ってテーパーを付けることができる。後端92は、前端93の垂直方向半径より
も大きい垂直方向半径を有する。テーパー付きの形状は、除去すべき材料の量を
減少させ且つインプラント10を第一及び第二の椎骨の間に挿入するときの容易
さを増す。
22に一時的に強固に接続して両要素間の相対的な動作を防止する1つ又は2つ
以上の安定化手段を設けることを更に備えることができる。例えば、インプラン
ト10を椎間空間内に取り付ける間、第一及び第二の要素20、22を所要位置
に強固に保持することが好ましい。更に、融合室内への十分な骨の内部成長を許
容し且つ患者の通常の活動の間、インプラント10と椎骨12、14との間の相
対的な動作を防止し得るように第一及び第二の要素20、22は、埋め込んだ後
、十分な期間、強固に接続されたままであるようにする。典型的に、第一及び第
二の要素20、22が切り離され且つ互いに対して関節動作することが許容され
る前に、約8乃至20週間の骨の内部成長期間を許容すれば十分であろう。この
第一及び第二の要素の一時的な安定化は、第二の外科的方法を必要とせずに、生
体再吸収性材料で出来た中期間の安定化手段を使用することを通じて本発明によ
り実現される。生体再吸収性材料の例は、ポリグリコレートポリマー又は類似体
、ラクチド、ポリジオキサノン、ポリグリコネート、ラクチド/グリコライド共
重合体を含む。製造材料を適正に選ぶことにより、安定化手段を生物分解させる
のに必要な時間の長さを効果的に制御することができる。安定化手段が溶融し且
つ身体により吸収された後、インプラント10の第一及び第二の要素を切り離し
、関節動作を許容する。図3に図示した一例としての実施の形態において、安定
化手段は、第一の要素20と第二の要素22との間に押し込まれて両要素間の相
対的動作を防止する1つ又は2つ以上の生物分解性シム82を備えることができ
る。別の一例としての実施の形態において、第一及び第二の要素20、22は、
図2及び図3に図示するように、その接続した形態にて配置され、その後、関節
動作面40、42の間の空間には生物分解性ポリマーを注入し又は充填し、この
ことは、中期間の一時期安定化手段が要素を所要位置にて接続することを可能に
する。融合室30、34及び融合室に対する開口部32、36が骨の内部成長を
阻止するポリマーにて充填されるのを避けるよう注意する必要がある。ねじ82
はまた、装置の埋め込みを助け得るように露出されたままである。図2に図示し
た別の一例としての実施の形態において、安定化手段は、インプラント10の後
端92に解放可能に係合して第一及び第二の要素20、22を接続する取り外し
可能及び/又は生体再吸収性端部キャップ90を備えている。該端部キャップは
、インプラント10に係合する1つ又は2つ以上のクリップ94と、インプラン
ト10を椎間空間内に進めるために使用されるレンチ、ドライバ又はその他の操
作装置に係合する1つ又は2つ以上のキー溝96とを備えることができる。第二
の取り外し可能及び/又は吸収性端部キャップをインプラント10の前端93に
取り付けることができる。該端部キャップは、以下により詳細に説明するように
、十分な骨の内部成長及び融合が生ずる迄、骨の破片を融合室30、34の室6
2、72内に保持する機能を更に果たすことができる。
二の要素22を備えるインプラント10を示す図5に図示されており、該インプ
ラントは、図示した実施の形態において、第一の要素20の凹状面46と、第二
の要素22の凸状面48との間に介在させた全体として半球状のボウル形状キャ
ップ90を備えている。キャップ90は、衝撃荷重を吸収し得るよう多少弾性的
とすることができる耐食性、低摩擦の製造材料にて製造されることが好ましい。
キャップ90を提供することは、キャップの上面と第一の要素20の凹状面46
との間の境界面及びキャップの底面と第二の要素22の凸状面46との間の境界
面にて関節動作を許容し、その結果、両方向への関節動作が可能となる。この構
成は2つの関節動作境界面に亙って磨耗を分配することにより関節動作面におけ
る摩擦磨耗を減少させる。キャップ90の凹状下面が第二の要素22の凸状面4
8と係合し、キャップ90の凸状上面が第一の要素20の凹状面46と係合する
ことは、インプラント10を取り付けたとき、キャップ90がずれるのを防止す
る。
法を更に備えている。この方法は、第一の椎骨の一部分を除去しその内部に空洞
を形成することと、関節動作式脊柱インプラントの第一の要素を空洞内に取り付
けることと、インプラントの第二の要素を第二の椎骨に接続することとを備える
ことが好ましい。この方法を実施するために使用される関節動作式脊柱インプラ
ントは、第一の要素及び第二の要素間の相対的な枢動動作を許容するが、その両
要素間の相対的な軸方向への圧縮を防止する継手を形成し得るよう接続する第一
及び第二の内部関節動作面を有する、上述した一例としての実施の形態と実質的
に同様であることが好ましい。要素の少なくとも一方は、1つの室及び該室と連
通する少なくとも1つの開口部を含む融合室を更に備え、それぞれの椎骨から融
合室内へ且つ該融合室を通じ、更に該融合室の周りでの骨の内部成長を促進する
ことが好ましい。1つの好ましい形態において、本発明の方法は、骨が内部成長
するための融合室を使用してインプラントの第一及び第二の要素の双方をそれぞ
れの椎骨に取り付けることを備えている。この実施の形態において、インプラン
トの第二の要素を受け入れるべく空洞を形成し得るように第二の椎骨の一部分を
除去することが好ましい。本発明の方法は、上述した椎骨部分を除去する間に形
成された破片である骨の破片をインプラントの融合室内に挿入することを更に備
えることができる。これらの骨破片が存在することは融合室内への骨の内部成長
を刺激し且つ促進することが分かっている。別の実施の形態において、本発明は
、融合室内へ、融合室を通じ且つ/又は融合室の周りの骨の成長を刺激する手段
を取り付けることを予想する。骨の成長を刺激する手段は、例えば、電気的又は
磁性的骨成長刺激装置、骨の形態形成蛋白(BMP)、ヒドロオキシルアパタイ
ト化合物、脱鉱物骨組成物及び/又はその他の骨成長刺激装置又は化合物を備え
ることができる。一般に外科用糊と称されるシアノアクリレート材料を融合室の
外面に導入してインプラントを骨の内部成長を待つ最適な位置に固定することも
予想される。
載した例外を除いて、非関節動作式の強固な融合インプラントを埋め込むため以
前から既知の方法と全体として同様の方法にて行うことができる。例えば、本発
明の方法は、頚椎及び胸椎部分に対する前方アプローチ法から又は腰椎部分に対
する前方又は後方横方向アプローチ法から脊柱に対する標準的な外科的アプロー
チ法を利用することができる。椎骨部分の除去は、利用すべきインプラントに全
体として適合し得るようにされた直径及び深さを有する全体として円形の穴を穿
孔し又は削り、第一及び第二の椎骨を架橋することにより行うことができる。更
に、円形の骨はテーパーを付け、前端の直径が後端の直径よりも小さいようにす
ることができる。第一の椎骨と第二の椎骨との間の略中間にて穴を椎間空間に亙
って中心決めすることが好ましい。次に、インプラントの挿入を容易にし得るよ
う穴にねじをタッピングすることができる。
全体として適合し得るようにされた長径及び短径並びに深さを有する楕円形の穴
を穿孔し、第一及び第二の椎骨を架橋するため、図14に図示するような独創的
な外科用器具を使用することにより行うことができる。好ましくは、切断部分に
対し回転力を提供し得るように外科用器具はドリルに固着する。外科用器具の切
断部分は、楕円形の形状にて形成された切断ブレード内に包み込んだ円形の縦溝
付きドリルから成っている。該縦溝付きドリルは、切断ブレードを超えて伸びて
第一及び第二の椎骨の間の円形の部分を切断する。ドリルビットが椎骨内に切り
込むと、切断ブレードは、残りの材料を除去して利用すべきインプラントに全体
として適合し得るようにされた長径及び短径並びに深さを有する楕円形の穴を形
成し、第一及び第二の椎骨を架橋する。
る。インプラントを第一及び第二の関節動作面が係合した状態に組み立て、イン
プラントの第一及び第二の要素を実質的に上述したような安定化手段により強固
に接続する。安定化させたインプラントは、所望の深さまで穴内に進める。好ま
しくは、後端92が椎骨の外面と面一となり又は該外面に対して僅かに引込むよ
うになる迄、インプラントを進め、これにより、インプラントの外方に突き出す
部分が隣接し又は領域内の脈管、神経又は内臓構造体に干渉し又は傷付ける可能
性を解消するようにする。
ラントを平行な位置に配置し、各々の長手方向軸が互いに全体として平行に配置
された状態で隣接するようにし、屈曲/伸展動作のみを許容することができる。
この配置は、典型的に、双方のインプラントを受け入れるため2つの開口部又は
伸びた開口部を形成すべく椎骨材料を除去することを必要とする。これと代替的
に、経腹開放外科的アプローチ法、経腹腹腔鏡アプローチ法又は腹膜後開放前方
アプローチ法を利用して適正な寸法とした単一のインプラントを内部空間内に配
置し、頚骨及び胸椎椎間板空間内にて使用するため上述した単一の関節動作点の
周りにて枢動動作を許容することができる。
れぞれの椎骨に融合する。十分な時間の経過後、安定化手段は溶融し且つ身体内
に吸収されて、関節接続手段を切り離し、第一及び第二の要素の間の相対的な動
作を許容し、これにより、脊柱の可撓性を保存し且つ隣接する椎間関節上の破壊
的な応力を最小にする。インプラントは、一及び第二の要素の間の軸方向への圧
縮に抵抗し、これにより、第一及び第二の椎骨の間の相対的な圧縮を防止し、こ
れにより、望ましい椎間空間を維持する。更に、インプラントは受け入れる椎骨
部分に引込み、次の隣接する脈管、神経又は内臓構造体にぶつかることを解消す
る。
明の精神及び範囲並びに特許請求の範囲に記載したその等価物から逸脱せずに多
くの改変例、追加及び削除を為すことが可能であることが明らかであろう。
図である。 4Bは、本発明の円筒状の形態による所要位置にある脊柱インプラントの側面
図である。
図である。
。
図である。
素を示す脊柱インプラントの斜視図である。 10Bは、ロッカー及び代替的な砂時計形通路関節接続手段を有する第二の要
素を示す脊柱インプラントの斜視図である。
素を示す脊柱インプラントの斜視図である。 11Bは、ロッカー及び代替的な砂時計形通路関節接続手段を有する第二の要
素を示す脊柱インプラントの斜視図である。
。
である。
有する第一の要素を示す脊柱インプラントの斜視図である。 15Bは、1つの代替的な菱形通路及び相応する菱形ロッカー関節接続手段を
有する第二の要素を示す脊柱インプラントの斜視図である。
Claims (26)
- 【請求項1】 脊柱インプラントにおいて、 (a)第一の関節動作面と、第一の外面と、第一の椎骨に係合する第一の接続
手段とを有する第一の要素と、 (b)第二の関節動作面と、第二の外面と、第二の椎骨に係合する第二の接続
手段とを有する第二の要素と、 (c)後壁及び前壁と、 (d)前記第一の要素と前記第二の要素との間の相対的な動作を許容し得るよ
うに前記第一の関節動作面を前記第二の関節動作面に接続する関節接続手段とを
備え、該関節接続手段が前記支持軸の方向への軸方向圧縮に抵抗する、脊柱イン
プラント。 - 【請求項2】 請求項1の脊柱インプラントにおいて、前記第一の関節動作
面が前記第二の関節動作面と当接して前記関節手段を形成する、脊柱インプラン
ト。 - 【請求項3】 請求項2の脊柱インプラントにおいて、前記関節接続手段が
、前記第一の要素の凹状面と、前記第二の要素の凸状面とを備え、前記凸状面の
少なくとも一部分が前記凹状面内に係合する、脊柱インプラント。 - 【請求項4】 請求項2の脊柱インプラントにおいて、前記関節接続手段が
、前記第二の要素の長さに沿った通路と、前記第一の要素の長さに沿ったロッカ
ーとを備え、該ロッカーの少なくとも一部分が前記通路内に係合する、脊柱イン
プラント。 - 【請求項5】 請求項4の脊柱インプラントにおいて、前記第二の要素の長
さに沿った前記通路が、前記通路の頂部及び底部にて、該頂部及び底部間のある
点における幅よりも広い幅を有する、脊柱インプラント。 - 【請求項6】 請求項4の脊柱インプラントにおいて、前記第二の要素の長
さに沿った前記通路が、各端部にて、各端部間のある点における通路幅よりも広
い通路幅を有する、脊柱インプラント。 - 【請求項7】 請求項4の脊柱インプラントにおいて、前記第二の要素の長
さに沿った前記通路が、各端部にて、各端部間のある点における通路幅よりも狭
い通路幅を有する、脊柱インプラント。 - 【請求項8】 請求項7の脊柱インプラントにおいて、前記第一の要素の長
さに沿った前記ロッカーが、各端部にて、各端部間のある点におけるロッカー幅
よりも狭いロッカー幅を有する、脊柱インプラント。 - 【請求項9】 請求項1の脊柱インプラントにおいて、前記第一の接続手段
が、前記第一の関節動作面と前記第一の外面との間に配置された第一の融合室を
備え、前記第一の外面が前記第一の融合室内への骨の内部成長を促進する少なく
とも1つの開口部を備える、脊柱インプラント。 - 【請求項10】 請求項1の脊柱インプラントにおいて、前記第二の接続手
段が、前記第二の関節動作面と前記第二の外面との間に配置された第二の融合室
を備え、前記第二の外面が前記第二の融合室内への骨の内部成長を促進する少な
くとも1つの開口部を備える、脊柱インプラント。 - 【請求項11】 請求項1の脊柱インプラントにおいて、前記第一の外面が
第一の湾曲外壁を備え、前記第二の外面が第二の湾曲外壁を備える、脊柱インプ
ラント。 - 【請求項12】 請求項11の脊柱インプラントにおいて、前記第一の湾曲
外壁及び前記第二の湾曲外壁が、前記脊柱インプラントを前記第一の椎骨と前記
第二の椎骨との間の空洞内に固着する固着手段を備える、脊柱インプラント。 - 【請求項13】 請求項12の脊柱インプラントにおいて、前記固着手段が
、前記第一及び第二の湾曲外面にねじ付き面を備える、脊柱インプラント。 - 【請求項14】 請求項11の脊柱インプラントにおいて、前記第一の湾曲
外壁及び前記第二の湾曲外壁が半円筒状の外面を備える、脊柱インプラント。 - 【請求項15】 請求項11の脊柱インプラントにおいて、前記第一の湾曲
外壁及び前記第二の湾曲外壁が半楕円形の外面を備える、脊柱インプラント。 - 【請求項16】 請求項1の脊柱インプラントにおいて、前記後壁の第一の
垂直半径が前記端部壁の第二の垂直半径よりも大きい、脊柱インプラント。 - 【請求項17】 請求項1の脊柱インプラントにおいて、前記第一の要素を
前記第二の要素に一時的に強固に接続する安定化手段を更に備える、脊柱インプ
ラント。 - 【請求項18】 請求項17の脊柱インプラントにおいて、前記安定化手段
が、前記第一の要素の一部分及び前記第二の要素の一部分に解放可能に係合し得
るようにされた端部キャップを備える、脊柱インプラント。 - 【請求項19】 請求項17の脊柱インプラントにおいて、前記安定化手段
が、埋め込んだ後に吸収され得るようにされた少なくとも1つの生体再吸収性要
素を備える、脊柱インプラント。 - 【請求項20】 請求項1の脊柱インプラントにおいて、前記第一及び前記
第二の関節動作面の間に中間の関節接続要素が配置される、脊柱インプラント。 - 【請求項21】 請求項20の脊柱インプラントにおいて、前記第一の関節
動作面が凹状面を備え、前記第二の関節動作面が凸状面を備え、前記中間の関節
接続要素が全体として半球状のキャップを備える、脊柱インプラント。 - 【請求項22】 第一の椎骨と第二の椎骨との間に椎間空間を維持する方法
において、 (a)空洞を形成し得るように第一の椎骨の一部分を除去するステップと、 (b)第一の関節動作面と、骨の内部成長を促進する少なくとも1つの開口部
を有する第一の融合室とを備える脊柱インプラントの第一の要素を第一の椎骨に
形成された空洞内に取り付けるステップと、 (c)第二の関節動作面を備える脊柱インプラントの第二の要素を前記第二の
椎骨に接続するステップとを備え、前記第一及び前記第二の関節動作面が接続し
て、前記第一及び第二の要素間の相対的な枢動動作を許容するが、前記第一の要
素及び第二の要素間の相対的な圧縮を防止する継手を形成するようにした、方法
。 - 【請求項23】 請求項22の方法において、前記第一の椎骨の前記除去し
た部分の少なくとも一部分を外側融合室内に挿入することを更に備える、方法。 - 【請求項24】 請求項23の方法において、前記第二の要素が、骨の内部
成長を促進する少なくとも1つの開口部を有する第二の融合室を更に備え、空洞
を形成し得るように前記第二の椎骨の一部分を除去することと、脊柱インプラン
トの前記第二の要素を前記第二の椎骨に形成された前記空洞内に取り付けること
とを更に備える、方法。 - 【請求項25】 請求項24の方法において、前記第一及び第二の融合室の
各々への骨の成長を刺激する手段を取り付けることを更に備える、方法。 - 【請求項26】 請求項22の方法において、前記第一の要素を前記第一の
椎骨の前記空洞内に取り付ける前に、少なくとも1つの生体再吸収性の安定化手
段により前記第一の要素を前記第二の要素に一時的に強固に接続することを更に
備える、方法。
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Cauthen | An articulating spinal implant for intervertebral disc replacement. The articulating spinal implant is formed from two elements, each engaging one of an adjacent pair of vertebra. An articulating mechanism between the two elements resists compression and lateral movement between the vertebra, but allows the adjacent vertebra to articulate about an instantaneous axis of rotation. |
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