JP2003518409A - 椎骨間ケージ及び使用方法 - Google Patents

椎骨間ケージ及び使用方法

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JP2003518409A JP2001548039A JP2001548039A JP2003518409A JP 2003518409 A JP2003518409 A JP 2003518409A JP 2001548039 A JP2001548039 A JP 2001548039A JP 2001548039 A JP2001548039 A JP 2001548039A JP 2003518409 A JP2003518409 A JP 2003518409A
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Abstract

(57)【要約】 ヒトの脊柱の隣接する椎骨間に埋め込むための椎骨間プロテーゼ（15）を示した。前記プロテーゼは、１ステップの移植手順で隣接する椎骨間に挿入されるべく構成され、及び大きさが決められた一体型ケージ状の本体形状をしている。前記ケージ状本体は上から見るとバナナ状の形状をしており、該本体は外側表面（１７）及び内側表面（１９）を有し、該内側表面は内部に、移植手順中に海綿状骨物質を受け取るための凹所を画定している。前記ケージ状本体は連結された網状の形状でもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は、隣接する椎骨間の椎間腔に移植するためのヒト脊椎インプラント装
置、およびこのような脊椎移植アセンブリの取付け方法に関する。
【０００２】 背景技術 遺伝的または発生的な異常、外傷、慢性ストレス、腫瘍、および変性磨耗が、
外科的な治療が必要になる脊椎疾患を引き起こす主な原因である。脊柱内および
脊柱に人工の装置を移植することによって隣接する骨を不動にするおよび／また
は固定するための従来技術に様々な装置および技術が開示されている。固定する
必要がある脊椎の領域によって、または個人に固有の構造によって、適切な外科
プロトコルおよび症状に最も適した移植装置が決まる。椎間板の障害に関連する
場合は、椎体間固定術が用いられる場合が多い。
【０００３】 椎体間固定術によって椎間板の高さが維持され、神経根の保護を助け、腹側構
造物の荷重を支える能力が回復する。この椎体間固定術はまた、腰椎の環状領域
を回復させ、不安定な椎間板変性を引っ張り固定する。頚部の前側からの固定術
は、椎間板ヘルニア、外傷、および関連する変性磨耗の症状の治療方法として、
神経外科医および整形外科医に広く受け入れられている。下側の腰椎に問題があ
る場合、このような方法ではいつも成功するとは限らない。近年、茎状のねじお
よびロッドによって、外科医が変性症状を緩和し、動作部分を固定できるように
なったが、脊柱前方の荷重支持についての要求が引き続き存在する。
【０００４】 従来技術の移植技術は通常、２つの部材からなる移植アセンブリを用いる。こ
のような装置を移植するための外科的な方法は、複雑であり患者に深い傷を与え
得るものであった。Ｘ線画像を用いて２部品アセンブリのそれぞれの部品のほぼ
正確な位置を決定できるが、プロテーゼの整合は明らかに大きな問題である。
【０００５】 従って、本発明の目的は、従来技術の既知の欠点を克服する新規の改善された
単一部品からなる椎体間固定ケージを提供し、総体的に良い結果を得ることであ
る。
【０００６】 発明の開示 本発明の装置は、人の脊柱の隣接する椎骨間に移植するための椎骨間プロテー
ゼである。このプロテーゼは、隣接する椎骨間に１ステップで移植可能なように
形成された単一体を含む。この単一体は、上から見るとバナナ状であって、外面
および内面を有する。この内面は、移植の際に海綿骨材料を受容するための内部
の中空空間を画定している。単一体は、好ましくは相互連結されたメッシュとし
て形成されるケージである。更に好ましくは、バナナ状ケージ本体はその外周面
に等間隔に配置された開口を有する金属のリングである。好適なケージ本体は、
チタン合金などの硬質合金から形成される。椎骨間プロテーゼは、椎間腔内のケ
ージ本体の前側に更なる海綿骨のための十分な空間が得られるように、人の体の
椎間腔内に適合する大きさに選択されて形成される。
【０００７】 本発明の方法は、改善したプロテーゼおよび取付け方法を提供することで脊柱
における椎体間固定術を容易にする。まず、２つの椎骨間にプロテーゼ装置を受
容するための空間を設ける。次に、バナナ状脊椎ケージ本体を、その椎骨間の空
間に外科的に挿入する。バナナ状ケージ本体は、外面および内面を有する。この
内面は、移植の際に海綿骨材料を受容するための内部の中空空間を画定している
。好ましくは、ケージ本体は、その外周面に等間隔に配置された開口を有する金
属のリングである。ケージ本体は、相互連結されたメッシュを形成する。好適な
ケージ本体は硬質合金から形成される。好ましくは、ケージ本体はチタン合金か
ら形成される。
【０００８】 その他の目的、特徴、および利点は後述する詳細な説明から明らかになるであ
ろう。
【０００９】 好適な実施例の説明 ヒトの成人の脊柱の骨及び結合組織は、3つの結合部分を持つ複合体によって
互いに連続的に結合している２０よりも多くの別個の骨から成り、前記複合体は
１つの前部円板と２つの後部椎間関節から成り、隣接し合う骨の前記前部円板は
椎間板と呼ばれる軟骨のスペーサーによって衝撃がやわらげられている。
【００１０】 これらの２０より多くの骨は、解剖学的な４つの分類：頚部、胸部、腰部、及
び仙椎部のうちの１つの一員として示される。頭蓋底までの脊椎の上部から成る
脊椎の頚部の部位は、最初の７つの椎骨を含む。中間にある１２の骨は胸部の椎
骨であり、５つの腰部の椎骨から成る脊椎の低部と接合している。脊椎の基部は
仙椎の骨である。頚椎の部分の骨は、胸椎の部分の骨より概ね小さく、順番通り
前記胸椎の部分の骨は腰部の部分の骨より小さくなっている。前記仙椎部は、側
方で骨盤と結合している。図１は、をヒトの解剖学的構造を単純化した模式図で
あり、それによって脊柱１１及び、この場合にはほぼＬ４−Ｌ５の位置にある椎
間板隙１３を示している。
【００１１】 骨の脊柱はかなり複雑であり、それにより人体の機能を担い、極めて近接する
無数の末梢神経及び循環物質を有する神経系の重要な要素を保護する。それゆえ
に外科手術手順は繊細であり、それらの性質から多くの厳しい要求が必要とされ
る。外科的介入が必要な脊髄の病理学の場合、特に椎間板の欠損に関して、椎体
間固定移植がその分野で承諾されている。なぜならばその様な装置は脊椎の前部
の中に移植され、円板の高さを保持し、神経の経路を保護し、また前部の構造に
重量を支持する性能を回復し得るからである。通常は、一組の要素が移植される
。該要素自身は簡潔に言えば、時には円筒状若しくは管状の本体であり、中実な
プラグ状若しくはケージ状設計である。本発明は、改良された単一体ケージ及び
その取付け方法に注目している。
【００１２】 図２は、概ね１５のように設計されたこの発明の移植装置を示している。示さ
れている好適実施例では、単一体本体１５はケージ状に構成され、１ステップの
移植手順で隣接する椎骨間に挿入されるべく大きさが決められている。図２及び
図４で示しているように、上から見ると「バナナ状」の形状をしている。前記本
体は外側表面１７及び内側表面１９を有している。前記内側表面１９は内部に、
移植手順中に海綿状骨物質を受け取るための凹所若しくは囲いを画定している。
この好適なケージ状本体は、最適なものとして図２で見られるように、該本体の
円周の周りに均等な間隔で位置する孔２１を有するようなリングである。二重の
バンドが連結された網から成る蛇行状の並びを形成しているのが図２の好適実施
例に示されている。
【００１３】 硬い合金がケージ状の本体１５のための好適な素材であり、チタン若しくはス
テンレス鋼が好ましい。他の好適な素材には、炭素繊維、ポリグリコール酸やポ
リ乳酸のような生体で再吸収可能な素材、及び椎間板炎や脊髄骨髄炎の処置のた
めに種々の抗生混合剤を混ぜたポリメタクリル酸メチルPMMAのような他の合成素
材を含む。
【００１４】 ケージ状本体はヒトの解剖学的構造で椎間板内に適合するような特定の大きさ
にされており、それにより椎間板内にある前記ケージ状本体前部に付加する海綿
状骨のための十分な空間を許している。図３及び図４で参照すると、前記ケージ
１５は、幅「ｗ」は概ね24mm、26ｍｍ、及び28mmの範囲で提供される。長さ「ｌ
」は概ね８mm、９mm、及び10mmである。高さは10mm、12mm、14mm、及び16mmであ
る。チタンの厚さ「ｔ１」は約1.5mmである。網状材質「ｔ２」の厚さは約２mm
である。前記ケージの前部の弧の曲率半径「R１」は約1．5mmである。前記ケー
ジの後部の弧の曲率半径「R２」は約1．5mmである。
【００１５】 前記単一体ケージ１５は、前方の位置から取付けてもよいし（椎体前方固定術
若しくはALIF）、又は後方の位置からでもよい（後方進入腰椎椎体間固定術若し
くはPLIF、側方進入椎体間固定術若しくはTLIF）。前記ケージは、椎体の前方及
び後方のカーブの本来の半径若しくは曲率に忠実であるように曲げられている。
それは、標準椎間板切除術の後に、前側の位置若しくは後外側の位置から取付け
てもよい。
【００１６】 図５は、先行技術である移植用の骨の対を示している。以下に検討していくよ
うに、先行技術であるリング２３、２５と関連して、本発明の単一体ケージの利
点が明らかになっていくであろう。図６は、椎間板内にある本発明のバナナ状の
ケージ１５を上から見たものとして示している。前記ケージ１５は、椎体の前方
及び後方のカーブの本来の半径若しくは曲率に忠実であるように曲げられている
ことに注意されたい。図７は、共に前記ケージ１５内及びその前方にある海綿状
骨物質２７、２９の位置を示すだけのためのものである。図８は、先行技術であ
る骨リング２３、２５の適切な位置を上から見たものとして示している。図９は
、リングに対して非対称の力が作用した可能性によるのは勿論、２つの部分の本
来の処置による先行技術リング２３、２５にの取付け不良の可能性を示している
。図１０は、本発明のケージ状プロテーゼ１５が椎間板隙３１内に挿入されてい
るのを示したものである。図１１は、本発明のケージの適切な位置を示している
椎間板隙３１の側面図である。
【００１７】 標準椎間板切除術中のステップは当該者にはよく知られている。しかしながら
、図１２−１７と関連させながら前記ステップを以下に簡潔に要約していく。L
５ S1での側方進入腰椎椎体間固定術及び脊椎症の論文では、腹臥位にて、筋肉
と平行に患者の左及び右側部を最初に解離する。横突起の先端部を広範囲に露出
させる。次に椎間関節L5 S1の両側での切除を行う。オウルを用いて椎弓根を開
け、椎弓溝を探す。次に前記椎弓根を突き、ねじを挿入する。図１２及び１３は
ねじ３３、３５、３７の配置が示されている。前記ねじがある平面内に整列する
ようにL4、L5及びS1位置にある前記ねじ３３、３５、３７をヘッドアジャスター
を用いて調節する。次にロッド３９、４１（図１２を参照）を取付ける。図示さ
れている特定な手順での前記ロッド３９、４１を内部ねじ４３及び外側のナット
４５を用いて固定する。
【００１８】 図１３で模式的に示されているように、次に、ロッドの頭方向の端部で後方へ
の同時に直接的な力を加える間、S1及びL5の間が部分的に分散される。体の反対
側でも同じ手順を実行する。椎間関節の位置決定及び切除が、側方進入到達法に
よって円板L5 S1へ到達を達成するための最初のステップである。これは、高速
のバー若しくは下垂体骨鉗子を用いて実行可能である。椎間関節の患部をキゼル
により位置決定し、切除し得る。椎間関節S1の頭部側の切除を達成すると、それ
により後で取付ける移植用プロテーゼのための十分な空間ができる。椎弓根の中
へではなく、S1椎弓根の平面への切除を実行してよい。これを行うことにより、
側方進入到達法の追加的な拡大が達成される。椎間板自身の除去は、まっすぐな
下垂体骨鉗子及び角度が付けられた下垂体骨鉗子を用いて達成できる。
【００１９】 L5 S1インプラントの体位性弁の適切な位置決定を実行する。くさび型のイン
パクター及び特別設計の拡張器を用いてさらに円板の空間を拡張できる。両側に
部分的に分散される力を加えることによって変形をさらに減少させることができ
る。
【００２０】 次に、軟骨切除及びインプラント保持用の歯付きカップキュレット（図１４の
４３）を用いて円板空間の準備を実行する。さらに、前記手順のこのステップで
円板のすべての断片の切除を実行する。ここで今、海綿及び付加的な小片が取り
除かれた移植体が、前方縦靭帯及び椎間腔L5 S1の前方3番目に挿入できる。前記
海綿は、特別に設計されたインパクターを用いて圧縮する。
【００２１】 今度は、整復後の椎間腔の高さによって決定されるような本発明の適切なサイ
ズのケージ状インプラントが選択される。図１５は、前記椎間腔３１内に本発明
のバナナ状のケージ１５の挿入した様子が示されており、前記海綿状骨物質２９
も見えている。図１６は、ケージ状インプラント１５の周囲の領域への付加的な
海綿状骨物質の取付けを示している。
【００２２】 今度はL5でのナットを緩める。先に適用した分散のための力が、コンプレッサ
ー（図１７の４５）を用いた圧迫する力に変換される。この手順は二者択一的に
両側で繰り返される。次に、ロッドの安定及び望んだ補正状態の保持のためにね
じ上で連続体の最後の締め付けを実行する。後方側方固定のための骨の付加的な
適用が、図１６と関連され示されているように達成され得る。インプラント１５
を取付けた後に分散させていた力を圧迫する力への変換によって、固定された部
分内の張力バンド原理（tension band principle）及び負荷分担原理（load-sha
ring principle）の復活が許されるようになる。
【００２３】 図１８は椎間腔内の本発明のケージ１５の挿入の付加的な図であり、椎間腔の
曲線の性質を示している。図１９及び２０は、それぞれ側面及び後方からケージ
の適切な設置の図である。
【００２４】 発明は、いくつかの利点と共に提供されている。本発明の単一体バナナ形状ケ
ージは準備した椎間腔内に取付けるのがより容易かつより安全であり、現在用い
られている前記２つの要素によるシステムよりも機構的により安定している。 本発明のケージの曲率は、前記椎体の前部と後部の本来の曲率に忠実であるよう
にされている。それは、標準椎間板切除術の後に、前側の位置若しくは後外側の
位置のどちら側からでも取付け可能である。本発明の前記インプラントは、金属
、合金、合成素材、及び生体で再吸収可能な素材を含む様々な素材から製造する
ことが可能である。
【００２５】 本発明は１つの形態のみで示されているが、それによって制限されるものでは
なく、その精神から離れることなしに様々な変更及び修正が加えられてもよい。
【００２６】
【図面の簡単な説明】
【図１】 脊椎の構造を示す人の体の単純化した側面図である。
【図２】 本発明の脊椎インプラントの拡大斜視図である。
【図３】 図２の線II−IIに沿った脊椎インプラントの断面図であって、本発明の装置の
断面の厚みを示している。
【図４】 本発明のバナナ状の装置の平面図であって、その幾つかの寸法を示している。
【図５】 脊椎プロテーゼとして用いられる従来技術の２つの装置の単純化した斜視図で
ある。
【図６】 人の構造の一部である腰椎上に配置された本発明のバナナ状ケージの単純化し
た平面図である。
【図７】 本発明のバナナ状インプラントの内部および前方の海綿材料の配置を示す図６
に類似した図である。
【図８】 脊椎領域内の従来技術の装置の配置を示す図である。
【図９】 従来技術の装置で起こり得る椎間腔における不整合を示し、従来技術の装置に
非対称の力がかかる可能性を示す図である。
【図１０】 椎間腔に配置された本発明の椎骨間ケージを示す部分図である。
【図１１】 椎間腔に配置された本発明のケージを示す単純化した側面図である。
【図１２】 椎間板切除術中に用いられるねじの配置を示す、人の脊柱の前方からの図であ
る。
【図１３】 Ｌ４椎骨およびＬ５椎骨の間隔を広げるための装置の使用を示す、人の脊柱の
側面部分斜視図である。
【図１４】 本発明のプロテーゼを受容するための椎間腔を用意するための組織の切除を示
す側面部分断面図である。
【図１５】 本発明のバナナ状プロテーゼの取付けを示す、脊椎部の前方からの図である。
【図１６】 ケージ状インプラントの前側の椎間腔内への追加の海綿骨材料の挿入を示す図
１５に類似した図である。
【図１７】 取付けたプロテーゼおよび関連する椎骨を圧縮するための圧縮器具の使用を示
す図１３に類似した図である。
【図１８】 曲線状の椎間腔および組織が除去されていることを示す、本発明のケージの挿
入を単純化した詳細図である。
【図１９】 椎骨間腔への本発明のケージの配置を示す詳細な側面図である。
【図２０】 椎間腔内へのケージ構造の配置を示す背面図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 人の脊椎の隣接する椎骨間に移植するための椎骨間プロテ
    ーゼであって、 １回の移植ステップで隣接する椎骨間に挿入されるように所定の大きさに形成
    された単一体を含み、 前記単一体が、上から見るとバナナ状であって内面および外面を有し、前記内
    面が、移植術の際に海綿骨材料を受容するための内部の中空空間を画定している
    ことを特徴とする椎骨間プロテーゼである。
  2. 【請求項２】 人の脊椎の隣接する椎骨間に移植するための椎骨間プロテ
    ーゼであって、 １回の移植ステップで隣接する椎骨間に挿入されるように所定の大きさに形成
    された単一体ケージ本体を含み、 前記単一体ケージ本体が、上から見るとバナナ状であって内面および外面を有
    し、前記内面が、移植術の際に海綿骨材料を受容するための内部の中空空間を画
    定しており、前記単一体ケージ本体が相互連結されたメッシュを形成することを
    特徴とする椎骨間プロテーゼである。
  3. 【請求項３】 前記単一体ケージ本体が、人の体の椎間腔内の前記単一体
    ケージ本体の前側に追加の海綿骨のための十分な空間が形成されるように、前記
    椎間腔内に適合する大きさに選択されて形成されることを特徴とする請求項２に
    記載の椎骨間プロテーゼ。
  4. 【請求項４】 前記単一体ケージ本体が、その外周面に等間隔で配置され
    た開口を有する金属のリングであることを特徴とする請求項２に記載の椎骨間プ
    ロテーゼ。
  5. 【請求項５】 前記単一体ケージ本体が硬質合金からなることを特徴とす
    る請求項４に記載の椎骨間プロテーゼ。
  6. 【請求項６】 前記単一体ケージ本体がチタン合金からなることを特徴と
    する請求項５に記載の椎骨間プロテーゼ。
  7. 【請求項７】 脊柱において椎骨の椎体間固定術を行うための方法であっ
    て、 ２つの椎骨間に整形外科用プロテーゼ装置を受容するための空間を準備するス
    テップと、 単一体ケージ本体を前記椎骨間の空間に外科的に挿入するステップとを含み、 前記ケージ本体が、上から見るとバナナ状であって内面および外面を有し、前
    記内面が、前記移植術の際に海綿骨材料を受容するための内部の中空空間を画定
    しており、前記ケージ本体が相互に連結されたメッシュを形成することを特徴と
    する方法。
  8. 【請求項８】 前記単一体ケージ本体が、人の体の椎間腔内の前記単一体
    ケージ本体の前側に追加の海綿骨のための十分な空間が形成されるように、前記
    椎間腔内に適合する大きさに選択されて形成されることを特徴とする請求項７に
    記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記単一体ケージ本体が、その外周面に等間隔で配置され
    た開口を有する金属のリングであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記単一体ケージ本体が硬質合金からなることを特徴と
    する請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記単一体ケージ本体がチタン合金からなることを特徴
    とする請求項１０に記載の方法。
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