JP2003523784A - 人工脊椎靭帯 - Google Patents

人工脊椎靭帯

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ネイビル エル ムハンナ
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Abstract

(57)【要約】 患者の解剖学的構造に容易に合致し、外科的脊椎手技の実施後に安定性を脊椎に戻すよう独立して又は椎間移植片、インプラント又はプロテーゼと組み合わせて使用できる構造が簡単で且つ可撓性の人工靱帯が開示される。一実施形態では、人工靱帯（100 ）は、可撓性のコンフォーマブルプレート（102 ）の形態をしており、このコンフォーマブルプレートは、隣り合う椎骨に跨がるよう寸法決めされていると共にと共にこれを椎骨に取り付けるための骨用ねじ、締結具（110）等を受け入れる開口部（108 ）を備えている。このコンフォーマブルプレートの生体力学的支持特性は、これで置き換えられる靱帯（例えば、前脊椎靱帯）の特性にほぼ等しく、それにより通常の脊椎易動性をもたらす延長状態で脊椎を適当に支持できる。人工靱帯を用いて隣り合う椎骨を支持する方法も開示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 〔背景〕 〔１．発明の分野〕 本発明は一般に、人工靭帯を含む骨セグメントの接合又は再建のための人工部
材に関し、特に、前側腰椎、胸椎又は頸椎の前側縦靭帯の部分的又は全部の交換
を行うようになった人工靭帯に関する。
【０００２】 〔２．従来技術の説明〕 靭帯は、隣り合う骨組織相互間に延びて、特に引張荷重を受けた場合又はねじ
り運動の際に骨組織を互いに整列して間隔を置いた関係に維持するよう適当な安
定性を維持すると共にかかる適当な安定性を骨組織に与える主要な機能を果たす
。脊椎靭帯は、脊椎の運動中、椎体を安定化させると共にこれを支持する。
【０００３】 脊椎の外科手術中、脊椎靭帯の一部を切除して疾患のある又は損傷した椎間板
に接近すると共に（或いは）長期間にわたる椎体の支持を行うようになった固定
インプラント、骨移植片又は椎間板人工装具を導入できるようにする場合がある
。しかしながら、脊椎靭帯が除去されたこと、靭帯の除去によって伸展及びねじ
り安定性の生体力学的特性が失われたことに起因して、圧縮及び曲げの際の脊柱
に対する骨移植片、固定インプラント又は椎間板の戻り安定性を戻り戻す必要が
ある。現在の方法では、ねじロック機構により椎体に固定される金属製骨用プレ
ートを用いている。しかしながら、従来型骨用プレートは剛性であり、かくして
、脊椎の易動性を著しく損なう。さらに、かかるプレートに用いられるねじロッ
ク機構は比較的構造が複雑であり、締結具の位置決め等に対する融通性が極力小
さい。
【０００４】 〔発明の概要〕 したがって、本発明は、患者の解剖学的構造に容易に合致し、外科的脊椎手技
の実施後に安定性を脊椎に戻すよう独立して又は椎間移植片、インプラント又は
プロテーゼと組み合わせて使用できる構造が簡単で且つ可撓性の人工靱帯に関す
る。一実施形態では、人工靱帯は、可撓性のコンフォーマブルプレートの形態を
しており、このコンフォーマブルプレートは、隣り合う椎骨に跨がるよう寸法決
めされていると共にと共にこれを椎骨に取り付けるための骨用ねじ、締結具等を
受け入れる開口部を備えている。このコンフォーマブルプレートの生体力学的支
持特性は、これで置き換えられる靱帯（例えば、前脊椎靱帯）の特性にほぼ等し
く、それにより通常の脊椎易動性をもたらす延長状態で脊椎を適当に支持できる
。人工靱帯を用いて隣り合う椎骨を支持する方法も開示される。
【０００５】 本発明の好ましい実施形態を図面を参照して以下に説明する。 〔好ましい実施形態の詳細な説明〕 次に、図面を参照し（図中、同一の符号は、類似又は同一の要素を示している
）、本発明の人工靭帯が示されている。本発明の人工靭帯は、外科手術と関連し
て先に除去された靭帯の支持機能の一部又は全部に置き変わるようになっている
。人工靭帯は特に、脊椎手術中に全体的又は部分的に切除された例えば前側又は
後側脊椎靭帯の支持機能に取って代わるのに利用される。人工靭帯は、除去した
靭帯セグメントの生れつきの生体力学的特性（例えば、引張支持及び動作範囲を
含む）を回復させるために隣り合う椎骨に跨がるよう位置決めされる寸法に設定
されると有利である。人工靭帯は、治癒中、インプラントの圧縮荷重特性をその
引張支持機能で補完するために骨移植片、固定インプラント又は人工椎間板と一
緒に用いられるようになっている。また、靭帯を他の用途、例えば前側十字靭帯
等の他の身体内靭帯の再建に使用できることも考えられる。
【０００６】 まず最初に図１〜図３を参照すると、人工靭帯１００は、有利には隣り合う２
つの椎骨を跨ぐよう寸法決めされた靭帯本体又はプレート１０２を有している。
靭帯本体１０２は、３又は４以上の椎体を跨いでもよい。好ましい実施形態では
、靭帯本体１０２の長さ“ｌ”は、約１〜３インチ（２．５４〜７．６２cm）、
好ましくは、約２インチ（５．０８cm）である。
【０００７】 靭帯本体１０２は好ましくは、全体として可撓性の材料で作られる。靭帯本体
１０２の選択された可撓性材料は好ましくは、これが取って代わる脊椎靭帯の生
体力学的特性にほぼ等しい物理的特性を有する。具体的に説明すると、靭帯本体
１０２の選択された材料は、脊椎を支持し、引張の際に安定性をもたらし、即ち
、靭帯本体は、耐引張荷重性を有すると共に生まれつきの靭帯にほぼ等しい度合
の可撓性をもたらす。靭帯本体１０２の好ましい構成材料としては、可撓性ポリ
マー材料、例えばポリエチレンが挙げられる。
【０００８】 靭帯本体１０２は、中間本体部分１０６によって互いに連結された第１及び第
２のウェブ本体端部１０４を有している。ウェブ本体端部１０４はそれぞれ、骨
用締結具１１０を受け入れる一対の孔１０８を有している。図２に最もよく示す
ように、孔１０８は、以下に説明するように靭帯本体１０２及び椎体に対する骨
締結具１１０の多位置機能を可能にするよう本体１０２の長手方向軸線“ａ”に
対して長手方向に全体として細長く又はスロット状になっているのがよい。孔１
０８は好ましくは皿座ぐりされ、骨用締結具１１０のヘッド１１０をこれと面一
をなす関係で受け入れる傾斜又は面取り表面１１２を靭帯本体１０２の上面に隣
接して構成している。１つの孔１０８を好ましい実施形態の各ウェブ端部１０４
に設けた状態で示しているが、各ウェブ部分１０４は、３以上の孔又は孔を１つ
だけ有していてもよい。
【０００９】 特に図２を参照すると、中間本体部分１０６は、ウェブ部分１０４の対応の幅
よりも実質的に小さい幅“ｗ”を有している。かかる寸法決めにより、靭帯本体
１０２の横方向の輪郭形状が小さくなり、それにより、患者の脊椎運動の際に靭
帯本体１０２の捩じり運動を容易にする融通性が増大する。中間本体部分１０２
の幅“ｗ”は、約０．１２５インチ〜約０．３７５インチ（３．１７５mm〜９．
５２５mm）、より好ましくは約０．２５０インチ（６．３５mm）である。
【００１０】 再び図１を参照すると、骨用締結具１１０は、靭帯本体１０２を隣接の椎骨に
固定するための固定手段として役立つ。好ましい骨用締結具１１０は、締結具の
ヘッド１１４及び締結具のヘッドから延びる締結具シャフト１１６を有している
。締結具シャフト１１６は好ましくはセルフタッピンねじ山１１８が設けられて
いる。骨用締結具１１０を隣接の椎骨内に設けると、締結具ヘッド１１４は好ま
しくは、靭帯本体１０２の上面と面一をなす。当業者であれば、靭帯本体１０２
を椎体に取り付けるための他の固定手段を想到でき、かかる手段としては、拡張
可能なボルト、ねじ、ねじ山の付いていない締結具等が挙げられる。
【００１１】 前側脊椎手術と関連して使用方法を説明すると、前側靭帯を取り除いて疾患の
ある又は損傷した椎間板部分に接近できるようにする。部分又は全体椎間板切除
術を行い、次に、骨移植片、固定インプラント（例えば、米国特許第４，９６１
，７４０号に開示されているような固定インプラントであり、かかる米国特許の
内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する）又は椎間プロテー
ゼ（例えば、１９９８年６月１７日に出願された共通譲受人の米国特許出願第０
９／０９８，６０６号に開示されているような椎間プロテーゼであり、かかる米
国特許の内容を本明細書の一部を形成するものとしてここに引用する）を挿入す
る。
【００１２】 固定器具と併用する場合、骨用締結具１１０を開口部１０８の外側領域１０８
ｒのところに配置し、靭帯が圧縮を許容しながら引張において剛性であるように
する。これにより、伸展荷重が靭帯を直ちに引張状態にすると、伸展の際の直後
安定性が得られる。締結具１１０は、圧縮状態にある靭帯１０２に対して開口部
１０８内で自由に動くことができる。またこれにより、移植片の圧縮が可能にな
る。
【００１３】 人工椎間板と併用される場合、締結具１１０を開口部１０８の中間部分１０８
ｎ又は内側部分１０８ｉに配置して靭帯の開口部１０８内で曲げと伸展の両方に
おいて締結具１１０の相対運動を制限することができるようにする。伸展が原因
の場合、最終的には、締結具１１０が開口部１０８の端部１０８ｒに当たると靭
帯に引張力が及ぼされる。かくして、引張と圧縮の際の運動が得られる。この融
通性により、締結具１１０が時間の経過につれて後退する恐れが減少する。
【００１４】 図４は、中間本体部分１０６が靭帯本体１０２の厚みの減少した部分を構成す
る細長い長手方向凹み１２０を有する人工靭帯の変形実施形態を示している。こ
の厚みの減少により、外科医は、椎骨への固定を一段と促進するための骨用締結
具１１０を受け入れる追加の開口部１０８を靭帯本体１０２内に形成することが
できる。具体的に説明すると、外科手術中、外科医は、ポンチ等で中間本体部分
１０６内の所望の位置に開口部を作ることができる。凹み１２０内に多くの開口
部（想像線で示す）を形成するのがよい。この特徴により、３以上の椎骨、例え
ば３つの椎骨を跨ぐ際の靭帯本体１０２の使用が容易になる。図４は、３つの椎
骨部分“ｖ1〜ｖ3”を跨いだ状態で脊柱に取り付けられたこの実施形態を示して
おり、中間開口部１０８は、中間椎骨“ｖ2”への取付けのための締結具を有し
、外側開口部１０８は、それぞれの椎骨“ｖ1”，“ｖ3”に取り付けられた締結
具１１０を有している。凹み１２０は好ましくは、横方向寸法“ｔ”を定め、こ
の横方向寸法は、靭帯本体１０２に対するヘッドの保持を容易にするよう締結具
ヘッド１１４の直径にほぼ等しい。
【００１５】 図５及び図６は、図１の人工靭帯１００の変形実施形態を示している。人工靭
帯２００は、靭帯１００と実質的に同一であるが、主としてその寸法設定におい
て異なっている。具体的に説明すると、靭帯本体１０２の長さ“ｌ”は、図１の
実施形態の長さ“ｌ”よりも短く、好ましくは、長さが約０．７５〜１．２５イ
ンチ（１．９０５〜３．１７５cm）、より好ましくは１．１４インチ（２．８９
６cm）である。他の全て点においては、靭帯２００は図１の靭帯１００と同一で
ある。
【００１６】 図７は、本発明の靭帯の別の変形実施形態を示している。靭帯３００は、その
中間部分に隣接して僅かに弧状になった曲り部又は隆起部を有している。弧状曲
り部は、靭帯３００が引張状態に置かれた時、靭帯の有効長さを増大させること
ができる程度の過剰分の材料を提供し、即ち、弧状曲り部は、伸展作用を受ける
と真っ直ぐになる傾向がある。靭帯３００は、高い引張荷重で次第に剛性を増す
ようになる。非線形剛性が得られるよう多数の曲り部を設けてもよい。
【００１７】 上述の説明は、多くの特徴を含んでいるが、これら特徴は、本発明の範囲を限
定するものと解釈してはならず、本発明の好ましい実施形態の例示に過ぎない。
例えば、本明細書において開示した本発明の人工装具は、種々の骨組織、例えば
、足首、膝、手首等を再建するよう埋め込むことができる。当業者であれば、本
発明の範囲及び精神に属する他の多くの変形例を想到できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の人工靭帯の斜視図である。
【図２】 図１の人工靭帯の平面図である。
【図３】 図２の３−３矢視断面図である。
【図４】 脊柱に対する取付け方を示す変形実施形態の斜視図である。
【図５】 図１の変形実施形態の平面図である。
【図６】 図５の６−６線矢視断面図である。
【図７】 人工靭帯の別の変形実施形態の斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ムハンナ ネイビル エル アメリカ合衆国 ジョージア州 30505 ゲインスヴィル ジェス ジュエル パー クウェイ 715 スイート 304 Ｆターム(参考） 4C060 LL14 MM24 4C097 AA10 AA21 BB01 CC01 CC05 DD01

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 全体として平らな可撓性本体を有する可撓性プロテーゼであ
    って、前記本体は、少なくとも２つの互いに反対側の端部に設けられていて、前
    記本体を少なくとも２つの骨部分に固定すると共に前記本体を前記少なくとも２
    つの骨部分相互間で支持する端部固定手段を有していることを特徴とする可撓性
    プロテーゼ。
  2. 【請求項２】 前記骨部分は、椎骨であることを特徴とする請求項１記載の
    可撓性プロテーゼ。
  3. 【請求項３】 前記骨部分は、互いに隣接した椎骨であることを特徴とする
    請求項１記載の可撓性プロテーゼ。
  4. 【請求項４】 前記可撓性本体は、少なくとも３つの椎骨を横切って支持さ
    れ、前記本体は、前記少なくとも３つの椎骨のうちの中間の椎骨と整列していて
    、前記本体を前記椎骨の前記中間の椎骨に固定するための中間固定手段を受け入
    れるようになった少なくとも１つの中間貫通穴を備えていることを特徴とする請
    求項１記載の可撓性プロテーゼ。
  5. 【請求項５】 前記可撓性本体は、全体として細長い非金属製本体であるこ
    とを特徴とする請求項１記載の可撓性プロテーゼ。
  6. 【請求項６】 前記可撓性本体は、前記骨部分相互間の制御された相対運動
    を容易にするようになっていることを特徴とする請求項１記載の可撓性プロテー
    ゼ。
  7. 【請求項７】 前記可撓性本体は、前記椎骨相互間の制御された相対運動を
    容易にするようになっていることを特徴とする請求項２記載の可撓性プロテーゼ
    。
  8. 【請求項８】 前記可撓性本体は、隣り合う椎骨相互の固定を容易にするよ
    うになっていることを特徴とする請求項１記載の可撓性プロテーゼ。
  9. 【請求項９】 前記可撓性本体は、引張の際に耐力を発揮し、圧縮の際には
    非耐力状態であることを特徴とする請求項１記載の人工プロテーゼ。
  10. 【請求項１０】 前記可撓性本体は、可撓性プラスチック材料で作られてい
    ることを特徴とする請求項６記載の可撓性プロテーゼ。
  11. 【請求項１１】 前記可撓性本体は、中間曲り部を有し、前記中間曲り部は
    、所定の引張荷重の閾値をこれに加えると、真直ぐな位置に向かって次第に変形
    し、引張荷重の増大につれて次第に剛性が高くなることを特徴とする請求項１記
    載の可撓性プロテーゼ。
  12. 【請求項１２】 前記可撓性本体は、少なくとも３つの椎骨を横切って支持
    され、前記本体は、１又は２以上の貫通孔を選択的に形成するようになった部分
    を形成する中間貫通孔を備え、前記貫通孔は、前記少なくとも３つの椎骨のうち
    中間の椎骨と整列し、前記本体を前記椎骨の前記中間の椎骨に固定するための中
    間固定手段を受け入れるようになっていることを特徴とする請求項１記載の可撓
    性プロテーゼ。
  13. 【請求項１３】 前記固定手段は、前記可撓性本体と前記骨部分との制御さ
    れた相対運動を可能にするようになっていることを特徴とする請求項１記載の可
    撓性プロテーゼ。
  14. 【請求項１４】 前記端部固定手段相互間に位置決めされていて、前記可撓
    性本体を前記骨部分相互間の組織に固定するための少なくとも１つの中間固定手
    段を更に有していることを特徴とする請求項１記載の可撓性プロテーゼ。
  15. 【請求項１５】 前記固定手段は各々、前記可撓性本体に設けられた少なく
    とも１つのスロットと、前記スロットに嵌まって前記本体を対応関係にある骨部
    分に固定するようになった少なくとも１つのねじとを有することを特徴とする請
    求項１記載の可撓性プロテーゼ。
  16. 【請求項１６】 少なくとも２つの骨部分によって形成された関節を再建す
    る方法であって、第１の端部及び第２の端部を有する可撓性本体を、前記関節を
    横切って設けて前記第１及び第２の端部がそれぞれ前記２つの骨部分とそれぞれ
    整列するようにする段階と、前記第１及び第２の端部を前記２つの骨部分にそれ
    ぞれ固定して前記２つの骨部分相互間の融通性のある運動を容易にする段階とを
    有することを特徴とする方法。
  17. 【請求項１７】 前記骨部分は、椎骨であることを特徴とする請求項１６記
    載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記可撓性本体の中間部分を前記第１及び第２の端部が固
    定された骨部分相互間に位置する中間椎骨に固定する段階を更に有することを特
    徴とする請求項１７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記可撓性本体は、前記本体と前記骨部分との制御された
    相対運動を可能にする方法で前記骨部分に固定されることを特徴とする請求項１
    ６記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記第１及び第２の端部のところで前記可撓性本体に固定
    手段を形成して前記骨部分への前記可撓性本体の固定を容易にする段階を更に有
    することを特徴とする請求項１６記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記可撓性本体の前記固定手段は、前記可撓性本体に形成
    された孔から成ることを特徴とする請求項２１記載の方法。
  22. 【請求項２２】 少なくとも２つの骨部分によって形成された関節を再建す
    る方法であって、第１の端部及び第２の端部を有する可撓性本体を、前記関節を
    横切って設けて前記第１及び第２の端部がそれぞれ前記２つの骨部分とそれぞれ
    整列するようにする段階と、前記第１及び第２の骨部分上のそれぞれの第１及び
    第２の固定位置を決定する段階と、前記第１及び第２の固定位置にそれぞれ対応
    した位置で前記可撓性本体に固定用孔を形成する段階と、前記第１及び第２の固
    定用孔のところの前記第１及び第２の端部をそれぞれねじを用いて前記２つの骨
    部分に固定して前記２つの骨部分相互間の融通性のある運動を容易にする段階と
    を有することを特徴とする方法。
  23. 【請求項２３】 前記第１及び第２の骨部分相互間に少なくとも１つの中間
    固定位置を決定する段階と、前記中間固定位置に対応する位置に少なくとも１つ
    の中間固定用孔を形成する段階と、前記可撓性本体を少なくとも１つのねじを用
    いて前記中間固定位置のところで組織に固定する段階とを更に有することを特徴
    とする請求項２２記載の方法。
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