JP2004538045A - 人工椎間板システム - Google Patents

Abstract

本発明は、標準人工椎間板と矯正人工椎間板を含む人工椎間板システムに関するものである。矯正人工椎間板は腹背方向のずれを調整するために用いられる。矯正人工椎間板は、一方のカバー板（１５）において、カバー板が人工椎間板核（３’）と係合した状態で協働する際の仲介となる面（４’）が標準人工椎間板に比べて接続面（７）に対して腹背方向にずらされていることを特徴とする。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、標準人工椎間板と矯正人工椎間板を含む人工椎間板システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
損傷した椎間板を、隣接する椎体とそれぞれ連結される２つのカバー板と人工椎間板核からなる人工椎間板で置き換えることは周知である。この場合、人工椎間板核は球形の補完連結面を介して１つまたは２つのカバー板と協働する（欧州特許第２９８２３３号明細書）。カバー板は接続面を有し、これらの接続面によって隣接する椎体に接続される。人工椎間板によって可能となる運動状態が自然の運動状態にできるだけ近づき、椎体と人工椎間板の間で伝達される力の配分が均一になるように、人工椎間板の連結中心部を配置することが望ましい。従来の人工椎間板ではこのような課題を以下のように解決しようと試みてきた。すなわち、カバー板の接続面に対して一定の空間的関係を有するように連結中心部を配置し、カバー板に対して対応する椎体の腹側縁部に当接する縁部を設けて、椎体に対するカバー板の相対位置を決定したり（欧州特許第５６０１４０号明細書）、椎体に対するストッパを有する器具をはめ込む（欧州特許第３３３９９０号明細書）といった方法である。これにより人工椎間板の連結中心部を椎体の腹側縁部に対して常に同じ位置に設けることができる。大きさの異なる複数の等級を有する人工椎間板システムにおいて、片側が属する等級ともう一方の側が属する等級が異なるような矯正人工椎間板も周知となっている（欧州特許出願公開第９５５０２１号明細書）。
【０００３】
前記のように人工椎間板の接続面に対して、連結中心部を空間的に一定の関係を有するように設ける場合、解剖学的な状態と人工椎間板の構成の前提となる標準的な状態とが一致していなければ椎体に対して所望の空間的な関係は得られない。しかしながら解剖学上の理由などにより連結中心部が例外的に他の位置を取らざるを得ない場合、該当する人工椎間板またはこの人工椎間板のカバー板を椎体に対する通常の空間的な関係と異なるように使用しなければならず、これは困難かつ危険である。
【特許文献１】
欧州特許第２９８２３３号明細書
【特許文献２】
欧州特許第５６０１４０号明細書
【特許文献３】
欧州特許第３３３９９０号明細書
【特許文献４】
欧州特許出願公開第９５５０２１号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従って本発明の課題は、前記の最後に述べた従来技術を前提とし、解剖学的な状態と人工椎間板の構成の前提となる標準的な状態とが一致しない場合に人工椎間板の使用をより簡単かつ安全に行うことである。このような課題は請求項１に記載の特徴および好適に従属請求項に記載の特徴によって解決される。
【０００５】
本発明は標準人工椎間板および矯正人工椎間板を含む人工椎間板システムを前提としている。標準人工椎間板はどの等級においても互いに等しい。通常は複数の等級が作られるが、必ずしも複数の等級を作る必要はない。人工椎間板は人工椎間板核と少なくとも１つのカバー板からなる。人工椎間板核は連結面を介して少なくとも１つのカバー板と協働する。人工椎間板核の対向する側に２つの連結面が設けられるのが好適であり、これらの連結面を介して人工椎間板核は２つのカバー板の補完連結面と協働する。しかしながらカバー板のうちの１つを連結しないで保持面を介して人工椎間板核と協働させることも可能である。連結面と保持面は以下の説明および請求項において部分的に核係合面という概念に統括されている。カバー面は椎体への接続部として接続面を有している。この点に関して本願では矯正人工椎間板は少なくとも１つの矯正カバー板を有し、この矯正カバー板の核係合面は標準人工椎間板と比べると、接続面に対して腹背方向においてずらされている。
【０００６】
このような方法により、側部に矯正カバー板が設けられる椎体に対しては、標準人工椎間板に比べて人工椎間板の連結中心部を腹背方向においてずらして設けることができる。ずらし方はカバー板の種類や取り付け方向に応じて、腹側方向または背側方向に可能である。矯正カバー板の接続面が中外側中心線に対して左右対称に形成されている場合、中心を腹側または背側方向にずらすことにより選択的に使用することができる。背側方向にずらす場合が圧倒的に多いので本発明による矯正板の主な実施の形態は、カバー板に背側が認められることを前提とすると、連結中心部が背側方向にずらされていることを特徴としている。
【０００７】
場合によって脊椎が大きく湾曲していたり、該当する脊椎間で腹背方向に大きな力が働いたりすると、人工椎間板が望ましくないほどのずれを呈することがある。この点は特に人工椎間板核が球形の連結面を介して２つのカバー板と協働する人工椎間板に該当する。このような型の人工椎間板ではカバー板に側方向に相対的な力がかかると、人工椎間板核が斜めの位置を取ることによってカバー板が互いに一時的にわずかにずれることがある。このような型の人工椎間板に本発明を適用することは特に有利である。その理由は矯正板によって、一方のカバー板の連結中心部をもう一方のカバー板の連結中心部に対して相対的にずらして設けることが可能となるからであり、これにより前記のずれを補償することができる。
【０００８】
連結面の直径は表面圧力を小さく保つために、カバー板の限界内でできるだけ大きく選択するのが好ましい。従来の人工椎間板ではカバー面に形成された連結面はカバー板よりも腹背方向にわずかに小さく設けられるだけである。このような場合、連結面の直径の方がより小さく選択されているという前提においてのみ接続面に対する連結面のずれが成立する。連結面の曲率半径を変えない場合、直径が減少するのに応じてカバー板に設けられる連結面の奥行きが減少し、それと共に側方向に（カバー板に対して平行に）作用する力を伝達する能力が減少する。このような現象は多くの場合、許容範囲内であるため、本発明のこのような実施の形態を排除するものではないが、矯正カバー板の連結面の直径と曲率半径を、別のより小さな等級に属する連結面と一致するように選択するのが好ましい。すなわち、より小さな等級においては連結面の直径だけではなく、曲率半径もより小さく選択されるため、このようなより小さな連結面の奥行きは、より大きな等級の連結面の奥行きよりも大きい。より大きな等級においては直径のみが減少し、曲率半径は減少しないからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
連結面（またはその他の核係合面）を選択することにより、矯正カバー板を同じ等級に属する人工椎間板部材とともに使用することはできなくなるが、その代わりに矯正カバー板の連結面を選択する際に規範とされたより低次の等級に属する人工椎間板部材が使用される。人工椎間板核は好適に全ての場合において標準人工椎間板核である。人工椎間板に属する第２のカバー板も同じく好適に標準カバー板である。しかしながら人工椎間板の２つの接続面を互いに特に大きくずらして設けたい場合、第２のカバー板も矯正カバー板とすることができるが、その場合第２のカバー板は第１のカバー板に対して１８０度方向を変えて用いられるので、２つの板のずれの値は加算される。何らかの理由で人工椎間板の連結中心部を隣接する２つの脊椎に対して腹側または背側方向にずらす必要がある場合に限って、両側に同じ向きで矯正カバー板を用いる。
【００１０】
矯正カバー板においては、核係合面を接続面に対してずらして配置しているために、核係合面の一方の側において核係合面とプレート縁部との間に距離が生じる。係合面のこの部分が必要でない場合は、接続面をできるだけ大きく使用できるように、カバー板の該当する側を短くすることもできる。その場合、接続面は中外側方向において同じ等級に属する標準カバー板と同じ幅を有するが、腹背方向の寸法はより小さく、より小さな等級に対応する。このような構成は椎体が中外側方向において標準よりも幅広く、腹背方向において標準よりも狭い場合に有利に適合される。
【００１１】
以下に本発明を好適な実施の形態を示す図面に関連させてより詳しく説明する。図に示すのは以下の通りである。
【００１２】
図１から４に示す標準人工椎間板は下部カバー板１，上部カバー板２および人工椎間板核３からなる。カバー板は球状で凹状の連結面４を形成し、人工椎間板核３は互いに対向的に設けられた凸状で球状の同一の連結面５を形成し、人工椎間板核の連結面はカバー板の連結面を補完するように形成されている。第１等級（図１および２）の全ての寸法は第２等級（図３および４）の寸法よりも大きい。図に示された２つの等級の他にシステムにはさらなる等級が存在することもある。
【００１３】
人工椎間板の部材は内部人工器官（Ｅｎｄｏｐｒｏｔｈｅｓｅｎ）に対して適正であることが実証されている材料、例えば金属、セラミック、ポリエチレンなどから形成される。カバー板１，２は柔軟性のない素材（金属など）から成り、人工椎間板核はポリエチレンから成るのが好適である。
【００１４】
カバー板１，２は椎体の端面に連結するための接続面７を有している。接続面に骨と固定するための図に示さない手段、例えば歯などを設けることもできる。カバー板は図２において線１０で示される中外側方向が腹背方向１１よりも延長されている。連結面４の直径１２はカバー板の方向１１における寸法が許容されるような大きさに選択されている。図１および２に対する前記の説明は図３および４に示す第２の等級についても当てはまる。
【００１５】
周知のようにこの種の人工椎間板は脊椎の方向に作用する力と、さらにこの力に対して横断方向に働く力についてもある程度、脊椎から脊椎へと伝達するとともに、回動運動を可能にするのに好適である。脊椎と脊椎の間に強い横断方向の力が作用したり、強い方向の変化が生じたりする場合、例えば第５腰椎と仙骨との間に多く見られる現象であるが、カバー板と脊椎がずれることがある。このようなずれは矯正人工椎間板１４を用いることによって補償される。矯正人工椎間板は例えば図５または図７に示すように構成される。
【００１６】
図５に示す通り矯正人工椎間板は矯正カバー板として形成されている上部カバー板１５を有している。この上部カバー板の接続面７の外部寸法、およびそれとともに全体の表面積は第１の等級の標準カバー板２に等しい。上部カバー板の内側に設けられた連結面４’の中心１６は中心線１０に対して値１７だけ背側にずれている。本図で代わりに標準カバー板の連結面４を用いた場合、その連結面は図２において破線で示された位置４“を取るものと考えられる。カバー板の連結面は部分的に標準人工椎間板の縁部を超えて設けられているので、この位置に突起部や拡張部を設けたり、標準縁部の輪郭に応じて連結面を短縮させたりする必要が出てくるであろう。どちらの方法も本発明の枠内で可能であるが、一般的には好適ではない。従って図６に示す実施の形態が好ましい。この形態では連結面４’に対して第２の等級の連結面が用いられる。第２の等級の連結面の直径１２’は相応により小さいため、標準型式の縁部内に収めることができる。この連結面４’に合わせて、図５に示すように、矯正カバー板１５は第２の等級の人工椎間板核３’と下部カバー板１’に組み合わされる。このような矯正人工椎間板において連結中心線１６の位置を矯正カバー板１５の接続面７の位置と比較すると、標準人工椎間板の場合のように一致せず、値１７分だけ互いにずれていることが判明する。
【００１７】
矯正人工椎間板において、第２の等級の標準カバー板１’と連結する（図５）代わりに、下部カバー板としても矯正カバー板１５を１８０度ひねった状態で用いることができる（図７）。下部カバー板で実現されるずれ１７は上部カバー板で実現しているずれ１７に加算されるので、図７に示す矯正人工椎間板では図５に示す矯正人工椎間板に比べて２重のずれが使用に供される。
【００１８】
すでに述べた通り、本発明は図１から７に示す型式の人工椎間板に特に好適である。この型式の人工椎間板では人工椎間板核３が２つの互いに対向する連結面５を有している。しかしながら本発明は図８から１１に示す型式の人工椎間板に適用することもできる。図８および９は大きさの異なる人工椎間板の中心断面図である。これらの人工椎間板は下部カバー板２１，２１’，上部カバー板２２または２２’および人工椎間板核２３または２３’からなる。上部カバー板２２または２２’および人工椎間板核２３または２３’の上側は前述の実施の形態の場合と等しく、組み合わされた連結面２４，２５の長手方向において連結部を介した運動を可能にする。人工椎間板核２３の下側は平坦に構成されている。下部カバー板２１，２１’あるいはこれらの核係合面２６および縁部２７は人工椎間板核２３または２３’を保持するためにのみ形成されている。
【００１９】
図１０において上部カバー板２０は矯正カバー板として図５および６の説明に従って構成されている。上部カバー板は第１のより大きな等級に属する。上部カバー板は人工椎間板核２３’と第２のより小さな等級の下部カバー板２１’と組み合わされている。
【００２０】
前記の実施の形態とは異なり、図１１に示すように下部カバー板２９を矯正カバー板として使用することもできる。下部カバー板は第１の等級に属し、人工椎間板核２３’と第２の等級の上部カバー板２２’と組み合わされている。このような構成により前述の実施の形態と同様に、連結中心部が矯正カバー板の接続面に対してずらされる。
【００２１】
前記の説明では簡潔さを期して、ずれを接続面の中心に関連させた。標準人工椎間板の場合は接続面の中心が人工椎間板の連結部の中心と一致するためである。しかし当然のことながらずれは接続面の任意のいかなる点を基準にしても確認することができる。連結部の中心に対するずれの相対的な位置は、標準カバー板の場合でも、矯正カバー板を使用した場合でも比較することができる。
【００２２】
図６において明らかな通り、連結面４’を収容するために矯正カバー板１５に外縁部３０を設ける必要はない。接続面７の所望の大きさの観点からも必要でなければ、省くことができる。その場合、カバー板１５とその接続面７は鎖線３１で示すように限定される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の等級に属する標準人工椎間板を示す中心断面図である。
【図２】第１の等級に属する標準人工椎間板のカバー板の内側を示す図である。
【図３】第２の等級に属する標準人工椎間板を示す中心断面図である。
【図４】図３に示す標準人工椎間板のカバー板の内側を示す図である。
【図５】矯正人工椎間板の第１の実施の形態を示す中心断面図である。
【図６】対応する矯正カバー板の内側を示す図である。
【図７】矯正人工椎間板の第２の実施の形態を示す中心断面図である。
【図８】異なる等級に属する標準人工椎間板の変形例を示す中心断面図である。
【図９】異なる等級に属する標準人工椎間板の変形例を示す中心断面図である。
【図１０】変化形態に対する２つの矯正人工椎間板を示す図である。
【図１１】変化形態に対する２つの矯正人工椎間板を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１ カバー板
１’カバー板
２ カバー板
２’カバー板
３ 人工椎間板
３’人工椎間板
４ 核係合面
４’核係合面
７ 接続面
９ 椎体
１２ 第１の直径
１２’第２の直径
１４ 矯正人工椎間板
１５ 矯正カバー板
２０ 矯正カバー板
２１ カバー板
２１’カバー板
２２ カバー板
２２’カバー板
２３ 人工椎間板
２３’人工椎間板
２４ 核係合面
２６ 核係合面
２８ 核係合面
２９ 矯正カバー板

Claims (7)

1. 標準人工椎間板および矯正人工椎間板を含む人工椎間板システムであって、前記標準人工椎間板は少なくとも１つの等級において互いに等しく、人工椎間板核（３，３’，２３，２３’）と少なくとも１つのカバー板（１，１’，２，２’，２１，２１’，２２，２２’）からなり、該カバー板は前記人工椎間板核（３，３’，２３，２３’）と協働する核係合面（４，４’，２４，２６）と椎体（９）に接続させるための接続面（７）を有し、前記矯正人工椎間板（１４）は矯正カバー板（１５，２０，２９）を有し、該矯正カバー板の核係合面（４’，２８，２６）は前記標準人工椎間板に比べて前記接続面（７）に対して腹背方向にずらされていることを特徴とする人工椎間板システム。
2. 前記矯正カバー板（１５，２０，２９）には背方向が認められ、前記核係合面（４’，２６，２８）は前記接続面（７）に対して背方向にずらされていることを特徴とする請求項１に記載の人工椎間板システム。
3. 前記矯正カバー板（１５，２０，２９）の前記核係合面（４’，２６，２８）の直径は前記標準人工椎間板の直径よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の人工椎間板システム。
4. 核係合面（４，２４）が第１の直径（１２）を有する標準カバー板（１，２，２１，２２）を有してなる第１の等級と、核係合面（４’，２４’，２６）が前記第１の直径（１２）よりも小さい第２の直径（１２’）を有してなる第２の等級を有し、前記第１の等級は矯正カバー板（１５，２０，２９）を有し、該矯正カバー板の核係合面の直径（１２’）は、第２の等級の標準カバー板（１’，２’，２１’，２２’）の核係合面の直径（１２’）に等しいことを特徴とする請求項３に記載の人工椎間板システム。
5. 互いに反対方向に設けられた２つの矯正カバー板（１５）と人工椎間板核（３’）とからなる矯正人工椎間板を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の人工椎間板システム。
6. 前記核係合面（４，２４，４’，２４’）が球状の連結面であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の人工椎間板システム。
7. 中外側方向（１０）の幅が同じ等級の前記標準カバー板（１，２，２１，２２）の幅と等しく、腹背方向（１１）の寸法が同じ等級の前記標準カバー板（１，２，２１，２２）の寸法よりも小さい矯正カバー板（１５）を含むことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の人工椎間板システム。