JP2005508703A - 後部脊椎関節補綴具 - Google Patents

Abstract

本発明は、後部脊椎関節補綴具に関する。左または右後部脊椎関節補綴具（１，２）は、滑性支持面（１１，１１ａ，１１ｂ，１７，１７ａ，１７ｂ）を備え、該滑性支持面は、前方−後方曲線を有する。

Description

本発明は、後部脊椎関節補綴具に関する。

頚椎、背椎、および腰椎における痛みの多くは、後部脊椎関節、即ち椎間関節またはファセット（facet）関節に由来する。内科的治療により痛みを完全に取除くことが不可能
で、特に、関節が、関節症または過去の外傷により非常に変形されている場合に、その関節面を補綴具で置換することが望ましい。この補綴術の目的は、脊柱の機能および動作性を維持し、かつ関節の閉塞を防止することにある（関節固定術）。

特許文献１および特許文献２に、後部脊椎ファセットを置換するための様々なデバイスが開示されている。これらの各デバイスは、椎骨の後部弓部分の凹面の一部に、棘突起の少なくとも片側上にて密着し、かつ支持されるように接触する、凸面を有する支持部を備える。この支持部は、椎弓根ねじにより椎骨に固定されて、かつ／または、バンド、コラー、または鈎等の包囲手段により棘突起および横突起に固定される。これらのデバイスはさらに、関節補綴具の半分を構成する、２つの対向する面を有する細長片を備えている。第一面は、最小の摩擦において隣接した椎骨の類似面に接触する、「連結」面または「摺動」面として公知である。この第一面は、特に、ステンレス鋼またはチタン等、良好な摺動性を有する生体適合性材料で被覆されている。細長片の第一面に対向する第二面は、「骨」面として公知であり、多孔質で、突起部で被覆され、任意にてハイドロキシアパタイトで被覆されており、関節突起の残りの骨に支持されるように構成されている。この細長片は、無茎基部（base sessile）により支持部に連結され、凸状で多孔質の後部面が、椎弓骨に支持されている。支持部を棘突起および横突起に固定する手段と、椎弓根に固定する手段とは、互いに関連しており、発生した解剖学的状態の機能を実行し、同アセンブリの安定性を確実なものとする。
フランス特許第２，７２１，５０１号 米国特許第６，１３２，４６４号明細書

上述したデバイスは、特定の不都合を有する。デバイスの様々な部分（支持部、細長片、基部）にて、椎骨の異なる領域に対応する多数の支持面が存在するため、椎骨の形状、および／または患者の多様性によって、デバイスを均一で満足な質において支持することが困難である。それに加えて、基部、即ち固定支持部と、様々な固定手段とが存在することにより、補綴具の大きさが増して、デバイス植設の際の患者の苦痛および外傷が増大する。

本発明の目的は、この種類の補綴具が有する不都合を少なくとも一部改善する、改良された後椎骨関節補綴具を提案することにある。

第一の態様において、本発明は、左後部脊椎関節または右後部脊椎関節のためのデバイスを提供する。このデバイスは、前関節突起を部分的に置換するための、第一の摺動支持面を有する第一補綴具と、後関節突起を完全に置換するための、第二の摺動支持面を有する第二補綴具とを備える。第二の摺動支持面は、第一補綴具の第一の摺動支持面の少なくとも一部の形状と同様または同一である、少なくとも一部の形状を備える。

第一補綴具を植設して前関節突起を部分的に置換する際には、前関節突起の関節面（即ち、ファセット）を単に予備擦過する必要があるが、第二補綴具を植設して前関節突起を完全に置換する際には、前突起の完全擦過を行う。

別の一態様によれば、本発明は、後部脊椎関節面を置換するためのデバイスを提案する。このデバイスは、左関節および右関節のための、前関節突起のための第一の滑性支持面を有する第一補綴具と、後関節突起のための第二の滑性支持面を有する第二補綴具とを備える。第二の滑性支持面は、第一補綴具の第一の滑性支持面に対して相補的な形状を有するため、第一の滑性支持面上での摺動が促進され、第一補綴具と第二補綴具とが固着された隣接する二つの椎骨間において相対的な前方−後方（即ち、矢印方向）の枢動動作が促進される。それにより、本発明の補綴具が固着された二つの椎骨は、高い動作性が維持される。

別の一態様によれば、本発明は、略Ｖ字形の滑性摺動支持面を備えた後部脊椎関節補綴具を提案する。前関節突起のための第一補綴具は、凹状Ｖ字形をなし、かつ９０〜１６０°の第一の二面角を備えた摺動支持面を有する。それに対して、後関節突起のための第二補綴具は、凸状Ｖ字形をなし、かつ第一の二面角を相補して３６０°または３６０°に近接した角度を形成する、第二の二面角を備えた摺動支持面を有する。

第一補綴具と第二補綴具とを、各滑性Ｖ字形支持面を介して互いに接触させることによって、双方の補綴具は、補綴具の相互摺動動作において互いに案内されて、補綴具が固着された隣接する二つの椎骨における脊柱の動的安定性が増大する。

Ｖ字形の摺動支持面の開放された二面角の角度は、脊柱に沿った椎骨の状態に適合されていることが好ましい。腰椎−仙骨Ｌ５−Ｓ１関節において、前関節補綴具は、約９０〜１６０°の角度を有し、後関節補綴具は約２７０〜２００°の角度を有することが好ましい。それに対して、Ｌ４−Ｌ５関節において、前補綴具は、約９０〜１５０°の角度を有し、後補綴具は約２７０〜２１０°の角度を有することが好ましい。

別の一態様において、本発明は、前方−後方曲線を有する滑性の摺動支持面を備えた後部脊椎関節補綴具を提案する。前方第一補綴具は、（中間部において）後方に開放された湾曲摺動面を備え、後方第二補綴具は、（中間部において）第一補綴具の開放面の湾曲と同一（または、ほぼ同一）に湾曲された、前方に閉鎖された湾曲摺動面を備える。それにより、これらの補綴具が固着された隣接する二つの椎骨間において、自由な相対的な前方−後方枢動が促進される。摺動面の湾曲の前方−後方半径は、補綴具の固定が意図された椎骨の状態に適合され得る。前方−後方半径は、１８〜２８ミリメータ（ｍｍ）のうちから、より好ましくは２０〜２６ｍｍのうちから選択され、特に約２３ｍｍが好ましい。

このような湾曲により、脊柱の屈曲−伸張動作（前方−後方枢動）が、椎間板と上記関節に共通する横方向軸線に関して行われることが可能となる。
好ましい実施態様において、摺動面は、Ｖ字形と前方−後方（矢印方向）湾曲との双方を備えている。前方補綴具は、後方に凸状をなす中間面を備えた凹状Ｖ字形の摺動面を有し、約２０〜２６ｍｍの湾曲半径を有し、ほぼ平面の側方面を有する。後方補綴具は、前方に凹状をなす中間面を備えた凸状Ｖ字形の摺動面を有し、約２０〜２６ｍｍの湾曲半径を有し、ほぼ平面の側方面を有する。換言すれば、この場合、これらの摺動面は、湾曲セグメントを含む平面内に配置された（横方向）直線の周囲を回転する、湾曲セグメントにより生じる回転面にほぼ沿って、かつ直線から湾曲半径と等しい距離において延びている。従って、左補綴具および右補綴具の摺動面は、実質的に一種の環状トロイド溝の一部を構成している。

別の態様によれば、本発明は、後部脊椎関節のための前方補綴具を提供する。この補綴具は、滑性の摺動支持面と、骨支持面と、補綴具を関節突起に固定するための、骨支持面から突出した固定構造とを備える。本発明はまた、後部脊椎関節のための後方補綴具も提供する。この補綴具は、摺動支持面と、骨支持面と、補綴具を椎骨狭部および／または椎弓板に固定するための、骨支持面から突出した固定構造とを備える。

本発明により、人体構造に対して良好に適合され、かつ小型で安定した、外傷の非常に少ない補綴具を提供することが可能になる。
各固定構造は、骨支持面の垂線に対して傾斜された軸線に沿って延びる、ボルトまたはロッド等の長い固定部材を備えることが好ましい。この固定部材は、前記軸線に関して略円筒形を有することが好ましく、骨接触面積を増大させるために、その外側面上にねじ切りが施されるか、溝もしくは突起が設けられる。

特に、前方補綴具において、骨支持面の縁部の一部に沿って突出するリブが存在することにより骨接触面積が増大されて、固定手段の固定が向上される。
特に、後方補綴具において、ほぼ直交する二つの軸線に沿って延びるロッドまたはボルト等の長い固定部材の存在により、固定が向上される。

長い固定部材は、骨支持面および摺動支持面を有する補綴具本体とともに単一構造を形成してもよい。これに代わって、またはこれに加えて、補綴具本体に設けられたオリフィスを通過する、ねじ等の別個の固定部材を特に使用してもよい。

本発明の他の利点および特徴は、本発明の特徴を限定せずに本発明の好ましい実施態様を示す添付の図面を参照して、以下の説明を読むことにより理解されるであろう。

以下において、本発明は脊柱の腰椎部分に関して説明されているが、本発明は頸椎および背椎の関節にも適用可能である。
図１および図２を特に参照すると、左後部脊椎関節および右後部脊椎関節は、「第一」補綴具と称する前方補綴具１と、「第二」補綴具と称する後方補綴具２とにより置換されている。前方補綴具１は、Ｌ５等の椎骨、仙骨Ｓ１上に固定されている一方、後方補綴具２は、各々、そのすぐ上方に位置するＬ４、Ｌ５等の椎骨に固定されている。

特に図５〜図１８を参照すると、各補綴具１，２は、本体６，７と、同本体に一体化された、軸線８，９に沿って延びる円筒形の固定ロッド３，５とを備えている。
図５〜図８、および図１２〜図１５を参照すると、前方補綴具１の本体７は、その大部分が、二つの対向する表面により形成されている。表面１０は、補綴具を前関節突起の基部に支持されるよう作用し、表面１１は、後方補綴具（符号２）と摺動接触させる。頭部から見た図（図５および図１２）から明らかなように、表面１１は、Ｖ字形をなす面１１ａ，１１ｂを有し、後方に開放された、図５のＬ５−Ｓ１補綴具において約１４０°、図１２のＬ４−Ｌ５補綴具において約１２０°である二面角１２を備えている。さらに、面１１ａ，１１ｂは、横方向軸線１３に関して円形の円筒形をなす中間面１５ａ，１５ｂに沿って延びており、約２３ｍｍの湾曲半径１４（図３，図４参照）を有している。摺動面１１の中間部１１ａは突出しており、表面１１の側方部１１ｂは平面である。

相補的な関係において、各後方補綴具２は、図９〜図１１、図１６〜図１８に示すように、骨に支持される表面１６と、対応する補綴具１の表面１１に摺動的に支持される表面１７とを備える。表面１７は、凸状Ｖ字形（図９，図１６）をなす１７ａ，１７ｂを備え、約２２０°（図９）または約２４０°（図１６）の開放された二面角を有する。摺動面１７の中間部１７ａは突出しており、側方部１７ｂはほぼ平面である。

前方補綴具のＶ字形１１ａ，１１ｂの突出した側は後方に面しているが、後方補綴具のＶ字形１７ａ，１７ｂの突出した側は前方に面している。
Ｌ５−Ｓ１後方補綴具（図１０）は、付加的な固定ねじ（図１、図２の符号４）を受容するよう特別に形成されたオリフィス１９を備え、補綴具を椎弓板２０に固定させる。

骨支持面１０，１６の縁部から突出する安定リブ２１（特に、図５、図７、図８参照），２２，２３，２４（図１０および図１７参照）が存在することにより、補綴具１，２の保持が補強されている。後補綴具２において、リブ２２〜２４と表面１６とは、溝または谷間を形成している。

補綴具の植設を準備する際には、置換するべき後部関節を露出する、背部からのアプローチを必要とする。関節突起を少なくとも部分的に切除（焼灼）する必要がある。前ファセット（即ち、前関節突起）（もしくは、その下方の椎骨の上関節突起）上にて、結合面を単に焼灼し、ファセットの総体積を減少させて、その下部にて矢状方向の固定穴を形成する。後ファセット（即ち、後関節突起）（もしくは、その下方の椎骨の下関節突起）上にて、椎弓板に向かう傾斜部分と、椎骨峡部の上部の垂直部分とに、ほぼ完全な焼灼を行って、脊椎突起において二つの固定穴、即ち、椎弓根に向かう椎骨峡部の軸線上の矢状方向に延びる穴と、椎骨の椎弓板の厚み内の横方向に延びる穴とを形成する。

前方補綴具１は、補綴具の円筒形の固定ボルトが固定穴に貫入されて、予め形成された前ファセットの基部に支持される。前方補綴具は、後方に面する表面上に滑性結合面１１，１１ａ，１１ｂを備え、同活性結合面は、後方に開放されたＶ字形部分（または、プーリホイール溝のような部分）を有し、かつ狭い前部中間領域と、幅の広い傾斜側方領域とを備える。水平領域において、中間領域は正面部であり、側方領域は、仙骨から腰椎柱の頂部にかけて、５０〜２０°の角度にて傾斜されている。矢状方向領域において、補綴具の中間領域１１ａおよび側方領域１１ｂは、後方に向いた凸状の面を有し、この凸状面は、脊椎の所定の動作セグメントのために、二つの後部関節と椎間板とに共通する枢動中心に対応する中心を有する円の弧に対応している（この円は、平均２３ｍｍの半径を有する）。

後方補綴具２は、峡部内の固定穴に係合されるよう設けられた、本体に一体化された第一ボルト３と、椎弓板へ固定されるようねじ切りされた、本体とは別個の第二のボルト４とを有する。前方に向いた摺動結合面１７，１７ａ，１７ｂは、前方補綴具１の結合面１１，１１ａ，１１ｂにおいて密接に支持される。

補綴具１，２は、金属材料、プラスチック材料、または生体適合性を有する任意の他の材料から形成され得る。補綴具同士の保持は、プラスチックセメントにより補強されてもよい。

二つの左後部関節を置換する四つの左後部関節補綴具が上部に配置された、仙骨および腰椎Ｌ４，Ｌ５の頂部の背部から見た概略図。 脊柱の連続する二つの椎骨間の後部関節を置換する、左前方関節補綴具と左後方関節補綴具との頭部から見た概略図。 本発明による補綴具の摺動支持面の形状を示す概略斜視図。 関節補綴具が固着された椎骨と、補綴具の横方向軸線に関する相互回転動作を示す側方概略図。 腰椎−胸椎関節Ｌ５−Ｓ１に適合される前方関節補綴具の実施態様を示す図。 腰椎−背椎関節Ｌ５−Ｓ１に適合される前方関節補綴具の実施態様を示す図。 腰椎−背椎関節Ｌ５−Ｓ１に適合される前方関節補綴具の実施態様を示す図。 腰椎−背椎関節Ｌ５−Ｓ１に適合される前方関節補綴具の実施態様を示す図。 図５〜図８の補綴具と相補的な後方関節補綴具を示す図。 図５〜図８の補綴具と相補的な後方関節補綴具を示す図。 図５〜図８の補綴具と相補的な後方関節補綴具を示す図。 腰椎Ｌ４，Ｌ５間の後部関節に適合される前方関節補綴具の実施態様を示す図。 腰椎Ｌ４，Ｌ５間の後部関節に適合される前方関節補綴具の実施態様を示す図。 腰椎Ｌ４，Ｌ５間の後部関節に適合される前方関節補綴具の実施態様を示す図。 腰椎Ｌ４，Ｌ５間の後部関節に適合される前方関節補綴具の実施態様を示す図。 図１２〜図１５の補綴具と相補的な後方関節補綴具を示す図。 図１２〜図１５の補綴具と相補的な後方関節補綴具を示す図。 図１２〜図１５の補綴具と相補的な後方関節補綴具を示す図。

Claims (14)

1. 滑性の摺動支持面（１１，１１ａ，１１ｂ，１７，１７ａ，１７ｂ）を備えた左または右後部脊椎関節補綴具（１，２）であって、前記摺動支持面は、前方−後方曲線と、該摺動支持面の相補的な支持面と協働する枢動案内手段とを備える補綴具。
2. 前記枢動案内手段は、前記滑性の摺動支持面（１１ａ，１１ｂ，１７ａ，１７ｂ）の一部を形成し、かつ略Ｖ字形をなす二つの面、即ち面部分を備える請求項１に記載の補綴具（１，２）。
3. 前記二つの面、即ち面部分は、前記前方−後方曲線を備えた円形の円筒面に沿って延びる請求項２に記載の補綴具（１，２）。
4. 前記滑性の摺動支持面の湾曲半径は、１８〜２８ｍｍである請求項１乃至３のいずれか一項に記載の補綴具（１，２）。
5. さらに骨支持面（１０，１６）と固定構造（３，４，５，２１〜２４）とを備え、前記固定構造は、前記骨支持面から突出している請求項１乃至４のいずれか一項に記載の補綴具（１，２）。
6. 前記固定構造は、前記骨支持面の垂線に関して傾斜された軸線（８，９）に沿って延びる固定部材を備えた、請求項５に記載の補綴具（１，２）。
7. 前記固定部材は、略円筒形である請求項６に記載の補綴具（１，２）。
8. 前記固定部材の外側面上に、溝または突起が設けられた請求項６または請求項７に記載の補綴具。
9. 前記固定構造の少なくとも一部が、前記補綴具の本体と一体化された請求項５乃至８のいずれか一項に記載の補綴具（１，２）。
10. 前記滑性支持面（１１，１１ａ，１１ｂ）の少なくとも一部は、凸状で、後方に開放され、かつ１８〜２８ｍｍの半径を有するように湾曲されている、前関節突起を置換するための請求項１乃至９のいずれか一項に記載の補綴具（１）。
11. 前記Ｖ字形の面（１１ａ，１１ｂ）は、９０〜１６０°の二面角（１２）を形成する、前関節突起を置換するための請求項１０に記載の補綴具（１）。
12. 前記滑性支持面（１７，１７ａ，１７ｂ）の少なくとも一部は、凹状で、前方に閉鎖され、かつ１８〜２８ｍｍの半径（１４）を有するように湾曲されている、後関節突起を置換するための請求項１乃至９のいずれか一項に記載の補綴具（２）。
13. 前記Ｖ字形の面（１７ａ，１７ｂ）は、２００〜２７０°の二面角（１８）を形成する、後関節突起を置換するための請求項１２に記載の補綴具（２）。
14. 左または右後部脊椎関節を置換するためのデバイスであって、
    前関節突起を部分的に置換するための「第一」補綴具と称する補綴具（１）と、同補綴具は、請求項1乃至１１のいずれか一項に記載の補綴具（１）であることが好ましく、か
    つプーリ溝状に形成され第一の活性摺動支持面（１１，１１ａ，１１ｂ）を有することと、
    後関節突起を置換するための「第二」補綴具と称する補綴具（２）と、同補綴具は、請求項１乃至９、請求項１２および請求項１３のいずれか一項に記載の補綴具（２）であることが好ましく、かつ、少なくとも一部が、前記第一補綴具の第一の滑性摺動支持面の少なくとも一部と同様または相補的な形状を備えた第二滑性摺動支持面（１７，１７ａ，１７ｂ）を有することとを備え、従って前記第一補綴具と第二補綴具とが固着された隣接する二つの椎骨間において相対的な矢印方向の枢動動作が促進されるデバイス。

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