JP2005527296A

JP2005527296A - 人工椎間板装置

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Publication number: JP2005527296A
Application number: JP2004506700A
Authority: JP
Inventors: エヌ．ソンガーマシュー; エス．キルペラトーマス; ピー．ヤノフスキーブライアン; エイ．ベルレヴォーツグレゴリー; ピー．ゲッパートマシュー
Original assignee: パイオニアラボラトリーズインコーポレイテッド
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2005-09-15
Also published as: US7001433B2; CN1668259A; US20050256581A1; US8262731B2; AU2003245321A1; WO2003099172A1; EP1513475A1; US20030220691A1; EP1513475A4

Abstract

損傷した椎間板に関して解剖学的に正確な脊椎の間隔を回復させるとともに、それらが移植される椎間板の生物機械学的な通常の動きの範囲を実質的に維持する人工椎間板装置１０が開示される。
椎間板装置１０は中央支持体１２と外側もしくは環状の支持体１４を含み、中央支持体部１２は、概略軸方向に延在し、面する脊椎面と協働して移動を阻止する位置決め面１６、１８を含む。外側支持部１４は中央支持部１２との間で荷重支持もしくは荷重分担するためのものであり、脊椎の周囲に向かって半径方向に延在する面２８、３２を含む。椎間板装置の他の形態は、一つは、軸方向に大きくされた中央ボール支持体９２とその周りに延在する環状のリング支持体８２を備えたものであり、他のものは、上部および下部の板部材２０、２２を有したものであり、上記板部材の間の中央緩衝部材３６および取り囲む弾性の環状部材１４を備えたものである。

Description

人工椎間板技術を用いて損傷した背骨の椎間板を治すことが行われており、これにより、背中の痛みを和らげ、また、通常の生物機械学的な背骨の動きに対する制約を最小限にしつつ椎間腔を元に戻しまたは維持することが行われている。一般には２つのタイプの人工椎間板が用いられている。１つは人工全椎間板であり、これは全体の椎間板、すなわち、環状部分と核と場合によって終板を含む全体の代わりをするように設計されたものである。もう１つは人工核であり、この場合には環状部分と終板は元のままで核だけが置き換えられる。本発明の椎間板は上記２つのタイプのどちらか一方に限定されることを意図したものではない。

米国特許明細書２００２／００３５４００号

従来の人工椎間板の多くは、上部と下部で隣接する脊椎に固定されるそれぞれ上部部材および下部部材を含むものである。これらの被固定部材はそれらの間に支持体を挟んでおり、この支持体に沿って上部および下部部材がスライドすることにより、隣接する脊椎との間での相対的な動きが可能になる。この点については、例えば、特許文献１において参照することができる。しかしながら、このような装置は、通常、特別の表面材料および／または表面処理を必要とする。これらの表面材料などは、上記の上、下部材を脊椎に固定する場合の骨成長を考慮したものである。また、これらの装置は、移動に関する問題を有している。この問題は、中間の支持体が脊椎と脊椎の間から動いてしまう問題であり、そのため、一般に、装置をより複雑な形状として止め具を形成しそのような椎間板の移動を止める必要がある。

比較的初期の取り組みでは、損傷した椎間板部分にステンレススティールのボールを用いていた。このボールを用いるやり方は、範囲の広い動きを提供する上で有効であるものの、沈下の問題を生じさせる傾向にあった。時間が経つと、終板に係合するボールの小さな面に荷重がかなり集中したときは、ボールがその終板を粉砕することがあった。すなわち、これらボール移植物は背骨の荷重をそれを横切る方向に均等に分散させることを可能とするサイズでないため、終板はボールの周囲で沈下すなわち落ち込む傾向にあった。

核を簡単にゲル状物質に置き換えることも関心を持って取り組まれている。このゲル状物質は椎間板内に直接注入されるかまたは袋の状態で設けられるものであり、これによって環状部分を再び膨らませ、また、荷重支持を行うことができる。しかしながら、これらの取り組みは、それらを椎間板の環状部分にほとんど損傷を受けていない患者に用いる上で制限がある。

従って、正常の健全な背骨の椎間板と同じ荷重支持とスペーサの機能を与えつつ、背骨の動きを特に制限することのない人工椎間板が必要となる。

本発明の一形態によれば、中央の大きくされた支持部と、概略上記中央の支持部の周りに延在する外側の環状支持部とを有し、それらの支持部間の動きを可能にする人工椎間板装置が提供される。内側のあるいは中央の大きくされた支持部は、好ましくは、上部および下部の弧状の面ないし面部を含んだ本体を有し、これらの面部は、外側支持部に対して移動でき、また、例えば脊椎の終板などの背骨の対向する面に対しても移動することができる。この際、上記弧状の面は、脊椎に固定されず、また、曲げられることにより、例えば、背骨が横方向や前後に曲げられたり、捩じられるときなどに、上記上部および下部の脊椎が相互に動くことを可能とする。同時に、大きくされた中央支持部は対応する脊椎面の小さなくぼみと係合して中央支持体を相対的な固定位置に保持し、これにより、脊椎に関する横方向の移動を防ぎ、これにより、脊椎がこれらの支持面の上下の脊椎が移動するにもかかわらず移植物が動かないようにすることができる。このようにして、大きくされた中央支持部は人口椎間板装置を脊椎に関する位置を定めることができる。

上記支持面を含む中央支持体、中央支持部または中央支持アセンブリの本体は、荷重支持の目的で、硬い金属材料または合金のものとすることができる。あるいは、硬いプラスチックを用いて圧縮荷重の下で弾性変形する中央支持部とすることができる。衝撃吸収のために、支持体は中空の芯、液体またはゲルが満たされたもの、または他の弾性材料が満たされたものを備えることができる。例えば、支持体は弾性膜で形成することもでき、その弾性膜は非圧縮性の液体、例えば、塩水で膨らみ、密封されたものである。中央支持体の弾性もしくは圧縮性を変えるために、それに応じて上記芯の大きさを大きくしまたは小さくすることができ、また、支持体材料の弾性係数を変えることもできる。

好ましい形態では、外側支持部は半径方向において上記弧状の面に隣接する内部面を含む本体を有し、その内部面は中央支持体との間の相互の動きを可能にするようにされたものである。外側支持体は、その上部および下部の支持面もしくは支持部によって脊椎間に生じる圧縮荷重を分担し、これにより、荷重は本人工椎間板装置にわたってよりよく配分されて局所的な集中を最小限にすることができる。外側支持体を具えることにより、本発明の装置は、極めて局所的な荷重がかかる従来技術の装置に起こり得る沈下の問題を避けるのによく適合したものである。

外側支持体もしくは外側支持アセンブリは、衝撃吸収能力が向上するように構成することもでき、これは、例えば、支持体の内部がより硬い外部より柔らかいことなどである。例えば、エラストマー層の材料が取付けられた外側支持体の上部および下部の支持板の間に用いたり、あるいは、外側支持体の環状の芯層および／または内部ボール支持部がエラストマーまたは液体ゲル状の材料とするものである。中央支持体と同様、外側支持体は、非圧縮性の液体、例えば塩水で膨らませ密封した弾性膜で形成することもできる。明らかなことに、材料の組み合わせを用い、これにより、所望の衝撃吸収特性を実現することができる。外側支持体は、さらに圧縮制限体を含むことができ、これにより、外側支持体が荷重を受けたときに、外側支持体の内側面とそれに向き合う内側支持面との間の適切な許容差を維持することができる。このようにして、内側支持体は、より十分に後述されるように、外側支持体によって支持される圧縮荷重にもかかわらず、自由に動くことが可能となる。

一形態では、人工椎間板装置は、上記大きくされた中央支持体としての中央ボールを、そのボールの周りに延在する外側支持体の環状体とともに含むものである。外側支持体の上部および下部の荷重支持面もしくは荷重支持部は、好ましくは、例えば上記ボールより大きな曲率半径を有することによるボール面部のように、上下の脊椎に向かう限りにおいて軸方向に突出したものではない。換言すれば、荷重支持面部は中央支持面部よりゆるやかなカーブを持ち、あるいは、その点において、荷重支持面は平らな形状を有することができる。これにより、大きくされたボールは終板のくぼみに位置でき脊椎間の人口椎間板装置の位置をしっかりと定めることができるとともに、環状体は上下の脊椎間の圧縮荷重を有効に受けることができる。

他の形態では、中央支持部は、一対の概略ドーム形状の殻部材を含み、その殻部材は、外側支持部と一体で概略球状の内側支持部の上に乗り、それとの間のスライドが可能なものである。この点において、内側支持部は、外周のウエブ壁を介して外側支持部と一体に接続される。ドームもしくは殻は、内側の球状支持部に対するその大きさが定められることにより、ドームの外周端とウエブ壁との間に隙間空間を存在させることができる。ウエブ壁によって外側の環状支持部の位置が定められることにより、中央の球状支持部のドームの移動に対する干渉を最小限とすることができる。別の形態として、ドームを内側ボール支持部上にスナップ止めすることもできる。しかし、上述のゆるやかな適合構造は、好ましく圧縮荷重の力の下でのドーム殻の束縛を最小限にすることができる。このようにして、ドームは内側ボール部の上を半径方向にスライドでき、同時に、ドームの弧状面と係合する脊椎の終板もしくは他の脊椎面は、ドームに対して移動でき、これにより、２つの相互に移動できる境界面の２極装置を得ることができる。

この２極人工椎間板装置を有することにより、一方の支持体境界が他の境界に対する荷重が過大になるときに移動するときに、境界の双方に起こり得る応力および磨耗を小さくできる。ドーム殻と内側支持部との間に潤滑剤を備えることにより、それらの間の摩擦および摩損を少なくすることができる。シールリングを殻の終端に隣接してまたはその終端に取り付けてともに用いられることにより、潤滑剤の漏れを最小限にすることができるとともに、殻が内側支持部の球状面を低摩擦でスライドすることができる。

図１Ａ−１Ｅには人工椎間板装置１０が示され、この装置は、大きくされた中央支持部１２とほぼ環状の外側支持部１４を含むものであり、外側支持部は中央支持部１２が配される貫通開口１５を有している。ここでは、内側および外側の支持部の好ましい形状、構成および材料の選択について述べる。しかし、それぞれの場合において、これらの選択が、ここで述べられる椎間板移植物の目的にかなう他の選択を同様に企図することを制限することを意図したものでない。同様に、述べられるいくつかの実施形態は、その構造的特徴が椎間板移植物間で実質的に交換可能に実施し得るものである。

図１Ａ−１Ｅに図示される形態では、中央支持体１２が外側支持体１４に対して軸上で大きくされた本体１３を有し、これにより、中央支持体は、概略、半径方向外側の支持体１４の上方および下方に突き出る弧状の面部１６および１８を有して、上部および下部で隣接する脊椎２０および２２それぞれの向い合う面２０ａおよび２２ａのくぼみと係合でき、これによって移植物１０をその中に収容することができる。移植物装置１０において、中央支持体１２は概略球形のボールの形態とすることができ、このボールはその外表面の一部を上記面部１６および１８とするものである。環状の支持部１４は概略輪形状（例えば、環状、楕円、長円の）の本体１７を有し、この本体はボール支持体１２と向き合う開口１５の周りに延在した、球状のボール面２４とほぼ同じ曲率半径を有した弧状の内側面２６を有する。これにより、ボール支持体１２は、上述し、また、図２Ａ−２Ｄに示すように、ボール１２が収容されるそれぞれの脊椎の向い合う面に形成される、小さな、凹状のくぼみ、くぼみもしくは凹部２７および２９内でほぼ自由に回転することができる。同時に、脊椎の面２０ａ、２２ａ、および、特に、それらの面に形成される凹状のくぼみ２７および２９は、ボール面２４の上を容易にスライドすることができる。ボール支持体１２の形状および回転によって、背骨の脊椎２０および２２は、実質的に、患者がその背中を様々な方向に捩じりおよび/または曲げたときのような正常の範囲の生物機械学的な動きに耐えることが可能となる。

移植椎間板１０が圧縮荷重に耐えるとき、外側支持体１４、および、特に、その支持体の上面部２８および下面部３０は、実質的に、脊椎２０と２２との間の有効間隔を維持する。このように、本実施形態の人工椎間板装置１０では、外側のリング状支持体１７が力強く動く脊椎２０と２０との間に生じる荷重をボール支持体１３との間で分担し、それにより、従来のボール支持体タイプの装置に生じる沈下の問題を避けることができる。従って、椎間板１０では、外側支持体１４によって終板がボール支持体１２の周りで沈下しないようにしている。

図に示すように、外側支持本体１７の上面部２８および下面部３０の曲率は、中央支持体１３の弧状の面部１６および１８よりも緩やかであることによって、外側支持体はドーナッツ型の形状となる。従って、椎間板装置１０では、面部２８および３０は、実質的に連続的に曲がる外側のリング状支持面３２の一部であり、ここでは、それらの面部は外側支持体１７の半径方向最も外側の点２９の周りを回るように曲がり、それによって、環状支持体１４の外側面３２は外側に突き出る凸形状を形成する。そのような場合、面部１６および１８は、支持体１７の中央開口に隣接する中央部１７ａのところまで広がりその部分で最大間隔となるものである。最大厚み部分１７ａにおいて、面部１６および１８の間隔がボール支持体１２の直径より小さく、これにより、面部１６および１８は開口１５から突き出て、外側支持面部２８および３０のそれぞれ上方および下方に延在し、凹部２７および２９に係合することができる。面部２８および３０の緩やかな曲がりによって、環状支持体１４は、脊椎面２０ａおよび２２ａが取付けられた終板としてどのようなものを有していても、それらの脊椎面の通常の凹面に良好に適合することができる。例示であって限定しないものとして、ボール支持体の直径は略６−１８ｍｍであり、外側支持部分１７ａの最大厚みは略１６ｍｍとすることができる。明らかなことに、これらのサイズは処置される患者の生体構造に合わせされるものである。

図１Ｆ−１Ｊにおいて、人工椎間板装置１０ａは、その外側支持体１４´について、わずかに変形した、楔状もしくは膨らんだ形状として表されている。詳しくは、図１Ｊの断面図に見られるように、外側支持体１４´は、対応する上面部２８ａと３０ａとの間で測定したときに厚みのある部分１７ａとより厚みが少ない部分１７ｂを有しており、これらの部分は概略対角線上にあってそれらの間のスムースな移行が可能となる。向かい合う垂直面２０ａおよび２２ａは、通常、相互に平行でない向きのものであるため、椎間板装置１０ａの部分１７ａは、面２０ａおよび２２ａの間のより間隔のある領域によりよく適合する一方、部分１７ｂは、脊椎面２０ａおよび２２ａの間のより限定され接近した間隔の領域によりよく適合し、これにより、移植物装置１０ａを、脊椎２０と２２との間にしっかりと適合させること、すなわち楔のように押し込むことができる。

脊椎２０および２２によって人工椎間板装置１０に圧縮荷重が作用することにより、中央ボール支持体１２の突出した面部１６および１８は、向かい合う脊椎面２０ａおよび２２ａのへこんだ凹部２７および２８としっかりと係合し、ボール支持体１２をそれらの間に位置させることができる。背骨が動くことによって、脊椎２０および２２が、ボール支持体１２が凹部２７および２９内を必要に応じて自由に回転できる状態で、そのボール支持体１２の周りを相対的に動くとき、さらなる荷重が装置１０に加わるが、その際、外側環状支持体１４の面部２８および３０は、脊椎２０と２２との間に生じる圧縮荷重をボール支持体１２との間で有効に分担する。また、装置１０は、さらに、後述のような、脊椎２０および２２の間で必要となることがある強い衝撃荷重の支持のための衝撃緩衝材として作用することができる。このようにして、本実施形態の人工椎間板装置１０は、装置上面１６および２８と下面１８および３０のように荷重の支持を広く半径方向に延在する装置１０の面領域に分配することによって沈下の問題を避けるだけでなく、中央ボール支持体１２の位置の移動にも耐えることができる。例として、リング状支持体１４の開口１５を通って延びる中心軸１９から外側端２９までの距離は、略１２ｍｍである。

他の材料を選択することもできるが、内側のボール支持体１２は外側の支持体１４よりも硬い材料とし、これにより、そのより硬いボール１２が面２０ａおよび２２ａの凹部２７および２９と適合することをより維持しやすくでき、また、それによってそれらの凹部に位置する状態を保つことを意図することができる。この点で、ボール１２は、生体適合性の材料とすることができ、それにはチタニウムやステンレススティールのような金属材料が含まれる。一方、リング支持体１４は、プラスチック、例えば、ポリエチレンのような低弾性係数の材料とすることができ、これによって、圧縮荷重の力に対して復元力を持つことができる。

プラスチックの外側支持体１４には、ボール支持体１２と同じ金属材料のような、外側支持体より硬い材料の支持輪３４を埋め込むことができる。一般に、ボール支持体１２と輪３４の硬さは、両方とも外側支持体１４よりも硬いが、それらは同じでなくても良い。例えば、輪３４は硬い金属材料である一方、中央の支持体１２は人間の骨と同じ硬さとすることができる。この目的で、プラスチックの外側支持体１４を人工椎間板装置１０の成形部品とすることができる。そのような場合、金属の支持輪３４は、外側支持体１４における源位置で成形することができる。支持輪３４は圧縮制限体としての機能を果たして、弾性のプラスチックリング支持体１４の、脊椎２０および２２との間に生じる圧縮荷重による変形を拒み、これにより、支持体の形状をそれに応力が作用していてもよりよく維持することが可能となる。また、輪３４は、背骨の動きによって生じるせん断力にも抵抗し、それによって、外側支持体１４の弾性材料におけるそのようなせん断力を小さくすることができる。

別の形態として、外側支持体１７が内部に芯部を有しその芯部を外側の部分の材料と異なり、また、より柔らかい材料とすることができ、これにより、環状の支持体１４はその人工椎間板１０に作用する強い力の衝撃に対する緩衝特性を向上させるとともに、外側のより硬い層によって支持体１４の摩損を最小限度にすることができる。例えば、支持体１７の摩損層を硬いポリエチレン材料とし、内部の緩衝材料をより柔らかい高分子またはエラストマー材料とすることができる。他の別形態では、本体１７は、中空の内部または外側の弾性膜を有し、その内部が、緩衝のために、液体、例えば、塩水またはゲルで満たされ、あるいは、他の弾性材料、例えば、ヒドロゲルおよび／またはポリウレタンで満たされたものとすることができる。

図３Ａ−３Ｄおよび図５Ａ−５Ｅは、別形態の人工椎間板装置３６および３８それぞれに対する図である。椎間板装置３６および３８は同じ構造であり、それぞれが概略ドーム状の形状を有した向かい合う２つの殻４０および４２で形成される中央支持部３９を含み、それらの殻が中央のもしくは内部の、球状ボール支持部４４に乗り、そのボール支持部は、外側支持部４５を有し半径方向に拡大した支持体４６の本体４３と一体に形成できるものである。向き合う上および下の環状で弧状の空間４３ａおよび４３ｂが本体４３の中に形成され、支持部４４と４５とを殻４０および４２の厚みより長い距離だけ離し、これにより、それぞれの殻の端部４７および４９が、ドーム状の殻４０および４２がボール支持部４４上をスライドできるようにそれぞれの空間に嵌るようにする。

装置３６および３８の支持体４６の構造において他に異なっている点は、外側支持部４５の平面形状である。装置３６および３８はそれらの支持部４５を１対の丸い突出物４８および５０を備えたものとして有しており、これらの丸い突出物は装置表面の大部分を取り巻く、連続し曲がった経路上を延び、それら突出物の周囲がそれらの間の凹部領域５２に形成されるそれらの連結点で交わるところまで至る。このようにして、丸い突出部のある支持体４６の平面形状は、装置３６および３８が間に移植される
脊椎２０および２２のそれとより同じものとなる。リング状支持体１４が、同様の丸い突出部の平面形状を具えることもできる。明らかに、外側支持体１４および４６を、他の形状、例えば、平面において楕円形状に形成することもでき、それによって、それらが移植される椎間腔の形状により合ったものとすることができる。

他の相違点は、支持体４６の荷重支持面部５４および５６の形状にあり、これらの支持面部は、概略、支持体１４の荷重支持面部２８および３０に対応するものである。リング状支持体１４の曲がった支持面部２８および３０と大きく異なり、面５４および５６は、概略平らで平行な形状を持つものとして示され、これにより、支持体４３がより多くの円板上または板状の形を持つことができる。一般には、しかしながら、おそらくは移植物１０の支持面２８および３０に示すものから変形したものとなるけれども、これらの面５４および５６に多少の曲がりがあることが望ましいものとなる。面５４および５６は、中央支持部４４の直径、従って、その支持部の上に乗るドーム構造４０および４２を備えた中央支持体アセンブリ３９のそれよりも小さな間隔であり、これにより、これらの中央支持体もしくはそのアセンブリはそれぞれの面５４および５６の上方および下方に突き出たものとなる。このようにして、ドーム構造４０および４２は、支持面部１６および１８のように、脊椎面２０ａおよび２２ａにおけるくぼみ２７および２９内に位置することができる。このために、殻４０および４２は、支持体４３、特に、その本体のボール支持部４４よりも硬い材料のものである。従って、ボール支持体１２と同じように、ドーム状殻４０および４２はセラミック材料またはステンレススティール金属、チタニウムあるいはその合金とすることができ、一方で、リング状支持体４６は、好ましくはポリエチレンのようなプラスチックまたはポリマー材料とし、堅く、また、圧縮荷重のもとで弾性を有したものである。支持体４６も、また、ドーム形状殻４０および４２のそれと同じ材料とすることができ、これにより、より高い荷重支持能力を発揮することができる。

ドーム状殻４０および４２は球状支持部４４との関係でそれらの大きさが定められ、これにより、図３Ｄおよび図５Ｄの断面図で最もよく見えるように、それぞれの殻４０および４２の最大直径における末端５８および６０と支持体４６のウエブ壁６２との間に隙間空間５７が存在するようにすることができる。従って、ドーム状殻の末端部５８および６０を横切る直径はボール支持部４４の直径より小さなものとなる。使用する場合は、ドーム状殻４０および４２はスライドしてこれらの隙間空間を塞ぐことができる。

ウエブ壁６２は、横方向もしくは半径方向に延在し、また、中心でボール支持部４４から環状の荷重支持部４５まで延在し、この荷重支持部は殻４０および４２が乗るボール支持部４４の周りに延在するものである。ウエブ壁６２はその外周が半径方向に十分な距離延在し、これにより、外側の支持部４５がボール支持部４４から間隔を空けて凹部４３ａおよび４３ｂを具えるようにすることができ、これらの凹部は十分に大きさを持つことによって、支持体４６の環状荷重支持部４５からじゃまされることなく、ドーム端部５８および６０がスライドしてウエブ壁６２と係合することができる。

装置３８では、環状支持部４５は半径方向における内側面５１を有し、この内側面は、ウエブ壁６２によってわずかに間を空けているが、概略軸方向もしくは球状の外表面４４ａの接線方向に延在している。このようにして、装置３８の本体４３において対応する空間４３ａおよび４３ｂは、装置３６における同様の空間よりも大きなものとなり、これにより、支持部４５の張出し部がドーム状殻部分４７および４９の方に押されて空間４３ａおよび４３ｂで結合思想になるのを避けるようにすることができる。

上述した構造によれば、人工椎間板装置３６および３８は２極構造を有するものである。これは、脊椎２０および２２とドーム殻４０および４２との間の相対的な動きが、ドーム殻４０および４２と支持部４４との間の相対的な動きに伴って生じるからである。概略、殻４０および４２それぞれの内部面４０ａおよび４２ａとボール支持部４４の外表面４４ａとの間の滑らかな境界面は、それらの面の間の摩擦係数が、殻４０および４２それぞれの外表面と脊椎面２０ａおよび２２ａにおけるくぼみ２７および２９との間の摩擦係数より小さい係数を有している。このようにして、装置３６および３８の動く要素によって差動を生じることがあり、これは、概略、ドーム４０および４２が、それらが脊椎２０および２２に対して移動する前にボール支持部４４に沿ってよりたやすく移動するようなものである。このような差動関節によって、殻４０および４２の弧状の滑らかな内側面４０ａおよび４２ａとボール支持部４４の外表面４４ａとの間で先がけてスライドを生じるときに、摩擦係数のより高い面の間の摩損を最小限にすることができる。あるいは、摩擦係数が脊椎面のくぼみ２７および２９と殻の外表面４０ｂおよび４２ｂとの間でより小さい場合は、もちろん、背骨が、それが負うことを求められる動きの間に様々な動的な力を受けるとき、しばしば２極装置３６および３８の境界の両方とも同時に移動し、一方で椎間板装置３６および３８の過度の摩損を最小限にしつつ、背骨が必要な生体の力学的構造を具えるようにすることができる。

図４Ａ−４Ｄは、上部および下部にそれぞれ隣接する脊椎２０および２２の間に移植される、丸い突出部の付いた人工椎間板装置３６を示している。図４Ｃに示すように、椎間板装置３６は欠損していない環６５とともに用いられるものであり、他の図では、環６５は移植された椎間板装置３６を残して取り去られている。環６５を保持するために、椎間板装置３６は切り口を介して環６５内に挿入され、この切り口は装置３６が一度移植されると治療することができる。この例では、装置３６は、環６５を再び膨らませて張った状態とし、また、環６５に対する圧縮荷重を緩和するものである。ここで述べられる他の人工椎間板装置は、装置３６のそれと同じようにして用いることができる。

装置３６の環状の荷重支持体部４５は、外側環状支持体１４の対応する半径方向外側の位置の凸状に曲がった形状と同じ概略凸形状を具えた外側の周囲面６６（図３Ｃ）を有している。これに対して、図５Ｃに示す装置３８の荷重支持部４６の対応する面６８は、溝ないし凹部形状を有し、これにより、薄くされた上部および下部のフランジリム７０および７２を形成する。上述の図５Ｃに示されるような支持体４６の構造によって、その支持体は、フランジ７０および７２が圧縮荷重の下で互いに向かって曲がることができ、それによって、衝撃吸収の点で最適化されたものとなるといった、より高い適応性を持つことができる。特に、フランジ７０および７２が支持体４６の周囲全体のまわりに延在することにより、支持体４６が局所的に負う圧縮荷重は、例えば背骨が特定の方向に曲がることによるものであり、この荷重によって、フランジ７０および７２の一部がその部位で凹状の周面６８の辺りで互いに向かって曲がる一方、フランジ７０および７２の荷重がかかっていない部分を含む椎間板４６の他の部分は実質的に変形しないままでいることができる。この荷重がなくなると、フランジ７０および７２の曲がった部分は、図示されるそれらの実質的に変形していない形状に弾性的に戻る。このようにして、フランジ７０および７２によって、支持体４６が方向性を持った変形をより良好に行うことが可能となる。

状況に応じて、フランジ７０および７２を含む上部および下部の環状層は、支持体４３のより曲がりやすい芯材料よりも硬い材料を具えることができ、これにより、脊椎面２０ａおよび２２ａとの間の境界における耐摩耗性を最適化でき、また、装置３８の衝撃吸収特性を向上させることができる。例えば、磨耗層をポリエチレンとする一方、本体４３の芯をより曲がりやすい。例えば、エラストマーの緩衝材とすることができる。

次に、図６Ａ−６Ｆには、本発明の他の形態の人工椎間板装置７４が示されている。人工椎間板装置７４は、図１Ａ−１Ｅの装置１０と次の点で同じである。すなわち、装置７４は、中央ボール支持体７６でその材料がセラミック、ステンレススティール、チタニウム金属またはその合金、カーボン繊維を含んだもの、または生体適合性のある材料の支持体を有し、また、上述したように、突出する面部７８および８０で脊椎面２０ａおよび２２ａのくぼみ２７および２９に位置するための面部を有する点で同じである。装置７４は、装置１０に対して次の点で変形したものである。すなわち、ドーナツ形の支持体１４を有するのではなく、装置７４は、例えば金属材料の一対の環状板すなわち椎間板８２および８４を有し、これらは中央軸８６に沿って鉛直方向に間隔をおいて配されており、その中央軸はボール支持体７６を受ける椎間板８２および８４に形成されるそれぞれの中央開口８８および９０を通って延びるものである。図に示すように、椎間板開口８８および９０は、その最大直径がボール支持体７６の直径よりもわずかに小さく、それによって、開口８８および９０を取り巻く弧状面８３および８５がボール外表面９２にしっかりとはまり、また、椎間板８２および８４が概略平行に向いている場合に、椎間板８２および８４はそれらの間の隙間９４だけの間隔が置かれるようにすることができる。

装置７４に負荷がかけられ、その装置が、椎間板８２および８４に係合してそれらを押す脊椎面２０ａおよび２２ａに向き合うことによって、それらの椎間板は相互にまた軸８６に関して、移動および回転し、隙間９４をある場所では閉じるようにし、他の場所では開くようにする。そのような場合に、装置７４において主に荷重を支持する面は、上部および下部の椎間板８２および８４のそれぞれ上面８２ａおよび８４ａである。図に示すように、これらの面８２ａおよび８４ａの輪郭は、それぞれの椎間板が、それらの周縁からそれぞれ開口８８および９０に向かって厚くなるものである。

別の形態では、弾性および可撓性を有した緩衝材料９５を椎間板８２と８４との間に取り付けることができる。材料９５によって、荷重がかからない図示の状態で椎間板８２および８４は平行な向きに保たれるが、圧縮荷重の下で相対的に移動することが可能となる。この点で、材料９５を選択することによって、椎間板８２および８４が相互に移動し、傾きもしくは回転するときにその材料が弾性的に拡張しまた収縮するようにする。あるいは、荷重がかからない状態の椎間板８２および８４が、相互に平行でないように傾けられてもよく、これにより、椎間板装置７４は前述した装置１０ａと同じ楔形状を具えることができる。

従って、また、上述したように、背骨、特に脊椎２０および２２が椎間板８２および８４に圧縮荷重を及ぼすとき、それらの椎間板は相対的に移動し、それにより、それらの椎間板は、背骨の動きとともに移動しながら脊椎２０および２２の位置によりよく適合することができる。例えば、患者が前方に曲がると、上部椎間板８２は軸８６に対して傾き、それにより、椎間板８２と８４との間の隙間間隔９４は、それらの後ろ側部分が前側部分よりも大きくなる。同様にして、患者がその背骨を後ろ側に曲げると、上部椎間板８２は軸８６に関して回転し、それにより、隙間間隔９４が後ろ側より前側で大きくなる。上述した例のそれぞれでは、通常、下部の椎間板８４も、上部の椎間板８２ほどではないがある程度傾き、これにより、それら椎間板の軸８６に対する傾く動きは、上部および下部の脊椎２０、２２とそれらの面２０ａおよび２２ａの背骨の軸に対する動きに対応したものとなる。

椎間板８２および８４は、丸い突起が付いた支持体４６と類似の平面形状を有することができ、あるいは長円もしくは楕円形状とすることができる。図６Ｄに示すように、椎間板８２および８４の形状は、リング状支持体４６の対応するくぼみ領域５２と比べてより大きなくぼみもしくは凹部９４を有している。また、椎間板の外周における他の部分の曲がりは、凹部領域９４の反対側の凸状カーブ部分９８から凹部領域９４の両側のより真っ直ぐな対向する側部１００および１０２まで様々に変化する。

図７Ａ−７Ｃには、別の構造にかかる中央支持体３９が示されている。この形態では、一対の向かい合うドーム１０４および１０６が設けられ、これらのドームは、以下で説明する突き出た柱１０８およびハブ１１０を収容するように変形されているが、前述したボール支持部４４と同様の内部支持部１０７に乗るものである。

ハブ１１０は凹部１１２を有し、その凹部は柱１０８の曲面の末端１１４に対して係合して、ドーム殻１０４および１０６をさらにそれらが互いに向かう方向に押す圧縮力に対向することができる。特に、ドーム殻１０４は終端１１６を有し、また、柱１０８は殻１０４から軸１１８に沿って中央を延在して端部１１６を越えて突出する。同様に、殻１０６は終端１２０を有し、ハブ１１０はこれを越えて中央軸１１８に沿って突出し柱１０８と一直線となる。柱１０８とハブ１１０はそれぞれの同じものとされた大きさを有し、これにより、柱とハブは、終端１１６および１２０が相互に略平行に広がる状態で、ドーム殻１０４と１０６との間の間隔１２２が越えることのできない限界を規定している。このように、前述した中央支持アセンブリ３９のようにポリマーの球状支持体４４の堅さまたは弾性に頼ってドーム殻４０および４２に対する圧縮に対抗するものとは異なり、ドーム殻１０４および１０６は、好ましくは金属のようなより硬い材料のものであり、協働する一体の柱１０８およびハブ１１０を用いてそれらの間に生じる最大の圧縮を制限する。明らかなように、通常の状態では、柱１０８とハブ１１０は間隔をおきまたはわずかに係合するものであり、これにより、それらは脊椎２０と２２との間に生じる荷重を支えることはない。

上記のように、また、図８Ａ−８Ｅに示すように、中央のすなわち内部の支持部１０７は、その変形によって、柱１０８およびハブ１１０がその支持部を通って突出するものである。図８Ｅの断面図に見えるように、支持部１０７は軸状の貫通開口１２４を有し、この開口は逆の形状の上部および下部の切頭台形の面部１２４ａおよび１２４ｂを有してこの面部内には柱１０８およびハブ１１０がそれぞれ延在している。面部１２４ａおよび１２４ｂは、開口１２４の最も大きな寸法のドーム面から開口１２４の最も小さな寸法のボール支持部１０７の中央にかけて細くなっている。これにより、ドーム１０４および１０６はボール支持体１０７の周りに自由に動くことができ、これにより、柱１０８およびハブ１１０は、ドーム端１１６および１２０がそれぞれ面部１２４ａおよび１２４ｂからの干渉がなくウエブ壁６２に係合するまで前後に動くことができる。

図９において、図８Ａ−８Ｅに示す中央支持アセンブリのさらなる変形例が示される。この変形例にかかる人工椎間板装置１２５では、ウエブ壁６２に一体に接続する開口した中央支持部１０７を有する代わりに、上部および下部の支持環１２６および１２８が設けられ、これらの支持環はそれらの間に延在するウエブ壁６２の内側延長部１３０によって支持されている。環１２６および１２８は、それぞれ弧状の支持面１２６ａおよび１２８ａを有し、それぞれにはドーム殻１０４および１０６が乗っている。環１２６および１２８は、また、ウエブ壁６２に沿って移動することができ、これにより、患者がその背骨を屈曲させたり伸ばしたりする背骨の動きの間に、ドーム殻１０４および１０６の両方または一方は横方向の動きをすることができる。このようにして、装置１２５は、前述した装置よりも大きな範囲の動きをも可能とするものであり、それは、環１２６、１２８とウエブ壁６２との間の最も内側の境界でドーム殻１０４および１０６のその境界に沿った往復運動を可能とする境界を含む、３つの移動境界を有するものである。同時に、殻１０４および１０６は、前述したように、くぼみ２７および２９内で回転し、また、環表面１２６ａおよび１２８ａの周囲で回転することができる。摩耗に対抗すべく、環１２６および１２８は、硬いポリエチレン材料のものである一方、ウエブ壁６２は、緩衝の目的で好ましくはより曲がりやすい材料のものである。環１２６および１２８がウエブ壁６２上をスライドすべく、ウエブ壁はより硬い材料がコーティングされ、あるいはウエブ壁の上面および下面に取付けられた金属または同様の硬い材料の座金を有することができ、これにより、ウエブへ壁上をスライドする環１２６および１２８の摩擦係数を小さくすることができる。

次に、図１０Ａ−１０Ｈを参照すると、別の人工椎間板移植物装置１３２が図示されており、この装置には大きくされた中央支持部材１３４および外側の支持部材１３６があり、これらの部材は脊椎２０および２２の間に、典型的な背骨の動きの間に生じる圧縮荷重を分担する。中央支持部材１３４は柱体１３８を有し、この柱体は軸状に延在して、上部および下部の弧状の支持面１４０および１４２が、前述の椎間板移植物と同様、概略、外側の支持部材１３６の環状体１４８上に形成される上部および下部の支持面１４４および１４６を越えて延在する。

外側の支持体１４８は、中央の貫通口１５０を有し、この貫通口は柱体１３８の外側面１５４と密接して向き合う関係の円筒状内部面１５２によって境界が定められている。形を保持する支持体１４８の弾性の制御を最適化するため、図１０Ｄに示されるように、支持体を軸方向に延在する貫通口１５６を選択された位置に形成することができる。これらの貫通口によって、支持体１４８の材料、例えばプラスチックの通常の圧縮性または反発力を増加させることができる。貫通口１５６の位置、パターンおよび／または密度に応じて、支持体１４８の曲げやすさまたは圧縮性は、局所的に増加させ、または減少させることができる。もちろん、これらの開口１５６は、他の椎間板移植物、特に、その外側支持体にも同様に用いることができる。同様に、外側支持体１７に用いられる、前述の液体またはゲル材料、例えば、ヒドロゲンを、開口の中にも用いることができ、これにより、開口は本体１４８全体にわたって延在させず、代わりに粘弾性材料を入れる室として機能し、本体１４８の圧縮性を変えることができる。

例として、図１０Ａの平面図に示すように、開口１５６の頻度は、半径方向外側に向かって中央開口１５０から支持体１４８の外周にかけて増加することができ、これにより、同様にして、本体１４８はその外周に向けてより容易に圧縮される。これに代わって、孔１５６のサイズや直径を変えることができる。これは、例えば、図１０Ｅに示すように、より小さなサイズの開口１５６ａを中央開口１５０の近くとし、大きなサイズの開口１５６ｂを半径方向外周の近くとし、中間のサイズの開口１５６ｃを略それらの間に配置することによって可能となる。明らかなことに、開口１５６の間隔および／またはサイズを選択することによって、その開口の周囲の正確な位置で、より曲げやすく弾性のあるものまたはより曲げづらく弾性のないものとするように支持体１４８をつくることができる。このようにして、支持体１４８は、荷重負担がより重大で、より圧縮するものである場所でより硬くすることができる。そこは衝撃吸収がより重要となる場所である。開口１５６によって、荷重支持体１４８の応力緩和をすることができ、それによって支持体の寿命を延ばすことが期待できる。

図１０Ｄおよび１０Ｈの断面図に見ることができるように、柱体１３８は、好ましくはその面１５４に凹部を具え、この凹部は柱体の支持面１４０および１４２の間の本体長手に沿った略中央に形成される環状溝のようなものである。この溝１３９を通って隙間１５５が存在し、これは向かい合う支持面１５２および１５４の間に形成される。外側支持体１３６の弾性体１４８が圧縮されるとき、隙間１５５が与える空間の中で弾性材料の本体１４８が横方向に変形し、また、膨らむことができる。

別の椎間板装置１７５が図１１Ａ−１１Ｄに示され、この装置は上部および下部の椎間板部材１７６および１７８を有し、それらの間に荷重支持部材１８０が存在するものである。しかし、従来の装置とは異なり、ここで説明される他の装置と同様に、脊椎２０、２２とそれぞれの脊椎係合部材１７６、１７８との間の相対的な移動を可能とするものである。板部材１７６および１７８はその上に形成される弧状の脊椎係合面１８２および１８４を有し、これらの係合面は外周から装置１７５の中央軸１８６に向かう緩やかなカーブもしくは傾斜を有している。面１８２および１８４が軸１８６に近づくに連れて、それらの面は半径方向よりも軸方向に延びて中央突起１８８および１９０を形成する。これらの突起１８８および１９０は、図１１Ｃおよび１１Ｄに示すように、先端１９１および１９３を備えて脊椎骨の中に突入し、これにより、それらが図１１Ａおよび１１Ｂに示すように単にカーブまたは傾斜を持っているだけにもかかわらず、脊椎２０および２２との間に移植される装置１７５の位置決めをすることができ、前述した中央の弧状の面部と同じ位置決めの機能を果たすことができる。

従って、面１８２および１８４は、それぞれが面する脊椎面に沿って半径方向に延びる支持面部１８２ａおよび１８４ａと、装置１７５の位置決めをする中央で軸方向に延びる支持面部１８２ｂおよび１８４ｂを有し、一方で、板部材１７６および１７８がそれぞれ脊椎２０および２２に固定されていないことから、脊椎２０および２２は面のまわりに回転でき、また、特に装置軸１８６の廻りに３６０度回転することができる。中央の面部１８２ｂおよび１８４ｂは、面する脊椎面２０ａおよび２２ａの対応した形状の凹部または開口にはまり、他の点ではそれらに固定されることはないことによって、板１７６および１７８の横方向のスライドに抵抗するだけである。

図に示すように、部材１８０は球形のボール形状を有したものである。板１７６および１７８は、それらの面の反対側に弧状のくぼんだ面１９２および１９４を有し、その凹面内に部材１８０が位置する。ボール部材１８０は、より柔らかい椎間板部材１７６および１７８より硬い材料、例えば、スティールとすることができる。部材１７６−１８０はその材料を好ましく選択することによって、それらの間で相対的にスライドする動きに対する摩擦抵抗を小さくすることができ、これにより、例えば、背骨がねじれるときなどに部材１７６−１８０が回転することが可能となり、また、例えば、背骨が曲がりまたは伸びるとともに板１７６および１７８が相互に回転するときに、板１７６、１７８とボール１８０との間の相対的なスライドが可能となる。このように、装置１７５は、それに２つの移動境界、すなわち、板１７６、１７８と脊椎２０、２２との間、およびボール１８０と板１７６、１７８との間の境界があることから、２極構造となる。

図１１Ｅ−１１Ｈは、装置１７５と同様の構造の他の例に係る装置１７５´の図であり、この装置は上部および下部の板１７６および１７８とそれらの間のボール支持体１８０を含んでいる。装置１７５´はさらに環状部材１９６を含み、この部材はボール支持体１８０の周りに延在するとともにその部材の上面および下面１９６ａおよび１９８ａにそれぞれ板１７６および１７８が係合する。環状部材１９６は、衝撃緩衝材として振る舞い、また、エラストマーもしくは他の弾性材料、あるいは塩水が満たされた弾性膜で形成することができる。

明らかなことに、ここに開示される様々な形態の人工椎間板装置は、中央支持部とこの中央支持部の回りに延在する外側の環状支持部に依って移動しない移植物となり得るのであり、内部に入り込んだ固定具、締め具などの椎間板固定機構に依っているのではなく、また、同時に上記の支持部に依って中央支持部の沈下の問題を回避している。この目的のため、中央の支持体、支持部または支持アセンブリの上部および下部の弧状の面は、脊椎面２０ａおよび２２ａにおける対応した形状のくぼみ２７および２９内に位置し、これにより、人工椎間板装置を脊椎２０および２２の間に位置づけることができる。中央支持面部とくぼみ２７および２９の間の境界は、好ましくはスライドするもの、すなわち、固定されないものであり、これにより、脊椎がそれらの間に椎間板が移植された状態で通常の範囲の相互の相対的な動きをすることが可能となる。また、面部の間隔が外側の支持体に比べて軸方向に大きいので、それらの面部が、２つのドーム殻のような別の部品あるいは中央ボールや柱の支持体のように単一の部分に形成される場合でも、中央面部の凸カーブが凹状のくぼみに位置することによって、脊椎の間から装置が移動しすなわちは横方向に移動することを阻止することができる。

軸方向に突出する中央支持面部の周りに延在するのは外側支持面部であり、この支持面部は、また、中央支持面部から半径方向外側に向かって、概略、より緩やかなカーブまたは平らな形状で延在する。外側支持面部が延在することにより、それらの半径方向外側の端部は、その上方および下方のそれぞれの脊椎体の周縁に近いものになる。従って、上部支持面部は、通常、軸方向に突出する上部の中央支持面部より低く、また、外側支持面部は連結部を形成し、ここで、脊椎と係合する椎間板装置の面部が、より軸方向に延在する方向からより半径方向に延在する方向に変化もしくは移行する。この連結部は、方向移行領域であり、また、例えば、前述のボール支持体１２とリング状支持体１４などに見られるように、必ずしも上記面部がその連結部で合わさることを意味するものではない。これらの支持体は、リング状支持体１４がボール支持体１２の周りを環状に延在するような別個の部品であることによって、それら相互の相対的な動きが可能となるものである。同様に、下部の外側支持面部は、通常、軸方向に突出する下部の中央支持面部より高く、また、それらの連結部でも、装置の脊椎係合面部の方向が上部の脊椎係合面部に関して説明したように変化する。このように、半径方向に延びる外側面部は、脊椎またはそれに取付けられた終板が中央支持体の周りで沈下することを制限している。仮に沈下があったとしも、それが広がることは、上部および下部の支持面部が軸方向に間隔をおくことによって制限される。換言すれば、人工椎間板にとられる領域では、上部と下部の脊椎の間隔が外側支持面部の間隔よりも狭くなく、これにより、沈下の問題を制限している。

上記の原理に従う他の例に係る椎間板装置２００では、上部および下部の弧状の中央支持面部２０２および２０４は凸状に曲がっており、この面部によって、装置２００は隣接する脊椎の間でそれらに形成される対応した弧状の凹部くぼみに配置される。上部および下部の外側支持面部２０６および２０８は、それぞれ中央支持面部２０２および２０４の周りに環状に延在し、装置２００の中央支持部２１０の周りの脊椎の間の沈下を制限している。上部の面部２０２および２０６は上部板部材２１２の上に一体に形成され、また、下部の面部２０４および２０８は下部板部材２１４の上に一体に形成されている。板部材２１２および２１４、例えば熱分解炭素がコーティングされたチタニウムなどの硬い生体適合材料とすることができる。前述の椎間板と同じように、中央支持面部２０２および２０４は、軸方向において、外側支持面部２０６および２０８よりも大きな間隔をおいており、また、これらの中央支持面部はより緩やかなカーブの面部２０６および２０８よりも小さな曲率半径を有している。この場合に、脊椎係合面部が装置軸２１６から離れる方向に延びるに連れて上部および下部の連結部が現れ、そこで面部の方向および形状が急に変化をする。これは、面部２０２または２０４がより軸方向に伸びる方向もしくは形状から、面部２０６および２０８がより半径方向に伸びる方向もしくは形状への変化であり、これにより、中央支持体２１０の周りの沈下に対抗することができる。この目的のため、板部材２１２および２１４はそれぞれ小さな軸方向の突起２１３および２１５を含み、これらの突起は装置軸２１６に対して中央に配されるとともに、それらの上にはそれぞれ中央支持面部２０２および２０４が形成される。

中央支持アセンブリ２１０の周りに延在する環状の外側支持部もしくはアセンブリ２２２の一部として、環状荷重支持部もしくは部材２２４は軸方向において上部および下部の支持板２１２と２１４の間に設けられる。部材２２４は、好ましくは、例えばポリウレタンとシリコンの組み合わせなどのエラストマーもしくは弾性的に圧縮できるポリマー材料や、ヒドロゲン材料とすることができ、これにより、通常の背骨の動きの間に脊椎と脊椎の間に生じる荷重をうけることができる。部材２２４は、この目的のために、塩水が満たされた弾性膜を有することもできる。環状部材２２４は、その軸方向の厚みが、板２１２と２１４について解剖学上正確な距離だけ軸方向の間隔を維持するものであり、これにより、脊椎に係合し、また、それらの脊椎の適切な間隔を保つことができる。同時に、荷重支持部材２２４の弾性材料によって、板２１２および２１４が、背骨の脊椎２０と２２との相対的な動きの間に相互に移動もしくは変位することができ、このような動きは、例えば、背骨がねじられたときや、曲げまたは伸びの動きで曲げられたときなどの動きである。例えば、椎間板２００の一端部で、板２１２および２１４は互いに向かって回転してそれらの間の部材２２４を圧縮する一方、略正反対側の端部では板２１２および２１４は互いに離れる方向に回転してそれらの間の領域における部材２２４の弾性材料が拡張する。

環状支持部材２２４は複合物とし、その上部および下部の面により硬い低摩擦の磨耗コーティングを含むことができ、これにより、例えば、圧縮および／または捩りの力が支持板の間に作用するときなどに、それぞれ上部および下部の支持板２１２および２１４の対向する下部および上部の面がその境界で磨耗することを最小限にすることができる。あるいは、上部および下部の環状の座金もしくは板２２６および２２８が、上部支持板２１２と荷重支持部材２２４との間および下部支持板２１４と荷重支持部材２２４との間の境界に挿入することもでき、これにより、板２１２および２１４が支持部材との係合において低摩擦の面を有することができる。

外側支持部２２２の環状の荷重支持部材２２４は内部に中央空間２３０を形成し、その中には緩衝物もしくは詰め物の部材２３２が装置２００の中央支持部２１０の一部として設けられる。緩衝部材２３２は、内部空間２３０においてある程度ゆるくはまり、また、外側の支持部材２２４よりも高い弾性係数を有した良い硬い材料のものである。従って、詰め物部材２３２は脊椎に対する強い衝撃荷重がかかる間に動作して、環状部材２２４が著しく変形することや荷重の過負荷を防ぐことができる。通常の荷重条件では、上部の板部材２１２と緩衝部材２３２との間には間隔が存在する。詰め物部材２３２をより硬くすることによって環状部材２２４をより柔らかくでき、これにより、脊椎間におけるその緩衝機能を最大限にすることができる。同時に、部材２２４の材料は十分に堅くまたは弾力性があることが必要であり、これにより、実質的に形状を保持して、脊椎間における安定性を１００万回以上維持し、また、受ける可能性のある大きな荷重による材料のクリープやプラスチックの変形を生じないようにすることができる。

図１２Ａおよび１２Ｃに示すように、板２１２および２１４はそれぞれ弧状の突起２３４および２３６を有し、これらは内部空間２３０内を互いに向かって延在している。詰め物部材２３２は上部および下部の弧状で凹形状をした凹部２３８および２４０を有し、それぞれ弧状の突起２３４および２３６の凸形状がはまり合う。空間２３０とそれに入る詰め物部材２３２との相対的な大きさは、詰め物部材２３２が凹部２４０内の突起２３６による位置決めによって下部の板２１４上に静止するときに、詰め物２３２と上部の板２１２との間、特に、それぞれの面２３８とその突起２３４との間に軸方向の隙間２４２が存在するようできるものである。従って、環状部材２２４は詰め物部材２３２より厚い軸方向の厚みを有している。空間２３０は詰め物部材２３２よりも大きな直径を有し、これにより、環状部材２２４の内側面２２４ａと詰め物部材２３２との間に概略横方向の空間が存在し、荷重がかかったときに弾性部材２２４の横方向の変形が可能となる。衝撃もしくは強い衝撃荷重などによって脊椎が過荷重を受けたとき、通常荷重のリング状部材２２４は圧縮されて軸方向の隙間２４２を占めるが、このとき突起２３４はより硬い部材２３２とその凹部で係合する。このようにして、弾性部材２２４に対するさらなる圧縮もしくは過荷重を避けることができる。また、突起２３４および２３６が凹部２３８および２４０に係合することにより、板２１２、２１４と環状部材２２４との相対的な横方向の移動を阻止することができる。

環状部材２２４と詰め物部材２３２は、それら部材が別体のものであることが本装置２００には好ましい形態であるものの、それらを一体に形成することも考慮できる。

図１２Ｃに最もよく示されるように、弧状の突起２３４および２３６はそれぞれの弧状の面部２０２および２０４より大きい。突起２３４および２３６は軸２１６に関して中央に配され、また、軸２１６の両側において、弧状の面部２０２および２０６より長い距離延在し、これにより、板突起２３４、２３６と詰め物部材２３２との間の支持面境界は、位置決め面部２０２、２０４と脊椎との間より大きなものとなる。このような場合に、詰め物部材２３２に荷重が作用する場合、その部材は板２１２および２１４に対して比較的大きな支持面を提供し、また、板２１２および２１４の間の回転が可能となるが、その際、板の中央突起２３４および２３６はそれぞれの凹部２３８および２４０内でスライドし、また、詰め物部材は、装置２００に対する荷重の正確な位置に応じ、概略、部材２２４の正反対側で圧縮および拡張を行う。あるいは、面部２０２および２０４は突起２３４および２３６と同じ大きさとすることもでき、あるいは、装置と脊椎との間の支持面を最大限とするためにもっと大きくすることもできる。

図１２Ｄおよび１２Ｅにおいて、変形例に係る椎間板装置２００が示され、この装置は覆い２４４を含み、この覆いは装置２００の外周の周りに延在するものである。覆い２４４は上部および下部のリップ２４６および２４８を含み、これらのリップは、それぞれ外側支持アセンブリの上部および下部の面２０６および２０８の周りおよびその上をつかみ、これにより、装置２００を移植のために組み立てられた形態に保持することができる。あるいは、装置２００を完全に包む袋を用いることもできる。また、概略２５０で示される保持構造を板２１２、２１４と環状部材２２４との間に設けることができ、これにより、板２１２、２１４と環状部材２２４との間の相対的な横方向の移動を阻止するとともにそれらの間の相対的な回転も阻止して、これらの椎間板部品を整列させておくことができる。突起柱２５２および２５４は上部板２１２の下側から下方に突出し、また、柱２５６および２５８は下部板２１４の上側から上方に突出する。対応する開口の対２６０および２６２が、環状支持部材２２４の上部および下部の面に形成され、図１２Ｅに示すように、それぞれの柱対２５２、２５４および２５６、２５８をそれらの中に受け入れる。これに代わり、柱および開口の位置が逆でもよい。保持構造２５０の別の形態として、上部および下部の環状溝２６１（図１２Ｄに破線で上部溝２６１が示されている）を環状支持部材２２４の上部および下部の面に形成することができ、これにより、板２１２および２１４上に形成された、上部および下部の持ち上げられた隆起を受け入れることができる。板２１２、２１４および部材２２４の平面形状は円以外のものであるから、隆起と溝は同じ形状とし、これにより、これら要素間の相対的な回転や並行もしくは横方向の移動を阻止することができる。この場合もやはり、協働する溝と隆起は上記とは逆の関係で形成されてもよい。

柱／凹部または溝／隆起の構造２５０の代わりに、図１２Ｆに示すように、構造２５０を装置２５０の周囲に設けることができる。上部の板２１２は下方に延びる周囲突起リップ２６３を含み、下部の板２１４は上方に延びる周囲突起リップ２６４を含む。弾性部材２２４は周囲溝２６６および２６８を具え、これらの溝にリップ２６２および２６４が延在し、部材２２４が板２１２および２１４に対して横方向および回転の移動をしないよう阻止することができる。

図１２Ｇ−１２Ｉは変形例に係る装置２００を示し、この装置は環状部材２２４の上部および下部の面に形成された上部および下部の凹状の経路２７０を含み、これらの経路は内側の軸方向に延在する面２２４ａから部材２２４の外周面２２４ｂまで延在する。その中に詰め物部材２３２を受け入れている内部空間２３０は、このようにして、経路２７０による流路を介して装置２００の外部と連通することができる。このように、経路２７０によって、装置の中へおよび外から板２１２、２１４と環状部材２２４との間を液体が流れることができる。経路２７０は、また、空間２３０の体積が脊椎の動きとともに連続的に変化するに連れて真空状態がその空間に生じることを防ぎ、従って、経路２７０は装置２００の真空破壊の役割を果たす。経路２７０が放射状に設けられることにより、図１２Ｈに最もよく示されるように、経路２７０は中央の空間２３０に関していくつかの対が反対方向に延在する。

本発明の特定の実施形態について図示し、また。説明したが、いくつかの変形や修正は当業者にとって明らかであり、また、付加した特許請求の範囲は本発明の趣旨および範囲内にあるこれらの変形などを含むものである。

本発明による人工椎間板移植物の一形態の様々な図に対応し、大きくされた球状の中央支持体と外側の環状支持体を示す。本発明による人工椎間板移植物の一形態の様々な図に対応し、大きくされた球状の中央支持体と外側の環状支持体を示す。本発明による人工椎間板移植物の一形態の様々な図に対応し、大きくされた球状の中央支持体と外側の環状支持体を示す。本発明による人工椎間板移植物の一形態の様々な図に対応し、大きくされた球状の中央支持体と外側の環状支持体を示す。本発明による人工椎間板移植物の一形態の様々な図に対応し、大きくされた球状の中央支持体と外側の環状支持体を示す。図１Ａ−１Ｅに示される椎間板装置をわずかに変形しこれにより脊椎により良く適合した椎間板装置の様々な図に対応するものである。図１Ａ−１Ｅに示される椎間板装置をわずかに変形しこれにより脊椎により良く適合した椎間板装置の様々な図に対応するものである。図１Ａ−１Ｅに示される椎間板装置をわずかに変形しこれにより脊椎により良く適合した椎間板装置の様々な図に対応するものである。図１Ａ−１Ｅに示される椎間板装置をわずかに変形しこれにより脊椎により良く適合した椎間板装置の様々な図に対応するものである。図１Ａ−１Ｅに示される椎間板装置をわずかに変形しこれにより脊椎により良く適合した椎間板装置の様々な図に対応するものである。隣接するそれぞれ上下の脊椎の間に移植された、図１Ａ−１Ｅの人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。隣接するそれぞれ上下の脊椎の間に移植された、図１Ａ−１Ｅの人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。隣接するそれぞれ上下の脊椎の間に移植された、図１Ａ−１Ｅの人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。隣接するそれぞれ上下の脊椎の間に移植された、図１Ａ−１Ｅの人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。本発明による別の人工椎間板の様々な図に対応し、外側の環状支持部と一体の内側の球状支持部に乗った１対のドーム構造を示している。本発明による別の人工椎間板の様々な図に対応し、外側の環状支持部と一体の内側の球状支持部に乗った１対のドーム構造を示している。本発明による別の人工椎間板の様々な図に対応し、外側の環状支持部と一体の内側の球状支持部に乗った１対のドーム構造を示している。本発明による別の人工椎間板の様々な図に対応し、外側の環状支持部と一体の内側の球状支持部に乗った１対のドーム構造を示している。上下の脊椎の間に移植された、図３Ａ−３Ｄの人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。上下の脊椎の間に移植された、図３Ａ−３Ｄの人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。上下の脊椎の間に移植された、図３Ａ−３Ｄの人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。上下の脊椎の間に移植された、図３Ａ−３Ｄの人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。外側の支持部の周囲に延在する外周溝を有していることを除いて図３Ａ−３Ｄに示されるものと同じ人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。外側の支持部の周囲に延在する外周溝を有していることを除いて図３Ａ−３Ｄに示されるものと同じ人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。外側の支持部の周囲に延在する外周溝を有していることを除いて図３Ａ−３Ｄに示されるものと同じ人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。外側の支持部の周囲に延在する外周溝を有していることを除いて図３Ａ−３Ｄに示されるものと同じ人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。外側の支持部の周囲に延在する外周溝を有していることを除いて図３Ａ−３Ｄに示されるものと同じ人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。本発明に係る人工椎間板装置の他の例を示す様々な図に対応し、拡大された中央の球状支持部に適合する対の外側環状支持部を示している。本発明に係る人工椎間板装置の他の例を示す様々な図に対応し、拡大された中央の球状支持部に適合する対の外側環状支持部を示している。本発明に係る人工椎間板装置の他の例を示す様々な図に対応し、拡大された中央の球状支持部に適合する対の外側環状支持部を示している。本発明に係る人工椎間板装置の他の例を示す様々な図に対応し、拡大された中央の球状支持部に適合する対の外側環状支持部を示している。本発明に係る人工椎間板装置の他の例を示す様々な図に対応し、拡大された中央の球状支持部に適合する対の外側環状支持部を示している。本発明に係る人工椎間板装置の他の例を示す様々な図に対応し、拡大された中央の球状支持部に適合する対の外側環状支持部を示している。中央支持体の別の構造の様々な図に対応し、対向するドーム構造で、一方は中央に柱状突起を有し、他方は中央にハブを有したものを示している。中央支持体の別の構造の様々な図に対応し、対向するドーム構造で、一方は中央に柱状突起を有し、他方は中央にハブを有したものを示している。中央支持体の別の構造の様々な図に対応し、対向するドーム構造で、一方は中央に柱状突起を有し、他方は中央にハブを有したものを示している。内側の支持部に形成された開口内に突出する図７Ａ−７Ｃのドーム構造を有した人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。内側の支持部に形成された開口内に突出する図７Ａ−７Ｃのドーム構造を有した人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。内側の支持部に形成された開口内に突出する図７Ａ−７Ｃのドーム構造を有した人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。内側の支持部に形成された開口内に突出する図７Ａ−７Ｃのドーム構造を有した人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。内側の支持部に形成された開口内に突出する図７Ａ−７Ｃのドーム構造を有した人工椎間板装置の様々な図に対応するものである。図８Ａ−８Ｅの人工椎間板装置の別の形態の断面図であり、対の内側支持リングでその上にそれぞれのドーム構造がクッションウエブ壁とともに乗ったものを示している。軸上で大きくされた中央支持部材と外側の環状支持部材を有した人工椎間板装置の他の別のものの様々な図に対応し、中央支持部材の水時計形状と外側支持部材の開口体を示している。軸上で大きくされた中央支持部材と外側の環状支持部材を有した人工椎間板装置の他の別のものの様々な図に対応し、中央支持部材の水時計形状と外側支持部材の開口体を示している。軸上で大きくされた中央支持部材と外側の環状支持部材を有した人工椎間板装置の他の別のものの様々な図に対応し、中央支持部材の水時計形状と外側支持部材の開口体を示している。軸上で大きくされた中央支持部材と外側の環状支持部材を有した人工椎間板装置の他の別のものの様々な図に対応し、中央支持部材の水時計形状と外側支持部材の開口体を示している。図１０Ａ−１０Ｄの椎間板装置の変形例に対応し、外側支持部材に形成された異なるサイズの貫通開口を示している。図１０Ａ−１０Ｄの椎間板装置の変形例に対応し、外側支持部材に形成された異なるサイズの貫通開口を示している。図１０Ａ−１０Ｄの椎間板装置の変形例に対応し、外側支持部材に形成された異なるサイズの貫通開口を示している。図１０Ａ−１０Ｄの椎間板装置の変形例に対応し、外側支持部材に形成された異なるサイズの貫通開口を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の荷重支持部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の荷重支持部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の荷重支持部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の荷重支持部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の荷重支持部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の荷重支持部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の荷重支持部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の荷重支持部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の環状荷重支持部材およびプラグ部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の環状荷重支持部材およびプラグ部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の環状荷重支持部材およびプラグ部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の環状荷重支持部材およびプラグ部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の環状荷重支持部材およびプラグ部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の環状荷重支持部材およびプラグ部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の環状荷重支持部材およびプラグ部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の環状荷重支持部材およびプラグ部材を示している。別の人工椎間板装置の様々な図に対応し、上部および下部の支持部材と、それらの間の環状荷重支持部材およびプラグ部材を示している。

Claims

軸方向に間隔をおいて隣接する上部と下部の脊椎の間に移植されるための人工椎間板装置において、
弧状の、概略軸方向に延在する形状を有して、それぞれの対向する脊椎面に向かって突出し、また、該脊椎面とスライドして係合する上部および下部の中央支持面部と、
対応する上部および下部の中央支持部から外側に向かって概略半径方向に延在し脊椎面に沿って突き出た上部および下部の外側支持面部であって、
前記中央支持面部は、半径方向における前記外側の支持面部よりも軸方向においてより大きい距離間隔があけられているとともに、前記中央および前記外側支持面部は背骨が動く間に生じる圧縮荷重を分担して軸方向に大きくされた前記中央支持面部の周りの沈下を最小限にする、中央支持面部および外側支持面部と、
前記上部および下部の中央支持面部と対応する前記上部と下部の外側支持面部の間の連結部であって、そこで前記支持面部の方向が、前記中央支持面部上を概略軸方向に延在する方向から前記外側支持面部上を半径方向に延在する方向に変わる連結部と、
を具えたことを特徴とする人工椎間板装置。
弧状の前記中央支持面部を含む球状外表面を有した中央ボール支持体と、
外側環状支持体であって、その上に前記外側支持面部を有するとともに、前記球状の中央支持面に面する内側面を含み、前記球状中央支持体と当該環状支持体との間の相対的な回転を可能とする形状とされた外側環状支持体と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の人工椎間板装置。
前記内側面は、概略、軸方向に延在し、また、前記球状面から半径方向に間隔をおいた平らな形状、または前記球状面と同じ曲率半径を有した弧の形状を有したことを特徴とする請求項２に記載の人工椎間板装置。
前記上部の中央および外側支持面部は上部の板部材の上に形成され、前記下部の中央および外側支持面部は下部の板部材の上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の人工椎間板装置。
前記上部および下部の板部材の間における所定の弾性材料よりなる環状部材と、その周りに前記環状部材が延在し、当該環状部材より軸方向の厚みが小さく弾性の当該環状部材よりも硬い所定の材料のもので当該環状部材に対する過荷重を制限する詰め物部材と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の人工椎間板装置。
中央の大きくされた弧状の支持部と、その上に前記外側支持面部が形成される外側支持部とを有した支持体と、
前記弧状の支持部の上でスライドできる形状で、前記弧状の支持部の上にそれぞれ上部および下部の中央支持面部を有した上部および下部のドーム殻と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の人工椎間板装置。
前記大きくされた弧状の支持部は球形状を有したことを特徴とする請求項６に記載の人工椎間板装置。
前記中央の弧状の面部は前記外側の支持面部よりも大きな曲率を有したことを特徴とする請求項１に記載の人工椎間板装置。
前記外側の支持面部は、カーブし、平らで、または、輪郭が付けられたものであることを特徴とする請求項８に記載の人工椎間板装置。
前記上部および下部の外側支持面部は外側支持部の上に形成され、その外側支持部は半径方向において前記中央支持面部に隣接した内部面を有して当該中央支持面部との間で相対的な動きが可能であることを特徴とする請求項１に記載の人工椎間板装置。
前記外側支持部は、
環状部を有した本体と、
中央支持部で、前記外側支持部の環状体が当該中央支持部および前記中央支持面部の周りに延在する中央支持部と、
を含むことを特徴とする請求項１０に記載の人工椎間板装置。
前記環状の外側支持部と中央支持部は別個の部材であることを特徴とする請求項１１に記載の人工椎間板装置。
前記中央支持部は、環状の外側支持本体部と一体の中央本体部を含むことを特徴とする請求項１１に記載の人工椎間板装置。
前記中央および環状本体部は、
半径方向に延在しそれぞれの前記本体部を所定の隙間空間だけ間隔をあけるウエブ壁と、
前記中央支持部の上部および下部の殻であって、それぞれの上に上部および下部の弧状の中央支持面部を有し、当該殻および前記中央本体部が、当該中央本体部の上を当該殻がスライドできる形状である上部および下部の殻と、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の人工椎間板装置。
前記中央支持面部の周りに延在し、その上に前記外側支持面部が形成される本体を有した外側支持部であって、その本体が弾性材料で、また、前記中央支持面部が前記弾性材料よりも硬い材料である外側支持部と、
前記外側支持部の本体における圧縮制限体であって、当該外側支持部の本体より硬い材料のものであることにより、圧縮荷重のもとで当該本体の変形に対向する圧縮制限体と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の人工椎間板装置。
前記外側支持部は環状本体部を含み、前記圧縮制限体は前記環状本体部に埋め込まれた輪を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の人工椎間板装置。
前記外側支持面部はそれぞれ、概略、ハート形状または長円形状の１つを規定する周縁を有したことを特徴とする請求項１に記載の人工椎間板装置。
前記中央支持面部の周りに延在し、その上に形成された前記外側支持面部を有した外側支持部と、
軸方向において前記外側支持面部の中間に配された緩衝材料と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の人工椎間板装置。
前記外側支持部は、その上に形成されたそれぞれ前記上部および下部の中央支持面部有した上部および下部の環状板と、前記板の間に延在して、当該板を相互に離れるように付勢し、また、脊椎が動くときに当該板が相互に弾性的に移動することを可能とする緩衝材料と、を具えたことを特徴とする請求項１８に記載の人工椎間板装置。
弧状の中央支持部と、その上にそれぞれ前記上部および下部の中央支持面部が形成され、また、前記中央支持部によってスライド可能に支持される上部および下部の殻と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の人工椎間板装置。
前記中央支持部は軸状の開口を有し、少なくとも１つの前記殻は前記開口内に延在する突起を含んで殻が互いに向かう軸方向の移動を制限することを特徴とする請求項２０に記載の人工椎間板装置。
前記弧状の中央支持部は、半径方向に延在する壁と、それらの間に配される前記壁の上を横方向にスライドできるよう支持された上部および下部の弧状の支持輪と、を含み、前記殻は前記支持輪の上をスライドできるよう支持されて脊椎が動くときに前記殻の横方向の動きが可能となることを特徴とする請求項２０に記載の人工椎間板装置。
その上に前記外側支持面部が形成され、また、所定の圧縮性を有した材料の本体と該本体内の複数の開口とを有してその圧縮性を所定のものから変えることができる外側支持部を含むことを特徴とする請求項１に記載の人工椎間板装置。
前記本体は所定の数、配置、および大きさの前記開口を有して当該本体の圧縮性の変化を制御できることを特徴とする請求項２３に記載の人工椎間板装置。
前記中央支持面部は中央支持体上に形成され、前記外側支持面部は前記中央支持体の周りに延在する環状体を含む外側支持体の上に形成され、前記中央支持体は前記環状体に比較して軸方向に大きくされた本体を有したことを特徴とする請求項１に記載の人工椎間板装置。
前記中央支持体は、概略、球状のボール体または軸方向に大きくされた柱体を具えたことを特徴とする請求項２５に記載の人工椎間板装置。
軸方向に大きくされた中央支持体部と該中央支持体部の周りに延在する外側の環状体部を有した支持体と、前記中央および外側支持体部を一体に連結するウエブ壁と、前記中央支持体部上をスライドできる形状で、それぞれの上に形成された前記上部および下部の中央支持面部を有した上部および下部の殻と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の人工椎間板装置。
上部と下部の脊椎の間に移植されるための人工椎間板装置において、
前記部と下部の脊椎の間に挿入されるための中央支持体と、
前記中央支持体における上部および下部の弧状の中央支持面部であって、それぞれの対向する脊椎面に形成された弧状の凹部に位置して当該中央支持体が当該脊椎の間から移動することを阻止する上部および下部の弧状の中央支持面部と、
前記中央支持体の周りに延在する環状の外側支持体であって、前記中央支持体によって前記上部および下部の脊椎の間に保持される外側支持体と、
前記外側支持体の上部および下部の外側支持面部であって、前記中央支持体の対応する上部および下部の支持面部から外側に向けて延在すし、前記中央支持面部と荷重を分担して前記支持面部に対する極めて局所的な荷重を最小限とする外側支持面部と、
を具えたことを特徴とする人工椎間板装置。
前記環状の外側支持体は内側直径を有し、前記中央支持体の大きさは前記環状支持体の内側直径との間で隙間を有するものであり、これら環状支持体と中央支持体との間の相対的な動きを可能とすることを特徴とする請求項２８に記載の人工椎間板装置。
前記中央支持体は、前記中央支持面部を含む、概略球状の外表面を有し、および前記外側支持体は、前記中央支持体がその中にある中央部の軸状の貫通口と、前記開口の周りに延在し前記球状の中央支持体に面する弧状の内側面とを含み、前記弧状の側面は概略前記球状の外表面と同じ曲率半径を有して脊椎の凹部内に位置する中央支持体の実質的に自由な回転を可能とすることを特徴とする請求項２８に記載の人工椎間板装置。
前記球状の外表面は所定の直径を有し、前記外側支持体の上部および下部の面部は軸方向に前記所定の直径より小さい距離だけ間隔がおかれて前記球状支持体は前記環状の外側支持体よりも軸方向に大きくされていることを特徴とする請求項３０に記載の人工椎間板装置。
前記汗脊椎の凹部に係合する前記中央支持体の前記上部および下部の面部は、軸方向において前記外側支持体の前記上部および下部の面部よりも大きい距離間隔がおかれ、その軸方向の間隔の大きさは、係合する脊椎の間の解剖学上正確な間隔を維持するものであることを特徴とする請求項３０に記載の人工椎間板装置。
前記外側支持体の前記上部および下部の面部は弧状の形状を有し、それら弧状の形状は前記中央支持体の弧状の面部より緩やかなカーブで面する脊椎面に略適合することを特徴とする請求項２８に記載の人工椎間板装置。
前記環状の外側支持体は、前記上部および下部の面部の間に軸方向に大きくされた部分を含む概略楔形状を有し、当該外側支持体の前記脊椎の間へのはめ込みを最適化することを特徴とする請求項２８に記載の人工椎間板装置。
前記環状の外側支持体は椎間板軸の周りに延在し、および上部および下部の環状の板であって、上部の板上には前記上部の支持面部があり、下部の板上には前記下部の支持面部がある板を具え、前記板は軸方向に間隔をおかれ、概略前記椎間板軸を横断して延在することを特徴とする請求項２８に記載の人工椎間板装置。
前記板はそれらの軸方向の空間に緩衝材料を有し、当該板相互が弾性的移動し、また、荷重がかからない前記板をそれらに略平行な向きに付勢することを特徴とする請求項３５に記載の人工椎間板装置。
前記中央支持体は前記弧状の支持面部を含む概略球状の外表面を有し、前記環状の板それぞれは前記球状外表面より小さい最大直径を有する中央開口を含み前記中央支持外表面に密にはまる前記板の軸方向間隔とすることを特徴とする請求項３６に記載の人工椎間板装置。
前記環状の外側支持体は中央に軸方向の貫通口を有し、前記中央支持体は軸方向に大きくされて前記中央の開口を通って延在し、前記上部および前記下部の弧状の支持面部は、軸方向において対応する前記上部および下部の環状外側支持面部を超えて延在することを特徴とする請求項２８に記載の人工椎間板装置。
前記環状の外側支持体は、弾性材料のものであって前記貫通口の境界を定める内部面を有し、前記軸方向に大きくされた支持体は、前記環状支持体の内部面と密に面し、かつ環状の溝を有して向い合う支持面との間に隙間を生じさせる外側面を含み、荷重があるときに前記隙間の中に前記環状の外側支持体の弾性材料が変形することができることを特徴とする請求項３８に記載の人工椎間板装置。
前記中央支持体は前記外側支持体より硬い材料のものであり、当該弧状の面部が前記脊椎凹部に適合すること維持することを特徴とする請求項２８に記載の人工椎間板装置。
前記外側の支持体は弾性材料のものであって、当該外側支持体が圧縮荷重の力のもとで弾性的に変形することを特徴とする請求項２８に記載の人工椎間板装置。
前記外側支持体は、その前記支持面部を含む外側の摩耗層と、内部の緩衝部とを有し、前記外側の摩耗層は前記内部緩衝部より硬い材料のものであることを特徴とする請求項２８に記載の人工椎間板装置。
軸方向に間隔をおいた上部と下部の脊椎の間に移植されるための人工椎間板装置において、
前記上部および下部それぞれの脊椎の向き合う面に係合するための上部および下部の板部材と、
軸方向に延在し、また、その上に弧状の面を有して、該弧状の面がスライド可能に係合する脊椎の凹部内でスライドすることができる、それぞれの前記板部材上の中央突起と、
前記板部材の間の環状荷重支持部材であって、前記板部材を軸方向に間隔をおくとともに、弾性材料のものであることにより、当該環状部材が弾性的に変形しつつ前記板部材が互いに向かうように、および相互に離れるように移動可能とする環状荷重支持部材と、
その周りに前記環状部材が延在し、当該環状部材より硬い材料のものであることにより当該環状部材の変形を制限する緩衝部材と、
を具えたことを特徴とする人工椎間板装置。
前記環状荷重支持部材は前記緩衝部材よりも軸方向に厚みがあり、これにより、背骨が通常の荷重状態にあるとき前記上部の板部材と前記緩衝部材との間に間隔が存在することを特徴とする請求項４３に記載の人工椎間板装置。
前記環状部材と前記板部材との間にあることにより当該部材間の磨耗を最小限とする低摩擦支持面を含むことを特徴とする請求項４３に記載の人工椎間板装置。
前記上部および下部の板部材は、互いに向かって延在する弧状の中央突起を含み、前記緩衝部材は上部および下部の弧状の凹部を有し、該凹部の形状は対応する前記上部および下部の板の突起と合致しかつスライド係合することを可能とするものであることを特徴とする請求項４３に記載の人工椎間板装置。
移植の際に、前記板部材、前記環状荷重支持部材、および前記緩衝部材を、組み立てた形態でともに保持する覆いまたは袋を含むことを特徴とする請求項４３に記載の人工椎間板装置。
前記板部材および前記環状部材は、それらの間に保持構造を含み、この保持構造によって前記板部材の前記環状部材に対する横方向および回転の移動を阻止することを特徴とする請求項４３に記載の人工椎間板装置。
前記保持構は、前記環状部材および前記板部材の一方における溝と、前記環状部材および前記板部材の他方における、前記溝内に延在する突起とを具えたことを特徴とする請求項４８に記載の人工椎間板装置。
前記環状部材は前記緩衝部材が隙間を残して配置される中央の内部空間を画定し、また、前記内部空間および当該環状部材の外への開口で、当該内部空間と外との間の流路を規定する開口を含むことを特徴とする請求項４３に記載の人工椎間板装置。
前記環状部材と前記板部材の少なくとも１つはそれらの間に経路を含み、当該装置の内部と外部との間で液体の流れを可能とすることを特徴とする請求項４３に記載の人工椎間板装置。
前記環状部材は、前記上部および下部の板部材に面する上部および下部の面を有し、前記経路は、前記弾性の環状部材の前記上部および下部の面に形成された、放射状に延在する複数の経路を含むことを特徴とする請求項５１に記載の人工椎間板装置。
前記環状荷重支持部材の弾性材料はヒドロゲルを具えたことを特徴とする請求項４３に記載の人工椎間板装置。
上部と下部の脊椎の間に移植されるための人工椎間板装置において、
上部および下部の脊椎の対向するそれぞれの面に対してスライドして係合することができる上部および下部の弧状の支持殻と、
前記殻をスライドできるように支持する弧状の外側面を有した中央支持部であって、脊椎が動くときに、前記殻と係合された脊椎との相対的な動きと、前記殻と当該中央支持部との相対的な動きとの間の差動を可能とする中央支持部と、
前記中央支持部の周りに延在し、前記支持殻との間で荷重を分配する環状の外側支持部と、
を具えたことを特徴とする人工椎間板装置。
前記中央支持部は概略球状であり、前記殻はドーム形状を有して前記球状の中央支持部の上でスライドできることを特徴とする請求項５４に記載の人工椎間板装置。
前記球状の中央支持部は所定の直径を有し、前記ドーム殻は前記所定の直径より小さい最大直径を有することを特徴とする請求項５５に記載の人工椎間板装置。
前記中央および外側の支持部を連結するとともに、それらの横方向の間隔をあけるウエブ壁であって、前記スライドする支持殻と前記外側支持部との干渉を最小限とするウエブ壁を含むことを特徴とする請求項５４に記載の人工椎間板装置。
前記ウエブ壁は前記中央および外側支持部と一体である
前記中央支持部および前記環状の外側支持部は相互に横方向に間隔が置かれて、それらの間にその中で前記殻がスライドする隙間を形成し、また、前記環状支持部は軸方向に延在する内側面を有して凹部の大きさを最小限とすることを特徴とする請求項５４に記載の人工椎間板装置。
前記環状の外側支持部は弾性材料のものであり、上部および下部のフランジおよびこれらフランジの間の凹状の溝を含む外周面を有して圧縮荷重の下での前記フランジの柔軟性を最適化することを特徴とする請求項５４に記載の人工椎間板装置。
前記外側支持部は、衝撃吸収のための緩衝材料の芯と、対磨耗のための上部および下部の硬い材料の支持面とを含むことを特徴とする請求項５４に記載の人工椎間板装置。
前記支持部は軸方向の貫通口を含み、前記殻は、前記貫通口内に延在し、また、協働して前記中央支持部が圧縮することや前記殻が互いに向かって軸方向に移動することを制限する突起を含むことを特徴とする請求項５４に記載の人工椎間板装置。
前記支持部の間に延在して当該支持部を連結するウエブ壁を含み、前記外側支持部は前記ウエブ壁の内部延長と上部および下部の弧状支持輪を含み、該支持輪は、その上で前記上部および下部の殻をスライドできるように支持し、また、支持されることにより前記延長を含む前記ウエブ壁上で横方向のスライドを可能とすることを特徴とする請求項５４に記載の人工椎間板装置。