JP2008500085A - 脊椎関節形成システム - Google Patents
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Abstract
【課題】病変した椎間板の上下に位置する椎骨の後関節要素の著しい退行変性に対しても椎間板プロテーゼまたは中核プロテーゼを使用可能な脊椎関節形成システムを提供する。
【解決手段】本発明は、隣接する二つの椎骨(V1, V2)間に配置するための脊椎関節形成システムに関する。この関節形成システムは、少なくとも部分的な椎間板プロテーゼ(12)と、二つの椎骨の棘突起間に配置するためのスペーサ(20)であって、その端部の各々において、棘突起の一を受けるための窪み(22, 24)を有するスペーサと、各棘突起を前記スペーサの窪みに保持するための少なくとも一の結束材(26, 28)とを有する椎間用インプラント(14)とを備えている。
【選択図】図1
【解決手段】本発明は、隣接する二つの椎骨(V1, V2)間に配置するための脊椎関節形成システムに関する。この関節形成システムは、少なくとも部分的な椎間板プロテーゼ(12)と、二つの椎骨の棘突起間に配置するためのスペーサ(20)であって、その端部の各々において、棘突起の一を受けるための窪み(22, 24)を有するスペーサと、各棘突起を前記スペーサの窪みに保持するための少なくとも一の結束材(26, 28)とを有する椎間用インプラント(14)とを備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は脊椎関節形成システムに関する。
脊椎関節形成術を行うために椎間板を機械式プロテーゼで置換する原理は周知であり、数多くの文献で説明されている。
椎間板の退行性病変を治療しようとするこのような手術は、外科的に前方進入法あるいは後方進入法で実施することができる。
この種の病変に対する別の治療法としては、椎間板の髄核のみを置換するインプラントを用いることが挙げられる。このようなインプラントは中核プロテーゼと呼ばれる。このプロテーゼは、中核を切除した後で椎間板の中央部に挿入される。このようなプロテーゼは概ね、術後24時間または48時間で最終的な寸法にまで膨張し、中核の機械的動作を再現しようとする粘弾性的特性を有する親水性の材料で構成されている。
しかしながら、どのような進入法あるいは中核プロテーゼを採用するにしても、椎間板プロテーゼを利用することに関する効能は、治療される脊柱の準位における後方構造の状態によって制限される。用語「後方構造」は、患者の椎間板の上下に配置された椎骨の関節面間に形成されている後関節を指すのに用いられる。後関節自体が退行変性していると、椎間板プロテーゼまたは中核プロテーゼの効能は、部分的あるいは全体的な椎間板プロテーゼを良好な状態で、また実際に成功するチャンスがあって、用いることができるようにするには厳しいものがあると判断されることが多い。このことは、特に機械式の椎間用プロテーゼあるいは中核プロテーゼを用いるにしても、いずれも生体椎間板の少なくとも一部を置換しようとするこれらの装置が、隣接した椎骨の相対的な移動に対して何ら機械的な停止機能を備えていないことに起因する。そのような状況では、退行変性ゆえに椎骨自体が相対移動を制限する機械的停止機能を果たすことがない。したがって、外科医は問題となっている脊柱の準位において、例えば二つの椎骨が移動しないようにロッドに結合された椎弓根用の螺子を含むシステムを用いて、癒合(固定術)を進めざるを得ないことが多く、これにより当然に患者の快適さが減じられてしまう。
国際公開第WO00/53127号パンフレット
欧州特許出願公開第EP0176728号明細書
国際公開第WO02/071960号パンフレット
仏国特許出願第01/15494号(仏国特許出願公開第2832917号明細書;特表2005−510287号公報)
『欧州脊椎ジャーナル、第2巻、別冊2号、2002年10月』(European Spine Journal, Volume 11, Supplement 2, October 2002)
『脊椎、第27(11)巻、2002年6月1日、1245〜1247頁』(SPINE, Volume 27 (11), June 1, 2002, pp. 1245 to 1247)
本発明の第1の目的は、病変した椎間板の上下に位置する椎骨の後関節要素の著しい退行変性に対しても椎間板プロテーゼまたは中核プロテーゼを使用可能な脊椎関節形成システムを提供することにある。
本発明のこのような目的を達成するために、隣接する二つの椎骨間に配置するための脊椎関節形成システムは、ボールジョイント(膝蓋)型の機械式プロテーゼと椎間板中核プロテーゼを含む群から選択される少なくとも部分的な椎間板プロテーゼと、二つの椎骨の棘突起間に配置するためのスペーサとで構成される。該スペーサは、その端部の各々において棘突起の一方を受けるための窪みと、前記スペーサの窪みに各突起を保持するための少なくとも一の結束材とを有することを特徴とする。
病変した椎間板の両側に配置される椎骨の棘突起間に置かれた椎間用インプラントを用いることで、相対的な移動に対して機械的な停止機能が実現されるが、退行変性した椎骨自体ではもはや実現できなくなっていることは理解されよう。それゆえに、椎間板用としてボールジョイント型の機械式インプラント、あるいは中核インプラントを良好な状態で利用できるのである。椎間用インプラントのスペーサは、種々の移動平面において二つの椎骨間の相対的な移動を制限できる。
第1の実施の形態において、本システムは一方の椎骨に固着するための固着面、一部が第1の凹型で実質的に球状キャップの形状をなす作用面を有する第1の集合体と、他方の椎骨に固着するための固着面、第1の球状キャップと協働するための第2の凸型で実質的に球状キャップの形状をなす部分を含む作用面を有する第2の集合体とで構成される。同じく周知の通り、相補性のある球状キャップを有する二つの要素で構成された椎間板プロテーゼにより、二つの椎骨間で自然(な相対的移動)に近い相対的な移動が可能となる。
第2の実施の形態において、本システムは中央部が切除された後で生体椎間板に配置される中核プロテーゼを備える。
本発明の他の特徴と利点は、本発明を限定しない実施例として例示した本発明に係る種々の実施形態に関する下記の説明を読めばより明らかとなる。以下の説明は、添付図面を参照しながら行う。
図1は、本発明に係る脊椎関節形成システムに関する第1の実施形態を示す概略図である。
図において、二つの椎骨V1、V2と、その棘突起A1、A2が確認できる。本実施の形態において、脊椎関節形成システムは椎間板プロテーゼ12及び椎間用インプラント14で構成されている。椎間板プロテーゼ12は、椎骨V1、V2の台面a、bの間に装着される。プロテーゼ12は、本質的に二つの要素16、18で構成され、各要素は椎骨の台面に固着するための一方の面16a、18aと、他方の面16b、18bを有する。この他方の面は球状キャップの形状をなす共通の接触表面を形成している。接触表面16b、18bによって二つのプロテーゼ要素が互いに対して移動可能であり、これにより椎骨V1、V2は自然な相対的移動のうち少なくとも一部を行うことができる。
椎間用インプラント14は、本質的に棘突起A1、A2を受けるための溝22、24を両端部に有するスペーサ20で構成される。スペーサ14は、両端がスペーサ20に取り付けられ、また突起を取り囲む二つのストラップ26、28を用いて突起A1、A2に取り付けられる。スペーサ14の中央部30は、弾性的に変形可能であることが好ましく、これにより椎骨V1、V2の間である程度の相対的な移動が可能となる。
本発明に関して考えられる状況において、すなわち椎骨の後関節が退行変性している場合、椎間用インプラント14は、後関節が良好な状態であるとき後関節によって正常に行われていたはずの方法で、二つの椎骨間の相対的な移動を制限することが理解されよう。また、椎間板プロテーゼと椎間用インプラントを組合わせると、考えられる特定の状況で生体椎間板を置換する問題を解決できることも理解されよう。
同様に図2も、本発明に係る脊椎関節形成システムに関する第2の実施形態を示す簡略化した概念図である。生体椎間板40は、さらに限定的な退行変性を有している。この状況では、プロテーゼ12を用いずに、生体椎間板の周縁部分42が保存されており、その髄核は生体椎間板の中央部と替わる中核プロテーゼ44を用いて置換される。中核プロテーゼ自体は上述したように既知であり、概ね術後24時間または48時間で最終的な寸法にまで膨張する親水性の材料で構成されている。生体椎間板に関して部分的なプロテーゼを現実に構成するこれらの中核プロテーゼは、中核の機械的動作を再現しようとする粘弾性的特性を有している。椎間板プロテーゼでは、限定的とはいえ、ある程度の案内が可能であるのに対して、中核プロテーゼは二つの椎骨間の相対的な移動に関して何ら案内することができないので、椎骨の後方構造が完全な状態にあるときにのみ中核プロテーゼを用いることが可能である点を強調しておく。
椎間板用の中核プロテーゼについては、『欧州脊椎ジャーナル、第2巻、別冊2号、2002年10月』(非特許文献1)及び『脊椎、第27(11)巻、2002年6月1日、1245〜1247頁』(非特許文献2)に記述されている。
脊椎関節形成システムに関するこの第2の実施形態において、中核プロテーゼ44は、図1を参照して記述したものと同様の椎間用インプラント14によって完全なものとなる。上記で説明したように、椎間用インプラントが棘突起A1、A2の間に配置され、二つの椎骨間の相対的な移動の可能性を制限し、それによってインプラントが、前記の機能に関して、退行変性した椎骨の後方構造の代わりをする。
本発明に係る第1の実施形態において、脊椎関節形成システムは、多数の異なる構造を採用できる椎間板プロテーゼと、同じく多数の異なる構造を採用できる、相対的な移動を制限するための椎間用インプラントとで構成されていることが理解されよう。
以下の説明では、本発明における使用に適合させた種々の椎間板プロテーゼが記載され、また同様に本発明での利用に適合させた種々の椎間用インプラントが記載されている。
図3Aと3Bは、参照符号50を付した椎間板インプラントに関する第1の実施形態を示している。プロテーゼ50の第1の集合体52は、椎骨の台面に係止するための係止手段56を設けた固着面54と、球状キャップの形状をなす接触面58とを有している。プロテーゼの第2の要素60は、70のような係止部材を設けた固着面64を有する固着部品62と、接触部品68とで構成されている。部品58は、第1の部品62に形成された座ぐり部72の底と協働するように適合させた摺動面70を有している。また第2の部品68は、第1の集合体52に属する球状キャップの形状をなす表面58と協働するための球状キャップの形状である作用面74も有している。
この椎間板プロテーゼが、二つの球状キャップの存在によって回動型の相対的な移動だけでなく、併進の移動も可能であることが理解されよう。このような椎間板プロテーゼは、WO00/53127(特許文献1)においてさらに詳しく説明されている。また他の椎間用インプラントのプロテーゼは、EP0176728号公報(特許文献2)において実施例として説明されている。
あらゆる状況下で、上述したタイプの椎間用インプラントのプロテーゼは、前方進入法で配置される。このような解決法は、椎間用インプラント14を後方進入法で配置しなければならないので、たいてい次善の策であることが理解されよう。
このような問題点を改善するには、後方進入法で配置されるように適合させた椎間板プロテーゼを用いることが望ましい。このようなタイプのプロテーゼに関する二つの好ましい実施例を、一方は図4、5を参照しながら、他方は図6、7を参照しながら、以下に説明する。
まず、図4と図5A〜5Cを参照すると、後方進入法で配置できる椎間板プロテーゼ80が記載されている。このプロテーゼ80は、第1のプロテーゼ集合体82と第2のプロテーゼ集合体84とで構成される。第1の集合体82は、第1の固着要素86と第1のプロテーゼ要素88とで構成され、第2の集合体84は、第2の固着要素90と第2のプロテーゼ要素92とで構成されている。
固着要素84は図5A及び5Bに記載されており、固着要素86は固着要素84と同様のものである。固着要素84は、全体として、椎骨の台面に係止するための係止手段94を設けた固着面92と、協働させることを目的とした対向面96とを有する矩形板の形状である。
協働面96には、面96の内方へ開口した挿入口98が形成されており、挿入口の垂直断面形状は、図5Bから判るようにT字状となっている。この挿入口98は、部品84の側部の一方へ開口した係合部分98aと、これに対して直角をなす第2の部分98bとを有している。
図5Cは、プロテーゼ要素88及び92を示している。プロテーゼ要素88は段差部分102を含めた協働面100を有し、段差部分102には固締用部材104が形成される。固締用部材104は小径部分106を有するスタッドで構成され、スタッドの小径部分106は部材104を段差部分の表面102に連結している。スタッド104の寸法は、挿入口98に係合できる態様で決定される。またプロテーゼ要素88は、本質的に表面を凸型の球状キャップ110の形状に形成した作用面108も有している。
プロテーゼ要素92は、プロテーゼ要素88の凸型の球状キャップ110と協働するように適合させた凹型の球状キャップ112の形状をなす表面が作用面108’に形成されている点を除き、プロテーゼ要素88と同じ構造を有している。
椎間板プロテーゼ80は、下記の要領で、後方進入法で配置される。
初めに、外科医が固着要素82と84を連続的にあるいは同時に配置する。これは、固着要素が比較的小さな寸法であるため、後方進入法で行える。その後、外科医は対応する固着要素の挿入口98の挿入部分に係止用スタッド104を進入させる態様で、各プロテーゼ要素88及び92を連続的に差し込む。次に、外科医がスタッド104を90゜回動させることで挿入口98の第2の部分98bへ移動させて、スタッド104がそのまま保持されるようになる。これにより、各プロテーゼ要素が固着要素に固締されるようになる。それぞれの固締要素(挿入口98及びスタッド104)の構成のお蔭で、プロテーゼ要素を固着要素に固締する作業は、プロテーゼが配置される二つの椎骨の共通軸に直角をなす平面でプロテーゼ要素を移動させるのみで行われることを強調しておく。
初めに、外科医が固着要素82と84を連続的にあるいは同時に配置する。これは、固着要素が比較的小さな寸法であるため、後方進入法で行える。その後、外科医は対応する固着要素の挿入口98の挿入部分に係止用スタッド104を進入させる態様で、各プロテーゼ要素88及び92を連続的に差し込む。次に、外科医がスタッド104を90゜回動させることで挿入口98の第2の部分98bへ移動させて、スタッド104がそのまま保持されるようになる。これにより、各プロテーゼ要素が固着要素に固締されるようになる。それぞれの固締要素(挿入口98及びスタッド104)の構成のお蔭で、プロテーゼ要素を固着要素に固締する作業は、プロテーゼが配置される二つの椎骨の共通軸に直角をなす平面でプロテーゼ要素を移動させるのみで行われることを強調しておく。
図6及び図7A〜7Eを参照すると、後方進入法で配置できる椎間板プロテーゼに関する第2の実施例が記載されている。
図6は、プロテーゼ120が二つの固着要素122、124と二つのプロテーゼ要素126、128とで構成されており、各プロテーゼ要素は、プロテーゼ要素126用の異なる二つの部品126a、126bとプロテーゼ要素128用の異なる二つの部品128a、128bとで構成されることを示している。
図7A及び7Bは固着要素122を示しており、固着要素124はこれと同様のものである。固着要素122は、固着面130aに132のような係止部材が取り付けられた、実質的に矩形状の板130で構成されている。板130の他方の面130bには、二つの固締用部材134、136が取り付けられている。各固締用部材134、136は、垂直断面をT字状としたバーの形状である。各固締用部材は、固締用部材に対して一定の可撓性を付与するために長手方向に沿った挿入口138を含むことが好ましい。
図7C〜7Eは、プロテーゼ要素128の部品128a、128bを示している。
プロテーゼ要素128の各部品128aと128bは、その協働面140において、固締用部材134と136を受け入れるように適合させたT字状に開口した挿入口142を備えている。部品128aと128bが板130に取り付けられると、これらの部品は互いに相対移動しなくなることが理解されよう。部品128a、128bの接触面144は、球状キャップの一部分を形成している。このように形成された二つの球状キャップ部分は、部品128aと128bが固着要素部分124の補助により互いに取り付けられると、共通の球状キャップに属することになる。同様に部品126aと126bは、ともに凹型の球状キャップを形成する作用面を有している。
このように、椎間板プロテーゼに関する上述の実施形態が後方進入法で配置するのに最適となっていることが理解されよう。外科医は、初めに二つの固着要素122、124を同時にあるいは連続して椎骨の台面に配置する。その後、プロテーゼ要素126を構成する部品126a、126bを脊髄の両側に配置し、固着要素128に固締し、次いで同じ態様でプロテーゼ要素128の部品128a、128bを配置して固着要素124に固締する。さらに、上述の実施形態と同様にプロテーゼ要素を構成する部品を配置することができ、プロテーゼが配置される椎骨の共通軸に対して実質的に直角をなす平面で、前記部品を移動させることによって固締することができる。
ここで図8と9を参照して、脊椎関節形成システムでの利用に適合させた椎間用インプラントに関する二つの実施形態について説明する。
図8において、インプラント140は上記で説明したように突起間用スペーサ142と、スペーサの端部を椎骨の棘突起に取り付けるための二つのストラップすなわち結束帯144、146とで構成されている。スペーサ142は、端部が棘突起を受けるための溝すなわち窪み148、150を含む本体146を備えている。スペーサ本体の中央部152は、溝148、150に対して平行な孔154、156を有している。孔154、156の目的は、スペーサ本体にある程度の弾性または可撓性を付与するためであり、これによって二つの椎骨間である程度の相対移動が可能となる。ストラップ144と146の各々は、スペーサ本体に取り付けられた第1の端部144a、146aと、スペーサ本体の側壁164、166にスナップ式に固着できるセルフロック(戻り止め)式の固締装置160、162に係合された第2の端部144b、146bを有する。このような椎間用インプラントは、本出願人名義の国際特許出願のWO02/071960(特許文献3)において、さらに詳しく説明されている。
また図9に示す椎間用インプラントは、本出願人名義の仏国特許出願第01/15494号(特許文献4)において、詳細に説明されている。
図9に示すスペーサ170は、それぞれ参照符号172、174を付した二つの別個の部品で構成されている。部品172は、一方の棘突起に対応させた上溝176を形成し、部品174は他方の椎骨の棘突起に対応させた下溝178を形成している。部品172、174の内壁は、実質的に平行六面体である容積部Vを形成している。この容積部Vの内部には、同じく実質的に平行六面体であって、かつ圧縮特性を有するエラ
ストマーの材料で作成された部品180が装着してある。二つの部品172、174は、結束材182が完全に容積部Vを取り巻く態様で、部品172、174に形成された184のような通路に係合した結束材182によって一体に保持されている。さらに、スペーサ170の各部品172、174には、図8のシステム160、162に類似したセルフロック式のシステムを受けるためのスナップ式固着手段184、186が取り付けられている。これらのシステムにより、図8の結束材144、146に類似した結束材を引き締めて、スペーサ170を椎骨の棘突起に取り付けることができる。
ストマーの材料で作成された部品180が装着してある。二つの部品172、174は、結束材182が完全に容積部Vを取り巻く態様で、部品172、174に形成された184のような通路に係合した結束材182によって一体に保持されている。さらに、スペーサ170の各部品172、174には、図8のシステム160、162に類似したセルフロック式のシステムを受けるためのスナップ式固着手段184、186が取り付けられている。これらのシステムにより、図8の結束材144、146に類似した結束材を引き締めて、スペーサ170を椎骨の棘突起に取り付けることができる。
弾性的に変形可能なブロック180が存在するお蔭で、この部品180を圧縮することにより、スペーサ170が棘突起を互いの方へ移動させることは理解されよう。その一方で、結束材182は、部品172と174の間で相対的な変位が発生するおそれを制限するので、これにより棘突起が離れてしまうおそれも制限される。
ある程度の弾性を有する突起間用スペーサを用いることで、特別な利点が得られる。すなわち、少なくとも一部で椎間板プロテーゼがボールジョイント型の機械式プロテーゼであるか椎間板中核プロテーゼであるかに関わらず、二つの椎骨間でボールジョイント型の移動が(スペーサにより制限されることはあっても)ある程度は許容されるからである。
また当然のことながら、置換すべき椎間板の両側にある椎骨の棘突起間に配置される他のタイプの椎間用インプラントに対してしても、椎骨の棘突起間で相対的に変位する可能性をある程度制限できることで、好適に使用できる。
さらに一般的には、図8の実施形態において孔154、157はスペーサの中央部を貫通しており、また図9の実施形態においてはスペーサの中央部が端部よりも大きな弾性係数を有することが好ましい。
Claims (9)
- 隣接する二つの椎骨間に配置するための脊椎関節形成システムであって、
ボールジョイント型の機械式プロテーゼと椎間板中核プロテーゼを含む群から選択される少なくとも部分的な椎間板プロテーゼ(12, 44)と、
二つの椎骨の棘突起間に配置するためのスペーサ(20)であって、その端部の各々において、棘突起を受けるための窪み(22, 24)を有するスペーサと、
各突起を前記スペーサの窪みに保持するための少なくとも一の結束材(26, 28)と、
を有する椎間用インプラント(14)と、
を備えることを特徴とする脊椎関節形成システム。 - 請求項1に記載の脊椎関節形成システムであって、さらに、
椎骨に固着するための固着面と、第1の凹型で実質的に球状キャップの形状をなす部分を含む作用面とを有する第1の集合体(52, 82)と、
椎骨に固着するための固着面と、第1の球状キャップと協働するために第2の凸型で実質的に球状キャップの形状をなす部分を含む作用面とを有する第2の集合体(60, 84)と、
を有するボールジョイント型の機械式椎間板プロテーゼを備えることを特徴とする脊椎関節形成システム。 - 請求項2に記載の脊椎関節形成システムであって、
前記プロテーゼにおける前記第1及び第2の集合体のそれぞれが、
前記固着面を含む固着要素(86, 90, 112, 124)と、
前記作用面を含むプロテーゼ要素(88, 91, 126, 128)と、
を有し、これらの要素を一体に取り付けるための機械的手段が前記要素に設けられていることを特徴とする脊椎関節形成システム。 - 請求項2に記載の脊椎関節形成システムであって、
各プロテーゼ要素(122, 124)が、突き合わせ状態に配置するための二つの異なる部品(126a, 126b, 128a, 128b)を備え、それぞれの部品が固着面と作用面とを有しており、
さらに、各プロテーゼ集合体が、二つの部品を一体に取り付けるための手段(122, 124)を備え、二つの取り付けた部品の作用面が前記球状キャップの一を形成していることを特徴とする脊椎関節形成システム。 - 請求項1に記載の脊椎関節形成システムであって、
各プロテーゼ要素が単一の部品で構成されることを特徴とする脊椎関節形成システム。 - 請求項1に記載の脊椎関節形成システムであって、
前記部分的な椎間板プロテーゼが椎間板中核プロテーゼ(44)で構成されることを特徴とする脊椎関節形成システム。 - 請求項1から6のいずれか一に記載の脊椎関節形成システムであって、
前記椎間用スペーサ(170)は、
二つの端部(172, 174)であって、各端部は、二つの椎骨が互いの方へ移動すると作用する圧縮変形可能な手段(180)を有する中央部とともに、前記窪みの一とを含む二つの端部と、
椎骨同士が相互に分離移動する作用によって前記スペーサの端部が離れることのできる範囲を制限するための結束手段(182)と、
を備えることを特徴とする脊椎関節形成システム。 - 請求項1から6のいずれか一に記載の脊椎関節形成システムであって、
前記椎間用スペーサ(140)が二つの端部を有しており、各端部は、該端部よりも大きな弾性係数を持つ中央部(152)とともに、前記窪み(148, 150)の一つとを備えることを特徴とする脊椎関節形成システム。 - 請求項8に記載の脊椎関節形成システムであって、
前記スペーサが単一の材料で作成されており、その中央部(152)は該中央部を貫通した孔(154, 156)を有することを特徴とする脊椎関節形成システム。
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