JP2008531087A - 人工椎間板のアセンブリ - Google Patents

Abstract

人工椎間板のアセンブリ（１０）であって、上部および下側終板（１２、１４）と、終板によって支持され、該終板の間の包含範囲を定義する膨張が可能なブラダー（１８）とを含む、人工椎間板のアセンブリ。生体適合性のある流体（３１）は、該包含範囲に配置される。複数の孔（３２）を有する円筒（３０）は、下部の板から包含範囲の中に向かって突起する。曲線をなす上部の表面（１６’）を有するピストン（１６）は、円筒の中を往復するように移動が可能であり、その開いた端部から突起する。上部の板から下がる円筒の突起（２４）は、ピストンの上部の表面（２４’）を圧迫し、かつ合わさり、それによって終板の相対的な回転移動および平行な配列内外への移動を可能にする。円筒の孔の大きさおよびブラダーの弾性を変化させることによって、終板の内部に向かう移動をもたらすのに必要な軸方向の負荷の量は、変化し得る。

Description

（関連出願の参照）
本出願は、２００４年２月２３日に出願の米国仮特許出願第６０／５４７，０３５号の優先権を主張する。

（技術分野）
本発明は、人工椎間板のアセンブリに関連し、該アセンブリは、疾患または傷ついた椎間板が除去された後に、空いた空間に移植される。

人工椎間板のアセンブリは、軸から外れた負荷の影響を受けるときには、椎体の終板に平行および固定された状態であり続けることが重要であり、それによって、本来の板の負荷の特徴を真似ることにより、患者に、健康な本来の板によって提供され得るものと実質的に同様の動きの範囲を提供する。板のアセンブリの剛性が、患者の大きさに依存して設定され得るかどうかが、患者の快適性にとっても重要である。本発明のアセンブリは、これらの目的を獲得する。

本発明の板のアセンブリは、一般に楕円形であり、異なる大きさの患者の椎体の終板をカバーするために様々な大きさで提供され、板のアセンブリの終板を椎体の終板に対して外側に向かうように軸上から傾かせる、新たな種類のブラダーおよびピストンを加湿するアセンブリを使用し、異なる大きさの患者に対するアセンブリの剛性の変化、および生理学上の負荷の状態に関する幅広い範囲における旋回軸上の移動および振動吸収を許容し、その一方で、アセンブリの終板のそれぞれと椎体の隣接する終板とにおいて、平行で接触した関係を維持する。板のアセンブリの終板には、それぞれに外側に突起する固定された特徴が提供され、移植後に移植された板のアセンブリが移動する可能性を減少させる。これらの特徴の結果は、人工の椎間の板置換デバイスにおける実質的な向上である。

ここで図面を詳細に参照すると、本発明の人工椎間板アセンブリ１０は、一対の終板１２および終板１４と、ピストン１６とブラダー１８とを備えている。終板１２および終板１４は、好ましくは内側から側面に向けて、および前後方向の寸法が、本来の椎板と同一の比率の楕円形の構成をなしており、好ましくはチタン合金、コバルト−クロム−モリブデン合金など、または放射線透過性の素材であるポリエーテルケトンケトンまたはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＫＫ／ＰＥＥＫ）などであるが、板１２および１４に剛構造を提供し得る、他の生体適合性のある不活性物質の形態をも取り得る。

終板１２および終板１４はそれぞれ、椎体の終板（不図示）と係合するために、その外側表面に固定の特徴を有する何らかの形態を定義して、その結果として、移植後の移植移動の可能性を減少させ、骨の内部成長を促進する。図面に例示された本発明の実施形態において、２つ以上の鳩の尾型の突起２０が使用されている。そのような鳩の尾型の突起は、椎体の終板に執刀医によって形成された合わせ面と係合する。あるいは、複数の外側に突き出たスパイク、リブまたはリッジ、または本来の椎骨の終板と合わさる他の凸状の表面は、本来の椎骨の終板と向かい合って、定位置にアセンブリ１０の終板を動かないようにするように用いられ得る。移植の長期に渡る安定化は、骨の内部成長を促進するために、多孔質コーティング、例えばビーズ、ヒドロキシアパタイト（ｈｙｄｒｏｘｙａｐｐｅｔｉｔｅ）コーティングまたはプラズマスプレーを用いて起こり得る。

第１または上部の終板１２の内部に向いた表面１２’は、図に示されているように、凸状の端面２４’で終わる円筒形の突起２４、および内側表面の１２’の外辺部の周りに伸びる溝２６を定義する（図３を参照）。第２または下側終板１４の内側表面１４’は、その外辺部の周りに伸びる、対応する向かい合った溝２８、および表面１４’の中心部から上に向かって突起する円筒３０を定義する。円筒３０は、それを貫通する、複数の放射状に伸びるチャネル３２を定義し、円筒の中で往復移動するピストン１６を受け入れる大きさになっている。円筒３０の上部の端面は、好ましくは図４に例示されるように３０’において斜角をつけられている。ピストン１６の上部の表面１６’は、凹状の形状であり、その結果として、第１の終板１２から下がった突起２４に関する凸状の下側端面２４’と合わさる（図６を参照）。ピストン１６は、円筒３０の中で往復するように移動可能であり、図で示され、さらに議論されるように、円筒３０から突き出るには十分な高さまたは軸方向の長さが提供される。

ブラダー１８は、終板１２と終板１４との間に伸び、外辺部の溝２６および２８における上側および下側の端部において保持され、その結果として、図１および図２に示されるように、ピストン１６および円筒３０の周りに配置された終板１２と終板１４との間の空間の限界領域を定義し、包囲する。ブラダー１８は、好ましくは可撓性のあるポリマー素材で形成されており、適切なエポキシ接着剤によって定位置に固定されるか、代替的に、２つの終板１２および終板１４によって支持される１対のロッキングリング（不図示）または別の適切な機械的な装着デバイスなどの機械的な接続によって定位置に固定される。

円筒３０の空間を含む、終板１２および終板１４並びにブラダー１８の内側に配置された空間は、塩水またはヒドロゲルなどの生体適合性のある流体３１で満たされる。ピストン１６は、実際は円筒３０の中の流体３１に浮く。従って、軸方向に向けられた圧縮力が終板１２または終板１４、またはその両方に働いたときには、ピストン１６は、円筒内を下方向に押しつけられ、該ピストンと円筒３０の底部との間の領域の流体３１を円筒の壁における放射状のチャネル３２を介して外側に通過させ、ブラダー１８を外側に膨らませる。終板に対する軸方向の圧力が緩和すると、ブラダーにおける弾性力が、チャネル３２を介して流体を内側に移動させ、アセンブリ１０を圧力がかかる前の構成に戻す。

チャネル３２をある大きさに作り、ブラダー１８の弾性を変更することによって、板アセンブリの剛性、すなわち、ブラダーの外側への膨らみや変形およびそれに伴う終板の相対的な動きに効果を及ぼすために必要な軸方向の力は、変化する大きさの個体に適応するように調整し得、板アセンブリ１０が本来の健康な椎間板の生理学的な特徴を真似ること、および、そのような個体に相対的に十分な動作範囲を提供することを可能にする。

図面に見られるように、軸方向に並んだピストン１６の上部の表面１６’と突起２４の凸状の端面２４’との合わさる湾曲面、および円筒３０の領域の外部にそれらの接触面を配置することは、複数の軸の周りの終板の相対的な回転移動を可能にし、その一方で、ピストン１６に対する突起２４の接合部を維持する。複数の軸の周りに回転を提供することによって、２つの終板１２および終板１４は、平行ではない方向に向かって動くことが可能となり、それによって、アセンブリ１０は、軸から外れた負荷に対応し、ピストン１６および円筒３０によって提供された２つの終板１２および終板１４の間の支持機能に不都合に影響することなく、本来の板の湾曲を真似る。

様々な変化および修正が、本発明を実行するにあたり、その真意および範囲から逸脱することなくなされ得る。これらの変化および修正が、付随する特許請求の範囲の趣旨の範囲にある限りは、それらは本発明の一部として考慮される。

図１は、本発明の人工椎間板のアセンブリの斜視図である。 図２は、本発明の人工椎間板のアセンブリの側面図であり、膨らませることが可能なブラダーが透明なように示されており、それによって、該ブラダーの位置を示して板のアセンブリの内部を覆い隠さないようにしている。 図３は、本発明の板のアセンブリの上部の終板の斜視図である。 図４は、本発明の板のアセンブリの下側終板の斜視図である。 図５は、本発明の人工椎間板のアセンブリの側面図である。 図６は、図５における線６−６に沿って描かれた、本発明の椎間板のアセンブリの断面図である。

Claims (19)

1. 罹患した、または損傷した椎間板の除去に続いて、椎体の終板に隣接して移植されるように構成された人工椎間板のアセンブリであって、該アセンブリは、
   上側終板および下側終板であって、該終板はそれぞれ、内側表面および表面と係合する外側椎体とを定義する、上側および下側の終板と、
   該板によって支持され、該板の間の流体包含領域を制限する膨張可能なブラダーと、
   該終板の間の該包含領域の中に配置された、生体適合性のある流体と、
   該下側板の該内側表面から該包含領域の中に突起し、開口した上端を有する円筒と、
   該円筒の中を往復するように移動可能で、該円筒の該開口した上端から突起するピストンであって、曲線をなす上側表面を定義する、ピストンと、
   該上側終板の該内側表面から該包含領域の中に下がる突起であって、該突起は、該ピストンの該上側表面と合わさる曲線をなす下側表面を定義することによって、該終板の相対的な回転移動および平行な配列内への移動、および平行な配列から外への移動を可能にし、該円筒に複数の流体の流出孔が該ピストンの下方で配置される、突起と
   を備えている、アセンブリ。
2. 前記終板は楕円形の形状である、請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記板の前記外側表面は、その上に複数のスパイク、リブまたはリッジを定義することにより、前記椎体の終板と係合して前記アセンブリの移動を防ぐ、請求項１に記載のアセンブリ。
4. 前記板の前記外側表面は、その上に鳩の尾型の突起を定義することにより、前記椎体の終板に形成された合わせ面と係合して、前記アセンブリの移動を防ぐ、請求項１に記載のアセンブリ。
5. 前記膨張が可能なブラダーは、所定の弾性限界を有する可撓性のあるポリマー素材で形成されており、かつ、前記円筒における前記孔は、所定の大きさの流体が流れる範囲を集合的に定義し、該範囲は、該弾性限界と協同して、前記終板の相対的な内部方向への移動をもたらすのに必要な、所望の軸方向の力を定義する、請求項１に記載のアセンブリ。
6. 前記板は、楕円形の形状である、請求項３に記載のアセンブリ。
7. 前記板は、楕円形の形状である、請求項４に記載のアセンブリ。
8. 前記板は、楕円形の形状である、請求項５に記載のアセンブリ。
9. 前記板上の前記外側表面は、そこに複数のスパイク、リブまたはリッジを定義することにより、前記椎体の終板と係合して前記アセンブリの移動を防ぐ、請求項５に記載のアセンブリ。
10. 前記板の前記外側表面は、その上に鳩の尾型の突起を定義することにより、前記椎体の終板に形成された合わせ面と係合して、前記アセンブリの移動を防ぐ、請求項５に記載のアセンブリ。
11. 罹患した、または損傷した椎間の板の除去に続いて、椎体の終板に隣接して移植されるように構成された人工椎間板のアセンブリであって、該アセンブリは、
    上側終板および下側終板であって、該終板はそれぞれ、内側表面および表面と係合する外側椎体とを定義する、上側および下側の終板と、
    所定の弾性限界を有し、該板によって支持され、該板の間の流体包含領域を制限する膨張が可能なブラダーと、
    該終板の間の該包含領域の中に配置された、生体適合性のある流体と、
    該下側板の該内側表面から該包含領域の中に突出し、開口した上端を有する円筒と、
    該円筒の中を往復するように移動可能で、該円筒の該開口した上端から突起するピストンであって、曲線をなす上側表面を定義する、ピストンと、
    該上側終板の該内側表面から該包含領域の中に下がる突起であって、該突起は、該ピストンの該上側表面と合わさる曲線をなす下側表面を定義することによって、該終板の相対的な回転移動および平行な配列内への移動、および平行な配列から外への移動を可能にし、所定の大きさの複数の流体の流出孔が該ピストンの下方で該円筒に配置されている、突起と
    を備え、該終板の内側方向の移動は、該円筒の中の流体を、該円筒の該孔を介して外側に通過させて該ブラダーを膨らませ、それによって、該孔によって定義された集合的な面積および該ブラダーの弾性における変化量は、該終板のそのような内部に向かう移動をもたらすために必要な軸方向の負荷を変化させる、アセンブリ。
12. 前記終板は、楕円形の形状である、請求項１１に記載のアセンブリ。
13. 前記板上の前記外側表面は、その上に複数のスパイク、リブまたはリッジを定義することにより、前記椎体の終板と係合して前記アセンブリの移動を防ぐ、請求項１１に記載のアセンブリ。
14. 前記板の前記外側表面は、その上に鳩の尾型の突起を定義することにより、前記椎体の終板に形成された合わせ面と係合して、前記アセンブリの移動を防ぐ、請求項１１に記載のアセンブリ。
15. 罹患した、または損傷した椎間板の除去に続いて、椎体の終板に隣接して移植されるように構成された人工椎間板のアセンブリであって、該アセンブリは、
    上側終板および下側終板であって、該終板はそれぞれ、内側表面および表面と係合する外部の椎体とを定義する、上側および下側の終板と、
    該板によって支持され、該板の間の流体包含領域を制限する膨張が可能なブラダーと、
    該終板の間の該包含領域の中に配置された、生体適合性のある流体と、
    該流体包含領域の中の該終板の間に配置された流体の流路であって、該終板の相対的な内側に向かう移動は、該流路を介する流体の流れをもたらすことにより、該ブラダーを外側に膨張させ、それによって該流体の流路の大きさおよび該ブラダーの弾性における変化量は、該終板のそのような内側に向かう移動もたらすために必要な軸方向の負荷の量を変化させる、流路と
    を備えている、アセンブリ。
16. 前記終板は、楕円形の形状である、請求項１５に記載のアセンブリ。
17. 前記板上の前記外側表面は、その上に複数のスパイク、リブまたはリッジを定義することにより、前記椎体の終板と係合して前記アセンブリの移動を防ぐ、請求項１５に記載のアセンブリ。
18. 前記板の前記外側表面は、その上に鳩の尾型の突起を定義することにより、前記椎体の終板に形成された合わせ面と係合して、前記アセンブリの移動を防ぐ、請求項１５に記載のアセンブリ。
19. 人工板のアセンブリにおいて、終板の相対的な移動に効果をもたらすのに必要な軸方向の力を変化させることにより、様々な大きさの患者に適応する方法であって、該方法は、
    該アセンブリの該終板の間に所定の大きさの流体の流路を提供することによって、該終板の内部に向かう相対的な移動が、該流路を介する流体の流れに効果をもたらすステップと、
    該終板の間に、かつ所定の弾性限界を有する可撓性のあるブラダーを伴う該流体の流路の周りに領域を定めるステップと
    を包含する、方法。

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