JP2008546502A - 脊柱を安定させるための脊椎間人工デバイスおよびその植込み方法 - Google Patents

Abstract

本発明は２つの隣接する脊椎間に挿入するための人工デバイスおよびその方法を提供する。この発明によれば、一方が比較的可撓性の材料で形成され、他方が比較的剛性の材料で形成される２つの接続された部材が提供される。
【選択図】図５

Description

本発明は、ヒトの脊柱を安定させるための脊椎間人工デバイスおよびその植込み方法に関する。

人体の脊柱内の隣接する脊椎間に延在する椎間板は、隣接する脊椎間を支持するのに不可欠である。これらの椎間板は、外傷、劣化、病気などによって、椎間板がその支持機能の少なくとも一部を失ったとき隣接する脊椎間の椎間空間がつぶれるほど断裂、変質および／または突出する場合があり、これが神経根の衝突と激しい痛みを引き起こす恐れがある。

これらの場合において、脊柱の前後の両方で隣接する脊椎間に植込まれ、隣接する脊椎間の椎間空間がつぶれるのを防ぎ、脊柱を安定させることができる脊椎間人工デバイスが設計されてきた。

しかし、これらのデバイスの多くは比較的剛性であり、したがって、脊椎をより良く収容するように曲がることができず、十分に変形することができない。またこれらのデバイスの多くは、植込まれたとき比較的疲労が大きい。

本発明の実施形態による脊椎間人工デバイスは、比較的低い疲労特性および比較的高い変形性を実現し、解剖学的構造との良好な嵌め合わせをもたらすことによって、上記の欠点を克服する。

本発明の様々な実施形態は１つまたは複数の上記の特徴および利点を有する、または従来技術に存在する上記の問題の１つまたは複数を解決することができる。

図１および２を参照すると、参照番号１０は全体としてヒトの脊柱１０を示している。脊柱１０の下部が示されており、これは腰椎部１２、仙骨１４および尾骨１６を含む。胸部および頸部を含む脊柱１０の可撓性の柔軟な部分は示されていない。

脊柱１０の腰椎領域１２は、椎間板Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４によって分離される５つの脊椎Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４およびＶ５を含み、椎間板Ｄ１は脊椎Ｖ１とＶ２の間に延在し、椎間板Ｄ２は脊椎Ｖ２とＶ３の間に延在し、椎間板Ｄ３は脊椎Ｖ３とＶ４の間に延在し、椎間板Ｄ４は脊椎Ｖ４とＶ５の間に延在する。

仙骨１４は５つの癒合脊椎を含み、そのうちの１つは椎間板Ｄ５によって脊椎Ｖ５から分離される上位脊椎Ｖ６である。仙骨１４のその他の４つの癒合脊椎は、ひとまとめにＶ７として示される。椎間板Ｄ６が、４つの癒合脊椎（参照されず）を含む尾骨１６から仙骨１４を分離する。

図３を参照すると、脊椎Ｖ４は、２つの椎弓板の接合部から後方に突出する棘突起２２の両側に延在する（図２に見られるように）２つの椎弓板２０ａおよび２０ｂを含む。２つの横突起２４ａおよび２４ｂはそれぞれ椎弓板２０ａおよび２０ｂから横方向に延在し、２つの茎２６ａおよび２６ｂが横突起２４ａおよび２４ｂから椎体２８まで下方に延在する。他方の脊椎Ｖ１からＶ３およびＶ５は脊椎Ｖ４と同様であるため、詳細には記載しない。

図４を参照すると、上述の１つまたは複数の理由で、脊椎Ｖ４およびＶ５が椎間板Ｄ４によって適切に支持されておらず、したがってこれらの脊椎の補足的支持および安定化が必要であるものと仮定されることになる。このために、脊椎Ｖ４とＶ５の棘突起２２の間に本発明の一実施形態による椎間板人工デバイス４０が植込まれる。

デバイス４０は図５に詳細に示されており、曲線状のノッチ４２ａが一端部に形成されることを除いて実質的に矩形の形状である本体部材４２を含む。また、曲線状のノッチ４４ａが一端部に形成されることを除いて実質的に矩形の形状にある本体部材４４が設けられる。

本体部材同士を接続するための機構が設けられ、この機構は、それぞれ本体部材４２および４４から延在する２つの接続要素４２ｂおよび４４ｂを覆って嵌合するように設計されたコネクタ４６を含む。このために、コネクタ４６は、要素４２ｂおよび４４ｂの横断面よりわずかに大きな横断面を有する貫通開口４６ａを有する。

本体部材４２および４４を接続するために、本体部材４２および４４の対応する肩部がコネクタ４６の対応する端部に係合するまで、要素４２ｂおよび４４ｂが開口の両側から開口４６ａ内に挿入される。

好ましくは、本体部材４２および４４は比較的可撓性の柔軟な材料から作製され、コネクタは比較的剛性の材料から作製される。
デバイス４０が２つの隣接する脊椎Ｖ４およびＶ５の間に埋め込まれたとき（図４）、脊椎Ｖ４またはＶ５の一方の棘突起２２はノッチ４２ａ内に延在し、他方の脊椎の棘突起はノッチ４４ａ内にそれぞれ延在し、またはその逆も同様である。比較的可撓性の柔軟な本体部材４２および４４は優れた変形性を実現し、これにより嵌め込みが改善され、コネクタ４６は、デバイス４０に剛性、圧縮強度、および耐久性を付加する。

外科医には、剛性の異なるいくつかのコネクタ４６を提供することができることが理解される。したがって、外科医が脊椎Ｖ４およびＶ５の状態（図４）を確認し、必要とされる特定の剛性を決定した後で、適切なコネクタ４６が選択され得る。

別の実施形態による人工デバイス５０が図６に詳細に示されており、曲線状のノッチ５２ａが一端部に形成されることを除いて実質的に矩形の形状の本体部材５２を含む。また、本体部材５４が設けられ、本体部材５２に接続するように設計される。本体部材５４は、曲線状のノッチ５４ａが一端部に形成されることを除いて実質的に矩形の形状である。

本体部材５２および５４を接続するための機構が設けられ、この機構は、本体部材５４の他端から突出する接続要素５４ａ、および本体部材５２の他端に形成された矩形開口５２ｂを含む。要素５４ａの寸法は、対応する開口５２ａの寸法よりわずかに小さい。本体部材５２と本体部材５４は、本体部材の対応する面同士が当接するまで要素５４ｂを開口５２ｂ内に挿入することによって、接続される。

本体部材５２および５４の一方は比較的可撓性の柔軟な材料で作製され、他方の本体部材は比較的剛性の材料で作製される。例として、本体部材５２は比較的可撓性の柔軟な材料で作製され、本体部材５４が比較的剛性の材料で作製されるものと仮定されることになる。

デバイス５０が２つの隣接する脊椎Ｖ４およびＶ５（図４）の間に植込まれたとき、脊椎Ｖ４またはＶ５の一方の棘突起２２は、本体部材５２のノッチ５２ａ内に延在し、他方の脊椎の棘突起２２は本体５４のノッチ５４ａ内に延在する。比較的可撓性の柔軟な本体部材５２は優れた変形性を実現し、これにより嵌め込みが改善され、本体部材５４は、デバイス５０に剛性、圧縮強度、および耐久性を付加する。

外科医には、剛性の異なるいくつかの本体部材５４を提供することができることが理解される。したがって、外科医が脊椎Ｖ４およびＶ５の状態（図４）を確認し、必要とされる特定の剛性を決定した後で、適切な本体部材５４が選択され得る。

別の実施形態による人工デバイス６０が図７に詳細に示されており、２つの本体部材６２および６４を含む。本体部材６２および６４は、それぞれ曲線状のノッチ６２ａおよび６４ａが本体部材の一端部に形成されることを除いて実質的に矩形の形状である。

本体部材６２および６４を接続するための機構６６が設けられ、この機構は、本体部材６２および６４の厚みと実質的に対応する厚みを有する矩形ベース６６ａを含む。２つの接続要素６６ｂおよび６６ｃがそれぞれベース６６の反対側から延在して突出する。

本体部材６２の他端に矩形形状の開口６２ｂが形成され、本体部材６４の他端に矩形形状の開口（図示せず）が形成される。
接続要素６６ｂおよび６６ｃの寸法は、本体６２内の開口６２ｂおよび本体６４内の開口（図示せず）の寸法よりわずかに小さい。

したがって、コネクタと本体部材の対応する面同士が当接するまで、コネクタ６６の要素６６ｂを本体部材６２の開口６２ｂ内に挿入することができる。同様にコネクタと本体部材の対応する面同士が当接するまで、コネクタ６６の要素６６ｃを本体部材６４の上記の開口内に挿入することができる。

本体部材６２および６４は、比較的可撓性の柔軟な材料で作製することができる、コネクタ６６は、金属またはプラスチックなどの比較的剛性の材料で作製することができる。
デバイス６０が２つの隣接する脊椎Ｖ４およびＶ５（図４）の間に植込まれたとき、脊椎Ｖ４またはＶ５の一方の棘突起２２は本体部材６２のノッチ６２ａ内に延在し、他方の脊椎の棘突起２２は本体６４のノッチ６４ａ内に延在する。比較的可撓性の柔軟な本体部材６２および６４は優れた変形性を実現し、これにより嵌め込みが改善され、コネクタ６６は、デバイス６０に剛性、圧縮強度、および耐久性を付加する。

外科医には硬度および剛性の異なるいくつかの機構６６が提供されることが理解される。したがって、外科医が脊椎Ｖ４およびＶ５の状態（図４）を確認し、必要とされる特定の剛性を決定した後で、適切な機構６６が選択され得る。

図５および７の実施形態において、本体部材４２、４４、６２および６４を構成する材料は、シリコンなど可撓性の柔軟なプラスチックであってよく、コネクタ４６および６６は、比較的剛性のゴム、プラスチック、金属または他の同様の材料であってよいことが理解される。図６の実施形態において、本体部材５２を構成する材料は、シリコンなど可撓性の柔軟なプラスチックであってよく、本体部材５４は、比較的剛性のゴム、プラスチック、金属または他の同様の材料であってよく、またはその逆も同様である。
変形形態
本発明から逸脱することなく、上記に変形を加えることができることが理解され、いくつかの変形形態の実施例を以下に挙げる。

ＨＡコーティング、ＢＭＰなど、骨の成長を促進する任意の従来物質を上記の実施形態のそれぞれに組み込むことができる。
ノッチ４２ａ、４４ａ、５２ａ、５４ａ、６２ａおよび６４ａを画定する本体部材４２、４４、５２、５４、６２および６４の表面は、歯、隆起、刻みなどを設けることによって、より良好に棘突起を把持するように加工することができる。

本体部材４２、４４、５２、５４、６２および６４は、永久的に変形可能な材料で作製し、したがって棘突起２２に対して締付け作用を提供することができる。
上記のデバイスの比較的剛性の構成要素には、骨の成長の一体化を改善するように、貫通穴が形成されてもよい。

上記の１つまたは複数の実施形態の本体部材、インサート、およびコネクタは、形状、サイズ、組成、および物理的特性が異なるものでもよい。
デバイスを脊椎に、または棘突起に取り付けるためのつなぎ留め（ｔｅｔｈｅｒ）を受けるために、上記の各実施形態の１つまたは複数の構成要素を介して貫通開口を設けることができる。

デバイスを脊椎または棘突起につなぎ留めるために、各実施形態の比較的剛性の構成要素上に両方向の押出し成形物（ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）を形成することができる。
上述の比較的剛性の構成要素は、その剛性が経時的に変化するように再吸収可能な材料製とすることができる。

上記の実施形態において、様々な本体部材を接続するために異なる機構を提供することができる。
上述の比較的剛性の構成要素は、術前または術後で異なる剛性を有する構成要素によって置き換えることができる。

上記の実施形態のそれぞれにおいて、比較的可撓性の柔軟な材料製である構成要素は、比較的剛性の材料製とすることができ、比較的剛性の材料製の構成要素は、比較的可撓性の柔軟な材料製とすることができる。

上記の実施形態の人工デバイスは、脊椎以外の身体部分間に植込むことができる。
上記の実施形態の人工デバイスは、隣接する脊椎間の椎間板を除去する椎間板除去術、または少なくとも１つの脊椎が除去される椎体切除術の後で、２つの脊椎間に植込むことができる。

上記の実施形態の人工デバイスは、棘突起ではなく隣接する脊椎の椎間関節突起（ｆａｃｅｔ）間に挿入することができる。
「ｕｎｄｅｒ（下）」、「ｏｖｅｒ（覆って）」、「ｂｅｔｗｅｅｎ（間）」、「ｌｏｗｅｒ（下部）」、「ｔｏｐ（頂部）」、「ｂｏｔｔｏｍ（底部）」など、上記の空間を示す参照は例示のためのものにすぎず、上述の構造体の特定の向きまたは位置を限定するものではない。

前出の特定の実施形態は、本発明の実施の例示である。したがって当業者に知られている、または本明細書に開示されているその他の手段は、上記で詳述されているように、本発明または添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱せずに採用することができる。特許請求の範囲中で、ｍｅａｎｓ−ｐｌｕｓ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ条項は、本明細書に記載の構造体を、記載されている機能を実施するものとして包含し、構造的均等物のみでなく均等な構造物までも包含するものとする。したがって、釘は木製部を共に固定するために円筒状面を有する点において、一方、ねじはらせん状の面を有する点において、釘もねじも構造的均等物ではないが、木製部を固定する環境において釘およびねじは均等な構造物である。

成人の脊柱の側部立面図である。 図１の脊柱の後部立面図である。 図１および２の脊柱の脊椎の１つの拡大した前方立面図である。 脊柱の下部の３つの脊椎を含み、２つの隣接する脊椎間に挿入された本発明の実施形態による脊椎間人工デバイスを示す図１および２の脊柱の一部分の拡大した部分等角図である。 図３の人工デバイスの拡大した等角分解図である。 図５の人工デバイスの代替の実施形態の拡大した等角分解図である。 図５の人工デバイスの代替の実施形態の拡大した等角分解図である。

Claims (24)

1. 隣接する脊椎間に挿入する人工デバイスであって、
   第１部材と、
   第２部材と、
   前記部材同士を接続する機構とを備え、
   前記部材の一方が、比較的可撓性の材料で形成され、他方の部材が比較的剛性の材料で形成される、デバイス。
2. 前記機構が、前記部材の一方に形成された接続要素と、前記要素を受けるための他方の部材の開口とを備える、請求項１に記載のデバイス。
3. 各部材には、前記脊椎の一方の一部分を受けるために、ノッチが形成されている、請求項１に記載のデバイス。
4. 前記脊椎部分が棘突起である、請求項２に記載のデバイス。
5. 前記比較的剛性の部材が、他方の部材の剛性とは異なる剛性を備える比較的剛性の部材で置き換えることができる、請求項１に記載のデバイス。
6. 隣接する脊椎間に挿入する人工デバイスであって、
   第１部材と、
   第２部材と、
   前記第１および第２部材同士を接続する機構とを備え、
   前記部材の少なくとも一つが、比較的剛性の材料のものであり、少なくとも１つの他の部材が、比較的可撓性の材料のものである、デバイス。
7. 前記第１および第２部材が比較的可撓性の材料のものであり、前記機構の少なくとも一部分が比較的剛性の材料のものである、請求項６に記載のデバイス。
8. 前記機構が、前記第１および第２部材のそれぞれに形成された接続要素と、前記要素を受けるための開口を有するコネクタとを備える、請求項６に記載のデバイス。
9. 前記機構が、他方の部材内に形成された対応する開口内に延在するように適合された一方の部材上に形成された接続要素を備える、請求項６に記載のデバイス。
10. 前記機構が、前記部材内の対応する開口内に延在するように２つの突出する要素を有するコネクタを備える、請求項６に記載のデバイス。
11. 前記第１部材には、脊椎の一方の一部分を受けるためにノッチが形成されており、前記第２部材には、他方の脊椎の一部分を受けるためにノッチが形成されている、請求項６に記載のデバイス。
12. 前記脊椎部分が棘突起である、請求項１１に記載のデバイス。
13. 前記比較的剛性の部材が、他の部材の剛性とは異なる剛性を備える比較的剛性の部材と置き換え可能である、請求項６に記載のデバイス。
14. 隣接する脊椎間に人工デバイスを植込む方法であって、
    一つの部材に要素を形成するステップと、
    前記部材を接続するために前記要素を受けるようにもう一つの部材内に開口を設けるステップと、
    比較的可撓性の材料の前記部材の一方を形成するステップと、
    比較的剛性の材料の他方の部材を形成するステップと
    を含む、方法。
15. 脊椎の一部分を受けるために少なくとも１つの部材内にノッチを形成する、請求項１４に記載の方法。
16. 前記脊椎部分が棘突起である、請求項１５に記載の方法。
17. 前記比較的剛性の部材を、第１の比較的剛性の部材の剛性とは異なる剛性を備える比較的剛性の部材と置き換えるステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
18. 隣接する脊椎間に人工デバイスを植込む方法であって、
    第１部材および第２部材を、第３部材を用いて接続するステップと、
    比較的剛性の材料の少なくとも一つの部材を形成するステップと、
    比較的可撓性の材料の少なくとも１つの他方の部材を形成するステップと
    を含む、方法。
19. 前記第１および第２部材が比較的可撓性の材料のものであり、前記第３部材が比較的剛性の材料のものである、請求項１８に記載の方法。
20. 前記第１および第２部材上に要素を形成するステップと、前記要素を受けるために前記第３部材内に開口を設けるステップとをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
21. 前記第１および第２部材のそれぞれに開口を設けるステップと、前記開口内に延在するように前記第３部材上に２つの要素を設けるステップとをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
22. 前記脊椎の一方の一部分を受けるために前記第１部材内にノッチを形成するステップと、他方の脊椎の一部分を受けるために前記第２部材内にノッチを形成するステップとをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
23. 前記脊椎部分が棘突起である、請求項２２に記載の方法。
24. 前記比較的剛性の部材を第１の比較的剛性の部材の剛性とは異なる剛性を備える比較的剛性の部材と置き換えるステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。

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