JP2009513194A - 椎間インプラント - Google Patents

Abstract

全体的に「Ｘ字形」構造で設けられた一対の協働する要素を含む、椎間インプラント、または人工椎間板。要素は、間に設けられた弾力性材料によって分離して維持されている、協働するシェルから構成される。要素は、埋め込まれると、回転および平行移動動作を可能にする。

Description

本発明は、脊椎インプラントの分野に関し、より詳細には、経皮的埋め込みが可能な椎間インプラント、または人工椎間板に関する。

脊椎は、非常に柔軟でありながら、身体に構造および安定性を与える様々な体内構造構成部分によって構成される複雑な構造である。脊椎は、それぞれが全体的に円筒形の椎体を有する椎骨から形成されている。隣接する椎体の向かい合う表面は、互いに連結されており、線維軟骨物質から構成される椎間板によって区切られている。椎体はまた、過剰な動きを制限し、安定性をもたらすようにともに作用する靭帯の複雑な配置によっても、互いに連結されている。安定した脊椎は、動けないほどの痛み、進行性の変形および神経的な損傷を避けるために重要である。

脊椎の構造によって、大きな抵抗なしに動作（正および負の方向の平行移動および回転）を行うことが可能であるが、可動域が生理学的限界に達すると、動作に対する抵抗は徐々に大きくなり、動作を制御しながら徐々に停止させる。

椎間板は、非常に機能的かつ複雑な構造である。椎間板は、水を引き寄せることができる親水性タンパク物質を含んでおり、それにより容積を増大させている。このタンパク物質は髄核とも呼ばれ、線維輪と呼ばれる靭帯構造によって取り囲まれ包囲されている。椎間板は、主に耐荷重機能および動作制御機能を果たす。その耐荷重機能によって、椎間板は、隣接する椎体間で衝撃を緩和しながら、ある椎体から次の椎体へ荷重を伝達する。椎間板によって、隣接する椎体間での動作が可能になるが、これは、制限された範囲内でなされるので、それによって脊椎の構造および硬さが得られる。

年齢、損傷、疾患等、多くの要因によって、椎間板はその３次元的安定性を失い、つぶれ、収縮し、ずれ、またはそれ以外の障害を受け、または変性することが多く見られる。疾患または障害のある椎間板は、プロテーゼおよびそのようなプロテーゼやインプラントの様々なバージョンに置換することが一般的であり、このことは当技術分野で知られている。障害のある椎間板を治療する１つの知られている方法は、障害のある椎間板を除去し、椎間板が占めるスペース内へとスペーサを入れて置換することである。しかし、そのようなスペーサは、隣接する椎骨もともに固着してしまうことにより、それらの間の相対動作を妨げることになる。より最近では、隣接する椎骨間の動作を可能にする椎間板置換インプラントが提案されている。そのようなインプラントの一例が、米国特許第６，１７９，８７４号に教示されている。

疾患のある椎間板の現在の外科的管理には、前方アプローチまたは後方アプローチのいずれかによる椎間板スペースの露出、椎間板の全部または大部分の切開、および大きな単一部品の人工椎間板の配置、あるいは骨グラフト、ケージ、および何らかの同様の椎間板スペースの代替物を用いた椎体間の固着がある。後者の処置は侵襲的であり、なかでもアクセスの問題、画像診断の問題、および置換または調整の困難などの欠点に、未だに悩まされている。

したがって、従来技術による解決策の欠点の少なくともいくつかを克服する椎間板インプラントが必要とされている。より詳細には、以下の特徴を有する脊椎インプラントが必要とされている。

−小さい切開を通して配置し、または埋め込むことができる
−置換または調整が簡単にできる
−術後の画像診断で明確に観察することができる
−外来処置として埋め込むことができる
−脱臼または亜脱臼に耐性がある

一態様では、本発明は、椎間板を置換するためのインプラントを提供する。

別の態様では、本発明は、皮下埋め込み、置換または調整が可能な人工椎間インプラント、または椎間板を提供する。

したがって一態様では、本発明は、
−第１および第２の協働する要素であって、第１の要素の少なくとも１つの部分が第２の要素の一部分に重なってそれらの間の相互係合をもたらす前記第１および第２の要素を含み、
−第１および第２の要素が互いに対して回転方向および平行移動方向に可動であり、
−第１および第２の要素がそれぞれ全体的に細長い本体を含み、それにより、第１および第２の要素が係合するときに椎間板が全体的に「Ｘ字形」構造を有する、人工椎間板を提供する。

本発明の特徴は、添付の図面を参照する以下の詳細な説明から、より明らかになるであろう。

以下の説明では、「上側」、「下側」、「前方」、「後方」および「側方」という用語を使用する。これらの用語は、脊椎に配置されたときの本発明のインプラントの向きを説明するためのものである。したがって、「上側」とは上部分を示し、「後方」とは、脊椎が直立位置にあるとき、インプラント（または他の脊椎構成部分）が身体の背後に面する部分をいう。これらの位置用語は本発明をどのような特定の向きに限定するものでもなく、インプラントの説明を容易にするために使用されるということを理解されたい。

図１は、関連する様々な自由度を示すことによって椎骨の動作の複雑性を図示している。生理学的動作の正常範囲では、椎骨が「ニュートラルゾーン」と「弾性ゾーン」の間を延在する。ニュートラルゾーンとは全可動域内で靭帯が比較的応力を受けない、すなわち、靭帯が動作に対して比較的小さい抵抗しか生じないゾーンである。弾性ゾーンは、可動域の限界または限界付近で動作が行われるときに遭遇する。このゾーンでは、靭帯の粘弾性の性質によって動作に対する抵抗が生じ始め、それにより動作が制限される。日常動作の大部分はニュートラルゾーン内で行われ、時々、弾性ゾーンへと継続されるだけである。ニュートラルゾーン内に含まれる動作は軟組織構造にストレスを与えないが、弾性ゾーンへの動作は様々な弾性反応の程度を引き起こす。したがって、脊椎インプラントの分野では、特に、動作をニュートラルゾーンに制限することによって、隣接する骨性および軟組織構造へのストレスを最小限にする。例えば、そのような動作制限によって椎間関節の変性が低減される。

本発明は、障害を受けた、または機能不全の椎間板を置換するための人工椎間板またはインプラントを提供する。一般的には、本発明は、主に皮下埋め込み可能に設計された椎間板を置換するための脊椎インプラントを提供する。本発明のインプラントは一般に、互いに対して可動であり、弾力性で力を吸収する核を包囲する、相互連結セクションから構成される。

インプラントの基本構造
一態様では、本発明のインプラントは２つの相互連結セクションからなり、一方のセクション（「内部ウィング」という）が他方（「外部ウィング」という）を通って延在している。図２ａおよび２ｂは、内部ウィング１２および外部ウィング１４のそれぞれの基本構造を示す。ウィング（wing)のそれぞれは、「Ａ」および「Ｐ」でそれぞれ示す前方端および後方端を有する。図に示すように、内部ウィング１２および外部ウィング１４のそれぞれは、協働する上側シェルおよび下側シェルから構成される。したがって、上側シェル１６および下側シェル１８が結合して内部ウィング１２を形成し、上側シェル２０および下側シェル２２が結合して外部ウィング１４を形成する。図に示すように、上側シェル１６および２０は、好ましくは、下側シェル１８および２２にそれぞれ重なって、いくらかの制約（例えば、回転）を伴いながら可動域を拡大することができるように設計されている。一態様では、そのような重なりの程度は以下で述べるようにいくつかの要因に依存するが、上側シェルが下側シェルに数ミリメートル重なることができる。上側および下側シェルの対はそれぞれ、埋め込まれた後でこれらの対にかかる荷重はこれらの関係を維持するのに十分であることから、必ずしも互いに連結されている必要はない。しかし、埋め込み前に、対になった構造の維持を補助するために、それらの間で圧迫を可能にしながらシェルの分離を防ぐために、（当業者には明らかなように）フック、リッジの手段によってシェルの対を連結してもよい。

上述のように、内部ウィング１２は外部ウィング１４内に嵌合するように設計されている。このため、外部ウィング１４は、内部ウィング１４を挿入することのできる開口２４を備えている。一方、内部ウィング１４は、開口２４内に内部ウィング１４を配置しやすくするために、上側および下側シェル１６および１８に陥凹部２６ａおよび２６ｂをそれぞれ備えている。したがって、内部ウィング１４の上側シェル１６に陥凹部２６ａが設けられており、外部ウィングの上側シェル２０によって形成される開口２４の一部分に係合する。同様に、内部ウィング１４の下側シェル１８に設けられた陥凹部２６ｂが、外部ウィングの下側シェル２２によって形成される開口２４の一部分に係合する。他の好ましい実施形態では、開口２４の上側および下側壁面は、陥凹部２６ａおよび２６ｂの上側および下側面に設けられた協働的な形状の突起３０を受ける、少なくとも１つの陥凹部２８を備えている。明らかなように、陥凹部２８および突起３０は、係合したときに外部および内部ウィングを位置決めし配置するように機能する。これに関して、突起３０および陥凹部２８は、組み立てられたインプラントを形成するためにウィングを組み立てるとき、比較的緊密な締まり嵌めをもたらす設計および寸法とされている。そのような突起３０と陥凹部２８との間の「ボールソケット」配置もまた、内部ウィングと外部ウィングとの間の相対回転および傾斜動作のための枢軸点として機能する。

さらに以下で述べるように、本発明のインプラントが脊椎内部に配置されるとき、２つのシェル２０および２２からなる外部ウィング１４が最初に埋め込まれ、次いで内部ウィング１２が埋め込まれる。後者は側面を下にして配置され、開口２４を通過し、その後９０度回転して直立位置に据え付けられる。そのような配置では、内部ウィング１２は外部ウィング１４と相互連結される。理解されるように、そのような相互連結は、突起３０が陥凹部２６ａおよび／または２６ｂにそれぞれ係合することによって補助される。

図３ａおよび３ｂは、上記の内部および外部ウィングの別の実施形態を示し、同様の要素は同様の参照番号で示される。この場合、外部ウィング１４の開口２４は、外部ウィング１４の下側シェル２２を通って延びる間隙３２によって置換されている。また、内部ウィング１２は間隙３２に係合するただ１つの陥凹部２６を備えている。したがって、図３ａおよび３ｂに示す実施形態の埋め込み中、内部ウィング１２は回転の必要なしに外部ウィング１４の下に押し込まれる。

図２ａ、ｂおよび３ａ、ｂに示すように、上側シェル１６および３０の外面は傾斜（図２ａ、ｂに示す）または平滑（図３ａ、ｂに示す）とすることができる。図４は図２ｂの外部ウィング１４を端面図で示す。この図はまた、上側シェル２０が下側シェル２２に重なっていることも示す。図４はまた、以下でさらに述べるように、本発明の他の実施形態も示す。

内部キャビティ
図２ａおよび２ｂに示すように、上側および下側シェルの各対１６および１８、２０および２２は、協働するキャビティを備えており、シェルが組み合わされると、ウィング１２および１４内に全体的に閉じたリザーバ３４ａ、３４ｂ、３６ａおよび３６ｂが形成される。図に示すように、リザーバ３４ａおよび３６ａはウィングの後方端に設けられ、リザーバ３４ｂおよび３６ｂは前方端に設けられている。

リザーバ３４ａ、ｂおよび３６ａ、ｂのそれぞれの中には、ハイドロゲルまたは当業者には明らかな他の同様の材料など、弾力性材料から形成された核（図示せず）が設けられている。核は、上側および下側シェルをそれぞれ互いから分離し、これにかかる圧縮力を吸収するように機能する。図３ａおよび３ｂに示す実施形態では、内部ウィング１２内の核のためのリザーバ３８は、全体的に下側シェル１８の長さにわたって延在している。

図２ａ、ｂおよび３ａ、ｂに示す実施形態では、リザーバ３４ａ、ｂおよび３６ａ、ｂは、断面図で見ると全体的に台形である。このような設計は、ウィングそれぞれの利用可能な容積を最大限にし、したがってより大きい容積の核を可能にするために、好ましいと考えれる。核がより大きいと、エネルギー吸収量が増大することが理解されよう。全体的に台形であるのは、各ウィングの端部を先細にする必要があるためである。しかし、上述のリザーバおよび核は、必要なエネルギー吸収能力を備えながら、どのような形状とすることもできることを理解されたい。

ハイドロゲル・リザーバへのアクセスポータル
図３ａおよび３ｂはまた、核を含むリザーバ３６ａおよび３６ｂへのアクセスを可能にするためのアクセスポート４２が設けられた、本発明の別の実施形態を示す。これらのアクセスポート４２は、例えばねじ４４などによって閉鎖を維持することができる。そのような場合、ポート４２はそのようなねじと係合する適切なねじ山を有する壁を備えることを理解されたい。ねじ４４は、図２ａ、ｂに側面図が、図４に端面図が示されている。そのようなねじ４４は、埋め込み後にアクセスが必要な事象において、上述の核を含むリザーバへのアクセスを可能にするように機能する。例えば、１つまたは複数の核を除去および／または置換する必要があるとき、そのようなアクセスが必要となることがある。図３ｂに示すように、また当業者には理解されるように、埋め込み後、核のリザーバにその現場で(in-situ)でアクセスできるようにするために、ポート４２はインプラントの後方端に面するように設計されている。これに関して、外部ウィング１４の下側シェル２２の前方（Ａ）端部に配置されたポート４２は、インプラントが脊椎の定位置にあるとき、そこへのアクセスがより容易になるように、インプラントの長手方向軸に対して中心線から離れて傾斜していることも理解されよう。

安定化スタッドおよび外部コーティング
本発明の別の態様では、図３ａ、３ｂおよび４に示すように、内部ウィング１２および外部ウィング１４の外面は、脊椎内部に最初に配置されるときにインプラントの初期安定性を容易にするために、安定化スタッド４０を備えることができる。好ましくは、２つから６つのスタッド４０が内部および外部ウィングの前縁および後縁（すなわち、前方端および後方端）に設けられる。より好ましくは、図３ａに示すように、内部ウィング１２を外部ウィング１４の間隙３２を通して挿入する間に妨害とならないように、内部ウィング１２の上側シェル１６の前縁（すなわち、前方端）にはスタッドがない。スタッド４０は、インプラントが挿入後にずれることを防ぎ、上側および下側シェルがその周りを取り囲む隣接する椎骨のエンドプレートへの組み込みを促進することによって、本発明のインプラントのための１つのタイプの初期安定性を提供する。図４に示すように、スタッド４０は、図２ａおよび２ｂのウィングの実施形態においても設けることができることが理解されよう。

別の実施形態では、骨の内方成長を可能にするために、内部および外部ウィングのシェルの外面を多孔質材料でコーティングすることができる。さらに、そのような表面は骨形態形成タンパク質を備え、また、インプラントが近隣の脊椎構造へと同化することを促進することができる。

安定化キール(stabilizing keel)
上述のように、内部および外部ウィング（１２、１４）の上側シェル１６および２０の外面はそれぞれ、埋め込み後すぐにインプラントを定位置に維持することを補助するために安定化スタッド４０を備えることができる。図４は、そのような安定を外部ウィング１４の上側シェル２０および下側シェル２２上にそれぞれ設けられた安定化キール４６および４８によって達成することのできる、本発明の別の実施形態を示す。図４に示すように、キール４６は全体的に垂直に延在するフランジ５０およびフランジ５０の反対側にフレア(flared)部分を有する基部５２を含む。基部５２は、キール４６が上側シェル２０から分離できないように、上側シェル２０の上面に設けられたトラック５４内に埋め込まれている。図４に示すように、トラック５４は好ましくは基部５２より大きい寸法であり、それによりキール４６は制限された範囲内で横方向に動くことができ、そのような範囲はトラック５４の開口によって境界が定められている。図に示すように、下側シェル２２上に設けられたキール４８は、全体的にキール４６と同様の構造および配置を有する。

図５ｂは図４の外部１４ウィングを側面図で示す。上述のように、図４および５ｂに示す外部ウィング１４は、図２ｂに示す外部ウィング１４と同様であるが、上側シェル２０および下側シェル２２が上述のキール４６および４８をそれぞれ備えている。同様に、図５ａは図２ａの内部ウィング１２を示すが、安定化キール５６および５８が設けられている。内部ウィング１２の上側シェル１６および下側シェル１８の両方に間隙２６が存在することにより、キールはそれぞれセクション５６ａ、ｂおよび５８ａ、ｂに分割される。しかし、後者のキールの構造および機能は、詳細は後述するが、キール４６と実質的に同じである。

図６ａおよび６ｂは図３ａおよび３ｂの内部および外部ウィングの構成を全体的に示すが、いくつかの違いがある。例えば、内部ウィング１２と外部ウィング１４間の相互作用の機構は同じである（つまり外部ウィング１４は、内部ウィング１２を収容する間隙３２を備えている）が、シェルの外面は図２ａおよび２ｂと同様に傾斜していることに留意されたい。さらに図６ａ、ｂのウィング１２および１４は安定化キールを含むことに留意されたい。この場合、内部ウィング１２の安定化キールは図５ａに示すものと同様である。しかし、図６ａの上部ウィング１４は間隙３２を含むので、そこに設けられたキールは２つのセクション４８ａおよび４８ｂに分割される。

上述のキールは好ましくは、隣接する椎骨のエンドプレートを通って切り込み、内部および外部ウィングを配置した後に付加することができる。図５ａおよび６ａに示すように、内部ウィングの安定化キールを２つのセクションにすることによって、内部ウィングと外部ウィング間の関節機構が損なわれないことが理解されよう。

理解されるように、インプラントが上述のキールを含むとき、内部ウィング上にキールを取り付ける前に、外部ウィングを通して内部ウィングを挿入するべきである。したがって、一実施形態では、本発明のインプラントを以下のように配置することができる。まず、外部ウィングを所望の位置に配置し、次いでそこを通して内部ウィングを挿入し、内部ウィングを所望の位置へと回転させる。その後、内部ウィングの向かい合った前方キール（上側および下側）を付加し、次いで外部ウィングの上側および下側の十分な長さのキールを配置する。最後に、内部ウィングの後方キールを付加する。上記の説明は埋め込みの一方法であり、当業者には様々な他の方法が明らかであることが理解されよう。

上述のキールは、当業者には明らかであるように様々な材料から作成することができる。一般にキールは、必要な安定性をもたらすために、剛性材料またはある程度の剛性を有する可撓性材料から作成されるべきである。好ましい実施形態では、キールは、チタンまたはＰＥＥＫ（すなわち、ポリエーテルエーテルケトンまたはポリアリールエーテルケトン）から作成される。

アンギュレーション
本発明のインプラントは、椎間板スペースの可変のアンギュレーションを可能にするために、ウィングの所望の角度配置を提供するように形成することができる。このように、本発明のインプラントは、例えば前湾（すなわち、脊椎の自然な湾曲）の維持または回復に対応することができる。図７ａ〜７ｃは図２ａおよび２ｂのウィング１２および１４のいくつかの例の角度方向を示し、上側シェルと下側シェル間の関節の角度は０°、４°および８°の間で変化している。同様に、図８ａ〜８ｃは図３ａおよび３ｂのウィング１２および１４の同じ角度方向を示す。

体内構造上の配置
図９および１０は脊椎内部でのインプラントの配置ならびに２つのウィングの相互連結を示す。図に示すように、埋め込まれた形態では、本発明のインプラントは平面で見ると全体的に「Ｘ字形」の配置を取る。ウィング１２および１４によって「Ｘ字形」のアームが形成されている。上述のように、本発明のインプラントは、経皮的に埋め込み、それにより最小侵襲処置が行われるように設計されている。埋め込み前に、椎間板スペースが経皮的に挿入され、挿入しやすいようにインプラントの軌跡に沿って椎間板スペースが清浄される。その後、隣接する椎骨のエンドプレートが剥皮される。処置のこの段階は、例えば画像ガイダンス装置などを使用して行うことができる。しかし、どのような既知の方法を使用することもできることが理解されよう。インプラントの挿入のために溝が開けられた後、デバイスの内部および外部ウィングのそれぞれが挿入され、内部ウィングが外部ウィングと相互連結される。図９および１０に示すように、本発明のインプラント１０は椎弓根６０の側方の通路および腰筋６２の中央に埋め込まれる。既存の根は上側に引き込まれる。インプラント１０は、皮質エンドプレートの後方からエンドプレートの前方に延在して突起輪６６上で椎間板スペース６４に配置される。言い換えると、インプラントは後方皮質辺縁から前方皮質辺縁へと、椎間板スペースに重なっている。このように、インプラントは、より密度の高い突起輪上に配置されることによって、いずれかの側に固定され、それにより、インプラントが海綿質骨７０だけの上にある場合に起きることのある沈下を防ぐ。

図１０は、神経構造の付近に本発明のプロテーゼがほとんどないことを示す。このような配置によって、画像診断のアーチファクトの量が低減される。当業者には理解されるように、本発明によって経皮的埋め込みが可能であり、真の前方後腹膜または経腹膜アプローチを避けることによって、前方の線維輪の保全が可能になり、この通路の正常な物理的特徴を全体的に維持する。したがってこれにより、将来、瘢痕化していない組織を通ったアプローチを行うことが可能となる。

内部および外部ウィングは、椎間板スペースの高さを回復し、最大限にエンドプレートを覆うことが可能になるように、異なる高さ、長さおよび幅とすることができることが理解されよう。このように、本発明は椎間板スペースの寸法の範囲内でフィットする寸法とすることができる。

本発明の機能的機構
本発明の椎間板（すなわち、プロテーゼ）が埋め込まれると、インプラントの各側でそれぞれ上側シェルと下側シェル間の関節動作を行うことができ、核によって各アーム上での動作が可能になる。したがってこれにより、上記動作を組み合わせることによって、または下側シェル上で上側シェルが摺動することによって、屈曲、伸展、各側への側方屈曲、衝撃緩和および回転が可能になる。上述の骨の内方成長によって、下側および上側シェルはそれぞれ隣接する椎骨のエンドプレートにそれぞれ固定される。

適応の拡大
経皮的に配置された相互連結デバイスと同様に、本発明の椎間板は独立型の体内ケージとして使用することもできる。この実施形態では、外部および内部ウィングはどちらも中空であり、等価物の骨グラフトの含有が可能になり、すべての側面上の開口によって骨の内方成長が可能である。さらに、インプラントの上側部分ならびに中央および側方壁は、好ましくは、骨の内方成長を可能にするために多孔質である。安定化スタッドおよびウィングによって初期安定性がもたらされるが、これは独立型デバイスとして使用できる可能性もある。この場合、上述の関節動作は見られない。

本発明の椎間板は、２部品または１部品のいずれかで提供することができる。本発明の椎間板は、当業者なら分かるであろうが、様々な材料から作成することができる。例えば、エンドプレートおよび線維輪セクションは、鋼材、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ポーセリン、プラスチックポリマー、ＰＥＥＫまたは他の生体適合性材料から製造することができる。核は、機械的ばね（例えば、金属製）、水圧ピストン、ハイドロゲルまたはシリコーンサック、ゴム、あるいはポリマーまたはエラストマー材料を含むことができる。

本発明の特徴の概要
上述のように、本発明は、正常な椎間板の動作を模倣する独自の４アーム式関節動作を可能にする、独自の経皮的埋め込み可能な椎間板置換を含む。弾力性の核の位置および高さを変えることによって、椎間板（すなわち、プロテーゼ）の回転軸を所望の通り変えることができる。

本発明の２つのセクション（すなわち、ウィング）の様々な相互連結機構によって、動作の組合せおよび荷重の分担、ならびに埋め込み後のデバイスの移動または排除に対して抵抗することが可能になる。

上述のように、本発明の椎間板は、内部および外部ウィングの初期埋め込み、安定化キールを挿入するための通路の彫り込み、および最終ステップとして安定化キールを所望に応じて１つまたは複数の部品で配置することを含む、独自の「段階式」埋め込みシステムを含む。さらに、下側シェルの前ウィングを除き、前方および後方部分または上側および下側ウィングにスタッドが配置されている内部および外部シェルの形状は、２つのデバイスの連結を容易にし、デバイスを隣接するエンドプレートへと固定することによって初期安定性を可能にする。

一実施形態では、内部および外部ウィングの寸法は一致しておらず、外部ウィングが内部ウィング上に重なっている。そのような重なりによって、とりわけ、上側ウィングと下側ウィング間で可能な回転を伴って、それぞれ上側シェルと下側シェル間でのある程度の動作が可能になる。シェルはさらなる動作のための堅固な止め具として作用する。

核レセプタクルへのアクセスを可能にするねじ山を付けた開口によって、経皮的アプローチを通して独自の現場での核の抽出および／または置換が可能になる。浮遊する核複合体によって、生理学的動作を模倣する、屈曲／伸展および側方に湾曲する軸方向の回転の組合せが可能になる。

側方アンギュレーションおよび側方に湾曲しながらの側方（冠状）平行移動の組合せは、上側シェルの堅固な止め具が下側シェルに当たるまで行われる。

一実施形態での弾力性の核が（断面で見たとき）全体的に台形形状であることは、真の軸方向の荷重以外の方向からの偏心圧迫の荷重により、最大限の耐久性を可能にすると考えられる。一般に、核のキャビティまたはレセプタクルは、核そのものより大きく設計されている。レセプタクルにそのような余分のスペースができることによって、椎間板の軸方向の荷重など、核が圧迫されている間、側方伸展が可能になることが理解されよう。核は好ましくはハイドロゲルから形成されるが、機械的ばねまたは他の圧縮性物質の組合せとすることもできる。核は好ましくは、正常な椎間板の核と類似の荷重および変位の特徴を有することが理解されよう。

デバイスは、軸方向回転、側方湾曲、屈曲／伸展を成分ベクトルに分解する。デバイスは、無傷の椎間板のニュートラルゾーンおよび弾性ゾーン特性を各自由度の個々のベクトルについて再現する。デバイスは、設計されたエンドポイント（下側シェルの上部）を利用して、過剰なまたは非生理学的な動作を防ぐ、拘束されない、および一部拘束された結合動作を可能にする。完全に拘束された停止機構によって、弾性ゾーンを超えることがないようにし、それにより椎間板の障害を防ぐ。

椎間板の占有面積は好ましくは、沈下が生じないことを助けるように冠状面および矢状面の両方で最大限とされている。本発明の椎間板は、正常な脊椎の様々な寸法の椎間板に対応するために、多様な寸法および高さで設けることができる。外部突起輪の上にインプラントを配置することによって、沈下の発生が確実に低減される。

本発明では、椎間板をすべて除去する必要はない。本発明のインプラントの主な機能は、椎間板の高さの回復および正常動作の維持である。

以上、本発明をある特定の実施形態を参照しながら説明したが、当業者には、添付の特許請求の範囲に概要を述べた本発明の目的および範囲から逸脱することなく、様々な修正が明らかであろう。本明細書で引用されたすべての従来技術の開示は、参照によってその全体を援用する。

脊椎の椎骨の可動域の概略図である。 ａは、本発明の実施形態による内部ウィングの側面図であり、ｂは、本発明の実施形態による外部ウィングの側面図である。 ａは、本発明の別の実施形態による内部ウィングの側面図であり、ｂは、本発明の別の実施形態による外部ウィングの側面図である。 本発明の安定化キールを示す外部ウィングの端面図である。 ａは、図２のａの内部ウィングの別の実施形態の側面図であり、ｂは、図２のｂの外部ウィングの別の実施形態の側面図である。 ａは、図３のａの内部ウィングの別の実施形態の側面図であり、ｂは、図３ｂの外部ウィングの別の実施形態の側面図である。 ａ〜ｃは、様々な向きの図２のａおよびｂのウィングの側面図である。 ａ〜ｃは、様々な向きの図３のａおよびｂのウィングの側面図である。 本発明の配置を示す平面図である。 本発明の配置を示す椎骨の放射線透過写真の平面図である。

Claims (10)

1. 第１および第２の協働する要素であって、前記第１の要素の少なくとも１つの部分が前記第２の要素の一部分に重なってそれらの間の相互係合をもたらす、前記第１および第２の要素を含み、
   前記第１および第２の要素が互いに対して回転方向および平行移動方向に可動であり、
   前記第１および第２の要素がそれぞれ全体的に細長い本体を含み、それにより、前記第１および第２の要素が係合するときに椎間板が全体的に「Ｘ字形」構造を有する、人工椎間板。
2. 前記第１の要素が開口を含み、その開口の中を通って前記第２の要素が延在する、請求項１に記載の椎間板。
3. 前記第２の要素が、前記第１の要素上の前記開口の一部分に係合する少なくとも１つの開口を含む、請求項２に記載の椎間板。
4. 前記第１および第２の要素が、協働する陥凹部を含み、前記第１の要素の前記陥凹部が前記第２の要素の前記陥凹部内に受けられる、請求項１に記載の椎間板。
5. 前記第１および第２の要素がそれぞれ第１および第２のシェルからそれぞれ構成され、該シェルは相互に係合可能であり、
   前記第１および第２のシェルはそれぞれ少なくとも１つのキャビティを含み、それにより、前記第１および第２のシェルが組み合わされるとき、前記それぞれのキャビティは前記それぞれの要素内にリザーバを形成するように結合し、
   前記リザーバは一般に弾力性部材を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の椎間板。
6. 前記第１および第２の要素のそれぞれが前記リザーバのうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の椎間板。
7. 前記第１および第２の要素のそれぞれが一対のリザーバを含み、前記要素の各端部に１つのリザーバが設けられている、請求項６に記載の椎間板。
8. 前記第１のシェルは、前記第２のシェルに重なるように寸法取られている、請求項７に記載の椎間板。
9. 前記要素の外面が、埋め込まれたときに隣接する骨の表面に椎間板を固定するための１つまたは複数の固定機構を備えている、請求項８に記載の椎間板。
10. 前記固定機構が、安定化スタッド、安定化キール、多孔質の表面、およびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項９に記載の椎間板。

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