JP2009523572A - 人工器官装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】人工器官装置（６０）と、同装置を隣接する脊椎突起の間に挿入する方法が開示されており、それによると、比較的可撓性のある材料の第１部材（６２）が、脊椎突起の間を伸張するように作られており、比較的剛い材料の少なくとも１つの第２部材（６４、６６）が、第１部材によって支持されている。１つの実施形態によれば、第２部材は、第１部材の前面と後面に設けられた溝（６２ｃ、６２ｄ）に挿入される、間隔を開けて配置されている脚（６４ｂ、６４ｃ、６６ｂ、６６ｃ）を有する２つのＵ字型インサートを備えている。
【選択図】図７

Description

本発明は、ヒトの脊椎を安定化させるための人工椎間器官装置に関する。

人体の脊柱の隣接する椎骨の間を伸張している脊椎円板は、隣接する椎骨の間に不可欠な支持を提供している。それら円板は、傷害、退化、疾病などにより、破断し、変性し、及び／又は突き出て、円板がその支持機能の少なくとも一部を失い、隣接する椎骨の間の椎間空間が潰れる程になることもあり、そうなると、神径根に当たって強烈な痛みが生じることになりかねない。

上記症例では、隣接する椎骨の間の椎間空間が潰れるのを防いで、脊椎を安定させるために、脊柱の前方及び後方の両方で、隣接する椎骨の間に植え込むことができる人工椎間器官装置が設計されている。

しかしながら、それら装置の多くは比較的剛く、そのままでは、撓んで椎骨にうまく順応することができず、十分な衝撃吸収量を提供しない。また、それら装置の多くは、植え込まれると、比較的高い疲労を被ることになる。

本発明の実施形態による人工椎間器官装置は、比較的高い衝撃吸収性を提供すると共に、解剖学的構造にうまく沿わせ、且つ疲労特性を比較的低くすることにより、上記欠陥を克服する。

本発明の様々な実施形態は、上記特徴及び利点の１つ又はそれ以上を保有しているか、先行技術に存在する上記問題に対し１つ又はそれ以上の解決法を提供している。

図１及び図２では、ヒトの脊柱１０を全体的に符合１０で示している。脊柱１０の下側部分を図示しており、腰椎領域１２、仙骨１４、及び尾骨１６が含まれている。胸椎領域と頸椎領域を含む、脊柱１０の可撓性のある軟らかい部分は示されていない。

脊柱１０の腰椎領域１２は、椎間円板Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、及びＤ４によって分離されている５つの椎骨Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、及びＶ５を含んでおり、円板Ｄ１は椎骨Ｖ１とＶ２の間を伸長しており、円板Ｄ２は椎骨Ｖ２とＶ３の間を伸長しており、円板Ｄ３は椎骨Ｖ３とＶ４の間を伸長しており、円板Ｄ４は椎骨Ｖ４とＶ５の間を伸長している。

仙骨１４は、５つの融合した椎骨を含んでおり、その内の１つは、椎骨Ｖ５から円板Ｄ５で分離されている上椎骨Ｖ６である。仙骨１４の他の４つの融合した椎骨は、ひとまとめにＶ７と称する。円板Ｄ６は、仙骨１４を、４つの融合した椎骨（言及せず）を含んでいる尾骨１６から分離している。

図３に示すように、椎骨Ｖ４は、２つの椎弓板２０ａと２０ｂを含んでおり、それら２つの椎弓板はその接合部から後方に突き出した棘突起２２の両側（図２で見て）に伸張している。２つの横突起２４ａと２４ｂが、椎弓板２０ａと２０ｂからそれぞれ横方向に伸張しており、２つの脊椎茎２６ａと２６ｂは、突起２４ａと２４ｂから椎体２８へと下方に伸張している。他の椎骨Ｖ１〜Ｖ３及びＶ５は、椎骨Ｖ４と同様なので、詳しくは説明しない。

図４では、上に述べた原因の１つ又はそれ以上により、椎骨Ｖ４とＶ５が円板Ｄ４によって適切に支持されておらず、従って、それら椎骨の補足的な支持と安定を提供することが必要になっているものと仮定する。そのため、本発明の或る実施形態による人工椎間円板器官装置４０が、椎骨Ｖ４とＶ５の棘突起２２の間に植え込まれている。

この人工器官装置４０は図５に詳しく示されており、この装置は、その各端部分に２つの曲線状切欠き４２ａと４２ｂが形成されていることを除き、形状が略矩形である、比較的可撓性のある軟らかい本体部材４２を含んでいる。横方向に伸びるチャネル４２ｃは、断面が略矩形であり、切欠き４２ａと４２ｂの間の概ね真中を本体部材４２の全幅を貫いて伸張している。

比較的剛い材料のインサート４４が提供されており、これは、最小限の隙間でチャネル４２ｃ内を伸長するような寸法に作られている。而して、インサート４４は、チャネルに嵌るようにチャネルより僅かに小さいことを除き、チャネル４２ｃの断面に実質的に一致する略矩形の断面を有している。インサート４４の長さは、実質的にチャネル４２ｃの長さに一致している。

装置４０を２つの隣接している椎骨Ｖ４とＶ５（図４）の間に植え込むとき、椎骨Ｖ４又はＶ５の内の一方の棘突起２２を切欠き４２ａの中に伸張させ、他方の椎骨の棘突起を切欠き４２ｂの中に伸張させる。比較的可撓性のある軟らかい本体部材４２が、優れた衝撃吸収性を提供し、インサート４４が、剛性、圧縮強度及び耐久性を装置４０に追加する。

なお、外科医には、剛性の異なる幾つかのインサート４４を提供できるものと理解されたい。而して、外科医は、一旦、椎骨Ｖ４とＶ５（図４）の状態を確かめ、必要となる具体的な剛性を決めたら、適正なインサート４４を選択することができる。

別の実施形態による人工器官装置５０を図６に詳しく示しており、この装置は、図示のように、その各端部分に２つの曲線状切欠き５２ａと５２ｂが形成されていることを除き、形状が略矩形である、比較的可撓性のある軟らかい本体部材５２を含んでいる。横方向に伸びるチャネル５２ｃは、断面が略矩形であり、本体部材５２を貫いて伸張している。

比較的剛い材料の２つのインサート５４と５６が提供されており、各々、最小限の隙間でチャネル５２ｃ内を伸長するような寸法に作られている。各インサート５４と５６は、チャネルに嵌るようにチャネルより僅かに小さいことを除き、チャネル５２ｃの断面に実質的に一致する略矩形の断面を有している。インサート５４と５６の外側端には、外側に張り出しているフランジ５４ａと５６ｂがそれぞれ設けられている。

インサート５４と５６は、互いに反対側から図６の矢印で示す方向に沿ってチャネル５２ｃの中に、フランジ５４ａと５６ａが本体部材５２の対応する外側表面と係合してインサートがそれ以上チャネルの中に伸張することが制限されるまで、挿入される。インサート５４と５６が挿入された位置では、両者の組み合わせた長さは、チャネル５２ｃの長さに実質的に一致している。

装置５０を２つの隣接している椎骨Ｖ４とＶ５（図４）の間に植え込むとき、椎骨Ｖ４又はＶ５の内の一方の棘突起２０を切欠き５２ａの中に伸張させ、他方の椎骨の棘突起を切欠き５２ｂの中に伸張させる。比較的可撓性のある軟らかい本体部材５２は、優れた衝撃吸収性を提供し、インサート５４と５６が、剛性、圧縮強度、及び耐久性を装置５０に付与する。

なお、外科医には、対毎に剛性の異なる数対のインサート５４と５６が提供できるものと理解されたい。而して、外科医は、一旦、椎骨Ｖ４とＶ５（図４）の状態を確かめ、必要となる具体的な剛性を決めたら、適正なインサート５４と５６を選択することができる。

別の実施形態による人工器官装置６０を図７に詳しく示しており、この装置は、図に示すように、その各端部分に２つの曲線状切欠き６２ａと６２ｂが形成されていることを除き形状が略矩形の比較的可撓性のある軟らかい本体部材６２を含んでいる。

図に示すように、本体部材６２の前面には溝６２ｃが形成されており、この溝は、切欠き６２ａと６２ｂの間の概ね真中をその全幅に亘って伸張している。本体部材６２の背面には溝６２ｄが形成されており、この溝も同様に切欠き６２ａと６２ｂの間の概ね真ん中をその全幅に亘って伸長している。溝６２ｃと６２ｄは、而して、本体部材６２の厚さが薄くなった中央部分６２ｅを画定している。

比較的剛い材料の２つの略Ｕ字型インサート６４と６６が提供されている。インサート６４は、基部６４ａから直角に２つの脚６４ｂと６４ｃを間隔を空けて伸張させることにより形成されており、インサート６６は、基部６６ａから直角に２つの脚６６ｂと６６ｃを間隔を空けて伸張させることにより形成されている。インサート６４の脚６４ｂと６４ｃの厚さは、それぞれ切欠き６２ｃと６２ｄの深さに実質的に一致しており、各脚の長さは切欠きの長さの半分に実質的に一致しており、両脚の間の間隔は中央部分６２ｅの厚さに実質的に一致している。同様に、インサート６６の脚６６ｂと６６ｃの厚さは、それぞれ切欠き６２ｃと６２ｄの深さに実質的に一致している。各脚の長さは、各切欠きの長さの半分に実質的に一致しており、両脚の間の間隔は、中央部分６２ｅの厚さに実質的に一致している。而して、インサート６４と６６が溝６２ｃと６２ｄに挿入されたとき、各々が本体部材６２の中央部分６２ｅの約半分を覆って伸張することになる。

基部を椎骨Ｖ４とＶ５（図４）に係留するため、突出部６８ａと６８ｂが、それぞれ各基部６４ａと６６ｂの外側表面から伸張している。
インサート６４と６６は、互いに反対側から図７の矢印が示す方向に、それぞれの基部６４ａと６６ｂが中央部分６２ｄの対応する側壁と係合するまで、溝６２ｃの中に挿入される。この挿入位置では、インサート６４と６６を合わせた長さは、溝６２ｃの長さと実質的に一致している。

装置６０を２つの隣接する椎骨Ｖ４とＶ５（図４）の間に植え込むとき、椎骨Ｖ４又はＶ５の内の一方の棘突起２２を切欠き６２ａの中に伸張させ、他方の椎骨の棘突起を切欠き６２ｂの中に伸張させる。突出部６８ａと６８ｂを使用して、装置６０を棘突起２２に係留する。

比較的可撓性のある軟らかい本体部材６２は、優れた衝撃吸収性を提供し、インサート６４と６６が、剛性、圧縮強度、及び耐久性を装置６０に付与する。
なお、外科医には、対毎に剛性の異なる数対のインサート６４と６６が提供できるものと理解されたい。而して、外科医は、一旦、椎骨Ｖ４とＶ５（図４）の状態を確かめ、必要となる具体的な剛性を決めたら、適正なインサート６４と６６を選択することができる。

なお、上記実施形態のそれぞれにおいて、本体部材４２、５２、６２、７２、７４、８２、９２、及び９４を形成している材料は、図示し説明した形状にモールド成形することのできる、シリコンの様な可撓性のある軟らかいプラスチックでもよいと理解されたい。インサート４４、５４、５６、６４、６６並びにコネクタ７６と９６及び本体部材８４は、比較的剛いゴム、プラスチック、金属、又は他の類似材料で作ることができる。
変型例
なお、理解頂けるように、上記には本発明から逸脱することなく変更を加えることができ、幾つかの変型例は以下のとおりである。

ＨＡ被覆、ＢＭＰ、又は類似物の様な、骨の成長を促すどの様な従来の物質でも、上記実施形態のそれぞれに組み込むことができる。
上記装置の比較的剛い構成要素には、骨の成長の統合性を高めるために貫通孔を形成してもよい。

上記実施形態の１つ又はそれ以上の本体部材、インサート、及びコネクタは、形状、寸法、組成、及び物理的特性が異なっていてもよい。例えば、図５の実施形態のインサート４４は、断面が円形であってもよい。

上記実施形態それぞれの１つ又はそれ以上の構成要素には、椎骨に又は棘突起に装置を取り付けるための係留紐を受けるために、貫通孔を設けてもよい。
図５の実施形態のインサート４４は、どの様な従来の方式で本体部材４０のチャネル４２ｃに固定してもよい。

図６の実施形態のインサート５４と５６は、どの様な従来の方式で本体部材５０のチャネル５２ｃに固定してもよい。
図７の実施形態に示す両側の突出部は、椎骨又は棘突起に装置を係留するために、各実施形態の比較的剛い構成要素に設けてもよい。

上で説明した比較的剛い構成要素は、時間経過に伴い剛性が変化するように分解吸収可能な材料で形成してもよい。
図７の実施形態のインサート６４と６６は、どの様な従来の方式で本体部材６０のチャネル６２ｃに固定してもよい。

上で説明した比較的剛い構成要素は、術前又は術中に、異なる剛性を有する構成要素と入れ替えることもできる。
上記実施形態のそれぞれにおいて、比較的可撓性のある軟らかい材料で作られている構成要素を比較的剛い材料で作り、比較的剛い材料で作られている構成要素を比較的可撓性のある軟らかい材料で作ってもよい。

上記実施形態の人工器官装置は、棘突起の間ではなく、隣接する椎骨の関節面の間に挿入してもよい。
上記実施形態の人工器官装置は、椎骨以外の身体部分の間に植え込むこともできる。

上記実施形態の人工器官装置は、隣接する椎骨の間の円板を切除する椎間板切除術又は少なくとも１つの椎骨を切除する椎体切除術に続き、２つの椎骨の間に挿入することもできる。

上記における、「下」「上」「間」「下側」「頂」「底」などの様な空間についての言及は、説明のみを目的としており、上で説明した構造の特定の方位又は位置を限定するものではない。

前記特定の実施形態は、本発明の実施を例証するものである。従って、当業者には既知の、又はここに開示している他の好都合な手法は、上で詳しく説明した本発明並びに特許請求の範囲に記載の範囲から逸脱することなく、採用することができるものと理解されたい。特許請求の範囲では、手段と機能から成る条項は、記載の機能を実行するものとしてここに説明した各構造を、構造的等価物のみならず等価的構造物も含め、包含することを意図している。而して、釘とねじでは、釘が木製部品を一体に固定するのに円柱状の表面を採用し、一方、ねじは螺旋状の表面を採用しているという点において、両者は構造的等価物ではないものの、木製部品を留めるという点では、釘とねじは等価的構造物である。

成人の脊柱の側方立面図である。 図１の脊柱の後方立面図である。 図１及び図２の脊柱の椎骨の内の１つの拡大前方立面図である。 図１及び図２の脊柱の、脊柱の下側３つの椎骨を含んでいる脊柱部分の拡大部分斜視図であり、２つの隣接する椎骨の間に挿入された本発明の或る実施形態による人工椎間器官装置を示している。 図４の人工器官装置の拡大斜視分解図である。 図５の人工器官装置の代わりの実施形態の拡大斜視分解図である。 図５の人工器官装置の代わりの実施形態の拡大斜視分解図である。

Claims (26)

1. 隣接する椎骨の間に挿入するための人工器官装置において、
   前記椎骨の間に伸張させることができるようになっている比較的可撓性のある材料の第１部材と、
   前記第１部材により支持される比較的剛い材料の少なくとも１つの第２部材と、を備えている人工器官装置。
2. 前記第１部材は、その中に、前記椎骨の一方の一部分を受けるための少なくとも１つの切欠きを有している、請求項１に記載の装置。
3. 前記椎骨の部分は棘突起である、請求項２に記載の装置。
4. 前記第１部材は、その各端部に、前記隣接する椎骨の前記棘突起を受けるための２つの切欠きを有している、請求項２に記載の装置。
5. 前記第２部材は、前記第１部材の剛性とは異なる剛性を有する部材と置き替えることができる、請求項１に記載の装置。
6. 前記第１部材は、中にチャネルが形成されている本体部材であり、前記第２部材は、前記チャネル内を伸張するインサートである、請求項１に記載の装置。
7. 前記第１部材は、中にチャネルが形成されている本体部材であり、２つの第２部材が設けられていて、そのそれぞれが前記チャネル内を伸張するインサートである、請求項６に記載の装置。
8. 前記本体部材は、その各端部に、それぞれ前記２つの椎骨の一部分を受けるための２つの追加的な切欠きを有している、請求項６に記載の装置。
9. 前記第１部材は、その互いに反対側の面に２つの溝が形成されている本体部材であり、２つの第２部材が設けられていて、そのそれぞれが、前記溝に挿入することのできる略Ｕ字型断面を有するインサートである、請求項１に記載の装置。
10. 前記溝は、前記第１本体部材の幅に亘って伸長しており、前記インサートは、それぞれ、前記溝の中にそれらの両端から挿入することができる、請求項９に記載の装置。
11. 前記本体部材は、その各端部に、それぞれ前記２つの椎骨の一部分を受けるための２つの追加的な切欠きを有している、請求項９に記載の装置。
12. ２つの隣接する椎骨の間の植え込み方法において、
    比較的可撓性のある材料の第１部材を提供する段階と、
    異なる相対剛性を有する複数の第２部材から、比較的剛い材料の第２部材を選択する段階と、
    前記第２部材を前記第１部材によって支持して、人工器官を形成する段階と、
    前記人工器官を前記椎骨の間に植え込む段階と、から成る方法。
13. 前記第１部材に、前記椎骨の一方の一部分を受けるための少なくとも１つの切欠きを形成する段階を更に含んでいる、請求項１２に記載の方法。
14. 前記椎骨の部分は棘突起である、請求項１３に記載の方法。
15. 前記第１部材の各端部に、前記隣接する椎骨の前記棘突起を受けるための２つの切欠きを形成する段階を更に含んでいる、請求項１３に記載の方法。
16. 前記第２部材を、前記第２部材の剛性とは異なる剛性を有する部材と置き替える段階を更に含んでいる、請求項１２に記載の方法。
17. 前記第１部材にチャネルを形成する段階を更に含んでおり、前記第２部材は、前記チャネル内を伸長するインサートである、請求項１２に記載の方法。
18. 前記第１部材の各端部に、それぞれ前記２つの椎骨の一部分を受けるための切欠きを形成する段階を更に含んでいる、請求項１７に記載の方法。
19. 前記第１部材にチャネルを形成する段階を更に含んでおり、２つの第２部材が設けられていて、そのそれぞれが前記チャネル内を伸長するインサートである、請求項１２に記載の方法。
20. 前記第１部材の互いに反対側の面に形成されている２つの溝を形成する段階を更に含んでおり、２つの第２部材が設けられていて、そのそれぞれが、前記溝に挿入することのできる略Ｕ字型断面を有するインサートである、請求項１２に記載の方法。
21. 前記溝は、前記第１本体部材の幅に亘って伸長しており、前記インサートは、それぞれ、前記溝の中にそれらの両端から挿入することができる、請求項２０に記載の方法。
22. 前記第１部材の各端部に、それぞれ前記２つの椎骨の一部分を受けるための２つの切欠きを形成する段階を更に含んでいる、請求項２０に記載の方法。
23. ２つの隣接する椎骨の間の植え込み方法において、
    比較的可撓性のある材料の第１部材を提供する段階と、
    異なる相対剛性を有する複数の第２部材から、比較的剛い材料の第２部材を選択する段階と、
    前記第２部材を前記第１部材によって支持して、人工器官を形成する段階と、
    前記人工器官を前記椎骨の間に植え込む段階と、
    前記第２部材を、前記第２部材の材料とは異なる剛性を有する材料の部材と置き替える段階と、から成る方法。
24. 前記第１部材の各端部に、前記隣接する椎骨の棘突起を受けるための２つの切欠きを形成する段階を更に含んでいる、請求項２３に記載の方法。
25. 前記支持する段階は、前記第２部材を前記第１部材のチャネルの中に挿入する段階を含んでいる、請求項２３に記載の方法。
26. 前記支持する段階は、前記第１部材の互いに反対側の面に形成されている２つの溝を形成する段階を更に含んでおり、前記第２部材は、前記溝に挿入することのできる略Ｕ字型断面を有する少なくとも１つのインサートである、請求項２３に記載の方法。

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