JP2009525060A - 椎間関節プロテーゼ - Google Patents

Abstract

プロテーゼ下部およびプロテーゼ上部を備える椎間関節プロテーゼを開示する。プロテーゼ下部は、第１の定着部材および第１の連接部材を含み、プロテーゼ上部は、第２の定着部材および第２の連接部材を含む。該第１の連接部材は、支持部および第１の連接表面を備え、該第２の連接部材は、第２の連接表面を備え、第１および第２の連接表面は、互いに接触または係合するように構成および寸法決定される。柔軟要素は、該支持部と該第１の連接表面との間に配設される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００５年１２月６日に出願された米国暫定特許出願第６０／７４２，５２７号の優先権を主張するものであり、参照によりその全内容が本願明細書に組み込まれる。

発明の技術分野
本発明は、概して、脊髄の狭窄を治療または脊柱に関連する痛みあるいは不快感を軽減するための装置および方法に関する。より具体的には、本発明は、複数の異なった種類の脊髄関節置換プロテーゼに関する。

発明の背景
椎間関節は劣化、またはその他負傷もしくは疾患する可能性があり、脊柱支持の欠如、痛み、および／または運動困難に繋がる。

椎間関節の変性および椎間板変性は同時に生じることが多く、一方は主要な問題となり得るが、他方は脊椎の変化構造に起因する二次元的な現象である。中心および側面の脊髄の狭窄、変性脊椎すべり症、および変性脊柱側弯はすべて、そのような関節および／または椎間板変性に起因する脊椎の前柱および後柱構造間の異常な機構的関係により生じる場合がある。

適切な脊髄の動きは、椎間板および椎間関節の正常機能を必要とする。現在の脊髄の狭窄の外科的手法では正常機能を復元しない。場合によっては、軟組織抑制および椎間関節一部の除去を伴う減圧術は、実際に不安定な性質を生じさせ、あるいは最小限でも正常機構を変化させる。その結果、治療により思いがけなく誘発された不安定な性質はさらなる変性および痛みに繋がり得る。

脊椎固定術は、隣接構造に負担をかけ、遷移変性を加速させ、隣接セグメントの狭窄を引き起こす場合がある。ハードウェア除去の二次手術を必要とすることがあり、骨移植供与部位の痛みが多くの患者にとって実際的な問題となり得る。

椎間関節置換によって、脊椎の整合および可動性の維持を可能にするであろう。また、隣接レベルに及ぼす圧力が少なく、正常な解剖学的構造（薄膜、棘突起、靱帯）が維持され得る。従って、前柱椎間板置換への補助を提供するため、または単独後柱疾患を有する患者への独立した治療として、椎間関節プロテーゼの改善への必要性が存在する。

発明の開示
様々な椎間関節プロテーゼを開示する。一実施形態において、プロテーゼ下部およびプロテーゼ上部を備える椎間関節プロテーゼを開示する。プロテーゼ下部は、第１の定着部材および第１の連接部材を含み、プロテーゼ上部は第２の定着部材および第２の連接部材を含む。第１の連接部材は、支持部および第１の連接表面を備え、第２の連接部材は第２の連接表面を備え、第１および第２の連接表面は互いに接触または噛合うように構成および寸法決定される。一実施形態において、柔軟要素は、支持部および第１の連接表面の間に配設される。

本発明の別の側面において、第１のプロテーゼ部分、第２のプロテーゼ部分および柔軟要素を有する椎間関節プロテーゼを開示する。第１のプロテーゼ部分は、第１の定着部材および第１の連接部材を含み、第２のプロテーゼ部分は第２の定着部材および第２の連接部材を含む。柔軟要素は、第１および第２の間で相互に連結される。

発明の詳細な説明
本発明の実施形態を説明する。本発明の以下の詳細な説明は、すべての実施形態の例証を意図するものではない。本発明の実施形態を説明する上で、明確にする目的で、特定の専門用語を用いる。しかし、本発明は、そのように選択された特定の専門用語に制限されることを意図しない。各特定の要素は、同様の目的を実現するための同様の方法において動作するすべての技術的同等物を含む。

図１および２は、それぞれ脊柱の例示的な椎骨の側面図および軸方向図である。各椎骨は、脊柱に強度を与え、体重を支持する骨の前部の大部分である椎体１を含む。椎弓２は、椎体１の後方にあり、右および左の椎弓根３および薄膜４によって形成される。椎弓根３は、椎弓２を椎体１に結合させる、短く、頑丈な突起である。椎弓根３は、薄膜４と称される骨の広範な２つの平板を接触させるように後方に突出する。横にある椎弓根ならびに前面にある椎体および椎間板とともに、薄膜４は、脊髄および他の構造が通過する椎骨の中央にあり、椎孔５と称される管を形成する。

７つの他の突起は椎弓から生じる。棘突起６および２つの横行７突起は、椎弓２から突出し、かつ背筋への付着を提供し、筋肉が椎骨を動かすのに役立つレバーを形成する。関節突起と称される残りの４つの突起は、椎弓から上方に突出し（従って、上部関節突起８と称される）、かつ椎弓から下方に突出する（従って、下部関節突起９と称される）。上部および下部関節突起８および９は、それらに隣接した上部および下部椎骨の対応して向き合う突起と対面しており、関節突起間関節、またはより一般的には、椎間関節もしくは椎間と称される関節を形成する。椎間関節は、隣接椎骨間の滑り運動を可能にする。椎間関節は、隣接した上部および下部関節突起間で脊柱に沿って形成される。概して、椎間関節は、上半分および下半分を有する。関節の上半分は関節より下の椎骨レベルによって形成され、関節の下半分は関節より上の椎骨レベルによって形成される。椎間は、脊椎の異なる部分で異なる配向を有する。これにより、異なる動きが可能となる。例えば、腰椎での椎間の配向は、主に屈曲（前方への曲げ）および伸張（後方への曲げ）を可能にする。一方で、頸椎においては、椎間は屈曲、伸長、およびより大きな回転量および側面の曲げを可能にする。椎間は、神経支配にあり、痛みを生成することができる軟骨（関節包）によって囲まれる。

図４および５を参照すると、本発明による椎間関節プロテーゼ１０の例示的な一実施形態が示される。概して、プロテーゼ１０は、プロテーゼ下部セグメント、要素、または部分１２、およびプロテーゼ上部セグメント、要素、または部分１４を備える。セグメントまたは部分１２は、椎間関節の下半分において人工椎間表面または部分を作成するため、「下」と指定される。同様に、セグメントまたは部分１４は、椎間関節の上半分において人工椎間表面または部分を作成するため、「上」と指定される。同様の命名法が本記述全体で使用される。しかし、「下」および「上」命名指定の代替として、「頭側」および「尾側」が使用されてもよい。

一実施形態において、プロテーゼ部分１２、１４は、それぞれ定着部材１６、１８および連接部材２０、２２を備える。これに関連して、プロテーゼ下部セグメント１２は、第１のまたは下部定着部材１６、および第１のまたは下部連接部材２０を備える。同様に、プロテーゼ上部セグメント１４は、第２のまたは上部定着部材１８、および第２のまたは上部連接部材２２を備える。定着部材１６、１８は、椎骨を係合、定着、または他の方法で対骨に固定するように構成および寸法決定される。連接部材２０、２２は、例えば、互いに向かって、または互いから離れて旋回または滑ることによって連接部材が互いに移動できるように、隣接した連接部材に接触または係合するように構成または寸法決定される。

図４に示すように、上部椎骨２４の左下椎間および下部椎骨２６の左上椎間は切除および／または除去されており、プロテーゼ１０は椎骨２４、２６に接続されており、天然の生体構造を模倣している。プロテーゼ下部セグメント１２の連接部材２０は、プロテーゼ上部セグメント１４の連接部材２２と係合する。これに関連して、連接部材２０は、概して凸状の連接または軸受表面２８を備え、連接部材２２は、概して凹状の連接または軸受表面３０を備え、表面２８、３０は、上記のように、互いに接触または係合するように構成および寸法決定される。図４〜５に示すように、総椎間関節が置換されると、その後表面２８は椎骨２４、椎骨２６および椎間板３２で構成されている脊椎運動分節の天然の生体力学を再構築するために表面３０と連接する。一実施形態において、上部軸受表面３０は、関節運動を可能とするために、連接する下部軸受表面２８より大きくなるように寸法決定される。代替実施形態において、連接表面２８、３０の代替形状および構成が活用されてもよい。例えば、表面３０は、長方形、板状、槽状またはカップ状を含むが、それらに限定されない、任意の適切な凹状の形状であってもよく、下表面２８は、表面３０に一致、係合、または他の方法で接触するように対応する凸状の形状を有してもよい。

図４で最もよく見えるように、一実施形態において、第１および第２の定着部材１６、１８は骨ネジを備える。一変形例において、骨ネジは多軸ネジであってもよい。使用できる多軸ネジの一つの種類は、参照によりその全内容が組み込まれる、２００５年７月７日に出願された米国特許出願第１１／１４６，１４７号に開示される。これに関連して、連接部材２０、２２は、対応するアンカーまたはネジとの連結を容易にするための機能を含んでもよい。例示的な一実施形態において、連接部材２０は、アンカー１６と係合するように構成および寸法決定された棒部分３４を備える。これに関連して、椎弓根ネジは、概して脊髄棒のような円筒または棒状構造に適合するように構成されるため、標準的または典型的な椎弓根ネジは、ネジ頭部上の連結手段を変更することなく活用されてよい。図５に示すように、アンカーまたはネジ１６は椎弓根内に埋め込まれてよく、連接部材２０は、椎体の同側上の椎弓根と下部関節突起との距離にわたるようにサイズ決定および成形される。連接部材２０の一変形例において、柔軟要素３６は、アンカー１６と連接表面２８との間に配設されてもよい。使用できる柔軟要素の一つの種類は、参照によりその全内容が組み込まれる、２００４年１月２３日に出願された米国特許出願第１０／７６２，５３３号に開示される。代替実施形態において、バネまたは他の弾性もしくはエラストマー要素が使用されてもよい。

別の例示的な実施形態において、連接部材２２は、ネジ頭と係合するように構成された、改変されたネジ口またはネジぶたを備えてもよい。これに関連して、標準的または一般的な椎弓根ネジは、改変されたネジ口と伴に活用されてもよい。別の実施形態において、上部連接部材２２は、ロック可能な角形成を可能にするように、および軸受表面３０の最適な位置を提供するように、コネクタ部分３８を備えてもよい。図２３を参照すると、一実施形態において、連接キャップ２２は、概して平面または板状の形状を有してもよく、同様の隣接キャップと係合するために軸受表面３０を含んでもよい。前述の実施形態において、上部連接部材は、プロテーゼが埋め込まれる脊椎のあるレベルに対して適切な頭側および尾側方向ならびに適切な内側／横側角形成を有するように配設されてもよい。

連接部材２０、２２は、ポリエチレン、ゴム、チタン、チタン合金、クロムコバルト、外科用スチールもしくは任意の他の関節全置換金属および／もしくはセラミック、骨性増殖表面、焼結ガラス、人工骨、任意のセメントで結合されていない金属もしくはセラミック表面、またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない、プロテーゼ技術において一般的に使用される様々な材料で構成されてもよい。

図４〜５の実施形態において、椎間関節の下部および／または上半分が所定の椎骨の一方側（片側）で置換されるプロテーゼ装置１０が示される。当業者は、図６に示すようにプロテーゼ装置１０または脊柱の長さに沿ったそれぞれの組み合わせを活用して、椎間関節が所定の椎骨の両側（両側）で置換されてもよいことを理解する。

図７を参照すると、本発明による椎間関節プロテーゼ４０の別の実施形態が示される。概して、プロテーゼ４０は、両側性の装置を備え、椎間関節は所定の椎骨の両側で置換されてもよい。プロテーゼ４０は、上記のプロテーゼ１０と同様であり、概してプロテーゼ下部セグメント４２およびプロテーゼ上部セグメント４４を備える。本実施形態において、下部セグメント４２は、両側定着部材４６、４８および単一の両側連接部材５０を備える。連接部材５０は、単一の単体部品であってもよく、その場で組み立てることができる２つ以上の別々の部品を備えてもよい。概して、プロテーゼ上部セグメントは、図４〜５に関して上述した連接部材２２と類似した両側連接部材５６、５８および両側定着部材５２、５４を備える。連接部材５０は、所定の椎骨の両側上に横方向に分けられた、一対の概して凸状の連接または軸受表面６０を備える。連接部材５６、５８は、概して、凹状の連接または軸受表面６２を備え、表面６０、６２は、上記のように互いに接触または係合するように構成および寸法決定される。図７に示すように、総椎間関節が置換されると、その後表面６０は、椎骨４１、椎骨４３および椎間板４５で構成される脊椎運動分節の天然の生体力学を再構築するように表面６２と連接する。

例示的な一実施形態において、連接部材５０は、両側棒部分７０、７２を備え、プロテーゼ１０に関して上述したような同様の方法において、椎弓根ネジなどのアンカーと係合するようにそれぞれ構成および寸法決定される。連接部材５０は、椎弓根と下部関節突起との距離にわたるように、かつ棘突起のための空間または開口部を提供するように、サイズ決定および成形される。これに関連して、椎間プロテーゼ４０は、薄膜または後弓の複雑な形態と接触または一致させる必要のない方法で、そのアンカー点から伸張する。また、連接部材５０は、棘突起を除去または切除することなく埋め込まれるように構成および寸法決定される。連接部材５０の一変形例において、柔軟要素７４は、アンカー４６、４８と連接表面６０との間に配設されてよい。使用できる柔軟要素の一つの種類は、参照によりその全内容が組み込まれる２００４年１月２３日に出願された米国特許出願第１０／７６２，５３３号に開示される。代替実施形態において、バネまたは他の弾性もしくはエラストマー要素を使用してもよい。

図８〜９を参照すると、本発明による椎間関節プロテーゼ８０の別の実施形態が示される。概して、プロテーゼ８０は、所定の椎骨の両側で椎間関節を置換するために両側性の装置を備える。プロテーゼ８０は、プロテーゼ下部セグメント８２が上部椎体８１上の棘突起８６に接続されるように構成される場合を除いて、上記のプロテーゼ４０と同様である。これに関連して、下部セグメント８２の連接部材８８は、棘突起８６に接触、係合、あるいは連結されるように構成された連結部分９０を備える。図８および９に示す一変形例において、連結部分９０は、棘突起の一方側に沿って棘突起８６の下面から上方に伸張するように構成および寸法決定されたトラフまたはＨ形状の断面を備える。溝または貫通孔９２は、連接部材８８を棘突起８６に固定するためのアンカー、ピン、ネジまたは他の装置を含むが、それらに限定されない、トランス棘固定要素９４に適応するように、連結部分９０を介して横方向に伸張する。その他すべてに関連して、プロテーゼ８０は上記のプロテーゼ４０と同様の方法で機能する。

図１０を参照すると、所定の椎骨の両側で椎間関節を置換するための両側プロテーゼ１００の代替実施形態が示される。プロテーゼ１００は、プロテーゼ下部セグメント１０２およびプロテーゼ上部セグメント１０４が、椎弓根または棘突起とは対照的に、上部椎体１０１および下部椎体１０３に直接接続するように構成される場合を除いて、上記のプロテーゼ４０、８０と同様である。これに関連して、下部セグメント１０２の連接部材１０６および上部セグメント１０４の連接部材１０８は、それらを介して伸張し、１つまたは複数の固定要素１１２を受けるまたは適合するように構成された１つ以上の穴、溝または開口部１１０を備える。連接部材１０６、１０８を椎体１０１、１０３に固定するためのアンカー、ピン、ネジ、止め金または他の装置を含むが、それらに限定されない任意の種類の固定要素１１２が使用されてもよい。他のすべてに関連して、プロテーゼ１００は上部記のプロテーゼ４０、８０と同様の方法で機能する。

図１１を参照すると、椎間関節プロテーゼ１２０の連接表面２８、３０の代替実施形態が示される。本実施形態において、上部軸受表面３０および下部軸受表面２８は、制約された関節を提供するために、少なくとも部分的に連結されてもよい。これに関連して、上部軸受表面３０は、溝付き、カップ状、あるいは概して凹状であってもよく、一般的な鍵穴空洞を規定するように上部軸受表面３０を少なくとも部分的に封入するための捕獲アーム１２２を含んでもよい。下部軸受表面２８は、鍵状の断面特性を有し、また、「捕獲された」または制約された関節または運動を提供するために、部分的に封入された上部軸受表面３０内で受けるまたは捕獲するように構成および寸法決定される。これに関連して、表面２８が表面３０を係合する場合、捕獲アーム１２２は、下部連接部材２０が連接部材２２内で捕獲されるように、下表面２８の凸凹特性部分周囲で内側に伸張するように構成および寸法決定される。下部軸受表面２８の外周は、下部軸受表面２８が上部軸受表面３０に対して動くことができるように、上部表面３０の内周よりも小さい。一変形例において、表面２８、３０は互いに直接接触してもよく、他の実施形態において、ポリエチレン挿入物１２４は表面間に介在してもよい。

図１２〜１３を参照すると、椎間関節プロテーゼ１３０の連接表面２８、３０の代替実施形態が示される。本実施形態において、上部軸受表面３０および下部軸受表面２８は、少なくとも部分的に制約された関節を提供するように、突出１３２およびトラック１３４の構成を提供する。

図１４を参照すると、代替接合部分１４２を有する関節プロテーゼ１４０の別の実施形態が示される。本実施形態において、プロテーゼ１４０の下部セグメント１４４および上部セグメント１４６は、たわみ部材１４８によって接合または連結される。たわみ部材１４８は、連接部材１５０、１５２に接続され、連接表面を被包してもよいエラストマーまたはゴムなどの軟質材料を備える。操作において、接合部分１４２のたわみ部材１４８は、脊椎の天然の生体力学を再現するための、連接部材１５０、１５２間の制約された相対運動ならびに滑りおよび緩衝能力を提供する。

図１５を参照すると、代替接合部分１６２を有する椎間関節プロテーゼ１６０の別の実施形態が示される。本実施形態において、プロテーゼ１６０の下部セグメント１６４および上部セグメント１６６は、結合部１６８によって接合または連結される。一実施形態において、結合部１６８は、外科用ケーブル、縫合糸、エラストマーもしくは輪ゴムまたは任意の他の適切な結合部を含んでよい。操作において、接合部分１６２の結合部１６８は、脊椎の天然の生体力学を再現するように、連接部材１７０、１７２間の制約された相対運動を提供する。

図１６〜１７を参照すると、椎間関節プロテーゼ１８０の別の実施形態が示される。本実施形態において、上部セグメント１８２および下部セグメント１８４は、可動性スリーブ１８６によって相互に連結される。一実施形態において、スリーブ１８６は、エラストマー材料で作られる。上部および下部セグメント１８２、１８４は、ボールまたは球面形状のヘッド部１９４を有する連接部材１９０、１９２を備える。スリーブ１８６は、ヘッド部１９４を適合させ、連接部材１９０を連接部材１９２に結合させるために、窪み１９６を備える。窪み１９６は、スリーブ１８６に対して連接部材１９０、１９２が回転運動できるようにする。また、スリーブ１８６の弾力性は、連接部材１９０、１９２間の延長および圧迫を可能にする。操作において、スリーブ１８６は、脊椎の天然の生体力学を再現するように、連接部材１９０、１９２間の制約された相対運動ならびに滑りおよび緩衝能力を提供する。

図１８を参照すると、椎間関節プロテーゼ２００の別の実施形態が示される。本実施形態において、上部材２０２は、アンカー部分２０４および統合された連接部分２０６を備える。下部材２０８は、アンカー部分２１０および統合された連接部分２１２を備える。連接部分２０６は、ボールまたは球面形状のヘッド部材２１４を備え、下部材２０８の連接部分２１２は概して、ヘッド部材２１４を受けて、連接部分２０６を連接部分２１２に結合させるための、窪みまたは溝２１６を備える。溝２１６は、連接部分２１２に対して連接部分２０６が回転運動できるようにする。バネ２１８は、弾力性を提供し、連接部分２０６、２１２間の延長および圧迫を可能にするように溝２１６内に収容されてよい。操作において、溝２１６は、脊椎の天然の生体力学を再現するように、連接部材２０６、２１２間の制約された相対運動ならびに滑りおよび緩衝能力を提供する。

図１９を参照すると、連接表面２８、３０の代替実施形態を含む椎間関節プロテーゼ２２０の別の実施形態が示される。本実施形態において、上部軸受表面３０は、円筒凸状の表面を備え、下部軸受表面２８は、単一面における１つの弓状または円筒の通路の周囲の少なくとも部分的に制約された関節を提供するために、適合する円筒凹状の表面を備える。他の全平面における上部プロテーゼ部材２２４周囲の下部プロテーゼ部材２２２の動きは、上表面３０の側壁２２６によって制約または制限される。一実施形態において、下部材および上部材２２、２２４は、調節するために角度がロック可能である、および／または作用平面である。一変形例において、部材２２２、２２４は、経皮的処置を介して手術後にロックすることができる。

図２０を参照すると、椎間関節プロテーゼ２３０の代替実施形態が示される。本実施形態において、ケーブル２３２、２３４は、上部椎骨２３８に接続された第１の定着部材２３６から下部椎骨２４４に接続された定着部材２４０、２４２まで伸張できる。一実施形態において、第１の定着部材２３６は、棘突起を介して伸張するピン、または椎骨２３８の棘突起周囲に伸張するリングもしくはクリップを備える。別の実施形態において、定着部材２４０、２４２は、椎骨２４４の横突起周囲に伸張するクリップまたはリングを備える。ケーブル２３２、２３４は、脊椎の天然の生体力学を模倣するため、上部および下部椎体を結合するようにアンカー２３６からアンカー２４０、２４２間で伸張する。

図２１を参照すると、椎間関節プロテーゼ２４０の別の実施形態が示される。本実施形態において、両側性の上部連接部材２４２、２４４は椎骨に、または仙骨２４８は中央アンカー２４６に定着されてもよい。一対の下部連接部材２５０、２５２は、上部椎体２５４上に左右対称に定着されてもよい。柔軟要素２４７は、アンカー２４６と連接部材２５０、２５２との間に介在されてもよい。柔軟要素２４７は、前述した実施形態の柔軟要素３６および７４と同様であってもよい。

図２２を参照すると、椎間関節プロテーゼ２６０の別の実施形態が示される。本実施形態において、上部材２６２は、アンカー部分２６４および統合された連接部分２６６を備える。下部材２６８は、アンカー部分２７０および統合された連接部分２７２を備える。連接部分２７２は、ボールまたは球面形状のヘッド部材２７４を備え、上部材２６２の連接部分２６６は、一般的に、ヘッド部材２７４を受けて、連接部分２６６を連接部分２７２に結合させるための、窪み２７６を備える。窪み２７６は、連接部分２６６に対して連接部分２７２が回転運動できるようにする。操作において、窪み２７６は、脊椎の天然の生体力学を再現するように、連接部材２６６、２７２間の制約された相対運動を提供する。

図２４〜２５を参照すると、本発明による椎間関節プロテーゼ２８０の別の実施形態が示される。概して、プロテーゼ２８０は、所定の椎骨の片側または両側に椎間関節を置換または複製するために、運動分節の棘突起に接続される装置を備える。プロテーゼ２８０は、概して、上部椎体２８１上の棘突起２８６に接続するように構成されたストラドルまたはヨーク部分２８３と、下部椎体２８２上の棘突起２８８に接続するように構成されたポストまたはフィン突出部分２８４とを備える。図２４に最もよく見えるように、ヨーク部分２８３は、棘突起のいずれか一方側に沿って棘突起２８６の下面から伸張するように構成および寸法決定されたトラフまたはＵ字形の断面を備える。フィン突出部分２８４は、棘突起２８８の上側から伸張するように、かつヨーク部分２８３のＵ字形の断面内に適合するように、構成および寸法決定された一直線の断面を備える。これに関連して、フィン突出２８４は、天然椎間関節の制約された運動を再現するようにヨーク２８３内で連接してもよい。１つ以上の溝または貫通孔２９２は、ヨーク部分２８３およびフィン部分２８４を介して横方向に伸張し、ヨーク部分２８３およびフィン部分２８４を棘突起２８６、２８８にそれぞれ固定するための、アンカー、ピン、ネジまたは他の装置に限定されないがそれらを含むトランス棘固定要素２９４に適応してもよい。

図２６を参照すると、本発明による椎間関節プロテーゼ３００の別の実施形態が示される。概して、プロテーゼ３００は、例えば椎弓根ネジにより運動分節の隣接椎体に接続されることを除いて、上記のプロテーゼ２８０と同様に機能する装置を備える。プロテーゼ３００は、概して、上椎体３０１に接続されるストラドルまたはヨーク部分と、下部椎体３０２上のポストまたはフィン突出部分３０４とを備える。図２６に最もよく見えるように、ヨーク部分３０３は、棘突起３０６の下面に隣接したトラフまたはＵ字形の断面を備える。フィン突出部分３０４は、棘突起３０８の上側に隣接して伸張するように、およびヨーク部分３０３のＵ字形の断面内に適合するように構成および寸法決定された一直線の断面を備える。これに関連して、フィン突出３０４は、天然椎間関節の制約された運動を再現するようにヨーク３０３内で連接してもよい。１つ以上の溝または貫通孔３１２は、ヨーク部分３０３およびフィン部分３０４を介して伸張し、ヨーク部分３０３およびフィン部分３０４を椎体３０１、３０２にそれぞれ固定するためのアンカー、ピン、ネジまたは他の装置を含むがそれらに限定されない、固定要素３１４に適応してもよい。

図２７〜２９を参照すると、本発明による椎間関節プロテーゼ４００、４２０および４４０の代替実施形態が示される。概して、プロテーゼ４００、４２０および４４０は、両側性の装置を備え、椎間関節は、所定の椎骨の両側で置換されてもよい。プロテーゼ４００、４２０および４４０は、概して、プロテーゼ下部セグメント４０２およびプロテーゼ上部セグメント４０４を備える。一変形例によれば、下部および上部セグメント４０２、４０４は、天然椎間関節および脊椎の天然の生体力学を再現するように、隣接椎体にそれぞれ接続されてもよい。

図２７Ａ〜２７Ｂの実施形態を参照すると、装置４００の下部セグメント４０２は、外側横材または支持部４１０から下方または下方向に伸張する一対の両側連接部材４０６、４０８を備える。概して、支持部４１０は、一般的に横軸４１２に沿って伸張するバー、棒等の構造を備える。一実施形態において、概して、連接部材４０６、４０８は、支持部４１０の軸４１２に一般的に横断して伸張する薄壁の、一直線、平面、板状の部材を備える。連接部材４０６、４０８は、概して、下部セグメント４０２が接続される椎体の棘突起のいずれか一方側で配設されるのに十分な距離で、横方向に離間する。連接部材４０６、４０８は、概して、上部連接部材４１６、４１８内に適合、相互に作用、あるいは係合するように構成および寸法決定される。一実施形態において、連接部材４０６、４０８は、概して、その前面側に沿って傾斜したまたは角度がついた表面または端部４１７を伴う三角形を有する。角度がついた表面４１７は、概して、上部のより広い基底部から下部の狭い先端へと徐々に細くなる。当業者は、操作において、そのように傾斜した前面部が、特に前方への平行移動の場合に、完全停止よりむしろ滑走または円滑な運動を促進することを理解されたい。

プロテーゼ上部セグメント４０４は、概して、側面支持部４１４から上方または上方向に伸張する一対の両側連接部材４１６、４１８を備える。連接部材４１６、４１８は、概して、上部セグメント４０４が接続される椎体の棘突起のいずれか一方に配設されるのに十分な距離で、横方向に離間する。支持部４１４は支持部４１０と同様であり、一般的に横軸４１５に沿って伸張するバー、棒等の構造を一般的に備える。一変形例において、支持部４１０、４１４は、当業者には既知である椎弓根ネジおよび椎弓根ネジ挿入技術の使用を含むがそれらに限定されない既知の道具および技術を使用して、患者の椎骨構造に容易に接続できる円筒の棒を備えてもよい。図２７Ａ〜２７Ｂに示される一実施形態において、連接部材４１６、４１８は、概して、長方形カップ状または窪み状の構造を備え、連接部材４０６、４０８を受けるためにそれぞれ構成および寸法決定される。連接部材４１６、４１８の内側または内部部分は、概して、プロテーゼ上部および下部セグメントの互いに対する動きを誘導または制限するために、連接部材４０６、４０８に接触または係合するように構成される連接または軸受表面を備える。図２７Ａ〜２７Ｂの実施形態において、連接部材４１６、４１８は、横方向および後方に連接部材４０６、４０８を実質的に包囲する長方形の壁部材を備える。これに関連して、装置４００が組み立てられるまたは取り付けられる場合、連接部材４１６、４１８は、概して、上部セグメント４０４に対する下部セグメント４０２の回転および横方向平行移動を制限または制約する。一変形例によれば、下部および上部セグメント４０２、４０４は、椎間関節を置換するように隣接椎体にそれぞれ接続されてもよく、部材４０６、４０８は、脊椎運動分節の天然の生体力学を再構成するように、部材４１６、４１８と連接してもよい。一実施形態によれば、１つ以上の貫通孔４１９は、連接部材４１６、４１８を介して伸張し、それぞれ連接部材４０６、４０８を連接部材４１６、４１８に固定するため、ならびに下部および上部セグメント４０２、４０４間の相対運動を防ぐために、アンカー、ピン、ネジまたは他の装置に限定されないがそれらを含む固定要素に適応してもよい。先の実施形態と同様に、プロテーゼ４００ならびに下部および上部セグメント４０２、４０４は、ポリエチレン、ゴム、チタン、チタン合金、クロムコバルト、外科用スチール、または任意の他の関節全置換金属および／もしくはセラミック、骨性増殖表面、焼結ガラス、人工骨、任意のセメントで結合されていない金属もしくはセラミック表面、またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない、プロテーゼ技術において一般的に使用される様々な材料で構成されてもよい。特定の一実施形態において、下部および上部セグメント４０２、４０４は、チタンまたは金属材料で作られてもよく、ポリエチレン軸受またはあわせ面を含んでもよい。

図２８Ａ〜２８Ｂを参照すると、椎間関節プロテーゼ４２０の別の実施形態が示される。プロテーゼ４２０は、概して、連接部材４１６、４１８が部分的に長方形のカップ状または窪み状の構造を備えることを除き、プロテーゼ４００と同様である。連接部材４１６、４１８の内側または内部部分は、概して、互いにプロテーゼ上部および下部セグメントの動きを誘導または制限するために、連接部材４０６、４０８に接触または係合するように構成される連接または軸受表面を備える。図２８Ａ〜２８Ｂの実施形態において、連接部材４１６、４１８は、内外側および前壁に沿って連接部材４０６、４０８に接触または係合するように配設される部分的に長方形の壁部材を備える。これに関連して、装置４２０が組み立てられるまたは取り付けられる場合、連接部材４１６、４１８は、概して、患者の椎骨の伸張および前後平行運動をあまり制限または制約せず、上部セグメント４０４に対する下部セグメント４０２の相対運動を可能にする。

図２９Ａ〜２９Ｂを参照すると、両側椎間関節プロテーゼ４４０の別の実施形態が示される。装置４４０の下部セグメント４０２は、外側横材または支持部４５０から下方または下方向に伸張する一対の両側連接部材４４６、４４８を備える。本実施形態において、連接部材４４６、４４８は、概して鉤形であり、その前面側に沿って連接または軸受表面４５２を備える。連接部材４４６、４４８は、概して、連接部材４５６に適合、相互に連結作用、あるいは係合するように構成および寸法決定される。

プロテーゼ上部セグメント４０４は、概して、外側横材または支持部４５４から伸張する上部連接部材４５６を備える。連接部材４５６は、概して、支持部４５４に接続されるＴ字形の本体４５８を備える。本体４５８は、概して、伸張する中央後部ノーズ部分４６１周囲で横方向に離間する連接表面４６０、４６２を備える。連接表面４６０、４６２は、プロテーゼ上部および下部セグメント４０２、４０４の相互の動きを誘導または制限するために、部材４４６、４４８の連接または軸受表面４５２に接触または係合するように構成される。本実施形態において、装置４４０が組み立てられるまたは取り付けられる場合、ノーズ部分４６１は、その内側側面部分に沿って連接部材４４６、４４８に接触または係合するように配設され、概して、上部セグメント４０４に対する下部セグメント４０２の回転および横方向平行移動を制限または制約する。一変形例によれば、下部および上部セグメント４０２、４０４は、椎間関節を置換するためにそれぞれ隣接椎体に接続されてもよく、部材４４６、４４８は、脊椎運動分節の天然の生体力学を再作成するために部材４５６と連接してもよい。本実施形態において、連接部材４５６は、ポリエチレン材料で作られてもよい。

図３０Ａ〜３０Ｂを参照すると、代替連接接合部分４８２を有する椎間関節プロテーゼ４８０の別の実施形態が示される。本実施形態において、プロテーゼ４８０の下部セグメント４８４および上部セグメント４８６は、鉤／蝶番構成によって結合または連結される。下部セグメント４８４は、概して、支持部４８７の末端から伸張する鉤状構造４８５を備える。一変形例において、支持部４８７は、ネジを接続するために上方に伸張する棒などの円筒構造を備えてもよい。鉤４８５は、概して平板部分４９１に遷移する湾曲部分４８９を一般的に備え、板部分４９１は、概して支持部４８７と垂直である。上部セグメント４８６は、概して、支持部４９０から伸張するレシーバ部材またはヘッド４８８を備える。一変形例において、支持部４９０は、ネジを接続するために下方に伸張する棒などの円筒構造を備えてもよい。一実施形態において、ヘッド４８８は、概して、前壁または後壁がなく、上壁、底壁および側壁のみを有する中空長方形または箱状の構造を備える。操作において、板部分４９１は、レシーバ４８８の中空内側部分内に適合する。一実施形態において、板部分４９１は、取り付け時にレシーバ４８８上部においてカットアウト４９４と一致することができるガセット４９２を追加することで、強化されてもよい。図３０Ｂに最も良く見えるように、別の実施形態において、丸い遷移部分４９６は、鉤４８５の湾曲部分４８９との係合に適応させるために、レシーバ４８８の後側または前側の隣接する一方を提供されてもよい。操作において、鉤４８５は、レシーバ４８８に対して回転してもよく、湾曲部分４８９は、そのような回転運動を促進するように遷移部分４９６に接触または係合してもよい。一実施形態によれば、プロテーゼ４８０を取り付ける場合、遷移部分４９６および湾曲部分４８９は、患者の脊椎の屈曲および伸長時の関節を円滑化するように、後部対面配向に配設されてもよい。先の実施形態と同様に、プロテーゼ４８０、５１０、および５２０の下部および上部セグメント４８４、４８６は、ポリエチレン、ゴム、チタン、チタン合金、クロムコバルト、外科用スチール、または任意の他の関節全置換金属および／もしくはセラミック、骨性増殖表面、焼結ガラス、人工骨、任意のセメントで結合されていない金属もしくはセラミック表面、またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない、プロテーゼ技術において一般的に使用される様々な材料で構成されてもよい。特定の一実施形態において、下部および上部セグメント４８４、４８６はチタンまたは金属材料で作られてもよい。

図３１〜３２を参照すると、本発明による椎間関節プロテーゼ５００、５１０の代替実施形態が示される。プロテーゼ５００、５１０は、下部および上部セグメント間に代替連接接合部分４８２が提供される場合を除き、上記のプロテーゼ４８０と同様である。図３１Ａ〜３１Ｂに示されるプロテーゼ５００の一変形例において、鉤４８５の遠位端は、平板部分４９１の代わりに概して円筒の先端５０２を含むように変更されてもよい。レシーバ４８８の内側は、そこにある先端５０２に適応するように、概して整合するまたは一致する内側形状を有してもよく、下部および上部セグメント４８４、４８６間の制約された運動を促進してもよい。操作において、鉤４８５はレシーバ４８８に対して回転または連接してよく、円筒の先端５０２は、単一面における回転運動を促進するように円筒形に形作られた内側に接触または係合してもよい。一実施形態によれば、プロテーゼ５００が取り付けられる場合、円筒部分は、患者の脊椎の屈曲および伸長時の関節を円滑化するように配向されてもよい。

図３２Ａ〜３２Ｂに示す別の実施形態において、プロテーゼ５１０の鉤４８５の遠位端は、概して球状の先端５１２を含むように変更されてもよい。レシーバ４８８の内側は、そこにある先端５１２に適応するように、概して整合するまたは一致する内側形状を有してもよく、下部および上部セグメント４８４、４８６間の制約された運動を促進してもよい。操作において、鉤４８５はレシーバ４８８に対して回転または連接してよく、円筒の先端５１２は、複数面における回転運動を促進するように、円筒形に形作られた内側に接触または係合してもよい。一実施形態によれば、プロテーゼ５１０が取り付けられる場合、下部および後部セグメント４８４、４８６は、患者の脊椎の屈曲、伸長、または捻転時に回転または連接してもよい。

図３３〜３４に示す別の実施形態において、本発明による椎間関節プロテーゼ５２０、５３０の代替実施形態が示される。プロテーゼ５２０、５３０は、下部および上部セグメント間に代替連接接合部分４８２が提供される場合を除き、上記のプロテーゼ５１０と同様である。概して、プロテーゼ５２０、５３０は、レシーバ４８８の内部に挿入され、かつ概して部材４８５とレシーバ４８８との間に介在するスリーブまたは挿入部材５２２を含んでもよい。一実施形態において、金属同士の接触と比較し、摩耗特性を変更または向上するため、挿入部材５２２は、ポリエチレン材料で作られてもよい。さらに別の実施形態において、挿入部材５２２は、連接関節への緩衝または制約特性を提供するように、ポリウレタンまたは他の柔軟材料で作られてもよい。図３４Ａ〜３４Ｃに示すようなプロテーゼ５３０の一変形例において、挿入部材５２２は、レシーバ４８８の内側部分にねじ込まれてもよい。プロテーゼ５２０の別の実施形態において、レシーバ４８８の内側は、摺動自在な、またはレシーバ４８８の内側部分に嵌合された挿入部材５２２を有してもよい。挿入部材５２２は、概して、遠先端に適合および／または一致するように、ならびに下部および上部セグメント４８４、４８６間の制約された運動を促進するように、内側形状を有する鉤４８５の遠位端を被包する。操作において、鉤４８５は、挿入５２２に接触または係合してもよく、遠位先端はそれに対して連接または回転してもよい。

本明細書に開示される本発明は、特定の実施形態およびその応用を用いて記述されているが、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者により様々な修正および変形が可能である。

本発明は、添付の図面に示されるその実施形態を参照してより容易に理解されるであろう。

代表的な椎骨の側面図である。 図１の椎骨の上面図である。 脊椎の代表的な運動分節の側面図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの一実施形態の側面図である。 図４の椎間関節プロテーゼの背面図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の背面図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の背面図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の背面図である。 図８のプロテーゼの側面図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の背面図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の部分断面図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の部分断面図である。 図１２のプロテーゼの側面図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の側面図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の側面図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の部分断面図である。 図１６のプロテーゼの分解図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の側面図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の部分分解図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の背面図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の背面図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の分解図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の斜視図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の図である。 本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の分解図である。 図２７Ａ〜２７Ｂは、本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の正面および後面斜視図である。 図２８Ａ〜２８Ｂは、本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の正面および後面斜視図である。 図２９Ａ〜２９Ｂは、本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の正面および後面斜視図である。 図３０Ａ〜３０Ｂは、本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の正面および後面斜視図である。 図３１Ａ〜３１Ｂは、本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の正面および後面分解斜視図である。 図３２Ａ〜３２Ｂは、本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の正面および後面分解斜視図である。 図３３Ａ〜３３Ｃは、それぞれ本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の正面、後面、および正面分解斜視図である。 図３４Ａ〜３４Ｃは、それぞれ本発明に従って構成された椎間関節プロテーゼの別の実施形態の正面、後面、および正面分解斜視図である。

Claims (20)

1. 第１の定着部材および第１の連接部材を備えるプロテーゼ下部と、
   第２の定着部材および第２の連接部材を備えるプロテーゼ上部と、
   を備え、
   前記第１および第２の定着部材が、ネジを備え、
   前記第１の連接部材が、前記第１の定着部材に固定可能に連結された支持部を備え、
   前記第１の連接部材が、第１の連接表面を備え、前記第２の連接部材が、第２の連接表面を備え、前記第１および第２の連接表面が、互いに接触または係合するように構成および寸法決定され、
   柔軟要素が、前記支持部および前記第１の連接表面の間に配設される、
   椎間関節プロテーゼ。
2. 前記第１の連接表面が概して凸状であり、前記第２の連接表面が概して凹状である、請求項１記載のプロテーゼ。
3. 前記第２の連接部材が、前記第２の定着部材に固定可能に連結されたコネクタ部分を備えることにより、前記第２の連接表面のロック可能な配置を可能にする、請求項１記載のプロテーゼ。
4. 前記支持部が棒を備える、請求項１記載のプロテーゼ。
5. 前記柔軟要素が、前記支持部に形成された螺旋状のスリットを備える、請求項１記載のプロテーゼ。
6. 前記柔軟要素がバネを備える、請求項１記載のプロテーゼ。
7. 前記柔軟要素がエラストマー材料を備える、請求項１記載のプロテーゼ。
8. 前記下部および上部がチタニウムで作られる、請求項１記載のプロテーゼ。
9. 前記第１および第２の定着部材が多軸ネジを備える、請求項１記載のプロテーゼ。
10. 前記第２の連接部分が、前記第２の定着部材の上部と結合するように、構成および寸法決定されたネジ口を備える、請求項３記載のプロテーゼ。
11. 前記柔軟要素が、前記第１および第２の連接表面の間に配設される、請求項１記載のプロテーゼ。
12. 前記柔軟要素がエラストマー材料を備える、請求項１１記載のプロテーゼ。
13. 前記柔軟要素が、前記第１および第２の連接表面を被包する、請求項１１記載のプロテーゼ。
14. 前記柔軟要素が、ポリウレタン材料で作られたスリーブを備える、請求項１３記載のプロテーゼ。
15. 前記第１の連接部材が、一対の概して凸状の軸受表面を有する両側部材を備え、
    前記第２の連接部材が、一対の連接要素を備え、各連接要素が、前記両側部材の前記一対の概して凸状の軸受表面のうちの１つに接触または係合するように構成および寸法決定された概して凹状の表面を含む、
    請求項１記載のプロテーゼ。
16. 第１の定着部材および第１の連接部材を備える第１のプロテーゼ部分と、
    第２の定着部材および第２の連接部材を備える第２のプロテーゼ部分と、
    前記第１および第２の連接部材の間に相互に連結された柔軟要素と、
    を備え、
    前記第１および第２の定着部材が、ネジを備え、
    前記第１の連接部材が、前記第１の定着部材に固定可能に連結された第１の支持部を備え、前記第２の連接部材が、前記第２の定着部材に固定可能に連結された第２の支持部を備え、
    前記第１の連接部材が、第１の連接表面を備え、前記第２の連接部材が、第２の連接表面を備える、
    椎間関節プロテーゼ。
17. 前記第１および第２の連接表面が概して球状であり、前記柔軟要素が、少なくとも２つの概して球状の開口部を有するスリーブ備え、各開口部が、前記第１および第２の連接表面のうちの１つを受けるように構成および寸法決定される、請求項１６記載のプロテーゼ。
18. 前記スリーブがエラストマー材料で作られる、請求項１７記載のプロテーゼ。
19. 前記柔軟要素が、前記第１および第２の連接表面を被包する、請求項１６記載のプロテーゼ。
20. 前記第１および第２の連接部材が、チタニウム材料で作られ、前記柔軟要素が、エラストマー材料で作られる、請求項１９記載のプロテーゼ。

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