JP2009527280A - オフセット竜骨を有する脊椎インプラント - Google Patents

Abstract

改良型脊椎インプラントは、その間に移植される際に上位および下位椎骨構造とそれぞれ機械的に連動するために、垂直的にオフセットする竜骨を備える。少なくとも１つの上部竜骨は、上位椎骨構造に形成される処理スロットに密接に嵌合して収容するように上方に突出し、少なくとも１つの下部竜骨は、同様に、下位椎骨構造に形成される処理スロットに密接に嵌合して収容するように下方に突出する。上部および下部竜骨は、そこから延出する共通の応力線を生成しないように、相互に不整合またはオフセットであることによって、椎骨破砕のリスクを大幅に削減する。

Description

本発明は、概して、ヒトの隣接脊椎骨間への移植用に設計される種類の咬合型融合装具などの、脊椎インプラントの改良に関する。より具体的には、本発明は、インプラントの隣接脊椎骨に対する固定を改善するための上方および下方に突出する竜骨を有する脊椎インプラントに関し、ここで、これらの竜骨は、隣接椎骨構造の不要な術後の破砕から保護するように、垂直的にオフセットするか、または不整合である。

脊椎インプラント装具は、椎間板変性症、慢性腰痛、脊椎滑り症などの多くの臨床的問題を矯正または緩和するために、隣接骨の椎骨構造間の外科的移植を行なう当技術分野において一般的に知られている。一般用語において、このような脊椎インプラントは、椎間留置用のサイズおよび形状を有する生体適合性のポリマー、金属、またはセラミックから作製される生体適合性構成を備える。設計によっては、インプラントは、多孔質領域あるいは自家または同種骨材料を収容するように構成される領域を有し、そうでない場合は、隣接する上位および下位椎骨構造へのインプラント装具の骨成長装着を促進する、いわゆる多孔質骨成長表面を画定する。このような脊椎インプラントは、患者特有の症状を緩和するために、隣接椎骨構造間において実質的に硬性の接触面を形成する融合装具として一般に使用されている。代替の脊椎インプラントの設計において、咬合型装具は、それぞれが椎骨構造の上位および下位に固定するように構成される上部部品および下部部品を含むと共に、患者の実質的に正常な運動を維持または復元するために、その間に咬合接触面を画定する。

最新技術の脊椎インプラントの多くは、上位椎骨構造に形成される外科的に処理されるスロットに相対的に密接に嵌合して収容するための、上方に突出する上部竜骨を備え、下位椎骨構造に形成される外科的に処理される別のスロットに、同様に相対的に密接に嵌合して収容するための下方に突出する下部竜骨を組み合わせられる。例えば、特許文献１を参照されたい。このような上部および下部竜骨によって、隣接椎骨との機械的連動の改善が有益にもたらされ、患者の骨への脊椎インプラントの固定の改善が達成される。しかしながら、このような竜骨構造は、相互にほぼ垂直に整合しているインプラントに形成されており、この場合、上方および下方に突出する竜骨は、隣接する骨構造に連結する共通の応力線を協働して画定し、この共通の応力線は、上位および下位椎骨構造に切り込まれる、対応するように垂直に整合されたスロットによって画定される比較的弱い共通線に沿う。その結果、患者の骨との機械的連動を改善するこのような竜骨構造を有する脊椎インプラントを使用することにより、対向する竜骨およびそれに関連する骨のスロットを通る共通の応力線に起因して、骨の破砕のリスクの不要な増加を伴うことになる。
米国特許第６，７４０，１１８号明細書

ゆえに、隣接する椎骨構造との連動改善のための、上方および下方に突出する竜骨を有する種類の脊椎インプラントにおけるおよびそのインプラントに対するさらなる改善に関する必要性が顕著に存在し、ここで、竜骨スロットを通る応力線に沿った術後の骨破砕のリスクは、実質的に軽減または排除される。本発明は、これらの必要性を満たし、さらなる関連利点を提供する。

本発明によると、椎間腔を維持および／または実質的に正常な椎間咬合機能を復元するために、隣接する上位および下位椎骨構造間に移植するための、改良型脊椎インプラントが提供される。前記改良型脊椎インプラントは、前記上位椎骨構造に形成される外科的処理スロットに相対的に密接に嵌合して収容するように、上方に突出する少なくとも１つの上部竜骨と、同様に、前記下位椎骨構造に形成される処理スロットに相対的に密接に嵌合して収容するように、少なくとも１つの下部竜骨と、を備える。前記上部および下部竜骨は、垂直不整合などの、オフセットであるか、または不整合であることによって、そこから延出する共通の垂直応力線が生成されないようにするため、椎骨の破砕のリスクが大幅に軽減または排除される。

本発明の好適な一形式において、前記改良型脊椎インプラントは、前記インプラントの上部または上方の表面上のほぼ中心位置に配置される上方に突出する上部竜骨を備え、前記上部竜骨は、ほぼ前方−後方方向に伸長される。この上部竜骨は、前記上位椎骨に切り込みを入れることによって形成される接合形状のスロットに、相対的に密接に嵌合するようなサイズおよび形状である。移植時に、前記上部竜骨によって、前記上位椎骨との機械的連動がもたらされる。このような機械的連動は、前記上位椎骨構造に適切な融合成長をもたらす多孔質骨成長表面または前記インプラントの前記表面に形成される穴を含むことによって強化および／またはそれらと組み合わせられてもよい。

一対の下部竜骨は、前記インプラントの下部または下方の面から下方に突出し、また、これらの下部竜骨は、ほぼ前方−後方方向に伸長される。これらの下部竜骨は、前記インプラントの中心位置または中心軸からオフセットされる位置に配置され、好ましくは、前記インプラントの実質的に外側に対向する両側において前記中心軸に対して対称的に、これらの下部竜骨を配置する。これらの下部竜骨によって、前記下位椎骨との機械的連動がもたらされ、ここで、この機械的連動は、前記下位椎骨構造に適切な融合成長をもたらす多孔質骨成長表面または前記インプラントの前記表面に形成される穴を含むことによって強化および／またはそれらと組み合わせられてもよい。

上述のように構成される脊椎インプラントは、オフセットの関係または不整合関係で配置される前記上部および下部竜骨を有することによって、その間を通る、あるいは前記竜骨を収容および支持するために前記隣接椎骨構造に切り込まれる前記それぞれの椎骨のスロット間に通るいかなる共通の応力線も回避される。結果として、椎骨の応力破砕のリスクが実質的に軽減および排除される。

本発明のその他の特徴および利点は、本発明の原理をほんの一例として例証する添付の図面を併用して、以下の詳細説明よりさらに明白になるだろう。

例示的な図面に示されるように、図１〜４において参照番号１０により概略的に言及される改良型脊椎インプラントは、椎間腔の維持および／または実質的に正常な椎間の咬合型融合を復元するために、隣接する上位および下位骨の椎骨構造の間の外科的移植のために提供される。脊椎インプラント１０は、上位椎骨構造と機械的に連動する少なくとも１つの上部竜骨１２と、同様に、下位椎骨構造と機械的に連動する少なくとも１つの下部竜骨１４とを備える。本発明によると、上部および下部竜骨１２、１４は、垂直不整合などの、オフセットの関係または不整合関係で配置されることによって、そこから延出する共通の垂直応力線が回避されるため、椎骨の破砕のリスクが大幅に軽減または排除される。

例示的な図面は、好適な一形式における改良型脊椎インプラント１０を示し、上位椎骨構造に固定するように構成される上部部品１６と、下位椎骨構造に固定するように構成される下部部品１８とによって画定されるインプラント本体を有する咬合型装具を備える。これらの上部および下部インプラント部品１６、１８は、矢印２０によって概略的に言及される、接合形状である咬合接触面を協働的に画定し、ここで、この咬合接触面は、実質的に中立な椎間咬合機能に一致する部品間の動きの範囲に対応するような形状である。この咬合接触面２０の特定の形状は変化してもよいが、好適な構成については、参照することによって本明細書に組み込まれる米国特許公開第２００４／０１３３２８１号に図示および記載されている。さらに、例示的図面は、上部および下部部品１６および１８を含む咬合型装具の形状を有する脊椎インプラント１０を示すが、垂直にオフセットされる上部および下部竜骨１２、１４が、椎間融合用に設計される種類の非咬合型脊椎インプラントに組み込まれてもよく、この場合、上部および下部部品１６、１８は、単一本体として形成されることを、当業者は認識および理解するだろう。

上部および下部インプラント部品１６、１８は、チタニウムベースまたはコバルトクロムベースの金属、比較的高強度のセラミック、または生体適合性のポリマーベース材料などの、適切な生体適合性材料から構成される。好適な高強度セラミック材料については、米国特許第６，８８１，２２９号に開示され、これも、参照することによって本明細書に組み込まれる。このようなセラミックのインプラントは、自然皮膚骨および海綿骨の物理的特徴をそれぞれ模倣する相対的に高密度かつ比較的多孔質の領域を組み込んでもよく、この場合、参照することによって本明細書に組み込まれる米国特許第６，７９０，２３３号および６，８４６，３２７号に図示および記載されるように、多孔質領域によって、隣接する椎骨構造への骨成長付着が強化される。

図１〜３は、例示的咬合型脊椎インプラント１０を示し、ここで、上部部品１６は、インプラント１０が外科的に椎間腔に留置される場合に上位椎骨構造と係合する上部または上方の面２２を画定する。図示されるように、この上面２２は、上面２２の平面上に上方に突出する硬性の直立リブまたは隆線の形状を有する少なくとも１つの上部竜骨１２を組み込む。この上部竜骨１２は、前部−後部または前方−後方方向に伸長され、左側−右側または内側−外側方向に対して、インプラント１０の垂直中心軸２４を実質的に中心とする。上部部品１６の上面２２は、上部竜骨１２の両側で上向きに存在する多孔質骨成長領域２６（図１）をさらに組み込んでもよい。前述のとおり、これらの骨成長領域は、米国特許第６，７９０，２３３号および６，８４６，３２７号に記載されるように、上部部品の一体型部分として形成されてもよく、あるいは、ドリルによって形成される小さい穴の列として画定されてもよく、あるいは、当技術分野で既知の種類の、多孔質の表面被覆を含んでもよい。インプラント１０の椎間導入に使用される適切な留置器具の先端（図示せず）を収容するための浅い座ぐり２８は、上部部品１６の前面端に示される。

脊椎インプラント１０の下部部品１８は、インプラントが椎間腔に留置される際に下位椎骨構造と係合する下部または下方の面３０を備える。図示されるように、この下面３０は、インプラント部品のほぼ対向する側面、あるいは内側または外側側面に配置される下方に突出する一対の下部竜骨１４の間で、下部部品１８のほぼ中心領域に広がるまたは延在する。また、これらの下部竜骨１４は、前部−後部または前方−後方方向に伸長されるが、上部インプラント部品１６の中心にある上部竜骨１２（および中心軸２４）に対して、実質的にオフセットの位置または実質的に不整合位置に配置される。好適な形式において、下部竜骨１４は、中心軸２４の両側に対称関係で配置される。下面３０は、多孔質骨成長領域３２（図２）をさらに組み込んでもよく、この多孔質骨成長領域３２は、上面２２の成長領域２６と同様に構成されてもよい。さらに、下部部品１８は、その両側に一対の外側溝３３を備えるように示され、この外側溝３３は、インプラント１０の椎間導入に使用される適切な留置器具の先端（図示せず）と係合する。

図４は、椎体間空間を維持すると共に、実質的に正常な椎間咬合機能を復元するように、隣接椎骨間に移植された図１〜３の一対の脊椎インプラント１０を示す。より具体的には、第１のインプラント１０は、上位椎骨構造３２と下位椎骨構造３４との間に示され、一方、第２のインプラント１０は、上位椎骨構造３４と隣接下位椎骨構造３６との間に示される。重要なこととして、各脊椎インプラント１０を椎骨間に留置する前に、２つのインプラント１０の上部および下部竜骨１２、１４が相対的に密接に嵌合して着座収容するように、切り欠きを入れることを初めとする適切な表面処理によって、隣接椎骨構造３２、３４、および３４、３６を外科的に処理する。つまり、第１つまり上部インプラント１０を参照すると、上位椎骨構造３２の裏面は、ほぼ前部−後部または前方−後方方向に延出する切り欠き３８を入れることによって処理され、インプラントの上部部品１６の垂直中心にある上部竜骨１２を相対的に密接に嵌合して収容するようなサイズおよび位置を有する。同様に、下位椎骨構造３４の上向きの表面は、側方に離間する一対の切り欠き４０を入れることによって処理され、インプラントの下部部品１８の中心からはずれた下部竜骨１４を相対的に密接に嵌合して収容するようなサイズおよび位置を有する。第２つまり下部インプラント１０において、椎骨構造３４および３６の表面を同様に処理することによって、上部および下部竜骨１２および１４をそれぞれ収容する切り欠き３８および４０を画定する。

例示的な図面は、椎骨構造の隣接する対の間に導入される一対の脊椎インプラント１０を示すが、当業者は、１つ以上の脊椎インプラント１０を、各患者特有の症状に応じて使用してもよいことを理解するだろう。

手術後、各脊椎インプラント１０は、適切な椎間空間を維持すると共に、例示的な咬合型インプラント装具の場合、実質的に正常な患者の運動機能を復元する。重要なこととして、各脊椎インプラント１０の上部および下部竜骨１２、１４は、垂直的に整合していないため、上位および下位椎骨構間に延在する共通の垂直応力線が存在しない。同様に、多数のインプラント１０を隣接する対の椎骨間に留置する場合、上部インプラントの下部竜骨１４も、下部インプラントの上部竜骨１２と垂直的に不整合であることから、図４に示される中間椎骨３４などの単一の椎骨構造に渡って延在するいかなる共通の垂直応力線も回避される。竜骨１２、１４および関連する竜骨切り欠き３８、４０にこのような垂直応力線が存在しないため、隣接する椎骨構造の応力破砕のリスクが大幅に軽減および実質的に排除される。

図５および６は、本発明の好適な一代替形式を示し、この場合、上記の図１〜４において図示および記載された構造および／または機能に対応する部品は、１００を増分した共通の参照番号によって識別される。図示されるように、修正版の脊椎インプラント１１０は、直立する単一の上部竜骨１１２と、下方に突出する単一の下部竜骨１１４とを備え、両竜骨１１２、１１４は、相互におよびインプラントの垂直中心軸１２４に対してオフセットの関係で配置される。

より具体的には、図５は、咬合接触面１２０を画定する上部部品１１６および下部部品１１８を有する咬合型装具形状の、修正版の脊椎インプラント１１０を示す。上部竜骨１１２は、インプラントの中心軸１２４に対して軸外の位置において、上部部品１１６から上方に突出し、一方、下部竜骨１１４は、インプラントの中心軸１２４に対して軸外に配置される位置において、下部部品１１８から下方に突出し、上部竜骨１１２に対してさらに軸外に配置されるようにする。図示される好適な形状において、上部竜骨１１２および下部竜骨１１４は、中心軸１２４に対して内側−外側方向に、対向方向に軸外に配置され、好ましくは、中心軸１２４に対して実質的に対称に上部および下部竜骨１１２、１１４を配置する。

図６は、椎間空間を維持すると共に、実質的に正常な椎間咬合機能を復元するように、隣接椎骨間に導入される一対の修正版の脊椎インプラント１１０を示す。より具体的には、第１のインプラント１１０は、上位椎骨構造１３２と下位椎骨構造１３４との間に示され、一方、第２のインプラント１１０は、上位椎骨構造１３４と隣接下位椎骨構造１３６との間に示される。各脊椎インプラント１１０を椎骨間に留置する前に、２つのインプラント１１０の上部および下部竜骨１１２、１１４が相対的に密接に嵌合して着座収容するように、切り欠きを入れることを初めとする適切な表面処理によって、隣接椎骨構造１３２、１３４、および１３４、１３６を外科的に処理する。つまり、第１つまり上部インプラント１１０を参照すると、上位椎骨構造１３２の裏面は、ほぼ前部−後部または前方−後方方向に延出する切り欠き１３８を入れることによって処理され、インプラントの上部部品１１６のオフセット上部竜骨１１２を相対的に密接に嵌合して収容するようなサイズおよび位置を有する。同様に、下位椎骨構造１３４の上向きの表面は、切り欠き１４０を入れることによって処理され、インプラントの下部部品１１８の中心からはずれた下部竜骨１１４を相対的に密接に嵌合して収容するようなサイズおよび位置を有する。第２つまり下部インプラント１１０において、椎骨構造１３４および１３６の表面を同様に処理することによって、上部および下部竜骨１１２および１１４をそれぞれ収容する切り欠き１３８および１４０を画定する。

手術後、修正版の脊椎インプラント１１０は、適切な椎間空間を維持すると共に、例示的な咬合型インプラント装具の場合、実質的に正常な患者の運動機能を復元する。重要なこととして、再び記載するが、各脊椎インプラント１１０の上部および下部竜骨１１２、１１４は、垂直的に整合していないため、上位および下位椎骨構間に延在する共通の垂直応力線が存在しない。同様に、多数のインプラント１１０を隣接する対の椎骨間に留置する場合、上部インプラントの下部竜骨１１４も、下部インプラントの上部竜骨１１２と垂直的に不整合であることから、図６に示される中間椎骨１３４などの単一の椎骨構造に渡って延在するいかなる共通の垂直応力線も回避される。竜骨１１２、１１４および関連する竜骨切り欠き１３８、１４０にこのような垂直応力線が存在しないため、隣接する椎骨構造の応力破砕のリスクが大幅に軽減および実質的に排除される。

本発明の改良型脊椎インプラントにおけるおよびそのインプラントに対する、種々のさらなる修正および改良は、当業者に明白であるだろう。この点において、少なくとも１つの上部竜骨が、少なくとも１つの下部竜骨と垂直的に不整合である状態で、本発明は、本明細書において図示および説明されるが、当業者は、配向に関する用語「上部」、「下部」、および「垂直」が単に例示的なものに過ぎないこと、ならびに前部−後部または内側−外側不整合を含むがそれだけに限定されない代替の竜骨の不整合配向が、開示される発明の範囲内にあることを理解するだろう。従って、付随の請求項の記載以外は、前述の説明および添付の図面の方法によって本発明を限定することは意図されない。

添付の図面は、本発明を示す。図面は以下のとおりである。
図１は、本発明の新規の特徴を具現化する、オフセット竜骨を有する例示的な咬合型脊椎インプラントの上面斜視図である。 図２は、図１に示される脊椎インプラントの底面斜視図である。 図３は、図１に示される脊椎インプラントの後側立面図である。 図４は、若干概略形式で示される、図１〜３に示される脊椎インプラントに対応するオフセット竜骨を有する複数の脊椎インプラントの椎間留置を示す立面図である。 図５は、図３に類似する後部側面図であるが、本発明の好適な一代替形式示す。 図６は、若干概略形式で示される、図５に示される脊椎インプラントの実施形態に対応するオフセット竜骨を有する複数の脊椎インプラントの椎間留置を示す、図４に類似する立面図である。

Claims (14)

1. 隣接椎骨間に移植するための脊椎インプラントであって、
   上位椎骨構造と係合するための、インプラント本体から上方に突出する少なくとも１つの上部竜骨と、
   下位椎骨構造と係合するための、インプラント本体から下方に突出する少なくとも１つの下部竜骨と
   を有するインプラント本体を備え、
   該上部竜骨および該下部竜骨は、相互にオフセット関係で配置される、脊椎インプラント。
2. 前記インプラント本体は上部部品および下部部品であって、該上部部品と該下部部品との間に咬合接触面を協働して画定する、上部部品および下部部品を備え、前記少なくとも１つの上部竜骨は、該上部部品から上方に突出し、前記少なくとも１つの下部竜骨は、該下部部品から下方に突出する、請求項１に記載の脊椎インプラント。
3. 前記インプラント本体は、その上に少なくとも１つの骨成長領域を含む上面を画定し、前記少なくとも１つの上部竜骨は、該上面から上方に突出し、さらに、該インプラント本体は、その上に少なくとも１つの骨成長領域を含む下面を画定し、前記少なくとも１つの下部竜骨は、該下面から下方に突出する、請求項１に記載の脊椎インプラント。
4. 前記少なくとも１つの上部竜骨は、前記インプラント本体から上方に突出し、かつ該インプラント本体のほぼ垂直中心軸上に配置されるリブを備え、さらに、前記少なくとも１つの下部竜骨は、該インプラント本体から下方に突出し、かつ該垂直中心軸の両側にオフセット関係でそれぞれ配置される一対のリブを備える、請求項１に記載の脊椎インプラント。
5. 前記インプラント本体から下方に突出する前記一対のリブは、前記垂直中心軸に対してほぼ対称的に配置される、請求項４に記載の脊椎インプラント。
6. 前記少なくとも１つの上部竜骨は、前記インプラント本体から上方に突出し、かつ該インプラント本体の垂直中心軸の片側にオフセット関係で配置されるリブを備え、さらに、前記少なくとも１つの下部竜骨は、該インプラント本体から下方に突出し、かつ該垂直中心軸の対向する側に前記上部竜骨にオフセット関係で配置されるリブを備える、請求項１に記載の脊椎インプラント。
7. 前記上部竜骨および前記下部竜骨を画定する前記リブは、前記垂直中心軸に対してほぼ対称的に配置される、請求項１に記載の脊椎インプラント。
8. 隣接椎骨間に移植するための脊椎インプラントであって、
   上位椎骨構造に形成される対応する切り欠きを係合するように、ほぼその垂直中心軸上においてインプラント本体から上方に突出する上部竜骨と、
   下位椎骨構造に形成される一対の対応する切り欠きを係合するように、前記垂直中心軸の両側において、およびその両側に対してほぼオフセット関係でインプラント本体から下方に突出する一対の下部竜骨と
   を有するインプラント本体を備える脊椎インプラントであって、該上部竜骨および該下部竜骨は、相互に不整合のオフセット関係で配置される、脊椎インプラント。
9. 前記インプラント本体は、上部部品および下部部品であって、該上部部品と該下部部品との間に咬合接触面を協働して画定する、上部部品および下部部品を備え、前記上部竜骨は、該上部部品から上方に突出し、前記下部竜骨は、該下部部品から下方に突出する、請求項８に記載の脊椎インプラント。
10. 前記インプラント本体は、その上に少なくとも１つの骨成長領域を含む上面を画定し、前記上部竜骨は、該上面から上方に突出し、さらに、該インプラント本体は、その上に少なくとも１つの骨成長領域を含む下面を画定し、前記下部竜骨は、該下面から下方に突出する、請求項８に記載の脊椎インプラント。
11. 隣接椎骨間に移植するための脊椎インプラントであって、
    上位椎骨構造に形成される対応する切り欠きを係合するように、その中心軸に対してほぼオフセット関係でインプラント本体から上方に突出する上部竜骨と、
    下位椎骨構造に形成される一対の対応する切り欠きを係合するように、その前記垂直中心に対してほぼオフセット関係でインプラント本体から下方に突出する一対の下部竜骨と
    を有するインプラント本体を備える脊椎インプラントであって、前記上部および下部竜骨は、相互におよび前記中心軸の両側において、不整合のオフセット関係で配置される、脊椎インプラント。
12. 前記インプラント本体は、上部部品および下部部品であって、該上部部品と該下部部品との間に咬合接触面を協働して画定する、上部部品および下部部品を備え、前記上部竜骨は、該上部部品から上方に突出し、前記下部竜骨は、該下部部品から下方に突出する、請求項１１に記載の脊椎インプラント。
13. 前記インプラント本体は、その上に少なくとも１つの骨成長領域を含む上面を画定し、前記上部竜骨は、該上面から上方に突出し、さらに、前記インプラント本体は、その上に少なくとも１つの骨成長領域を含む下面を画定し、前記下部竜骨は、該下面から下方に突出する、請求項１１に記載の脊椎インプラント。
14. 前記上部および下部竜骨は、前記中心軸に対してほぼ対称的に配置される、請求項１１に記載の脊椎インプラント。

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