JP2017503626A - 弾性力を持つ人工椎間ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】人工ディスクの上部体と下部体のひんぱんな摩擦による摩耗問題を解決することができる弾性力を持つ人工椎間ディスクを提供する。【解決手段】隣接した椎骨の間に挿入可能な人工ディスクであって、下側椎骨と噛み合って上側椎骨に弾性力を提供する下位プレート、及び前記下位プレートの上部に装着され、上側椎骨と噛み合い、上側椎骨の回転によって一定角度範囲内で左右に回転可能な上位プレートを含んでなる。【選択図】図１

Description

本発明は人工椎間ディスクに係り、より詳しくは脊椎の間の損傷したディスクに代わって移植される弾性力を持つ人工椎間ディスクに関するものである。

椎骨と椎骨の間にはディスクがある。このようなディスクの外側は強い繊維で保護されており、ディスクの内側には髄核というものが入っている。

ディスクは関節の機能をし、脊椎の動きによって髄核の位置と形態が変わりながら脊椎に加わる衝撃を最小化する非常に重要な役目をする。髄核の大部分は水分（水）からなっているが、年を取るにつれて徐々に水分量が減少してディスクは緩衝機能を喪失することになる。これにより、繊維に過度な圧力が加われば腰痛が発生し、これからもっと進行すれば繊維がひどく伸びるとか破裂し、裏側に位置する神経筋を押し付けることで、骨盤、足などで痛症が発生することになる。その後、脊椎の間隔が徐々に狭くなるとか脊椎骨が下がることにより、脊椎の変形が生じるなど、各種の副作用が発生している。このために、ひどく潰れるとか損なわれたディスクを除去する手術を行う場合、脊椎間隔を維持し、脊椎が変形するとか揺れることを防止するための措置を取ることが原則である。

従来には、脊椎骨をチタンネジなどで正常間隔を維持したままで固定させる脊椎融合術が主に行われた。しかし、従来の施術法は、固定された脊椎によって腰痛が発生するなどの副作用が発生する問題があった。

それで、近年には人工ディスクというものが開発され、このように苦しむ患者に良い反応を得ている。人工ディスク置換術は椎体を固定せずに治療する手術法で、手術した後にも脊椎分節の運動性、柔軟性、安全性の側面で人体のディスクと類似したもので、従来の脊椎融合術による腰痛などの副作用が発生しないことが利点である。

このような最近の人工ディスクを調べると、人工ディスクをなす上部固定体及び下部固定体と、これらの間に挿入されて上部固定体と下部固定体を連結する中間連結体とからなる。椎骨の動きによって上部固定体が中間連結体と触れ合った状態で動くため、長期間の使用時、摩擦によって中間連結体及び上部固定体が摩耗して、人体の内部に異物が発生する問題があり、さらにこのような異物が発生しないようにするためには、上部固定体と中間連結体として特殊素材のものを使わなければならないが、その費用が低くない問題がある。

本発明は前記の従来技術の問題を解決するためになされたもので、隣接した椎骨に挿入され、弾性力によって隣接した椎骨を支持するもので、人工ディスクの上部体と下部体のひんぱんな摩擦による摩耗問題を解決することができる弾性力を持つ人工椎間ディスクを提供することに発明の目的がある。

また、医学的に身体の脊椎運動中心軸が椎体（Ｖｅｒｔｅｂｒａｌ Ｂｏｄｙ）の後部（後端から約１／３の範囲内）にあるので、人工椎間ディスク運動の中心軸が身体脊椎運動の中心軸と同一位置である後部に位置するようにすることによって脊椎とよく噛み合って動くことができる弾性力を持つ人工椎間ディスクを提供することに本発明の他の目的がある。

前記目的を達成するための本発明の弾性力を持つ人工椎間ディスクは、隣接した椎骨の間に挿入可能な人工ディスクであって、下側椎骨と噛み合って上側椎骨に弾性力を提供する下位プレート、及び前記下位プレートの上部に装着され、上側椎骨と噛み合い、上側椎骨の回転によって一定角度範囲内で左右に回転可能な上位プレートを含んでなる。

前記下位プレートは‘コ’字形に構成され、上側椎骨の前方部が下れば、荷重によって‘コ’字形の上端が下ることができる。

前記下位プレートの‘コ’字形の上端には開口部が形成され、上位プレートが前記開口部に結合されて装着されることができる。

前記下位プレートは、下側椎骨と噛み合って人工椎間ディスクの離脱を防止する下側椎骨支持部、前記上位プレートの下面に対応する構造に形成され、上位プレートが回転可能に装着される装着部、及び前記下側椎骨支持部と装着部を連結し、上側椎骨の前方部が下に動くことによって折り畳まれた装着部に弾性力を提供する弾性連結部を含むことができる。

前記装着部は、左右側に二つに分離された第１装着部と第２装着部からなり、第１装着部と第２装着部は前記上位プレートの下面が回転可能に結合される凹形の回転ガイド部を含むことができる。

前記弾性連結部は容易に曲がるだけでなく、弾性力を提供するように円形に形成されることができる。

前記弾性連結部は、第１装着部に加わる荷重によって第１装着部に連結された弾性連結部が曲がり、第２装着部に加わる荷重によって第２装着部に連結された弾性連結部が曲がるように中央部に一定長さの切欠部が形成されることができる。

前記弾性連結部は、第１装着部または第２装着部に加わる荷重によって該当方向に易しく曲がるように左右側に一定長さの切欠部が形成されることができる。

前記上位プレートは、上側椎骨と噛み合って人工椎間ディスクの離脱を防止する上側椎骨支持部、及び前記上側椎骨支持部の下面に設けられ、前記下位プレートの上面に回転可能に結合される円形の回転部を含むことができる。

前記円形の回転部は、一定角度以上回転することを防止するために、前方及び後方に防止段を含み、一定角度以上回転するとき、防止段が前記下位プレートにかかって回転を制限することができる。

本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクによると、弾性力によって隣接した椎骨を支持することで、人工ディスクの上部体と下部体のひんぱんな摩擦による摩耗問題を解決することができる効果がある。

また、医学的に身体の脊椎運動中心軸が椎体（Ｖｅｒｔｅｂｒａｌ Ｂｏｄｙ）の後部（後端から約１／３の範囲内）にあるので、人工椎間ディスク運動の中心軸が身体脊椎運動の中心軸と同一位置である後部に位置するようにすることにより、脊椎とよく噛み合って動くことができ、異質感がなく、人工ディスクを使う前と同様な脊椎の動きを再現することができる効果がある。

また、上位プレートの左右回転が可能で、上側椎骨の回転によって一定角度の範囲内で左右回転が可能な効果がある。

また、上側椎骨が下ることによって荷重を受けるとき、上位プレートの下部に形成された凸曲面部と下位プレートの底面に形成された凹曲面部が触れ合うようにすることにより、人工ディスクの縁部（ｅｄｇｅ）の摩擦による摩耗を解決することができる効果がある。

本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクの斜視図である。 本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクが頸椎に挿入された形態を示した斜視図である。 本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクを構成する上位プレートが下位プレートに結合する方式を示した斜視図である。 本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクの正面図及び背面図である。 本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクの側面図及び側面投影図である。 上位プレートの斜視図である。 上位プレートの正面図及び側面図である。 下位プレートの斜視図である。 下位プレートの側面図及び平面図である。 本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクが上側椎骨から荷重を受けるとき、弾性連結部が曲がり、上位プレートが下った形態を示した例示図である。 本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクの左側または右側が荷重を受けるときに加わる荷重の方向によって上位プレートが左側または右側に動く形態を示した例示図である。 頸椎運動の中心軸を基準に弾性力を持つ人工椎間ディスクが挿入された形態を示した例示図である。 上位プレートの左右回転の際、防止段によって一定角度範囲内でだけ回転する形態を示した例示図である。 本発明の他の実施例を示すもので、腰推に挿入される弾性力を持つ人工椎間ディスクの斜視図である。 腰推に挿入される弾性力を持つ人工椎間ディスクの側面図及び側面投影図である。

１ 上側椎骨
２ 下側椎骨
１０ 上位プレート
１１ 上側椎骨支持部
１２ 円形回転部
１３ 凸曲面部
１４ 器具保持孔
１５、１６ 防止段
１７、３０ 固定突起
２０ 下位プレート
２１ 下側椎骨支持部
２２ 装着部
２３ 第１装着部
２４ 第２装着部
２５ 弾性連結部
２６ 凹曲面部
２７〜２９ 切欠部
４０ キール（Ｋｅｅｌ）
１００ 弾性力を持つ人工椎間ディスク

以下、添付図面に基づいて本発明による一実施例を詳細に説明する。

図１は本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクの斜視図、図２は本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクが頸椎に挿入された形態を示した斜視図である。

図１を参照すると、弾性力を持つ人工椎間ディスク１００は下位プレート２０と上位プレート１０を含む。

弾性力を持つ人工椎間ディスク１００は頸椎（頸骨）または腰推（腰骨）をなすディスクに損傷が生じた場合、これを取り替えるために頸椎または腰推をなす隣接した椎骨の間に挿入される。

図２は頸椎をなす上側椎骨１と下側椎骨２の間に弾性力を持つ人工椎間ディスク１００が挿入された形態を示す。

下位プレート２０は下側椎骨２と噛み合って上側椎骨１に弾性力を提供する。

上位プレート１０は下位プレート２０の上部に装着されて上側椎骨１と噛み合い、上側椎骨１の回転によって一定角度範囲内で左右に回転可能である。

下位プレート２０は頸椎をなす隣接した椎骨が中心軸を中心に上下方向に運動するときに弾性力を提供することによって緩衝の役目を担い、上位プレート１０は上側椎骨１と噛み合っているので、下位プレート２０は動かない状態で上側椎骨１の左右回転によって一定角度範囲内で左右に回転する。

図３は本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクをなす上位プレートが下位プレートに結合する方式を示した斜視図である。

図３を参照すると、上位プレート１０は下位プレート２０の上部に形成された開口部に上から下に結合して装着される。

具体的に、下位プレート２０は側面から見るとき、‘コ’字形に構成されることができ、‘コ’字形の上端には開口部が形成され、開口部に上位プレートが結合される。上側椎骨１の前方部が下れば、荷重によって‘コ’字形の上端が下がるが、下位プレート２０は上側椎骨１に弾性力を提供して上側椎骨１を支持することになる（図１２参照）。

具体的な上位プレート１０及び下位プレート２０の構成について以下に詳細に説明する。

図４は本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクの正面図及び背面図、図５は本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクの側面図及び側面投影図である。

図４及び図５を参照すると、弾性力を持つ人工椎間ディスク１００は上位プレート１０と下位プレート２０とからなり、上位プレート１０の下部には弾性力を持つ人工椎間ディスク１００を隣接した椎骨に挿入するための器具が挿入可能な器具保持孔１４を前部に備え、その下部には凸曲面部１３が形成される。

弾性力を持つ人工椎間ディスク１００を正面及び側面から見ると、凸曲面部１３と下位プレート２０の底面が一定空間だけ離隔していることが分かる。

下位プレート２０の‘コ’字形の底面には、上位プレート１０の下部に形成された凸曲面部１３と対応する形状に凹曲面部２６が形成され、‘コ’字形の上端が上側椎骨１から大きな荷重を受ければ、凹曲面部２６と凸曲面部１３が触れ合うことができる。上側椎骨１から荷重を受けるすべての場合に凹曲面部２６と凸曲面部１３が触れ合うことではなく、荷重が小さい場合には弾性力によって凹曲面部２６と凸曲面部１３の間に離隔空間が形成される。

図６は上位プレートの斜視図、図７は上位プレートの正面図及び側面図、図１３は上位プレートの左右回転の際、防止段によって一定角度範囲内でだけ回転する形態を示した例示図である。

図６及び図７を参照すると、上位プレート１０は上側椎骨支持部１１及び円形の回転部１２を含む。

上側椎骨支持部１１は上側椎骨１と噛み合って弾性力を持つ人工椎間ディスク１００の離脱を防止する。具体的に、上側椎骨支持部１１の上面には上側椎骨１と噛み合うように多数の鋸歯状の固定突起１７が突設されている。

円形回転部１２は上側椎骨支持部１１の下面に設けられ、下位プレート２０の上面に結合して回転が可能である。

円形回転部１２は上側椎骨１の上下動による荷重によって折り畳まれたとき、下位プレート２０の底面に形成された凹曲面部２６と触れ合うように下部に凸曲面部１３が形成される。

荷重を受けて上位プレート１０が下に動くとき、円形回転部１２の下部に形成された凸曲面部１３と下位プレート２０の底面に形成された凹曲面部２６が触れ合うことになることにより、上位プレート１０の縁部と下位プレート２０の縁部が接触することを避けることができる。このようにすることにより、上位プレート１０と下位プレート２０の端部が摩耗される問題を解決することができる。

円形回転部１２は一定角度以上回転することを防止するために、前部及び後部に防止段１６、１５を含み、一定角度以上に回転するとき、防止段１６、１５が下位プレート２０にかかって回転を制限する。

図１３を参照すると、下位プレート２０に装着された上位プレート１０が左右に回転するとき、前方防止段１６と後方防止段１５によってそれ以上回転できないことが見られる。このように、防止段１６、１５を用いて一定角度以内で回転を制限することにより、頸椎及び腰推の椎骨の間にあるディスクと実質的に類似するように具現されるものである。

円形回転部１２は弾性力を持つ人工椎間ディスク１００を隣接した椎骨１、２の間に挿入するための器具が挿入可能な器具保持孔１４を前部に含む。上位プレート１０と下位プレート２０が結合された状態で器具保持孔１４に器具を結合した後、隣接した椎骨に弾性力を持つ人工椎間ディスク１００を挿入することになるものである。

図８は下位プレートの斜視図、図９は下位プレートの側面図及び平面図、図１０は本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクが上側椎骨から荷重を受けるとき、上位プレートと下位プレートが触れ合う形態を示した例示図、図１１は本発明による弾性力を持つ人工椎間ディスクの左側または右側が荷重を受けるとき、上位プレートが折り畳まれた形態を示した例示図である。

図８及び図９を参照すると、下位プレート２０は、下側椎骨支持部２１、装着部２２及び弾性連結部２５を含む。

下側椎骨支持部２１は下側椎骨２と噛み合って弾性力を持つ人工椎間ディスク１００の離脱を防止する。具体的に、下側椎骨支持部２１の下面には下側椎骨２と噛み合うように多数の鋸歯状の固定突起３０が突設されている。

装着部２２は上位プレート１０の下面に対応する構造に形成され、上位プレート１０が回転可能に装着される。装着部２２の中央には開口部が形成され、これに上位プレート１０の下部が結合される。

具体的に、装着部２２は左右側の二つに分離された第１装着部２３と第２装着部２４からなり、第１装着部２３と第２装着部２４は上位プレート１０の下面が回転可能に結合される凹形の回転ガイド部３０を含む。上位プレート１０の上側椎骨支持部１１は第１装着部２３と第２装着部２４に装着され、円形回転部１２は凹形の回転ガイド部３０と結合して一定角度の範囲内で左右に回転する。

弾性連結部２５は下側椎骨支持部２１と装着部２２を連結し、上側椎骨１の前方部が下に動くことによって折り畳まれた装着部２２に弾性力を提供する。

弾性連結部２５は曲成が容易であるだけでなく、弾性力を提供するように円形に形成されることが好ましい。

弾性連結部２５は第１装着部２３に加わる荷重によって第１装着部２３に連結された弾性連結部２５が曲がり、第２装着部２４に加わる荷重によって第２装着部２４に連結された弾性連結部２５が曲がるように中央部に一定長さの切欠部２７が形成される。中央部に形成された切欠部２７により、荷重を受ける方向に弾性連結部２５が一層柔軟に動ける。

弾性連結部２５は第１装着部２３または第２装着部２４に加わる荷重によって該当の方向に易しく曲がるように左右側に一定長さの切欠部２８、２９が形成される。第１装着部２３が荷重を受ける場合、第１装着部２３側に形成された切欠部２９によって弾性連結部２５が第１装着部２３の方向にもっと易しく曲がることができる。また、第２装着部２４が荷重を受ける場合、第２装着部２４側に形成された切欠部２８によって弾性連結部２５が第２装着部２４の方向にもっと易しく曲がることができる。

図１０を参照すると、上側椎骨１が上下に動くことによって上側椎骨１と噛み合った上位プレート１０が荷重を受けて‘コ’字形の下位プレート２０が下に折り畳まれたものが見られる。この際、弾性連結部２５が曲がりながら上側椎骨１の方向に弾性力を提供する。

また、上側椎骨１から加わる荷重が大きければ、上位プレート１０に形成された凸曲面部１３と下位プレート２０の底面に形成された凹曲面部２６が触れ合うことができる。

図１１を参照すると、上位プレート１０の左側方向に荷重を受ければ、左側に下位プレート２０が曲がり、右側方向に荷重を受ければ、右側に下位プレート２０が曲がる。弾性連結部２５の中央部に形成された切欠部２７と左右側に形成された一定長さの切欠部２８、２９によって該当の方向に柔軟に曲がるものである。

図１２は頸椎運動の中心軸を基準に弾性力を持つ人工椎間ディスクが挿入された形態を示した例示図である。

図１２を参照すると、頸椎運動の中心軸に下位プレート２０の弾性連結部２５が位置して隣接した椎骨１、２を安定的に支持し、上側椎骨１が中心軸を中心に上下に動くにつれて弾性連結部２５は隣接した椎骨１、２に弾性力を提供する。

図１４は本発明の他の実施例を示すもので、腰推に挿入される弾性力を持つ人工椎間ディスクの斜視図、図１５は腰推に挿入される弾性力を持つ人工椎間ディスクの側面図及び側面投影図である。

図１４及び図１５を参照すると、腰推に挿入される弾性力を持つ人工椎間ディスク１００の基本構成は前述したように頸椎に挿入される弾性力を持つ人工椎間ディスク１００と同様である。

ただ、上位プレート１０の上面と下位プレート２０の下面にはそれぞれ隣接した脊椎と噛み合うように垂直に形成されたキール（Ｋｅｅｌ）４０が設けられる。キール４０をさらに含むこと以外には基本構成及び動作は前記で前述したようであり、腰推をなす上下側椎骨にキール４０を挿入するために腰推骨を切削して挿入することになる。

本発明によると、弾性力によって隣接した椎骨を支持することにより、人工ディスクの上部体と下部体のひんぱんな摩擦による摩耗問題を解決することができる効果がある。

また、医学的に身体の脊椎運動中心軸が椎体の後部（後端から約１／３の範囲内）にあるので、人工椎間ディスク運動の中心軸が身体脊椎運動の中心軸と同一位置である後方に位置するようにすることにより、脊椎とよく噛み合って動くことができ、異質感がなく、人工ディスクを使う前と同様な脊椎の動きを再現することができる効果がある。

また、上位プレートの左右回転が可能で、上側椎骨の回転によって一定角度の範囲内で左右に回転可能な効果がある。

また、上側椎骨が下ることによって荷重を受けるとき、上位プレートの下部に形成された凸曲面部と下位プレートの底面に形成された凹曲面部が触れ合うことにより、人工ディスクの縁部の摩擦による摩耗を解決することができる効果がある。

本発明は前述したような特定の好適な実施例に限定されなく、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなしに当業者であれば誰でも多様な変形実施が可能であるのはもちろんのこと、そのような変更は請求の範囲記載の範囲内にあるものであるのは自明である。

Claims (10)

1. 隣接した椎骨の間に挿入可能な人工ディスクであって、
   下側椎骨と噛み合って上側椎骨に弾性力を提供する下位プレート；及び
   前記下位プレートの上部に装着され、上側椎骨と噛み合い、上側椎骨の回転によって一定角度範囲内で左右に回転可能な上位プレート；
   を含んでなることを特徴とする弾性力を持つ人工椎間ディスク。
2. 前記下位プレートは‘コ’字形に構成され、上側椎骨の前方部が下れば、荷重によって‘コ’字形の上端が下ることを特徴とする、請求項１に記載の弾性力を持つ人工椎間ディスク。
3. 前記下位プレートの‘コ’字形の上端には開口部が形成され、上位プレートが前記開口部に結合されて装着されることを特徴とする、請求項２に記載の弾性力を持つ人工椎間ディスク。
4. 前記下位プレートは、
   下側椎骨と噛み合って人工椎間ディスクの離脱を防止する下側椎骨支持部；
   前記上位プレートの下面に対応する構造に形成され、上位プレートが回転可能に装着される装着部；及び
   前記下側椎骨支持部と装着部を連結し、上側椎骨の前方部が下に動くことによって折り畳まれた装着部に弾性力を提供する弾性連結部；
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の弾性力を持つ人工椎間ディスク。
5. 前記装着部は、左右側に二つに分離された第１装着部と第２装着部からなり、第１装着部と第２装着部は前記上位プレートの下面が回転可能に結合される凹形の回転ガイド部を含むことを特徴とする、請求項４に記載の弾性力を持つ人工椎間ディスク。
6. 前記弾性連結部は容易に曲がるだけでなく、弾性力を提供するように円形に形成されることを特徴とする、請求項４に記載の弾性力を持つ人工椎間ディスク。
7. 前記弾性連結部は、第１装着部に加わる荷重によって第１装着部に連結された弾性連結部が曲がり、第２装着部に加わる荷重によって第２装着部に連結された弾性連結部が曲がるように中央部に一定長さの切欠部が形成されることを特徴とする、請求項５に記載の弾性力を持つ人工椎間ディスク。
8. 前記弾性連結部は、第１装着部または第２装着部に加わる荷重によって該当方向に易しく曲がるように左右側に一定長さの切欠部が形成されることを特徴とする、請求項５に記載の弾性力を持つ人工椎間ディスク。
9. 前記上位プレートは、
   上側椎骨と噛み合って人工椎間ディスクの離脱を防止する上側椎骨支持部；及び
   前記上側椎骨支持部の下面に設けられ、前記下位プレートの上面に回転可能に結合される円形の回転部；
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の弾性力を持つ人工椎間ディスク。
10. 前記円形の回転部は、一定角度以上回転することを防止するために、前方及び後方に防止段を含み、一定角度以上回転するとき、防止段が前記下位プレートにかかって回転を制限することを特徴とする、請求項９に記載の弾性力を持つ人工椎間ディスク。