JP2019180797A - Vertebral body spacer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、脊椎の外科手術において椎間板と置き換えられる椎体スペーサに関するものである。 The present invention relates to a vertebral body spacer that can be replaced with an intervertebral disc in spinal surgery.
従来、椎間板ヘルニアや脊柱管狭窄症等の治療において、脊椎(脊柱)の椎間板を除去した後、除去部分にインプラントである椎体スペーサを挿入することにより、椎間板を椎体スペーサに置き換える外科手術が行われている(例えば、特許文献1参照)。この手術を行うことにより、椎体スペーサを介して隣接する椎体同士を固定したり、脊柱のぐらつきを改善したりすることが可能となる。なお、椎体スペーサを構成する高分子材料としては、通常、皮質骨(生体骨)と同等の力学特性を有するポリエーテルエーテルケトン(PEEK)が用いられている。PEEKは、高い化学的安定性を有しているため、体内に埋設したとしても溶けたりすることはない。 Conventionally, in the treatment of intervertebral disc herniation and spinal canal stenosis, etc., after removing the intervertebral disc of the spine (vertebral column), inserting a vertebral body spacer, which is an implant, into the removed portion, surgical operation to replace the intervertebral disc with a vertebral body spacer has been performed. (For example, refer to Patent Document 1). By performing this operation, it is possible to fix vertebral bodies adjacent to each other via the vertebral body spacers or to improve the wobble of the spinal column. As the polymer material constituting the vertebral body spacer, polyether ether ketone (PEEK) having mechanical properties equivalent to those of cortical bone (living bone) is usually used. Since PEEK has high chemical stability, PEEK does not melt even when embedded in the body.
しかしながら、椎体スペーサが上記した高分子材料から成るのに対して、生体骨はハイドロキシアパタイトのようなセラミック材料から成るため、両者の間には化学的な結合性がない。この場合、椎体スペーサを隣接する椎体間に挿入したとしても、椎体に掛かる体重(荷重)が椎体スペーサを押し出す方向に作用し、椎体間から椎体スペーサが押し出される現象(いわゆる脱転)を生じてしまう可能性がある。 However, while the vertebral body spacer is made of the above-described polymer material, the living bone is made of a ceramic material such as hydroxyapatite, so there is no chemical bond between them. In this case, even if the vertebral body spacer is inserted between adjacent vertebral bodies, the weight (load) applied to the vertebral body acts in the direction of pushing out the vertebral body spacer, and the vertebral body spacer is pushed out between the vertebral bodies (so-called phenomenon) May occur.
そこで、椎体スペーサの表面に対して、例えば、特許文献2に示すような多孔層を形成することが考えられる。このようにすれば、手術後に、生体骨(椎体等)の骨組織が多孔層の開気孔内に進入するようになるため、開気孔によって得られるアンカー効果により、生体骨と椎体スペーサとの結合性を向上させることができる。 Therefore, for example, it is conceivable to form a porous layer as shown in Patent Document 2 on the surface of the vertebral body spacer. In this way, the bone tissue of the living bone (vertebral body, etc.) enters into the open pores of the porous layer after the operation, so that the living bone and the vertebral body spacer can be obtained by the anchor effect obtained by the open pores. It is possible to improve the connectivity.
ところで、椎体スペーサの基端部には、椎体間への椎体スペーサの挿入に用いられる挿入器具を取付可能な孔部が設けられている。この孔部に挿入器具を取り付けた状態で挿入器具を押圧することにより、椎体スペーサが椎体間に挿入され、椎体スペーサの挿入後に挿入器具を取り外すことにより、椎体間に椎体スペーサのみが配置されるようになる。 By the way, the base end portion of the vertebral body spacer is provided with a hole to which an insertion instrument used for insertion of the vertebral body spacer between the vertebral bodies can be attached. The vertebral body spacer is inserted between the vertebral bodies by pressing the insertion instrument with the insertion instrument attached to the hole, and the vertebral body spacer is inserted between the vertebral bodies by removing the insertion instrument after the vertebral body spacer is inserted. Only comes to be placed.
ところが、特許文献2に記載の多孔層は、濃硫酸等に椎体スペーサを浸漬させることにより形成されるものであるため、椎体スペーサの外表面だけでなく、孔部の内側面等も多孔層に覆われてしまう。多孔層は、開気孔を有することから比較的強度が低いものであるため、内側面が多孔層に覆われた孔部に挿入器具を取り付けたとしても、十分な取付強度を確保できない可能性がある。この場合、椎体スペーサの挿入時に、挿入器具のぐらつきや緩みが発生しやすくなるため、椎体間に椎体スペーサを上手く挿入できないという問題がある。また、場合によっては挿入器具が外れてしまう可能性もある。 However, since the porous layer described in Patent Document 2 is formed by immersing the vertebral body spacer in concentrated sulfuric acid or the like, not only the outer surface of the vertebral body spacer but also the inner surface of the hole is porous. It will be covered with layers. Since the porous layer has open pores and is relatively low in strength, even if an insertion device is attached to the hole whose inner surface is covered with the porous layer, there is a possibility that sufficient attachment strength cannot be ensured. is there. In this case, when the vertebral body spacer is inserted, wobbling or loosening of the insertion instrument is likely to occur, and there is a problem that the vertebral body spacer cannot be inserted well between the vertebral bodies. In some cases, the insertion tool may come off.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、生体骨との結合性を向上させることができ、かつ椎体間への挿入を確実に行うことが可能な椎体スペーサを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vertebral body spacer that can improve the connectivity with living bones and can be reliably inserted between vertebral bodies. Is to provide.
上記課題を解決するための手段(手段1)としては、第1椎体と該第1椎体に隣接する第2椎体との間の椎間板にて、所定の挿入方向に挿入されて配置される椎体スペーサであって、前記椎体スペーサは、高分子材料を主体とする本体部を備え、前記本体部内に、該本体部の外表面にて開口する中空部が形成され、前記中空部の内側面が多孔質層によって覆われており、前記本体部は、前記挿入方向の先端側に位置する先端部と、前記先端部の反対側に位置する基端部と、前記基端部にて開口し、かつ内側面が前記多孔質層に覆われていない孔部とを有することを特徴とする椎体スペーサがある。 As a means (means 1) for solving the above-mentioned problem, an intervertebral disk between a first vertebral body and a second vertebral body adjacent to the first vertebral body is inserted and arranged in a predetermined insertion direction. The vertebral body spacer includes a main body portion mainly composed of a polymer material, and a hollow portion that opens at an outer surface of the main body portion is formed in the main body portion, and the hollow portion An inner surface of the main body is covered with a porous layer, and the main body includes a distal end located on the distal end side in the insertion direction, a proximal end located on the opposite side of the distal end, and the proximal end There is a vertebral body spacer characterized by having a hole portion that is open and has an inner surface that is not covered with the porous layer.
従って、上記手段1に記載の発明では、本体部内に形成された中空部の内側面が多孔質層によって覆われている。この場合、手術後において、生体骨(第1椎体や第2椎体等)の骨組織等の生体組織は、中空部内に進入し、中空部の内側面を覆う多孔質層内に進入するようになるため、生体骨と椎体スペーサとの結合性を向上させることができる。一方、本体部の基端部にて開口する孔部の内側面は、多孔質層に覆われていない。この多孔質層は、開気孔を有することから比較的強度が低いものであるため、多孔質層に覆われておらず、緻密で比較的強度が高い本体部が内側面に露出する上記手段1の孔部に対して挿入器具を取り付ける場合には、十分な取付強度を確保することができる。その結果、挿入器具のぐらつきや緩みが防止されるため、第1椎体と第2椎体との間への椎体スペーサの挿入を確実に行うことができる。 Therefore, in the invention described in the means 1, the inner surface of the hollow portion formed in the main body is covered with the porous layer. In this case, after the operation, a living tissue such as a bone tissue of a living bone (first vertebral body, second vertebral body, etc.) enters the hollow portion and enters a porous layer covering the inner surface of the hollow portion. As a result, the connectivity between the living bone and the vertebral body spacer can be improved. On the other hand, the inner surface of the hole opening at the base end of the main body is not covered with the porous layer. Since the porous layer has open pores and is relatively low in strength, it is not covered by the porous layer, and the dense and relatively strong main body is exposed on the inner surface. When the insertion tool is attached to the hole portion, sufficient attachment strength can be ensured. As a result, since the wobbling and loosening of the insertion instrument is prevented, the vertebral body spacer can be reliably inserted between the first vertebral body and the second vertebral body.
上記椎体スペーサは、高分子材料を主体とする本体部を備える。本体部を構成する高分子材料は、公知の生体適合性を有する材料、具体的には、第1椎体及び第2椎体に適合しうる材料であることがよい。例えば、本体部を構成する高分子材料としては、ポリアミド(PA)、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)、ポリフェニレンエーテル(PPE)、変性ポリフェニレンエーテル(m−PPE)、ポリフェニレンオキサイド(PPO)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリスルホン(PSU)、シンジオタクチックポリスチレン(SPS)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアリレート(PAR)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリイミド(PI)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、エチレンビニルアルコール共重合樹脂(EVOH)、ポリメチルペンテン(PMP)、ジアリルフタレート樹脂(DAP)等のエンジニアリングプラスチックなどを挙げることができる。なお、高分子材料は、生体骨と同等の力学特性を有し、生体適合性の高いポリエーテルエーテルケトンであることが好ましい。 The vertebral body spacer includes a main body mainly composed of a polymer material. The polymer material constituting the main body may be a known biocompatible material, specifically, a material that can be adapted to the first vertebral body and the second vertebral body. For example, as a polymer material constituting the main body, polyamide (PA), polyacetal (POM), polycarbonate (PC), polyphenylene ether (PPE), modified polyphenylene ether (m-PPE), polyphenylene oxide (PPO), poly Butylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polysulfone (PSU), syndiotactic polystyrene (SPS), polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide (PPS), polyarylate (PAR), polyetherimide (PEI) , Polyetheretherketone (PEEK), polyamideimide (PAI), polyimide (PI), polytetrafluoroethylene (PTFE), ethylene vinyl alcohol copolymer resin (EVO) ), Polymethylpentene (PMP), and engineering plastics such as diallyl phthalate resin (DAP) and the like. The polymer material is preferably a polyether ether ketone having mechanical properties equivalent to those of living bones and high biocompatibility.
また、高分子材料は、例えば、カーボンナノチューブを含むカーボン繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、金属繊維、有機繊維等を含んでいてもよい。このようにすれば、本体部の強度を向上させることができる。なお、ガラス繊維としては、ホウケイ酸ガラス(Eガラス)の繊維状物、高強度ガラス(Sガラス)の繊維状物、高弾性ガラス(YM−31A)の繊維状物などが挙げられる。また、セラミック繊維としては、炭化珪素の繊維状物、窒化珪素の繊維状物、アルミナの繊維状物、チタン酸カリウムの繊維状物、炭化ホウ素の繊維状物、酸化マグネシウムの繊維状物、酸化亜鉛の繊維状物、ホウ酸アルミニウムの繊維状物、ホウ素の繊維状物などが挙げられる。さらに、金属繊維としては、タングステンの繊維状物、モリブデンの繊維状物、ステンレスの繊維状物、スチールの繊維状物、タンタルの繊維状物などが挙げられる。また、有機繊維としては、ポリビニルアルコールの繊維状物、ポリアミドの繊維状物、ポリエチレンテレフタレートの繊維状物、ポリエステルの繊維状物、アラミドの繊維状物などが挙げられる。 The polymer material may include, for example, carbon fibers including carbon nanotubes, glass fibers, ceramic fibers, metal fibers, organic fibers, and the like. In this way, the strength of the main body can be improved. Examples of the glass fiber include a fibrous material of borosilicate glass (E glass), a fibrous material of high strength glass (S glass), and a fibrous material of high elasticity glass (YM-31A). Ceramic fibers include silicon carbide fiber, silicon nitride fiber, alumina fiber, potassium titanate fiber, boron carbide fiber, magnesium oxide fiber, oxide Examples include zinc fibrous materials, aluminum borate fibrous materials, and boron fibrous materials. Further, examples of the metal fiber include tungsten fiber, molybdenum fiber, stainless steel fiber, steel fiber, and tantalum fiber. Examples of the organic fiber include a polyvinyl alcohol fiber, a polyamide fiber, a polyethylene terephthalate fiber, a polyester fiber, and an aramid fiber.
なお、高分子材料が上記の繊維を含む場合、高分子材料としては、上記したエンジニアリングプラスチックに加えて、ポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂(EEA)、4−メチルペンテン−1樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、ACS樹脂、エチレン塩化ビニル共重合樹脂、プロピレン塩化ビニル共重合樹脂、塩化ビニリデン(VDC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセトアセタール、ポリフッ化エチレンプロピレン(PFEP)、ポリ三フッ化塩化エチレン(PTFCE)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリアリルエーテルケトン(PAEK)、ポリケトンスルフィド、ポリスチレン(PS)、イソフタル酸系樹脂、ポリウレタン(PUR)、アルキルベンゼン、ポリジフェニルエーテルなどを挙げることができる。 In addition, when the polymer material includes the above fiber, the polymer material includes polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), and ethylene-vinyl acetate copolymer in addition to the engineering plastic described above. Resin (EVA), ethylene-ethyl acrylate copolymer resin (EEA), 4-methylpentene-1 resin, ABS resin, AS resin, ACS resin, ethylene vinyl chloride copolymer resin, propylene vinyl chloride copolymer resin, vinylidene chloride ( VDC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl formal, polyvinyl acetoacetal, polyfluorinated ethylene propylene (PFEP), poly (trifluoroethylene chloride) (PTFCCE), polymethyl methacrylate (PMMA), polyallyl ether ketone (PAEK), Polyketo Sulfide, polystyrene (PS), isophthalic acid-based resin, polyurethane (PUR), may be mentioned alkylbenzenes, poly ether and the like.
上記椎体スペーサでは、本体部の外表面にて開口する中空部の内側面が、多孔質層によって覆われている。ここで、多孔質層は、本体部を構成する高分子材料を用いて形成されていることが好ましい。この場合、本体部と多孔質層とが同じ高分子材料で一体的に形成されるため、椎体スペーサの強度が向上し、破損しにくくなる。 In the vertebral body spacer, the inner surface of the hollow portion opened on the outer surface of the main body is covered with the porous layer. Here, the porous layer is preferably formed using a polymer material constituting the main body. In this case, since the main body portion and the porous layer are integrally formed of the same polymer material, the strength of the vertebral body spacer is improved and it is difficult to break.
さらに、多孔質層は、自身の表面にて開口する開気孔を有していることが好ましい。このようにした場合、手術後に、生体骨の骨組織等の生体組織が多孔質層の開気孔内に進入するようになるため、開気孔によって得られるアンカー効果により、生体骨と椎体スペーサとの結合性を向上させることができる。また、多孔質層は、開気孔の内面及び多孔質層の表面の少なくとも一方に生体活性物質を有していることが好ましい。このようにした場合、椎体スペーサが第1椎体と第2椎体との間に挿入された後に、生体活性物質と生体骨の骨組織との化学的な反応が始まり、新たな生体骨が速やかに形成されるようになる。その結果、生体骨と椎体スペーサとの物理的な結合力を早期に発揮させることができる。 Furthermore, the porous layer preferably has open pores that open on its surface. In such a case, since the living tissue such as the bone tissue of the living bone enters the open pores of the porous layer after the operation, the living bone and the vertebral body spacer are caused by the anchor effect obtained by the open pores. It is possible to improve the connectivity. The porous layer preferably has a bioactive substance on at least one of the inner surface of the open pores and the surface of the porous layer. In this case, after the vertebral body spacer is inserted between the first vertebral body and the second vertebral body, a chemical reaction between the bioactive substance and the bone tissue of the living bone begins, and a new living bone Will be formed promptly. As a result, the physical coupling force between the living bone and the vertebral body spacer can be exhibited at an early stage.
ここで、生体活性物質は、生体との親和性が高く、骨組織等の生体組織と化学的に反応する物質であれば特に限定されず、例えば、リン酸カルシウム化合物、生体活性ガラス、炭酸カルシウム等を挙げることができる。リン酸カルシウム化合物としては、例えば、リン酸水素カルシウム、リン酸水素カルシウム水和物、リン酸二水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム水和物、α型リン酸三カルシウム、β型リン酸三カルシウム、ドロマイト、リン酸四カルシウム、リン酸八カルシウム、水酸アパタイト、フッ素アパタイト、炭酸アパタイト、塩素アパタイト等が挙げられる。また、生体活性ガラスとしては、バイオガラス、結晶化ガラス(「ガラスセラミック」ともいう。)等が挙げられる。バイオガラスとしては、SiO2−CaO−N2O−P2O5系ガラス、SiO2−CaO−Na2O−P2O5−K2O−MgO系ガラス、SiO2−CaO−Al2O3−P2O5系ガラス等が挙げられ、結晶化ガラスとしては、SiO2−CaO−MgO−P2O5系ガラス(「アパタイトウォラストナイト結晶化ガラス」ともいう。)やCaO−Al2O3−P2O5系ガラス等が挙げられる。 Here, the bioactive substance is not particularly limited as long as it has a high affinity with a living body and chemically reacts with a living tissue such as bone tissue, and examples thereof include calcium phosphate compounds, bioactive glass, and calcium carbonate. Can be mentioned. Examples of calcium phosphate compounds include calcium hydrogen phosphate, calcium hydrogen phosphate hydrate, calcium dihydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate hydrate, α-type tricalcium phosphate, β-type tricalcium phosphate, and dolomite. , Tetracalcium phosphate, octacalcium phosphate, hydroxyapatite, fluorapatite, carbonate apatite, chlorapatite and the like. Examples of the bioactive glass include bioglass and crystallized glass (also referred to as “glass ceramic”). Examples of bioglass include SiO 2 —CaO—N 2 O—P 2 O 5 glass, SiO 2 —CaO—Na 2 O—P 2 O 5 —K 2 O—MgO glass, SiO 2 —CaO—Al 2. Examples thereof include O 3 —P 2 O 5 glass, and examples of the crystallized glass include SiO 2 —CaO—MgO—P 2 O 5 glass (also referred to as “apatite wollastonite crystallized glass”) and CaO—. Examples include Al 2 O 3 —P 2 O 5 glass.
なお、生体活性物質は、生体活性に優れるという点で、リン酸カルシウム化合物及び生体活性ガラスの少なくとも1種であることが好ましい。さらに、リン酸カルシウム化合物は、生体骨と組成、構造及び性質が似ており、体内環境における安定性に優れ、体内で顕著な溶解性を示さないという点で、水酸アパタイトまたはリン酸三カルシウムであることが好ましい。 In addition, it is preferable that a bioactive substance is at least 1 sort (s) of a calcium phosphate compound and bioactive glass at the point that it is excellent in bioactivity. In addition, calcium phosphate compounds are hydroxyapatite or tricalcium phosphate in that they are similar in composition, structure and properties to living bones, have excellent stability in the body environment and do not show significant solubility in the body. It is preferable.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示されるように、本実施形態の椎体スペーサ10は、脊柱から患部となる椎間板を除去した後、除去部分に挿入されることにより、除去した椎間板の代用物となるインプラントである。具体的に言うと、椎体スペーサ10は、隣接する第1椎体11と第2椎体12との間の除去部分に対して所定の挿入方向F1に沿って挿入されることにより、除去部分に配置されるものである。
As shown in FIG. 1, the
図1〜図4に示されるように、椎体スペーサ10は、高分子材料(本実施形態では、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK))を主体とする本体部21を備えている。また、本体部21は、挿入方向F1の先端側に位置する先端部22と、挿入方向F1の基端側(即ち、先端部22の反対側)に位置する基端部23とを有している。さらに、本体部21の外表面は、第1椎体11に接する第1面24、第2椎体12に接する第2面25、及び、一対の側面26を含んで構成されている。なお、本体部21には芯材20が埋設されていてもよい。芯材20は、X線を照射した際にX線画像に映る材料を用いて棒状に形成され、挿入方向F1とは直交する方向F2(図2,図3参照)に延びている。この芯材20は、椎体11,12間に挿入されたときの椎体スペーサ10の位置をX線画像によって確認するためのものである。なお、芯材20の形成材料としては、ステンレス、チタン、チタン合金、タンタル等の金属や、硫酸バリウム、二酸化ジルコニウム等が挙げられる。また、図1〜図4に示される芯材20は、本体部21の先端部22に埋設されるものであるが、基端部23側に埋設されるものであってもよい。さらに、芯材20は、棒状を成しているが、球状等の他の形状を成していてもよい。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
図1〜図4に示されるように、本体部21内には、該本体部21の外表面にて開口する中空部31が形成されている。具体的に言うと、図4に示されるように、中空部31は、第1面24の中央部分及び第2面25の中央部分にて開口する第1開口部32(図2,図3では図示略)を備えている。また、図1〜図4に示されるように、中空部31は、一対の側面26における先端部22寄りの領域にて開口する第2開口部33を備えている。第1開口部32及び第2開口部33は、挿入方向F1に長い長円形状を成している。
As shown in FIGS. 1 to 4, a
また、本体部21の第1面24及び第2面25には、それぞれ凹凸41が形成されている。凹凸41は、挿入方向F1とは直交する方向F2(図2,図3参照)に延びる凸部42を挿入方向F1に沿って複数配置することにより構成されている。第1面24側の凹凸41を構成する凸部42は、椎体11,12間に対する椎体スペーサ10の挿入時に第1椎体11との接触部となる部位であり、第2面25側の凹凸41を構成する凸部42は、椎体11,12間に対する椎体スペーサ10の挿入時に第2椎体12との接触部となる部位である。
Concavities and
図4に示されるように、第1面24、第2面25及び側面26を含む本体部21の外表面全体は、多孔質層51によって覆われている。詳述すると、第1面24を覆う多孔質層51は、第1面24に形成された凹凸41(凸部42)の表面と、第1面24において凹凸41が形成されていない領域とを覆っている。同様に、第2面25を覆う多孔質層51は、第2面25に形成された凹凸41(凸部42)の表面と、第2面25において凹凸41が形成されていない領域とを覆っている。また、本実施形態では、中空部31の内側面34全体も多孔質層51によって覆われている。なお、本実施形態の多孔質層51は、本体部21を構成する高分子材料(PEEK)を用いて本体部21と一体に形成された層である。
As shown in FIG. 4, the entire outer surface of the
また、多孔質層51の厚さは、10μm以上500μm以下であることが好ましく、20μm以上300μm以下であることがさらに好ましく、30μm以上200μm以下であることが特に好ましい。なお、多孔質層51の厚さは、多孔質層51を付与した本体部21をエポキシ樹脂に埋めて硬化させ、研磨後に断面観察を行うことにより計測することができる。
The thickness of the
図5に示されるように、多孔質層51は、自身の表面52にて開口する複数の開気孔53を有している。各開気孔53の気孔径の平均値は、3μm以上300μm以下となっている。さらに、多孔質層51は、開気孔53の内面54及び多孔質層51の表面52に生体活性物質61を有している。なお、本実施形態の生体活性物質61は、水酸アパタイト(リン酸カルシウム化合物)である。
As shown in FIG. 5, the
ここで、生体活性物質61の状態は、開気孔53の内面54及び多孔質層51の表面52に担持可能な状態であることがよく、具体的には、粒状、顆粒状、粉末状などを挙げることができる。また、生体活性物質61の形状としては、例えば、球状、楕円形状、針状、棒状、板状、多角形状などが挙げられる。なお、生体活性物質61の粒径は、0.001μm以上10μm以下となっている。
Here, the state of the
また、図3,図4に示されるように、本体部21は、挿入方向F1に沿って延設され、かつ基端部23にて開口するネジ孔部71を有している。このネジ孔部71に対して、椎体スペーサ10の挿入に用いられる挿入器具81のネジ部82(図4参照)を螺着することにより、挿入器具81が椎体スペーサ10に取り付けられるようになる。なお、ネジ孔部71の内側面72は、上記した多孔質層51には覆われておらず、緻密で比較的強度が高い本体部21が露出している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
さらに、図1〜図3に示されるように、本体部21の一対の側面26における基端部23寄りの領域には、側面26にて開口する溝部91がそれぞれ設けられている。両溝部91は、挿入方向F1に沿って延設されており、基端側が本体部21の基端面27にて開口するととともに、先端側が第2開口部33に連通している。また、溝部91の幅は、第2開口部33の幅(即ち、椎体スペーサ10の厚さ方向における長さ)と等しくなっている。そして、溝部91内には、挿入器具81が椎体スペーサ10に取り付けられる際に、挿入器具81が備える一対の腕部83(図3参照)が挿入されるようになっている。
Further, as shown in FIG. 1 to FIG. 3,
次に、椎体スペーサ10の使用方法を説明する。
Next, a method for using the
まず、外科手術を行って、脊柱から患部となる椎間板を除去し、その結果生じた除去部分に対して椎体スペーサ10を挿入する(図1参照)。具体的には、まず、本体部21の基端部23に設けられたネジ孔部71に対して、挿入器具81のネジ部82を螺着させる(図4参照)。次に、本体部21に形成された一対の溝部91に対して、挿入器具81が備える一対の腕部83をそれぞれ挿入する(図3参照)。その結果、椎体スペーサ10に挿入器具81が取り付けられた状態となる。
First, a surgical operation is performed to remove an intervertebral disc as an affected part from the spinal column, and a
次に、挿入器具81を挿入方向F1に移動させることにより、第1椎体11と第2椎体12との間に椎体スペーサ10を挿入する。このとき、本体部24の一対の側面26が椎体11,12に向かい合うように、椎体スペーサ10を挿入する。そして、挿入器具81(及び椎体スペーサ10)を時計回り方向または反時計回り方向に回動させることにより、第1面24に形成された凹凸41を第1椎体11に接触させるとともに、第2面25に形成された凹凸41を第2椎体12に接触させる。その後、溝部91から挿入器具81の腕部83を取り外した後、ネジ孔部71から挿入器具81のネジ部82を取り外せば、椎体11,12間に椎体スペーサ10のみが残るようになる。
Next, the
なお、外科手術の終了後においては、生体骨(椎体11,12等)の骨組織が徐々に成長し、成長した骨組織は、本体部21の外表面を覆う多孔質層51の開気孔53内に進入する。また、成長した骨組織の一部は、第1開口部32や第2開口部33から中空部31内に進入し、中空部31の内側面34を覆う多孔質層51の開気孔53内に進入する。その結果、生体骨と椎体スペーサ10との結合性が向上するようになる。
After the surgical operation is completed, bone tissue of living bones (
次に、椎体スペーサ10の製造方法を説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、第1工程を行い、椎体スペーサ10(本体部21)となる成形体を高分子材料(本実施形態ではPEEK)を用いて形成する。なお、成形体の形成方法は、特に限定される訳ではないが、例えば、押出成形等によって得られた円筒体等を切削加工することにより、成形体を形成する方法や、金型を用いた射出成形により、成形体を形成する方法などを挙げることができる。 First, a 1st process is performed and the molded object used as the vertebral body spacer 10 (main-body part 21) is formed using a polymer material (PEEK in this embodiment). In addition, although the formation method of a molded object is not necessarily limited, For example, the method of forming a molded object by cutting the cylindrical body etc. which were obtained by extrusion molding etc., and the metal mold | die were used. The method etc. which form a molded object by injection molding can be mentioned.
続く第2工程では、成形体の表面(具体的には、本体部21の外表面や中空部31の内側面34となる面)に対して、多数の開気孔53を有する多孔質層51を形成する。ここで、開気孔53を形成する方法としては、例えば、濃硫酸、濃硝酸、クロム酸等の腐食性液体に成形体を浸漬した後、高分子材料が溶出しない洗浄液(例えば純水)に成形体を浸漬させる方法などを挙げることができる。なお、成形体を構成する高分子材料がポリエーテルエーテルケトン(PEEK)である本実施形態においては、濃硫酸に成形体を浸漬した後、純水に成形体を浸漬することにより、開気孔53を形成することができる。
In the subsequent second step, the
続く第3工程では、得られた多孔質層51に生体活性物質61(リン酸カルシウム化合物)を担持させる処理を行う。その結果、開気孔53の内面54や多孔質層51の表面52に生体活性物質61が担持された椎体スペーサ10を得ることができる(図5参照)。なお、生体活性物質61を担持させる方法としては、カルシウムイオンを含む溶液及びリン酸イオンを含む溶液の両方に対して、多孔質層51が形成された成形体を浸漬する液相法や、多孔質層51が形成された成形体を、多量の生体活性物質61を含む懸濁液に浸漬した後、乾燥させる浸漬法などを挙げることができる。また、生体活性物質61を懸濁させる媒体は、高分子材料を溶解させない媒体であれば特に限定される訳ではなく、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコールや、水、アセトン、ヘキサンなどを挙げることができる。
In the subsequent third step, the obtained
なお、本実施形態の第2工程及び第3工程は、挿入器具81のネジ部82と同様の形状及び大きさを有するネジ部と、挿入器具81の腕部83と同様の形状及び大きさを有する腕部とを備えた治具(図示略)を準備し、ネジ孔部71に対して治具のネジ部を挿入した状態で行われる。その結果、多孔質層51の形成後において、ネジ孔部71の内側面72が、多孔質層51に覆われていない状態となる。
In addition, the 2nd process and 3rd process of this embodiment have the shape and magnitude | size similar to the screw part which has the shape and magnitude | size similar to the
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。 Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)本実施形態の椎体スペーサ10では、本体部21内に形成された中空部31の内側面34が多孔質層51によって覆われている。この場合、手術後において、生体骨(椎体11,12等)の骨組織が、中空部31内に進入し、中空部31の内側面34を覆う多孔質層51の開気孔53内に進入するため、生体骨と椎体スペーサ10との結合性を向上させることができる。一方、本体部21の基端部23にて開口するネジ孔部71の内側面72は、多孔質層51に覆われていない。この多孔質層51は、開気孔53を有することから比較的強度が低いものである。このため、多孔質層51に覆われずに比較的強度が高い本体部21が露出するネジ孔部71に対して挿入器具81のネジ部82を螺着させる本実施形態では、挿入器具81の取付強度を十分に確保することができる。その結果、挿入器具81のぐらつきや緩みが防止されるため、椎体11,12間に対する椎体スペーサ10の挿入を確実に行うことができる。また、ネジ孔部71の内側面72が多孔質層51に覆われる場合には、ネジ部82の螺着に伴って多孔質層51が剥れ、剥れた多孔質層51が本体部21外に放出される虞がある。しかし、内側面72が多孔質層51に覆われていない本実施形態においては、ネジ部82を螺着したとしても多孔質層51が剥れることはないため、剥れた多孔質層51の放出という問題自体が生じることはない。
(1) In the
(2)本実施形態では、本体部21において挿入方向F1に沿って延設されたネジ孔部71に対して、挿入器具81のネジ部82を螺着することにより、椎体スペーサ10に挿入器具81を取り付けている。しかし、ネジ孔部71にネジ部82を螺着するだけであると、挿入方向F1に直交する方向等に挿入器具81がぐらついてしまうという問題がある。そこで、本実施形態では、本体部21において挿入方向F1に沿って延設された溝部91に対して、挿入器具81の腕部83を挿入している。この場合、腕部83の側端面が溝部91の内側面に接触することによって、上記した挿入器具81のぐらつきが確実に防止されるため、十分な取付強度を確保することができる。
(2) In the present embodiment, the
(3)本実施形態の椎体スペーサ10では、本体部21(及び多孔質層51)が高分子材料で形成されているため、金属アレルギーを回避することができる。
(3) In the
なお、上記実施形態を以下のように変更してもよい。 In addition, you may change the said embodiment as follows.
・上記実施形態の本体部21では、挿入器具81のネジ部82が螺着されるネジ孔部71が、『孔部』として用いられていたが、ネジ構造を有しない他の構成を孔部として用いてもよい。例えば、挿入器具に設けた凸部が嵌着する凹部を、『孔部』として用いてもよい。なお、凸部は円柱状を成している。また、凹部は、断面円形状を成し、本体部に設けられている。この場合、凹部に対して凸部を圧入することにより、挿入器具が椎体スペーサに取り付けられるようになる。
In the
・上記実施形態では、本体部21の外表面全体や中空部31の内側面34全体が、多孔質層51によって覆われていた。しかし、中空部31の内側面34のみが、多孔質層51によって覆われていてもよい。
In the above embodiment, the entire outer surface of the
・上記実施形態の多孔質層51は、本体部21を構成する高分子材料(PEEK)を用いて本体部21と一体に形成されていたが、本体部21とは別体に形成されていてもよい。例えば、シート状の多孔質層を本体部21に貼付するようにしてもよい。なお、多孔質層が本体部21とは別体に形成される場合、多孔質層は、本体部21を構成する材料とは異なる材料を用いて形成されていてもよい。
-Although the
・上記実施形態の中空部31は、第1面24及び第2面25の中央部分にて開口する第1開口部32と、一対の側面26にて開口する第2開口部33とを備えていた。しかし、中空部31は、第2開口部33のみを備えていてもよいし、第1開口部32のみを備えていてもよい。また、上記実施形態の第1開口部32及び第2開口部33は、長円形状を成していたが、円形状、楕円形状、矩形状、六角形状などの他の形状を成していてもよい。
-The
・上記実施形態の多孔質層51は、開気孔53の内面54及び多孔質層51の表面52の両方に生体活性物質61を有していた。しかし、多孔質層51は、開気孔53の内面54及び多孔質層51の表面52のいずれか一方のみに生体活性物質61を有していてもよいし、生体活性物質61自体を有していなくてもよい。
The
・上記実施形態では、本体部21の第1面24及び第2面25の両方に凹凸41が形成されていた。しかし、凹凸41は、第1面24及び第2面25のいずれか一方のみに形成されていてもよいし、第1面24及び第2面25のどちらにも形成されていなくてもよい。また、凹凸41の形状(略四角形状、略半円形状等)、大きさ(高さ、幅)、配置態様(凸部42を挿入方向F1とは直交する方向F2に沿って配置する等)などを適宜変更してもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、多孔質層51(開気孔53)を形成する第2工程、及び、多孔質層51に生体活性物質61を担持させる第3工程が、ネジ孔部71に治具(図示略)のネジ部を挿入した状態で行われていた。しかし、第2工程及び第3工程を、ネジ孔部71の内側面72をマスキングした状態で行ってもよい。このようにしても、多孔質層51の形成後において、ネジ孔部71の内側面72が、多孔質層51に覆われていない状態となる。なお、ネジ孔部71の内側面72をマスキングする代わりに、ネジ孔部71の開口(基端部23側開口)をマスキングテープ等で塞いだ状態で、第2工程及び第3工程を行ってもよい。また、上述した第2工程及び第3工程のうち、第2工程のみを、治具を取り付けた状態、または、マスキング等を施した状態で行ってもよい。
In the above embodiment, the second step of forming the porous layer 51 (open pores 53) and the third step of supporting the
・上記実施形態のネジ孔部71は、基端面27(基端部23側)のみにて開口する非貫通孔であった。しかし、ネジ孔部71は、基端面27と中空部31の内側面34との両方にて開口する貫通孔であってもよい。
-The
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。 Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the embodiment described above are listed below.
(1)上記手段1において、前記中空部は、第1面及び第2面にて開口する第1開口部と、前記側面にて開口する第2開口部とを備えることを特徴とする椎体スペーサ。 (1) In the means 1, the vertebral body is characterized in that the hollow portion includes a first opening opening on the first surface and the second surface and a second opening opening on the side surface. Spacer.
(2)上記手段1において、前記本体部は、前記第1椎体に接する第1面、前記第2椎体に接する第2面、及び、一対の側面を含んで構成され、前記第1面、前記第2面及び前記側面を含む前記本体部の外表面全体が、前記多孔質層によって覆われていることを特徴とする椎体スペーサ。 (2) In the means 1, the main body portion includes a first surface that contacts the first vertebral body, a second surface that contacts the second vertebral body, and a pair of side surfaces, and the first surface The vertebral body spacer is characterized in that the entire outer surface of the main body including the second surface and the side surface is covered with the porous layer.
(3)技術的思想(2)において、前記第1面及び前記第2面の少なくとも一方に凹凸が形成され、前記凹凸の表面が前記多孔質層によって覆われていることを特徴とする椎体スペーサ。 (3) In the technical idea (2), the vertebral body is characterized in that at least one of the first surface and the second surface is uneven, and the surface of the unevenness is covered with the porous layer. Spacer.
(4)上記手段1において、前記椎体スペーサは、前記本体部に挿入器具が取り付けられた状態で、前記第1椎体と前記第2椎体との間に挿入されるものであることを特徴とする椎体スペーサ。 (4) In the above means 1, the vertebral body spacer is inserted between the first vertebral body and the second vertebral body in a state where an insertion device is attached to the main body. Feature vertebral body spacer.
10…椎体スペーサ
11…第1椎体
12…第2椎体
21…本体部
22…先端部
23…基端部
26…本体部の側面
31…中空部
34…中空部の内側面
51…多孔質層
52…多孔質層の表面
53…開気孔
54…開気孔の内面
61…生体活性物質
71…孔部としてのネジ孔部
72…孔部の内側面
F1…挿入方向
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記椎体スペーサは、高分子材料を主体とする本体部を備え、
前記本体部内に、該本体部の外表面にて開口する中空部が形成され、
前記中空部の内側面が多孔質層によって覆われており、
前記本体部は、前記挿入方向の先端側に位置する先端部と、前記先端部の反対側に位置する基端部と、前記基端部にて開口し、かつ内側面が前記多孔質層に覆われていない孔部とを有する
ことを特徴とする椎体スペーサ。 A vertebral body spacer inserted and arranged in a predetermined insertion direction at an intervertebral disc between a first vertebral body and a second vertebral body adjacent to the first vertebral body,
The vertebral body spacer includes a main body mainly composed of a polymer material,
In the main body part, a hollow part is formed that opens at the outer surface of the main body part,
The inner surface of the hollow portion is covered with a porous layer;
The main body includes a distal end located on the distal end side in the insertion direction, a proximal end located on the opposite side of the distal end, an opening at the proximal end, and an inner surface in the porous layer. A vertebral body spacer having an uncovered hole.
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