JP2022501159A - 動的椎間スペーサーインプラント - Google Patents

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Abstract

外部荷重に応答する動的荷重分散特徴部を含み、取付機構を有する椎間スペーサーインプラント。椎体端板の形状を補完し、骨端リムに荷重を分散させる、本来状態と荷重状態とを有する、動的荷重分散特徴部。

Description

本発明は、椎間スペーサーインプラントに関する。より具体的には、本発明は、インプラント本体の少なくとも一方の面に動的要素を有する脊椎椎体間固定インプラント(スペーサー)に関する。動的要素または可撓性要素を有するインプラントは、椎体の端板を横切る椎間荷重の分散を可能にする。点から大きな表面へと接触面積を増加させること、および特に骨密度が一般的に高い外側リムに向かって椎体に荷重をかけることで、インプラントの沈み込みを減少させることができる。さらに、端板を横断する複数の接触点を維持することで、インプラントの動きを減少させることができる。最後に、動的要素を有することは、スペーサーの全体的な剛性を低下させ、その中に充填された骨移植材が、隣接する1つの椎体からスペーサーの反対側の椎体へと伝達される荷重の一部を担うことを可能にする。本開示内容は、椎間インプラントに関するものであるが、本明細書に開示された原理は、身体中のあらゆる位置にも適用可能である。
椎間板の病変は、外傷、加齢、環境要因、腫瘍、感染症、遺伝的要因など多くの要因の結果として生じる可能性がある。椎間板の病変は、椎体端板への生理的な荷重の不足をも生じさせ、時間の経過とともに不安定性または変性変化を生じさせ、脊椎狭窄および神経系の合併症を引き起こす可能性がある。
椎間板がその荷重を伝達する椎体端板に影響を与える椎間板の病変および関連する疾患に対処するために、いくつかの外科的手法が開発されてきた。椎間板の除去および固定を伴うまたは伴わない脊椎減圧術は、脊椎に生体力学的完全性および解剖学的完全性を回復させることによって脊柱痛を軽減するための外科的手法として認知されるようになってきた。脊椎固定術は、様々な臨床適応に基づいて推奨されている。脊椎固定術では、椎間板材料の切除、椎骨からの荷重の固定と伝達を補助するインプラントを受容するための椎間板空間の形成、ならびに、固定後の椎柱の形状の維持を伴ってもよい。外科的に配置されたインプラント(スペーサー)は、露出した椎骨端板の上に載置できる。
脊椎固定術は、一般的に、前方接近または後方接近を使用して実施される。前方頸椎体間固定術(ACDF)は、一般的に、手術時間の短縮、低い感染率、および出血量の減少という利点がある。さらに、前方接近は脊椎の後方の解剖学的構造に干渉しない。前方手法はまた、脊柱管内の瘢痕を最小限に抑え、構造的および生体力学的観点からも有利である。一般的に好ましい前方手法は、椎間板空間への改善された到達、それに対応するより良い端板の調製を提供するという点で特に有利である。
椎体間固定を促進するために、いくつかの椎体間インプラントシステムが導入されている。種々の形状および材質を有する従来のネジ式インプラントまたはケージは、典型的には骨移植材が充填されており、椎間板空間に外科的に配置される。しかしながら、椎骨端板の比較的小さな部分がこれらのインプラントと接触する。これらのインプラント本体は、多くの場合、椎骨端板のより強力な皮質骨、鉤状突起、または骨端リムよりも、椎骨の中央にあるより柔らかい海綿骨と係合する。ネジ式の円筒形インプラントの着座は、機械的な力を分配する面積を減少させ、それによってインプラントおよび椎骨の両方が経験する見かけの応力を増加させることにより、生体力学的完全性を損なう可能性がある。さらに、このような不適切な固定から、椎体の軟らかい海綿骨の中へのインプラントの沈み込み(沈降または沈下と定義される)の実質的な制御不能の危険が生じる可能性がある。
椎体の解剖学的輪郭を模倣する概略形状を有する開放型リング状ケージまたはスペーサーインプラントシステムでさえ、患者の骨の特定の剛性を補完する能力を欠く。従来のリング状のケージは、一般的に、人間のドナーから採取された同種移植骨材料で構成されている。そのような移植骨材料は、得られるインプラントの使用可能な寸法および形状を制限する。たとえば、これらのリング状の骨の多くは、一般に、腰椎では25mm未満、頸椎では14mm未満の内側横幅(medial-lateral width)を有する。したがって、これらの同種移植型ケージは、椎体端板の強力な皮質骨、鉤状突起、または骨端リムに接触するのに十分な寸法を有さない可能性がある。また、これらの寸法制限されたインプラントシステムは、ドライバ、リーマ、伸延器などの関連する器具への対応が劣悪である可能性がある。たとえば、これらのインプラントシステムは、繰り返しの衝撃に耐えるのに十分な構造的完全性を欠いている可能性があり、移植中に折損する可能性がある。さらに、他の従来の非同種移植型リング状ケージシステムは、種々かつ複雑な補助的移植器具のために寸法が制限されることがあり、これらの器具は、手術野のより大きな露出を必要とする一方で、椎間板空間を遮断する可能性がある。また、これらの補助的移植器具システムは、一般的に外科医に対する器具の負荷を増加させる。
インプラントシステムに対応する外科的処置は、除去される骨の量を最小限にすることにより、可能な限り多くの椎骨端板骨表面を保存するべきである。この椎骨端板骨表面、または軟骨下骨は、一般的に下層の海綿骨よりもはるかに強い。端板骨床を保存することは、端板の生体力学的完全性を保証し、インプラントの沈み込み危険を最小化する。したがって、適切な椎体間インプラントの設計は、最大量の利用可能な支持椎骨床を利用しながら、インプラントの最適な着座を可能にすべきである。
従来の脊椎体間インプラントは、一般的に、椎体の骨端リム近傍に位置する好ましい構造骨(主として好ましい高密度軟骨下骨から構成される)の上に適切に着座しない。したがって、当該技術において、椎体の骨端リムの構造的に支持性のある骨をより良好に利用する脊椎体間インプラントへの要求が存在する。
要約すると、従来の前方脊椎固定装置に固有のものとして、以下の別個の課題を特定することができる。1)端板の調製、2)インプラントの保持、3)インプラントの沈み込み、4)骨移植片量、5)椎骨とのインプラントの一体化、および6)X線写真による可視化である。
1. 端板の調製
従来の端板調製方法には、3つの方法がある。第1は、端板の形状とインプラントの形状との整合をもたらすための、ボックスチゼルタイプの工具を用いる端板の積極的な除去である。しかしながら、積極的な端板除去の工程において、典型的には端板は破壊される。このような破壊は、荷重を負担するインプラントが軟らかい海綿骨に押圧され、インプラントの沈み込みの危険を増大させることを意味する。
第2の従来の端板調製方法は、キューレットで軟骨のみを除去することによって端板を保存する。端板は凹状であるため、平坦なインプラントを使用した場合、界面が良好に整合せず、インプラントがそれほど安定でない可能性がある。凸型インプラントを使用した場合でも、端板の形状は患者毎および疾患の程度によっても異なるため、インプラントの形状と端板の形状を整合させることは非常に困難である。
第3の、しかしながらあまり使用されていない従来の端板調製方法は、ネジ式融合ケージを使用する。このケージは、端板内に対応するネジ山を切削することにより移植される。また、この方法は構造を侵害する。
2. インプラントの保持
従来のインプラントは、インプラントが挿入された経路に沿って移動し、椎間体空間から排除されることがある。典型的なインプラントは、所定の位置にネジ固定されるか、または排除を防止するように設計された大きな「歯」を有する。いずれの選択肢も、端板に局所的な応力増大体を生じさせ、沈み込みの可能性を高める可能性がある。インプラントの排除を防ぐという課題は、PEEKインプラントの場合には特に深刻である。なぜなら、PEEKの表面の質感は非常に滑らかで滑りやすく、隣接する椎骨への引っかかり(purchase)が減るためである。
3. インプラントの沈み込み
インプラントの沈み込みは、複雑な問題であり、多くの要因が寄与する。これらの要因のいくつかは、端板の積極的な除去、椎骨よりも著しく大きいインプラントの剛性、椎間板空間の中央で端板の最も弱い領域に着座する傾向がある小型のインプラント、および接触点で端板に局所的な応力破壊を引き起こす可能性がある鋭い端面を有するインプラントを含む。沈み込みの問題に対する最も一般的な解決策は、剛性の低いインプラント材料を選択することである。これは、PEEKおよび死体骨が脊椎融合インプラントの最も一般的な材料となっている理由である。PEEKは皮質骨よりも剛性が低いが、海綿骨よりも剛性が高い。PEEKは、インプラント内に骨移植片を装填するために好ましい選択である。ウォルフの法則に従い、インプラント内の骨移植片は、それを生きた骨組織に変換するために装填されるべきである。生きた骨が一方の椎体からスペーサーを介して架橋して第2椎体と結合することは、ACDF法の主要な目的の一つである「椎体間固定」の定義である。
4. 骨移植片量
死体骨インプラントは、それを形成するために機械加工される骨によってその寸法を制限される。また、所望の臨床応用に十分な構造的完全性を確保するために、それらの壁厚が大きくなければならない。このような設計上の制限は、皮質骨インプラントに骨移植材を充填するために多くの余地を与えない。露出面に主導されるインプラント寸法の制限は、金属製のインプラントであっても、インプラント形状の内部に残される骨移植のための余地を狭める。PEEKインプラントの場合、このような余地はさらに小さくなる。なぜなら、構造的完全性の要件のため、金属インプラントに比べて肉厚を大きくする必要があるからである。
5. 椎骨との一体化
多くの場合、典型的な椎体間固定インプラントは、移植後数年経っても椎骨と一体化することができない。インプラントを構築するために種々の異なる材料の使用にもかかわらず、このような不能性は存続する。PEEKは、周囲の骨との一体化を妨げる繊維組織に囲まれてしまうことが報告されている。剛性の高いインプラント(典型的には金属製)は、骨移植片を応力遮蔽し、生きた骨への変換を支持しない。市販の純チタンおよびチタン合金、またはタンタルおよびタンタル合金で作られたものような金属インプラントのある種の設計では、骨の内殖またはオン・グロウス(on-growth)を可能にし、場合によっては骨形成を刺激することさえ可能にする表面を有する。
6. X線写真による可視化の制限
金属製のインプラントでは、金属は骨移植片の十分なX線による可視化を制限する。そのため、固定を行うことを意図している場合に、固定を評価することが困難になる可能性がある。PEEKはX線に対して透明であるため、従来のPEEK製のインプラントでは、X線でインプラントの位置を追跡できるように、インプラントにX線写真マーカーを埋め込む必要がある。死体骨はある程度のX線に対する不透明性を有し、金属インプラントのようにX線画像の評価を妨げることはない。金属インプラントは密度が高く、X線技術による骨固定の評価を阻害する。さらに、金属インプラントは、術後にインプラントと骨との界面を可視化するためにMRIまたはCTスキャンを利用する際に、重大な偽画像を生じさせる可能性がある。
したがって、椎体間インプラントの改善の必要性が存在し、本発明は、そのような必要性の除去を指向する。
当該技術の現在の水準に応じて、現在利用可能なインプラントによってまだ完全には解決されていない技術上の問題および要求に応じて、本発明の種々のシステムおよび方法を開発してきた。本発明のシステムおよび方法は、端板の調製を容易にし、インプラントの排除を低減し、インプラントの保持を改善し、沈み込みを低減し、骨移植片のための余地の増大を可能にし、骨移植片の一体化/固定を支持/刺激し、X線可視化を改善する解決策を提供することができる。
前記の事項を達成するために、そして本明細書中に具体化および広範囲に記載されるように本発明にしたがい、かつ、改善された椎体間スペーサーインプラントの必要性を考慮して、本開示は、改善された脊椎固定装置および手順を包含する。
技術の1つの態様において、椎間スペーサーインプラントは、略中心軸を有する本体と、中央軸(centralized axis)の近傍において本体を貫いて延在する中央開口部(centralized aperture)とを含むことができる。本体は、第1面と、反対側の第2面とを含んでもよく、第1面は、第1側周縁を有して第1の平面を画定し、第2面は、第2側周縁を有して第2の平面を画定する。第1側周縁は、第1端において周縁壁と接続されてもよく、第2側周縁は、第2端で当該周縁壁と接続されてもよい。周縁壁は、第1面と第2面とを分離してもよい。第1面は、第1側周縁から略中心軸に向かって延在する少なくとも1つのローブを含んでもよい。
本技術のこの態様の実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。少なくとも1つのローブは、第1側周縁に隣接する基部と、基部から終端部に向かって延在する端部領域とを有してもよい。基部は第1幅を有し、端部領域は第2幅を有してもよく、ここで、第1幅は第2幅よりも大きい。基部は、第1厚さを有し、端部領域は第2厚さを有していてもよい。第1厚さは、第2厚さよりも大きくてもよい。少なくとも1つのローブは、第1側周縁の周囲に配置される複数のローブを含んでもよい。複数のローブの各々は、第1側周縁に隣接する基部と、基部から終端部に向かって延在する端部領域とを有してもよく、終端は略中心軸の周囲に配置されてもよい。少なくとも1つのローブは、第1の平面から外方に延在してもよい。基部は、実質的に第1の平面内にあってもよく、端部領域は、第1の平面から外方に延在してもよい。端部領域を適合させて、基部または第1端が第1椎体の表面に接触する前に、端部領域を第1椎体の表面に接触させてもよい。端部領域は、椎間スペーサーインプラントが第1椎体と第2椎体との間に移植されたときに、第1の平面に向かう屈曲に適合されてもよい。端部領域は、第1椎体の表面と係合したときに、回転防止機能または移動防止機能を有することに適合されていてもよい。少なくとも1つのローブは、第1側周縁に隣接する基部と、端部領域と、終端部とを含む片持ち梁であってもよい。少なくとも1つのローブは、椎間スペーサーインプラントが第1椎体と第2椎体との間に移植されたときに、片持ち梁として機能することに適合されていてもよい。少なくとも1つのローブを適合させて、椎間スペーサーが椎体に隣接して移植されるときに、基部または第1側周縁よりも前に、端部領域を椎体に係合させてもよい。端部領域が椎体と係合するとき、ローブは、第1の平面に向かって屈曲するように構成されてもよい。
本技術の別の態様において、椎間スペーサーインプラントは、略中心軸と、略中心軸に沿って本体を貫いて延在する中央開口部とを含む本体を含んでもよい。本体は、第1面と、反対側の第2面とを含んでもよく、第1面は、第1側周縁を有して第1の平面を画定し、第2面は、第2側周縁を有して第2の平面を画定する。第1側周縁は、第1端において周縁壁と接続されてもよい。第2側周縁は、第2端において当該周縁壁と接続されていてもよい。周縁壁は、第1面と第2面とを分離してもよい。第1面は少なくとも1つのローブを含んでもよく、該少なくとも1つのローブは、略中心軸に向かって、第1側周縁から中央開口部内へと延在する。第2面は少なくとも1つのローブを含んでもよく、該少なくとも1つのローブは、略中心軸に向かって、第2側周縁から中央開口部内へと延在する。
本技術のこの態様の実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。椎間スペーサーインプラントは、第1形態および第2形態を含んでもよく、ここで、椎間スペーサーインプラントは、隣接する第1椎体と第2椎体との間への移植中または移植後に、第1形態から第2形態へと変化するように構成されてもよい。第1形態において、第1面の少なくとも1つのローブは、ローブが第1側周縁から略中心軸に向かって延在するにつれて第1の平面から突出してもよく、第2面の少なくとも1つのローブは、ローブが第2側周縁から略中心軸に向かって延在するにつれて第2の平面から突出してもよい。第2形態において、第1面の少なくとも1つのローブは、椎間スペーサーインプラントの中心平面に向かって屈曲してもよく、第2面の少なくとも1つのローブは、中心平面に向かって屈曲してもよい。第2形態では、第1端は、第1椎体のリムに向かってまたはその上へ荷重を分散するように構成されてもよい。第2形態において、第2端は、第2椎体のリムに向かってまたはその上に荷重を分散させるように構成されてもよい。第1面の少なくとも1つのローブは、第1グリッパを含んでもよい。第1グリッパは、ローブ上のグリッパ基部と、基部から延在するグリッパ終端部とを有していてもよい。第2形態に変化する際に、グリッパ終端部は、略中心軸に向かって第1端から離れるように回転してもよい。椎間スペーサーインプラントは、第1端近傍の第1プラウエッジと、周縁壁近傍の第2プラウエッジとを含んでもよい。第1プラウエッジおよび第2プラウエッジは、凹部によって離間されていてもよい。第1面および第2面を適合させて、椎間スペーサーインプラントが椎骨の間に移植されたときに、第1面および第2面を互いに向かって偏向させてもよい。
本技術のさらに別の態様において、椎間スペーサーインプラントは、周縁壁によって接続および分離される、第1表面および第2表面を含んでもよい。第1表面は、第1領域および第2領域を有する少なくとも1つの延長部を含んでもよい。第1領域は、周縁壁に隣接していてもよく、第2領域は周縁壁から離れて延在していてもよい。椎間スペーサーインプラントは、椎体に隣接して移植されるように構成されてもよい。第1領域は、第2表面に向かって遷移可能であってもよく、第2領域は、第2表面に向かって遷移可能であってもよい。第1領域は、遷移するために第2領域よりも多くの力を必要としてもよい。
本技術のさらに別の態様において、隣接し、各椎体が互いに対向する凹状の端板を有する第1椎体および第2椎体を固定する方法は、第1椎体および第2椎体上の凹状の端板に隣接する第1椎体および第2椎体の間の椎間空間に、椎間スペーサーインプラントを挿入する工程を含んでもよい。椎間スペーサーインプラントは、略中心軸を有する本体と、中央軸の近傍において本体を貫いて延在する中央開口部とを含むことができる。本体は、第1面と、反対側の第2面とを含んでもよく、第1面は、第1側周縁を有して第1の平面を画定し、第2面は、第2側周縁を有して第2の平面を画定する。第1側周縁は、第1端において周縁壁と接続されてもよく、第2側周縁は、第2端において周縁壁と接続されてもよい。周縁壁は、第1面と第2面とを分離してもよい。第1面は、第1側周縁から略中心軸に向かって延在する少なくとも1つのローブを含んでもよい。本方法は、第1椎体および第2椎体を収束させて椎間スペーサーインプラントへの荷重を生じさせる工程を含んでもよい。少なくとも1つのローブは凹状の端板の1つと係合して、少なくとも1つのローブが荷重の増大に相応する程度に屈曲してもよい。
本技術のこの態様の実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。椎間スペーサーインプラントは、挿入工程の前に第1の本来状態にあってもよい。インプラントは、第1椎体および第2椎体が収束させられた後に、第2の荷重状態に遷移してもよい。第2の荷重状態において、少なくとも1つのローブは、椎間スペーサーインプラントの中心平面に向かって屈曲してもよい。少なくとも1つのローブは、第1側周縁または第2側周縁に隣接する基部と、端部領域と、終端部とを含んでもよい。椎間スペーサーインプラントが第2の荷重状態に遷移する際に、基部、端部領域、および終端部は、互いに相対的に移動してもよい。
本技術のさらに別の態様において、椎間スペーサーインプラントは、略中心軸を有する本体と、中央軸の近傍において本体を貫いて延在する中央開口部とを含むことができる。本体は、第1面と、反対側の第2面とを含んでもよく、第1面は、第1側周縁を有して第1の平面を画定し、第2面は、第2側周縁を有して第2の平面を画定する。第1側周縁は、第1端において周縁壁と接続されていてもよい。第2側周縁は、第2端において周縁壁と接続されていてもよい。周縁壁は、第1面と第2面とを分離してもよい。第1面は、少なくとも1つのローブを含んでもよい。少なくとも1つのローブは、第1側周縁から延在する基部と、略中心軸に向かって延在する端部領域とを含んでもよい。端部領域を適合させて、スペーサーが第1椎体と第2椎体との間に移植されたときに、端部領域を第1の平面に向かって屈曲させてもよい。端部領域は、第1椎骨の表面と係合することに適合されてもよい。
本技術のこの態様の実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。基部は、周縁部に隣接していてもよく、端部領域は、基部から終端部に向かって延在していてもよい。基部は第1幅を有してもよく、端部領域は第2幅を有してもよい。第1幅は、第2幅よりも大きくてもよい。基部は第1厚さを有してもよく、端部領域は第2厚さを有してもよい。第1厚さは、第2厚さよりも大きくてもよい。基部は、実質的に第1の平面内にあってもよく、端部領域は、第1の平面から外方に延在していてもよい。端部領域を適合させて、基部または第1端が第1椎骨の表面に接触する前に、端部領域を第1椎骨の表面に接触させてもよい。少なくとも1つのローブを適合させて、椎体間スペーサーが椎体に隣接して移植されるときに、基部または周縁部に接触する前に、端部領域を椎体に係合させてもよい。端部領域が椎体と係合する際に、ローブは、第1の平面に向かって屈曲するように構成されてもよい。少なくとも1つのローブは、第1側周縁に配置された複数のローブを含んでもよい。複数のローブのうちの各々は、周縁部に隣接する基部と、基部から終端部へと向かって延在する端部領域とを有してもよい。終端部は、略中心軸の周囲に配置されてもよい。少なくとも1つのローブは、第1の平面から外方に延在してもよい。少なくとも1つのローブは、終端部を有する片持ち梁であってもよい。少なくとも1つのローブは、椎間板が第1椎体と第2椎体との間に移植されたときに、片持ち梁として機能することに適合されてもよい。
本技術のさらに別の態様において、椎間スペーサーインプラントは、略中心軸を有する本体と、略中心軸に沿って本体を貫いて延在する中央開口部と、中心平面とを含むことができる。本体は、第1面と、反対側の第2面とを含んでもよく、第1面は、第1側周縁を有して第1の平面を画定し、第2面は、第2側周縁を有して第2の平面を画定する。第1側周縁は、第1端において周縁壁と接続されていてもよい。第2側周縁は、第2端において周縁壁と接続されていてもよい。周縁壁は、第1面と第2面とを分離してもよい。第1面は、略中心軸に向かって第1周縁部から中央開口部内へと延在する少なくとも1つのローブを含んでもよい。第1周縁部から延在する少なくとも1つのローブは、第1の平面および中心平面に向かう屈曲に適合されていてもよい。第2面は、略中心軸に向かって第2周縁部から中央開口部内へと延在する少なくとも1つのローブを含んでもよい。第2周縁部から延在する少なくとも1つのローブは、第2の平面および中心平面に向かう屈曲に適合されてもよい。
本技術のこの態様の実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。椎間スペーサーインプラントは、第1形態および第2形態を含んでもよい。インプラントは、隣接する第1椎体と第2椎体との間への移植中または移植後に、第1形態から第2形態へと変化するように構成されていてもよい。第1形態において、第1面の少なくとも1つのローブは、ローブが第1周縁部から略中心軸に向かって延在するにつれて、第1の平面から突出してもよく、第2面の少なくとも1つのローブは、ローブが第2周縁部から略中心軸に向かって延在するにつれて、第2の平面から突出してもよい。第2形態において、第1面の少なくとも1つのローブは、インプラントの中心平面に向かって屈曲してもよく、第2面の少なくとも1つのローブは、中心平面に向かって屈曲してもよい。第2形態において、第1端は、第1椎体のリムに向かってまたはその上に荷重を分散させるように構成されてもよい。第2形態において、第2端は、第2椎体のリムに向かってまたはその上に荷重を分散させるように構成されてもよい。第1面および第2面を適合させて、椎体の間に移植されたときに、第1面および第2面を互いに向かって偏向させてもよい。
本技術のさらに別の態様において、椎間スペーサーインプラントは、周縁壁によって接続および分離される、第1表面および第2表面を含んでもよい。第1表面は、少なくとも1つの延長部を含んでもよい。少なくとも1つの延長部は、第1領域および第2領域を有してもよい。第1領域は、周縁壁に隣接していてもよく、第2領域は、周縁壁から離れて延在してもよい。インプラントは、椎体に隣接して移植されるように構成されていてもよい。少なくとも1つの延長部は、インプラントが第1椎体と第2椎体との間にあるときに、第2表面に向かって遷移することに適合されてもよい。延長部は、第1椎体表面と係合することに適合されていてもよい。第1領域は、第2表面に向かって遷移するために第2領域よりも多くの力を必要としてもよい。
本技術のさらに別の態様において、隣接する第1椎体および第2椎体を固定する方法であって、各椎体は、互いに対向する凹状の端板を有し、当該方法は、第1椎体および第2椎体の凹状の端板に隣接する第1椎体および第2椎体の間の椎間空間に脊椎スペーサーを挿入することを含んでもよい。インプラントは、略中心軸を有する本体と、中央軸の近傍において本体を貫いて延在する中央開口部とを含むことができる。本体は、第1面と、反対側の第2面とを含んでもよく、第1面は、第1側周縁を有して第1の平面を画定し、第2面は、第2側周縁を有して第2の平面を画定する。第1側周縁は、第1端において周縁壁と接続されてもよく、第2側周縁は、第2端で周縁壁と接続されてもよい。周縁壁は、第1面と第2面とを分離してもよい。第1面は、第1周縁部から略中心軸に向かって延在する少なくとも1つのローブを含んでもよい。当該方法は、第1椎体および第2椎体を収束させて、インプラントに荷重を発生させることを可能にする。少なくとも1つのローブを凹状端板の1つと係合させて、荷重の増加に見合った程度に屈曲するようにしてもよい。
本技術のこの態様の実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。インプラントは、挿入工程前の第1の本来状態にあってもよく、インプラントは、第1椎体および第2椎体を収束させた後に、第2の荷重状態に遷移してもよい。第2の荷重状態において、少なくとも1つのローブは、インプラントの中心平面に向かって偏向してもよい。少なくとも1つのローブは、第1側周縁に隣接する基部と、端部領域と、終端部とを含んでもよい。インプラントが第2の荷重状態に移行するとき、基部、端部領域および終端部が互いに相対的に移動することに適合されていてもよい。少なくとも1つのローブは、周縁部に隣接する基部と、端部領域と、終端部とを含んでもよい。第1椎体および第2椎体を収束させる際に、端部領域が基部に対して偏向することに適合されていてもよい。第1椎体および第2椎体を収束させる際に、終端部が基部に対して偏向することに適合されてもよい。基部は第1幅を有してもよく、端部領域は第2幅を有してもよい。第1幅は、第2幅よりも大きくてもよい。
本技術のさらに別の態様において、隣接する第1椎体および第2椎体を固定する方法であって、各椎体は互いに対向する凹状の端板を有し、該方法は、第1椎体および第2椎体の凹状の端板に隣接する第1椎体および第2椎体の間の椎間空間に、脊椎スペーサーを挿入することを含んでもよい。インプラントは、略中心軸を有する本体と、中央軸の近傍において本体を貫いて延在する中央開口部とを含むことができる。本体は、第1面を含んでもよく、第1面は、第1側周縁を有して第1の平面を画定する。第1側周縁は、第1端において周縁壁と接続されていてもよい。第1面は、第1周縁部から略中心軸に向かって延在する少なくとも1つのローブを含んでもよい。本方法は、第1椎体および第2椎体を収束させて椎間スペーサーインプラントへの荷重を発生させ、少なくとも1つのローブが凹状の端板の1つと係合することを可能にすることを含んでもよい。少なくとも1つのローブは、荷重に相応する程度に偏向することに適合されていてもよい。
本技術のこの態様の実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。少なくとも1つのローブを適合させて、第1面とは反対側の本体の第2面に向かって偏向させてもよい。第1面は第1の平面を画定してもよく、第2面は第2の平面を画定してもよい。少なくとも1つのローブは、第1本体および第2本体が収束する際に、第1の平面に向かって偏向することに適合されてもよい。少なくとも1つのローブは、第1周縁部に隣接し、第1周縁部から延在する基部と、基部から略中心軸に向かって延在し、終端部で終止する端部領域とを含んでもよい。基部は、第1厚さを有してもよく、端部領域は、第2厚さを有してもよい。基部を偏向させる際に、端部領域を偏向させるのに必要とされるよりも大きな荷重を要求してもよい。
本技術のさらに別の態様において、隣接する第1椎体および第2椎体を係合させる方法であって、各椎体は互いに対向する凹状の端板を有し、該方法は、第1椎体および第2椎体が第1の分離状態にあるときに、第1椎体および第2椎体の間の椎間空間に脊椎スペーサーを挿入することを含んでもよい。脊椎スペーサーは、本体の周縁部上の第1の位置から本体を貫いて延在する中央開口部に向かって延在する、少なくとも1つの片持ち梁を含んでもよい。本方法は、第1椎体および第2椎体を第2の中立状態へと収束させることを含んでもよい。第2の中立状態において、第1の凹状端板または第2の凹状端板の一方が片持ち梁と係合してもよく、片持ち梁は、第1の凹状端板または第2の凹状端板の他方に向かって偏向することに適合されてもよい。
本技術のこの態様の実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。少なくとも1つの片持ち梁は、周縁部に隣接し、周縁部から延在する基部と、基部から略中心軸に向かって延在し、終端部で終止する端部領域とを含んでもよい。基部は、第1幅を有してもよく、端部領域は、第2幅を有してもよい。第1幅は、第2幅よりも大きくてもよい。基部は、第1厚さを有してもよく、端部領域は、第2厚さを有してもよい。第1の凹状の端板または第2の凹状の端板の他方に向かって偏向する際に、基部は、端部領域よりも高い荷重を必要としてもよい。
本技術のさらに別の態様において、椎間スペーサーインプラントは、略中心軸を有する本体と、中央軸の近傍において本体を貫いて延在する中央開口部とを含むことができる。本体は、第1面と、反対側の第2面とを含んでもよく、第1面は、第1側周縁を有して第1の平面を画定し、第2面は、第2側周縁を有して第2の平面を画定する。第1側周縁は、第1端において周縁壁と接続されていてもよい。本体は、少なくとも1つのプラウを含んでもよく、前記少なくとも1つのプラウは、第1端の近傍に第1プラウエッジを有し、周縁壁の近傍に第2プラウエッジを有してもよい。第1プラウエッジは、中央開口部から離間する方向において、第1の平面から外方に延在してもよい。第2側周縁は、第2端において周縁壁と接続されていてもよい。周縁壁は、第1面と第2面とを分離してもよい。
本技術のこの態様の実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。第1面は、第1周縁部から略中心軸に向かって延在する少なくとも1つのローブを含んでもよい。少なくとも1つのローブは、周縁部に隣接する基部と、基部から離れて終端部に向かって延在する端部領域とを有してもよい。基部は、実質的に第1の平面内にあってもよく、端部領域は、第1の平面から外方に延在してもよい。端部領域を適合させて、基部または第1端が第1椎骨の表面に接触する前に、端部領域を第1椎骨の表面に接触させてもよい。端部領域を適合させて、スペーサーが第1椎体と第2椎体との間に移植される際に、端部領域を第1の平面に向かって屈曲させてもよい。基部は、第1厚さを有してもよく、端部領域は、第2厚さを有してもよい。第1厚さは、第2厚さよりも大きくてもよい。第1プラウエッジおよび第2プラウエッジは、隣接する椎体のリムと係合し、インプラントとリムとの間の引っかかりを増大させるように構成されていてもよい。第1プラウエッジおよび第2プラウエッジは、凹部によって分離されていてもよい。第1プラウエッジと第2プラウエッジは、凹部内のプラウ支持体によって連結されていてもよい。第1プラウエッジおよび第2プラウエッジは、骨移植片を収集するように構成されていてもよい。凹部は、骨の内殖のための空間を提供してもよい。少なくとも1つのローブは、第1側周縁の周囲に配列される複数のローブを含んでもよい。複数のローブの各々は、周縁部に隣接する基部と、基部から離れて終端部へ向かって延在する端部領域とを有してもよい。終端部は、略中心軸の周囲に配置されていてもよい。複数のローブは、移植後の略中心軸周りのインプラントの回転を防止するように構成されていてもよい。少なくとも1つのローブは、片持ち梁であってもよく、周縁部に隣接する基部と、端部領域と、終端部とを含んでもよい。第1プラウエッジおよび第2プラウエッジは、インプラント周縁部の周囲に連続的または非連続的に延在していてもよい。少なくとも1つのローブを適合させて、椎体に隣接して椎間スペーサーが移植される際に、基部または周縁部よりも前に端部領域を椎体に係合させてもよい。端部領域が椎体と係合するとき、ローブは、第1の平面に向かって屈曲するように構成されてもよい。
本技術のさらに別の態様において、椎間スペーサーインプラントは、略中心軸と、略中心軸に沿って本体を貫いて延在する中央開口部とを含む本体を含んでもよい。本体は、第1面と、反対側の第2面とを含んでもよく、第1面は、第1側周縁を有して第1の平面を画定し、第2面は、第2側周縁を有して第2の平面を画定する。第1側周縁は、第1端において周縁壁と接続されてもよい。第2側周縁は、第2端において周縁壁と接続されていてもよい。周縁壁は、第1面と第2面とを分離してもよい。第1端は、第1プラウエッジと第2プラウエッジとを有してもよい第1プラウを含んでもよい。第1プラウエッジおよび第2プラウエッジは、凹部によって分離されていてもよい。第1プラウエッジは、中央開口部から離間する方向において、第1の平面から外方へと延在していてもよい。第2端は、第1プラウエッジと第2プラウエッジとを有してもよい第2プラウを含んでもよい。第2プラウの第1プラウエッジおよび第2プラウエッジは、凹部によって分離されていてもよい。第2プラウの第1プラウエッジは、中央開口部から離間する方向において、第2の平面から外方へと延在してもよい。第1面は、略中心軸に向かって第1周縁部から中央開口部内へと延在してもよい少なくとも1つのローブを含んでもよい。第2面は、略中心軸に向かって第2周縁部から中央開口部内へと延在してもよい少なくとも1つのローブを含んでもよい。
本技術のこの態様の実施形態は、以下の特徴のうちの1つ以上を含んでもよい。第1面は、略中心軸に向かって第1周縁部から中央開口部内へと延在する少なくとも1つのローブを含んでもよい。第2面は、略中心軸に向かって第2周縁部から中央開口部内へと延在する少なくとも1つのローブを含んでもよい。椎間スペーサーインプラントは、第1形態および第2形態を有してもよい。インプラントは、隣接する第1椎体と第2椎体との間への移植中または移植後に、第1形態から第2形態へと変化するように構成されていてもよい。第1形態において、第1面の少なくとも1つのローブは、ローブが第1周縁部から略中心軸に向かって延在するにつれて、第1の平面から突出してもよい。第1形態において、第2面の少なくとも1つのローブは、ローブが第2周縁部から略中心軸に向かって延在するにつれて、第2の平面から突出してもよい。第2形態において、第1面の少なくとも1つのローブは、インプラントの中心平面に向かって屈曲してよく、第2面の少なくとも1つのローブは、中心平面に向かって屈曲してもよい。第2形態において、第1端は、第1椎体のリムに向かってまたはその上に荷重を分散させるように構成されてもよく、第2端は、第2椎体の縁部に向かってまたはその上に荷重を分散させるように構成されてもよい。第1プラウエッジおよび第2プラウエッジは、第1椎体および第2椎体のリムにさらなる掴み(grip)を形成するように構成されていてもよい。第1プラウエッジおよび第2プラウエッジは、凹部を介して少なくとも1つの支持体を介して接続されていてもよい。
本技術のさらに別の態様において、椎間スペーサーインプラントは、周縁壁によって接続および分離される、第1表面および第2表面を含んでもよい。第1表面は、略中心軸周りの回転を防止するように構成された少なくとも1つの延長部を含んでもよい。少なくとも1つの延長部は、第1領域および第2領域を有してもよい。第1領域は、周縁壁に隣接していてもよく、第2領域は、周縁壁から離れて延在してもよい。第1領域は、周縁壁に隣接し、第1表面から外方に延在する第1プラウエッジを含んでもよい。周縁壁は、第1プラウエッジに隣接する第2プラウエッジを含んでもよい。第1プラウエッジおよび第2プラウエッジは、凹部によって分離されていてもよい。インプラントは、椎体に隣接して移植されるように構成されてもよい。
本技術のこの態様の実施形態は、以下の特徴の1つまたは複数を含んでもよい。第1プラウエッジおよび第2プラウエッジは、周縁壁に沿って、インプラントの周囲に延在していてもよい。凹部は、第1プラウエッジおよび第2プラウエッジの間にスペーサーを含んでもよい。第1プラウエッジおよび第2プラウエッジは、骨移植片を収集するように構成されてもよく、凹部は、骨の内殖のための空間を提供してもよい。
本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、以下の記載および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるであろう。あるいは、本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、以下に記載する発明の実施によって理解されるであろう。
本発明の例示的な実施形態は、添付の図面を伴う、以下の説明および添付の特許請求の範囲から、より完全に明らかになるであろう。これらの図面は、例示的な実施形態のみを描画し、本発明の範囲を限定するものとはみなされないことを理解した上で、添付図面の使用により、さらなる具体性および詳細をもって、本発明の例示的な実施形態を説明する。
本発明の1つの実施形態による椎間スペーサーインプラントの透視図である。 本発明の1つの実施形態による椎間スペーサーインプラントの正面透視図である。 本発明の1つの実施形態による椎間スペーサーインプラントの正面平面図である。 本発明の1つの実施形態による椎間スペーサーインプラントの側面平面図である。 本発明の1つの実施形態による椎間スペーサーインプラントの上面図である。 本発明の1つの実施形態による椎間スペーサーインプラントの側面透視図である。 本発明の1つの実施形態による椎間スペーサーインプラントの上面透視図である。
本発明の例示的な実施形態は、全体を通して類似の部品を類似の符号で指示する図面の参照によって最もよく理解されるであろう。図面中に一般的に記載および例示されるように、本発明の構成要素は、多種多様な異なる配置に配列および設計できることが容易に理解されるであろう。したがって、図1から図6に表されるような装置、システム、および方法の実施形態の以下の詳細な説明は、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を限定することを意図したものではなく、本発明の例示的な実施形態の代表例にすぎない。
「接続されている」、「連結されている」、および「連絡している」という表現は、機械的、電気的、磁気的、電磁的、流体的、および熱的相互作用を含む、2つ以上の実在物の間の任意の形態の相互作用を指す。2つの構成要素は、互いに直接接触していなくても、機能的に連結されていてもよい。用語「接触する」とは、物品は必ずしも一緒に取り付けられていなくてもよいが、互いに直接物理的に接触している物品を指す。用語「隣接する」とは、物理的に互いに近接または隣接しており、物理的接触状態であってもなくてもよい物品を指す。用語「流体連絡」は、一方の特徴部内の流体が他方の特徴部内に通過することができるように接続されている2つの特徴部を指す。
本明細書で用いられる際に、用語「例示的」は、「例、例証、または例示として機能する」ことを意味する。本明細書で「例示的」と記載されているいかなる実施形態も、必ずしも他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。実施形態の様々な側面を図面に示しているが、図面は、特に示されない限り、必ずしも同一縮尺で描かれているわけではない。
本明細書中において、標準的な解剖学的基準面および脊椎用語は、慣用的な意味で使用される。
例示目的のみのために、図1〜図3は、隣接する椎体間の椎体間固定を実施するための椎間スペーサーインプラント10を示す。インプラントは、椎体間に配置するのに適した高さ、幅、および長さの寸法を有する本体100を含む。本例では、高さは、頭−尾方向に沿って延在し、幅は、右−左方向に沿って延在し、長さは、前−後方向に沿って延在する。椎間スペーサーインプラント10は、任意の適切な生体適合性材料で作られてもよい。企図される様々な生体適合性材料は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、生体吸収性ポリマーを含む他のポリマー、セラミック、複合材料、骨または骨代替材料、およびステンレス鋼、チタン、またはタンタルおよびそれらの合金を含む生体適合性金属を含むが、それらに限定されるものではない。また、インプラント10は、これらの材料の複数および組み合わせを含んでもよい。インプラント10は、機械加工、成型、成形、または3D印刷などの公知の方法で製造されてもよい。インプラント10は、具体的な外科手術手順、必要性、または患者の解剖学的構造に応じて、任意の数の形状または寸法で提供されてもよい。インプラント10は、別個のX線マーカーを含んでいてもよく、X線マーカーは、インプラントの基礎材料に必然的に応じて、インプラント配置の効果的かつ正確な視覚化を容易にするのに適した任意の寸法の形状を有する。
椎間スペーサーインプラント10は、本体100のほぼ中央に位置する中央開口部110を有する本体100を含む。中央開口部は、本体100の絶対的な中心からそれて斜めになっていてもよい。中央開口部110は、本体100が実質的に中空であってもよいように十分に大きくてもよく、あるいは、中央開口部110は、中央開口部110が本体100を完全には貫通しないように、小さく、狭く、あるいは、実質的に本体100中のディボットまたは一連のディボットであってもよい。この実施形態では、本体100は、中空または空虚ではないであろう。企図される実施形態の任意のものにおける中央開口部110は、骨の内殖、軽量化、ならびに、ローブ150の変位のための空間を可能にしてもよい。
本体100は、前端101および後端102を含む。本実施形態では、前端101は後方側であってもよく、後端102は前方側であってもよい。本体100は、互いに反対側の第1面120および第2面121を含む。第1面120は、スペーサー100の頂面または上位面とみなされてもよく、第2面121は、スペーサー100の底面または下位面とみなされてもよい;しかしながら、頂面および底面は、交換可能であってもよい。図3に示すように、第1面120は、概ね第1の平面105内に位置し、第2面121は、概ね第2の平面106内に位置する。第1の平面105および第2の平面106は、図3のように前端101に向かって収束してもよいが、それらは、平行配向、前端101に対して発散する配向、または周縁壁142に関連する他の点に向かって収束する配向のような他の配向を取ってもよい。本体はまた、インプラント10を貫通する略中心平面107を有してもよい。中心平面107は、概して第1の平面105と第2の平面106との間に存在してもよく、解剖学的横方向基準面に略平行であってもよい。図3に示されるように、略中心軸111は、略中央開口部110を貫通し、第1面120および第2面121を通って、本体100を貫通する。略中心軸111は、本体100の絶対中心を通ってもよいし、任意の方向にずれていてもよいし、角度を付けられていてもよい。軸111は、頭−尾方向に略平行であってもよい。
第1面120は、第1面120の周囲の周縁部130を有する。第2面121は、概ね第2面121の周囲に延在する第2周縁部131を有する。本体100は、概ねインプラント10の本体110の周囲に延在する周縁壁142を有する。第1面120は、第1端140において周縁壁142と接続または交差する。第2面121は、第2端141において周縁壁142と接続または交差する。第1端140および第2端141は、図1の前端101に描かれているような薄い端部であってもよいし、または、図3に示されているように、本体100の内側面に示される、より広い端140および端141であってもよい。第1端140は、第1周縁部130の周囲に延在し、第2端141は、第2周縁部131の周囲に延在する。端140、141は、本体の概略形状と同様に、移植後のインプラントの安定性を高める。また、形状および端140,141は、移植中の摩擦および抵抗を減少させる。図2Bに示すように、端140,141は、外側の第1の平面105および第2の平面106のわずか下方向に角度を付けられている。第1端104および第2端141は、本体100から離れる方に向き、隣接する椎体のリムと係合するように構成されている。隣接する椎体によってインプラント10に加えられる荷重に応じて、第1端140および第2端141は、相当量の荷重を負担してもよく、この荷重は、端板のより軟らかい中央部分よりも、椎体のリム上に分散される。
周縁壁142は、連続であってもよく、任意の数の開口部を有していてもよい。図1は、周縁壁142の側面に設けられた側面開口部を示す。側面開口部170は、中央開口部110と連通していてもよく、本体100内への骨の成長、および本体100を貫通する骨の成長を可能にしてもよい。また、側面開口部はまた、骨の癒着のX線可視化を可能にしてもよい。あるいはまた、側面開口部170は、本体100を完全に貫かなくてもよい。また、側面開口部170は、本体100の側面のくぼみまたはディボットとして企図されてもよい。周縁壁は、通常はインプラント10の前端にある本体100の周囲の他の開口部173を有してもよい。図2Aおよび図2Bで最も良好に観察されるように、本体100は、インプラント10の範囲から逸脱することなしに、任意の数の適切な特徴部(挿入器(不図示)を係合させるための凹部、穴、切欠きなどのようなもの)を有していてもよい。1つの係合特徴部は、後端102上の周縁壁142に設けられたネジ式受容開口部172である。ネジ式受容開口部172は、挿入器のネジ部分をねじ込んで受容するように採寸および構成されている。ネジ式受容開口部172は、略中心軸111に向かって内向きに延在してもよい。一般的ネジ式受容開口部172に加えて、またはその代替として、周縁壁142は、案内開口部171を有してもよい。図2Aは、ネジ式受容開口部172の両側に配置される一対の案内開口部171を示す。開口部172は、ネジ切りされていなくてもよい。案内開口部171は、挿入器(不図示)のための支持または案内特徴部として機能してもよく、あるいは骨の内殖のための別経路として機能してもよい。案内開口部171は、挿入器をスペーサーに固定し、インプラントの位置決めを可能にするためのネジ接続を可能にする。案内開口部171に係合されるピン付き挿入器は、ネジ式開口部172を貫く軸の周りのトルクをインプラントに与えてもよい。インプラント10の任意の開口部またはディボットは、インプラント10の外科的移植に適する種々の形状、寸法および配向を有していてもよい。さらに、これらの特徴部は、必要に応じて、インプラントの再配置または除去のために使用されてもよい。
図1に示すように、第1表面は、片持ち梁300になぞらえられる、少なくとも1つのローブ150すなわち延長部を有する。片持ち梁は、一端が支持体に固定され、そこから突出する構造要素である。構造的荷重を受けると、片持ち梁は荷重を支持体に伝達する。ローブは、基部151から端部領域すなわち第1領域158まで延在し、終端部152すなわち第2領域で終止するように構成されている。基部151は、第1周縁部130に隣接している。端部領域158は、基部151および第1周縁部130から離れて、略中心軸111に向かって延在する。図2Aに示すように、ローブ150は、基部151における第1幅153と、終端部152における第2幅154とを有する。幅は、第1幅153が第2幅154よりも大きくなるように、端部領域158に沿って終端部152に向かって減少する。図中に示されるローブ150は、概略的に湾曲した凸状の形状を有しているが、ローブ150は、基部151以上の幅を有する終端部152、または基部151と等しい幅を有する終端部152など、他の好適な形状を有することができることを想定している。端部領域158の他の形状は、基部151から終端部152への異なる遷移を含むことを企図されており、当該遷移は、対称的、非対称的、鋭角的、鈍角的、または他の適切な手段を含む。少なくとも1つのローブ150は、頭方表面または尾方表面に沿って、端板の凹状の形状を補償する凸状の形状を有していてもよい。
図2に示すように、ローブ150は、基部151における第1厚さ155と、終端部152における第2厚さ156とを有する。第1厚さ155は、第2厚さ156よりも大きい。厚さは、端部領域158に沿って終端部152に向かって減少する。図中に示されるローブ150は、概略的に湾曲した形状を有しているが、ローブ150は、基部151以上の幅を有する終端部152、または基部151と等しい幅を有する終端部152など、他の好適な形状を有することを想定している。端部領域158の他の形状は、基部151から終端部152への異なる遷移を含むことを企図されており、当該遷移は、対称的、非対称的、鋭角的、鈍角的、または他の好適な手段を含む。
図1〜図3に示すように、少なくとも1つのローブ150を有することに加えて、インプラントは、略中心軸の周囲に複数のローブ200を有してもよい。さらに、少なくとも1つのローブ150または複数のローブ200は、第1面120および第2面121の両方に存在してもよい。任意の数または配置のローブ150/200は、患者の要求および解剖学的構造に対応することを企図される。側面図である図3に示すように、本体100は、第1の平面105および第2の平面106を有する。複数のローブ200は、第1面120および第2面121の両方に存在する。図3に描画されているように、ローブ150は、中央開口部110から離間し、第1の平面105から外方に向かって曲線または弧を描いている。第2面にも、同一の配向および並置が存在してもよい。少なくとも1つのローブ150および複数のローブ200は凸状の輪郭を有していてもよく、これは椎体端板の凹状の特質と相補的であってもよい。第1面120に関して、ローブ150の基部151は、第1周縁部130および隣接する第1端140と同様に、第1の平面105内に存在してもよい。また、図2Bに示すように、第1端140は、中心平面107に向かって、第1の平面105よりもわずかに下方に存在してもよい。基部151から延在して、端部領域158は、第1の平面105の外方に向かって延在する。終端部152は、第1の平面105の外方にあってもよいし、第1の平面105と整列していてもよいし、第1の平面105の内方にあってもよい。第2面121および第2の平面106に関して、同じ配置または配向が存在してもよい。図2Bに示すように、第2端141は、第2の平面106内に存在してもよいし、中心平面107に直接向かって存在してもよい。
少なくとも1つのローブ150の端部領域158、または複数のローブ200の端部領域158は、目標とする椎間板空間に隣接する椎体と係合するように構成されている。図1〜図3に示される実施形態では、第1面120および第2面121の両方に複数のローブ150の複数のローブ200が示されている。この実施形態において、ローブ150の各々の端部領域158は、第1の平面105および第2の平面106から突出する。この実施形態では、インプラント10は、インプラント10が隣接する椎骨の間に配置されるときに、椎体がインプラント10の本体100の他の部分に接触する前に、端部領域158が椎体の表面に接触するように構成されている。インプラント10上の椎骨からの端部領域158への荷重の増加に伴い、ローブ150が屈曲することまたは曲がることによって、インプラント10上の荷重を吸収または緩衝することが可能である。端部領域158が隣接する椎骨からの荷重を受ける際に、ローブは、それぞれ第1の平面105および/または第2の平面106の各々に向かい、中央の平面107に向かって屈曲する。ローブ150が屈曲する際に、終端部152が中央開口部110に向かって屈曲してもよい。ローブ150の任意の部分は、第1の平面105および第2の平面106を越えて、中心平面107に向かって屈曲してもよい。少なくとも1つのローブ150または複数のローブの柔軟性は、インプラントの輪郭が、完全に凹んでいない椎体端板を補完することを可能にする。
ローブ150および端部領域158の形状を配向させて、端部領域158を、軟らかい中央の海綿骨よりも皮質骨を含む骨端リムに近い椎体と係合させてもよい。各々の面120、121に4つのローブ150を有する実施形態では、隣接する椎体からの荷重は、合計8個のローブに分散されてもよい。第2厚さ156よりも大きい第1厚さ155を有するローブ150の寸法は、端部領域158およびローブが非線形的に屈曲すること、または相対運動として屈曲することを可能にする。端部領域158の中間部分であって終端部152に向かって延在する部分は、基部151に近いローブよりも容易に屈曲するであろう。隣接する椎体の荷重をインプラントの少なくとも1つのローブ150、好ましくは複数のローブ200に分散させることにより、インプラント10は、骨とインプラントとの間の接触面積を増加させることにより、椎骨および海綿骨への沈み込みの危険を低減する。椎骨端板上の局所的な点に対する全体的な力が広がり、ローブが屈曲するにつれて、端部領域158と椎体との間の接触点は、第1端140および第2端141によって支持されている骨端リムの硬い皮質骨に向かって移動する。隣接する椎骨からの荷重が増加するにつれて、ローブ150はさらに偏向し、全荷重が周縁部130および端140、141、ならびに周縁壁142上に支持させることが可能となる。任意のローブ150またはローブ150、200の組み合わせは、骨の内殖を促す表面特徴部を含んでもよい。特徴部は、細孔、隆起、ループ、穴、空間、溝、または隣接する骨の引っかかりまたは掴みを増加させる任意の既知の表面を含んでもよい。スペーサーに海綿骨移植片を充填されている際に、第1表面および第2表面が屈曲する際に、それらは、骨移植片に、隣接する椎骨から伝達される荷重の一部を支持させる。いくつかの実施形態では、周縁壁と概ね平行な軸に沿って圧縮された状態での第1表面および第2表面の剛性は、海綿骨の圧縮弾性率以下である。構造力学に従って、この状況は、骨移植片が脊髄荷重のかなりの部分を支持することを可能にし、ウォルフの法則に従って、骨移植片が固定塊に組み込まれることを容易にする。
インプラント10は、インプラントと椎体の隣接する接触面との間の摩擦を増加させるように設計された複数の移動防止特徴部を含んでもよい。そのような移動防止特徴部は、隆起部、歯、ラグ、または他の引っかかりを誘発する表面処理を含んでもよい。移動防止特徴部はまた、固定を阻害する可能性のある捩り荷重に抵抗することにより、インプラントを安定化させる。図4および図5の実施形態に示すように、インプラント10は、移動防止特徴部として機能するグリッパ160を有する。これらのグリッパは、ローブ150上の隣接する椎体と係合するように構成された端部領域158の区域内に配置されてもよい。図4を参照すると、グリッパ160は、前端101および後端と略平行に整列しており、これは、概略的に前方−後方配向であってもよい。グリッパは、終端部162が同じ方向に向けられるように配向されてもよく、あるいはまた、図5および図6に示すように、インプラント10は、グリッパ終端部162が反対方向に向けられるように、インプラント本体110の前端101上に複数のグリッパを有してもよい。この配向は、曲げ運動中の骨からの浮き上がりを抑制すると同時に、前方−後方への排除をより良好に防止することを可能にする。各グリッパ160は、ローブ150上、好ましくは端部領域158上に配置されるグリッパ基部161と、グリッパ終端部162とを有してもよい。グリッパ終端部は、椎体上での効率的な引っかかりを促すために、先細形状または他の係合形状を有していてもよい。図4のグリッパ160は、比較的先細または鋭利なグリッパ終端部162を有する三角形の形状を有する。グリッパ160を有する各ローブ150は、グリッパ160の下に、各ローブ150内にディボット163を含んでもよい。ディボット163は、椎体からの荷重がインプラント10に伝達されるときに、グリッパ160がローブ150内へと屈曲することに対応および許容するように構成されている。また、グリッパ160とディボットとの間の開放空間は、骨の内殖を可能にし、より良好なインプラントの安定化を容易にしてもよい。グリッパ160はまた、有意の屈曲をしない剛体であってもよく、椎骨端板の貫通を可能にしてもよい。端板の貫通は、椎体の海綿状部分から血液を流させてもよい。図5は、インプラント10の第1面120および第2面121の両方に設けられたグリッパ160を示す。グリッパ終端部162は、さらに延在して、ローブ150の端部領域158または終端部152の最外側部分を越えてもよい。
インプラント10は、第1形態および第2形態を有してもよい。第1形態において、インプラントは、図1〜5に概略的に示されているように、ローブが第1の平面105および第2の平面106の外方に延在している緩和状態にある。任意のグリッパ160に加えて、端部領域158は、平面105、106の外方にあり、端は、平面内または平面105、106のわずかに内側にあって、中央開口部に向かっている。第2形態は、インプラント10に荷重が印加されたときに実現される遷移した状態である。第2形態は、偏向状態とも呼ばれる。実際上、第2形態は、2つの隣接する椎骨の間にインプラント10を移植した後に発生し、椎骨は、インプラント本体100の第1面120および第2面121の両方に荷重を印加することができる。インプラント本体100上の荷重が増加するにつれて、少なくとも1つのローブ150または複数のローブ200上の端部領域158が荷重を受容する。各ローブ150は、荷重に応答して、中央開口部110および中心平面107に向かって内向きに屈曲する。ローブがグリッパ160を含む場合、グリッパ160は係合し、端板に食い込む。次いで、グリッパがディボット163に向かって最大まで内方に屈曲し、その後に、ローブ150が中央開口部110に向かって屈曲する。荷重が増加するにつれて、各ローブ150が屈曲してもよい。端部領域158が曲率を有しているため、荷重が増加するにつれて、端板との接触点は周縁部130、131の方向に、すなわち椎体のリムの方向に移動する。椎体からの荷重が安定化した際に、患者の解剖学的構造に基づいて、複数のローブ200の各々のローブ150が異なる量で屈曲して、脊椎を適切に安定化させてもよい。ローブおよび/またはグリッパは、弾性的または塑性的に屈曲してもよい。弾性的屈曲は一時的なものであり、荷重が除去されるとローブおよび/またはグリッパは緩和状態に戻る。塑性的偏向は実質的に永久的であり、荷重が除去されても、ローブおよび/またはグリッパは変形したままである。
第1形態から第2形態への遷移において、少なくとも1つのローブ150が中心平面に向かって屈曲するにつれて、隣接する第1椎体および第2椎体から第1端140および第2端141へと印加される荷重の増加を受けることが予測される。上述したように、隣接する椎体によって加えられる荷重は、第1端140および第2端141によって端板の外方のリムに分散されてもよい。端板は、端板の中央部分よりも大きな荷重に耐えることができ、ローブ150が第2形態へと屈曲したときに回転してもよい。端部の回転は、ローブ150の基部に略平行な軸周りで生じてもよい。たとえば、第1端140が第1の平面105内または第1の平面105の外方にある場合、ローブ150が第1の平面105に向かって屈曲する際に、第1端140は、第1の平面105の上方および外方へと回転する。第1形態において第1端140が第1の平面105の下側または内方にある場合、ローブ150が第2形態に向けて屈曲する際に、第1端は、第1の平面105に向かう方向、および第1の平面105の外方へ向かう方向の両方向に、基部151に平行な軸周りに回転する。中央開口部から離間する端部の移動は、インプラント10の追加の移動防止特徴部および機能を生じさせる可能性がある。同様の機能は、第2端141を有するインプラントの第2面121で生じてもよい。インプラント10は、第1形態におけるエッジ幾何配置の任意のバリエーションを有してもよい。
図6は、複数のローブ500を有するインプラント実施形態40を示す。各ローブ450は、基部451および終端部452を有し、その間に端部領域458を有する、略三角形の形状を有する。各々の基部451は、第1幅453を有し、各々の終端部は、第2幅454を有する。第1幅453は、一般的に第2幅454よりも大きい。幅の差は、各ローブ450の片持ち梁600の機能を可能とし、インプラント本体400上に荷重が印加されたときに端部領域が中央開口部に向かって屈曲することができる。インプラント本体400は、中央開口部410を伴って、前端401、後端402、および略中心軸411を有する。インプラント本体400は、それぞれ第1周縁部430および第2周縁部431を伴って、第1面420、第2面421を有する。インプラント本体400は、第1周縁部430と周縁壁442との間の少なくとも第1端440と、第2周縁部431と周縁壁442との間の第2端441とを有する。また、本体400は、ガイド開口部471、側面開口部470、および取付開口部472のような複数の開口部を有していてもよい。また、図6の実施形態は、凹部480によって離間される、第1プラウエッジ481および第2プラウエッジ482を有する。第1プラウエッジは第1周縁部430に隣接しており、第2プラウエッジは周縁壁442に隣接している。第1プラウエッジ481、第2プラウエッジ482、および凹部480は、第1周縁部430全体の周囲に延在してもよいし、図6に示すように分割されていてもよい。第2面421上に、同一のプラウ構造が存在していてもよい。第1プラウエッジ481および第2プラウエッジ482は、インプラント40が移植されたときに、隣接する椎体のリムに追加の掴みおよび引っかかりを作り出す。凹部480およびプラウエッジ支持体483は、骨の内殖を安定化させるための追加の位置を可能にする。図6は、グリッパ460の形状の追加の例を示す。グリッパ460は、第1端440または第2端441またはローブ450の基部451に近い位置にある基部461を有してもよい。グリッパ460は、第1面420または第2面421から離間して配向される終端部462を有してもよい。
本発明の1つの実施形態に従って、インプラント10、40は、隣接する第1椎体および第2椎体を固定させる方法において使用されてもよい。例示的な方法では、インプラント10、40の挿入の前に、椎間空間を伸延してもよい。インプラント10、40の挿入の前に、椎間空間が調製される。装着方法では、椎間板切除術を行って、椎間板を全体的に除去してもよい。別の方法では、椎間板の一部のみを除去するようにしてもよい。出血する可能性があり、インプラントへの骨の内殖を促す可能性がある適切な表面を露出させるために、椎体の端板を掻取処理してもよい。椎間空間が十分に調製されたならば、インプラント10、40を第1緩和状態で空間内に導入し、適切に着座させてもよい。インプラントは、内視鏡管または他の公知の移植手段を介して移植されてもよい。
インプラント10、40が位置決めされた後、隣接する椎体を収束させて、インプラント10、40に荷重を印加させてもよい。凹状の端板は、インプラント10、40上の少なくとも1つのローブ150または複数のローブ200と係合させられ、それらローブは、中心平面107に向かって屈曲する。ローブ150、200の相補的な形状は、端板に係合して、インプラント10、40を適切に位置決めして所定の位置に固定するのを補助する。インプラント10、40は、グリッパ160、460を有してもよい。グリッパ160、460は、端板とさらに深く係合して、インプラントを意図された位置に保持するのを補助する。また、グリッパ160,460は端板の出血を促し、骨の内殖を促してもよい。椎体からの荷重が増加するにつれて、インプラントの第1面120または第1面120および第2面121の両方にある少なくとも1つのローブ150または複数のローブは、片持ち梁として作用し、中心平面に向かって屈曲する。インプラント10、40は、第1緩和状態から第2の荷重状態へと遷移し、ここで、インプラント10、40は、隣接する椎体からの全荷重を受ける。第2の荷重状態への遷移の間および後に、第1端140および第2端141は、端板のリムと係合して、椎体のこのより強い部分を横断して荷重を分散させてもよい。
本明細書に開示された任意の方法は、記載された方法を実行するための1つまたは複数の工程または動作からなる。方法の工程および/または動作は、互いに交換されてもよく、本明細書に記載された椎間体インプラントのすべての実施形態に適用可能である。言い換えれば、実施形態の適切な動作のために特定の工程または動作の順序が必要とされない限り、特定の工程および/または動作の順序および/または使用は変更されてもよい。
本明細書全体を通して「実施形態」または「実施形態」への言及は、その実施形態に関連して記載された特定の特徴部、構造または特徴が少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して引用された言い回し、またはその変形例は、必ずしもすべてが同一の実施形態に言及しているわけではない。
同様に、上記の実施形態の説明において、様々な特徴部が、開示を合理化する目的で、単一の実施形態、図、またはその説明にまとめて記載されることがあることを理解されるべきである。しかしながら、この開示の方法は、いずれかの請求項が、その請求項で明示的に記載されたものよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映していると解釈されるべきではない。むしろ、以下の請求項が反映しているように、発明の態様は、前述の開示中の任意の単一の実施形態の全ての特徴よりも少ない特徴の組み合わせにある。したがって、発明の詳細な説明に引き続く特許請求の範囲は、発明の詳細な説明に明示的に組み込まれ、各請求項が別個の実施形態として自立している。本開示内容は、それらの従属請求項を有する独立請求項の全ての変形例を含む。
特許請求の範囲における所与の特徴部または要素に関する用語「第1」の記載は、必ずしも該当する第2または追加の特徴部または要素の存在を意味するものではない。ミーンズプラスファンクション形式で引用された要素は、米国特許法第112条第6項に従って解釈されることが意図されている。本発明の基本的な原理から逸脱することなく、上述の実施形態の詳細に変更を加えてもよいことは、当業者には明らかであろう。
本発明の特定の実施形態および用途を図示および記載したが、本発明が、本明細書に開示された構成および構成要素に厳密に限定されないことが理解されるであろう。本発明の真意および範囲から逸脱することなく、本明細書に開示された本発明の方法およびシステムの配置、動作および詳細において、当業者に自明であろう種々の修正、変更、および変形がなされ得る。

Claims (30)

  1. 本体を含む、椎間スペーサーインプラントであって、
    前記本体は、略中心軸と、中央軸の近傍において本体を貫いて延在する中央開口部とを有し、
    前記本体は、第1面と、反対側の第2面とをさらに含み、第1面は、第1側周縁を有して第1の平面を画定し、第2面は、第2側周縁を有して第2の平面を画定し、
    前記第1側周縁は、第1端において周縁壁と接続されており、
    前記第2側周縁は、第2端において周縁壁と接続されており、
    前記周縁壁は、前記第1面および前記第2面を離間しており、
    前記第1面は、前記第1側周縁から前記略中心軸に向かって延在する少なくとも1つのローブをさらに含む、
    ことを特徴とする椎間スペーサーインプラント。
  2. 前記少なくとも1つのローブが、前記第1側周縁に隣接する基部と、前記基部から離れて終端部へと延在する端部領域とを有することを特徴とする、請求項1に記載の椎間スペーサーインプラント。
  3. 前記基部が第1幅を有し、前記端部領域が第2幅を有し、前記第1幅が前記第2幅よりも大きいことを特徴とする、請求項2に記載の椎間スペーサーインプラント。
  4. 基部が第1厚さを有し、端部領域が第2厚さを有することを特徴とする、請求項2に記載の椎間スペーサーインプラント。
  5. 第1厚さが第2厚さよりも大きいことを特徴とする、請求項4に記載の椎間スペーサーインプラント。
  6. 前記少なくとも1つのローブは、第1側周縁に配列された複数のローブをさらに含み、前記複数のローブの各々が、前記第1側周縁に隣接する基部と、前記基部から離れて終端部へと延在する端部領域とを有し、前記終端部が、前記略中心軸の周囲に配置されていることを特徴とする、請求項1の椎間スペーサーインプラント。
  7. 少なくとも1つのローブが第1の平面から外方に延在していることを特徴とする、請求項1に記載の椎間スペーサーインプラント。
  8. 前記基部が実質的に第1の平面内にあり、端部領域が第1の平面から外方に延在することを特徴とする、請求項2に記載の椎間スペーサーインプラント。
  9. 基部または第1端が第1椎骨の表面に接触する前に、前記端部領域が第1椎骨の表面に接触することに適合していることを特徴とする、請求項8に記載の椎間スペーサーインプラント。
  10. 前記椎間スペーサーインプラントが第1椎体と第2椎体との間に移植される際に、前記端部領域が前記第1の平面に向かって屈曲することに適合し、前記端部領域が、前記第1椎体の表面と係合したときに回転防止機能または移動防止機能を有することに適合している、請求項9に記載の椎間スペーサーインプラント。
  11. 少なくとも1つのローブが、第1側周縁に隣接する基部と、端部領域と、終端部とを含む片持ち梁であることを特徴とする、請求項1に記載の椎間スペーサーインプラント。
  12. 前記椎間スペーサーインプラントが第1椎体と第2椎体の間に移植される際に、前記少なくとも1つのローブが片持ち梁として機能することに適合していることを特徴とする、請求項1に記載の椎間スペーサーインプラント。
  13. 前記椎間スペーサーインプラントが椎体に隣接して移植される際に、前記少なくとも1つのローブが、前記椎体の基部または第1側周縁よりも前に前記端部領域を前記椎体に係合させることに適合しており、
    前記端部領域が椎体と係合する際に、前記ローブは第1の平面に向かって屈曲ように構成されている
    ことを特徴とする、請求項2に記載の椎間スペーサーインプラント。
  14. 本体を含む、椎間スペーサーインプラントであって、
    前記本体は、略中心軸、および中央軸の近傍において本体を貫いて延在する中央開口部を有し、
    本体は、第1面と、反対側の第2面とをさらに含み、第1面は、第1側周縁を有して第1の平面を画定し、第2面は、第2側周縁を有して第2の平面を画定し、
    前記第1側周縁は、第1端において周縁壁と接続されており、
    前記第2側周縁は、第2端において周縁壁と接続されており、
    前記周縁壁は、前記第1面および前記第2面を離間しており、
    前記第1面は、前記略中心軸に向かって前記第1側周縁から前記中央開口部へと延在する少なくとも1つのローブをさらに含み、
    前記第2面は、前記略中心軸に向かって前記第2側周縁から前記中央開口部へと延在する少なくとも1つのローブをさらに含む、
    ことを特徴とする椎間スペーサーインプラント。
  15. 第1形態および第2形態をさらに含み、前記椎間スペーサーインプラントが、隣接する第1椎体と第2椎体との間への移植中または移植後に、第1形態から第2形態へと変化するように構成されていることを特徴とする、請求項14に記載の椎間スペーサーインプラント。
  16. 前記第1形態において、前記第1面の少なくとも1つのローブは、前記ローブが前記第1側周縁から前記略中心軸に向かって延在するにつれて、前記第1の平面から突出し、前記第2面の少なくとも1つのローブは、前記ローブが前記第2側周縁から前記略中心軸に向かって延在するにつれて、前記第2の平面から突出することを特徴とする、請求項15に記載の椎間スペーサーインプラント。
  17. 前記第2形態において、前記第1面の少なくとも1つのローブは、前記椎間スペーサーインプラントの中心平面に向かって屈曲し、前記第2面の少なくとも1つのローブは、前記中心平面に向かって屈曲していることを特徴とする、請求項16に記載の椎間スペーサーインプラント。
  18. 前記第2形態において、前記第1端が、前記第1椎体のリムに向かってまたはその上に荷重を分散させるように構成されていることを特徴とする、請求項15に記載の椎間スペーサーインプラント。
  19. 前記第2形態において、前記第2端が、前記第2椎体のリムに向かってまたはその上に荷重を分散させるように構成されていることを特徴とする、請求項15に記載の椎間スペーサーインプラント。
  20. 前記第1面の少なくとも1つのローブが第1グリッパをさらに含み、前記第1グリッパは、前記ローブ上のグリッパ基部と、前記基部から延在するグリッパ終端部とを有することを特徴とする、請求項14に記載の椎間スペーサーインプラント。
  21. 前記第1面の少なくとも1つのローブが第1グリッパをさらに含み、前記第1グリッパは、前記ローブ上のグリッパ基部と、前記基部から延在するグリッパ終端部とを有することを特徴とする、請求項15に記載の椎間スペーサーインプラント。
  22. 第2形態に変化する際に、前記グリッパ終端部が第1端から略中心軸に向かって回転することを特徴とする、請求項21に記載の椎間スペーサーインプラント。
  23. 第1端の近傍の第1プラウエッジと、周縁壁の近傍の第2プラウエッジとをさらに含むことを特徴とする、請求項14に記載の椎間スペーサーインプラント。
  24. 第1プラウエッジと第2プラウエッジとは、凹部によって離間されていることを特徴とする、請求項23に記載の椎間スペーサーインプラント。
  25. 前記椎間スペーサーインプラントが椎骨間に移植されるときに、前記第1面および前記第2面が、互いに向かって偏向することに適合していることを特徴とする、請求項14に記載の椎間スペーサーインプラント。
  26. 周縁壁によって接続および分離されている第1表面および第2表面を含む椎間スペーサーインプラントであって、
    前記第1表面は、少なくとも1つの延長部を含み、前記少なくとも1つの延長部は、第1領域および第2領域を有し、前記第1領域は前記周縁壁に隣接し、前記第2領域は前記周縁壁から離れて延在し、
    前記椎間スペーサーインプラントは、椎体に隣接して移植されるように構成され、
    前記第1領域が前記第2表面に向かって遷移することが可能であり、前記第2領域が前記第2表面に向かって遷移することが可能であり、
    前記第1領域は、遷移するために前記第2領域よりもより多くの力を必要とする
    ことを特徴とする椎間スペーサーインプラント。
  27. 隣接する第1椎体および第2椎体を固定する方法であって、各々の椎体は互いに対向する凹状端板を有し、前記方法は、
    前記第1椎体および第2椎体の凹状端板に隣接する前記第1椎体および第2椎体の間の椎間空間に、椎間スペーサーインプラントを挿入する工程であって、
    前記椎間スペーサーインプラントは、本体を含み、
    前記本体は、略中心軸と、中央軸の近傍において本体を貫いて延在する中央開口部とを有し、
    前記本体は、第1面と、反対側の第2面とをさらに含み、第1面は、第1側周縁を有して第1の平面を画定し、第2面は、第2側周縁を有して第2の平面を画定し、
    前記第1側周縁は、第1端において周縁壁と接続されており、
    前記第2側周縁は、第2端において周縁壁と接続されており、
    前記周縁壁は、前記第1面および前記第2面を離間しており、
    前記第1面は、前記第1側周縁から前記略中心軸に向かって延在する少なくとも1つのローブをさらに含む工程と、
    前記第1椎体および第2椎体を収束させて、椎間スペーサーインプラントに荷重を生じさせ、前記少なくとも1つのローブを凹状端板の1つと係合させて、前記少なくとも1つのローブを荷重の増加に見合う程度に屈曲させる工程と、
    を含むことを特徴とする方法。
  28. 前記椎間スペーサーインプラントが、前記挿入工程の前に第1の本来状態にあり、前記第1椎体および第2の椎体が収束させられた後に、前記椎間スペーサーインプラントが第2の荷重状態に遷移することを特徴とする請求項27に記載の方法。
  29. 前記第2の荷重状態において、前記少なくとも1つのローブが、前記椎間スペーサーインプラントの中心平面に向かって屈曲されることを特徴とする請求項28に記載の方法。
  30. 前記少なくとも1つのローブが、第1側周縁または第2側周縁に隣接する基部と、端部領域と、終端部とをさらに含み、前記椎間スペーサーインプラントが第2の荷重状態に遷移する際に、前記基部、前記端部領域および前記終端部が互いに相対的に移動することを特徴とする請求項28に記載の方法。
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