JP2606426Y2 - 多椎体用セラミックス頸椎補綴物 - Google Patents

多椎体用セラミックス頸椎補綴物

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JP2606426Y2 JP1993060953U JP6095393U JP2606426Y2 JP 2606426 Y2 JP2606426 Y2 JP 2606426Y2 JP 1993060953 U JP1993060953 U JP 1993060953U JP 6095393 U JP6095393 U JP 6095393U JP 2606426 Y2 JP2606426 Y2 JP 2606426Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本考案は、多椎体を切除したのちのスペー
スを補填するために上下の椎体間に挿入し、固定するセ
ラミックス頸椎補綴物に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】椎間板の障害や後縦靱帯
骨化症によってミエロパシー(脊髄圧迫症)を生じ、さ
まざまな神経学的な症状を呈する場合がある。治療とし
ては、局所の安静と固定、及び牽引療法等の保存的治療
を行なうが、疼痛が軽快しなかったり障害が著しい場合
は、手術治療を施す。手術としては、椎体前方から病変
した椎間板を切除する方法、椎体を切除し、骨化した後
縦靱帯を摘出除圧する方法、椎体後方から椎弓を一部切
除してヘルニア摘出を行なう方法などがある。前方から
椎間板を切除する方法は、空隙となった上下椎体間に骨
移植を行ない固定することから、前方固定術と呼ばれ
る。
【0003】この前方固定術では、移植する骨に自家腸
骨を用いる場合が多いが、腸骨採取による2次的侵襲の
ため、患者の精神的、肉体的負担が大きい。また、多椎
体にわたる切除を行う場合には、欠損部を補填する骨は
大きな形状となり、自家腸骨ではまかないきれないこと
もあった。そこで、近年は自家腸骨の代わりにセラミッ
クス等の人工物を移植する方法が採用されるようになっ
た。セラミックスは一般的に生体内で安定に存在し、生
体に対する適合性が高いと言われている。
【0004】ところが、セラミックスは、生体適合性が
高い反面、脆くて硬く、物理的衝撃に弱いという性質が
ある。頸椎補綴物としては、上下の椎体から受ける圧縮
荷重に耐える機械的強度を有する必要があると同時に、
上下の椎体において骨吸収を起こさず、補綴物と骨との
間に軟組織を介在せず直接に骨と接触あるいは癒合する
ことが要求される。
【0005】また、頸椎補綴物の形状に合わせて、上下
の椎体の一部を切除する必要があるため、頸椎補綴物の
形状は骨切除を最小限に止める形状であることが好まし
い。これを実現するためには、セラミックス頸椎補綴物
としては、圧縮荷重に耐えることが必要であると共に、
正常な骨に吸収・骨吸収を繰り返し、適度なストレス
(圧力)を受けて平衡状態を保っているので、骨吸収を
起こさないために、圧縮応力を分散する形状上の配慮が
必要である。ところが現在使用されているセラミックス
頸椎補綴物は、材料自身の強度を上げ耐圧縮荷重を高め
ることばかりが注目され、その形状についての考慮が十
分ではなかった。また、骨切除を最小限にするための配
慮もされていなかった。
【0006】さらに、頸椎補綴物を椎体間に挿入する際
は、固定後の補綴物が脱落しないように、上下の椎体を
上下に押し広げながら補綴物を挿入し、挿入後に上下椎
体から適度な圧縮荷重がかかるようにする。しかし、従
来の頸椎補綴物は、椎体間隔を広げながら挿入するため
の形状上の工夫がみられず、手術に多くの時間を費やし
ていた。また、多椎体切除後に挿入する上下に長い補綴
物の場合には、円柱状あるいは角柱状を基本とした形状
となるが、従来のものは上下に直線的な形状であって、
連続した椎体の湾曲に合致したものではなく、形態的に
不自然さは否めなかった。
【0007】
【考案の目的】本考案は、上記従来技術の問題点を解消
し、耐圧縮応力を高め、椎体の骨吸収をなくし、手術時
の椎体の骨切除を最小にし、挿入を容易にし、さらに挿
入状態での安定性を高め、形態的な不自然さを解消した
多椎体用セラミックス頸椎補綴物を提供することを目的
とする。
【0008】
【考案の概要】本考案は、椎体のうち、頸椎は前方に凸
の弓状に連なっていることに着目し、頸椎補綴物を弓状
に湾曲させて頸椎の形状に合致したものとすることによ
って自然な形態とするとともに、上下の椎体接触面を凸
面とすることによって圧縮応力を分散させ、上記目的を
達成しうることを見出して完成されたものである。すな
わち、本考案は、複数の連続した頸椎を切除したのちの
スペースに補綴する多椎体用セラミックス頸椎補綴物に
おいて、補綴状態で頸椎の前方側となる面が外側に凸で
ある弓状形状を有し、上下の椎体と接触する面をそれぞ
れ、外側に凸の曲面から構成したことを特徴とする。
お、本明細書において、以下、「頸椎の前方側となる
面」を「頸椎の前面となる面」、「後方側となる面」を
「後面となる面」と記すことがある。前、後ろは、それ
ぞれ人体の前側(正面)、後側(背面)を意味する。
【0009】このように、本考案の頸椎補綴物は、固定
したときに頸椎の前面となる面が外側に凸である弓状形
状を有するものである。前面の曲率半径は、特に限定す
るものではないが、通常、100〜200mm程度が好
ましい。また、後面は前面と同じ曲率半径を有していて
もよいが、異なる曲率半径を有するのが好ましい。この
とき、後面の曲率半径が前面のそれより小さい形態とす
ると、前方から手術するときに挿入しやすく、好適であ
る。
【0010】また、頸椎補綴物の上下面が外側に凸の曲
面になっていると、上下の椎体から受ける圧縮荷重によ
く耐えることができる。また、椎体の補綴物との接触面
は、巨視的には凹面をなしているから、凸曲面に合わせ
て切除する切除部分は、最小ですむ。そして、椎体と補
綴物との接触面が、凹凸の曲面を合わせた形となるた
め、本補綴物は、椎体の垂直軸方向の圧縮荷重に耐える
ことはもちろん、軸方向から多少外れた側方力にも応力
を分散させて耐えることができる。補綴物と接触する椎
体側から見ると、応力が分散されることによって骨吸収
が防止されることとなり、本椎体補綴物のシンキング
(沈み込み)を防止し、長期に亙って椎体の変形を生じ
させることなく機能させることができる。
【0011】本頸椎補綴物の椎体との接触曲面は、単一
の曲率の曲面から構成してもよいが、異なる曲率の複数
の曲面からなる複合曲面から構成してもよい。例えば、
挿入方向に垂直な断面の曲面の曲率と、平行な断面の曲
面の曲率とを互いに異ならせることができる。
【0012】本考案の頸椎補綴物に採用するセラミック
スとしては、アルミナ、ジルコニア、リン酸カルシウム
系セラミックスなどが適している。特に、リン酸カルシ
ウム系セラミックスは、椎体との骨癒合が期待でき、強
固な固定が可能となるのでより好ましい。リン酸カルシ
ウム系セラミックスとしては、Ca/P比が1.0〜
2.0のリン酸カルシウム系化合物が該当し、例えば、
ハイドロキシアパタイト、リン酸三カルシウム、リン酸
四カルシウム、リン酸水素カルシウムなどが挙げられ、
これらを単独で又は2種以上の混合物として使用するこ
とができる。
【0013】また本考案の頸椎補綴物は、真気孔率が2
0〜55%、好ましくは30〜45%の多孔質リン酸カ
ルシウム系セラミックスからなることがさらに好まし
い。多孔体であれば、椎体との接触面において気孔内部
への骨芽細胞の侵入による、より早期の骨形成による骨
癒合が実現し、機能回復を早めることができる。気孔率
は真気孔率として20〜55%であることが好ましく、
30〜45%であることがさらに好ましい。20%未満
であると、気孔の量が少なく、骨形成への寄与は期待で
きない。55%を越えると、機械的強度が劣り、圧縮荷
重に耐えなくなり、使用できない。なお、真気孔率と
は、単位体積に占める独立気孔と連続気孔の総体積の百
分率である。
【0014】本考案のセラミックス頸椎補綴物の製造方
法を、ハイドロキシアパタイトセラミックスを例として
説明する。公知の方法でリン酸塩とカルシウム塩から湿
式合成してハイドロキシアパタイトスラリーを得る。得
られたスラリーを回転ドラム式乾燥機等を用いて乾燥
し、ハイドロキシアパタイト粉末を得る。この粉末を例
えば乾式静水圧プレスで本考案のセラミックス頸椎補綴
物形状に成形する。成形体を電気炉内で1000〜12
00℃の範囲で焼成し、頸椎補綴物を得る。成形方法
は、この他、スラリーを鋳込む方法、射出成形法、圧粉
体を作り旋盤加工により成形する方法などを用いること
ができる。
【0015】以上の方法は、緻密質頸椎補綴物を得る方
法であるが、真気孔率が20%以上の多孔質頸椎補綴物
を得る場合には、上記ハイドロキシアパタイト粉末に発
泡剤と水を添加して十分撹拌し、気泡を含んだスラリー
を乾燥し、乾燥体を得る。この乾燥体をフライス旋盤等
で本考案のセラミックス椎体補綴物形状に加工し、電気
炉内で1000〜1200℃の範囲で焼成し、頸椎補綴
物を得る。製造方法は、この他、熱消失性物質を粉末に
添加し、成形後焼成する方法など、任意の方法を採用す
ることができる。
【0016】さらに、本考案の頸椎補綴物は、中心部が
緻密質で、周辺部が多孔質のセラミックスから構成する
こともできる。中心部の緻密体は、主に機械的な強度を
高める作用をし、周辺部の多孔体は、椎体との骨癒合を
促進する作用をする。このような中心緻密質周辺多孔質
のセラミックスは、例えば、緻密体の乾燥体で中心部
を、多孔体の乾燥体で周辺部をそれぞれ作り、両者を嵌
合させた状態で焼成(焼き嵌め)する製造方法や、この
緻密体の乾燥体と多孔体の乾燥体とをアパタイトのスラ
リーにより接着し、そのまま焼成する製造方法等により
製造することができる。なお、本考案は、椎体補綴物の
形状に特徴があり、製造方法を上述の方法に限定するも
のではない。
【0017】
【考案の実施例】以下図示実施例に基づいて本考案を説
明する。図1ないし図3は、本考案による多椎体用のセ
ラミックス頸椎補綴物10の形状例を示している。この
セラミックス頸椎補綴物10は、頸椎の形状と同じく、
弓状形状を有しており、固定したときに頸椎の前面とな
る面は、外側に凸面11となり、上下の椎体と接触する
接触面12はそれぞれ、外側に凸の曲面から成る。
【0018】このセラミックス頸椎補綴物10におい
て、頸椎の前面となる面の曲率半径と、後面となる面の
曲率半径とは同一である必要はなく、互いに異なってい
てよい。例えば、複数の椎体を切除した後、残った椎体
の間への挿入方向をAとすると、このセラミックス頸椎
補綴物10の、頸椎の前面となる面(凸面11)の曲率
半径が、後面となる面(凹面13)の曲率半径より大き
い形状とすると、挿入が容易となり、好ましい。本実施
例においては、凸面11の曲率半径を160mm、凹面1
3の曲率半径を150mmとしている。
【0019】上記構成のセラミックス頸椎補綴物10
は、図4に示すように、凸面11が前面となるように挿
入される。これにより、自然な湾曲をもった頸椎補綴物
となり、挿入した後は、椎体と接触する接触面12は、
外側に凸の接触曲面を構成しているから、椎体20から
の圧縮応力が分散され、骨吸収を起こさず、椎体20の
間に安定して位置する。巨視的には凹面をなす椎体20
側の切除部分の大きさも最小ですむ。
【0020】次に具体的な製造例を説明する。 [実施例1] 市販のリン酸三カルシウム粉末(太平化学社製)をハン
ドリング上の処理として電気炉内で800℃、3時間仮
焼した。仮焼した粉末をX線回折装置で同定したとこ
ろ、ハイドロキシアパタイトの結晶構造を示していた。
仮焼した粉末を金属プレスし、25mm×25mm×高さ8
0mmの角柱状の圧粉体を作成した。さらに得られた圧粉
体を静水圧プレスにて1ton/cm2 の圧力を加え、機械加
工可能な強度を有する角柱状圧粉体を得た。この圧粉体
を焼成収縮分を考慮してNCフライス盤により、図1な
いし図3に示す形状を有する種々寸法に加工し、電気炉
内で1100℃、2時間焼成し、頸椎補綴物を得た。こ
の頸椎補綴物を、椎間板ヘルニアなどの患者数例に前方
固定術の移植骨として使用し、術後6カ月経過中、良好
な結果を得ている。
【0021】[実施例2] 実施例1と同様に仮焼したハイドロキシアパタイト粉末
200gに粉末状卵白アルブミン50gを添加し、乾式
ボールミルで穏やかに混合し、混合粉末に水500gを
添加し、ハンドミキサーで15分間泡立てた後、直径2
0cm、深さ5cmのガラスシャーレに移し、80℃の乾燥
機内で24時間乾燥し、多孔質乾燥体を得た。この多孔
質乾燥体を直方体状に切り出し、NCフライス盤によ
り、焼成収縮率を考慮して、図1ないし図3に示す形状
を有する種々寸法に加工し、電気炉内で1200℃、3
時間焼成し、頸椎補綴物を得た。この頸椎補綴物を、椎
間板ヘルニアなどの患者数例に前方固定術の移植骨とし
て使用し、術後7カ月経過中、良好な結果を得ている。
【0022】
【考案の効果】以上のように本考案による多椎体用セラ
ミックス頸椎補綴物は、多椎体切除後の前方固定術に有
用なものであり、上下椎体からの圧縮応力を分散し、し
たがって耐圧縮応力が高く、椎体の骨吸収がなく、手術
時の椎体の骨切除が最小ですみ、挿入が容易で、しかも
長期にわたり安定した固定を維持し、形態上自然な補綴
を可能にし、術者や患者の物理的、精神的負担を軽減す
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案のセラミックス頸椎補綴物の横断面例を
示す平面図である。
【図2】図1の正面図である。
【図3】同左側面図である。
【図4】同斜視図である。
【図5】図1ないし図4のセラミックス頸椎補綴物を椎
体の間に挿入した状態で示す模式図である。
【符号の説明】
10 セラミックス頸椎補綴物 11 凸面 12 接触面 13 凹面 20 椎体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−155846(JP,A) 特開 平2−261446(JP,A) 特開 平5−208029(JP,A) 特開 昭62−14846(JP,A) 特開 平2−224660(JP,A) 実開 平3−126113(JP,U) 実開 平4−126516(JP,U) 実開 平4−88929(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61F 2/28 - 2/46 A61L 27/00

Claims (5)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の連続した頸椎を切除したのちのス
    ペースに補綴する多椎体用セラミックス頸椎補綴物にお
    いて、 補綴状態で頸椎の前方側となる面が外側に凸である弓状
    形状を有し、上下の椎体と接触する面をそれぞれ、外側
    に凸の曲面から構成したことを特徴とする多椎体用セラ
    ミックス頸椎補綴物。
  2. 【請求項2】 頸椎の前方側となる面の曲率半径が、後
    方側となる面の曲率半径よりも大きい形状である請求項
    1記載の多椎体用セラミックス頸椎補綴物。
  3. 【請求項3】 セラミックスがリン酸カルシウム系セラ
    ミックスである請求項1又は2記載の多椎体用セラミッ
    クス頸椎補綴物。
  4. 【請求項4】 セラミックスの真気孔率が20〜55%
    である請求項1〜3のいずれか1項に記載の多椎体用セ
    ラミックス頸椎補綴物。
  5. 【請求項5】 上下の椎体と接触する上記外側に凸の曲
    面は、中心が最も高く、中心から周辺に行くに従い全て
    の方向に高さが低くなる形状の曲面である請求項1〜4
    のいずれか1項に記載の多椎体セラミックス頸椎補綴
    物。
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