JP3909323B2 - 膨張型骨接合ケージ - Google Patents

Description

本発明は、損傷した脊椎ディスク(spinal disk)を除去した後、残る椎間空間内に設置される人工融合移植物、すなわちインプラント(Implant)に関し、さらに具体的には、一側の直径が大きくなって膨張可能な膨張型骨接合ケージに関する。

人体の損傷した脊椎の骨折を長期間安定化させるために、融合（統合された骨の連続ブリッジを介して少なくとも２つ以上の骨を互いに接合すること）が行われることもある。当業者に良く知られていることは人体内融合(interbody fusion)である。ここで、より正常的な空間関係を復旧するために、ディスクは部分的に切断され、骨はディスク材料（隣り合う脊椎の間）が既に占めている空間内に位置し、機械的支持によって短期間安全性を提供し、また脊椎間の骨の永久的交差接合によって長期間安定性を提供する。ディスクの空間内で行われる融合の場合には、骨の硬化した外部プレートを介して壊すか或いはその中で切断して重ねられた骨移植片(bone graft)を多くの血管構造体細胞（スポンジ）骨と接触するようにし、これにより移植片の骨製造及び治療によって、このように誘発される統制可能な骨折を治癒して骨の連続片になることを許容する。

今のところ、適切な時間内に脊椎骨を共に融合させる移植片を移植し、或いは前記脊椎骨間の融合が適切な時間内に行われるよう、前記脊椎骨を即刻的に一緒に固定させる補綴物を移植することにより、正常的な脊柱前湾を前記のように回復させるための幾つかの技術が知られている。

上述した別の技術においては、一部が中空である剛性材の単一体からなる「ケージ」として知られたインプラントが主に使用される。このゲージは、骨移植片を収納するために内／外部を相互連通させるスロットを有し、前記骨移植片は、前記スロットを介して、近接した両側の脊椎骨を融合させる。この点と関連し、「円錐状の椎骨間融合ケージ(Intervertebral fusion cage of conical shape)」という発明の名称で１９９６年３月２１日に公開された特許文献１、及び「脊柱用体間インプラント(Intersomatic implant for the spinal column)」という発明の名称で１９９５年２月８日に公開された特許文献２を参照することができる。ところが、このようなタイプのケージは、その外部寸法が与えられて固定され、脊椎骨対間の距離が一定ではない。しかも、所定の角度位置が与えられる、対面する脊椎骨面の勾配のため、剛性ケージは後方から使用することは不可能であり、単に前方からのみ挿入することができる。
国際公開第９６／０８２０５号パンフレット 欧州特許出願公開第６３７４４０号明細書

その結果、他のタイプのケージが開発された。このようなケージにおいては、２つのほぼ平行な分枝部が剛性のボディ部に連結され、これによりウォームスクリューシステムを回転させることが可能になる。前記ウォームスクリューシステムは、前記分枝部の末端部に近い初期位置から、前記分枝部を一緒に結合させる前記ボディ部に向かって楔部(wedge)をウォームスクリュー上で螺合状態で移動させ、これにより前記２つの分枝部が角度をもって拡開するようにする。したがって、初期に平らな形状を有するケージを脊椎骨の間に挿入することが可能になり、前記楔部の駆動軸を回転させることにより、分枝部に要求される角度が後ろからの接近によって調節或いは設定される。

このようなケージ又はインプラントは、例えば「脊椎骨体間ケージ(Vertebral intersomatic cage)」という発明の名称で１９９５年８月２日に公開された特許文献３、又は「脊椎骨インプラント(Vertebral implant)」という発明の名称で１９９５年１１月１７日に公告された特許文献４に開示されている。
欧州特許出願公開第６６４９９４号明細書 仏国特許出願公開第２７１９７６３号明細書

ところが、このような装置は、中空及び剛性のケージよりさらに機械的なので、より複雑であり、融合移植片のための一層小さい内部体積を残し、脊椎骨間に与えられたベアリング角度を確立するのにはより良好であるとしても、それらの形状が円形対称ではなく平らな形状を持つので、それらを収容するための同じ長方形断面の通路が設けられることを必要とするため、その実施が複雑になる。

したがって、提起される問題は、１）移植を容易にするため、２）より大きい内部体積を提供するために、そしてケージが適所に設置された後、その外科的な挿入地点に近接して位置するその端部に対して相対的にケージの前記末端部の直径を所定の値に増加させることを可能にする、できる限り少数の機械要素を有する、通常の剛性ケージの形状を取るインプラント又はケージを提供することである。

かかる問題を解消するために、「膨張可能な骨接合ケージ」という発明の名称で１９９８年３月１９日に公開された特許文献５に開示された先公知技術は、図１及び図２に示すように、中空の胴体からなるシート部７と、前記シート部の一端部に設けられる孔状のオリフィス８と、シート部の他端部側へ胴体が多数個に分枝して設けられた分枝部５と、前記シート部７の内部空間である内部体積部９内で左右移動できるように組み立てられ、オリフィス８の他端部側へ移動して分枝部５を外方に押し出してシート部７の他端部を膨張させるスペーサ２とを含んでなる骨接合ケージである。
国際公開第１９９８／１０７７２号パンフレット

前記「膨張可能な骨接合ケージ」は、従来の問題点を部分的に解決しているが、不完全である。特に、スペーサ２が、テーパーされた内部空間９内で一方向に移動できるように組み立てられるが、分枝部５側に押されて分枝部５を外方に押し出すスペーサ２が分枝部５側に位置することは構造的に不完全であって、施術後、スペーサ２が内方に押し込まれる問題点と、多数の枝の形を取る分枝部５の内側は、図２に示すように、テーパーされて分枝部５の膨張端部側に行くほど厚く形成され、スペーサ２が移動して分枝部５を膨張させる際にその構造的限界のため、分枝部５の膨張量を増大させるには限界があった。

本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたもので、その目的は、膨張可能な骨接合ケージにおいて分枝部を膨張させるスペーサが移動して分枝部を膨張させる際、スペーサの移動をより容易にし、膨張した分枝部の構造的安定性を向上させ、分枝部の膨張量をより大きくすることにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る膨張型骨接合ケージは、脊椎ディスク患者に施術されるもので、手術時に椎骨の間に挿入されて椎間骨を固定するための手段であるが、開口部にオリフィスが設けられたシート部、及び前記シート部の一側に一体に延長される、多数の分枝よりなる分枝部からなり、この分枝部内に中空部が設けられるケージ体と、前記中空部に移動可能に挿設されるスペーサとを含んでなる膨張可能な椎間骨接合ケージにおいて、ケージ体に設けられた分枝の自由端部の内面にロック突部が設けられ、前記ロック突部は全体的に放射状にその終端部が集合する形を取り、中空部に挿入されるスペーサは全体的に一端が先端部を成し、胴体が円柱又は角柱を成し、前記放射状に集合したロック突部の間にスペーサが挿入されると、ケージ体の分枝部が放射状外方に押し出されてケージ体が全体的に膨張されて椎骨の間を固定させることを特徴とする。

本発明に係る膨張可能な脊椎施術用ケージは、人体に移植された状態でスペーサがケージ体の中空部内で移動し、分枝の自由端部であるロック突部がスペーサの環状溝に安定的に挿着されて分枝部を膨張させるようになっているので、それだけ有利である。

また、本発明によれば、椎間骨に挿入されると、上方から大きい荷重がかかっても、膨張が安定的に保たれる。

さらに、本発明の第２実施例によれば、ロック突部を押し出してケージ体を膨張させるスペーサの移動動作がより安定的に行われ、ケージ体の膨張状態が安定的に保たれる。

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図３は本発明の一実施例に係る膨張型骨接合を示す分解斜視図、図４は図３の組立斜視図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿った断面図、図６は図５の状態における骨接合ケージの作動状態を示す断面図である。

図３ないし図６に示すように、本発明に係る膨張型骨接合ケージは、筒状のケージ体１００、スペーサ２００及びプラグ３００を含んでなる。前記ケース体１００は、図３に示すように四角筒状あるいは図７に示すように円筒状を有するとともに、一側（図３において正面）に設けられ、前記プラグ３００が組み立てられる孔としてのオリフィス１００を備えるシート部１２０と、他側に前記シート部１２０に隣接して設けられ、複数の分枝１３１からなる分枝部１３０とからなる。

このような構成をもつケージ体１００は、全体的に筒状の形を取り、前記スペーサ２００が組み立てられる空間としての中空部１００ｖを内部に備えている。

ケージ体１００を構成するシート部１２０の上面と下面は平坦面からなる。また分枝部１３０の上面と下面に多数の三角谷を設けて固定部１３２にする。そして、前記分枝部１３０を構成する分枝１３１と分枝１３１との間がスペーサの移動によって離隔することにより、中空部１００が晒される。

ケージ体１００の前記分枝１３１の自由端部の内面には中央に向かってロック突部１３１ｈが形成される。よって、前記複数の分枝１３１のロック突部１３１ｈが放射状に集合してケージ体の一側面を成す。このため、シート部１２０の反対側であるケージ体の他端部側において、図５に示すように、各分枝１３１のロック突部１３１は中央に向かって放射状に集合している。

前記スペーサ２００は、図３及び図５に示すように、弾丸状を有し、ケージ体１００の中空部１００ｖに挿設されるものである。また、前記スペーサ２００は、前端部が楕円状、後端部が円板面であり、後端部の一側自由端部側に隣接して胴体の外周面に環状溝２００ｈが設けられている。

このような構成をもつ本発明に係る膨張型骨接合ケージは、図６に示すように、スペーサ２００をケージ体１００の中空部１００ｖ内に挿設して分枝部１３０の自由端部の外側に移動させると、各分枝１３１の自由端部のロック突部１３１ｈがスペーサ２００の環状溝２００ｈに挿着され、分枝部１３０の各分枝１３１の端部が広がりながら膨張するようになっている。

図８（ａ）ないし（ｃ）は本発明に係るスペーサの様々な実施例を示している。図８（ａ）は前記弾丸状の変形により、スペーサ２００'の頭部の真下で円周方向に沿って離隔するように係止突起２０１'が設けられ、スペーサ２００'の基部が、前記頭部より大きい直径を有するように設けられて係止板２０２'として作用する。前記係止突起２０１'と係止板２０２'との間にケージ体１００のロック突部１３１ｈが挟持されてケージ体１００が膨張するようにすることを示し、図８（ｂ）は四角錘状のスペーサ２００"、図８（ｃ）は鉛筆型スペーサ２００^vをそれぞれ示す。

上述した実施例では略六面体状にケージを構成したが、これに限定されるものではなく、ケージを略円筒状または六角筒状に構成することもでき、また、これが本発明の権利範囲から逸脱するものではない。

また、前記実施例においては、分枝部１３０を構成する分枝１３１を４つにしたが、これに限定されず、それ以上の個数、例えば６個又は８個の分枝から構成することもできる。

本発明のような脊椎施術用ケージを人体に挿入施術した後、椎間骨の間に骨粉を充填する。骨粉漏洩防止ドアは、人体施術後、充填された骨粉が椎間骨の間から漏れないように提供できる。

図９は本発明の第２実施例に係る脊椎施術用ケージを示す分解斜視図、図１０はその使用状態を説明するための斜視図である。

図９に示すように、本発明の第２実施例に係るケージのケージ体１００−１は、内部に中空部１００−１ｖが設けられることと、その長手方向の側面が４つの分枝部１３１−１からなっていることは第１実施例と同一であるが、ケージ体１００−１の長手方向の４つの外側面に設けられた各開口部１３３−１から延長され、ケージ体１００−１のシート部の反対側端面に細長いガイド用スリット１３３−１ｓがそれぞれ設けられ、全体的に４つのガイド用スリット１３３−１ｓが十字形をしていることは第１実施例のケージ体１００と異なる。

本発明に係る第２実施例のスペーサ２００−１は、胴体が円筒形であり、胴体の一端部からさらに円板形の係止板２０２−１が延長され、前記円板形の係止板２０２−１の両側からガイダー２００−１ｇが突設され、前記胴体の他端部から所定の幅と長さを有する十字形のプッシュ用十字頭部２０１−１が突設される。

図１０はこのような構成を持つ本発明の第２実施例に係るケージが膨張した状態を示す。図１０に示すように、本発明の第２実施例に係るケージでは、スペーサ２００−１がケージ体の中空部１００−１ｖ内に組み立てられ、ガイダー２００−１ｇが、ケージ体１００−１のシート部の反対側端面に細長く設けられた２つのガイド用スリット１３３−１ｓに挿入されて分枝部１３１−１の終端部に移動すると、４つの分枝部１３１−１を放射状外方に押し出しながらスペーサ２００−１の十字頭部２０１−１がケージ体１００−１を膨張させる。

従来の膨張可能な骨接合ケージを示す分解斜視図である。 従来の膨張可能な骨接合ケージを示す組立斜視図である。 本発明の第１実施例に係る膨張可能骨接合ケージを示す分解斜視図である。 本発明の第１実施例に係る膨張可能骨接合ケージを示す組立斜視図である。 図４のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 本発明の第１実施例に係る骨接合ケージの作動状態を示す図４のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 本発明の第１実施例に係る骨接合ケージの変形形態を示す組立斜視図である。 （ａ）ないし（ｃ）は本発明に係るケージのスペーサの様々な実施例を示す斜視図である。 本発明の第２実施例に係る骨接合ケージを示す分解斜視図である。 本発明の第２実施例に係る骨接合ケージの作動状態を示す斜視図である。

符号の説明

１００ ケージ体
１２０ シート部
１３０ 分枝部
１３２ 固定部
１３１ 分枝
１００ｖ 中空部
１３１ｈ ロック突部
２００、２００'、２００"、２００^v スペーサ
２００ｈ 環状溝
２０１' 係止突起

Claims (1)

1. 開口部のオリフィスが設けられたシート部、及び前記シート部の一側に一体に延長される、多数の分枝よりなる分枝部からなり、前記分枝部内に中空部が設けられ、長手方向の外側面の分枝と分枝との間に、前記中空部に連通する開口部が設けられた四角筒形又は円筒形のケージ体と、前記中空部に移動可能に挿設され、ケージ体を膨張させるスペーサとを含んでなる椎間骨接合用ケージにおいて、
   ケージ体の長手方向の４つの外側面に設けられた各開口部から延長され、ケージ体のシート部の反対側面に細長い４つのガイド用スリットが全体的に十字形を成すように設けられ、
   スペーサは、円板形の係止板と、この係止板の一側面に突設されているプッシュ用十字頭部とからなっており、前記円板形の係止板は両側に突出しているガイダーを有し前記十字頭部の外接円よりも大きい直径を持っており、前記十字頭部は一定の幅及び長さをもって十字形に隆起していることを特徴とする、膨張可能な脊椎施術用ケージ。

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