JP4276625B2 - カルダン式に配置された関節部を有する椎間インプラント - Google Patents

Description

本発明は、特許請求の範囲第１項の前文による椎間インプラント、および障害のある自然の椎間板を特許請求の範囲第１９項による椎間インプラントによって置換するための方法に関する。

障害のある自然の椎間板、または障害のある椎間板髄核の除去後、インプラントまたはプロテーゼが２つの隣接した椎体の椎間腔へ導入される。この場合、再びできるだけ自然の状態をもたらすこと、すなわち、特に本来の椎間板高さとともに隣接した椎体間の本来の距離を再現する目標が生じる。さらに、隣接した椎体の動きは互いに対してできるだけ障害なしにその自然な方式で達成されなければならない。このために、前方／後方傾斜、すなわち椎体の屈曲および伸展のほか、自然の限界内での椎体の外側の曲げに際しての可動性の保持が重要である。脊柱に沿った自然の靱帯および筋は実質的に無傷にされるため、これらが機械的椎間板代用物の動きを安定化する。
この種の椎間板エンドプロテーゼが、特許文献１により周知である。この周知の椎間板エンドプロテーゼは、互いに対してくぼんだ滑面およびそれぞれ底板、隣接した椎体のそれぞれ蓋板へ取付けるための外側表面を有する実質的に２つの対称の閉鎖プレートと、閉鎖プレーとにおけるくぼんだ滑面に対して補完的に構成されたくぼんだ滑面を有する閉鎖プレート間に位置したスペーサーとから成る。これらの滑面は、ある実施例においては、シリンダジャケット面に部分面として構成されており、ここで両方の閉鎖プレートに配置された滑面がスペーサーにおいて隣接した滑面のそれぞれ１つに対して補完的に構成されており、それぞれ２つの補完的な滑面が回転軸の周りを回転自在な関節部の互いに移動可能な関節面を形成する。関節部はそれぞれ回転軸を有する上下の関節部を含んで成る。両方の回転軸は、互いに９０°で配置されている。この周知の椎間板エンドプロテーゼの不利点は、

ａ）自然な椎間板においては互いに独立している特に前後および外側屈曲に際して自然の椎間板によって伝達可能な層をなして重なった旋回移動が、ターニングセンタのみでの椎間板エンドプロテーゼの構成によって考慮されないこと、
ｂ）特に前後方向の並進運動に際して、剪断運動によって、脊椎関節（ファセット関節）が負荷を受け、それによって患者の疼痛の原因となりうること、
ｃ）２つの互いに摺動可能な関節面における不利な摩擦力が生じること。さらに、それぞれの面に消耗、すなわち、とりわけ関節部の運動のため摩滅および抵抗が生じる。さらに、「スティックスリップ」作用が生じること、
ｄ）機械的な椎間板代用物が関係した運動部分のさらなる変性をほとんど止めることがないこと。本来の運動関係の再現は疼痛を実質的に削減し、患者は生活の質が改善する。しかし、疼痛の新しい出現に際しては、管理の修正に取り組む必要がある。この場合、通常は、従来の構造による椎間板プロテーゼが完全に除去され、運動部分は強化される。この操作は患者にとって非常に負担となること、および
ｅ）隣接した椎体に対する接触面の形態が通常、考慮されないこと。従来の構造の椎間板代用インプラントは平らな（フラットな）接触面を有し、これはしばしば竜骨状の隆起で補充されていることである。
ＤＥ−Ａ ３５ ２９ ７６１

この点で本発明は改善を提供することになる。本発明の課題は、関節を含んで成り、その関節軸が最小限の摩擦の軸受を有する椎間インプラントを提供することである。
本発明は、請求項１の特徴を有する椎間インプラントにより、かつ請求項１９のステップを含んで成る椎間板インプラントによって障害のある自然の椎間板を置換する方法により上記の課題を解決する。
本発明によって達成される利点は、実質的に、本発明による椎間インプラントにより、
−前後方向および外側の旋回運動が独立していること、
−インプラントに隣接した椎体の並進運動が許されず、それによってファセット関節が保護されること、
−可動要素の摩擦面が小さな円筒形または多角形の回転体に制限され、したがって最小限に保持されることにおいて確認される。

本発明による椎間インプラントの好ましい実施形態においては、両方の関節は３つの関節部を含んで成るが、ここで中央関節部は枠として形成されており、この枠は一方では第１の回転軸に対して同軸に配置された２つの軸によって第１の回転軸の周りへ回転自在に下関節部と結合されており、かつ他方では第２の回転軸に対して同軸に配置された別の軸によって第２の回転軸の周りへ回転自在に上関節部と結合されている。この場合、回転軸は斜めに、または水平に、かつ交差して配置されうる。
本発明による椎間インプラントの別の実施形態においては、中央関節部は十字形に形成されている。
さらに本発明による椎間インプラントの別の実施形態においては、中央関節部は角状に形成されている。こうして、関節当たりそれぞれの回転軸に対して同軸の軸のみが必要であり、それによって、両方の関節が少ない構成材によって実現可能である利点が達成可能である。
さらに本発明による椎間インプラントの別の実施形態においては、腹側面から、それによって両方の部分が腹側で互いに対して一定の距離で保持される手段が両方の部分に配置されている。それによって、両方の部分が椎間腔への導入のために一定に保持された高さの位置へ配置可能であり、椎間腔への導入後に関節の周りで可動であり、隣接した椎体の底のそれぞれの蓋板に配置される。

本発明による椎間インプラントの別の実施形態においては、手段により関節の周りの両方の部分の可動性の一時的な遮断が可能となる。それによって、最小侵襲手術の手段により椎間腔に融合される関節が遮断可能である利点が達成される。これは、術後疼痛が生じる場合、すなわち、罹患した脊柱セグメントの変性が進行し、外科医が罹患した脊椎の融合を考慮する場合に特に有利である。好ましくは、手段は両方の部分の両方の腹側面に配置可能である。関節の周りの両方の部分の可動性のこの遅延の二次的遮断によって、椎間インプラントは強化され、関節固定インプラント（融合ケージ）に変形される。
本発明による椎間インプラントのさらに別の実施形態においては、２つの挿入部を含んで成る関節を遮断する手段を含んで成る。両方の挿入部は、ネジによって第２の回転軸に対して平行に下関節部に固定可能である。挿入部が挿入される場合、上部と下部は互いに支持され、両方の回転軸の周りの各部分のそれぞれに対する回転運動が不可能にされている。
本発明による椎間インプラントのさらに別の実施形態においては、手段は、上部および下部の互いに対抗する表面におけるそれぞれ１つの凹みへ挿入可能である挿入部を含んで成る。好ましくは、凹みは、腹側面で開いている蟻形ガイドとして構成されており、蟻形ガイドに補完的に形成された挿入部の端が腹側から蟻形ガイドへ挿入されうる。それによって、挿入部の導入により関節の周りの両方の部分の可動性が遮断可能であるという利点が達成可能である。遮断の完全性は、蟻形ガイドが、椎間インプラントの中心軸に向かって先細になり、挿入部がさらに蟻形ガイドへ楔状に固定可能であるように構成されている場合に上昇される。

本発明による椎間インプラントの別の実施形態においては、手段は、両方の部分間の外側面に平行に摺動可能であり、両方の部分の互いに対向する表面に配置される２つの平行の挿入部を含んで成る。
本発明による椎間インプラントのさらに別の実施形態においては、両方の部分は、骨固定手段、特に骨ネジを受入れる穴を備えており、穴は中心軸に対して斜めに立っている長手方向軸を有する。好ましくは、両方の部分のそれぞれ２つの穴が腹側面から添加面に貫通する。この場合、長手方向軸は、椎間インプラントの軸固定のみがあらかじめ備えられている場合に、外側からみると中心軸に対して斜めに立ち、または椎間インプラントの角度安定固定があらかじめ備えられている場合に、やはり腹側から見ると両方の部分の内面から添加面に向かって分岐しうる。
本発明による椎間インプラントの別の実施形態においては、骨固定手段を受入れる穴は雌ネジを備えており、それによって骨固定手段の追加の堅い固定が両方の部分において達成される。好ましくは、穴は円錐状に形成されており、骨固定手段のヘッド部への雌ネジと雄ネジとの円錐状のネジ結合によって、両方の部分のそれぞれにおける骨固定手段の固定の強化が達成可能である。

本発明による方法は、障害のある自然の椎間板の椎間インプラントによる実質的な置換に役立ち、以下のステップ、すなわち
Ａ）椎間インプラントの関節の１つまたは各関節を関節の１つまたは各関節の特定の位置でそのために備えられた手段によって遮断するステップと、
Ｂ）椎間インプラントを治療される椎間腔へ導入するステップと、
Ｃ）関節の１つまたは各関節を遮断するために椎間インプラントへ挿入される手段を緩めて除去するステップとを含んで成る。関節の遮断によって、外側の添加面は簡単に治療される椎間腔へ導入可能である。
本発明による方法の別の使用においては、この方法は、関節の１つまたは各関節を遮断するために備えられた手段によって移植された椎間インプラントにおける関節の１つまたは各関節の追加遮断を含んで成る。それによって、患者に術後疼痛が生じた場合、または罹患運動部分がさらに変性した場合、椎間インプラントにおける関節の１つまたは各関節が術後にそのために備えられた手段の挿入によって遮断可能である利点が達成可能である。この追加遮断は、最小侵襲的、好ましくは、腹腔鏡手術で可能である。次いで、椎間インプラントがケージの機能を担うため、脊柱の罹患運動部分は堅くなりうる。
本発明および本発明の展開を以下、多くの実施例の部分的概略図によってさらに詳しく説明する。

（図面の簡単な説明）
図１は、本発明による椎間インプラントの実施形態を示す分解図である。
図２は、図１に示された本発明による椎間インプラントの実施形態を組立てた状態で示す斜視図である。
図３は、本発明による椎間インプラントの別の実施形態を側面から見た図である。
図４は、図３による実施形態を腹側から示す斜視図である。

図１には、本発明による椎間インプラント１の実施形態が示されているが、これは隣接した椎体の底板への配置のために中心軸２に対して斜めに配置された上方の添加面１５と、隣接した椎体の蓋板への配置のために中心軸２に対して斜めに配置された添加面２５と、１つの関節３０を含んで成る。上部１０および下部２０は、関節３０を通じて互いに対して可動接続されており、ここで下部２０に対する上部１０の可動性は、中心軸２に対して斜めに配置された第１の回転軸３の周りで＋１０°ないし−６°の角度範囲に制限され、かつ中心軸２に対して斜めに、第１の回転軸に対して垂直に配置された回転軸４の周りで±７°の角度範囲で制限されている。
関節３０はカルダン式関節として形成されており、枠として形成されている中央関節部３２を第１の回転軸３に対して同軸に配置された２つの軸６２とともに含んで成り、これらの軸は下関節部３３におけるそれに補完的な２つの穴６５で第１の回転軸３の周りを回転自在に位置している。第２の回転軸４に対して同軸に配置された別の軸６１が、中央関節部３２に取付けられ、上関節部３１におけるそれに補完的な穴（図示せず）において第２の回転軸の周りを回転自在に位置している。軸６１、６２は、回転軸３，４に対して直交にみなされる断面において、円形または多角形の断面を有する。関節３０の遮断は、ここで示されている実施形態では、下関節部３３において第２の回転軸４に対して平行にネジ６４によって固定可能である２つの挿入部６３を含んで成る手段によって行われる。挿入部６３が挿入される場合、上部１０および下部２０が互いに支持され、第１の回転軸３の周りの互いに対する部分１０、２０の回転運動も、第２の回転軸４の周りの互いに対する部分１０、２０の回転運動も可能ではない。
両方の部分１０、２０、および中央関節部３２は、関節部３３における穴６５および上関節部３１における穴（図示せず）で回転軸３、４の周りを回転自在に位置している中央関節部３２に固定された軸６１、６２によって結合される。

図２に示されている本発明による椎間インプラントの実施形態は、手段４０が異なって形成されている点でのみ図１に示されている実施形態と区別される。手段４０は、ここに示されている実施形態では、両方の部分１０、２０の腹側面１１、２１から中心軸に対して斜めに、かつ両方の部分１０、２０の外側面１３、１４、２３、２４に対して平行に挿入可能な挿入部４１を含んで成る。挿入部４１の挿入は、蟻形ガイドとして形成されている２つの凹み４２、４３において行われる。挿入部４１は、両方の部分１０、２０の腹側面１１、２１から蟻形ガイドとして構成された凹み４２、４３へ導入され、下部２０にネジ４４によって固定される。また、挿入部４１は末端で凹み４２、４３に補助的に構成されており、両方の部分１０、２０は挿入部４１が挿入された場合に中心軸２に対して平行に互いに対して固定される。
図３には本発明による椎間インプラント１の実施形態が示されているが、これは図１および図２に示されている実施形態とは、両方の部分１０、２０が骨固定手段８１を受入れるための穴８０を含んで成り、ここで骨固定手段８０が骨ネジとして構成されているという点でのみ区別される。穴８０は、中心軸とともに角度γを含む長手方向軸８３を有する。さらに、両方の部分１０、２０の１つのそれぞれ２つの穴８０（図４）が、腹側面１１：２１から添加面１５、２５まで貫通している。穴８０の長手方向軸８３は、外側から見ると中心軸２に対して斜めに立っているにすぎない。さらに、穴８０は円錐状であり、添加面１５、２５に向かって先細に構成され、雌ネジ８２を備えており、これらは骨ネジとして形成されている骨固定手段８１の補助的な雄ネジが備えられたネジ頭８４をネジ込み可能に受入れるために役立つ。

本発明による椎間インプラントの実施形態を示す分解図である。 図１に示された本発明による椎間インプラントの実施形態を組立てた状態で示す斜視図である。 本発明による椎間インプラントの別の実施形態を側面から見た図である。 図３による実施形態を腹側から示す斜視図である。

符号の説明

１ 椎間インプラント ２ 中心軸 ３、４ 回転軸 １０ 上部
１１ 腹側面 １２ 背側面 １３、１４ 外側面 １５ 上添加面
１６ 下面 ２０ 下部 ２１ 腹側面 ２２ 背側面 ２３、２４ 外側面 ２５ 下添加面 ２６ 上面 ３０ 関節 ３１ 上関節部 ３２中央関節部 ３３ 下関節部 ３８、３９ 関節 ４０ 手段 ４１ 挿入部
４２、４３ 凹み ４５ 下端 ４６ 上端 ６１ 軸 ６２ 軸

Claims (17)

1. 中心軸（２）、その上に位置する椎体の底板への配置に適した上部（１０）と、その下に位置する椎体の蓋板への配置に適した下部（２０）とを有する人工的椎間板である椎間インプラント（１）であって、
   Ａ）前記上部（１０）が、腹側面（１１）と、背側面（１２）と、２つの外側面（１３、１４）と、上添加面（１５）と、下表面（１６）とを有し、
   Ｂ）前記下部（２０）が、腹側面（２１）と、背側面（２２）と、２つの外側面（２３、２４）と、下添加面（２５）と、上表面（２６）とを有し、
   Ｃ）前記両方の部分（１０、２０）が前記両方の部分（１０、２０）間に配置された２つの関節（３８、３９）によって互いに対して可動であり、
   Ｄ）前記関節（３８、３９）のそれぞれが回転軸（３、４）を有し、かつ両方の回転軸（３、４）が互いに横切って配置されており、
   Ｅ）前記両方の関節（３８、３９）が、上部（１０）と結合した上関節部（３１）と、中央関節部（３２）と、下部（２０）と結合した下関節部（３３）とによって実現されており、
   Ｆ）前記中央間接部（３２）は下間接部（３３）と結合されており前記結合は回転軸（３）に対して少なくとも１つの軸（６２）によって前記回転軸（３）の周りに回転自在であり、かつ前記中央間接部（３２）は上間接部（３１）と結合されており前記結合は回転軸（４）に対して少なくとも１つの軸（６１）によって前記回転軸（４）の周りに回転自在である、椎間インプラントにおいて、
   Ｇ）前記両方の部分（１０、２０）の可動性の一時的な遮断を関節（３０）の周りにもたらすのに適した手段（４０）が備えられ、
   Ｈ）前記手段（４０）は下端（４５）および上端（４６）を有する挿入部（４１）を含み、また前記手段（４０）は２つの部分（１０、２０）それぞれの表面（１６、２６）における凹み（４２、４３）を含み、前記凹み（４２、４３）は前記腹側面（１１、２１）において開放しており、かつ
   Ｉ）その端（４５、４６）を有する前記挿入部（４１）がそれぞれ１つの凹み（４２、４３）へ挿入可能である
   ことを特徴とする椎間インプラント（１）。
2. 前記回転軸（３、４）が互いに直角に横切って配置されていることを特徴とする請求項１に記載の椎間インプラント（１）。
3. 前記中央関節部（３２）が枠として形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の椎間インプラント（１）。
4. 前記中央関節（３２）が十字形に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の椎間インプラント（１）。
5. 前記中央部分（３２）が角状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の椎間インプラント（１）。
6. 前記両方の部分（１０、２０）を、その腹側面（１１、２１）で測定すると、一定の距離で互いに離れて保持する手段（４０）が備えられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の椎間インプラント（１）。
7. 前記手段が前記両方の部分（１０、２０）の前記両方の腹側面（１１、２１）に取付け可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の椎間インプラント（１）。
8. 前記両方の部分（１０、２０）における前記凹み（４２、４３）がありつぎガイドであり、かつ前記端（４５、４６）が前記挿入部（４１）において前記ありつぎガイドに補完的に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の椎間インプラント（１）。
9. 前記ありつぎガイドが前記腹側面（１１、２１）から前記背側面（１２、２２）に向かって先細になることを特徴とする請求項８に記載の椎間インプラント（１）。
10. 前記手段（４０）が前記外側面（１３、１４、２３、２４）に対して平行の２つの挿入部（６３）を含んで成り、これらが互いに対向する表面（１６、２６）に配置可能であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の椎間インプラント（１）。
11. 前記挿入部（４１）がネジ（４４）によって両方の部分（１０、２０）に着脱自在に固定可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の椎間インプラント（１）。
12. 上部および下部（１０、２０）が、骨固定手段（８１）を受入れる長手方向軸（８３）とともに前記腹側面（１１、２１）から前記添加面（１５、２５）に貫通するそれぞれ少なくとも２つの穴（８０）を含んで成ることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の椎間インプラント（１）。
13. 前記中心軸（２）とともに前記穴（８０）の前記長手方向軸（８３）が角度γを含むことを特徴とする請求項１２に記載の椎間インプラント（１）。
14. 前記角度γが２０°〜６５°の範囲であることを特徴とする請求項１３に記載の椎間インプラント（１）。
15. 前記穴（８０）の前記長手方向軸（８３）が、前記腹側面（１１、２１）から見ると、前記表面（１６、２６）から前記添加面（１５、２５）に向けて分岐することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１つに記載の椎間インプラント（１）。
16. 前記穴（８０）が前記添加面（１５、２５）に向かって円錐状に先細になることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の椎間インプラント（１）。
17. 前記穴（８０）が雌ネジ（８２）であることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれか１つに記載の椎間インプラント（１）

Images