JP4299834B2 - 帽子状関節面を有する椎間インプラント - Google Patents
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Description
かかる椎間インプラントは国際公開第WO01/01893号(特許文献1)により周知である。この周知のインプラントは、その外面が隣接する椎体のカバーもしくはベースプレートへ取付け可能である下部と上部のカバープレート、およびカバープレート間に配置された関節を含んで成る。この関節は、実質的に帽子状の第1の関節部および第2の関節部としての補完的な関節曲面板から成り、カバープレートは互いに対して多軸に旋回可能である。この周知の椎間インプラントの不利点は、2つのカバープレートがそれぞれ関節部と結合されているが、関節部とともにインプラントの全体が原位置で特殊な器具によってのみ結合可能であることである。
米国特許第5,895,428号(特許文献2)により、関節部を結合する接続手段を含んで成る椎間インプラントが周知である。この周知の椎間インプラントの不利点は、接続手段が両方の関節部の相対運動の間にも遊びなしに次々に摺動し、体液から潤滑膜が形成されえないことである。
本発明は、請求項1の特徴を有する椎間インプラント、特に人工椎間板で上記の課題を解決する。
本発明の別の有利な構成は、従属クレームにおいて特徴づけられている。
本発明によって達成される利点は、本発明による椎間インプラントのおかげで、
−関節が一対の関節面のみを有し、
−互いに係合可能な接続手段が関節部の旋回運動時に互いに対して生理的に必要な範囲でつねに遊びを有し、したがって関節部の運動を阻害せず、
−滑り面間に潤滑膜が体液で形成されうるとともに、少ない摩耗、もしくは摩滅が達成可能であり、
−それによって椎間インプラントが結合される接続手段が幾何学的に単純な要素から成り、
−低い製造コストが達成可能であり、かつ
−関節部がカバープレートと接続されているため、それらは移動することがなく、周囲の組織を破壊することがない点において実質的に確認される。
好ましい実施形態においては、遊びXは少なくとも0.005mm、好ましくは、少なくとも0.05mmである。これにより、厚さXの潤滑膜が滑り面間の体液で形成されうるという利点が達成可能である。さらに、関節面は追加の一時的な固定手段によって簡単に損傷から保護されうる。
他の実施形態においては、遊びXは最大0.5mm、好ましくは、最大0.6mmである。
好ましくは、凸状関節部は、凸状関節部の実質的な先端において開放しており、その中で固定要素が、遊びXの克服後に軸方向の空洞壁に達するまで軸方向に可動である 空洞を有する。これによっても接続手段の簡単な構成とともに低い製造コストが可能である。
別の実施形態においては、凸状関節部は球状の第1の関節面Aを、関節曲面板はそれを補完する第2の関節面Bを含んで成る。関節面の球状の構成によって、両方の部分が互いに対して多軸方向に旋回可能であるという利点が達成可能である。
関節面の寸法は用途に応じて異なり、ここでさまざまな実施形態においては、凸状の球状の関節部の第1の関節面Aの半径は3mm〜25mm、好ましくは、4mm〜20mmである。
さらに別の実施形態においては、凸状関節部および関節曲面板は金属−プラスチックの材料ペアから成る。こうして、
−すでに実績のある関節代用材料、例えば、高架橋ポリエチレン(X−UHMWPE)およびコバルト−クロム合金の組合せが使用可能であり、
−滑り面の相対移動における少ない摩擦力が達成可能であり、かつ
−軸方向の衝撃荷重の減衰が達成可能である
という利点が達成可能である。
さらに他の実施形態においては、並置面における2つの部分がチタンで被覆されている。
別の実施形態においては、並置面は凸状に構成されており、隣接する椎体の天然のカバーもしくはベース面に適合している。
さらに別の実施形態においては、2つの部分にはその面並置に、好ましくは、隆起として構成されいる肉眼で見える構造物が備えられている。
これらの隆起は、さまざまな実施形態において、
−ピラミッド状の隆起を含んで成り、
−それぞれの並置面上の前後直線に沿って位置する中央面に対して対称の少なくとも1つの楔状リブを含んで成り、または
−中央面に対して対称に配置された鋸歯状の縁を含んで成る。
他の実施形態においては、隆起は、少なくとも部分的にヒドロキシアパタイトまたは二相性ヒドロキシアパタイト−リン酸三カルシウム混合物で被覆されており、それによって、両方の指定材料が完全に骨に組込まれ、または新しい天然の骨組織によって代用されるという利点が達成可能である。
用途に応じて、さまざまな実施形態においては、下記の形状および以下の寸法が適している。すなわち
−空洞は、中心軸に対して同軸に円筒状に構成されており、
−空洞は、6mm〜20mmの直径Dを有し、
−空洞は、中心軸に対して平行に測定して0.5mm〜8mmの高さHを有し、
−空洞は、凸状関節部の関節面Aへ入る、中心軸に対して同軸の狭小部を含んで成り、
−狭小部は、中心軸に対して同軸に円筒状に構成されており、かつ
−狭小部は、比d:Dが30%〜75%である、直径Dを有する。
本発明および本発明の発展形態を以下、複数の実施例の部分的概略図を用いてさらに詳細に述べる。
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断面図である。
図2は、本発明による椎間インプラントの図1に示されている実施形態を示す図である。
図3は、本発明による椎間インプラントの図1および2に示されている実施形態を示す斜視図である。
図4は、椎間インプラントの図1〜3に示されれている実施形態を示す分解立体図である。
図5は、椎間インプラントの実施形態の上部を示す斜視図である。
図6は、椎間インプラントの図5に示されている実施形態の上部を横方向から見た図である。
図7は、椎間インプラントの別の実施形態の上部を横方向から見た図である。
図8は、椎間インプラントの図7に示されている実施形態の上部を背側から見た図である。
凸状関節部12は、中心軸2に対して同心に構成されており、これは上部3の下部表面6に向かって先細になっている。関節曲面板13も中心軸2に対して同心に配置されており、ここで関節曲面板13の開口は下部4の上部表面8に向けられている。それによって両方の部分3、4が結合される固定要素15は、中心軸2に対して同軸に配置されており、その後方端25とともに関節曲面板13をその表面の実質的な先端30において貫通し、上部2に固定されているピン16を含んで成り、かつピン16の前方端27に配置されている大きな直径を有する円板状の拡張部26を含んで成る。凸状関節部12は、その先細の側から侵入する、中心軸2に対して同軸の開口28を有し、これは凸状関節部12の内部における、より大きな直径を有する円筒形の空洞29に入る。固定要素15ならびに開口28および空洞29の形状は、ピン16が開口28において、拡張部26が空洞29において可動で配置されるように選択されている。開口28の直径は、円板状のプレート26の直径よりも小さく、凸状関節部12および関節曲面板13とともにそれらに固定されている両方の部分3、4が軸方向で結合されるが、関節9の運動は妨害されない。開口28におけるピン16および空洞29におけるプレート26の可動性は、互いに対する2つの部分3、4の多軸の旋回性を可能にする。ピン16の長さは、ピン16の前方端27における拡張部26が、関節9の各連結に際して開口28と空洞29との間の移行部の遊びXの克服後にようやく取付けられるように設計されている。
図4に示されているピラミッド状の隆起38と同時に、上部よび下部の並置面5、7上の隆起18が、図5および6に示されているように、それぞれ1つの楔状の、中央面35(図4)に位置する直線に対して平行に並置面5、7上に位置する、ビラミッド状の隆起38に対して高くなったリブ36を含んで成りうる。椎間インプラント1が良好に椎間腔へ挿入可能であるために、リブ36の高さは背側側面32に向かって減少する。
隆起18の別の実施形態が図7および8に示されている。ピラミッド状の隆起38に対して高くした鋸歯状の縁37が部分的に鋸歯状に構成されており、ここで傾斜した側面が腹側の側面31に対して向けられている。鋸歯状の縁37は、ここでは中央面35(図4)に位置する直線上に位置し、腹側の側面31から背側の側面32まで達する。
図5〜8においては、それぞれ上部3のみが例示されている。ピラミッド状の隆起38、リブ36(図5および6)または鋸歯状の縁37(図7および8)を有する隆起18の同じ構成が、同様に下部7へも転用可能である。
5 上部並置面 7 下部並置面 8 上部平面 9 関節
12 凸状関節部 13 関節曲面板 15 固定要素 16 ピン
18 隆起 20 接続手段 25 後方端 26 拡張部
27 前方端 28 開口 29 空洞 30 先端
31,32,41,42 側面
33,34,43,44 側面
35 中央面
Claims (24)
- 椎間インプラント(1)は、中心軸(2)と、上部(3)と、下部(4)とを有する人工椎間板であって、
A)前記上部(3)が、その上に位置する椎体のベースプレートへの取付けに適している上部並置面(5)を有し、
B)前記下部(4)が、その下に位置する椎体のカバープレートへの取付けに適している下部並置面(6)を有し、
C)前記2つの部分(3、4)の1つが、第1の関節面Aを有する凸状関節部(12)を、前記2つの部分(3、4)のもう1つが、前記第1の関節面A上に摺動可能に支持されている第2の関節面Bを有する関節曲面板(13)とを含んで成り、かつ
D)前記凸状関節部(12)および前記関節曲面板(13)が関節(9)を形成し、それによって2つの部分(3、4)が互いに対して少なくとも1つの回転軸の周りを回転可能であり、ここで
E)前記部分(3、4)の1つが少なくとも1つの接続手段(20)を含んで成り、それによって2つの部分(3、4)が結合されるが、前記関節(9)の旋回性が影響されない椎間インプラント(1)において、
F)前記接続手段(20)が前記関節(9)の各連結において前記2つの部分(3、4)間に軸方向の遊びX>0を許容し、かつ
G)前記第2の部分(3、4)がその並置面(5、7)において肉眼で見える構造物を備え、
H)前記上部(3)および関節曲面板(13)が2ピース構成であることを特徴とする椎間インプラント(1)。 - 前記遊びXが少なくとも0.005mm、好ましくは、少なくとも0.05mmであ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)。
- 前記遊びXが最大0.5mm、好ましくは、最大0.6mmであることを特徴とする請求項1または2に記載の椎間インプラント(1)。
- 前記接続手段(20)が、前記2つの部分(3、4)の1つと接続可能な、かつ前記2つの部分(3、4)のもう1つにおいて緩く支持された固定要素(15)を含んで成ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の椎間インプラント(1)。
- 前記凸状関節部(12)が、前記凸状関節部(12)の実質的な先端(30)において開放している空洞(29)を有し、かつ前記固定要素(15)が前記遊びXの克服後に空洞壁に達するまで軸方向に可動であることを特徴とする請求項4に記載の椎間インプラント(1)。
- 前記凸状関節部(12)が球状の第1の関節面Aを含んで成り、かつ前記関節曲面板(13)がそれを補完する第2の関節面Bを含んで成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)。
- 前記凸状の帽子状関節部(12)の第1の関節面Aの半径が3mm〜25mmであることを特徴とする請求項6に記載の椎間インプラント(1)。
- 前記凸状の帽子状関節部(12)の第1の関節面Aの半径が4mm〜20mmであることを特徴とする請求項7に記載の椎間インプラント(1)。
- 前記凸状関節部(12)および前記関節曲面板(13)が金属−プラスチックの材料ペアから成ることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の椎間インプラント(1)。
- 関節面A、Bがチタンカーバイドまたは非晶質カーボン(ADLC)で被覆されてい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)。
- 前記2つの部分(3、4)が並置面(5、7)においてチタンで被覆されてい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)。
- 前記並置面(5、7)が凸状に形成されてい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)。
- 前記肉眼で見える構造物が隆起(18)であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つに記載の椎間インプラント(1)。
- 前記隆起(18)がピラミッド状の隆起(38)を含んで成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)。
- A)前記2つの部分(3、4)がそれぞれ腹側および背側の側面(31、41、32、42)およびそれぞれ2つの外側の側面(33、34、43、44)を含んで成り、
B)側面(33、34、43、44)間の中央に中央面(35)が位置し、かつ
C)前記隆起(18)が少なくとも1つの楔状のリブ(36)を含み、前記楔状のリブ(36)が前記中央面(35)に対して対称であり、またそれぞれの並置面(5、7)上の前記中央面(35)に位置する直線上に位置することを特徴とする請求項13または14に記載の椎間インプラント(1)。 - A)前記2つの部分(3、4)がそれぞれ腹側および背側の側面(31、41、32、42)およびそれぞれ2つの外側の側面(33、34、43、44)を含んで成り、
B)側面(33、34、43、44)間の中央に中央面(35)が位置し、かつ
C)前記隆起(18)が前記中央面(35)に対して対称に配置された鋸歯状の縁(37)を含んで成る
ことを特徴とする請求項13または14に記載の椎間インプラント(1)。 - ピラミッド状の隆起(38)が、0.12mm3〜1.4mm3の体積Vを有することを特徴とする請求項14〜16のいずれか1つに記載の椎間インプラント(1)。
- 前記隆起(18)が、少なくとも部分的にヒドロキシアパタイトまたは二相性ヒドロキシアパタイト−リン酸三カルシウム混合物で被覆されていることを特徴とする請求項13〜17のいずれか1つに記載の椎間インプラント(1)。
- 前記空洞(29)が前記中心軸(2)に対して同軸で円筒状に構成されていることを特徴とする請求項4〜18のいずれか1つに記載の椎間インプラント(1)。
- 前記空洞(29)が、6mm〜20mmの直径Dを有することを特徴とする請求項19に記載の椎間インプラント(1)。
- 前記空洞(29)が、前記中心軸(2)に対して平行に測定して0.5mm〜8mmの高さHを有することを特徴とする請求項19または20に記載の椎間インプラント(1)。
- 前記空洞(29)が前記中心軸(2)に対して同軸の開口(28)を有し、開口(28)が前記凸状関節部(12)の関節面Aへ通じることを特徴とする請求項4〜21のいずれか1つに記載の椎間インプラント(1)。
- 前記開口(28)は円筒状に構成されていることを特徴とする請求項22に記載の椎間インプラント(1)。
- 前記開口(28)が直径dを有し、かつ比d:Dが30%〜75%であることを特徴とする請求項23に記載の椎間インプラント(1)。
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