JP4522637B2 - Vertebral implants to promote spinal bone fixation - Google Patents

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Description

【0001】
技術分野
本発明は、脊椎の変形を治療する椎骨間スペーサに関する。より好ましくは、本発明は、脊椎の融合を促進し、望ましい椎間板空間の高さ及び(又は)脊椎の方向を維持すべく準備した椎間板空間内に埋込むための金属又は合成の椎骨間スペーサに関するものである。
【0002】
発明の背景
変性し、疾病状態となり又はその他の損傷した脊柱及び椎骨に対して、椎間板の全部又はその一部分を除去し、脊椎スペーサのようなインプラントを椎間板空間内に挿入して、正常な椎間板高さ及び脊椎の方向を回復し且つ脊椎の欠陥を修復することによりこれらの欠陥を治療することが既知である。所望であるとき、関節固定を促進し又は椎骨間空間に隣接する2つの椎骨間の脊椎融合を促進するため、骨形成材料を椎骨間空間内に埋込むこともできる。骨形成材料を受け入れるキャビティを提供し得るように選んだスペーサが形成される。
【0003】
脊柱は、個々の椎骨に、その結果、椎骨の間に埋込まれた全てのインプラントにも極めて大きい力を作用させる。不良となり又は疾病状態となった椎骨の場合、椎骨体が通常、薄い皮質骨層によってのみ覆われている箇所である端板の中心の骨組織が弱体化することがしばしばである。端板の強度及び完全さが損なわれる可能性がある。これらの弱体化した骨組織の間に挿入されたスペーサが椎骨体内に沈下しすなわち沈み込む可能性がある。その結果、望ましい椎間板空間の高さを維持することができず、患者は激しい痛みを感じる。
【0004】
更に、損傷した椎間板又は疾病状態となった椎骨を治療するため隣接する椎骨に対し関節固定法又は融合法を行うことが推奨される。脊椎インプラントは、典型的に、チタン又は外科用スチールのような金属で出来ている。インプラントの形態及び組成の選択は多岐に亙る条件に依存するが、関節固定法の場合、骨の内部成長を応力遮蔽しない材料を選ぶことが望ましいことがしばしばある。チタン及び外科用スチールは正確な椎間板空間の高さ及び方向を維持するのに必須の強度を提供するものの、これらの材料は、骨を応力遮蔽することが分かっている。骨及び骨から得られた材料は、生来の骨組織と同様の強度及び圧縮可能性を有する許容可能な材料を提供することができる。しかし、適宜なドナー骨は希である。ドナーから受け手への現実の又は可能性のある感染症の伝染の虞れを最小にし得る更なる広範囲な検査及び滅菌処理を厳格に遵守しなければならない。
【0005】
次に、関連技術の現在の技術状態を説明する。
椎骨インプラントはベッカーズ(Beckers)(米国特許第5,888,224号)に発行された国際出願WO−95/08306号に記載されている。椎骨間インプラントはチタン又はチタン合金材料で形成され、その高さよりも狭い幅を有し、内部キャビティが設けられ又は設けられない基本的にレンズ形状の形状体を有する細長い本体を備えている。インプラントを埋込むためには隣接する椎骨体を伸延させ、インプラントを挿入し、次に、そのインプラントをその長手方向軸の周りで回転させることを必要とする。
【0006】
別の椎骨インプラントがブランティガン(Brantigan)に発行された米国特許第4,834,757号に記載されている。この椎骨インプラントは平行四辺形の形状であり、端板に切込んだ通路内に埋込まれる突起又は鉤状部にて完全に覆われた外面を備えている。
【0007】
椎骨間インプラントがシャラッファ(Schlapfer)らに発行された国際出願WO96/27348号(米国特許第6,059,829号)に記載されている。このインプラントは、基本的に、内部キャビティの周りのフレームから成っており、貫通する孔部分を有する長手方向側壁を備えている。該フレームは頂部及び底部にて制限されずに開放している。上面及び下面は凸状であり、フレームの長手方向側壁及び2つの端部壁を鋭角な端縁にて接続する。
【0008】
別のインプラントがリー(Liu)らに発行されたフランス国特許第7/10664号に記載されている。この金属製インプラントは、対向する椎骨体の骨組織に切込み且つ該骨組織を突刺すようその上面及び下面から垂直方向に伸びる一対の突起を有する上面及び下面を備えている。上面及び下面はまた、椎骨体の皮質骨部分に接触する複数対の対向した支承面も備えている。
【0009】
脊椎の欠陥を治療する上述した問題点に鑑みて、損傷し又は疾病状態となった脊柱の治療、改良されたインプラント、インプラントを形成することのできる適宜な材料の選択、隣接する椎骨間の骨融合を促進する方法の選択を含む、技術開発が関連分野にて不断に必要とされている。本発明は、かかる技術開発であり、多岐に亙る利点及び有利な点を提供するものである。
【0010】
発明の開示
本発明は、椎骨間スペーサ、その製造方法及び使用方法に関するものである。本発明の色々な面は新規、非自明であり且つ種々の有利な点を提供する。本明細書に記載した本発明の実際の性質は、特許請求の範囲を参照してのみ理解することができるが、本明細書に開示した好ましい実施の形態の特徴である、特定の形態及び作用部分について、以下に簡単に説明する。
【0011】
本発明は、準備した椎間板空間内に埋込まれる椎骨間インプラント又はスペーサを提供するものである。椎骨間スペーサは、金属で又は重合系材料、セラミック系材料又は強化複合材のような非金属材料で出来たものとすることができる。1つの形態において、この椎骨間スペーサは、内部キャビティを有する細長い本体を備えている。該キャビティは椎間板空間に隣接する椎骨体の脊椎融合を促進し得るように骨形成材料又はスポンジ状骨材料の蓄積部として作用することができる。スペーサ本体は、2つの長手方向壁又は側壁により境が設定され、また、互いに対向するように配置された2つの前壁又は端部壁により境が設定されている。上面及び下面が長手方向壁の間を横方向に伸びている。上面及び下面は、内部キャビティ内への開口部を含む。端部壁及び長手方向壁の横断方向に伸びる端縁面は接触面又は支承面を画成する。
【0012】
1つの好ましい実施の形態において、対向する前壁又は端部壁は、対向する対の長手方向壁よりも厚く形成され、これによりクロス端縁伸長面の幅を拡張する。クロス端縁面は対向する端部壁の一体部分として形成されることが好ましい。
【0013】
別の形態において、本発明は、隣接する椎骨間の椎間板空間内に埋込み得るように設けられる椎骨間スペーサを提供する。該スペーサは、長手方向軸と、長手方向軸に対し横方向に伸びる少なくとも1つの組織受け入れ溝とを画成する細長い本体を備えている。該スペーサは、第一の端部壁と、反対側の第二の端部壁とにより境が設定されたキャビティであって、第一の端部壁が第一の支承面と、反対側の第二の支承面とを画成し、第二の端部壁が第三の支承面と、反対側の第四の支承面とを画成するキャビティと、第一の端部壁と第二の端部壁との間を伸びる上面であって、第一の椎骨の下方端部板に当接し得るようにされた円弧状部分を有する上面と、第一の端部壁と第二の端部壁との間を伸びる反対側の下面であって、第二の椎骨の上方端板に当接し得るようにされた円弧状部分を有する下面とを備えている。好ましい実施の形態において、第一及び第二の端部壁は、長手方向軸に沿って測定したとき、長手方向壁の厚さ又は上面及び下面の厚さの何れよりも厚い第一の厚さを有している。
【0014】
別の形態において、本発明は、隣接する椎骨間の融合を促進するスペーサを提供する。該スペーサは、長手方向軸を画成し且つ該長手方向軸に対して横方向に伸びる貫通する開口部を有する細長い本体を備えている。該本体は、第一の端部にて本体を終わらせる第一の支持端部壁と、第二の端部にて本体を終らせる反対側の第二の支持端部壁とを備えており、第一及び第二の支持端部壁は長手方向軸に対しほぼ横方向に配置され且つ隣接する椎骨の対向する端板内で皮質骨組織に当接し得るようにされ、第一の側壁及び反対側の第二の側壁が第一の支持壁及び第二の支持壁を相互に接続し、該本体は第一の側壁から第二の側壁まで伸びる少なくとも1つの組織受け入れ溝を備えている。
【0015】
好ましい実施の形態において、椎骨間スペーサは、長手方向壁よりも厚い端部壁を備えている。端部壁は長手方向壁に対し横方向に伸びるクロス端縁又は周縁面にて終わっている。周縁面は長手方向壁のクロス端縁面よりも幅が広い。周縁面は皮質リング又は骨端リング構造体の内部又はその周りで見られるように、隣接する椎骨体の皮質部分に当接する広い接触面又は支持面を提供する。皮質骨組織は、椎骨の内部にて見られる海綿状骨又はスポンジ状組織よりも硬く且つ(又は)高密度である。より硬い皮質骨組織は、脊柱に加わった生物機械的力をスペーサに伝達するのに十分な強度を提供する。スペーサの幅の広い支承面又は接触面は、生物機械的力に抵抗し且つ椎骨体内へのインプラントの沈下を阻止することができる。このことは、患者の通常の活動及び(又は)推奨された動作の間、脊柱を安全に且つ恒久的に支持することができるスペーサを提供する。
【0016】
スペーサの長手方向壁は長手方向軸に対し直角に測定した断面寸法にて狭小であるようにすることができる。スペーサは、長手方向壁の厚さを最小にするが、望ましい椎間板空間の高さ及び方向を維持するのに必須の圧縮強度を提供するように製造することができる。このことは、より厚い長手方向壁を有するインプラントと比較して拡張したキャビティを有するスペーサを提供することになる。より大きいキャビティはより多量の骨形成材料を受け入れることができる。一方、このことは脊椎の融合の成功率を増大させ、最終的に、隣接する椎骨間により強力でより安定的な骨橋絡部を提供することになる。
【0017】
スペーサの幅の広い端縁接触面又は支承面は脊柱によって加えられる生物化学的力の大部分を支えるため、海綿状骨組織又はスポンジ状組織を露出させるべく皮質組織の一部分を椎骨の端板から除去することが可能である。インプラントは椎間板空間内に配置し且つキャビティ内の骨形成材料と反対側の椎骨の露出した骨組織とが緊密に接触することを可能にする。このことは、椎骨の関節固定を促進するという利点をもたらす。
【0018】
更に、その外面から伸びる突起又は突出部が最小限であり又は全く存在しない一体的なインプラントの設計を提供することができる。1つの実施の形態において、端部壁の外面には円形の形状又は外側に丸味を付けた端縁が設けられる。更に、長手方向壁が上面及び下面に合わさる箇所たる端縁は、面取り加工し、斜角を付し又は外側に丸味を付けることができる。これらの端縁は、任意の突起、直角部分、端縁等が周囲の組織を切裂き又はその組織に食込む危険性を伴わずに、形成されるスペーサを準備した椎間板空間内に簡単に取り付けることができ、このため隣接する組織を誤って傷付けることが最小になるという有利な点を提供する。
【0019】
スペーサは、骨形成材料の蓄積部として機能する内部キャビティを有している。隣接する椎骨間にて大きい骨橋絡部又は新たな骨成長を実現することを可能にする大きい内部キャビティを提供することが望ましい。1つの形態において、スペーサの外面の形状にほぼ相応する形状を有するようにキャビティを提供することができる。このように、1つの形態において、キャビティの基本的な内部形状はまた箱型であり、その寸法は本体の外側寸法と同様である。これと代替的に、キャビティは長手方向軸に沿って変化する高さを有するようにしてもよい。楔形状スペーサの場合、キャビティの内部寸法は楔形状の中空内部を提供することもできる。同様に、スペーサの外側プロフィールが全体としてレンズ形状であるとき、内部チャンバも同様にレンズ形状とすることができる。内部キャビティは、本発明において、長手方向壁、上面壁及び下面壁の何れか又はその双方の厚さを減少させることにより、より大きく形成することができる。このことは、脊柱によって加えられた生物機械的応力を支持する端部壁を顕著な厚さにすることにより実現可能である。別の形態において、キャビティの高さは、キャビティ内での骨形成材料の均一な装填を容易にし得るように長手方向に沿ってほぼ均一である。更に別の形態において、長手方向壁に対しほぼ直角に位置する面内で測定した、キャビティの断面積は、スペーサの上面及び下面の開口部の双方の断面積に等しく又はそれよりも大きい。
【0020】
スペーサは、また、外側寸法、圧縮率及び弾性率に関する極めて特定的な許容公差に亙って高品質を保証しつつ、効率良く、経済的に且つ容易に大量生産することもできる。スペーサの製造に必要な工程数は顕著に減少し、特に、機械加工工程及びフライス削り作業が減少する。インプラントの小型の設計は、金属材料、合成材料、重合系材料、セラミック材料を含み、また強化材料、すなわちガラス、繊維及び(又は)炭素繊維強化材料(CFRP)を含む複合材料のような多岐に亙る材料にてスペーサ本体を提供することを可能にすることがしばしばである。本発明のスペーサを製造するためのこれらの好ましい材料は、コストを削減し、有効寿命を引き伸ばし且つ優れた生理学的適合性を提供する。材料は、ほぼ恒久的な材料、生物分解性材料又は生物侵食性材料の何れかであるように選択することができる。更に、インプラントの内部及び隣接する椎骨の対向する端板の間の骨の内部成長を監視することを容易にすべく放射線不透過性であるようにスペーサ材料を提供することができる。
【0021】
基本本体は、少なくとも1つの溝を有している。好ましくは、端部壁の横断方向伸長面の各々に少なくとも1つの溝が形成されるようにする。溝はスペーサ本体の全幅方向を亙って横方向に伸びることができる。溝はインプラント本体に一体的作用部分として容易に形成することができる。溝は、椎間板空間内での押出し及び(又は)移動に対する十分な抵抗性を提供することができる。更に、溝は椎間板空間内へのスペーサの貫入を妨害しない。その上端縁を含む溝は、スペーサの外面と同一面又はその下方に位置し且つ内方に伸びている。スペーサを準備した椎間板空間内に埋込んだ後、脊柱によりスペーサに加えられた圧力によってスペーサを望ましい位置に保つことができる。組織を溝内に押し込む。骨材料がスペーサの溝を充填し且つ椎間板空間内でのスペーサの位置を固着するのに役立つ。溝にはまた、インプラントの接触面に脊柱によって加わった圧縮性の生物機械的力の下、骨端リングに近接する骨組織が係合するようにすることもできる。
【0022】
更に、スペーサの外面は、押出し防止構造体又は作用部分を含むことができるが、これは必須ではない。かかる作用部分はリッジ等を含む。これらの作用部分は、スペーサのフライス削り加工及び(又は)機械加工又は成形を通じて提供することができる。押出し防止作用部分は、インプラントを椎間板空間から突き出すのを阻止し且つ(又は)椎間板空間内での望ましくない移動を阻止する。インプラントの外面の全体を粗面に形成し、これにより、周囲の組織がスペーサの粗面化した外面に相互に係合し又は機械的に相互に係止するようにすることができる。
【0023】
スペーサの長手方向壁はほぼ平面状で且つ互いに平行であるように形成することが好ましい。このことは、以下に説明するように、椎間板空間内へのインプラントの取り付けに関し顕著な利点をもたらす。長手方向壁の厚さは端部壁の厚さよりも実質的に薄いように選ぶことができる。例えば、長手方向軸に対し直角な長手方向壁の厚さは長手方向軸に対しほぼ平行に測定した端部壁の厚さの2分の1とすることができる。より好ましくは、長手方向壁の厚さは端部壁の厚さの約0.5乃至0.4倍の範囲とする。その他の長手方向壁の厚さと端部壁の厚さとのこの比は、骨形成材料を受け入れるの十分であり、しかも脊柱から加えられた機械的荷重を支持することのできるスペーサを提供するのに十分な内部キャビティを有するスペーサを提供する。
【0024】
選んだ実施の形態において、スペーサは、ほぼ凸型の形状であるように提供することができる。このことは、長手方向壁に対し凸型の形状を有する上方及び下方端縁を提供することにより実現可能である。長手方向壁の上面及び下面は第一の端部壁と第二の端部壁との間に配置される最大高さを有することができる。1つの形態において、対向する端板の生来の凹状面部分内に係合するように凸面部分を提供することができる。この形状は、端板にて何らのそれ以前の機械加工又は切削過程を行うことを必要とせずに、それぞれの椎骨端板にスペーサを容易に装着することができるという利点を有する。
【0025】
その他の実施の形態において、長手方向壁は前弯プロフィールを画成する。この形態において、脊椎の望ましい前弯又は自然の湾曲程度に順応するスペーサを提供し得るような長手方向壁の形状とされている。
【0026】
上面及び下面の双方は内部キャビティ内への開口部を画成する。これらの開口部は、内部キャビティ内の骨形成材料が対向する椎骨端板内の骨組織に接触することを保証する。好ましくは、上面及び下面は内部キャビティの断面積とほぼ同一又はそれに相応する開口部を提供するようにする。このことは、含めた骨形成材料と対向する端板との接触程度を最大にすることを可能にする。
【0027】
好ましくは、内部キャビティへのアクセスを提供し得るように2つの長手方向壁の各々に1つの開口部が形成されるようにする。このことはまた、血液及び栄養物が骨形成材料を保持するキャビティ内に横方向に浸透することも許容する。更に、横方向開口部は、骨形成材料が隣接する対のスペーサの間でスペーサの周りの骨の成長を促進し、横方向及び垂直方向の全ての側部から脊椎の融合を容易にすることを許容する。好ましい実施の形態において、長手方向壁の各々は、内部キャビティ内への少なくとも1つの大きい開口部を備えている。各々が内部チャンバへのアクセスを可能にするより小さい複数の開口部を長手方向壁に形成することも可能であることが理解される。好ましくは、小さい開口部の各々は長手方向壁の高さと比較して小径であるようにする。好ましくは、長手方向壁の各々に対し最大2つの大きい貫通穴が形成されるようにする。2つの大きい貫通穴の各々の直径は長手方向壁の高さの約2分の1に相応する。
【0028】
スペーサ本体は、その後端壁に、例えば、スペーサホルダの一端に設けられた工具係合部分を含むことが好ましい。好ましくは、工具係合部分は本体の後端壁の中間に形成された外方開口部又は穴を備えるようにする。開口部は、相応する工具のねじ付きピン又はスタッドを受け入れ得るようにねじ付きの内部を備えることができるが、これは必須のことではない。工具係合部分は開口部の横方向に形成された一対の対向する溝を含むこともできる。開口部は横方向に伸びた溝と一直線に配置される。好ましい形態において、後壁は何らの更なる突起又は肩部が実質的に存在しない。工具の相手方部分はまた、中間位置ピンと、スペーサの端部壁に形成された横方向溝に係合する外方に伸びるブレードとを含むこともできる。ピンは端部壁の開口部内に係合させることができ、また、このピンを使用してスペーサを工具に確実に固着し且つ挿入する間、スペーサの整合を容易にすることができる。これと代替的に、工具は、対向する長手方向壁の一部分又は上面及び下面に沿ってスペーサを固定し又は把持し得るように開閉可能な一対の対向するアームを備えるようにしてもよい。好ましくは、工具をスペーサ保持工具として及び椎間板空間内への貫入スペーサの双方として使用することができるよう、スペーサを比較的簡単な方法にて工具に強固に取り付け得るように工具係合部分が形成されるようにする。
【0029】
本発明による椎骨インプラントは次の機械的性質を備えることが好ましい。
長手方向軸に直角の高さ方向への静止圧縮抵抗力:約15,000N以上
この圧縮抵抗力に相応する疲労強度:約5,000N以上
インプラントの長手方向への捩れ抵抗性(その内部(周囲)のトルク):約4Nm以上
上述したスペーサは、金属材料、合成の有機質材料、複合材、セラミック及び金属を含む多岐に亙る材料にて製作することができる。好ましくは、インプラントは合成の非金属材料にて形成されたものとする。本発明のインプラントは容易に生物分解しないほぼ恒久的なインプラントとすることができる。これらのインプラントは、椎骨間空間内に止まることができ且つ骨組織内に組み込まれることがしばしばである。これと代替的に、インプラントは生物分解し且つ骨組織によってほぼ置換されるようにしてもよい。
【0030】
非生物分解性重合系又は低重合体の材料の例は、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリケトン、ポリウレタン及び共重合体、その合金及びその混合体を含む。共重合体という用語を使用することは、本発明の範囲内にて2つ以上の特徴的な反復的な単量体単位にて形成されたポリマーを含むことを意図するものである。かかる共重合体は、ランダム共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体、ラジアルブロック、ジブロック、トリブロック共重合体、交互共重合体、及び周期的共重合体を含むことができる。非生物分解性重合系材料の特定の例は、ポリ(塩化ビニル)(PVC);ポリ(メチル(メタ)アクリレート);アクリル、ポリアミド;ポリカーボネート;ポリエステル;ポリエチレンテレフタレート;ポリスルホン;ポリオレフィン、すなわちポリエチレン、ポリプロピレン及びUHMWPE(超高分子量ポリエチレン);ポリウレタン;ポリエーテル、すなわちエポキシド;ポリ(エーテルケトン)(PEK)、ポリ(エーテルエーテルケトン)(PEEK)、ポリ(アリールエーテルケトン)(PAEK)、及びポリ(エーテルエーテルケトンエーテルケトン)(PEEKEK)を含む。多岐に亙る適宜なポリ(エーテル−共−ケトン)材料は商業的に入手可能である。
【0031】
これと代替的に、本発明のインプラントは生物分解性又は生物吸収性の何れかである材料にて形成してもよい。典型的に、生物分解性材料は重合系材料又は低重合体の材料であり、モノマーは、ポリ(アミノ酸)にて観察されるようなアミド連結体を介して接続されることもしばしばである。インプラントが生物分解性材料で形成されるとき、骨融合の骨内部成長の特徴に相応する速度にて分解する(クリーピング置換としばしば称される)生物分解性材料を提供することも望ましい。現位置に止まり且つインプラントの貫通穴を通じて骨橋絡部が成長し且つ形成された後でさえ、脊椎に対する十分な生物機械的支持体を提供することのできる生物分解性材料を選ぶことがより好ましい。適宜な合成材料を選べば、インプラントの生物分解速度を変化させることができる。選んだ材料の生物分解速度は、例えば、重合化の程度を増すことにより更に修正することができ且つ(又は)ポリマー鎖の間の架橋結合程度を増大させれば、分解速度を遅くすることができる。更に、身体内に部分的に又は完全に再吸収される物質にのみ好ましい材料を制限することを意図するものではない。分解し且つ最終的に身体から排出することのできる物質も本発明の範囲に包含することを意図するものである。
【0032】
本発明と共に使用される生物分解性ポリマーの例は、ポリ(アミノ酸)、ポリ無水化物、ポリカプロラクトン、ポリオルトエステル、ポリ乳酸、ポリ(ラクチド−共−グリコライド)、すなわちこれら成分のD、L及びD/L異性体の何れかを含む乳酸及びグリコール酸の共重合体である。本発明と共に使用するのに好ましい生物分解性ポリマーの一例は、ボエリンガ・インゲルハイム(Boehringer Ingelheim)から商業的に入手可能な70:30ポリ(L、DL)の共重合体である。
【0033】
本発明により提供される特に有利な利点は、適宜な合成スペーサの製造が容易な点である。重合系、低重合系及び複合的材料で出来たスペーサは押出し成形、射出成形及び吹込み成形法を含む、既知の製造技術を使用して製造することができる。更に、選んだ重合系材料は、販売業者により、通常、高温度にて容易に成形し且つ(又は)成形可能な形態にて提供される。D/L乳酸塩の共重合体が1つの具体例である。この材料は、ペレット又は粒、板材、インゴットを含む多岐に亙る形態にて得ることができる。該材料は、所望の形状及び寸法のインプラントを提供し得るように約55℃以上の温度にて成形することができる。この材料は、その材料すなわちその化学的性質に何ら顕著な変化を生ぜず繰り返して加熱し且つ所要輪郭とすることができる。更に、材料はスペーサが骨の表面形態に容易に順応するようにするため焼灼法を利用して容易に切削することができる。低い焼灼温度でも、その工程中、材料を切削し又は整形することを許容する。
【0034】
金属材料の例は、人間を含む動物の体内に埋込むのに適したものであることが知られる任意の金属及び金属合金を含む。その具体例は、チタン、チタン合金及び外科用スチールを含む。
【0035】
本発明と共に使用されるセラミック材料の具体例は、ガラス、リン酸カルシウム、アルミナ、ジルコニア、アパタイト、ハイドロキシアパタイト及びこれら材料の混合体を含む。
【0036】
複合材も本発明と共に使用可能である。複合材は、埋込まれるスペーサ本体を形成し得るように望ましい材料の2つ以上を組み合わせることができる。複合材の例は、強化セラミック、ガラス又は重合系材料を含む。好ましい複合材は、ガラス又は炭素繊維強化有機質ポリマーのような繊維強化材料を含む。
【0037】
本発明の炭素繊維椎骨スペーサは、次の方法に従って製作することができる。ガラス又は炭素繊維複合材料(それぞれGFRP又はCFRP)のような繊維複合材料を最初に液体プラスチック、特に、エポキシ樹脂のような樹脂材料中に浸漬させる。浸漬させた繊維を特に、フィラメント巻き方法を使用して束状繊維として巻きマンドレルに巻く。その後、プラスチックを硬化させる。このことは、制御された温度処理にて行うことが最良である。巻き材料は、簡単なロッド状形状となるように形成し、その後、形成される細長い基本本体には巻く材料の外部形態に相応する寸法及び形態を有するキャビティが設けられるようにする。キャビティの端部寸法は既に巻き材料によって形成されているため、キャビティを取り巻く制限的な壁の内面に対する機械加工は多少は必要とされるが、殆ど不要である。形成される本体が所望の最終寸法に等しく又はそれよりも僅かに小さい外部寸法を有する迄、浸漬させた繊維材料を巻きマンドレルに巻く。好ましくは、形成される本体が最大厚さの壁すなわち端部壁に対する少なくとも選んだ最小の肉厚に達する迄、浸漬させた繊維をマンドレルに巻き、その後の機械加工工程が最小に済むようにする。
【0038】
巻いたスペーサ本体は次の工程に従って機械加工する。巻きマンドレルは基本本体を正確に機械加工し得るようにチャック止め装置内で中心設定すべく受け取りマンドレルと交換する。基本本体の外側は所望の最終寸法よりも小さい外寸法を有する中間的形態となるように機械加工する。好ましくは、中間的形態の面の各々がほぼ等しい程度だけ最終的形態よりも小さいようにする。すなわち、基本本体は、最終形態にほぼ相応し、小型化したものに過ぎない中間的形態となるように機械加工する。最終的な機械加工工程の間、機械加工する必要のある材料が可能な限り少ないようにこの中間的形態は小型の形態をしている。好ましくは、巻き/機械加工工程は、最終的な基本本体の外側寸法の約90乃至98%、より好ましくは、95%の外寸法を有する中間的スペーサを提供するようにする。
【0039】
最終的形態において、幾つかの壁はその他の壁よりも厚いため、基本本体は各外面にて最終寸法となるように巻かないことを理解すべきである。選んだ表面は追加のプラスチックをマンドレルの周りに巻くことを必要とする。フライス削り、擦り潰し及び(又は)研磨方法は可能な機械加工方法である。それ以前の機械加工工程の間、基本本体の選んだ外側部からの相応する機械加工により長手方向壁及び前壁の異なる肉厚をスペーサ本体内に予め形成する。
【0040】
次の工程において、追加的な繊維を樹脂にて含浸させ且つ機械加工した中間的キャビティ本体の周りに巻いて側部を所望の厚さに形成する。形成される基本本体は所望の外側寸法に近似する。すなわち、基本本体がインプラントの各表面寸法に対する少なくとも外側寸法に達する迄、繊維及び樹脂材料を基本本体の周りに巻く。巻きマンドレルを再挿入した後、第二の巻き工程を行う。最後の工程において、基本本体はその最終的な外側寸法に達する。繊維及び樹脂という材料の性能に関して、この第二の機械加工工程は第一の機械加工工程に相応する。
【0041】
この方法は、スペーサの内面及び外面の双方にて繊維の閉じた経路を提供し、繊維材料の強度向上特性の利点を完全に利用する。繊維の完全に閉じた独立の走行路は、キャビティを画成する内面にて実現され、それは、これらの面は、巻き工程後、機械加工されないからである。基本本体を製造するため2つの巻き工程が使用されるから、第二の機械加工工程後、基本本体から除去しなければならない材料の量が僅かで済む。この最終的な機械加工工程において、外側繊維巻き部分の切削される繊維は多少はあるにしても殆んどない。繊維の巻き状態のこの本塁の形態は殆ど手つかずの状態に保たれる。
【0042】
選択的に、基本本体には、キャビティに加えて、第二の巻き工程の後及びプラスチックが硬化した後、相応する機械加工工程によって穴及び溝が形成される。本発明による椎骨インプラントにおいて、これらは長手方向壁及び前壁の貫通穴、受け取り手段の溝、前壁の横断方向に伸びる自由端縁の表面の溝である。
【0043】
この方法は、繊維強化材料から極めて安定的な椎骨インプラントを低コストにて提供するみのである。更に、繊維は、単一方向に又はこれと選択的に、種々の方向に巻くように配向させることができる。
【0044】
これと代替的に、繊維複合材材料にて形成されたインプラントは、例えば、上述した重合系材料のような樹脂にて個々の繊維又は繊維束を飽和させ、樹脂飽和した繊維をダイを通じて引出し、所望のインプラントのプロフィールを提供することにより、引抜き成形法を使用して製作してもよい。形成されるインプラントは、上述したように、ねじ付き外面、面取り加工面及び開口部を含む最終形態となるように機械加工することができる。引抜き成形法により製作されたインプラントは、全体として、例えば、軸方向又は長手方向の何れかのような同一の方向に繊維を配向させている。
【0045】
更に別の方法において、例えば、上述したポリマーの1つ以上のような、硬化性樹脂の内部に埋込まれたチョップド繊維(又は短繊維)を使用して繊維強化複合材を製作することができる。チョップド繊維強化材料は、当該技術分野で既知の技術に従って硬化させ、成形し且つ(又は)押出し成形することができる。
【0046】
本発明にて使用される骨形成組成物は、例えば、椎骨内の海綿状骨又は腸骨の先端のようなその他の骨構造体の如き患者の体内のその他の部分から入手することができる。その他の実施の形態において、骨形成材料は、製薬的に許容可能な担体内に治療上有効な量の骨形態形成蛋白を含むことができる。好ましい骨誘発性因子は、非限定的に、遺伝子組換え人間の骨形態形成蛋白(rhBMP)を含むが、それは、これら蛋白は制限なく供給可能であり、また感染症を伝染させないからである。最も好ましくは、骨形態形成蛋白はrhBMP−2、rhBMP−4又はそのヘテロダイマーである。rhBMP−2の濃度は、一般に0.4mg/ml乃至約1.5mg/mlの範囲であり、好ましくは、約1.5mg/mlである。しかし、BMP−1乃至BMP−13として特定される骨形態形成蛋白を含む任意の骨形態形成蛋白を使用することが考えられる。BMPはマサチューセッツ州、ケンブリッジのジェネティクス・インスティチュート・インコーポレーテッド(Genetics Institute,Inc.)から入手可能であり、次の米国特許に記載されているように、当該技術分野の当業者が製作することができよう。ウォーズニー(Wozney)らへの米国特許第5,187,076号、ウォーズニーらへの米国特許第5,366,875号、ワング(Wang)らへの米国特許第4,877,864号、ワングらへの米国特許第5,108,922号、ワングらへの米国特許第5,116,738号、ワングらへの米国特許第5,013,649号、ウォーズニーらへの米国特許第5,106,748号、ウォーズニーらへの国際特許出願WO93/00432号、セレステ(Celeste)らへの国際特許出願WO94/26893号、及びセレステらへの国際特許出願WO94/26892号。上述したように得られたか又は骨から隔離したものであるかどうかを問わず全ての骨誘発性因子を使用することが考えられる。骨形態形成蛋白を骨から隔離する方法は、ウリスト(Urist)への米国特許第4,294,753号及びウリストらの1984年81PNAS371に記載されている。
【0047】
骨形成材料の担体材料の選択は、所望の用途、生物適合性、生物分解性及びインターフェースの性質に基づく。骨成長誘発組成物は任意の適宜な方法にて骨材料の孔内に導入することができる。例えば、組成物をスペーサ空間内に注射することができる。好ましくは、BMPである骨形成因子は、凍結乾燥の形態にて提供し且つ滅菌水、生理学的食塩水又は任意のその他の適宜な担体のような製薬的に許容可能な液体又はゲル担体にて液体に戻すことができるようにする。担体は蛋白をインプラントに供給するための任意の適宜な媒体とすることができる。好ましくは、媒体は、当該技術分野にて既知であるように、緩衝溶液の補助を受けるようにする。本発明の1つの特定の実施の形態において、rhBMP−2は、水、食塩水、液体コラーゲン又は注射可能なリン酸バイカルシウムのような担体中に懸濁させ又は混合させる。1つの最も好ましい実施の形態において、BMPは移植片の孔内に供給し且つ次に凍結乾燥又はフリーズドライさせる。次に、移植片−BMP組成物を貯蔵及び輸送のために凍結させることができる。これと代替的に、骨誘発性蛋白は外科手術時に追加してもよい。
【0048】
蛋白を供給するためその他の骨誘発性蛋白担体が利用可能である。蛋白担体は、硫酸カルシウム、ポリ乳酸、ポリ無水物、コラーゲン、リン酸カルシウム、重合系アクリル酸エステル及び脱鉱物質骨を含む。担体は蛋白を供給することができる任意の適宜な担体とすることができる。最も好ましくは、担体は、最終的に体内に吸収できるものとする。1つの好ましい担体は、インテグラ・ライフサイエンスズ・コーポレーション(Integra LifeSciences Corporation)からヘリスタット(Helistat)(登録商標名)吸収性コラーゲン止血剤(Absorbable Collagen Hemostatic Agent)という名称で販売されている吸収性コラーゲンスポンジである。別の好ましい担体は、連続気泡構造のポリ乳酸ポリマー(OPLA)である。組成物のその他の可能な材料は、生物分解性で且つ化学的に画成された硫酸カルシウム、リン酸三カルシウム(TCP)のようなリン酸カルシウム、及びハイドロキシアパタイト(HA)であり、また、注射可能なリン酸バイカルシウム(BCP)及びポリ無水化物を含むものとすることができる。その他の可能な材料は、骨又は真皮コラーゲンのような生物分解性で且つ生物学的に得られるものである。更なる材料は、純粋蛋白又は細胞外基質成分から成るものである。骨誘発性材料は、また、BMPとポリメチルメタクリルのような重合系アクリル酸エステル担体との混合体とすることもできる。
【0049】
1つの担体は2相性リン酸カルシウムセラミックである。
ハイドロキシアパタイト//リン酸三カルシウムセラミックはその望ましい生物活性の特性及び生体中での分解速度の点で好ましい。ハイドロキシアパタイト対リン酸三カルシウムの比率は約1:99乃至約65:35の範囲である。スペーサに画成されたキャビティ内に嵌る任意の寸法又は形状のセラミック担体を使用することが考えられる。セラミックブロックは、フランスB.P.4−62180ランゲ−ドゥ−フライヤーズのソフモール・ダネク・グループ(Sofamor Danek Group)及びフランス、31100トルーセ132ルート・d:エスパグネのバイオランド(Beoland)から商業的に入手可能である。勿論、矩形及びその他の適宜な形状とすることも考えられる。骨誘発性因子は任意の適宜な方法にて担体中に導入される。例えば、担体はその因子を含む溶液中に浸漬させることができる。
【0050】
手工具がスペーサから滑り出るのを防止するため、後部壁の受け取り手段は、保持手段として機能するように形成することが好ましい。この手工具には、例えば、クランプを設けることができ、このクランプによって、スペーサは、例えば溝内部に係合させることにより緊張状態に保持し、スペーサが接続されたユニットとして手工具と接続され、外科医がスペーサを椎間板空間内の所望の位置に正確に配置し得るよう容易に操作可能であるようにすることができる。手工具に対するスペーサの位置をより正確に判断するため、スペーサの開口部が後部壁を貫通して伸び且つスペーサの他端にてこの開口部を反対側の前壁に形成された第二の貫通穴と整合させることができる。手工具の相応するピン又は軸を第一の貫通穴を通じて且つ第二の貫通穴内に伸長させ、これによりスペーサの中心が手工具上にあるようにすることができる。前側部の貫通穴は、その前側部からスペーサ内への組織の内部成長を容易にし得るようにスペーサキャビティへのアクセスを容易にする。
【0051】
本発明による椎骨間スペーサは、後方、横後方、前方向及び横前方向を含む、多岐に亙る方向から準備した椎間板空間内に埋込むことができる。椎間板空間はその空間に埋込む前に準備する。典型的に、部分的又は完全な椎間板切開が行われる。海綿状骨組織を露出させ得るように端板を切削することが好ましい。好ましくは、埋込んだスペーサの開口部に直接対向する端板の部分のみを切削し又は掻き取って、その下方の海綿状骨組織を露出させる。このことは、端板組織内への埋込んだスペーサの沈下程度を可能な限り最小にし得るよう可能な限り端板の完全さを保存する(本発明にて使用するのに適したスクレーパ/チゼルは、その内容の全体を参考として引用し本明細書に含めた、1999年10月10日付けで出願された「脊椎インプラントの方法及びインプラントを取り付ける切削工具の準備付属品(Spinal Implant Method and Cutting Tool Preparation Accessory For Mounting the Implant)」という名称の米国特許出願第09/420,622号に記載されている)。長手方向壁の各々の上面及び下面は、端板の非切削部分に係合することができる一方、スペーサの支承面は骨端リングに近接するより厚い皮質骨組織に当接する。この準備は、椎間板空間の内部に開口部を提供し得るように端板の皮質骨を切削すること、海綿状骨組織を露出させ得るように端板の皮質骨組織の部分を切削し又は除去することを含むことができるが、これは必須のことではない。必要であるならば、椎骨を伸延させ、スペーサを挿入し得るよう隣接する椎骨の対向する皮質縁部の間に十分な隙間を提供する。その後、椎骨間スペーサを準備した椎間板空間に挿入し、上面及び下面がそれぞれ対向する端板に接触する一方、上面及び下面の開口部が端板の切削部分に対向するようにする。支承面は椎骨体の周りの皮質縁部の内面に隣接している。スペーサを椎間板空間内に挿入した後、必要であり又は所望であるならば、椎骨体を互いに圧縮して椎間板空間を縮小させることができる。椎間板空間を圧縮すれば、1つ以上のスペーサの表面を端板の皮質骨内に埋込むことができる。1つの実施の形態において、スペーサの上面及び下面はそれ以前,切削していない端板の部分に埋込む。更に、肉茎ねじ、板及び(又は)脊椎ロッド又はその他の任意の既知の固定装置及び技術を使用して椎間板空間の分離状態及び脊椎の方向を維持することができる。
【0052】
本発明は、当該技術分野の当業者に案出されるように改変することが考えられる。本発明にて具体化される方法は、本発明の精神から逸脱せずに、当該技術分野の当業者に案出されるように変更、再配置、置換、削除、二重化、組み合わせ又はその他の方法への追加が可能である。更に、これらの方法における色々な段階、工程、手順、技術、局面及び操作は、当該技術分野の当業者に案出される変更、再配置、置換、削除、二重化又は組み合わせが可能である。本明細書に引用した全ての刊行物、特許及び特許出願は、それら個々の刊行物、特許又は特許出願の各々があたかも特に且つ個々に参考として引用しその全体が記載されているかのように、参考として引用し本明細書に含めてある。
【0053】
【発明を実施する最良の形態】
本発明の原理の理解を促進する目的のため、次に、本明細書に示した実施の形態に関して説明し、この説明のために特定の用語を使用する。しかし、これにより本発明の範囲を何ら限定することを意図するものではないことが理解されよう。説明した過程、システム又は装置の任意の変更及び更なる改変、本明細書に記載した本発明の原理の更なる適用は、本発明が関係する技術分野の当業者に通常、案出されるように具体化可能であると考えられる。
【0054】
図1乃至図5には、本発明による椎骨間スペーサ1が図示されている。スペーサ1は、長手方向軸を画成する細長い本体2によって形成される。本体2内にはキャビティ3が形成される。キャビティ3は2つの長手方向壁4、5及び2つの端部壁6、7(後部壁6及び前壁7)により取り巻かれている。キャビティ3は本体2の高さ方向Hに向けて貫通して伸び得るように形成され、また、平面投影図にてその前側部に半円形が同一面状に加えられる細長い矩形の形状となるように設けられている。キャビティ3は、インプラントの高さの全体を亙って同一の平面投影図を有し、従って、アンダーカット領域無しで基本本体2に形成されている。端部壁6、7は、そのそれぞれの壁表面の全体に亙って、長手方向壁4、5よりも厚いように形成されている。図示した実施の形態において、壁6、7はキャビティ3の周りで長手方向制限壁4、5の厚さの約2.5倍であるように提供される。この場合、壁のそれぞれの中心の厚さは関連する肉厚として使用する。
【0055】
本体2は、端部壁6、7のクロス端縁面により形成された支承面8、8´、9、9´を備えており、該クロス端縁面8、8´、9、9´は、長手方向壁4、5の横端縁面により形成されたそれぞれのクロス端縁面10、11よりも広い幅を有している。
【0056】
面8、8´、9、9´は、連続的に伸びており、また、ほぼ平滑面となるように、段部分及び突起が無い。図13から明らかであるように、面8、8´、9、9´は、椎骨体Wに対する接触面及び(又は)支持面として機能し、隣接する椎骨Wの間にて生じる圧縮力をほぼ完全に支える。このため、椎骨体Wが皮質縁部構造体付近にてその外側領域内により硬い皮質骨材料Kを備える一方、より柔軟、海綿状又はスポンジ状骨材料Sが椎骨体W内に存在するということが活用される。この場合、皮質骨組織から成り且つスペーサ1の壁6、7が支承面8、8´、9、9´を介して取り付けられる椎骨Wの周縁外皮又は皮質縁部は、十分に安定的であり、脊柱の長手方向に沿った圧縮力を支え且つその圧縮力を支承面8、8´、9、9´に近接するスペーサ1に伝達することができる。
【0057】
更に、図2には、その幅方向B(又は側面図)、すなわち支承面8、8´、9、9´に対して平行に見たときの本体2が図示されている。上面24及び下面26は、長手方向に両凸型の形状をしており、第一の端部20と第二の端部22との間には最大高さHが提供される。図示した実施の形態において、本体2の最大高さHは上面24にて開口部32の前端縁31に近接する位置に配置されている(図1参照)。形成される本体2のレンズ形状の設計は、該本体を椎間板空間内に配置し且つ望ましい椎間板空間の高さを回復し且つ(又は)維持することを許容する。この形態は、上面24及び下面26を椎骨の露出した端板と接触した状態に保つ。その結果、キャビティ3内の骨形成材料は椎骨の海綿状又はスポンジ状骨組織に押し付けられ、骨固定を促進する。更に、本体2は端板の生来の凹状部分と合わさり可能に係合するため、後方へ引出される可能性は最小となる。
【0058】
図4は、交差線4−4に沿った、すなわち支承面8、8´、9、9´に対し垂直に見たときの断面図である。スペーサ1は、ほぼ平面状の長手方向壁を有するほぼ細長い矩形体として提供されている。この矩形の形状の第一の端部20の隅部12は本体2に対し第一の端部20にてほぼテーパー付きのプロフィールを提供し得るように丸味が付けられている。隅部12はスペーサ1の幅の約1/3の半径を有している。図1及び図3から理解し得るように、インプラント1の長手方向端縁及び前端縁は丸味が付けられており、その結果、椎間板空間内へのスペーサ1の挿入を容易にし得るように流線形の形状の前面となる。その結果、組織を誤って傷付ける虞れが最小の状態で、スペーサ1を椎間板空間内に挿入することができる。
【0059】
1つの代替的な実施の形態において、上面24を通じてキャビティ3内への開口部32の周端縁には上方に丸味を付けた端縁が設けられず、従って鋭角な端縁を形成する。この鋭角な端縁は、スペーサを取り付ける間、組織を傷付ける最小限の虞れを生じる。長手方向及び前側スペーサ端縁と相違して、スペーサ1の全体のレンズ形状は、開口部32の前端縁31に近接する最大高さ部分から第二の端部22に近接するより低い高さ部分を形成するから、開口部32の周端縁は中央長手方向軸に向けて更に内方に配置される。支承面9、9´は、スペーサ1の横方向に見たとき、スペーサ1の長手方向中心軸に対しほぼ平行に伸びている。
【0060】
溝13、13´がスペーサ1の幅方向Bに向けて長手方向軸に対し横方向に伸びている。接触面8、8´、9、9´の各々に溝13/13´が形成されている。溝13、13´は、その側部が互いに約90°の角度28、30を形成する三角形の溝又は樋状部となるように設けられている。しかし、矩形又はU字形の形状のような溝のその他の形状とすることも可能である。2つの椎骨からの圧縮力Wは組織を溝13/13´内に押し込み且つスペーサ1を椎間板空間内で更に定着させる。
【0061】
手工具又は操作工具の受け入れ手段14が基本本体2の後端部に設けられている(図1、図2、図4、図5及び図7の右端部に示すように)。受け入れ手段14は後部壁7の中間に形成された貫通穴15を備えている。貫通穴15は手工具の相応する部分に係合し得るように形成することができる。第二の端部22の溝16、16´が手工具のブレードに係合し得るように貫通穴15から横方向に伸びている。
【0062】
基本本体2の第一の端部20の中間には、穴15と整合させた第二の貫通穴17が形成されている。手工具の相応する相手方部品たるペン伸長部又はスタッドが穴17を通じ係合して、スペーサ1の中心を工具に対して設定することができる。その後、貫通穴17及び穴15は、骨材料が前側及び後側からスペーサ内に成長することを可能にする。
【0063】
図1による実施の形態において、キャビティ3の長手方向壁4、5の各々には2つの開口18、19が形成されている。代替的な実施の形態において、長手方向壁4、5の各々には2つ以上の開口部が形成されている。貫通穴18、19の各々の直径はスペーサ1の最大高さHの約2分の1に等しい。骨材料は、貫通穴18、19内を横方向に向けて成長し、スペーサ1を椎間板空間内で定着させることができる。
【0064】
図7は、本発明にて使用されるスペーサ80の別の実施の形態の斜視図である。スペーサ80は、スペーサ1と同様に、長手方向軸84を画成する細長い基本本体82を備えている。基本本体82は、下面86及び上面87により画成されたほぼ両凸型のレンズ形状プロフィールを有している。上面87及び下面86は複数の溝104を備えている。更に、基本本体82は第一及び第二の長手方向壁90、92及び端部壁94、96によりそれぞれ取り巻かれた内部キャビティ88を有している。端部壁94、96は、第一の長手方向壁又は第二の長手方向壁92の何れかの厚さよりも厚い、長手方向軸にほぼ沿った厚さを有している。更なる端部壁94、96の各々は、支承面98、98´、100、100´を画成するクロス端縁面を含んでいる。
【0065】
複数の溝104が支承面98、98´、100、100´を横断して伸びている。更に、選んだ溝は長手方向軸に対し直角に上面87及び下面86を横断して伸びることができるが、このことは必須のことではない。選んだ溝は、キャビティ88内の開口部110の周端縁108によって中断されている。その他の点で、溝104は、長手方向壁90から長手方向壁92まで基本本体82を横断して横方向に伸びている。溝104は下面86及び上面87に切込んだ窪みとして提供することができる。更に、溝104は、上面87及び下面86に均一な曲率の切込み部を画成する。溝104は、溝の下面86又は87の深さよりもランド部106の間にて実質的に広いように形成されている。
【0066】
図示した実施の形態において、対又は隣接する溝107、109はランド部106によって分離されている。ランド部106は上面87及び下面86に対しほぼ同一面であるように設けられている。
【0067】
基本本体80は、端部壁96に形成された平滑な穴112を備えている。平滑な穴112は長手方向壁90、92を把持する前に挿入器具を配置するために使用することができる。
【0068】
図8は本発明にて使用されるスペーサホルダ150の1つの実施の形態の斜視図である。スペーサホルダ150は、ハンドルを受け入れ得るようにされた第一の端部154と、椎骨スペーサを固着し得るようにヘッド部158が設けられた他端の第二の端部156とを有する細長い軸152を備えている。
【0069】
ヘッド部158は、スペーサ(図示せず)の一端を固着するスペーサ固着部分160を備えている。固着部分160はほぼ凹状の面又はU字形の面である。底部分162は、スペーサの端部壁に当接し得るように平坦面又は僅かに凸型の面の何れかとして設けられている。含めたスペーサの反対側の長手方向壁に係合し得るように選んだ距離だけ互いに隔てられた一対の対向する張出し部164、166が底部分162から長手方向に突き出している。底部分162及び張出し部分164、166は、スペーサの第一の端部分及び一部分すなわち横側部に合わさり係合し得るようにされたU字形のキャビティ167を画成する。底部分162は、張出し部164、166と組み合わさって3つの側部にてスペーサに係合しヘッド部158内でスペーサを跨ぎ且つ椎間板空間内に埋込む間、スペーサの横方向動作を横方向に制御する。
【0070】
一対のブレード168、170はキャビティ167内に内方に伸びている。1つのブレード168/170は、張出し部164、166の各々から半径方向内方に突き出すように設けられている。ブレード168、170はスペーサ1の溝16、16´に係合するように設けられている。本発明によるスペーサの代替的な実施の形態を固着し得るようにブレード168、170を部分160から省略することが可能であることが理解されよう。
【0071】
中心決めピン172は底部分162からU字形のキャビティ167内に突き出している。図示した実施の形態において、中心決めピン172はその内部に受け入れた可動の軸伸長部176を有する管174を備えている。管174及び軸伸長部176の何れか一方又はその双方には雄ねじ部を設けることができる。雄ねじ部が設けらるとき、軸伸長部176は第一の端部154に向けて外側軸152内で回転可能に受け入れられ、該第一の端部にて該軸伸長部が親指操作ねじ又はホイールに接続するか又は係合して、軸伸長部176を管174を通じて引出し又は引伸ばす何れかのため回転することを許容する。1つの形態において、軸152は雌ねじ部を有する一方、軸伸長部は軸152を長手方向に移動させ得るように雄ねじ部を有している。
【0072】
ヘッド部158は少なくとも1つの側部にて横方向に突き出す深さストッパ178も備えている。深さストッパ178は椎間板空間に隣接する椎骨の皮質縁部に接触し、椎間板空間内への取り付けたスペーサの更なる動作を拘束し得るように設けられている。外科医はスペーサホルダ150にてスペーサを固着し、該スペーサを椎間板空間内に貫入し、また、椎間板空間内に入ったならば、固着したスペーサを椎間板空間内の所望の位置に配置することができ、この間、スペーサはスペーサホルダに固着されたままである。
【0073】
図9乃至図12を参照しつつ説明する切削工具180を使用して隣接する椎骨の端板を準備した後、次に、本発明によるスペーサを椎間板空間内に挿入することができる。切削工具180は、切削ヘッド部182と、長手方向軸186を画成する軸184と、ハンドル係合部分188とを備えている。
【0074】
切削ヘッド部182は軸184の末端に取り付けられている。切削ヘッド部182は、長手方向軸186に対しほぼ平行に伸びる第一のアーム190及び第二のアーム192を備えている。対向した第一のアーム190及び第二のアーム192はほぼ平滑な2つの長手方向面202、204を備えている。面202、204は、椎間板空間内への切削ヘッド部182の挿入を容易にし得る形態とされており、また、距離Dだけ互いにほぼ分離されている。距離Dは、それぞれのスペーサの長手方向軸に対し直角に測定したときのスペーサ1内の開口部3の幅又はスペーサ80内の開口部88の幅とほぼ等しいように選ばれる。
【0075】
第一のアーム190及び第二のアーム192の各々は、第一の円弧状切刃部194及び反対側の第二の円弧状切刃部196を有している。このように、切削ヘッド部182は合計4つの切刃部を有している。第一の切刃部194及び第二の切刃部196はそれぞれスペーサ1、80の円弧状の上面及び下面にほぼ順応し得るような形態にて設けられている。更に、第一のアーム190及び第二のアーム192、それらに含まれる第一の切刃部194及び第二の切刃部196は、端板の生来の凹状の曲率をほぼ保持しつつ、隣接する椎骨V1、V2の対向する端板における皮質骨組織の一部分を切削し且つ除去し得るようにされている。切刃部194、196は、皮質縁部を切削することを回避し、好ましくは、骨端リングに近接する端板の前方部分及び後方部分を切削することを回避し得るように選んだ長さLを有している。このようにして、切削工具180にて準備したキャビティは、インプラント110内の移植片材料及び2つの椎骨の海綿状骨と接触する。インプラント110の支承面は皮質端板の開口部の端縁に隣接する位置に配置され且つ端板の他の部分と当接して強力な荷重支承関係を確立する。
【0076】
第一のアーム190及び第二のアーム192は、ほぼ対向しており且つ切削操作中に生じた骨の切屑を受け入れ得るようにその間にキャビティ198を画成する。切削作業から集められた骨の切屑は、スペーサ1、80の開口部3又は88内に保存し且つ充填して骨固定を促進することができる。第一のアーム190及び第二のアーム192の基端は軸184の末端に取り付ける。第一のアーム190及び第二のアーム192の他端は非切削部分200に取り付ける。
【0077】
切削ヘッド部182の非切削部分200は、第一のアーム190及び第二のアーム192の末端に固定する。好ましくは、非切削部分200は、長手方向軸に対し直角の第一の寸法が距離Dとほぼ等しく且つアーム194、196の面202、204とほぼ同程度に伸長するようにする。非切削部分200はまた、隣接する椎骨の対向した端板面から等しい距離だけ面202、204を整合させて隣接する椎骨から等しい量の皮質骨組織を除去し易いようにもされている。更に、非切削部分200は、隣接する椎骨の前方皮質骨面から皮質骨を除去するのを阻止し得るようにされている。非切削部分は、円筒状の当接部として図示されているが、本発明には代替的な形態も含まれることも理解される。かかる代替的な形態は球状、半球状、截頭円錐形等を含む。
【0078】
軸184はスリーブ206内に回転可能に受け入れられている。スリーブ206は、切刃部を椎間板空間内に挿入したとき、椎骨体に当接し得るようにされたストッパ208を備えている。好ましくは、ストッパ208は椎間板内部の過程及び関係する神経体との干渉を阻止し得るようにされている。1つの実施の形態において、ストッパ208は単一の椎骨体に係合し得るようにされている。
【0079】
ハンドル係合部分188が軸184の基端に取り付けられている。ハンドル係合部分188は軸184及び切削ヘッド部182の回転を容易にし得るように当該技術分野にて既知の多岐に亙るハンドル(図示せず)に解放可能に係合し得るようにされている。これと代替的に、切削工具180は軸184の基端に固定状態に取り付けられたハンドルを含むことが可能であることが理解される。
【0080】
次に、本発明の脊椎の固定又は融合方法の非限定的な色々な実施の形態に関して、図11及び図12を参照しつつ説明する。1つの方法は、(a)スペーサ1及び(又は)80の埋込みを準備すべく椎骨V1、V2を工具180にて切削することと、(b)スペーサ1及び(又は)80を椎骨体V1´、V2´の間に挿入することとを特徴としている。2つの椎骨を共に融合する別の詳細な方法を次の手順に関して説明する。
【0081】
外科医は既知の外科的技術を使用して融合させること必要とする椎骨を露出させる。次に、外科医はその方法が腰椎領域内で行われるならば、硬膜スリーブを分離して骨髄の伸長部を形成し、次に、椎間板切開法を行って、椎間板空間内でスペーサに対する空間を提供する。スペーサを後方から挿入する場合、外科医は当該技術分野にて既知の2つの伸延器を後側(後方)から2つの椎骨体V1、V2の間に挿入する。伸延器は椎間板切開法により形成されたキャビティに対し横方向に挿入し、次に、90°回転させて椎骨体を引き離し且つ椎間板空間の高さを回復することができる。前湾角度が所望であるならば、伸延器は所望の角度を確立することを目的とするテーパー付き面を含むことができる。次に、伸延器の1つを除去する。次に、外科医は、切削工具180を椎骨体V1、V2の間に挿入し、面202、204が図11に図示するように、椎骨端板と接触するようにする。切削ヘッド部182が皮質端板の中央領域内に正確に配置されたとき、ストッパ208は椎骨体V1又はV2の外面に当接し、非切削部分200は椎骨体V1、V2の内側皮質骨壁に近接する。次に、外科医はハンドル188を回し、切削ヘッド部182が長手方向軸186の周りで回転するようにする。典型的に、外科医はハンドル188を僅かな回転角度だけ回して切刃部194、196を隣接する端板の皮質骨と係合させ、次に、方向変更して揺動による切削動作を生じさせる。この切削動作は、所望の又は適正な量の椎骨端板が除去される迄、続ける。非切削部分200が隣接する椎骨V1、V2の内側皮質骨部分の間に正確に配置されたとき、第一の切刃部194及び第二の切刃部196は端板244、246を等しく切削する。このことは、椎骨端板244、246の双方への開口部を形成し、前方から後方方向に且つ横方向に向けた両方向凹状である凹部を切り込むことになる。好ましい実施の形態において、開口部の最大の横方向寸法は、スペーサ1の開口部3又はスペーサ80の開口部88に等しいように選ばれる。端板246、248の他の部分は非切削部分200及び非回転軸206に当接する。皮質骨の切削により発生された骨の切屑は第一のアーム190と第二のアーム192との間のキャビティ198内に受け入れられる。次に、外科医は、切削工具180を椎間板空間から引出す。次に、キャビティ198内に残る骨の切屑を集め且つスペーサ1又は80内に充填することができる。次に、外科医は、その前に骨形成材料又は骨の切屑の何れかが充填されたスペーサ1(又はスペーサ80)を椎骨体V1、V2の後方から端板244、246の間に埋込む。スペーサ1は次にように配置する、すなわち、円弧状の上面24及び下面26が端板244、246の切削部分に隣接して係合する一方、端板244、246の皮質縁部に隣接する他の非切削部分が支承面8、8´、9、9´に当接するように配置する。次に、外科医は、第二の伸延器を除去し、その前の手順を繰り返して第二のスペーサ1を第一のスペーサ1に対しほぼ平行な位置に配置することにより、その第二のスペーサ1(又は80)を取り付ける。
【0082】
図13には、スペーサ1が隣接する椎骨W2、W3の間に配置された状態で脊椎の一部分の横断側面図が図示されている。この図面から、スペーサ1は椎間板空間内に緊密に嵌ることが理解できる。上面24及び下面26はその長手方向全長にほぼ沿って対向する端板に接触する。支承面8、8´、9、9´は、個々の椎骨の骨端リング構造体に当接し且つ該リング構造体を支持する。
【0083】
図14には、腰椎骨220の上方端板のプロフィールにわたって一対のスペーサ1、1´を両横方向から配置する状態が図示されている。スペーサ1の基準線222で示した長手方向寸法は、端板を横断して伸び且つ支承面8、8´、9、9´を骨端リング226に対向する位置に配置するのに十分な長さを有する空間を提供し得るように選ばれる。
【0084】
その他の実施の形態において、当該技術分野の当業者に案出されるように、上述した段階は、変更、削除、組み合わせ、反復又は順序の変更が可能であると考えられる。非限定的な一例として、本発明による方法は、本発明の埋込みによって固定すべく脊椎を準備するため1つ又はより多数の異なる工具を利用することができる。別の例において、本発明の工具は、外科処置部分をインプラント用に準備するために利用することができる。
【0085】
本発明を図面に示し且つ上記の説明にて詳細に記述したが、これは単に一例であり、その特徴を限定するのもではないとみなすべきであり、好ましい実施の形態のみを図示し且つ説明したものであり、本発明の精神の範囲に属する全ての変更及び改変例を保護することを望むものであることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による椎骨間スペーサの1つの実施の形態の斜視図である。
【図2】 図1のスペーサの側面図である。
【図3】 図1の椎骨間スペーサの端面図である。
【図4】 図2の横断線4−4に沿った図1の椎骨間スペーサの断面図である。
【図5】 図4の横断線5−5に沿った図1の椎骨間スペーサの断面図である。
【図6】 図1の椎骨間スペーサの第二の端面図である。
【図7】 本発明によるスペーサの1つの代替的な実施の形態の斜視図である。
【図8】 本発明と共に使用されるスペーサホルダの斜視図である。
【図9】 本発明による切削工具の1つの実施の形態の斜視図である。
【図10】 図9に図示した切削工具のヘッド部の部分斜視図である。
【図11】 椎間板空間内に受け入れられた図9のカッターの一部分を示す部分断面図とした側面図である。
【図12】 図11の椎間板空間内で90°回転させた図9のカッターの一部分を示す部分断面図とした側面図である。
【図13】 隣接する一対の椎骨の間に椎骨間スペーサが配置された脊柱の一部分のある型式の断面側面図である。
【図14】 本発明による一対のスペーサを両横方向から配置する状態を示す腰椎椎骨の上方端板の頂面図である。
[0001]
[ Technical field ]
The present invention relates to an intervertebral spacer for treating spinal deformities. More preferably, the present invention relates to a metal or synthetic intervertebral spacer for embedding in a disc space prepared to promote spinal fusion and maintain the desired disc space height and / or spine orientation. Is.
[0002]
[ Background of the Invention ]
For degenerated, diseased or other damaged spines and vertebrae, all or part of the intervertebral disc is removed and an implant such as a spinal spacer is inserted into the intervertebral disc space to ensure normal disc height and spine It is known to treat these defects by restoring their orientation and repairing spinal defects. If desired, osteogenic material can also be embedded in the intervertebral space to facilitate joint fixation or promote spinal fusion between two vertebrae adjacent to the intervertebral space. A spacer selected to provide a cavity for receiving the bone forming material is formed.
[0003]
The spinal column exerts a very high force on the individual vertebrae and, consequently, on all implants implanted between the vertebrae. In the case of vertebrae that are poor or diseased, bone tissue at the center of the endplate, where the vertebral body is usually covered only by a thin cortical bone layer, is often weakened. The strength and completeness of the end plates can be compromised. Spacers inserted between these weakened bone tissues can sink or sink into the vertebral body. As a result, the desired disc space height cannot be maintained and the patient feels severe pain.
[0004]
In addition, it is recommended to perform an arthrodesis or fusion procedure on adjacent vertebrae to treat damaged intervertebral discs or diseased vertebrae. A spinal implant is typically made of a metal such as titanium or surgical steel. Although the choice of implant morphology and composition depends on a variety of conditions, it is often desirable to choose a material that does not stress shield bone ingrowth in the case of arthrodesis. While titanium and surgical steel provide the necessary strength to maintain accurate disc space height and orientation, these materials have been found to stress shield bone. Bone and the material obtained from bone can provide an acceptable material with similar strength and compressibility to native bone tissue. However, appropriate donor bone is rare. Strict adherence to further extensive testing and sterilization processes that can minimize the risk of transmission of actual or possible infections from donors to recipients.
[0005]
Next, the current technical state of the related art will be described.
Vertebral implants are described in International Application WO-95 / 08306, issued to Beckers (US Pat. No. 5,888,224). The intervertebral implant is made of titanium or a titanium alloy material, has a narrower width than its height, and has an elongated body with an essentially lens-shaped feature with or without an internal cavity. Implanting an implant requires distracting adjacent vertebral bodies, inserting the implant, and then rotating the implant about its longitudinal axis.
[0006]
Another vertebral implant is described in U.S. Pat. No. 4,834,757 issued to Brantigan. The vertebral implant has a parallelogram shape and has an outer surface completely covered with a protrusion or ridge embedded in a passage cut into the endplate.
[0007]
Intervertebral implants are described in international application WO 96/27348 (US Pat. No. 6,059,829) issued to Schlapfer et al. This implant basically consists of a frame around an internal cavity and comprises a longitudinal side wall with a hole portion therethrough. The frame is open without restriction at the top and bottom. The top and bottom surfaces are convex and connect the longitudinal side walls and the two end walls of the frame at sharp edges.
[0008]
Another implant is described in French patent 7/10664 issued to Liu et al. The metal implant includes an upper surface and a lower surface having a pair of protrusions that cut into the bone tissue of the opposing vertebral bodies and extend vertically from the upper and lower surfaces to pierce the bone tissue. The upper and lower surfaces also include multiple pairs of opposing bearing surfaces that contact the cortical bone portion of the vertebral body.
[0009]
In view of the above-mentioned problems of treating spinal defects, treatment of damaged or diseased spinal columns, improved implants, selection of appropriate materials from which implants can be formed, bones between adjacent vertebrae There is a constant need in the relevant fields for technological development, including the choice of methods to promote fusion. The present invention is such a technical development and provides a variety of advantages and advantages.
[0010]
[ Disclosure of the invention ]
The present invention relates to an intervertebral spacer, a method for manufacturing the same, and a method for using the same. The various aspects of the present invention are novel, non-obvious and offer various advantages. Although the actual nature of the invention described herein can be understood only by reference to the claims, specific features and actions are characteristic of the preferred embodiments disclosed herein. The part will be briefly described below.
[0011]
The present invention provides an intervertebral implant or spacer that is embedded within a prepared disc space. The intervertebral spacer can be made of metal or non-metallic materials such as polymeric materials, ceramic materials or reinforced composites. In one form, the intervertebral spacer includes an elongated body having an internal cavity. The cavity can act as a reservoir for osteogenic or spongy bone material so as to facilitate spinal fusion of vertebral bodies adjacent to the disc space. The spacer body is bounded by two longitudinal walls or side walls, and is bounded by two front walls or end walls arranged to face each other. Upper and lower surfaces extend laterally between the longitudinal walls. The top and bottom surfaces include openings into the internal cavities. An edge surface extending in the transverse direction of the end wall and the longitudinal wall defines a contact surface or bearing surface.
[0012]
In one preferred embodiment, the opposing front or end walls are formed thicker than the opposing pair of longitudinal walls, thereby extending the width of the cross edge extension surface. The cross end face is preferably formed as an integral part of the opposing end walls.
[0013]
In another form, the present invention provides an intervertebral spacer that is provided for implantation within an intervertebral disc space between adjacent vertebrae. The spacer includes an elongate body defining a longitudinal axis and at least one tissue receiving groove extending transversely to the longitudinal axis. The spacer is a cavity bounded by a first end wall and an opposite second end wall, the first end wall being opposite to the first bearing surface. A cavity defining a second bearing surface, a second end wall defining a third bearing surface and an opposite fourth bearing surface, a first end wall and a second An upper surface extending between the end wall of the first vertebrae and having an arcuate portion adapted to abut against the lower end plate of the first vertebra, the first end wall and the second end And a lower surface having an arcuate portion adapted to contact the upper end plate of the second vertebra. In a preferred embodiment, the first and second end walls have a first thickness that is greater than either the longitudinal wall thickness or the top and bottom surface thicknesses as measured along the longitudinal axis. have.
[0014]
In another form, the present invention provides a spacer that facilitates fusion between adjacent vertebrae. The spacer includes an elongated body having a through-opening that defines a longitudinal axis and extends transversely to the longitudinal axis. The main body includes a first support end wall that ends the main body at a first end, and an opposite second support end wall that ends the main body at a second end. The first and second support end walls are disposed generally transverse to the longitudinal axis and are adapted to abut against cortical bone tissue within opposing endplates of adjacent vertebrae; An opposite second side wall interconnects the first support wall and the second support wall, and the body includes at least one tissue receiving groove extending from the first side wall to the second side wall.
[0015]
In a preferred embodiment, the intervertebral spacer includes an end wall that is thicker than the longitudinal wall. The end wall ends with a cross edge or peripheral surface extending transversely to the longitudinal wall. The peripheral surface is wider than the cross edge surface of the longitudinal wall. The peripheral surface provides a wide contact or support surface that abuts the cortical portion of the adjacent vertebral body as seen within or around the cortical ring or epiphyseal ring structure. Cortical bone tissue is harder and / or denser than cancellous bone or sponge-like tissue found inside the vertebrae. The harder cortical bone tissue provides sufficient strength to transmit biomechanical forces applied to the spinal column to the spacer. The wide bearing surface or contact surface of the spacer can resist biomechanical forces and prevent the settlement of the implant into the vertebral body. This provides a spacer that can safely and permanently support the spinal column during normal patient activity and / or recommended motion.
[0016]
The longitudinal wall of the spacer can be narrow with a cross-sectional dimension measured perpendicular to the longitudinal axis. The spacer can be manufactured to minimize the longitudinal wall thickness but provide the necessary compressive strength to maintain the desired disc space height and orientation. This will provide a spacer having an enlarged cavity compared to an implant having a thicker longitudinal wall. Larger cavities can accommodate larger amounts of osteogenic material. On the other hand, this increases the success rate of spinal fusion and ultimately provides a stronger and more stable bone bridge between adjacent vertebrae.
[0017]
The wide edge contact or bearing surface of the spacer supports most of the biochemical forces applied by the spinal column, so that a portion of cortical tissue can be removed from the vertebra endplate to expose the cancellous or spongy tissue. It is possible to remove. The implant is placed in the disc space and allows intimate contact between the bone forming material in the cavity and the exposed bone tissue of the opposite vertebra. This has the advantage of promoting vertebral arthrodesis.
[0018]
Furthermore, an integral implant design can be provided with minimal or no protrusions or protrusions extending from its outer surface. In one embodiment, the outer surface of the end wall is provided with a circular shape or a rounded edge on the outside. Furthermore, the edges where the longitudinal walls meet the upper and lower surfaces can be chamfered, beveled or rounded on the outside. These edges are easily mounted in the disc space prepared with the spacers formed without the risk of any protrusions, right-angled parts, edges, etc. tearing or biting into the surrounding tissue Which provides the advantage of minimizing accidental injury to adjacent tissue.
[0019]
The spacer has an internal cavity that functions as a reservoir for bone forming material. It is desirable to provide large internal cavities that allow large bone bridges or new bone growth to be achieved between adjacent vertebrae. In one form, the cavity can be provided to have a shape that substantially corresponds to the shape of the outer surface of the spacer. Thus, in one form, the basic internal shape of the cavity is also box-shaped and its dimensions are similar to the external dimensions of the body. Alternatively, the cavity may have a height that varies along the longitudinal axis. In the case of a wedge-shaped spacer, the internal dimensions of the cavity can also provide a wedge-shaped hollow interior. Similarly, when the outer profile of the spacer is generally lens-shaped, the inner chamber can be similarly lens-shaped. The internal cavity can be made larger in the present invention by reducing the thickness of either the longitudinal wall, the top wall, the bottom wall, or both. This can be achieved by making the end walls that support the biomechanical stress exerted by the spinal column a significant thickness. In another form, the height of the cavity is substantially uniform along the longitudinal direction to facilitate uniform loading of the osteogenic material within the cavity. In yet another form, the cavity cross-sectional area, measured in a plane approximately perpendicular to the longitudinal wall, is equal to or greater than the cross-sectional area of both the top and bottom openings of the spacer.
[0020]
The spacers can also be mass-produced efficiently, economically and easily while guaranteeing high quality over very specific tolerances regarding outer dimensions, compressibility and elastic modulus. The number of steps required to manufacture the spacer is significantly reduced, in particular the machining process and the milling operation are reduced. Small designs for implants include metal materials, synthetic materials, polymeric materials, ceramic materials, and a variety of materials such as composite materials including reinforcing materials, ie glass, fiber and / or carbon fiber reinforced material (CFRP). Often it is possible to provide the spacer body in a recurring material. These preferred materials for producing the spacers of the present invention reduce costs, extend the useful life and provide superior physiological compatibility. The material can be selected to be either a substantially permanent material, a biodegradable material or a bioerodible material. In addition, the spacer material can be provided to be radiopaque to facilitate monitoring bone ingrowth between the interior of the implant and the opposing endplates of adjacent vertebrae.
[0021]
The basic body has at least one groove. Preferably, at least one groove is formed in each of the transversely extending surfaces of the end wall. The grooves can extend laterally across the entire width direction of the spacer body. The groove can be easily formed as an integral working part in the implant body. The grooves can provide sufficient resistance to extrusion and / or movement within the disc space. Furthermore, the groove does not interfere with the penetration of the spacer into the disc space. The groove including the upper edge is located on the same plane as or below the outer surface of the spacer and extends inward. After the spacer is implanted in the prepared disc space, the spacer can be kept in the desired position by the pressure applied to the spacer by the spine. Push the tissue into the groove. Bone material serves to fill the spacer grooves and secure the position of the spacer within the disc space. The groove can also be engaged by bone tissue proximate to the epiphyseal ring under compressible biomechanical force applied by the spinal column to the contact surface of the implant.
[0022]
Furthermore, the outer surface of the spacer can include an anti-extrusion structure or working portion, but this is not essential. Such working parts include ridges and the like. These working parts can be provided through the milling and / or machining or shaping of the spacers. The anti-extrusion action portion prevents the implant from protruding from the disc space and / or prevents unwanted movement within the disc space. The entire outer surface of the implant can be roughened so that the surrounding tissue can engage or mechanically interlock with the roughened outer surface of the spacer.
[0023]
The longitudinal walls of the spacer are preferably formed to be substantially planar and parallel to each other. This provides significant advantages with respect to implant placement within the disc space, as will be described below. The thickness of the longitudinal wall can be chosen to be substantially less than the thickness of the end wall. For example, the thickness of the longitudinal wall perpendicular to the longitudinal axis can be one half of the end wall thickness measured substantially parallel to the longitudinal axis. More preferably, the longitudinal wall thickness ranges from about 0.5 to 0.4 times the end wall thickness. This ratio of other longitudinal wall thicknesses to end wall thicknesses is sufficient to accept the osteogenic material and yet provide a spacer that can support mechanical loads applied from the spinal column. A spacer having a sufficient internal cavity is provided.
[0024]
In selected embodiments, the spacer can be provided to have a generally convex shape. This can be achieved by providing upper and lower edges having a convex shape with respect to the longitudinal wall. The upper and lower surfaces of the longitudinal wall can have a maximum height disposed between the first end wall and the second end wall. In one form, a convex portion can be provided to engage within the natural concave surface portion of the opposing endplate. This shape has the advantage that a spacer can be easily attached to each vertebral endplate without requiring any previous machining or cutting process on the endplate.
[0025]
In other embodiments, the longitudinal wall defines a lordotic profile. In this configuration, the shape of the longitudinal wall is such that it can provide a spacer that conforms to the desired degree of lordosis or natural curvature of the spine.
[0026]
Both the top and bottom surfaces define an opening into the internal cavity. These openings ensure that the osteogenic material in the internal cavity contacts the bone tissue in the opposing vertebral endplate. Preferably, the top and bottom surfaces provide openings that are approximately the same as or corresponding to the cross-sectional area of the internal cavity. This makes it possible to maximize the degree of contact between the included osteogenic material and the opposing end plate.
[0027]
Preferably, an opening is formed in each of the two longitudinal walls so as to provide access to the internal cavity. This also allows blood and nutrients to penetrate laterally into the cavity holding the bone forming material. In addition, the lateral openings promote bone growth around the spacers between adjacent pairs of bone forming material, facilitating fusion of the spine from all lateral and vertical sides. Is acceptable. In a preferred embodiment, each longitudinal wall includes at least one large opening into the internal cavity. It will be appreciated that smaller openings may be formed in the longitudinal wall, each allowing access to the internal chamber. Preferably, each small opening has a small diameter compared to the height of the longitudinal wall. Preferably, a maximum of two large through holes are formed for each longitudinal wall. The diameter of each of the two large through holes corresponds to about one-half of the height of the longitudinal wall.
[0028]
It is preferable that the spacer main body includes a tool engaging portion provided at the rear end wall, for example, at one end of the spacer holder. Preferably, the tool engaging portion comprises an outer opening or hole formed in the middle of the rear end wall of the main body. The opening can have a threaded interior to accept a threaded pin or stud of the corresponding tool, but this is not essential. The tool engaging portion may also include a pair of opposed grooves formed in the lateral direction of the opening. The opening is arranged in line with the groove extending in the lateral direction. In a preferred form, the rear wall is substantially free of any further protrusions or shoulders. The mating portion of the tool can also include an intermediate position pin and an outwardly extending blade that engages a lateral groove formed in the end wall of the spacer. The pin can be engaged within the opening in the end wall and can be used to facilitate alignment of the spacer while securely securing and inserting the spacer into the tool. Alternatively, the tool may include a pair of opposing arms that can be opened and closed so that the spacer can be secured or gripped along a portion or top and bottom surfaces of opposing longitudinal walls. Preferably, the tool engaging portion is formed so that the spacer can be firmly attached to the tool in a relatively simple manner so that the tool can be used both as a spacer holding tool and as a penetration spacer into the disc space. To be.
[0029]
The vertebral implant according to the present invention preferably comprises the following mechanical properties.
Static compression resistance in the height direction perpendicular to the longitudinal axis: about 15,000 N or more
Fatigue strength corresponding to this compression resistance: about 5,000 N or more
Implant torsional resistance in the longitudinal direction (torque inside (surrounding)): about 4 Nm or more
The spacers described above can be made from a wide variety of materials including metallic materials, synthetic organic materials, composites, ceramics and metals. Preferably, the implant is made of a synthetic non-metallic material. The implant of the present invention can be a nearly permanent implant that does not readily biodegrade. These implants can often remain in the intervertebral space and are incorporated into bone tissue. Alternatively, the implant may be biodegraded and substantially replaced by bone tissue.
[0030]
Examples of non-biodegradable polymer systems or low polymer materials include polyacrylates, polyethers, polyketones, polyurethanes and copolymers, alloys thereof and mixtures thereof. The use of the term copolymer is intended to include polymers formed with two or more characteristic repeating monomer units within the scope of the present invention. Such copolymers can include random copolymers, graft copolymers, block copolymers, radial blocks, diblocks, triblock copolymers, alternating copolymers, and periodic copolymers. Specific examples of non-biodegradable polymeric materials are: poly (vinyl chloride) (PVC); poly (methyl (meth) acrylate); acrylic, polyamide; polycarbonate; polyester; polyethylene terephthalate; And UHMWPE (ultra high molecular weight polyethylene); polyurethane; polyether, ie, epoxide; poly (ether ketone) (PEK), poly (ether ether ketone) (PEEK), poly (aryl ether ketone) (PAEK), and poly (ether) Ether ketone) (PEEKEK). A wide variety of suitable poly (ether-co-ketone) materials are commercially available.
[0031]
Alternatively, the implants of the present invention may be formed from materials that are either biodegradable or bioabsorbable. Typically, the biodegradable material is a polymeric material or a low polymer material, and the monomers are often connected via amide linkages as observed in poly (amino acids). It is also desirable to provide a biodegradable material (often referred to as creeping replacement) that degrades at a rate commensurate with the bone ingrowth characteristics of bone fusion when the implant is formed of a biodegradable material. It is more preferred to choose a biodegradable material that will remain in position and provide sufficient biomechanical support for the spine even after the bone bridge has grown and formed through the through-hole of the implant. . If an appropriate synthetic material is selected, the biodegradation rate of the implant can be changed. The biodegradation rate of the selected material can be further modified, for example, by increasing the degree of polymerization and / or increasing the degree of cross-linking between polymer chains can slow down the degradation rate. it can. Furthermore, it is not intended to limit the preferred materials only to substances that are partially or completely resorbed into the body. Substances that can decompose and ultimately drain from the body are intended to be included within the scope of the present invention.
[0032]
Examples of biodegradable polymers used with the present invention are poly (amino acids), polyanhydrides, polycaprolactones, polyorthoesters, polylactic acid, poly (lactide-co-glycolides), ie D, L of these components. And a copolymer of lactic acid and glycolic acid containing any of the D / L isomers. An example of a preferred biodegradable polymer for use with the present invention is a 70:30 poly (L, DL) copolymer commercially available from Boehringer Ingelheim.
[0033]
A particularly advantageous advantage provided by the present invention is that it is easy to produce suitable synthetic spacers. Spacers made of polymerized, low polymerized and composite materials can be manufactured using known manufacturing techniques, including extrusion, injection molding and blow molding. Further, the selected polymeric material is typically provided by the vendor in a form that can be readily molded and / or molded at high temperatures. A copolymer of D / L lactate is one specific example. This material can be obtained in a wide variety of forms including pellets or grains, plates, ingots. The material can be molded at a temperature of about 55 ° C. or higher so as to provide an implant of the desired shape and size. This material can be repeatedly heated to the required profile without any noticeable change in the material, ie its chemistry. In addition, the material can be easily cut using a cautery method so that the spacer easily adapts to the surface morphology of the bone. Even at low cautery temperatures, the material can be cut or shaped during the process.
[0034]
Examples of metallic materials include any metals and metal alloys that are known to be suitable for implantation in the body of animals, including humans. Examples include titanium, titanium alloys, and surgical steel.
[0035]
Specific examples of ceramic materials used with the present invention include glass, calcium phosphate, alumina, zirconia, apatite, hydroxyapatite and mixtures of these materials.
[0036]
Composite materials can also be used with the present invention. The composite can combine two or more of the desired materials so as to form an embedded spacer body. Examples of composites include reinforced ceramic, glass or polymeric materials. Preferred composites include fiber reinforced materials such as glass or carbon fiber reinforced organic polymers.
[0037]
The carbon fiber vertebra spacer of the present invention can be manufactured according to the following method. A fiber composite such as glass or carbon fiber composite (GFRP or CFRP, respectively) is first immersed in a liquid plastic, in particular a resin material such as an epoxy resin. The soaked fibers are wound on a winding mandrel as bundled fibers, particularly using a filament winding method. Thereafter, the plastic is cured. This is best done with a controlled temperature treatment. The wound material is formed into a simple rod-like shape, after which the elongated base body formed is provided with a cavity having a size and shape corresponding to the external form of the wound material. Since the end dimensions of the cavities are already formed of the winding material, some machining of the restrictive wall inner surface surrounding the cavities is required, but little is required. The soaked fiber material is wound on a winding mandrel until the body to be formed has an external dimension equal to or slightly less than the desired final dimension. Preferably, the soaked fiber is wound on a mandrel until the body to be formed reaches at least a selected minimum wall thickness relative to the maximum thickness wall or end wall so that subsequent machining steps are minimized. .
[0038]
The wound spacer body is machined according to the following steps. The wound mandrel is replaced with a receiving mandrel for centering within the chucking device so that the basic body can be precisely machined. The outside of the base body is machined to an intermediate configuration having an outer dimension that is smaller than the desired final dimension. Preferably, each of the surfaces of the intermediate form is smaller than the final form by an approximately equal amount. In other words, the basic body is machined so as to be in an intermediate form that substantially corresponds to the final form and is merely a miniaturized one. This intermediate form is in a compact form so that as little as possible material needs to be machined during the final machining process. Preferably, the winding / machining process provides an intermediate spacer having an outer dimension of about 90-98%, more preferably 95% of the final base body outer dimension.
[0039]
It should be understood that in the final form some walls are thicker than others so that the base body does not roll to the final dimensions on each outer surface. The chosen surface requires additional plastic to be wrapped around the mandrel. Milling, crushing and / or polishing methods are possible machining methods. During previous machining steps, different wall thicknesses of the longitudinal wall and the front wall are pre-formed in the spacer body by corresponding machining from a selected outer part of the basic body.
[0040]
In the next step, additional fibers are impregnated with resin and wound around the machined intermediate cavity body to form the sides to the desired thickness. The basic body that is formed approximates the desired outer dimensions. That is, the fiber and resin material are wrapped around the base body until the base body reaches at least the outer dimensions for each surface dimension of the implant. After re-inserting the winding mandrel, a second winding step is performed. In the last step, the basic body reaches its final outer dimension. With respect to the performance of the materials fiber and resin, this second machining step corresponds to the first machining step.
[0041]
This method provides a closed path of fibers on both the inner and outer surfaces of the spacer, taking full advantage of the strength enhancing properties of the fiber material. A completely closed independent path of the fiber is realized on the inner surfaces defining the cavities, since these surfaces are not machined after the winding process. Since two winding steps are used to manufacture the basic body, only a small amount of material has to be removed from the basic body after the second machining step. In this final machining step, few, if any, fibers are cut in the outer fiber winding. This form of the main roll in the wound state of the fiber is kept almost untouched.
[0042]
Optionally, in addition to the cavity, the base body is formed with holes and grooves by a corresponding machining process after the second winding process and after the plastic has hardened. In the vertebral implant according to the invention, these are the longitudinal and anterior wall through-holes, the receiving means groove, the free-edge surface groove extending in the transverse direction of the anterior wall.
[0043]
This method only provides a very stable vertebral implant from fiber reinforced material at low cost. Furthermore, the fibers can be oriented to wind in various directions, either in a single direction or alternatively.
[0044]
Alternatively, an implant formed of a fiber composite material can saturate individual fibers or fiber bundles with a resin, such as the polymeric material described above, and draw the resin saturated fibers through a die, It may be fabricated using a pultrusion process by providing the desired implant profile. The formed implant can be machined to a final configuration including a threaded outer surface, a chamfered surface and an opening, as described above. The implant produced by the pultrusion method as a whole has the fibers oriented in the same direction, for example, either axial or longitudinal.
[0045]
In yet another method, fiber reinforced composites can be fabricated using chopped fibers (or short fibers) embedded within a curable resin, such as, for example, one or more of the polymers described above. . The chopped fiber reinforced material can be cured, shaped and / or extruded according to techniques known in the art.
[0046]
The osteogenic composition used in the present invention can be obtained from other parts of the patient's body, such as, for example, cancellous bone in the vertebrae or other bone structures such as the tip of the iliac bone. In other embodiments, the osteogenic material can include a therapeutically effective amount of bone morphogenetic protein in a pharmaceutically acceptable carrier. Preferred osteoinductive factors include, but are not limited to, recombinant human bone morphogenetic proteins (rhBMPs) because these proteins can be supplied without limitation and do not transmit infectious diseases. Most preferably, the bone morphogenetic protein is rhBMP-2, rhBMP-4 or a heterodimer thereof. The concentration of rhBMP-2 is generally in the range of 0.4 mg / ml to about 1.5 mg / ml, preferably about 1.5 mg / ml. However, it is contemplated to use any bone morphogenetic protein, including bone morphogenetic proteins identified as BMP-1 through BMP-13. BMP is available from Genetics Institute, Inc. of Cambridge, Massachusetts and is produced by those skilled in the art as described in the following US patents: I can do it. US Pat. No. 5,187,076 to Wozney et al., US Pat. No. 5,366,875 to Warsney et al., US Pat. No. 4,877,864 to Wang et al. US Patent No. 5,108,922 to Wang et al., US Patent No. 5,116,738 to Wang et al., US Patent No. 5,013,649 to Wang et al., US Patent No. to Warsney et al. No. 5,106,748, International Patent Application WO 93/00432 to Warsney et al., International Patent Application WO 94/26893 to Celeste et al., And International Patent Application WO 94/26892 to Celeste et al. It is contemplated to use all osteoinductive factors, whether obtained as described above or isolated from bone. Methods for isolating bone morphogenetic proteins from bone are described in U.S. Pat. No. 4,294,753 to Urist and Ulist et al., 1984 81PNAS371.
[0047]
The selection of the carrier material for the osteogenic material is based on the desired application, biocompatibility, biodegradability and interface properties. The bone growth inducing composition can be introduced into the bone material pores by any suitable method. For example, the composition can be injected into the spacer space. Preferably, the osteogenic factor that is BMP is provided in lyophilized form and in a pharmaceutically acceptable liquid or gel carrier such as sterile water, physiological saline or any other suitable carrier. Be able to return to liquid. The carrier can be any suitable medium for supplying the protein to the implant. Preferably, the medium is assisted by a buffer solution as is known in the art. In one particular embodiment of the invention, rhBMP-2 is suspended or mixed in a carrier such as water, saline, liquid collagen or injectable bicalcium phosphate. In one most preferred embodiment, BMP is delivered into the pores of the graft and then lyophilized or freeze dried. The graft-BMP composition can then be frozen for storage and transport. Alternatively, osteoinductive protein may be added during surgery.
[0048]
Other osteoinductive protein carriers can be used to supply the protein. The protein carrier includes calcium sulfate, polylactic acid, polyanhydride, collagen, calcium phosphate, polymerized acrylic ester and demineralized bone. The carrier can be any suitable carrier that can supply protein. Most preferably, the carrier can be finally absorbed into the body. One preferred carrier is an absorptive collagen sponge sold by Integra LifeSciences Corporation under the name Ablistable Collagen Hemostatic Agent. It is. Another preferred carrier is an open cell polylactic acid polymer (OPLA). Other possible materials for the composition are biodegradable and chemically defined calcium sulfate, calcium phosphate such as tricalcium phosphate (TCP), and hydroxyapatite (HA), and also injectable Bicalcium phosphate (BCP) and polyanhydrides may be included. Other possible materials are those that are biodegradable and biologically obtainable, such as bone or dermal collagen. Further materials consist of pure proteins or extracellular matrix components. The osteoinductive material can also be a mixture of BMP and a polymeric acrylate carrier such as polymethylmethacrylate.
[0049]
One carrier is a biphasic calcium phosphate ceramic.
Hydroxyapatite // tricalcium phosphate ceramic is preferred because of its desirable biological activity characteristics and degradation rate in vivo. The ratio of hydroxyapatite to tricalcium phosphate ranges from about 1:99 to about 65:35. It is conceivable to use a ceramic carrier of any size or shape that fits within a cavity defined in the spacer. The ceramic block is the French B.C. P. It is commercially available from the Sofamor Danek Group of 4-62180 Langhe-de-Flyers and France, 31100 Truse 132 Route d: Espagne's Bioland. Of course, a rectangular shape and other appropriate shapes are also conceivable. The osteoinductive factor is introduced into the carrier by any suitable method. For example, the carrier can be immersed in a solution containing the factor.
[0050]
In order to prevent the hand tool from sliding out of the spacer, the rear wall receiving means is preferably formed to function as a holding means. The hand tool can be provided with, for example, a clamp, by which the spacer is held in tension, for example by engaging the inside of the groove, connected to the hand tool as a unit to which the spacer is connected, It may be possible for the surgeon to be easily maneuverable so that the spacer can be accurately positioned at a desired location within the disc space. In order to more accurately determine the position of the spacer with respect to the hand tool, a second penetration is formed in which the spacer opening extends through the rear wall and at the other end of the spacer this opening is formed in the opposite front wall. Can be aligned with the hole. The corresponding pin or shaft of the hand tool can be extended through the first through hole and into the second through hole, so that the center of the spacer is on the hand tool. The through hole in the front side facilitates access to the spacer cavity so that tissue ingrowth from the front side into the spacer can be facilitated.
[0051]
The intervertebral spacer according to the present invention can be embedded in an intervertebral disc space prepared from a variety of directions, including posterior, lateral posterior, anterior and lateral anterior directions. Prepare the intervertebral disc space before embedding it. Typically, a partial or complete disc incision is performed. The end plate is preferably cut so that the cancellous bone tissue can be exposed. Preferably, only the portion of the endplate directly opposite the embedded spacer opening is cut or scraped to expose the underlying cancellous bone tissue. This preserves the integrity of the endplate as much as possible so as to minimize the extent of the embedded spacer sinking into the endplate tissue (a scraper / chisel suitable for use in the present invention). Filed on Oct. 10, 1999, the entire contents of which are incorporated herein by reference, the “Spinal Implant Method and Cutting Attachment Method and Spinal Implant Method and Cutting Tool to Install Implant”. Tool Preparation Accessing The Implant ”), which is described in US patent application Ser. No. 09 / 420,622). The upper and lower surfaces of each longitudinal wall can engage non-cut portions of the endplate, while the bearing surface of the spacer abuts the thicker cortical bone tissue proximate to the epiphyseal ring. This preparation involves cutting the cortical bone of the endplate to provide openings within the disc space, and cutting or removing portions of the cortical bone tissue of the endplate to expose the cancellous bone tissue. Can be included, but this is not essential. If necessary, the vertebrae are distracted to provide sufficient clearance between opposing cortical edges of adjacent vertebrae so that spacers can be inserted. Thereafter, the intervertebral spacer is inserted into the prepared intervertebral disc space so that the upper surface and the lower surface are in contact with the opposed end plates, respectively, while the openings on the upper and lower surfaces are opposed to the cut portions of the end plates. The bearing surface is adjacent to the inner surface of the cortical margin around the vertebral body. After insertion of the spacer into the disc space, the vertebral bodies can be compressed together to reduce the disc space if necessary or desired. By compressing the intervertebral disc space, the surface of one or more spacers can be embedded in the cortical bone of the endplate. In one embodiment, the upper and lower surfaces of the spacer are previously embedded in the portion of the end plate that has not been cut. In addition, pedicle screws, plates and / or spinal rods or any other known fixation devices and techniques can be used to maintain disc space separation and spine orientation.
[0052]
The present invention may be modified as devised by those skilled in the art. The methods embodied in the present invention may be altered, rearranged, replaced, deleted, duplicated, combined or otherwise as devised by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Can be added. In addition, the various steps, processes, procedures, techniques, aspects and operations in these methods can be modified, rearranged, replaced, deleted, duplicated or combined as devised by those skilled in the art. All publications, patents, and patent applications cited herein are specifically as if each of their respective publications, patents or patent applications were individually and individually cited for reference. It is incorporated herein by reference for reference.
[0053]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
For the purpose of promoting an understanding of the principles of the invention, reference will now be made to the embodiments illustrated herein and specific language will be used for the description. It will be understood, however, that this is not intended to limit the scope of the invention in any way. Any changes and further modifications in the described processes, systems or devices, and further applications of the principles of the invention described herein, as would normally be devised by those skilled in the art to which the invention pertains. It is thought that it can be embodied.
[0054]
1 to 5 show an intervertebral spacer 1 according to the present invention. The spacer 1 is formed by an elongated body 2 that defines a longitudinal axis. A cavity 3 is formed in the main body 2. The cavity 3 is surrounded by two longitudinal walls 4, 5 and two end walls 6, 7 (rear wall 6 and front wall 7). The cavity 3 is formed so as to be able to penetrate and extend in the height direction H of the main body 2, and has a long and narrow rectangular shape in which a semicircular shape is added to the front side of the same in the plan view. Is provided. The cavity 3 has the same plan view over the entire height of the implant and is thus formed in the basic body 2 without an undercut region. The end walls 6, 7 are formed to be thicker than the longitudinal walls 4, 5 over their respective wall surfaces. In the illustrated embodiment, the walls 6, 7 are provided around the cavity 3 to be about 2.5 times the thickness of the longitudinal limiting walls 4, 5. In this case, the thickness of the center of each wall is used as the associated wall thickness.
[0055]
The main body 2 has bearing surfaces 8, 8 ', 9, 9' formed by the cross edge surfaces of the end walls 6, 7, and the cross edge surfaces 8, 8 ', 9, 9' , Having a width wider than the respective cross end edge surfaces 10, 11 formed by the lateral end edge surfaces of the longitudinal walls 4, 5.
[0056]
The surfaces 8, 8 ′, 9, 9 ′ are continuously extended and have no stepped portions and protrusions so as to be a substantially smooth surface. As is apparent from FIG. 13, the surfaces 8, 8 ′, 9, 9 ′ function as a contact surface and / or a support surface for the vertebral body W, and substantially reduce the compression force generated between the adjacent vertebrae W. Full support. For this reason, the vertebral body W comprises a harder cortical bone material K in the outer region near the cortical edge structure, while a more flexible, spongy or sponge-like bone material S is present in the vertebral body W. Is utilized. In this case, the peripheral outer skin or cortical edge of the vertebra W which consists of cortical bone tissue and to which the walls 6, 7 of the spacer 1 are attached via the bearing surfaces 8, 8 ', 9, 9' is sufficiently stable. It is possible to support the compressive force along the longitudinal direction of the spinal column and to transmit the compressive force to the spacer 1 adjacent to the bearing surfaces 8, 8 ', 9, 9'.
[0057]
Further, FIG. 2 shows the main body 2 when viewed in the width direction B (or side view) thereof, that is, parallel to the bearing surfaces 8, 8 ′, 9, 9 ′. The upper surface 24 and the lower surface 26 have a biconvex shape in the longitudinal direction, and a maximum height H is provided between the first end portion 20 and the second end portion 22. In the illustrated embodiment, the maximum height H of the main body 2 is arranged at a position close to the front end edge 31 of the opening 32 on the upper surface 24 (see FIG. 1). The lens-shaped design of the body 2 that is formed allows the body to be placed within the disc space and to restore and / or maintain the desired disc space height. This configuration keeps the upper surface 24 and lower surface 26 in contact with the exposed endplates of the vertebrae. As a result, the bone-forming material in the cavity 3 is pressed against the spongy or sponge-like bone tissue of the vertebra and promotes bone fixation. Furthermore, since the main body 2 is matingly engaged with the natural concave portion of the end plate, the possibility of being pulled out backward is minimized.
[0058]
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the intersecting line 4-4, that is, when viewed perpendicular to the bearing surfaces 8, 8 ′, 9, 9 ′. The spacer 1 is provided as a substantially elongated rectangular body having a substantially planar longitudinal wall. The corner 12 of the rectangular first end 20 is rounded to provide a generally tapered profile at the first end 20 with respect to the body 2. The corner 12 has a radius of about 1/3 of the width of the spacer 1. As can be seen from FIGS. 1 and 3, the longitudinal and anterior edges of the implant 1 are rounded so that it can be streamlined to facilitate the insertion of the spacer 1 into the disc space. The front of the shape. As a result, the spacer 1 can be inserted into the intervertebral disc space with minimal risk of tissue damage.
[0059]
In one alternative embodiment, the peripheral edge of the opening 32 through the top surface 24 into the cavity 3 is not provided with an upwardly rounded edge, thus forming an acute edge. This sharp edge creates a minimal risk of damaging tissue during spacer installation. Unlike the longitudinal and front spacer edges, the overall lens shape of the spacer 1 is from a maximum height portion proximate the front end edge 31 of the opening 32 to a lower height portion proximate to the second end 22. The peripheral edge of the opening 32 is further inwardly directed toward the central longitudinal axis. The bearing surfaces 9, 9 ′ extend substantially parallel to the longitudinal central axis of the spacer 1 when viewed in the lateral direction of the spacer 1.
[0060]
The grooves 13, 13 ′ extend in the transverse direction with respect to the longitudinal axis in the width direction B of the spacer 1. Grooves 13/13 ′ are formed in each of the contact surfaces 8, 8 ′, 9, 9 ′. The grooves 13, 13 ′ are provided such that the sides thereof are triangular grooves or ridges forming angles 28, 30 of approximately 90 ° with each other. However, other groove shapes such as rectangular or U-shaped are possible. The compressive force W from the two vertebrae pushes the tissue into the groove 13/13 'and further fixes the spacer 1 in the disc space.
[0061]
A hand tool or operating tool receiving means 14 is provided at the rear end of the basic body 2 (as shown at the right end of FIGS. 1, 2, 4, 5 and 7). The receiving means 14 includes a through hole 15 formed in the middle of the rear wall 7. The through hole 15 can be formed so as to be able to engage with a corresponding part of the hand tool. Grooves 16, 16 'of the second end 22 extend laterally from the through hole 15 so that they can engage the blade of the hand tool.
[0062]
A second through hole 17 aligned with the hole 15 is formed in the middle of the first end 20 of the basic body 2. The pen extension or stud corresponding to the counterpart of the hand tool can be engaged through the hole 17 to set the center of the spacer 1 relative to the tool. Thereafter, the through holes 17 and holes 15 allow bone material to grow into the spacer from the front and back sides.
[0063]
In the embodiment according to FIG. 1, two openings 18, 19 are formed in each of the longitudinal walls 4, 5 of the cavity 3. In an alternative embodiment, more than one opening is formed in each of the longitudinal walls 4,5. The diameter of each of the through holes 18 and 19 is equal to about one half of the maximum height H of the spacer 1. Bone material can grow laterally in the through holes 18, 19 and anchor the spacer 1 in the disc space.
[0064]
FIG. 7 is a perspective view of another embodiment of a spacer 80 used in the present invention. Like the spacer 1, the spacer 80 includes an elongated basic body 82 that defines a longitudinal axis 84. The basic body 82 has a substantially biconvex lens shape profile defined by a lower surface 86 and an upper surface 87. The upper surface 87 and the lower surface 86 are provided with a plurality of grooves 104. In addition, the base body 82 has an internal cavity 88 surrounded by first and second longitudinal walls 90, 92 and end walls 94, 96, respectively. End walls 94, 96 have a thickness approximately along the longitudinal axis that is greater than the thickness of either the first longitudinal wall or the second longitudinal wall 92. Each of the further end walls 94, 96 includes a cross edge surface defining a bearing surface 98, 98 ', 100, 100'.
[0065]
A plurality of grooves 104 extend across the bearing surfaces 98, 98 ', 100, 100'. Further, although the chosen groove can extend across the upper and lower surfaces 87, 86 perpendicular to the longitudinal axis, this is not essential. The selected groove is interrupted by the peripheral edge 108 of the opening 110 in the cavity 88. In other respects, the groove 104 extends laterally across the base body 82 from the longitudinal wall 90 to the longitudinal wall 92. The groove 104 can be provided as a recess cut in the lower surface 86 and the upper surface 87. Furthermore, the groove 104 defines a cut portion having a uniform curvature on the upper surface 87 and the lower surface 86. The groove 104 is formed so as to be substantially wider between the land portions 106 than the depth of the lower surface 86 or 87 of the groove.
[0066]
In the illustrated embodiment, pairs or adjacent grooves 107, 109 are separated by lands 106. The land portion 106 is provided so as to be substantially flush with the upper surface 87 and the lower surface 86.
[0067]
The basic body 80 includes a smooth hole 112 formed in the end wall 96. The smooth hole 112 can be used to place the insertion instrument before gripping the longitudinal walls 90, 92.
[0068]
FIG. 8 is a perspective view of one embodiment of a spacer holder 150 used in the present invention. The spacer holder 150 has an elongate shaft having a first end 154 adapted to receive a handle and a second end 156 at the other end provided with a head 158 for securing a vertebral spacer. 152 is provided.
[0069]
The head portion 158 includes a spacer fixing portion 160 that fixes one end of a spacer (not shown). The fixed portion 160 is a substantially concave surface or a U-shaped surface. The bottom portion 162 is provided as either a flat surface or a slightly convex surface so that it can abut against the end wall of the spacer. A pair of opposing overhangs 164, 166 project longitudinally from the bottom portion 162 and are spaced apart from each other by a selected distance so that they can engage the opposite longitudinal wall of the included spacer. The bottom portion 162 and the overhang portions 164, 166 define a U-shaped cavity 167 adapted to fit into and engage the first end portion and portion or side of the spacer. The bottom portion 162, in combination with the overhangs 164, 166, engages the spacer on three sides, straddles the spacer within the head portion 158 and embeds it in the disc space laterally. To control.
[0070]
A pair of blades 168 and 170 extend inwardly into the cavity 167. One blade 168/170 is provided so as to protrude radially inward from each of the overhang portions 164, 166. The blades 168 and 170 are provided so as to engage with the grooves 16 and 16 ′ of the spacer 1. It will be appreciated that the blades 168, 170 may be omitted from the portion 160 so that alternative embodiments of spacers according to the present invention may be secured.
[0071]
Centering pin 172 projects from bottom portion 162 into U-shaped cavity 167. In the illustrated embodiment, the centering pin 172 includes a tube 174 having a movable shaft extension 176 received therein. Either one or both of the tube 174 and the shaft extension 176 can be provided with a male thread. When the male thread portion is provided, the shaft extension 176 is rotatably received in the outer shaft 152 toward the first end 154, at which the shaft extension is a thumb operating screw or Connected to or engaged with the wheel, allowing the shaft extension 176 to rotate to either be pulled out or extended through the tube 174. In one form, the shaft 152 has an internal thread, while the axial extension has an external thread so that the shaft 152 can be moved longitudinally.
[0072]
The head portion 158 also includes a depth stopper 178 that projects laterally at at least one side. A depth stopper 178 is provided to contact the cortical edge of the vertebra adjacent to the disc space and constrain further movement of the mounted spacer into the disc space. The surgeon secures the spacer with the spacer holder 150, penetrates the disc space, and once in the disc space, the surgeon can place the secured spacer at a desired location in the disc space. During this time, the spacer remains fixed to the spacer holder.
[0073]
After preparing the adjacent vertebral endplates using the cutting tool 180 described with reference to FIGS. 9-12, a spacer according to the present invention can then be inserted into the disc space. The cutting tool 180 includes a cutting head 182, a shaft 184 that defines a longitudinal axis 186, and a handle engagement portion 188.
[0074]
The cutting head portion 182 is attached to the end of the shaft 184. The cutting head portion 182 includes a first arm 190 and a second arm 192 that extend substantially parallel to the longitudinal axis 186. Opposing first arm 190 and second arm 192 include two substantially smooth longitudinal surfaces 202,204. The surfaces 202, 204 are configured to facilitate the insertion of the cutting head 182 into the disc space and are substantially separated from each other by a distance D. The distance D is selected to be approximately equal to the width of the opening 3 in the spacer 1 or the width of the opening 88 in the spacer 80 when measured perpendicular to the longitudinal axis of each spacer.
[0075]
Each of the first arm 190 and the second arm 192 has a first arcuate cutting edge part 194 and an opposite second arcuate cutting edge part 196. Thus, the cutting head portion 182 has a total of four cutting edge portions. The first cutting edge portion 194 and the second cutting edge portion 196 are provided in a form that can substantially conform to the arcuate upper and lower surfaces of the spacers 1 and 80, respectively. Further, the first arm 190 and the second arm 192, and the first cutting edge portion 194 and the second cutting edge portion 196 included in the first arm 190 and the second arm 192 are adjacent to each other while substantially maintaining the natural concave curvature of the end plate. A portion of the cortical bone tissue at the opposing endplates of the vertebrae V1, V2 to be cut can be cut and removed. The cutting edges 194, 196 are of a length selected to avoid cutting the cortical edge, and preferably to avoid cutting the anterior and posterior portions of the endplate proximate to the epiphyseal ring. L. In this manner, the cavity prepared with the cutting tool 180 contacts the graft material in the implant 110 and the cancellous bone of the two vertebrae. The bearing surface of the implant 110 is positioned adjacent to the edge of the opening of the cortical endplate and abuts with other portions of the endplate to establish a strong load bearing relationship.
[0076]
The first arm 190 and the second arm 192 are generally opposite and define a cavity 198 therebetween to receive bone chips generated during the cutting operation. Bone chips collected from the cutting operation can be stored and filled in the openings 3 or 88 of the spacers 1, 80 to facilitate bone fixation. The proximal ends of the first arm 190 and the second arm 192 are attached to the distal end of the shaft 184. The other ends of the first arm 190 and the second arm 192 are attached to the non-cutting portion 200.
[0077]
The non-cutting portion 200 of the cutting head portion 182 is fixed to the ends of the first arm 190 and the second arm 192. Preferably, the non-cutting portion 200 has a first dimension perpendicular to the longitudinal axis that is approximately equal to the distance D and extends to approximately the same extent as the surfaces 202, 204 of the arms 194, 196. The non-cutting portion 200 is also adapted to facilitate the removal of equal amounts of cortical bone tissue from the adjacent vertebrae by aligning the surfaces 202, 204 an equal distance from the opposing endplate surfaces of the adjacent vertebrae. Further, the non-cutting portion 200 is adapted to prevent removal of cortical bone from the anterior cortical bone surface of the adjacent vertebra. Although the non-cut portion is illustrated as a cylindrical abutment, it is also understood that the present invention includes alternative forms. Such alternative forms include spherical, hemispherical, frustoconical, etc.
[0078]
Shaft 184 is rotatably received within sleeve 206. The sleeve 206 includes a stopper 208 that is adapted to come into contact with the vertebral body when the cutting blade portion is inserted into the intervertebral disc space. Preferably, the stopper 208 is adapted to prevent interference with the processes inside the intervertebral disc and the associated neural body. In one embodiment, the stopper 208 is adapted to engage a single vertebral body.
[0079]
A handle engaging portion 188 is attached to the proximal end of the shaft 184. Handle engagement portion 188 is releasably engageable with a variety of handles (not shown) known in the art to facilitate rotation of shaft 184 and cutting head portion 182. . Alternatively, it will be appreciated that the cutting tool 180 may include a handle fixedly attached to the proximal end of the shaft 184.
[0080]
Next, various non-limiting embodiments of the spinal fixation or fusion method of the present invention will be described with reference to FIGS. One method is (a) cutting the vertebrae V1, V2 with a tool 180 to prepare for the implantation of the spacer 1 and / or 80, and (b) cutting the spacers 1 and / or 80 into the vertebral body V1 ′. , And V2 ′. Another detailed method of fusing two vertebrae together is described with respect to the following procedure.
[0081]
The surgeon exposes the vertebrae that need to be fused using known surgical techniques. The surgeon then separates the dura mater sleeve to form an extension of the bone marrow if the method is performed in the lumbar region, and then performs a disc incision to make room for the spacer within the disc space. provide. When inserting the spacer from the posterior side, the surgeon inserts two distractors known in the art between the two vertebral bodies V1, V2 from the posterior (posterior) side. The distractor can be inserted transversely to the cavity formed by the disc incision method and then rotated 90 ° to separate the vertebral bodies and restore the height of the disc space. If the anterior bay angle is desired, the distractor can include a tapered surface intended to establish the desired angle. Next, one of the distractors is removed. The surgeon then inserts the cutting tool 180 between the vertebral bodies V1, V2 so that the surfaces 202, 204 are in contact with the vertebral endplates as illustrated in FIG. When the cutting head 182 is correctly positioned in the central region of the cortical endplate, the stopper 208 abuts the outer surface of the vertebral body V1 or V2, and the non-cutting portion 200 is against the inner cortical bone wall of the vertebral bodies V1 and V2. Proximity. The surgeon then turns the handle 188 so that the cutting head 182 rotates about the longitudinal axis 186. Typically, the surgeon turns the handle 188 by a slight rotational angle to engage the cutting edges 194, 196 with the cortical bone of the adjacent end plate, and then changes direction to produce a rocking cutting action. . This cutting operation continues until the desired or proper amount of vertebral endplate has been removed. When the non-cutting portion 200 is accurately positioned between the inner cortical bone portions of the adjacent vertebrae V1, V2, the first cutting edge 194 and the second cutting edge 196 cut the end plates 244, 246 equally. To do. This forms an opening to both vertebral endplates 244, 246 and cuts a recess that is concave in both directions from the front to the rear and laterally. In a preferred embodiment, the maximum lateral dimension of the opening is chosen to be equal to the opening 3 of the spacer 1 or the opening 88 of the spacer 80. Other portions of the end plates 246 and 248 abut against the non-cutting portion 200 and the non-rotating shaft 206. Bone chips generated by cortical bone cutting are received in the cavity 198 between the first arm 190 and the second arm 192. The surgeon then pulls the cutting tool 180 out of the disc space. The bone chips remaining in the cavity 198 can then be collected and filled into the spacer 1 or 80. Next, the surgeon embeds spacer 1 (or spacer 80) previously filled with either osteogenic material or bone chips between vertebral bodies V1, V2 between end plates 244, 246. The spacer 1 is arranged as follows: the arcuate upper surface 24 and lower surface 26 engage adjacent to the cut portions of the end plates 244, 246 while adjacent to the cortical edges of the end plates 244, 246. It arrange | positions so that another non-cutting part may contact | abut to the bearing surface 8, 8 ', 9, 9'. The surgeon then removes the second distractor and repeats the previous procedure to place the second spacer 1 in a position substantially parallel to the first spacer 1 to thereby remove the second spacer. Install 1 (or 80).
[0082]
In FIG. 13, the vertebra W to which the spacer 1 is adjacent is shown. 2 , W Three A cross-sectional side view of a portion of the spine is shown positioned between the two. From this figure it can be seen that the spacer 1 fits tightly within the disc space. The upper surface 24 and the lower surface 26 are in contact with opposing end plates substantially along the entire length in the longitudinal direction. The bearing surfaces 8, 8 ', 9, 9' abut against and support the epiphyseal ring structure of the individual vertebrae.
[0083]
FIG. 14 shows a state in which the pair of spacers 1, 1 ′ are arranged from both lateral directions over the profile of the upper end plate of the lumbar vertebra 220. The longitudinal dimension indicated by the reference line 222 of the spacer 1 is long enough to extend across the end plate and place the bearing surfaces 8, 8 ′, 9, 9 ′ opposite the epiphyseal ring 226. It is chosen so as to provide a space having a certain height.
[0084]
In other embodiments, the steps described above may be altered, deleted, combined, repeated, or reordered, as devised by those skilled in the art. As a non-limiting example, the method according to the present invention can utilize one or more different tools to prepare the spine for fixation by the implant of the present invention. In another example, the tool of the present invention can be utilized to prepare a surgical portion for implantation.
[0085]
While the invention has been illustrated in the drawings and described in detail in the foregoing description, this is by way of example only and should not be construed as limiting its features; only the preferred embodiments are shown and described. It is understood that it would be desirable to protect all changes and modifications that fall within the spirit of the invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of one embodiment of an intervertebral spacer according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of the spacer of FIG.
FIG. 3 is an end view of the intervertebral spacer of FIG.
4 is a cross-sectional view of the intervertebral spacer of FIG. 1 taken along the transverse line 4-4 of FIG.
5 is a cross-sectional view of the intervertebral spacer of FIG. 1 taken along the transverse line 5-5 of FIG.
FIG. 6 is a second end view of the intervertebral spacer of FIG.
FIG. 7 is a perspective view of one alternative embodiment of a spacer according to the present invention.
FIG. 8 is a perspective view of a spacer holder used with the present invention.
FIG. 9 is a perspective view of one embodiment of a cutting tool according to the present invention.
10 is a partial perspective view of a head portion of the cutting tool illustrated in FIG. 9. FIG.
11 is a side view, partially in section, showing a portion of the cutter of FIG. 9 received within an intervertebral disc space.
12 is a partial cross-sectional side view showing a portion of the cutter of FIG. 9 rotated 90 ° within the disc space of FIG. 11. FIG.
FIG. 13 is a type of cross-sectional side view of a portion of a spinal column with an intervertebral spacer disposed between a pair of adjacent vertebrae.
FIG. 14 is a top view of an upper end plate of a lumbar vertebra showing a state in which a pair of spacers according to the present invention are arranged from both lateral directions.

Claims (47)

椎間板空間内に取り付けられる椎骨インプラントにおいて、長手方向軸に対し横方向に伸びるキャビティが形成された、長手方向軸を画成する箱形状の細長い基本本体を備え、
該キャビティは、互いに対向する位置に配置された2つの長手方向壁と、互いに対向する位置に配置された2つの端部壁とにより境が設定され、
該キャビティの横断方向に伸びる端縁面が椎骨と椎骨インプラントとの間の接触面として機能し、
キャビティの2つの端部壁が長手方向壁の双方よりも厚く形成され、これによりその横断方向に伸びる端縁面の幅を広げ、
インプラントが合成材料で出来ていて、
前記基本本体が、前記端縁面に対して平行に見たとき、それぞれ長手方向の外側に湾曲した形状を有する、椎骨インプラント。
A vertebral implant mounted in an intervertebral disc space, comprising a box-shaped elongate basic body defining a longitudinal axis formed with a cavity extending transverse to the longitudinal axis;
The cavity is bounded by two longitudinal walls arranged at positions facing each other and two end walls arranged at positions facing each other,
An edge surface extending in the transverse direction of the cavity functions as a contact surface between the vertebra and the vertebra implant;
The two end walls of the cavity are formed thicker than both of the longitudinal walls, thereby increasing the width of the edge surface extending in the transverse direction;
The implant is made of synthetic material,
A vertebral implant, wherein the basic body has a shape curved outward in the longitudinal direction when viewed parallel to the edge surface.
請求項1の椎骨インプラントにおいて、端部壁の双方の横断方向に伸びる端縁面の各々に1つの溝が形成され、該溝が基本本体の長手方向軸に対し横方向に伸びる、椎骨インプラント。  The vertebral implant of claim 1, wherein a groove is formed in each of the transversely extending edge surfaces of the end wall, the groove extending transversely to the longitudinal axis of the base body. 請求項1の椎骨インプラントにおいて、端部壁の双方が長手方向壁の少なくとも2倍の厚さにて形成される、椎骨インプラント。  The vertebral implant of claim 1, wherein both end walls are formed with a thickness at least twice that of the longitudinal wall. 請求項1の椎骨インプラントにおいて、長手方向壁の各々に少なくとも1つの貫通穴が形成される、椎骨インプラント。  The vertebral implant of claim 1, wherein at least one through hole is formed in each longitudinal wall. 請求項1の椎骨インプラントにおいて、基本本体が手工具を受け入れるため1つの前端部分に受け入れ手段を備え、該受け入れ手段により、基本本体の長手方向軸の周りにおける回転モーメントを基本本体に加えることができるようにした、椎骨インプラント。  2. The vertebral implant of claim 1, wherein the base body comprises receiving means at one front end portion for receiving a hand tool, whereby the receiving means can apply a rotational moment about the base body longitudinal axis to the base body. Vertebra implants. 請求項5の椎骨インプラントにおいて、受け入れ手段が、基本本体の端部壁の中間に形成された外方に開放した穴と、基本本体の端部壁にて穴の側部に対し形成された2つの溝とを備え、前記穴が外側に向けて開放する、椎骨インプラント。  6. The vertebral implant according to claim 5, wherein the receiving means is formed on the side of the hole at the end wall of the basic body and the outwardly open hole formed in the middle of the end wall of the basic body. A vertebral implant comprising one groove and the hole opening outward. 請求項6の椎骨インプラントにおいて、受け入れ手段の穴がねじ付き穴として形成される、椎骨インプラント。  7. The vertebral implant of claim 6, wherein the receiving means hole is formed as a threaded hole. 請求項1の椎骨インプラントにおいて、合成材料が細長い炭素繊維を保持する、椎骨インプラント。  The vertebral implant of claim 1, wherein the synthetic material retains elongated carbon fibers. 請求項1の椎骨インプラントにおいて、合成材料がX線造影剤を保持する、椎骨インプラント。  The vertebral implant of claim 1, wherein the synthetic material carries an x-ray contrast agent. 隣接する椎骨の間の椎間板空間内に貫入し得るよう設けられ、長手方向軸を画成する椎骨間スペーサにおいて、
前記長手方向軸に対し横方向に伸びる少なくとも1つの組織受け入れ溝と、
第一の端部壁及び反対側の第二の端部壁により境が設定されたキャビティであって、該第一の端部壁が第一の支承面及び反対側の第二の支承面を画成し、前記第二の端部壁が第三の支承面及び反対側の第四の支承面を画成する前記キャビティと、
前記第一の端部壁と前記第二の端部壁との間を伸びる上面であって、第一の椎骨の下側端板に係合し得るようにされた円弧状部分を有する前記上面と、
前記第一の端部壁と前記第二の端部壁との間を伸びる反対側の下面であって、第二の椎骨の上側端板に係合し得るようにされた円弧状部分を有する前記反対側の下面とを備え、
前記上面と前記下面との間を伸びる第一の長手方向壁と、
前記上面と前記下面との間を伸びる反対側の第二の長手方向壁とを備え、
前記長手方向壁の各々がほぼ平面状であり且つ互いにほぼ平行に位置するように配置され、
前記長手方向壁の各々が上面及び下面を外側に丸味を付けた端縁にて接続し、
前記第一の端部壁及び前記第二の端部壁が前記第一の長手方向壁及び前記第二の長手方向壁よりも厚く形成された、椎骨間スペーサ。
An intervertebral spacer provided to penetrate into an intervertebral disc space between adjacent vertebrae and defining a longitudinal axis;
At least one tissue receiving groove extending transversely to the longitudinal axis;
A cavity bounded by a first end wall and an opposite second end wall, the first end wall defining a first bearing surface and an opposite second bearing surface. Defining the cavity, wherein the second end wall defines a third bearing surface and an opposite fourth bearing surface;
An upper surface extending between the first end wall and the second end wall, the upper surface having an arcuate portion adapted to engage the lower end plate of the first vertebra. When,
Opposite lower surface extending between the first end wall and the second end wall and having an arcuate portion adapted to engage the upper end plate of the second vertebra A lower surface on the opposite side,
A first longitudinal wall extending between the upper surface and the lower surface;
An opposite second longitudinal wall extending between the upper surface and the lower surface;
Each of the longitudinal walls is substantially planar and arranged to be substantially parallel to each other;
Each of the longitudinal walls connect the upper and lower surfaces with rounded edges on the outside ;
An intervertebral spacer , wherein the first end wall and the second end wall are formed thicker than the first longitudinal wall and the second longitudinal wall .
請求項10のスペーサにおいて、金属材料で出来ている、スペーサ。  The spacer according to claim 10, wherein the spacer is made of a metal material. 請求項10のスペーサにおいて、合成有機質材料で出来ている、スペーサ。  The spacer according to claim 10, wherein the spacer is made of a synthetic organic material. 請求項12のスペーサにおいて、合成有機質材料が生物分解性重合系材料から成る、スペーサ。  The spacer of claim 12, wherein the synthetic organic material comprises a biodegradable polymeric material. 請求項12のスペーサにおいて、合成有機質材料が非生物分解性重合系材料から成る、スペーサ。  The spacer of claim 12, wherein the synthetic organic material comprises a non-biodegradable polymeric material. 請求項12のスペーサにおいて、合成有機質材料が連続的繊維、短繊維、板状体、粒子及びその混合体から成る群から選ばれた強化材料から成る、スペーサ。  13. The spacer of claim 12, wherein the synthetic organic material comprises a reinforcing material selected from the group consisting of continuous fibers, short fibers, plates, particles and mixtures thereof. 請求項12のスペーサにおいて、合成有機質材料がガラス繊維、セラミック繊維又は炭素繊維強化重合系材料から成る、スペーサ。  The spacer according to claim 12, wherein the synthetic organic material comprises glass fiber, ceramic fiber, or carbon fiber reinforced polymer material. 請求項12のスペーサにおいて、合成有機質材料が、ポリ(塩化ビニル);ポリ(メチル(メタ)アクリレート);ポリアクリル;ポリアミド;ポリカーボネート;ポリエステル;ポリエチレンテレフタレート;ポリスルホン;ポリオレフィン;ポリウレタン;ポリエーテル、ポリ(エーテルケトン)ポリ(エーテル、エーテルケトン)ポリ(アリールエーテルケトン)ポリ(エーテルエーテルケトンエーテルケトン)及びその混合体から成る群から選ばれる、スペーサ。  13. The spacer of claim 12, wherein the synthetic organic material is poly (vinyl chloride); poly (methyl (meth) acrylate); polyacryl; polyamide; polycarbonate; polyester; polyethylene terephthalate; A spacer selected from the group consisting of ether ketone) poly (ether, ether ketone) poly (aryl ether ketone) poly (ether ether ketone ether ketone) and mixtures thereof. 請求項12のスペーサにおいて、合成有機質材料が、ポリ(アミノ酸)、ポリ無水物、ポリカプロラクトン、ポリオルソエステルポリ乳酸、ポリ(ラクチド−共−グリコライド)及びその混合体から成る群から選ばれる、スペーサ。  The spacer of claim 12, wherein the synthetic organic material is selected from the group consisting of poly (amino acids), polyanhydrides, polycaprolactone, polyorthoester polylactic acid, poly (lactide-co-glycolide) and mixtures thereof. Spacer. 請求項10のスペーサにおいて、セラミック材料で出来ている、スペーサ。  The spacer of claim 10, wherein the spacer is made of a ceramic material. 請求項10のスペーサにおいて、前記第一及び第二の端部壁の各々が前記長手方向軸に沿って測定したとき、望ましい椎間板空間の高さを維持するのに十分な第一の厚さを有する、スペーサ。  The spacer of claim 10, wherein the first and second end walls each have a first thickness sufficient to maintain a desired disc space height when measured along the longitudinal axis. Having a spacer. 請求項20のスペーサにおいて、上面が、長手方向軸に対し横方向に測定した第三の厚さを有し、該第三の厚さが第一の厚さよりも薄い、スペーサ。  21. The spacer of claim 20, wherein the top surface has a third thickness measured transverse to the longitudinal axis, the third thickness being less than the first thickness. 請求項20のスペーサにおいて、前記本体が第一の長手方向壁と、反対側の第二の長手方向壁とを備え、該長手方向壁の各々が長手方向軸に対し直角に測定した第二の厚さを有し、該第二の厚さが前記第一の厚さよりも薄い、スペーサ。  21. The spacer of claim 20, wherein the body comprises a first longitudinal wall and an opposing second longitudinal wall, each of the longitudinal walls measured at a right angle to the longitudinal axis. A spacer having a thickness, wherein the second thickness is less than the first thickness. 請求項10のスペーサにおいて、上面及び下面の各々が長手方向軸に対し横方向に伸びる少なくとも1つの溝を備える、スペーサ。  The spacer of claim 10, wherein each of the top and bottom surfaces comprises at least one groove extending transversely to the longitudinal axis. 請求項10のスペーサにおいて、第一の支承面、第二の支承面、第三の支承面及び第四の支承面の各々が、長手方向軸に対し横方向に伸びる少なくとも1つの溝を備える、スペーサ。  The spacer of claim 10, wherein each of the first bearing surface, the second bearing surface, the third bearing surface and the fourth bearing surface comprises at least one groove extending transversely to the longitudinal axis. Spacer. 請求項10のスペーサにおいて、上面及び下面が1つ又はより多数の溝、リッジ及びその組み合わせを備える、スペーサ。  11. The spacer of claim 10, wherein the upper and lower surfaces comprise one or more grooves, ridges and combinations thereof. 隣接する椎骨間の融合を促進するスペーサにおいて、
長手方向軸を画成する細長い本体であって、長手方向軸に対し横方向に伸びる開口部を有する前記細長い本体を備え、該本体が、
第一の端部にて前記本体を終らせる第一の支持端部壁と、
第二の端部にて前記本体を終らせる反対側の第二の支持端部壁とを備え、該第一及び第二の支持端部壁が、前記長手方向軸に対しほぼ横方向に配置され且つ隣接する椎骨の対向する端板にて皮質骨組織に当接し得るようにされ、
前記第一の支持端部壁及び前記第二の支持端部壁を相互に接続する第一の側壁及び反対側の第二の側壁を備え、前記本体が、第一の側壁から第二の側壁まで伸びる少なくとも1つの組織受け入れ溝を有し、
前記第一及び前記第二の側壁の各々が、前記長手方向軸に沿った方向に向けて上側円弧状端縁及び反対側の下側円弧状端縁にて終わり、
前記第一の支持端部壁及び前記第二の支持端部壁が前記第一の側壁及び前記第二の側壁よりも厚く形成された、スペーサ。
In a spacer that promotes fusion between adjacent vertebrae,
An elongate body defining a longitudinal axis, the elongate body having an opening extending transversely to the longitudinal axis, the body comprising:
A first support end wall that terminates the body at a first end;
A second support end wall opposite the end that ends the body at a second end, the first and second support end walls being disposed substantially transverse to the longitudinal axis. And can abut against cortical bone tissue at opposing endplates of adjacent vertebrae,
A first side wall connecting the first support end wall and the second support end wall to each other and a second side wall opposite to the first side wall; and the main body extends from the first side wall to the second side wall. Having at least one tissue receiving groove extending to
Each of said first and said second side wall, Ri Owa at the upper arcuate edge and an opposite lower arcuate edge in a direction along the longitudinal axis,
The spacer, wherein the first support end wall and the second support end wall are formed thicker than the first side wall and the second side wall .
請求項26のスペーサにおいて、本体が金属材料で出来ている、スペーサ。  27. The spacer of claim 26, wherein the body is made of a metallic material. 請求項26のスペーサにおいて、ポリ(塩化ビニル);ポリ(メチル(メタクリル酸);ポリアクリル;ポリアミド;ポリカーボネート;ポリエステル;ポリエチレンテレフタレート;ポリスルホン;ポリオレフィン;ポリウレタン;ポリエーテル、ポリ(エーテルケトン)ポリ(エーテル、エーテルケトン)ポリ(アリールエーテルケトン)ポリ(エーテルエーテルケトンエーテルケトン)及びその混合体から成る群から選ばれた合成有機質材料で形成された、スペーサ。27. The spacer of claim 26, wherein poly (vinyl chloride); poly (methyl (methacrylic acid) ) ; polyacryl; polyamide; polycarbonate; polyester; polyethylene terephthalate; polysulfone; A spacer formed of a synthetic organic material selected from the group consisting of ether, ether ketone) poly (aryl ether ketone) poly (ether ether ketone ether ketone) and mixtures thereof. 請求項26のスペーサにおいて、ポリ(アミノ酸)、ポリ無水物、ポリカプロラクトン、ポリオルソエステルポリ乳酸、ポリ(ラクチド−共−グリコライド)及びその混合体から成る群から選ばれた合成有機質材料で形成された、スペーサ。  27. The spacer of claim 26, formed of a synthetic organic material selected from the group consisting of poly (amino acids), polyanhydrides, polycaprolactone, polyorthoester polylactic acid, poly (lactide-co-glycolide) and mixtures thereof. Spacer. 請求項26のスペーサにおいて、本体が生物分解性重合系材料で出来ている、スペーサ。  27. A spacer according to claim 26, wherein the body is made of a biodegradable polymeric material. 請求項26のスペーサにおいて、本体が非生物分解性重合系材料で出来ている、スペーサ。  27. A spacer according to claim 26, wherein the body is made of a non-biodegradable polymeric material. 請求項26のスペーサにおいて、本体が強化複合材で出来ている、スペーサ。  27. The spacer of claim 26, wherein the body is made of a reinforced composite material. 請求項32のスペーサにおいて、強化複合材が、ガラス繊維、セラミック繊維又は炭素繊維強化重合系材料から成る、スペーサ。  33. The spacer of claim 32, wherein the reinforced composite material comprises glass fiber, ceramic fiber or carbon fiber reinforced polymeric material. 請求項26のスペーサにおいて、本体がセラミック材料で出来ている、スペーサ。  27. The spacer of claim 26, wherein the body is made of a ceramic material. 請求項26のスペーサにおいて、前記第一及び第二の支持端部壁の各々が前記長手方向軸に沿って測定したとき、望ましい椎間板空間の高さを維持するのに十分な厚さを有する、スペーサ。  27. The spacer of claim 26, wherein each of the first and second support end walls has a thickness sufficient to maintain a desired disc space height when measured along the longitudinal axis. Spacer. 請求項26のスペーサにおいて、前記第一の側壁及び前記第二の側壁の各々が前記開口部内への開口を有する、スペーサ。  27. The spacer of claim 26, wherein each of the first side wall and the second side wall has an opening into the opening. 請求項26のスペーサにおいて、第一の支持端部壁が第一の組織係合面の第一の端部にて且つ第二の組織係合面の他端にて終わり、前記第一及び第二の組織係合面の各々が前記長手方向軸に対し横方向に伸びる1つの溝を備える、スペーサ。  27. The spacer of claim 26, wherein the first support end wall terminates at a first end of the first tissue engaging surface and at the other end of the second tissue engaging surface, the first and first A spacer, wherein each of the two tissue engaging surfaces comprises a groove extending transversely to the longitudinal axis. 請求項26のスペーサにおいて、第一の支持端部壁が支承面の第一の端縁にて且つ第二の支承面の反対側端縁にて終わり、前記第一及び第二の支承面の各々が組織受け入れ溝を備える、スペーサ。  27. The spacer of claim 26, wherein the first support end wall terminates at a first edge of the bearing surface and at an opposite edge of the second bearing surface, the first and second bearing surfaces being Spacers, each comprising a tissue receiving groove. 請求項38のスペーサにおいて、前記第一の支承面又は前記第二の支承面又はその双方が、ほぼ平面状であり且つ前記横軸に対しある角度にて位置するように配置される、スペーサ。  39. The spacer of claim 38, wherein the first bearing surface and / or the second bearing surface are substantially planar and are positioned at an angle with respect to the transverse axis. 請求項38のスペーサにおいて、前記第一及び第二の組織係合面が隣接する椎骨の対向する骨端リング部分内で合わさり可能に係合し得るようにされた、スペーサ。  40. The spacer of claim 38, wherein the first and second tissue engaging surfaces are adapted to matably engage within opposing epiphyseal ring portions of adjacent vertebrae. 請求項26のスペーサにおいて、第一及び第二の側壁が前弯プロフィールを画成する、スペーサ。  27. The spacer of claim 26, wherein the first and second sidewalls define a forward profile. 請求項26のスペーサにおいて、上面と、反対側の下面とを備え、前記上面及び前記下面が前記第一及び第二の支持端部壁の間を伸びる、スペーサ。  27. The spacer of claim 26, comprising an upper surface and an opposite lower surface, wherein the upper surface and the lower surface extend between the first and second support end walls. 請求項42のスペーサにおいて、上面又は下面の少なくとも一方が、溝、リッジ及びその組み合わせを含む組織係合構造体を備える、スペーサ。  43. The spacer of claim 42, wherein at least one of the upper or lower surface comprises a tissue engaging structure comprising a groove, a ridge and combinations thereof. 請求項1,10,26の何れか1項に記載のスペーサを準備した椎間板空間内に貫入し得るよう固着するスペーサホルダにおいて、
長手方向軸を画成し、ハンドルに係合する第一の端部と、スペーサ固着ヘッド部を有する反対側の第二の端部とを有する細長い軸と、
前記第二の端部から伸びるヘッド部であって、スペーサの把持部分を画成する凹状面を有し、該スペーサの把持部分が該凹状面から長手方向に伸びる中心決めピンを有する前記ヘッド部とを備える、スペーサホルダ。
In the spacer holder fixed so that it can penetrate into the disc space which prepared the spacer of any one of Claims 1, 10, 26,
An elongate shaft defining a longitudinal axis and having a first end engaging the handle and an opposite second end having a spacer anchoring head;
A head portion extending from the second end portion, the head portion having a concave surface defining a gripping portion of the spacer, and the gripping portion of the spacer having a centering pin extending in a longitudinal direction from the concave surface A spacer holder.
請求項44のスペーサホルダにおいて、凹状面が半径方向内方に伸びる一対のブレードを備える、スペーサ。  45. A spacer holder according to claim 44, comprising a pair of blades with concave surfaces extending radially inward. 請求項44のスペーサホルダにおいて、凹状面が長手方向軸に対し平行な方向に伸長可能な軸を備える、スペーサ。  45. The spacer holder of claim 44, wherein the concave surface comprises an axis that can extend in a direction parallel to the longitudinal axis. 請求項44のスペーサホルダにおいて、前記軸が雄ねじ部を有する、スペーサ。  45. The spacer holder of claim 44, wherein the shaft has a male thread.
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