JP4539900B2 - 環軸椎固定用スペーサ - Google Patents

環軸椎固定用スペーサ Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環軸椎後方固定に用いる環軸椎固定用スペーサに関する。
【0002】
【従来の技術】
慢性関節リウマチや、外傷、先天異常などによる環軸椎脱臼に対する治療として、Brooks環軸椎後方固定術が行われている。Brooks環軸椎後方固定術においては、環椎後弓と軸椎椎弓との間に左・右2つの移植骨片(腸骨等の自家骨)を置き、環椎後弓と軸椎椎弓とに例えばワイヤー等の固定部材(締結部材)を通して締結する。このBrooks環軸椎後方固定術は、環軸椎脱臼に対し、優れた術式であり、多く実施されている。
【0003】
しかしながら、骨粗鬆症、慢性関節リウマチ、または小児の患者等の場合には、移植骨が脆弱であるために、移植骨が圧潰して偽関節となったり、整復位を維持できず頚椎アライメントの不良をきたしたりする場合がある。また、骨粗鬆症患者等でなくても、骨癒合が得られるまでに移植骨の吸収により、不安定性を生じる場合がある。
【0004】
また、移植骨の圧潰がない場合でも、骨移植できる部分が軸椎棘突起上部の両側に限られるため、環椎後弓と軸椎棘突起との間の狭窄が生じる場合がある。
【0005】
また、移植骨の採骨量には限りがあり、十分な移植骨を確保できない場合もある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、環軸椎後方固定において、整復位を確実に維持することができる環軸椎固定用スペーサを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記(1)〜(11)の本発明により達成される。
【0008】
(1) 環軸椎後方固定に用いる環軸椎固定用スペーサであって、
下方に突出する一対の脚部と、
前方に突出し、前記環椎の後弓と前記軸椎の椎弓との間に挿入され、前方に向かって厚さが漸減する部分を有する挿入部と、
前記環椎の後弓の後面に当接し得る当接面を有する当接部とを備え、
前記挿入部の前記部分では、前記挿入部の下面のうち、幅方向の中央部が部分的に前上がりに傾斜していることにより、その厚さが前方に向かって漸減しており、
前記当接面は、平面視で中央部が凹むような彎曲凹面で構成され、かつ、前記挿入部の前端部は、平面視で中央部が凹むように彎曲しており、
前記両脚部の間に前記軸椎の棘突起の少なくとも一部が挿入し、前記当接面が前記環椎の後弓の後面の彎曲形状に適合した状態で装着されることを特徴とする環軸椎固定用スペーサ。
【0009】
これにより、環軸椎後方固定において整復位を確実に維持することができる環軸椎固定用スペーサを提供することができる。
また、これにより、脊髄を圧迫するようなことをより確実に防止することができる。
また、これにより、環椎後弓と軸椎椎弓との間隙に対し、より適合した形状となる。
【0010】
(2) 前記環椎および前記軸椎に装着した状態で前記棘突起の上に位置する基部を有し、前記挿入部、前記脚部および前記当接部は、それぞれ、前記基部から突出するように形成されている上記(1)に記載の環軸椎固定用スペーサ。
【0011】
これにより、環軸椎後方固定において整復位を確実に維持することができる環軸椎固定用スペーサを提供することができる。
【0012】
(3) 前記両脚部の間に形成される空間の幅が下方に向かって漸増する部分を有する上記(1)または(2)に記載の環軸椎固定用スペーサ。
これにより、軸椎の棘突起に対し、より適合した形状となる。
【0016】
) 後面のほぼ中央に上下方向に沿って溝が形成されている上記(1)ないし()のいずれかに記載の環軸椎固定用スペーサ。
これにより、固定部材のズレ、緩み等をより確実に防止することができる。
【0017】
) 前記溝は、前記当接部の上面付近まで連続して形成されている上記()に記載の環軸椎固定用スペーサ。
これにより、固定部材のズレ、緩み等をより確実に防止することができる。
【0018】
) Brooks環軸椎後方固定術と併用可能である上記(1)ないし()のいずれかに記載の環軸椎固定用スペーサ。
【0019】
これにより、環軸椎後方固定において整復位をより確実に維持することができる。
【0020】
) セラミックス材料を構成材料としてなる上記(1)ないし()のいずれかに記載の環軸椎固定用スペーサ。
これにより、加工性に優れた環軸椎固定用スペーサを得ることができる。
【0021】
) 前記セラミックス材料は、リン酸カルシウム系化合物からなる上記()に記載の環軸椎固定用スペーサ。
【0022】
これにより、優れた生体親和性を有する環軸椎固定用スペーサを得ることができる。
【0023】
) 前記リン酸カルシウム系化合物は、Ca/P比が1.0〜2.0である上記()に記載の環軸椎固定用スペーサ。
【0024】
これにより、より優れた生体親和性を有する環軸椎固定用スペーサを得ることができる。
【0025】
10) 前記リン酸カルシウム系化合物は、ハイドロキシアパタイトである上記()または()に記載の環軸椎固定用スペーサ。
【0026】
これにより、特に優れた生体親和性を有する環軸椎固定用スペーサを得ることができる。
【0027】
11) 前記セラミックスの気孔率が0〜70%である上記()ないし(10)のいずれかに記載の環軸椎固定用スペーサ。
これにより、環軸椎固定用スペーサの骨組織への癒合が促進される。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の環軸椎固定用スペーサを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1および図2は、それぞれ、本発明の環軸椎固定用スペーサの実施形態を示す斜視図、図3は、図1および図2に示す環軸椎固定用スペーサの平面図、図4は、図3中のX−X線での断面側面図、図5および図6は、それぞれ、図1および図2に示す環軸椎固定用スペーサを環軸椎後方に装着した状態を示す側面図および背面図である。
【0029】
なお、以下の説明では、特に断らない限り、環軸椎固定用スペーサを患者の環軸椎に装着した状態を基本として、方向を特定する。すなわち、患者の腹側(図4および図5中の右側)を「前」、背側(図4および図5中の左側)を「後」と言い、患者の頭側(図4および図5中の上側)を「上」、脚側(図4および図5中の下側)を「下」、患者の左側(図6中の左側)を「左」、患者の右側(図6中の右側)を「右」と言う。
【0030】
これらの図に示す環軸椎固定用スペーサ1は、環軸椎後方固定術において、環椎(第1頚椎)100および軸椎(第2頚椎)200の後方中央部に装着されるものである。
【0031】
図1および図2に示すように、環軸椎固定用スペーサ1(以下、単に「スペーサ1」と言う)は、基部2と、基部2から下方に突出する左右一対の脚部3aおよび3bと、基部2から前方に突出する挿入部4と、基部2から上方に突出する当接部5とを備えており、ほぼ左右対称な形状をなしている。
【0032】
本実施形態では、基部2、脚部3a、3b、挿入部4および当接部5の両側面は、それぞれ、連続したほぼ平面になっている。また、基部2、挿入部4および当接部5の幅(左右方向の長さ)は、互いにほぼ同じになっている。また、脚部3aの外側の側面と、脚部3bの外側の側面との距離も、これらの幅とほぼ同じになっている。すなわち、スペーサ1の左側の側面11と、右側の側面12とは、それぞれ、ほぼ平面になっており、互いにほぼ平行になっている。
【0033】
図5および図6に示すように、基部2は、スペーサ1が環椎100および軸椎200の後方中央部に装着された状態(以下、「装着状態」と言う)において、軸椎200の棘突起210の上(上方)に位置する。
【0034】
脚部3a、3bは、それぞれ、左・右に設けられており、基部2から下方に突出するように形成されている。
【0035】
図6に示すように、装着状態では、脚部3aと脚部3bとの間に形成される空間31に棘突起210の一部(上側の部分)が挿入する。すなわち、脚部3a、3bは、棘突起210をまたぐように位置する。これにより、スペーサ1は、装着位置を安定的に維持することができ、よって、術後に位置ズレ(特に左右方向の位置ズレ)を生じるようなことを確実に防止することができる。
【0036】
また、空間31の幅(左右方向の長さ)は、下方に向かって漸増している。換言すれば、脚部3aの内面(内側の側面)32aと、脚部3bの内面(内側の側面)32bとは、背面視でほぼ「ハ」字状をなすように傾斜している(図6参照)。これにより、脚部3a、3bは、棘突起210により適合した形状になっている。
【0037】
図1に示すように、挿入部4は、基部2から前方に突出するように形成されている。図5に示すように、この挿入部4は、装着状態で、環椎100の後弓110と、軸椎200の椎弓220との間に挿入される。
【0038】
挿入部4が環椎100の後弓110と、軸椎200の椎弓220との間に挿入されることにより、後弓110と椎弓220との間隔(距離)を好適(適正)な大きさで確実に維持(保持)することができる。
【0039】
図3に示す平面視で、挿入部4の前端部(前端面)41は、中央部が凹むように彎曲(湾曲)している。これにより、前端部41が脊柱管300内に突出するようなことがなく、脊髄を圧迫するようなことをより確実に防止することができる。
【0040】
図4に示すように、挿入部4の上面は、上下方向に対しほぼ垂直な第1上面43と、第1上面43の前方に形成され、前下がりに傾斜する第2上面44とで構成されている。また、挿入部4の下面42は、前上がりに傾斜している。
【0041】
このような構成により、挿入部4は、その厚さ(上下方向の長さ)が前方に向かって漸減している。これにより、挿入部4は、後弓110と椎弓220との間隙により適合した形状になっている。
【0042】
また、挿入部4の下面42は、彎曲凹面になっており、これにより、挿入部4の厚さは、中央部でやや薄くなっている。
【0043】
なお、挿入部4の厚さは、最適(適正)な整復位(頚椎アライメント)が得られるよう、症例に応じて適宜設定される。
【0044】
当接部5は、基部2から上方に突出するように形成されている。図5に示すように、装着状態で、当接部5の前面(当接面51)には、後弓110の後面111が当接する。
【0045】
当接面51は、第1上面43に対しほぼ垂直(上下方向にほぼ平行)に形成されている。すなわち、当接面51と第1上面43とは、ほぼ270°の角度で角部を形成しており、装着状態では、この角部が後弓110を受けるようになっている。
【0046】
当接面51は、図3に示す平面視で、中央部が凹むような彎曲凹面になっている。これにより、当接面51は、後弓110の後面111の彎曲形状により適合した形状になっている。
【0047】
このような当接部5が設けられていることにより、スペーサ1は、装着位置を安定的に維持することができ、よって、術後に位置ズレ(特に前後方向の位置ズレ)を生じるようなことを確実に防止することができる。
【0048】
図5および図6に示すように、スペーサ1は、空間31に棘突起210が挿入し、後弓110と椎弓220との間に挿入部4が挿入し、当接面51に後弓110の後面111が当接した状態で装着される。
【0049】
このようなスペーサ1は、Brooks環軸椎後方固定術(Brooks法)と併用可能である。すなわち、スペーサ1の両側(図6中の矢印A部)にBrooks法による骨移植を行うことができる。
【0050】
以上説明したように、本発明のスペーサ1によれば、挿入部4を設けたことにより、後弓110と椎弓220との間隔(距離)を好適(適正)な大きさにすることができる。また、脚部3a、3bおよび当接部5が設けられていることにより、環椎100および軸椎200の後方に適合(フィット)した形状になっており、安定的に装着することができる。
【0051】
よって、本発明のスペーサ1を用いることにより、環軸椎後方固定術において、良好な頚椎アライメントが得られ、術後も整復位を確実に維持することができる。
【0052】
したがって、Brooks法等による移植骨(自家骨)の骨癒合が得られるまでの間に、移植骨の吸収によって不安定性を生じるようなことを確実に防止することができる。また、例えば骨粗鬆症患者のように、移植骨が脆弱であるような場合であっても、移植骨が圧潰して偽関節となったり、整復位を維持できず頚椎アライメントの不良をきたしたりするようなことを確実に防止することができる。また、後弓110と椎弓220(棘突起210)との間の狭窄を生じるようなことも防止することができる。
【0053】
また、本発明のスペーサ1は、前述したように、安定的に装着することができ、術後の位置ズレが防止される。よって、例えばスペーサ1が脊柱管300内に突出、脱落するようなことが確実に防止され、安全性が高い。
【0054】
図2に示すように、スペーサ1の後面のほぼ中央には、上下方向に沿って溝(凹部)6が形成されている。この溝6は、当接部5の上面を横断し、縁部52付近まで連続して形成されている。
【0055】
図5および図6に示すように、スペーサ1は、図中の一点鎖線で示す線状(帯状)の固定部材(締結部材)50を用いて締め付け、固定される。
【0056】
固定部材50は、後弓110および椎弓220の内側を挿通し、棘突起210の下部およびスペーサ1の後部を通った状態で締結される(締め付けられる)。
この固定部材50により、スペーサ1の緩み、位置ズレ(特に後方への緩み、位置ズレ)等が確実に防止され、整復位をより確実に維持することができる。
【0057】
図5に示すように、スペーサ1の後部に位置する固定部材50は、溝6内に挿入する。これにより、締結された固定部材50のズレ、緩み等をより確実に防止することができる。
【0058】
なお、スペーサ1の全長(図3中のL)、全幅(図3中のL)、全高(図4中のL)等の各寸法は、症例に応じて適宜決定される。
【0059】
このようなスペーサ1は、セラミックス材料を構成材料としてなることが好ましい。セラミックス材料は加工性に優れているため、旋盤、ドリル等を用いた切削加工によりその形状、大きさ等を調整することが容易である。
【0060】
セラミックス材料としては、各種のセラミックス材料が挙げられるが、特にアルミナ、ジルコニア、リン酸カルシウム系化合物等のバイオセラミックスが好ましい。なかでもリン酸カルシウム系化合物は、優れた生体親和性を備えているため、スペーサ1の構成材料として特に好ましい。
【0061】
リン酸カルシウム系化合物としては、例えばハイドロキシアパタイト、フッ素アパタイト、炭酸アパタイト等のアパタイト類、リン酸二カルシウム、リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、リン酸八カルシウム等が挙げられ、これらを1種または2種以上を混合して用いることができる。また、これらのリン酸カルシウム系化合物のなかでもCa/P比が1.0〜2.0のものが好ましく用いられる。
【0062】
このようなリン酸カルシウム系化合物のうち、ハイドロキシアパタイトがより好ましい。ハイドロキシアパタイトは、骨の無機質主成分と同様の構造であるため、優れた生体適合性を有している。また、スペーサ1を製造する際、原料のハイドロキシアパタイト粒子は、500〜1000℃で仮焼成されたものがより好ましい。かかる温度で仮焼成されたハイドロキシアパタイト粒子は、ある程度活性が抑えられるため、焼結が急激に進行すること等による焼結ムラが抑制され、強度にムラのない焼結体を得ることができる。
【0063】
本発明では、セラミックスの気孔率は0〜70%であることが好ましく、30〜50%がより好ましい。気孔率をこの範囲とすることにより、強度を維持しつつ、良好な生体親和性を発揮し、骨伝導による骨新生を促進することができる。
【0064】
本発明のスペーサ1の構成材料としては、上記セラミックス材料の他、該セラミックス材料とチタン等の生体為害性の小さい金属材料との複合材料等を用いることも可能である。
【0065】
以上、本発明の環軸椎固定用スペーサを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、環軸椎固定用スペーサを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。
【0066】
【実施例】
水酸化カルシウムスラリーとリン酸水溶液から公知の湿式合成法によりハイドロキシアパタイトスラリー(Ca/P比=1.67)とした。これを噴霧熱乾燥法により乾燥した後、大気炉において700℃で仮焼成を行うことにより球状粉体を得た。
【0067】
次に、得られたハイドロキシアパタイトの球状粉体と高分子化合物水溶液とを混合・撹拌した後、この混合物を乾燥させることによりハイドロキシアパタイトのブロック体を得た。
【0068】
このブロック体から焼結後の収縮を計算し、旋盤、ドリル等を用いて、所望のスペーサ形状の成形体を作製した。
【0069】
この成形体を電気炉に入れ、1200℃で4時間焼結することにより、図1〜図4に示す形状の環軸椎固定用スペーサを作製した。
【0070】
本実施例の環軸椎固定用スペーサの各部の寸法は、全長L:13mm、全幅L:13mm、全高L:15mm、挿入部4の付け根部の中央における厚さL(図4参照):5mmとした。また、ハイドロキシアパタイトの気孔率は40%とした。
【0071】
この環軸椎固定用スペーサを併用して、環軸椎脱臼の患者10例に対し、Brooks環軸椎後方固定術を施した。
【0072】
その結果、全ての患者において、環椎と軸椎とを適正なアライメントで整復固定することができた。術後の経過も良好で、環軸椎固定用スペーサと移植骨とが一塊となり、環椎および軸椎にしっかりと固定されていることが確認された。また、環軸椎固定用スペーサの脊柱管内への突出や後方への緩み等は、見られなった。術後長期間経過しても、適正な整復位が維持され、脊髄の除圧も良好であった。
【0073】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、環椎後弓と軸椎椎弓との間隔を好適な大きさにすることができ、良好な頚椎アライメントが得られる。また、環軸椎後方に適合した形状をなしていることから、位置ズレ等を防止し、安定的に装着することができる。よって、術後も、確実に整復位を維持することができる。また、環椎後弓と軸椎椎弓との間の狭窄を生じることも防止することができる。
【0074】
さらに、環軸椎固定用スペーサの脊柱管内への突出、脱落等のおそれもなく、安全性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の環軸椎固定用スペーサの実施形態を示す斜視図(斜め前方から見た図)である。
【図2】本発明の環軸椎固定用スペーサの実施形態を示す斜視図(斜め後方から見た図)である。
【図3】図1および図2に示す環軸椎固定用スペーサの平面図である。
【図4】図3中のX−X線での断面側面図である。
【図5】図1および図2に示す環軸椎固定用スペーサを環軸椎後方に装着した状態を示す側面図である。
【図6】図1および図2に示す環軸椎固定用スペーサを環軸椎後方に装着した状態を示す背面図である。
【符号の説明】
1 環軸椎固定用スペーサ
2 基部
3a、3b 脚部
31 空間
32a、32b 内面
4 挿入部
41 前端部
42 下面
43 第1上面
44 第2上面
5 当接部
51 当接面
52 縁部
6 溝
11、12 側面
50 固定部材
100 環椎
110 後弓
111 後面
200 軸椎
210 棘突起
220 椎弓
300 脊柱管

Claims (11)

  1. 環軸椎後方固定に用いる環軸椎固定用スペーサであって、
    下方に突出する一対の脚部と、
    前方に突出し、前記環椎の後弓と前記軸椎の椎弓との間に挿入され、前方に向かって厚さが漸減する部分を有する挿入部と、
    前記環椎の後弓の後面に当接し得る当接面を有する当接部とを備え、
    前記挿入部の前記部分では、前記挿入部の下面のうち、幅方向の中央部が部分的に前上がりに傾斜していることにより、その厚さが前方に向かって漸減しており、
    前記当接面は、平面視で中央部が凹むような彎曲凹面で構成され、かつ、前記挿入部の前端部は、平面視で中央部が凹むように彎曲しており、
    前記両脚部の間に前記軸椎の棘突起の少なくとも一部が挿入し、前記当接面が前記環椎の後弓の後面の彎曲形状に適合した状態で装着されることを特徴とする環軸椎固定用スペーサ。
  2. 前記環椎および前記軸椎に装着した状態で前記棘突起の上に位置する基部を有し、前記挿入部、前記脚部および前記当接部は、それぞれ、前記基部から突出するように形成されている請求項1に記載の環軸椎固定用スペーサ。
  3. 前記両脚部の間に形成される空間の幅が下方に向かって漸増する部分を有する請求項1または2に記載の環軸椎固定用スペーサ。
  4. 後面のほぼ中央に上下方向に沿って溝が形成されている請求項1ないしのいずれかに記載の環軸椎固定用スペーサ。
  5. 前記溝は、前記当接部の上面付近まで連続して形成されている請求項に記載の環軸椎固定用スペーサ。
  6. Brooks環軸椎後方固定術と併用可能である請求項1ないしのいずれかに記載の環軸椎固定用スペーサ。
  7. セラミックス材料を構成材料としてなる請求項1ないしのいずれかに記載の環軸椎固定用スペーサ。
  8. 前記セラミックス材料は、リン酸カルシウム系化合物からなる請求項に記載の環軸椎固定用スペーサ。
  9. 前記リン酸カルシウム系化合物は、Ca/P比が1.0〜2.0である請求項に記載の環軸椎固定用スペーサ。
  10. 前記リン酸カルシウム系化合物は、ハイドロキシアパタイトである請求項またはに記載の環軸椎固定用スペーサ。
  11. 前記セラミックスの気孔率が0〜70%である請求項ないし10のいずれかに記載の環軸椎固定用スペーサ。
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