JP4796623B2 - 膨張可能な椎間移植片 - Google Patents

Description

本発明は一般に椎間移植片の分野に関し、特に、膨張可能な椎間移植片及び関連する器具に関する。

損傷又は退化した天然の脊椎と交換するために、及び、少なくとも関節固定が達成されるまで隣接する椎骨間の椎間板空間の十分な安定を維持するために、椎間移植片を開発する多くの試みがなされてきた。椎間移植片は時としてスペーサ又はプラグとして参照される中実体とすることができるか、又は、時として融合装置又は融合ケージとして参照される、骨成長を許容するように設計された中空の内部を画定することができる。融合装置の内部は一層迅速で安定的な関節固定を達成するために装置内での及び装置を通しての骨成長を容易にする又は促進するように骨成長誘導物質で満たすことができる。

種々の形式、形及び形状の椎間移植片が当業界で知られている。例えば、最も流行しているデザインの１つは椎間板空間内への挿入を容易にするために円筒形状を有し、外側ネジ部を画定する椎間移植片を含む。その結果、ネジ付き移植片を受け入れるためのネジ付き通路を形成するために隣接する椎骨本体の穴ぐり及びネジ立てが必要になる。しかし、このような技術は一般に隣接する椎骨本体の後方部分の過剰な穴ぐりを伴い、それによって、荷重支持椎骨の過剰な除去を招き、これは、処置している脊柱の部分を不安定にさせることがある。１つの形式の椎間移植片は隣接する椎骨本体と係合するようになった上方及び下方の外側表面を備えたほぼ矩形の形状を有する。しかし、平坦な上方及び下方の外側表面は椎骨エンドプレートの形状に十分に適合することができず、そのため、移植片と隣接する椎骨本体との間の不均一で一貫しない係合を招いてしまう。

更に、大半の椎間移植片のデザインは椎間板空間の天然の高さに類似する所定の一定高さを有する。一定高さを有する椎間移植片の挿入は普通椎間板空間の天然の高さよりも幾分大きな挿入高さにするような椎間板空間の伸延を必要とする。椎間板空間の高さに沿って膨張するように形状づけられた種々の形式の膨張可能な椎間移植片を開発する試みもなされてきた。このような形式の膨張可能な移植片は典型的には固定のベースから延びる基端部分と、末端部分とを備えた複数のアーム又は分岐部を有し、これらの端部分は互いに独立に運動するように相互接続されず、自由なままである。アーム間に楔が設置されて、アームの末端部分を離れるように分離又は拡張させ、先細り部を画定し移植片の末端部分に隣接する最大移植片高さを有する膨張形状へと、移植片を移行させる。とりわけ、アームの末端部分に隣接しての楔の位置決めは、隣接する椎骨本体により移植片上に加えられる圧縮力に抵抗するために移植片の中間部分に沿った支持を提供することに失敗する。更に、膨張楔は移植片の内側の室のかなりの部分を占めることがあり、それによって、その中に骨成長誘導物質を受け入れる移植片の能力を低下させてしまう。

更に、ある椎間移植片のデザインは選択された椎間板空間高さを維持するために上方及び下方の椎骨エンドプレートに対して係合する上方及び下方の支持表面を有する。このような移植片は時には、移植片の移転及び椎間板空間からの移植片の可能な排出を実質上阻止するために隣接する椎骨エンドプレートを把持する補助を行うように上方及び下方の支持表面から延びる歯又は他の形式の表面突起を有する。しかし、歯又は他の形式の表面突起を設けると、移植片の全体高さが増大してしまう。その結果、歯の高さを含む移植片の全体高さと少なくとも同程度に大きい椎間板空間高さを確立するのに十分な距離だけ、隣接する椎骨を離間拡張させなければならない。移植片の全体高さを収容するような隣接する椎骨の離間拡張は椎間板空間の過剰な伸延を招くことがある。更に、椎間板空間内への移植片の挿入は上方及び下方の支持表面を越えて延びる歯又は他の表面突起により阻害されることがある。
米国特許第６，４３６，１４０号明細書 米国特許第６，４３６，１４０号明細書 米国特許第６，６１０，０８９号明細書

従って、改善された膨張可能な椎間移植片及び関連する器具を提供する一般的な要求が当業界に存在する。本発明はこの要求を満たし、新規で自明でない方法により他の利益及び利点を提供する。

本発明は一般に膨張可能な椎間移植片及び関連する器具に関する。ここで保護される本発明の実際の特徴は特許請求の範囲を参照してのみ決定することができ、ここで開示する好ましい実施の形態の特徴である本発明のある形を次のように簡単に述べる。

本発明の１つの形においては、膨張可能な椎間移植片が提供され、この移植片は長手軸線を有し、初期形状と膨張形状との間を移行できる移植片本体を備え、移植片本体は横断方向の軸線に沿って離間する第１及び第２の軸方向の壁を有し、軸方向の壁の少なくとも一方は、移植片本体が初期形状にあるときに、くぼんだ区域を画定する。移植片はまた初期形状から膨張形状へ移植片本体を移行させるように軸方向の壁の少なくとも一方と相互作用する膨張部材を有し、くぼんだ区域は横断方向の軸線にほぼ沿って外方へ膨張する。

本発明の別の形においては、膨張可能な椎間移植片が提供され、この移植片は長手軸線を有し、初期形状と膨張形状との間を移行できる移植片本体を備え、移植片本体は横断方向の軸線に沿って離間する第１及び第２の軸方向の壁を有し、軸方向の壁の少なくとも一方は長手軸線にほぼ沿って延びる長さを有する溝穴を画定する。移植片はまた膨張部材を有し、この膨張部材は溝穴内に位置する第１の部分と、第２の部分とを有し、この第２の部分は、膨張部材の軸方向の運動が溝穴の長さに沿って第１の部分を変位させ、初期形状から膨張形状へ移植片本体を移行させるように軸方向の壁間で第２の部分を変位させるように、軸方向の壁間に位置し、軸方向の壁の少なくとも一方は横断方向の軸線にほぼ沿って外方へ膨張する。

本発明の別の形においては、膨張可能な椎間移植片が提供され、この移植片は長手軸線を有し、初期形状と膨張形状との間を移行できる移植片本体を備え、移植片本体は横断方向の軸線に沿って離間する第１及び第２の軸方向の壁を有する。移植片はまた本体部分と少なくとも１つの側部分とを備えた膨張部材を有し、側部分は、長手軸線にほぼ沿った膨張部材の運動が初期形状から膨張形状へ移植片本体を移行させるように軸方向の壁間で側部分を変位させるように、軸方向の壁間で少なくとも部分的に位置し、軸方向の壁の少なくとも一方は横断方向の軸線にほぼ沿って外方へ膨張する。膨張部材の本体部分は側部分の外側横断方向寸法よりも大きく寸法決めされた内側横断方向寸法を有する貫通通路を画定する。

本発明の目的は改善された膨張可能な椎間移植片及び関連する器具を提供することである。本発明の更なる目的、特徴、利点、利益及び態様は図面及びここに含まれる説明から明らかとなろう。

この特許出願はこの特許出願と同日に出願された「膨張可能な脊椎移植片及び関連する器具」という名称の米国特許出願に関係し、その内容を参照としてここに組み込む。
本発明の原理の理解を促進させる目的で、図面に示す実施の形態をここで参照し、その説明のために特定の用語を使用する。しかし、それによって本発明の要旨を限定する意図がないこと、及び、本発明に関連する当業者なら、図示の装置及び（又は）ここで示すような本発明の原理の更なる応用に対する変形及び更なる修正が考えられることを理解されたい。

図１を参照すると、本発明の１つの形に係る膨張可能な椎間移植片２０を示す。椎間移植片２０は長手軸線Ｌに沿って延び、膨張可能な移植片本体２２及び膨張部材２４により実質的に構成される。後に一層詳細に説明するように、膨張部材２４は（図７に示すような）初期の非膨張状態から（図８に示すような）膨張状態へ移植片本体２２を移行させるのに役立ち、移植片本体２２の膨張は横断方向の軸線Ｔにほぼ沿って生じる。膨張部材２４はまた膨張状態から初期の非膨張状態へ戻すように移植片本体２２を許容することができる。更に、膨張可能な椎間移植片２０の特徴及び作動に関する更なる詳細は後に説明する。

膨張可能な椎間移植片２０の素子は生物的適合性の材料で形成される。本発明の１つの実施の形態においては、椎間移植片２０の素子は、例えばステンレス鋼、ステンレス鋼合金、チタン及びチタン合金、形状記憶合金、コバルトクロム合金又は任意の他の適当な金属材料のような金属材料で形成される。本発明の別の実施の形態においては、間椎間移植片２０の素子は、例えばポリマー材料、セラミック材料、補強された複合材料、骨、骨置換材料又は任意の他の適当な非金属材料で形成される。

図１−４を集合的に参照すると、膨張可能な移植片本体２２に関する更なる詳細を示す。本発明の図示の実施の形態においては、移植片本体２２は隣接する椎骨本体間の関節固定を達成するように移植片２０内への及び（又は）移植片を通しての骨成長を容易にするか又は促進させる特徴を含む膨張可能な融合ケージとして形状づけられ、その詳細は後に説明する。しかし、本発明の他の実施の形態においては、移植片本体２２は膨張可能なスペーサ又はプラグとして形状づけることができることを理解すべきである。

本発明の１つの実施の形態においては、膨張可能な移植片本体２２は長手軸線Ｌにほぼ沿って延びる上方及び下方の壁３０、３２と、上方及び下方の壁３０、３２の対向する端部分間で横断方向に延び、これらの端部分を相互接続する一対の端壁３４、３６とを有する。上方及び下方の軸方向の壁３０、３２及び横断方向の端壁３４、３６は共働して、長手軸線Ｌにほぼ沿って延びる内側の室４０を画定する。移植片本体２２の図示の実施の形態においては、軸方向の壁３０、３２及び横断方向の壁３４、３６はほぼ矩形の軸方向の横断面を有する移植片本体２２を提供する。しかし、本発明の要旨内に入るような移植片本体２２の他の形及び形状も考えられることを理解すべきである。

本発明の１つの態様においては、上方及び下方の壁３０、３２は、上方及び下方の壁３０、３２が膨張部材２４を介して互いに関して外方へ変位できるような方法で、端壁３４、３６に結合される。本発明の別の態様においては、膨張部材２４は、図７に示す非膨張状態から図８に示す膨張状態への横断方向の軸線にほぼ沿った移植片本体２２の外方への膨張を提供するために互いに関して外方向に上方及び下方の壁３０、３２を撓み変形させるように上方及び下方の壁３０、３２と相互作用する。このような外方への変形は主として上方及び下方の壁３０、３２の可撓性特性及び（又は）上方及び下方の壁３０、３２と端壁３４、３６との間の可撓性の相互接続に貢献できる。本発明の１つの実施の形態においては、上方及び下方の壁３０、３２は一体の単一部品の移植片本体２２を画定するように端壁３４、３６と一体的に形成される。しかし、上方及び下方の壁３０、３２並びに端壁３４、３６は別個に形成でき、多部品の膨張可能な本体組立体を形成するように一緒に接続できることも考えられる。図２に示すように、更なる実施の形態においては、上方及び下方の壁３０、３２と端壁３４、３６との間の接続地点は移植片本体２２の膨張中に上方及び下方の壁３０、３２の外方への変形を容易にするための増大した可撓性を提供するような丸い内側表面３８を含む。更に、上方及び下方の壁３０、３２と端壁３４、３６との間の接続地点は、隣接する椎骨本体間への及び椎間板空間内への移植片本体２２の挿入の補助を行い、また、椎間板空間からの移植片本体２２の可能な除去を容易にする丸い基端及び末端を提供するような丸い外側表面３９を含む。

本発明の更なる態様においては、非膨張状態（図７）にあるときに、上方及び下方の壁３０、３２の外側表面は横断方向の軸線Ｔに沿って内方へ延びるくぼんだ区域を画定する。図示の実施の形態においては、上方及び下方の壁３０、３２により画定されるくぼんだ区域は内方へ延びる凹状の湾曲部を有する。しかし、本発明の要旨内に入るような他の形及び形状のくぼんだ区域も考えられる。後に一層詳細に説明するように、くぼんだ区域即ち凹状の湾曲部は、上方及び下方の壁３０、３２から延びる歯又は他の表面突起により与えられるかもしれない付加的な高さを収容するように、隣接する椎骨を離れるように伸延することなく、椎間板空間内への移植片２０の挿入を容易にするために、低い全体の垂直プロフィールを有する椎間移植片２０を提供する。しかし、図８に示すように、椎間移植片２０が椎間板空間内へ挿入された後、移植片本体２２の膨張は上方及び下方の壁３０、３２の外方への変形を生じさせ、この場合、くぼんだ区域即ち凹状の湾曲部は横断方向の軸線Ｔにほぼ沿って外方へ膨張する。図示の実施の形態においては、移植片本体２２の膨張は長手軸線Ｌに関して外方に延びる凸状の湾曲部を備えた上方及び下方の壁３０、３２の各々を提供する。以下に説明するように、移植片２０が膨張状態へ移行されたときの上方及び下方の壁３０、３２の各々により画定された凸状の湾曲部は、隣接する椎骨本体の各々により画定された凹状の表面湾曲部に対応する。

移植片本体２２の上方及び下方の壁３０、３２は上方及び下方の係合表面５０、５２を画定する。本発明の１つの実施の形態においては、上方及び下方の係合表面５０、５２は端壁３４、３６に隣接する上方の支持表面５４ａ、５４ｂ及び下方の支持表面５６ａ、５６ｂを画定する。後に説明するように、上方及び下方の支持表面５４ａ、５４ｂ及び５６ａ、５６ｂは移植片本体２２上に作用する実質的な量の圧縮力に対する支持及び抵抗を提供するようにそれぞれの上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｌ（図７−９）の皮質リム／アポフィーゼリング区域に対して接触し、当接する。本発明の図示の実施の形態においては、上方及び下方の支持表面５４ａ、５４ｂ及び５６ａ、５６ｂは実質上平滑で、いかなる段部、突出部、突起又は不規則部をも有しない。しかし、他の実施の形態においては、上方及び下方の支持表面は椎骨に係合しこれを把持する補助を行うための係留特性を画定することができることを理解すべきである。

本発明の更なる実施の形態においては、移植片本体２２の上方及び下方の係合表面５０、５２は上方及び下方の支持表面５４ａ、５４ｂ及び５６ａ、５６ｂ間で軸方向に位置する多数のアンカー素子を含む。アンカー素子は、移植片本体２２の運動を阻止又は禁止し及び（又は）椎間板空間内への移植に続く移植片本体２２上での骨成長を容易にするために隣接する椎骨本体Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｌと係合するようになっている。１つの実施の形態においては、アンカー素子は上方及び下方の係合表面５０、５２から突出する多数の歯又は表面突出部６０を有する。別の実施の形態では、アンカー素子は上方及び下方の係合表面５０、５２内に切削された多数の溝６２を有する。しかし、例えばスパイク、ネジ部、隆起部、段差、粗表面又は椎骨組織への係留のために適する任意の他の構造又は素子を含む、移植片本体２２に関連して使用するためのアンカー素子の他の組み合わせ及び（又は）形状も考えられることを理解すべきである。また、本発明の他の実施の形態においては、移植片本体２２の上方及び下方の係合表面５０、５２は任意のアンカー素子を含む必要は必ずしもないが、代わりに、いかなる突起又は表面不規則さをも有しない実質上平滑な形状を画定することができることを理解すべきである。

図２に示すように、端壁３４、３６に隣接する上方の表面５４ａ、５４ｂは第１の平面Ｐ_１に沿って位置し、端壁３４、３６に隣接する下方の表面５６ａ、５６ｂは第２の平面Ｐ_２に沿って位置する。第１及び第２の平面Ｐ_１、Ｐ_２間の距離は移植片本体２２の最大の初期の非膨張高さｈ_１を画定する。上述のように、移植片本体２２が初期の非膨張状態にあるとき、上方及び下方の壁３０、３２の外側表面は内方へ延びる凹状の湾曲部を画定する。この凹状の湾曲部のため、上方及び下方の係合表面５０、５２から突出する歯６０（又は他の形式の表面突出部）は第１及び第２の平面Ｐ_１、Ｐ_２の内側に少なくとも部分的に位置し、移植片本体２２の最大の非膨張高さｈ_１を画定する。本発明の図示の実施の形態においては、歯６０は第１及び第２の平面Ｐ_１、Ｐ_２の内側に全体的に位置する。

移植片本体２２が初期の非膨張状態にあるとき、歯６０は好ましくは第１及び第２の平面Ｐ_１、Ｐ_２を越えて突出又は延長しないので、歯６０は上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌと干渉せず、椎間板空間への挿入中移植片２０の配置を妨害する可能性を持たない。従って、壁３０、３２の上方及び下方の表面の上方での歯６０の高さを収容するための上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの伸延は実質上回避される。更に、移植片本体２２は、上方及び下方の壁３０、３２が初期の非膨張状態にあるときに凹状の湾曲部を画定しない場合に許容されるよりも一層大きな高さを有する歯６０（又は他の形式の表面突出部）を具備することができる。移植片本体２２の図示の実施の形態は、平面Ｐ_１、Ｐ_２が互いに実質上平行に配置されることを想定するが、本発明の他の実施の形態においては、平面Ｐ_１、Ｐ_２は互いに関して角度をなすか又は先細りとなることができることを理解すべきである。認識すべきように、移植片本体２２は、平面Ｐ_１、Ｐ_２が上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌ間の前彎角度に対応する先細り形状を備えた移植片本体２２を提供するために互いに関して角度をなすように、形状づけることができる。

移植片本体２２の図示の実施の形態においては、歯６０は移植片本体２２の中央部分２２ｃを横切って横方向に延びる列となって配置される。移植片本体２２は上方及び下方の係合表面５０、５２から延びる２列の歯６０を有するものとして示すが、単一の列の歯または３又はそれ以上の列の歯を包含することも考えられることを理解すべきである。さらに、歯６０は、例えば長手軸線Ｌに平行な方向のような他の方向に指向できるか又は長手軸線Ｌに関して斜めの角度で配置できることを理解すべきである。また、２又はそれ以上の列の歯６０は移植片本体２２の端部分２２ａ、２２ｂを含む、上方及び下方の係合表面５０、５２の他の部分から延びることができることを理解すべきである。１つの実施の形態においては、歯６０は三角形形状を有する；しかし、本発明の要旨内に入るような歯の他の形及び形状も考えられる。図８に示すように、膨張形状への移植片本体２２の移行時に、歯６０は隣接する椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの椎骨エンドプレートに係合／衝合して、移植片本体２２の運動及び椎間板空間からの可能な排出を阻止又は禁止する。

移植片本体２２の図示の実施の形態においては、溝６２は移植片本体２２の端部分２２ａ、２２ｂを横切って横方向に延びる列となって配置される。移植片本体２２は上方及び下方の係合表面５０、５２の各々内に形成された１０個の溝６０を有するものとして示すが、任意の数の溝６０を包含できることを理解すべきである。更に、溝６２は、例えば長手軸線Ｌに平行な方向のような他の方向に指向できるか又は長手軸線Ｌに関して斜めの角度で配置できることを理解すべきである。また、溝は中央部分２２ｃを含む移植片本体２２の他の部分内に切削できることを理解すべきである。

本発明の１つの実施の形態においては、溝６２は上方及び下方の係合表面５０、５２内に湿地帯即ちチャンネルを切削することにより形成され、これらのチャンネルは上方及び下方の係合表面５０、５２と実質上共面のランド部即ち台地６４を画定するように離間する。溝６２とランド部６４とが遭遇する地点に縁部即ち隅部６６が画定される。１つの実施の形態においては、溝６２はランド部６４の幅よりも大きな溝幅及び溝深さを有するように形状づけられる。しかし、溝６２の他の形状も考えられる。更に、図示の実施の形態においては、溝６２は実質上均一な半径又は曲率を画定する実質上円形の形状を有する。しかし、例えば湾曲状又は弓状の溝、Ｖ字状又はＵ字状の溝又は任意の他の適当な溝形又は溝形状のような溝６２の他の形及び形状も考えられる。図８に示すように、膨張形状への移植片本体２２の移行時に、ランド部６４はその中に骨組織を収容するために及び（又は）移植片本体２２上での骨の成長を容易にするために溝６２をその近傍で位置決めするように隣接する椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの椎骨エンドプレートに係合する。更に、溝６２とランド部６４との間に形成された縁部６６は移植片本体２２の運動及び椎間板空間からの可能な排出を阻止又はさもなければ禁止する補助を行う。

図１、３に最も明確に示すように、本発明の１つの実施の形態においては、移植片本体２２は、そこを通って横断方向に延びて内側の室４０と連通し、壁３０、３２の上方及び下方の係合表面５０、５２上で開口する骨成長開口即ち溝穴８０を画定する。図示の実施の形態においては、溝穴８０は移植片本体２２の実質上全長ｌに沿って延び、一対の長手方向に延び対向的に対面する側表面８２ａ、８２ｂを画定し、そこでは、溝穴８０は上方及び下方の壁３０、３２を通って延びる。認識すべきように、骨成長溝穴８０は隣接する椎骨本体からの、及び、移植片本体２２内への及び可能なら移植片本体を通しての骨の成長を許容する。更に、溝穴８０はまた、膨張部材２４が椎間移植片２０の膨張時に移植片本体２２を通って軸方向に変位するときに側方向への変位を実質上阻止するために長手軸線Ｌにほぼ沿って膨張部材２４の案内を補助するように、対向する側表面８２ａ、８２ｂ間で、その中に膨張部材２４の一部を受け入れるように寸法決めされる。

移植片本体２２は移植片本体２２の実質上全長ｌを通って横断方向に及びその全長に沿って延びる単一の骨成長溝穴８０を有するものとして示すが、移植片本体２２は、移植片本体２２の長さに沿った種々の位置に位置する２又はそれ以上の骨成長溝穴即ち開口を含む、任意の数の骨成長溝穴を有するように形状づけることができることを理解すべきである。更に、骨成長溝穴８０は移植片本体２２の実質上全長ｌに沿って延びる溝穴長さｌ_Ｓ及び移植片本体２２の幅ｗの約１／３を横切って延びる溝穴幅ｗ_Ｓを備えたほぼ矩形の形状を有するものとして示すが、骨成長開口の他の形、形状及び寸法も考えられることを理解すべきである。更に、骨成長溝穴８０は内側の室４０に連通するものとして図示し、説明したが、溝穴８０は上方及び下方の壁３０、３２を全体的に通って延びる必要は必ずしもないことを理解すべきである。

図１、４に最も明確に示すように、移植片本体２２の図示の実施の形態においては、軸方向の開口８４は端壁３４、３６の各々を通って延び、内側の室４０に連通する。後に更に詳細に説明するように、軸方向の開口８４は膨張形状への移植片本体２２の移行を容易にするために膨張部材２４と係合するようになった器具の端部分をその中に受け入れるように寸法決めされる。更に、軸方向の開口８４はまた、後方及び前方方向において隣接する椎骨本体から移植片本体２２の内側の室４０内への骨の成長を許容する。本発明の図示の実施の形態においては、軸方向の開口８４はほぼ矩形の形状を有し、端壁３４、３６のほぼすべてを取り囲む比較的大きな寸法を有する。しかし、本発明の要旨内に入るような軸方向の開口８４の他の寸法、形及び形状も考えられることを理解すべきである。また、
本発明の他の実施の形態においては、端壁３４、３６の一方のみが軸方向の開口８４を画定し、他方の端壁は軸方向の開口８４とは反対側の移植片本体２２の端部を閉じるような実質上中実の形状を有することを理解すべきである。

図１、２に示すように、本発明の１つの実施の形態においては、内側の室４０は移植片本体２２の長さｌに沿って位置する多数の別個のコンパートメント即ち区分を有する。移植片本体２２の図示の実施の形態においては、内側の室４０は移植片本体２２の端部分２２ａ、２２ｂに隣接して位置する端コンパートメント９０ａ、９０ｂと、移植片本体２２の中央部分２２ｃに隣接して位置する中間即ち中央コンパートメント９０ｃとを有する。しかし、内側の室４０は単一のコンパートメント、２つのコンパートメント若しくは４又はそれ以上のコンパートメントを含む、任意の数のコンパートメントを含むことができることを理解すべきである。本発明の図示の実施の形態においては、室のコンパートメント９０ａ、９０ｂ、９０ｃの各々は移植片本体２２の全幅ｗを通って横方向に延び、それによって、移植片本体２２の膨張のための増大した可撓性を提供し、また、横方向からの内側の室４０内への骨の成長を許容するための開いた側部を備えた移植片本体２２を提供する。

移植片本体２２の図示の実施の形態においては、各端コンパートメント９０ａ、９０ｂは先細り区域を有し、この場合、中間コンパートメント９０ｃに隣接する上方及び下方の壁３０、３２の内側表面は互いの方に向かって内方に先細りし、一対の対向する傾斜表面９２ａ、９２ｂを画定する。中央コンパートメント９０ｃは湾曲状の形状を有し、上方及び下方の壁３０、３２の内側表面は膨張部材２４（図５、６）により画定された上方及び下方の湾曲状係合表面１２０ａ、１２０ｂと実質上同じ曲率を有する一対の対向する凹状の表面９４ａ、９４ｂを画定し、その詳細は後に説明する。端コンパートメント９０ａ、９０ｂの傾斜表面９２ａ、９２ｂと中央コンパートメント９０ｃの凹状の表面９４ａ、９４ｂとの間の交差地点は中央コンパートメント９０ｃの両側部に位置する対向した頂点即ち頂上９６ａ、９６ｂ及び９８ａ、９８ｂを画定する。移植片本体２２の図示の実施の形態は特定の形及び形状を有するものとして内側の室４０及びコンパートメント９０ａ、９０ｂ、９０ｃを示すが、本発明の要旨内に入るような他の適当な形及び形状も考えられることを理解すべきである。本発明の１つの実施の形態においては、端コンパートメント９０ａ、９０ｂは横断方向の軸線Ｔに関して互いに実質上対称的であり、その目的は後に説明する。

図５、６を参照すると、本発明の１つの実施の形態に係る膨張部材２４を示す。図示の実施の形態においては、膨張部材２４は中央の主要な本体部分１００と、中央部分１００から横方向に突出し、横方向軸線１０４にほぼ沿って配置された一対の側部分１０２ａ、１０２ｂとを有する。

本発明の１つの実施の形態においては、膨張部材２４の中央部分１００は実質上平坦又は平面の側表面１０６ａ、１０６ｂを画定するほぼ矩形又は正方形の横断面を有し、側部分１０２ａ、１０２ｂはこれらの側表面から延びる。しかし、例えば六角形又は多角形横断面若しくは円形又は楕円形横断面のような中央部分１００の他の形及び横断面も考えられることを理解すべきであり、側表面１０６ａ、１０６ｂは湾曲状又は弓状の形状若しくは当業者が行える任意の他の形又は形状を有する。中央部分１００の少なくとも上方及び下方のセグメント１０８ａ、１０８ｂは移植片本体２２を通って延びる溝穴８０の幅ｗ_ｓに緊密に対応する幅ｗ_ｅを側表面１０６ａ、１０６ｂ間で画定する。後に説明するように、中央部分１００の上方及び下方のセグメント１０８ａ、１０８ｂは、膨張部材２４が図８に示す膨張形状の方への移植片本体２２の移行中に内側の室４０を通って軸方向に変位するときに、溝穴８０を通って対向する側表面８２ａ、８２ｂに沿って変位する。

図示の実施の形態においては、中央部分１００は直径ｄ_ｌを有する通路１１０を画定する。通路１１０は中央部分１００を通って全体的に延び、膨張部材２４が移植片本体２２内に位置するときには、長手軸線Ｌにほぼ沿って配置される。通路１１０は膨張形状への移植片本体２２の移行中に内側の室４０を通して膨張部材２４を軸方向に変位させるように形状づけられた手術器具２００（図７）の末端部分を受け入れるように寸法決めされ、その詳細は後に説明する。１つの実施の形態においては、通路１１０はほぼ円形の横断面を有し、手術器具２００のネジ付き末端部分に係合するようになった、軸方向の通路１１０を通る連続的なネジパターンを画定する内側ネジ部１１２を有する。しかし、本発明に関連して使用するための軸方向の通路１１０の他の形及び形状も考えられることを理解すべきである。

本発明の更なる実施の形態においては、膨張部材２４の側部分１０２ａ、１０２ｂの各々は横方向の軸線１０４に関してほぼ円形の横断面を有し、外径ｄ_２を画定する。図５に示すように、膨張部材２４の中央部分１００を通って延びる軸方向の通路１１０の直径ｄ_１は側部分１０２ａ、１０２ｂの外径ｄ_２よりも大きい。認識すべきように、拡大した中央部分１００が無い場合、膨張部材２４を通って延びる軸方向の通路１１０の最大直径ｄ_１は側部分１０２ａ、１０２ｂの外径ｄ_２よりも幾分小さくなる。後に説明するように、比較的大きな直径ｄ_１を備えた通路１１０を設けると、膨張部材２４を通しての、移植片本体２２の内側の室４０により画定されるコンパートメント９０ａ、９０ｂの１つ内へのグラフト材料（又は他の形式の材料）の通過が容易になる。更に、比較的大きな直径ｄ_１を備えた通路１１０を設けると、手術器具２００の末端部分との一層安定した固定的な係合も提供できる。

図示の実施の形態においては、膨張部材２４の側部分１０２ａ、１０２ｂの各々は湾曲状又は弓状の形状を有する上方及び下方の係合表面１２０ａ、１２０ｂを画定するほぼ円形の横断面を有する。しかし、側部分１０２ａ、１０２ｂ並びに上方及び下方の係合表面１２０ａ、１２０ｂの他の形及び横断面も考えられることを理解すべきである。例えば、本発明の他の実施の形態においては、側部分１０２ａ、１０２ｂは三角形、矩形、六角形又は多角形の横断面を有することができ、上方及び下方の係合表面１２０ａ、１２０ｂは角度をなした若しくは実質上平坦又は平面の形状、または、当業者なら行うことのできる任意の他の形又は形状を有する。側部分１０２ａ、１０２ｂは、側部分１０２ａ、１０２ｂが移植片本体２２の側表面を越えて横方向に延びないように、移植片本体２２の全幅よりも小さいか又はこれに等しい全幅を備えた膨張部材２４を提供する。後に一層詳細に説明するように、側部分１０２ａ、１０２ｂの上方及び下方の係合表面１２０ａ、１２０ｂは、膨張部材２４が図８に示す膨張形状への移植片本体２２の移行中に内側の室４０を通って軸方向に変位するときに、上方及び下方の壁３０、３２の傾斜表面９２ａ、９２ｂに沿って摺動する。

ここで図７を参照すると、初期の非膨張状態における上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌ間の椎間板空間内に位置する椎間移植片２０を示す。上述のように、初期の非膨張状態にあるときの移植片本体２２の最大の初期高さｈ_ｌは端壁３４、３６にそれぞれ隣接する上方及び下方の端表面５４ａ、５６ａ及び５４ｂ、５６ｂ間の距離であり、図示の実施の形態では、第１及び第２の平面Ｐ_１、Ｐ_２間の距離である。上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの伸延を最少にし、椎間板空間の過剰な伸延を回避するため、移植片本体２２の初期高さｈ_ｌは好ましくは天然の椎間板空間高さに対応するように選択される。１つの実施の形態においては、移植片本体２２の初期高さｈ_ｌは上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの前方／後方部分に隣接する皮質リム／アポフィーゼリング区域に隣接する天然の椎間板空間高さに厳密に対応する。しかし、本発明の要旨内に入るような移植片本体２２の他の初期高さｈ_ｌも考えられる。また、上述のように、上方及び下方の壁３０、３２の内方に延びる形状のため、上方及び下方の壁３０、３２から延びる歯６０（又は他の形式の表面突出部）は第１及び第２の平面Ｐ_１、Ｐ_２を越えて突出又は延長することがなく、それによって、椎間板空間内への移植片２０の挿入を阻害するであろう、歯６０と上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌとの間の干渉を回避する。

本発明の１つの実施の形態に係る手術器具２００は、椎間板空間内への移植片２０の挿入を補助するために及び図８に示す膨張形状へ移植片本体２２を移行させるために、椎間移植片２０に係合する。１つの実施の形態においては、手術器具２００は一般に移植片本体２２に係合できる外側スリーブ２０２と、外側スリーブ２０２内に位置し、膨張部材２４に係合できる内側の駆動シャフト２０４とを有する。ここでは手術器具２００の特定の形状を図示し、説明するが、本発明に関連して使用するための他の適当な形式及び形状の手術器具も考えられること、及び、その素子及び作動はここで図示し説明する手術器具の実施の形態から異なることができることを理解すべきである。例えば、本発明に関連して使用するのに適した別の形式の器具は米国特許第６，４３６，１４０号明細書に図示され記載されており、その全体の内容を参照としてここに組み込む。

手術器具２００は椎間移植片２０の操作及び取り扱いを補助するために外側スリーブ２０２に取り付けられた第１のハンドル（図示せず）と、移植片２０を膨張させるような駆動シャフト２０４の作動を補助するために内側の駆動シャフト２０４に取り付けられた第２のハンドル（図示せず）とを有することができる。１つの実施の形態においては、外側スリーブ２０２に関連するハンドルは、移植片２０の操作及び取り扱い中（例えば、椎間板空間内への移植片２０の挿入中）に医師により容易に把持でき、また、移植片２０の作動又は膨張中（例えば、移植片本体２２の内側の室４０を通しての膨張部材２４の変位中）に外側スリーブ２０２上に作用することのあるいかなるトルク力にも対抗するために使用することのできるカウンタトルク形式のハンドルとして形状づけることができる。別の実施の形態においては、内側の駆動シャフト２０４に関連するハンドルは駆動シャフト２０４上に回転力を与えるために医師により操作されるＴ字状のハンドルとして形状づけることができ、この回転力は次いで、椎間板内への挿入に続いて移植片２０を膨張させるために移植片本体２２の内側の室４０を通して膨張部材２４を変位させる。しかし、器具２００に関連して使用するための他の適当な形式及び形状のハンドルも考えられること、および、その素子及び作動はここで図示し説明する手術器具２００の実施の形態から異なることができることを理解すべきである。

手術器具２００の外側スリーブ２０２は移植片本体２２と係合するようになった末端部分２０２ａを有する。本発明の１つの実施の形態においては、末端部分２０２ａはスリーブ２０２の末端により、又は、移植片本体２２の端壁３４、３６のいずれかに対して当接又は圧縮できる肩部又はボスにより形成される係合表面２０６を画定し、その目的は後に説明する。別の実施の形態においては、器具２００及び移植片本体２２は外側スリーブ２０２に関する移植片本体２２の回転を阻止するように互いに共働する特徴を有することができる。特定の実施の形態においては、外側スリーブ２０２の末端部分２０２ａに関連する１又はそれ以上の突起は移植片本体２２の端壁３４、３６のいずれか内に形成されたくぼんだ領域内に挿入できる。例えば、末端部分２０２ａに関連する１又はそれ以上のピンは移植片本体２２の端壁３４、３６に形成された開口又はくぼみ内に挿入できる。別の特定の実施の形態においては、器具２００の最末端部分は移植片本体２２の端壁３４、３６を通して形成された軸方向の開口８４の内側プロフィールに緊密に対応する外側プロフィールを具備することができる。更に別の特定の実施の形態においては、器具２００は、スリーブ２０２の末端部分２０２ａから軸方向に延び、対向する態様で互いに向かって内方に延びる横断方向のフランジを含む一対の枝部（図示せず）を有することができる。認識すべきように、移植片本体２２の端コンパートメント９０ａ、９０ｂのいずれか内での横断方向のフランジの位置決めは、移植片本体２２に外側スリーブ２０２を固定し、外側スリーブ２０２に関する移植片本体２２の回転を阻止する機能を果たす。例えばネジ係合、クランプ係合、キー係合、舌片／溝係合、摩擦係合又は他の適当な係合手段を含む、当業者にとって行うことのできるスリーブ２０２と移植片本体２２との間の他の形式の係合構造も考えられることを理解すべきである。

手術器具２００の内側の駆動シャフト２０４は、スリーブ２０２を通る駆動シャフト２０４の軸方向の変位を拘束しながら、スリーブ２０２内での駆動シャフト２０４の回転を許容するような方法で、外側スリーブ２０２内に位置する。駆動シャフト２０４は移植片本体２２の端壁３６の軸方向の開口８４を通って延び、膨張部材２４に係合する末端部分２０４ａを有する。１つの実施の形態においては、駆動シャフト２０４の少なくとも末端部分２０４ａは膨張部材２４の中央部分１００の通路１１０に沿って形成された内側ネジ部１１２とネジ係合するようになった外側ネジ部２１０を有し、それによって、駆動シャフト２０４を膨張部材２４に係合させる。しかし、例えば、当接係合、クランプ係合、キー係合、舌片／溝係合、摩擦係合又は他の適当な係合手段のような、駆動シャフト２０４と移植片本体２２との間の他の形式の係合も考えられることを理解すべきである。

図７に示すように、本発明の１つの実施の形態においては、膨張部材２４は初期には移植片本体２２の末端２２ａに隣接して端コンパートメント９０ａ内に位置し、後に説明するように、移植片２０の膨張は、膨張部材２４が中央コンパートメント９０ｃ内で位置決めされるまで、移植片本体２２の基端２２ｂの方へ膨張部材２２を引っ張ることにより、達成される。本発明の別の実施の形態においては、膨張部材２４は初期には移植片本体２２の基端２２ｂに隣接して端コンパートメント９０ｂ内に位置し、移植片２０の膨張は、膨張部材２４が中央コンパートメント９０ｃ内で位置決めされるまで、末端２２ａの方へ膨張部材２４を押すことにより得られる。しかし、末端コンパートメント９０ａ内での膨張部材２４の初期の位置決め及び中央コンパートメント９０ｃ内への膨張部材２４の引き込みは、ここで図示し説明する手術器具２００のような、「引っ張り」型の器具の比較的簡単な全体デザインをもたらす。例えば、引っ張り型の器具２００に関して、外側スリーブ２０２と移植片本体２２との間の係合は積極的ではない当接係合を介して達成できる。その理由は、移植片本体２２の基端２２ｂの方への膨張部材２４の引っ張りが外側スリーブ２０４の末端部分に対して基端壁３６を圧縮するからである。従って、「押し」型の器具の場合のように、外側スリーブ２２と移植片本体２２との間の積極的な即ち確実な係止係合は必要ではない。更に、引っ張り型の器具はまた、押し型の器具に比べて、移植片２０を膨張させるのに必要な力についての一層大きな度合いの制御を提供する。

図７に示すように、外側スリーブ２０２の末端部分２０２ａは基端壁３６に対して係合し、内側の駆動シャフト２０４のネジ付き末端部分２０４ａは端壁３６の軸方向の開口８４を通って延び、膨張部材２４の中央部分１００のネジ付き通路１１０とネジ係合する。認識すべきように、駆動シャフト２０４が外側スリーブ２０２に関して（及びそれ故移植片本体２２に関して）軸方向で拘束されるので、回転方向Ｒへの駆動シャフト２０４の回転はネジ付き通路１１０に沿って駆動シャフト２０４の末端部分２０４ａをネジ係合させ、これは、移植片本体２２の中央コンパートメント９０ｃの方へ向かって矢印Ａの方向に膨張部材２４を引き戻す。

移植片本体２２に関して膨張部材２４を変位させるための特定の器具及び技術をここで図示し、説明したが、本発明の要旨内に入るような他の器具及び技術も考えられることを理解すべきである。例えば、駆動シャフト２０４は、例えば米国特許第６，４３６，１４０号明細書に示すように、駆動シャフト２０４と外側スリーブ２０２との間のネジ係合を介して、外側スリーブ２０２に関して軸方向に変位できる。この方法においては、駆動シャフト２０４の回転は駆動シャフト２０４の軸方向の変位を生じさせ、これは、移植片本体２２に関する膨張部材２４の軸方向の変位を生じさせる。他の実施の形態においては、駆動シャフト２０４は矢印Ａの方向に単に引っ張ることができ、これは、移植片本体２２の中央コンパートメント９０ｃの方への膨張部材２４の軸方向の変位を生じさせる。さらに、本発明の図示の実施の形態は移植片２０を膨張させるために移植片本体２２に関する膨張部材２４の直線変位の使用を想定するが、本発明の他の実施の形態においては、移植片本体２２及び膨張部材２４は、移植片本体２２に関する膨張部材２４の横断方向変位、回転変位及び（又は）枢動変位が横断方向の軸線Ｔに沿って移植片本体２２を膨張させるのに役立つように、形状づけることができることを理解すべきである。例えば、本発明の代わりの実施の形態においては、膨張部材２４は、中央コンパートメント９０ｃ内での膨張部材２４の回転が移植片本体２２の膨張を生じさせるように、横長の又はカム状の形状を有するように形状づけることができる。

認識すべきように、矢印Ａの方向への膨張部材２４の軸方向の変位は図８に示す膨張形状の方へ移植片本体２２を対応的に移行させる。一層詳細には、末端コンパートメント９０ａから中央コンパートメント９０ｃの方への膨張部材２４の軸方向の変位は、移植片本体２２により画定された対向する傾斜表面９２ａ、９２ｂに沿って膨張部材２４の側部分１０２ａ、１０２ｂにより画定された上方及び下方の係合表面１２０ａ、１２０ｂを摺動係合させる。その結果、移植片本体２２の上方及び下方の壁３０、３２は互いに離れるように駆動され、図７に示す初期の非膨張形状から図８に示す膨張形状の方へ移植片本体２２を移行させるように横断方向の軸線に沿って外方に変形する。膨張部材２４は更に、内側の室４０の中央コンパートメント９０ｃ内に位置決めされるまで、軸方向において変位し、この場合、膨張部材２４の側部分１０２ａ、１０２ｂは対向する凹状の表面９４ａ、９４ｂにより形成されたくぼんだ領域内に位置決めされ、対向する頂上／頂点９６ａ、９６ｂ及び９８ａ、９８ｂ間で捕縛される。

対向する頂上／頂点９６ａ、９６ｂ及び９８ａ、９８ｂ間における対向する凹状の表面９４ａ、９４ｂ内での膨張部材２４の側部分１０２ａ、１０２ｂの位置決めは膨張部材２４を中央コンパートメント９０ｃ内に保持し、膨張部材２４の更なる軸方向の変位に抵抗するか又はこれを禁止し、それによって、駆動シャフト２０４が膨張部材２４から離れた後でさえも、移植片本体２２を図８に示す膨張形状に維持することを認識すべきである。また、移植片本体２２の膨張中、膨張部材２４が対をなす対向する頂上／頂点９６ａ、９６ｂを越えて位置決めされ、中央コンパートメント９０ｃ内へ入るか又は「クリック」した後、器具２００の駆動シャフト２０４上に作用する直線駆動力又は回転トルクの量は大幅に及び急激に減少することを認識すべきである。駆動力又はトルクのこの急激な低下は医師に対して、膨張部材２４が中央コンパートメント９０ｃ内で適正に位置決めされたこと及び所望の量の膨張が達成されたことについての知覚できる表示を提供する。

更に、上述のように、膨張部材２４の上方及び下方のセグメント１０８ａ、１０８ｂは移植片本体２２（図３）を通って延びる溝穴８０の幅ｗ_ｓに緊密に対応する幅ｗ_ｅを側表面１０６ａ、１０６ｂ（図５）間で画定する。従って、膨張部材２４が膨張形状の方へ移植片本体を移行させるように移植片本体２２の内側の室４０を通って変位するとき、中央部分１００の上方及び下方のセグメント１０８ａ、１０８ｂは溝穴８０を通って変位し、側表面１０６ａ、１０６ｂは溝穴８０の対向する側表面８２ａ、８２ｂに沿って変位する。溝穴８０を通る中央部分１００の上方及び下方のセグメント１０８ａ、１０８ｂの変位は移植片本体２２の膨張中に内側の室４０を通して膨張部材２４を案内する補助を行う。更に、膨張部材２４の側表面１０６ａ、１０６ｂと溝穴８０の対向する側表面８２ａ、８２ｂとの間の比較的緊密な嵌合は移植片本体２２に対する付加的な支持及び剛性を提供し、特に上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌにより移植片２０上に作用する側方又は横方向の力に抵抗する。

図８に示すように、移植片本体２２の膨張は、移植片の中央部分に隣接する移植片本体２２の全体高さを、椎間板空間の中央部分に隣接する高さに実質上等しい膨張高さｈ_２に増大させる。認識すべきように、初期の高さｈ_１と移植片本体２２の膨張高さｈ_２との間の差は、膨張部材２４（図５、６）の側部分１０２ａ、１０２ｂの直径ｄ_１（又は高さ）と、移植片本体２２（図２）の中央コンパートメントｃの９０の凹状の表面９４ａ、９４ｂ間の非膨張距離ｄ_２との間の差に対応する。従って、移植片本体２２の膨張は、選択された直径ｄ_１（又は高さ）を有する側部分１０２ａ、１０２ｂを備えた膨張部材２４を提供することにより及び（又は）凹状の表面９４ａ、９４ｂ間の選択された非膨張距離ｄ_２を有する形状を備えた中央コンパートメント９０ｃを提供することにより、容易かつ精確に制御することができる。

移植片本体２２が膨張形状へ移行したとき、上方及び下方の壁３０、３２は移植片本体２２の全体高さｈ_２を増大させるために横断方向の軸線Ｔに沿って互いに離れるように外方へ変形する。上方及び下方の壁３０、３２の端部分が端壁３４、３６に一体的に接続されているので、上方及び下方の壁３０、３２の端部分は比較的静止の状態に維持され、端部分２２ａ、２２ｂに隣接する移植片本体２２の膨張は制限される。しかし、上方及び下方の壁３０、３２の中央部分が相互接続されていないので、移植片２２の膨張は主として移植片本体２２の中央部分に沿って生じる。その結果、移植片本体２２の膨張時に、上方及び下方の壁３０、３２の各々は長手軸線Ｌに関して外方に延びる凸状の湾曲部を形成する。外方に変形した上方及び下方の壁３０、３２の凸状の湾曲部は好ましくは隣接する椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの椎骨エンドプレートにより画定される前後の表面湾曲部Ｃに実質上対応する。更に、横断方向の軸線Ｔにほぼ沿った移植片本体２２の膨張は、移転及び椎間板空間からの移植片本体２２の可能な排出に抵抗するために、上方及び下方の係合表面５０、５２から延びる歯６０を椎骨エンドプレート内へ埋め込むか又は押し込む。移植片本体２２の膨張に続き、手術器具２００が膨張部材２４から係合解除され、患者から取り外される。図示の実施の形態においては、これは、ネジ付き末端部分２０４ａがネジ付き通路１１０から係合解除されるまで、初期の回転方向Ｒとは反対の方向に駆動シャフトを単に回転させることにより、達成できる。

移植片２０の最適ではない配置又は他の理由のために椎間板空間からの膨張した移植片２０の除去が必要な場合、端コンパートメント９０ａ、９０ｂの対称的な性質のため、移植片本体２２は、中央コンパートメント９０ｃから基端コンパートメント９０ｂへ膨張部材を単に再位置決めすることにより、膨張形状（図８）から初期の非膨張形状へ戻るように移行できる。認識すべきように、膨張部材２４の更なる軸方向の変位は駆動シャフト２０４を回転方向Ｒへ回転させることにより達成され、これにより、膨張部材２４の側部分１０２ａ、１０２ｂが中央コンパートメント９０ｃの凹状の表面ａ９４ａ、９４ｂから除去されて移植片本体２２の基端コンパートメント９０ｂ内で位置決めされるまで、膨張部材２４を矢印Ａの方向に引き戻す。このような再位置決めは可撓性の移植片本体２２を図７に示す初期の非膨張形状の方へ引き戻し、この場合、歯６０は、さもなければ椎間板空間からの移植片２０の除去を阻害することのある、上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌとの干渉を回避するように、平面Ｐ_１、Ｐ_２に関して再度内方へくぼむ。次いで、移植片２０を椎間板空間から除去することができ、椎間板空間内の変更した位置へ移植片２０を再位置決めするために、上述の挿入及び膨張手順を使用して、移植片を再導入できる。

本発明の更なる態様においては、椎間板空間内での移植片２０の挿入及び膨張に続き、骨成長促進材料１３０（図８、９）が上方及び下方の壁３０、３２を通って延びる溝穴８０を通しての上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌからの骨の成長を容易又は促進するために移植片本体２２の内側の室４０内へ及び可能なら移植片本体２２を通して、装填される。１つの実施の形態においては、骨成長促進材料１３０は、これらに限定されないが、骨チップ又は骨髄、脱塩骨マトリックス（ＤＢＭ）、間葉ステム細胞及び（又は）ＬＩＭ無機質化タンパク質（ＬＭＰ）を含む、骨グラフト材料、骨形態発生タンパク質（ＢＭＰ）又は任意の他の適当な骨成長促進材料又は物質である。骨成長促進材料１３０は適当なキャリヤを伴って又は伴わずに使用することができる。

本発明の１つの実施の形態においては、骨成長促進材料１３０は移植片本体２２の挿入及び膨張に続いて端壁３６の軸方向の開口８４を介して内側の室４０内に装填又は充填される。しかし、代わりの実施の形態においては、骨成長促進材料１３０の一部は移植片本体２２の挿入及び膨張前に内側の室４０内へ予め装填することができる。上述のように、膨張部材２４の中央部分１００の通路１１０の寸法は比較的大きい。その結果、骨成長促進材料１３０は膨張部材２４の大きな通路１１０を通して内側の室４０の末端コンパートメント９０ａ内に搬送することができる。末端コンパートメント９０ａが十分に装填された後、付加的な骨成長促進材料１３０を内側の室４０の基端コンパートメント９０ｂ内へ装填することができる。認識すべきように、膨張部材２４内に比較的大きな通路１１０を設けたため、骨成長促進材料１３０は椎間板空間内での移植片２０の挿入及び膨張前に末端コンパートメント９０ａ内へ予め装填する必要はない。更に、膨張部材２４の比較的大きな通路１１０を通しての骨成長促進材料１３０の搬送は、内側の室４０の全体が骨成長促進材料１３０で密に充填されるのを許容する。更に、隣接する椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌとの融合を更に促進させるために、骨グラフト、小片化した自己移植骨又は同様の形式の材料を膨張した移植片本体２２に隣接して横方向で位置させることができる。

椎間移植片２０の素子及び作動を図示し、説明したので、本発明の１つの実施の形態に係る、椎間板空間内へ椎間移植片２０を移植する技術をここで参照する。しかし、他の移植技術及び手順も考えられること、及び、次の技術は本発明の要旨を全く限定しないことを理解すべきである。

本発明の１つの実施の形態においては、脊柱へのアクセス及び椎間板空間内への椎間移植片２０の挿入は後方手術接近法を介して達成される。しかし、アクセス及び椎間板空間内への椎間移植片２０の挿入は、例えば前方接近法又は側方接近法のような他の手術接近法を介して達成できることを理解すべきである。本発明の別の実施の形態においては、椎間移植片２０は脊椎の腰椎区域を処置するために使用され、この場合、上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌは腰部椎骨本体を有する。しかし、本発明はまた、例えば脊柱の頚部、胸部又は仙骨の区域のような脊椎の他の部分にも適用できることを理解すべきである。

最初に、処置すべき脊柱の部分を特定し、既知の手術技術を使用して後方接近法でこの脊椎部分にアクセスする。天然の椎間板の少なくとも一部は全体的又は部分的な椎間板切除を介して除去され、上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌ間に椎間移植片２０を受け入れるための開口を提供する。次いで、この椎間板空間は天然の椎間板空間高さに実質上等しい高さとなるように伸延される。椎間移植片２０の挿入前に、椎間板空間並びに上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌのエンドプレートは種々の切削工具及び（又は）他の形式の手術器具（例えば、キューレット、キゼル等）を使用して準備することができる。椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌを準備するのに適した切削器具の１つの例は米国特許第６，６１０，０８９号明細書に図示され、記載されており、その内容を参照としてここに組み込む。しかし、本発明に関連して使用するための他の形式及び形状の切削器具も考えられることを理解すべきである。

本発明の１つの実施の形態においては、椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌを準備するために使用される切削器具は、エンドプレートの天然の凹状の湾曲部を実質上保持し、椎骨エンドプレートの前方／後方部分に隣接する皮質リム／アポフィーゼリング区域内への切削を回避した状態で、椎骨エンドプレートから骨組織を切除及び除去するようになっている。切削器具はまた、関節固定を促進させるように、移植片本体２２の内側の室４０内への引き続きの挿入のための切削動作中に発生する骨屑又はチップを収集するように形状づけることができる。図７、８に示すように、準備された椎骨エンドプレートの各々は前方及び後方方向においてほぼ凹状となったくぼんだ領域即ち表面湾曲部Ｃを画定する。認識すべきように、椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌにより画定されたくぼんだ領域即ち表面湾曲部Ｃは、融合を促進させるために、移植片本体２２の上方及び下方の係合表面５０、５２及びその中に位置する骨成長材料１３０を椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌのスポンジ状の海綿骨組織に近接して位置決めするように、膨張した移植片本体２２の外方に変形した上方及び下方の壁３０、３２を受け入れる。椎骨エンドプレートの準備に続き、移植片２０は、例えば嵌入又は押し込み挿入のような適当な挿入技術を使用して、椎間板空間内へ挿入される。とりわけ、椎間移植片２０が椎間板空間高さよりも幾分小さな初期の最大高さｈ_１を有する非膨張形状にある間に椎間板空間内に挿入されるので、椎間板空間の過剰な伸延は回避され、神経性の伸延は最小となる。

本発明の更なる実施の形態においては、椎間移植片２０は内視鏡器具、小径のチューブ又はカニューレの使用を介しての最小侵入方法（即ち小さなアクセス門戸を通しての）により又は他の最小侵入手術技術により、椎間板空間内へ挿入することができる。しかし、移植片２０は普通の手術方法及び技術を使用して椎間板空間内へ挿入できることを理解すべきである。椎間板空間内への移植片２０の挿入に続き、移植片本体２２は、所望の椎間板空間高さを回復及び（又は）維持するように、（膨張高さｈ_２を有する）図８に示す形状へと膨張する。上述のように、膨張形状への移植片本体２２の移行は図７に示す内方に湾曲した即ち凹状の形状から図８に示す外方に湾曲した即ち凸状の形状への上方及び下方の壁３０、３２の外方への変形を生じさせる。

認識すべきように、椎骨は椎骨本体の外側区域のまわりを延びる硬質の皮質骨材料と、皮質骨材料内の軟質の海綿状即ちスポンジ状の骨材料と、を有する。図８、９に示すように、移植片本体２２の上方及び下方の前方／後方支持表面５４ａ、５４ｂ及び５６ａ、５６ｂは、移植片本体２２上に作用する圧縮力に抵抗し、比較的軟質の海綿状即ちスポンジ状の骨組織内への沈降の可能性を減少させるために、それぞれの上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの皮質リム／アポフィーゼリング区域に当接するように位置決めされる。更に、図８に示す膨張形状への椎間移植片２０の移行は、椎間板空間からの移植片本体２２の移転及び可能な排出に抵抗するために、上方及び下方の係合表面５０、５２から延びる歯６０を椎骨エンドプレート内へ嵌入するか又は押し込む。更に、上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌにより画定された凹状の表面湾曲部Ｃ内での外方に変形した上方及び下方の壁３０、３２の位置決めは移植片本体２２の安定性を増大させる傾向を有し、また、椎間板空間からの移植片本体２２の移転及び可能な排出の可能性を減少させる。更に、上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの海綿状即ちスポンジ状の骨組織に対して近接するか又は直接接触するような外方に変形した上方及び下方の壁３０、３２の位置決めは溝６２内への及び（又は）溝穴８０を通しての内側の室４０内への骨の成長を容易にする。

本発明の更なる態様においては、内側の室４０の中央コンパートメント９０ｃ内での膨張部材２４の位置決めは、特に移植片本体２２の中央部分２２ｃの近傍で（内部の支持部材がない場合の）椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌからの圧縮力に抵抗するために移植片本体２２の上方及び下方の壁３０、３２に対する付加的な支持及び剛性を提供する。さらに、上述のように、上方及び下方の壁３０、３２の溝穴８０内での膨張部材２４の上方及び下方のセグメント１０８ａ、１０８ｂの比較的緊密な嵌合係合はまた、移植片本体２２に対する付加的な支持及び剛性を提供し、特に、上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌにより移植片２０上に加えられる側方又は横方向の力に抵抗する。椎間移植片２０は膨張部材２４と移植片本体２２の上方及び下方の壁３０、３２との間の係合だけで膨張形状に維持されるが、特に過剰な椎骨の負荷及び（又は）不安定性を含む場合に、移植片本体２２に対する更なる支持を提供するために、１又はそれ以上の補助的な内部の固定素子も使用できることを理解すべきである。また、椎間板空間内での１又はそれ以上の移植片２０の挿入及び膨張に続いて過剰な残留不安定性に遭遇する場合は、補助的な外部の椎間固定素子及び（又は）安定化技術も使用できることを理解すべきである。

図９を参照すると、本発明の更なる実施の形態においては、一対の椎間移植片２０ａ、２０ｂは椎間板空間内で両側配列となって並置状態で位置することができる。しかし、本発明の要旨内にはいるような椎間板空間内での単一の椎間移植片２０の片側配置又は中央配置も考えられることを理解すべきである。骨グラフト、小片化した自己移植骨又は骨成長促進物質は上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌ間の融合を更に容易にするように移植片２０ａ、２０ｂ間の領域内に配置することができる。

図１０−１３を参照すると、本発明の別の形に係る膨張可能な脊椎移植片３２０を示す。脊椎移植片３２０は長手軸線Ｌに沿って延び、全体として移植片本体３２２及び膨張部材２４を有する。膨張部材２４は、図５、６に示し、膨張可能な椎間移植片２０に関して上述した膨張部材と実質上同一である。しかし、脊椎移植片３２０に関連して使用するための他の形式及び形状の膨張部材も考えられることを理解すべきである。膨張部材２４は（図１０、１１に示すような）初期の非膨張状態から（図１２、１３に示すような）膨張状態へ移植片本体３２２を移行させるのに役立ち、この場合、移植片本体３２２の膨張は横断方向の軸線Ｔにほぼ沿って生じる。膨張部材２４はまた、移植片本体３２２が膨張状態から初期の非膨張状態の方へ引き戻されるのを許容する。膨張可能な脊椎移植片３２０の特徴及び作動に関する更なる詳細は後に述べる。

膨張可能な脊椎移植片３２０の素子は生物的適合性の材料で形成される。本発明の１つの実施の形態においては、脊椎移植片３２０の素子は、例えばステンレス鋼及びステンレス鋼合金、チタン及びチタン合金、形状記憶合金、コバルトクロム合金又は任意の他の適当な金属材料のような金属材料で形成される。本発明の別の実施の形態においては、脊椎移植片３２０の素子は、例えばポリマー材料、セラミック材料、補強された複合材料、骨、骨置換材料又は任意の他の適当な非金属材料で形成される。本発明の図示の実施の形態のいては、移植片本体３２２は隣接する椎骨本体間の関節固定を達成するように移植片３２０内への及び移植片を通しての骨の成長を容易にするか又は促進させる特徴を含む膨張可能な融合ケージとして形状づけられ、その詳細は後に説明する。しかし、本発明の他の実施の形態においては、移植片本体３２２は膨張可能なスペーサ又はプラグとして形状づけることができることを理解すべきである。

本発明の１つの実施の形態においては、移植片本体３２２は長手軸線Ｌにほぼ沿って延びる上方及び下方の壁３２４、３２６と、上方及び下方の壁３２４、３２６の対向する端部分間で横断方向に延び、これらの端部分を相互接続する一対の端壁３３４、３３６とを有する。本発明の図示の実施の形態においては、上方の軸方向の壁３２４は中央の壁部分３２９と、中央の壁部分３２９のそれぞれの側に位置する一対の外側壁部分３３０ａ、３３０ｂとを有する。同様に、下方の軸方向の壁３２６は中央の壁部分３３１と、中央の壁部分３３１のそれぞれの側に位置する一対の下方の外側壁部分３３２ａ、３３２ｂとを有する。後に一層詳細に説明するように、本発明の図示の実施の形態においては、膨張部材２４は上方及び下方の対をなす外側壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂと相互作用して、図１０、１１に示す初期の非膨張状態から図１２、１３に示す膨張状態への横断方向の軸線Ｔにほぼ沿っての移植片本体３２２の外方への膨張を提供するように、外側壁部分を互いに関して外方方向へ変位させ、中央の上方及び下方の壁部分３２９、３３１は実質上非変形の静止形状に維持される。

しかし、膨張部材２４が上方及び下方の中央壁部分３２９、３３１と相互作用して、横断方向の軸線Ｔにほぼ沿っての移植片本体３２２の外方への膨張を提供するように、中央壁部分３２９、３３１を互いに関して外方方向へ変位させ、上方及び下方の対をなす外側壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂは実質上非変形の静止形状に維持されるような本発明の他の実施の形態も考えられる。本発明の更に他の実施の形態では、上方の軸方向の壁３２４は静止の壁部分３２９に隣接して横方向に位置する単一の可動の壁部分３３０を有することができ、下方の軸方向の壁３２６は静止の壁部分３３１に隣接して横方向に位置する単一の可動の壁部分３３２を有することができる。更に、本発明の要旨内に入るような可動の及び静止の壁部分の他の構成及び形状も考えられることを理解すべきである。また、「静止」という用語は、静止の壁部分が完全に静止の位置に留まることを必ずしも必要としないが、静止の壁部分が実質上静止の位置に留まること、又は、静止の壁部分が隣接する可動の壁部分に比べて一層小程度だけ外方に変位又は膨張することのみを必要とすることを理解すべきである。

本発明の図示の実施の形態においては、上方及び下方の軸方向の壁３２４、３２６並びに横断方向の端壁３３４、３３６は共働して、長手軸線Ｌにほぼ沿って延びる内側の室３４０を画定する。移植片本体３２２の１つの実施の形態においては、上方及び下方の軸方向の壁３２４、３２６並びに横断方向の端壁３３４、３３６はほぼ矩形の軸方向の横断面を備えた移植片本体３２２を提供する。しかし、本発明の要旨内に入るような移植片本体３２２の他の形及び形状も考えられることを理解すべきである。本発明の１つの態様においては、上方及び下方の対をなす可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂは、上方及び下方の可動の壁部分が膨張部材２４を介して互いに関して外方に変形できるような方法で、横断方向の端壁３３４、３３６に結合される。１つの実施の形態においては、このような外方への変形は主として、上方及び下方の対をなす可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂの可撓性特性及び（又は）可動の壁部分と横断方向の端壁３３４、３３６との間の可撓性の相互接続に貢献できる。

本発明の１つの実施の形態においては、上方及び下方の軸方向の壁３２４、３２６は一体の単一部品の移植片本体３２２を画定するように横断方向の端壁３３４、３３６と一体的に形成される。しかし、また、軸方向の壁３２４、３２６及び横断方向の端壁３３４、３３６の１又はそれ以上の部分は別個に形成することができ、多部品の膨張可能な移植片本体組立体を形成するように一緒に接続できることが考えられる。図１０に示すように、本発明の更なる実施の形態においては、上方及び下方の対をなす可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂと横断方向の端壁３３４、３３６との間の相互接続位置は、移植片本体３２２の膨張中に可動の壁部分の外方への変形を容易にするように増大した可撓性を提供するための丸い内側表面３３７を含む。更に、上方及び下方の軸方向の壁３２４、３２６と先端即ち前方の端壁３３４とは互いに共働して、隣接する椎骨本体間への及び椎間板空間内への移植片本体３２２の挿入を容易にするように丸い又は弾丸形状の末端部分３３８を画定する。上方及び下方の軸方向の壁３２４、３２６と先端の端壁３３６との間の相互接続位置はまた、椎間板空間からの移植片本体３２２の可能な除去を補助し及び（又は）隣接する組織に対する負傷又は外傷を最小化するための丸い隅部３３９を画定する。

本発明の更なる態様においては、図１０に最も明確に示すように、初期の非膨張状態にあるとき、上方及び下方の対をなす可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂは上方及び下方の軸方向の壁３２４、３２６の外側表面３４４、３４６の下方へへこむ（例えば、上方及び下方の静止の壁部分３２９、３３１の外側表面の下方に位置する）。従って、非膨張状態にあるとき、可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂは外側表面３４４、３４６に関して横断方向の軸線Ｔに沿って内方に延びるくぼんだ区域３４８を画定する。図示の実施の形態においては、可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂにより提供されるくぼんだ区域３４８は外方に延びる凸状の湾曲部を画定する。しかし、本発明の他の実施の形態においては、くぼんだ区域３４８は内方に延びる凹状の湾曲部を画定できるか又は実質上平坦な形状をとることができる。上方及び下方の対をなす可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂが上方及び下方の軸方向の壁３２４、３２６の外側表面３４４、３４６の下方へへこむか又は下方に位置するような、移植片本体３２２の他の適当な形状及び構成も考えられる。

後に一層詳細に説明するように、（上方及び下方の静止の壁部分３２９、３３１に関して）上方及び下方の対をなす可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂにより画定されるくぼんだ区域３４８は、さもなければ対をなす可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂから延びる歯又は他の表面突起により提示されるような付加的な高さを収容するために隣接する椎骨を離れるように伸延することなく、椎間板空間内への移植片３２０の挿入を容易にするような低い全体垂直プロフィールを備えた脊椎移植片３２０を提供する。しかし、脊椎移植片３２０が椎間板空間内へ挿入された後、移植片本体３２２の膨張は上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂの外方への変形を生じさせ、この場合、くぼんだ区域３４８は横断方向の軸線Ｔにほぼ沿って外方に膨張する。

図示の実施の形態においては、移植片本体３２２の膨張は静止の壁部分３２９、３３１により画定された上方及び下方の表面３４４、３４６の凹状の湾曲部に実質上対応する凸状の湾曲部を備えた上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂの各々を提供する。換言すれば、図１２に示すように、脊椎移植片３２０が膨張状態へ移行したとき、可動の壁部分の上方及び下方の表面３４５、３４７は上方及び下方の係合表面３５０、３５２を備えた移植片本体３２２を提供するように静止の壁部分の上方及び下方の表面３４４、３４６と実質上整合する。しかし、本発明の要旨内に入るような他の形状も考えられる。後に説明するように、移植片３２０が膨張状態へ移行したとき、上方及び下方の係合表面３５０、３５２により画定された凹状の湾曲部は隣接する椎骨本体（図１４）のエンドプレートにより画定される凹状の表面湾曲部Ｃに実質上対応する。

本発明の１つの実施の形態においては、移植片本体３２２の端部分は横断方向の端壁３３４、３３６に隣接する一対の上方の支持表面３５４ａ、３５４ｂ及び一対の下方の支持表面３５６ａ、３５６ｂを画定する。後に説明するように、上方及び下方の支持表面３５４ａ、３５４ｂ及び３５６ａ、３５６ｂは移植片本体３２２上に作用する実質的な量の圧縮力に対する支持及び抵抗を提供するようにそれぞれの上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌ（図１４）の皮質リム／アポフィーゼリング区域に対して接触及び当接する。本発明の図示の実施の形態においては、上方及び下方の支持表面３５４ａ、３５４ｂ及び３５６ａ、３５６ｂは実質上平滑であり、いかなる段部、突出部、突起又は不規則部をも有しない。しかし、他の実施の形態においては、上方及び下方の支持表面は椎骨に対する係合及び把持を補助するような係留特徴を画定することができることを理解すべきである。

本発明の更なる実施の形態においては、上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂは上方及び下方の支持表面３５４ａ、３５４ｂ及び３５６ａ、３５６ｂ間に位置する多数のアンカー素子を画定する。アンカー素子は移植片本体３２２の運動を阻止又は禁止するために及び（又は）椎間板空間（図１４）内への移植に続く移植片本体３２２上での骨の成長を容易にするために隣接する椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌに係合するようになっている。１つの実施の形態においては、アンカー素子は上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂから外方に突出する多数の歯又は表面突出部３６０を有する。しかし、例えばスパイク、ネジ部、隆起部、段差、表面粗さ又は椎骨組織に対して係留するのに適した任意の他の素子又は構造を含む、他の形式及び形状のアンカー素子も考えられる。更に、本発明の要旨内に入るような、可動の壁部分の上方及び下方の表面３４５、３４７内に形成された溝又は表面くぼみを有するアンカー素子も考えられる。また、本発明の他の実施の形態においては、上方及び下方の表面３４５、３４７はいかなるアンカー素子をも含む必要は必ずしもないが、代わりに、実質上平滑な形状を有することができることを理解すべきである。更に、静止の壁部分３２９、３３１の上方及び下方の表面３４４、３４６は実質上平滑な形状を有する（即ち、いかなる表面突出部又は表面くぼみをも有しない）ものとして示したが、本発明の他の実施の形態においては、上方及び下方の表面３４４、３４６は隣接する椎骨本体と係合するようになった１又はそれ以上の形式のアンカー素子を具備することができることを理解すべきである。

上述のように、移植片本体３２２が図１０に示す初期の非膨張状態にあるとき、上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂは、上方及び下方の静止の壁３２９、３３１の外側表面３４４、３４６において又はその下方において歯３６０の先端即ち頂部３６２を位置決めするように横断方向の軸線Ｔに沿って内方に延びるくぼんだ区域３４８を画定する。しかし、くぼんだ区域３４８が上方及び下方の静止の壁３２９、３３１の外側表面３４４、３４６の下方で部分的に歯３６０を位置決めし、歯３６０の先端即ち頂部３６２が外側表面３４４、３４６の上方に留まるような、他の実施の形態も考えられる。歯３６０のくぼんだ位置決めは椎間板空間内への挿入を容易にするための低い全体垂直プロフィールを備えた脊椎移植片３２０を提供する。しかし、図１４に示すように、膨張形状への移植片本体３２２の移行時に、歯３６０は、移植片本体３２２の運動及び椎間板空間からの可能な排出を阻止又は禁止するように、隣接する椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの椎骨エンドプレートに対して係合し／押し込みされる。

認識すべきように、移植片３２０が初期の非膨張状態（図１０）にあるとき、移植片本体３２２の最大の非膨張高さｈ_１は上方及び下方の静止の壁３２９、３３１の外側表面３４４、３４６間の距離により画定される。上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの伸延を最小にし、椎間板空間の過剰な伸延を回避するため、移植片本体３２２の最大の非膨張初期高さｈ_１は好ましくは天然の椎間板空間高さに対応するように選択される。１つの実施の形態においては、移植片本体３２２の非膨張初期高さｈ_１は上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの前方／後方部分に隣接する皮質リム／アポフィーゼリング区域に隣接する天然の椎間板空間高さに厳密に対応する。しかし、本発明の要旨内に入るような移植片本体３２２の他の非膨張初期高さｈ_１も考えられる。

歯３６０が好ましくは静止の壁部分３２９、３３１の外側表面３４４、３４６を越えて突出又は延長しないので、歯３６０は椎間板空間内への挿入中に移植片３２０の配置を阻害する虞れのある、上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌとの干渉を生じない。更に、外側表面３４４、３４６の上方で歯３６０の付加的な高さを収容するための上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの伸延は実質上回避される。特に、上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌは移植片本体３２２の最大非膨張高さｈ_１に等しいか又はこれよりも僅かに大きい椎間板空間高さｈ_ｄを提供するようにある距離だけ拡張離間するだけでよい。更に、歯３６０のくぼんだ位置決めは、移植片３２０が初期の非膨張状態にあるときに歯３６０が静止の外側表面３４４、３４６の下方へ少なくとも部分的にくぼんでいない場合に許容されるような高さよりも一層大きな高さを有する歯２６０（又は他の形式の表面突起）を移植片本体３２２が具備することを許容する。

移植片本体３２２の図示の実施の形態においては、歯３６０は可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂの幅を横切って横方向に延びる列となって配置される。移植片本体３２２は可動の壁部分の各々と関連する歯３６０の８つの列を有するものとして示すが、歯の単一の列又は歯の任意の数の列を含ませることも考えられることを理解すべきである。更に、歯３６０は、例えば長手軸線Ｌに平行な方向のような他の方向に指向することができるか又は長手軸線Ｌに関して斜めの角度で配置することができることを理解すべきである。１つの実施の形態においては、歯３６０は三角形の形状を有する；しかし、本発明の要旨内に入るような他の形及び形状の歯も考えられる。更に、本発明の図示の実施の形態においては、中央の横断方向の軸線Ｔから最も遠くに位置する外側の歯３６０は中央の横断方向の軸線Ｔに隣接して位置する中間の歯３６０よりも幾分小さな高さを有する。認識すべきように、高さのこの変化は、歯３６０の各々が上方及び下方の静止の壁３２９、３３１により画定される凸状に湾曲した外側表面３４４、３４６の下方へへこむ。しかし、本発明の要旨内に入るような他の寸法及び構成の歯３６０も考えられることを理解すべきである。

図１１に示すように、本発明の１つの実施の形態においては、移植片本体３２２は、内側の室３４０に連通するようにそこを通って横断方向に延び、上方及び下方の静止の壁部分３２９、３３１の外側表面３４４、３４６上に開口する骨成長開口又は溝穴３８０を画定する。図示の実施の形態においては、溝穴３８０は移植片本体３２２の実質上全長に沿って延び、溝穴３８０が静止の壁部分３２９、３３１の各々を通って延びるような位置で一対の長手方向に延び対向的に対面する側表面３８２ａ、３８２ｂを画定する。認識すべきように、骨成長溝穴３８０は隣接する椎骨本体から移植片本体３２２内への及び可能なら移植片本体を通しての骨の成長を許容する。更に、溝穴３８０はまた、膨張部材２４が移植片本体３２２の膨張中に移植片本体３２２を通って軸方向に変位するときに、側方への変位を実質上阻止するように長手軸線Ｌにほぼ沿った膨張部材２４の案内を補助するために、対向する側表面３８２ａ、３８２ｂ間で、膨張部材２４の一部をその中に受け入れるように寸法決めされる。

移植片本体３２２は移植片本体３２２の実質上全長ｌを通って横断方向に及びこの全長に沿って延びる単一の骨成長溝穴３８０を有するものとして示すが、移植片本体３２２は、移植片本体３２２の長さに沿った種々の位置に位置する２又はそれ以上の骨成長溝穴又は開口を含む、任意の数の骨成長溝穴を有するように形状づけることができることを理解すべきである。更に、骨成長溝穴３８０は移植片本体３２２の実質上全長に沿って延びる溝穴長さと、移植片本体３２２の幅ｗの約１／３を横切って延びる溝穴幅ｗ_ｓとを有するものとして示すが、他の形、形状及び寸法の骨成長開口も考えられることを理解すべきである。更に、骨成長溝穴３８０は内側の室３４０に連通するものとして図示し説明したが、他の実施の形態においては、溝穴３８０は上方及び下方の静止の壁部分３２９、３３１を通って全体的に延びる必要は必ずしもないが、代わりに、そこを通って部分的に延びることができることを理解すべきである。

図１１に示すように、移植片本体３２２の図示の実施の形態においては、軸方向の開口３８４は後端壁３３６を通って延び、内側の室３４０に連通する。しかし、丸い先端壁３３４は好ましくは中実であるか又は閉塞されている。それにも拘らず、本発明の他の実施の形態においては、軸方向の開口はまた先端壁３３４を通って延び、内側の室３４０に連通することができる。後端壁３３６を通って延びる軸方向の開口３８４は膨張形状への移植片本体３２２の移行を容易にするために膨張部材２４と係合するようになった器具の端部分をその中に受け入れるように寸法決めされる。本発明の図示の実施の形態では、軸方向の開口３８４はほぼ矩形の形状を有し、後端３３６の実質的な部分を取り囲むような比較的大きな寸法を有する。しかし、本発明の要旨内に入るような他の寸法、形及び形状の軸方向の開口３８４も考えられることを理解すべきである。

図１０に示すように、本発明の１つの実施の形態においては、内側の室３４０は移植片本体３２２の長さに沿って位置する多数の別個のコンパートメント即ち区分を有する。移植片本体３２２の図示の実施の形態においては、内側の室３４０は移植片本体３２２の端部分３２２ａ、３２２ｂに隣接して位置する端コンパートメント３９０ａ、３９０ｂと、移植片本体３２２の中央部分３３２ｃに隣接して位置する中間即ち中央コンパートメント３９０ｃとを有する。しかし、内側の室３４０は、単一のコンパートメント、２つのコンパートメント、又は、４又はそれ以上のコンパートメントを含む、任意の数のコンパートメントを有することができることを理解すべきである。本発明の図示の実施の形態においては、室のコンパートメント３９０ａ、３９０ｂ、３９０ｃの各々は移植片本体３２２の全幅ｗを通って横方向に延び、それによって、移植片本体３２２の膨張のための増大した可撓性を提供し、また、横方向からの内側の室３４０内への骨の成長を許容するための開いた側部を備えた移植片本体３２２を提供する。

移植片本体３２２の図示の実施の形態においては、端コンパートメント３９０ａ、３９０ｂは各々先細り区域を有し、この場合、中間コンパートメント３９０ｃに隣接する上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂの内側表面は一対の対向する傾斜表面３９２ａ、３９２ｂを画定するように互いの方に向かって外方に先細りする。中央コンパートメント３９０ｃは湾曲状の形状を有し、可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂの内側表面は膨張部材２４により画定された上方及び下方の湾曲状の係合表面１２０ａ、１２０ｂと実質上同じ曲率を有する一対の対向する凹状の表面３９４ａ、３９４ｂを画定し、その詳細は後に説明する。端コンパートメント３９０ａ、３９０ｂの傾斜表面３９２ａ、３９２ｂと中央コンパートメント３９０ｃの凹状の表面３９４ａ、３９４ｂとの間の交差地点は中央コンパートメント３９０ｃの両側に位置する対向した頂上即ち頂点３９６ａ、３９６ｂ及び３９８ａ、３９８ｂを画定する。移植片本体３２２の図示の実施の形態は特定の形及び形状を有するものとして内側の室３４０及びコンパートメント３９０ａ、３９０ｂ、３９０ｃを示すが、本発明の要旨内に入るような他の適当な形及び形状も考えられることを理解すべきである。

上述のように、膨張部材２４は図５、６に示し、椎間移植片２０に関して上述したような膨張部材と同一である。一般に、膨張部材２４はほぼ矩形又は正方形の横断面を備えた中央部分１００と、中央部分１００から横方向に突出し、ほぼ円形の横断面を備えた一対の側部分１０２ａ、１０２ｂとを有する。中央部分１００の少なくとも上方及び下方のセグメント１０８ａ、１０８ｂは、側表面１０６ａ、１０６ｂ間で、移植片本体３２２を通って延びる溝穴３８０の幅ｗ_ｓに緊密に対応する幅ｗ_ｅを画定する。膨張部材２４が図１２、１３に示す膨張形状の方への移植片本体３２２の移行中に内側の室３４０を通って軸方向に変位するときに、中央部分１００の上方及び下方のセグメント１０８ａ、１０８ｂは溝穴３８０を通って及び対向する側表面３８２ａ、３８２ｂに沿って変位できる。中央部分１００は直径ｄ_ｌを有する通路１１０を画定し、この通路は、例えば図７に示し上述した手術器具２００のような手術器具の末端部分をその中に受け入れるように寸法決めされる。

本発明の図示の実施の形態においては、膨張部材２４の側部分１０２ａ、１０２ｂの各々は湾曲状又は弓状の形状を有する上方及び下方の係合表面１２０ａ、１２０ｂを画定する。膨張部材２４が膨張形状への移植片本体３２２の移行中に内側の室３４０を通って軸方向に変位するときに、湾曲状の係合表面１２０ａ、１２０ｂは移植片本体３２２の上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂの傾斜表面３９２ａ、３９２ｂに沿った摺動運動を容易にする。更に、側部分１０２ａ、１０２ｂは、側部分１０２ａ、１０２ｂが移植片本体３２２の側表面を越えて横方向に延びないように、移植片本体３２２の全幅ｗより小さいか又はこれに等しい全幅を備えた膨張部材２４を提供する。

本発明の１つの実施の形態においては、図７に示し膨張可能な移植片２０に関連して説明した手術器具２００はまた、椎間板空間内への移植片３２０の挿入を補助し、図１２、１３に示す膨張形状へ移植片本体３２２を移行させるために使用される。しかし、本発明に関連して使用するための他の適当な形式及び形状の手術器具も考えられることを理解すべきである。手術器具２００は脊椎移植片２０に関して上述した方法と極めて類似する方法で脊椎移植片３２０と共働する。従って、脊椎移植片３２０に関連しての手術器具２００の使用に関する特定の詳細はここでは述べる必要がない。

図１０に示すように、本発明の１つの実施の形態においては、膨張部材２４は初期には移植片本体３２２の先端即ち末端３２２ａに隣接して端コンパートメント３９０ａ内に位置し、移植片本体３２２の膨張は、膨張部材２４が中央コンパートメント３９０ｃ内で位置決めされるまで、移植片本体３２２の後端即ち基端３２２ｂの方へ膨張部材２４を引っ張ることにより、達成される。本発明の別の実施の形態においては、膨張部材２４は初期には基端３２２ｂに隣接して端コンパートメント３９０ｂ内に位置し、移植片３２０の膨張は、膨張部材が中央コンパートメント３９０ｃ内で位置決めされるまで、末端３２２ａの方へ膨張部材２４を押し込むことにより、得られる。しかし、末端コンパートメント３９０ａ内での膨張部材２４の初期の位置決め及び中央コンパートメント３９０ｃ内への膨張部材２４の引っ張りは、図７に示し上述した手術器具２００のような「引っ張り」型の器具の比較的簡単な全体デザインをもたらす。

認識すべきように、矢印Ａの方向への膨張部材２４の軸方向の変位は、これに対応して、図１２、１３に示す完全に膨張した形状の方へ移植片本体３２２を移行させる。更に詳細には、末端コンパートメント３９０ａから中央コンパートメント３９０ｃの方への膨張部材２４の軸方向の変位は移植片本体３２２により画定された対向する傾斜表面３９２ａ、３９２ｂに沿って膨張部材２４の側部分１０２ａ、１０２ｂにより画定された上方及び下方の係合表面１２０ａ、１２０ｂに摺動係合させる。その結果、移植片本体３２２の上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂは、互いに離れるように駆動され、図１０、１１に示す初期の非膨張形状から図１２、１３に示す膨張形状の方へ移植片本体３２２を移行させるように横断方向の軸線Ｔに沿って外方へ変形する。膨張部材２４は更に、内側の室３４０の中央コンパートメント３９０ｃ内で位置決めされるまで、軸方向に変位し、膨張部材２４の側部分１０２ａ、１０２ｂは対向する凹状の表面３９４ａ、３９４ｂにより形成されたくぼんだ領域内で位置決めされ、対向する頂上／頂点３８６ａ、３９６ｂ及び３９８ａ、３９８ｂ間で捕縛される。

対向する頂上／頂点３８６ａ、３９６ｂ及び３９８ａ、３９８ｂ間における対向する凹状の表面３９４ａ、３９４ｂ内での膨張部材２４の側部分１０２ａ、１０２ｂの位置決めは、膨張部材２４を中央コンパートメント３９０ｃ内に保持させ、膨張部材２４の更なる軸方向の変位に抵抗するか又はこれを禁止し、それによって、手術器具２００が膨張部材２４から取り外された後でさえ、移植片本体３２２を図１２、１３に示す膨張形状に維持することを認識すべきである。また、移植片本体３２２の膨張中、膨張部材２４が対をなす対向する頂上／頂点３９６ａ、３９６ｂを越えて位置決めされ、中央コンパートメント３９０ｃ内へ進入又は「クリック」した後、膨張部材２４を変位させるのに必要な直線駆動力の量は大幅に及び急激に減少することを認識すべきである。駆動力のこの急激な低下は、医師に対して、膨張部材２４が中央コンパートメント３９０ｃ内で適正に位置決めされたこと及び所望の量の膨張が達成されたことについての知覚できる表示を提供する。

更に、上述のように、膨張部材２４の上方及び下方のセグメント１０８ａ、１０８ｂは、側表面１０６ａ、１０６ｂ間において、移植片本体３２２を通って延びる溝穴３８０の幅ｗ_ｓに緊密に対応する幅ｗ_ｅを画定する。従って、膨張部材２４が膨張形状の方へ移植片本体３２２を移行させるように移植片本体３２２の内側の室３４０を通って変位するときに、中央部分１００の上方及び下方のセグメント１０８ａ、１０８ｂは溝穴３８０を通って変位し、側表面１０６ａ、１０６ｂは溝穴３８０の対向する側表面３８２ａ、３８２ｂに沿って摺動変位する。溝穴３８０を通しての中央部分１００の上方及び下方のセグメント１０８ａ、１０８ｂの変位は移植片本体３２２の膨張中に内側の室３４０を通しての膨張部材２４の案内を補助する。更に、膨張部材２４の側表面１０６ａ、１０６ｂと溝穴３８０の対向する側表面３８２ａ、３８２ｂとの間の比較的きつい嵌合は移植片本体３２２に対して付加的な支持及び剛性を提供し、特に、上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌにより移植片３２０に加えられる側方又は横方向の力に抵抗する。

図１２、１３に示すように、移植片本体３２２の膨張は、中央部分３２２ｃに隣接する上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂの全体高さを、椎間板空間の中央部分に隣接する高さに実質上等しい膨張高さに増大させる。認識すべきように、可動の壁部分の初期の高さと膨張高さとの間の差は膨張部材２４（図５、６）の側部分１０２ａ、１０２ｂの直径ｄ_ｌ（又は高さ）と移植片本体３２２（図１０）の中央コンパートメント３９０ｃの凹状の表面３９４ａ、３９４ｂ間の非膨張距離との間の差に対応する。従って、移植片本体３２２の膨張は、選択された直径ｄ_ｌ（又は高さ）を有する側部分１０２ａ、１０２ｂを備えた膨張部材２４を提供することにより及び（又は）凹状の表面３９４ａ、３９４ｂ間の選択された非膨張距離を有する形状を備えた中央コンパートメント３９０ｃを提供することにより、容易かつ精確に制御できる。

移植片本体３２２が膨張形状へ移行したとき、上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂはその全体高さを増大させるために横断方向の軸線Ｔに沿って互いに離れるように外方へ変形する。上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂの端部分が端壁３３４、３３６に一体的に接続されているため、可動の壁部分の端部分は比較的静止の状態を保ち、移植片の端部分３２２ａ、３２２ｂに隣接する移植片本体３２２の膨張は制限される。しかし、上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂの中央部分が相互接続されていないので、移植片本体３２２の膨張は移植片本体３２２の中央部分３２２ｃに沿って主として生じる。その結果、移植片本体３２２の膨張時に、上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂは各々長手軸線Ｌに関して外方に延びる凸状の湾曲部を形成する。図１４に示すように、外方に変形した可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂの凸状の湾曲部は好ましくは隣接する椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの椎骨エンドプレートにより画定される前方／後方の表面湾曲部に実質上対応する。更に、横断方向の軸線Ｔにほぼ沿った移植片本体３２２の膨張は、移転及び椎間板空間からの移植片本体３２２の可能な排出に抵抗するように、上方及び下方の可動の壁部分から延びる歯３６０を椎骨エンドプレート内へ埋め込むか又は押し込む。移植片本体３２２の膨張に続き、手術器具２００が膨張部材２４から係合解除され、患者から除去される。

移植片３２０の最適ではない配置又は他の理由のために、椎間板空間からの膨張した移植片３２０の除去が必要な場合、移植片本体３２２は、中央コンパートメント３９０ｃから基端コンパートメント３９０ｂへ膨張部材２４を単に再位置決めすることにより、膨張形状（図１２）から初期の非膨張状態（図１０）へ戻るように移行できる。このような再位置決めは可撓性の移植片本体３２２を図１０に示す初期の非膨張形状の方へ引き戻させ、この場合、歯３６０は、さもなければ椎間板空間からの移植片の除去を阻害することのある上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌとの干渉を回避するように、上方及び下方の静止の壁部分３２９、３３１の外側表面３４４、３４６に関して少なくとも部分的に内方へ再度へこむ。次いで、移植片３２０は椎間板空間から除去することができ、椎間板空間内の変更した位置へ移植片３２０を再位置決めするために、上述の挿入及び膨張手順を使用して、椎間板空間内へ再導入できる。

本発明の更なる態様においては、椎間板空間内での移植片３２０の挿入及び膨張に続いて、骨成長促進材料１３０（図１４）が、上方及び下方の静止の壁部分３２９、３３１を通って延びる溝穴３８０を通しての及び移植片本体３２２内への及び可能なら移植片本体を通しての上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌからの骨の成長を容易にするか又は促進させるために、移植片本体３２２の内側の室３４０内に装填される。１つの実施の形態においては、骨成長促進材料１３０は移植片本体３２２の挿入及び膨張に続いて後方の端壁３３６の軸方向の開口３８４を介して内側の室３４０内に装填又は充填される。しかし、代わりの実施の形態においては、骨成長促進材料１３０の一部は移植片本体３２２の挿入及び膨張前に内側の室３４０内へ予め装填することができる。

上述のように、膨張部材２４の中央部分１００の通路１１０の寸法は比較的大きい。その結果、骨成長促進材料１３０は膨張部材２４の大きな通路１１０を通して内側の室３４０の末端コンパートメント３９０ａ内に搬送することができる。末端コンパートメント３９０ａが十分に装填された後、付加的な骨成長促進材料１３０を内側の室３４０の基端コンパートメント３９０ｂ内へ装填することができる。認識すべきように、膨張部材２４内に比較的大きな通路１１０を設けたため、骨成長促進材料１３０は椎間板空間内での移植片３２０の挿入及び膨張前に末端コンパートメント３９０ａ内へ予め装填する必要はない。更に、膨張部材２４の比較的大きな通路１１０を通しての骨成長促進材料１３０の搬送は、内側の室４０の全体が骨成長促進材料１３０で密に充填されるのを許容する。更に、隣接する椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌとの融合を更に促進させるために、骨グラフト、小片化した自己移植骨又は同様の形式の材料を膨張した移植片本体３２２に隣接して横方向で位置させることができる。

脊椎移植片３２０の素子及び作動を図示し、説明したので、本発明の１つの実施の形態に係る、椎間板空間内へ脊椎移植片３２０を移植する技術をここで参照する。しかし、他の移植技術及び手順も考えられること、及び、次の技術は本発明の要旨を全く限定しないことを理解すべきである。

本発明の１つの実施の形態においては、脊柱へのアクセス及び椎間板空間内への脊椎移植片３２０の挿入は後方手術接近法を介して達成される。しかし、アクセス及び椎間板空間内への脊椎移植片３２０の挿入は、例えば前方接近法又は側方接近法のような他の手術接近法を介して達成できることを理解すべきである。本発明の別の実施の形態では、脊椎移植片３２０は脊椎の腰椎区域を処置するために使用され、この場合、上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌは腰部椎骨本体を有する。しかし、本発明はまた、例えば脊柱の頚部、胸部又は仙骨の区域のような脊椎の他の部分にも適用できることを理解すべきである。最初に、処置すべき脊柱の部分を特定し、既知の手術技術を使用して後方接近法でこの脊椎部分にアクセスする。天然の椎間板の少なくとも一部は全体的又は部分的な椎間板切除を介して除去され、上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌ間に脊椎移植片３２０を受け入れるための開口を提供する。次いで、この椎間板空間は天然の椎間板空間高さに実質上等しい高さとなるように伸延される。脊椎移植片３２０の挿入前に、椎間板空間並びに上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌのエンドプレートは種々の切削工具及び（又は）他の形式の手術器具（例えば、キューレット、キゼル等）を使用して準備することができる。

本発明の更なる実施の形態においては、椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌを準備するために使用される切削器具は、エンドプレートの天然の凹状の湾曲部を実質上保持し、椎骨エンドプレートの前方／後方部分に隣接する皮質リム／アポフィーゼリング区域内への切削を回避した状態で、椎骨エンドプレートから骨組織を切削及び除去するようになっている。切削器具はまた、関節固定を促進させるように、移植片本体３２２の内側の室３４０内への引き続きの挿入のための切削動作中に発生する骨屑又はチップを収集するように形状づけることができる。図１４に示すように、準備された椎骨エンドプレートの各々は前方及び後方方向においてほぼ凹状となったくぼんだ領域即ち表面湾曲部を画定する。認識すべきように、椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌにより画定されたくぼんだ領域即ち表面湾曲部は、融合を促進させるために、その中に位置する骨成長材料１３０を椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌのスポンジ状の海綿骨組織に近接して位置決めするように、膨張した移植片本体３２２の上方及び下方の静止の壁部分３２９、３３１を受け入れる。椎骨エンドプレートの準備に続き、移植片３２０は、例えば嵌入又は押し込み挿入のような適当な挿入技術を使用して、椎間板空間内へ挿入される。とりわけ、脊椎移植片３２０が椎間板空間高さよりも幾分小さな初期の最大高さｈ_１を有する非膨張形状にある間に椎間板空間内に挿入されるので、椎間板空間の過剰な伸延は回避され、神経性の伸延は最小となる。

椎間板空間内への移植片３２０の挿入に続き、移植片本体３２２は所望の椎間板空間高さを回復し及び（又は）維持するように図１４に示す形状へと膨張する。更に、図１４に示す膨張形状への脊椎移植片３２０の移行は、移転及び椎間板空間からの移植片本体３２２の可能な排出に抵抗するように、椎骨エンドプレート内へ歯３６０を埋め込むか又は押し込む。更に、上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌにより画定された凹状の表面湾曲部内での外方に変形した上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂの位置決めは移植片本体３２２の安定性を増大させる傾向を有し、また、移転及び椎間板空間からの移植片本体３２２の可能な排出の可能性を減少させる。更に、上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの海綿状又はスポンジ状の骨組織に近接又は直接接触しての上方及び下方の静止の壁部分３２９、３３１の位置決めは溝穴３８０を通しての及び内側の室３４０内への骨の成長を容易にする。移植片本体３２２の上方及び下方の前方／後方の支持表面３５４ａ、３５４ｂ及び３５６ａ、３５６ｂは、移植片本体３２２上に作用する圧縮力に抵抗し、比較的柔軟な海綿状又はスポンジ状の骨組織内への沈降の可能性を減少させるために、それぞれの上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌの皮質リム／アポフィーゼリング区域に対して当接するように位置決めされる。

本発明の更なる態様においては、内側の室３４０の中央コンパートメント３９０ｃ内での膨張部材２４の位置決めは、内側の支持部材がない場合に、特に移植片本体３２２の中央部分３２２ｃの近傍において椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌからの圧縮力に抵抗するために、移植片本体３２２の上方及び下方の可動の壁部分３３０ａ、３３０ｂ及び３３２ａ、３３２ｂに対して付加的な支持及び剛性を提供する。更に、上述のように、上方及び下方の静止の壁部分３２９、３３１の溝穴３８０内での膨張部材２４の上方及び下方のセグメント１０８ａ、１０８ｂの比較的きつい嵌合係合はまた、移植片本体３２２に対して付加的な支持及び剛性を提供し、特に、上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌにより移植片本体３２２上に加えられる側方又は横方向の力に抵抗する。脊椎移植片３２０は膨張部材２４と移植片本体３２２の上方及び下方の壁部分との間の係合だけで膨張形状に維持されるが、特に過剰な椎骨の負荷及び（又は）不安定性を含む場合に、移植片本体３２２に対して更なる支持を提供するために、１又はそれ以上の補助的な内側の固定素子をも使用できることを理解すべきである。また、椎間板空間内での１又はそれ以上の挿入及び膨張に続いて移植片３２０の過剰な残留不安定性に遭遇する場合、補助的な外部の椎間固定素子及び（又は）安定化技術も使用できることを理解すべきである。

本発明の更なる実施の形態においては、一対の膨張可能な脊椎移植片３２０は図９に示すものと同様の方法で椎間板空間内において両側配列となって並置して位置決めできる。しかし、椎間板空間内での単一の脊椎移植片３２０の片側配置又は中央配置も本発明の要旨内に入るものとして考えられることを理解すべきである。骨グラフト、小片化した自己移植骨又は骨成長促進物質は上方及び下方の椎骨本体Ｖ_Ｕ、Ｖ_Ｌ間の融合を更に容易にするために両側の移植片３２０間の領域内に位置させることができる。

図面及び上述の説明において本発明を詳細に図示し、説明したが、これは例示であり、特徴を限定しないものとして考えるべきであり、好ましい実施の形態だけを図示し、説明したこと、及び、本発明の要旨内に入るすべての変更及び修正は保護されるものと望むことを理解されたい。

本発明の１つの形に係る膨張可能な椎間移植片の斜視図である。 図１に示す膨張可能な椎間移植片に関連して使用するようになった本発明の１つの実施の形態に係る膨張可能な移植片本体の側立面図である。 図2に示す膨張可能な移植片本体の頂平面図である。 図2に示す膨張可能な移植片本体の端立面図である。 図１に示す膨張可能な椎間移植片に関連して使用するようになった本発明の１つの実施の形態に係る膨張部材の端立面図である。 図５に示す膨張部材の側立面図である。 椎間板空間内の初期の非膨張状態で示すような、図１に示す膨張可能な椎間移植片の側立面図である。 椎間板空間内の完全に膨張した状態で示すような、図１に示す膨張可能な椎間移植片の側立面図である。 椎間板空間内の完全に膨張した状態で示すような、図１に示す一対の膨張可能な椎間移植片の頂平面図である。 初期の非膨張状態で示すような、本発明の別の形に係る膨張可能な脊椎移植片の側立面図である。 初期の非膨張状態で示すような、図１０に示す膨張可能な脊椎移植片の端立面図である。 完全に膨張した状態で示すような、図１０に示す膨張可能な脊椎移植片の側立面図である。 完全に膨張した状態で示すような、図１０に示す膨張可能な脊椎移植片の端立面図である。 椎間板空間内の完全に膨張した状態で示すような、図１０に示す膨張可能な脊椎移植片の側立面図である。

Claims (22)

1. 膨張可能な椎間移植片において、
   長手軸線を有し、初期形状と膨張形状との間を移行できる移植片本体であって、横断方向の軸線に沿って離間した第１及び第２の軸方向の壁を有し、同軸方向の壁の少なくとも一方は、上記移植片本体が上記初期形状にあるときに、くぼんだ区域を画定するような移植片本体と、
   上記移植片本体を上記初期形状から上記膨張形状へ移行させるように上記軸方向の壁の上記少なくとも一方と相互作用する膨張部材とを有し、
   上記くぼんだ区域が上記横断方向の軸線にほぼ沿って外方へ膨張し、
   上記移植片本体が上記膨張部材をその中に受け入れるように寸法決めされた内側の室を画定し、
   上記内側の室内での上記膨張部材の軸方向の運動が上記移植片本体を上記膨張形状へ移行させ、
   上記第１及び第２の軸方向の壁が上記内側の室に対面する内側表面を有し、同内側表面の少なくとも１つが上記長手軸線に沿った内方の先細り部を画定し、上記膨張部材が、上記移植片本体を上記膨張形状の方へ移行させるように、上記軸方向の運動中上記内方の先細り部と摺動自在に係合することを特徴とする移植片。
2. 上記移植片本体が上記第１の軸方向の壁の両端部分を上記第２の軸方向の壁の両端部分に相互接続する第１及び第２の横断方向の端壁を有することを特徴とする請求項１に記載の移植片。
3. 上記くぼんだ区域が上記横断方向の軸線に沿って内方へ延びる凹状の湾曲部を有することを特徴とする請求項２に記載の移植片。
4. 上記凹状の湾曲部が上記対をなす両端部分間で上記軸方向の壁の上記少なくとも一方の実質上全長に沿って延びることを特徴とする請求項３に記載の移植片。
5. 上記移植片本体が上記端壁の一方に隣接する第１の外側の横断方向寸法を有し、当該移植片本体は、同移植片本体が上記初期形状にあるときに上記くぼんだ区域に隣接する第２の外側の横断方向寸法を有し、
   上記第２の外側の横断方向寸法が上記第１の外側の横断方向寸法よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の移植片。
6. 上記軸方向の壁の上記少なくとも一方が上記くぼんだ区域から外方に突出する多数の表面突出部を有することを特徴とする請求項２に記載の移植片。
7. 上記軸方向の壁の上記少なくとも一方の上記両端部分が平面に沿って位置し、上記表面突出部は、上記移植片本体が上記初期形状にあるときに上記平面の内方に少なくとも部分的に位置することを特徴とする請求項６に記載の移植片。
8. 上記表面突出部が椎骨と係合するようになった歯を有することを特徴とする請求項７に記載の移植片。
9. 上記表面突出部は、上記移植片本体が上記初期形状にあるときに上記平面の内方に全体的に位置することを特徴とする請求項７に記載の移植片。
10. 上記表面突出部が上記移植片本体の中央部分に制限されることを特徴とする請求項６に記載の移植片。
11. 上記くぼんだ区域が上記移植片本体の実質上全長に沿って画定されることを特徴とする請求項１に記載の移植片。
12. 上記くぼんだ区域が上記横断方向の軸線に沿って内方に及び上記移植片本体の実質上全長に沿って延びる凹状の湾曲部を有することを特徴とする請求項１に記載の移植片。
13. 上記軸方向の壁の上記少なくとも一方が後方端部分と前方端部分とを有し、上記くぼんだ区域が上記後方及び前方端部分間で上記横断方向の軸線に沿って内方に延びる凹状の湾曲部を有することを特徴とする請求項１２に記載の移植片。
14. 上記軸方向の壁の上記少なくとも一方が上記長手軸線に沿って配置された対向する第１及び第２の端部分を有し、当該軸方向の壁の当該少なくとも一方が上記くぼんだ区域から外方に突出する多数の表面突出部を有し、
    上記軸方向の壁の上記少なくとも一方の上記対向する第１及び第２の端部分が平面に沿って位置し、上記表面突出部は、上記移植片本体が上記初期形状にあるときに上記平面の内方に少なくとも部分的に位置することを特徴とする請求項１に記載の移植片。
15. 上記表面突出部は、上記移植片本体が上記初期形状にあるときに上記平面の内方に全体的に位置することを特徴とする請求項１４に記載の移植片。
16. 上記軸方向の壁の上記少なくとも一方の上記くぼんだ区域は、上記移植片本体が上記膨張形状へ移行したときに上記横断方向の軸線に沿って外方に延びる凸状の湾曲部を画定することを特徴とする請求項１に記載の移植片。
17. 上記第１及び第２の軸方向の壁の各々は、上記移植片本体が上記初期形状にあるときにくぼんだ区域を画定し、上記膨張部材が当該初期形状から上記膨張形状へ当該移植片本体を移行させるように当該第１及び第２の軸方向の壁と相互作用し、上記くぼんだ区域の各々が上記横断方向の軸線にほぼ沿って外方に膨張することを特徴とする請求項１に記載の移植片。
18. 上記移植片本体が上記第１の軸方向の壁の両端部分を上記第２の軸方向の壁の両端部分に相互接続する第１及び第２の横断方向の端壁を有し、上記くぼんだ区域が当該第１及び第２の軸方向の壁の上記両端部分間に位置することを特徴とする請求項１７に記載の移植片。
19. 上記各くぼんだ区域が上記横断方向の軸線に沿って内方に及び上記移植片本体の実質上全長に沿って延びる凹状の湾曲部を有することを特徴とする請求項１７に記載の移植片。
20. 上記軸方向の壁の上記少なくとも一方が、上記横断方向の軸線にほぼ沿って上記くぼんだ区域を外方へ膨張させるように、上記膨張形状への上記移植片本体の移行中に撓み変形することを特徴とする請求項１に記載の移植片。
21. 上記移植片本体が内側の融合室を画定し、上記第１及び第２の軸方向の壁の各々が、そこを通って延び上記内側の融合室に連通する少なくとも１つの骨成長開口を画定し、
    隣接する椎骨本体との融合を容易にするために上記内側の室内に位置する骨成長促進物質を更に有することを特徴とする請求項１に記載の移植片。
22. 上記骨成長促進物質が骨形態タンパク質を含むことを特徴とする請求項２１に記載の移植片。

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