JP5358177B2 - 椎体または骨を安定させる際に使用するためのインプラント装置 - Google Patents

Description

この発明は、椎体または骨を安定させるためのインプラント装置に関し、特に、骨粗鬆症の椎体を安定させるためのインプラント装置に関する。

椎体骨折の治療のための公知の方法は、椎体形成術と呼ばれるものである。低粘性の骨セメントが、椎体の骨折部位に高圧で直接注入される。骨セメントの一部が椎体から出て、周辺領域に流れ込む危険性がある。これは、骨セメントが神経または脊髄を圧迫しかねないため、不快感または痛みを引き起こすことがある。また、椎体の終板の向こう側にある血管構造を損傷し得る。

椎体骨折の治療のための別の方法は、椎骨形成術と呼ばれるものである。この方法は、まず、カニューレを骨折した椎体に挿入する。その後、バルーンカテーテルを椎体に挿入する。このバルーンは、液体をＸ線監視下で注入することによって拡張され、これによりバルーンカテーテルの容積によって規定される空間が生み出される。その後、この液体は排出され、バルーンは取除かれる。次のステップでは、骨セメントがこの空間に注入される。この骨セメントは、椎体形成術で用いられるものと比較して、より高い粘性を有する骨セメントにすることもできる。骨セメントが周囲に漏出する危険性は椎体形成術よりは低いが、その危険性は、依然として無視できない。また、この空間の大きさが原因で、使用される骨セメントの量は相当なものである。

これらの方法は両方とも、脆く、部分的に壊れた椎骨に対しても適用することができる。

椎体形成術および椎骨形成術に共通の問題は、椎体が完全に硬化されてしまうことにより、隣接した椎体が過負荷により骨折する可能性が高まることである。

この発明の目的は、上記の問題を克服する、椎骨または骨の安定化のためのインプラントを提供することである。

この目的は、請求項１に記載のインプラントにより達成される。従属クレームにおいて、さらに別の発展例を提示する。

この発明に従うインプラントは、骨セメントなしに使用することができる。よって、椎体の終板の向こう側の血管構造を損傷する危険性がない。治療の長期的予後が改善される。このインプラントは、終板の内部可撓性支持体を形成し、近接する椎骨が骨折する危険性を減少させる。

この発明の、さらに別の特徴および利点は、実施例の詳細な説明から、添付の図面を参照して明らかとなるであろう。

このインプラントの第１の実施例を、図１および図２を参照して説明する。インプラント１は、管状であり、長手方向の軸Ｌを有し、第１の端部２と、第２の端部３と、中間部
４とを備える。中間部４は、第１の端部２から第２の端部３へ延在する複数の長手細片５からなる。長手細片５の間には、間隙または溝孔６があり、この溝孔も、第１の端部２から第２の端部３へ延在する。長手細片５は、長手方向から見てそれらのおよそ中央で、横断細片７を介して、１対ずつそれぞれ互いに接続される。したがって、２つの長手細片５およびこの接続する横断細片７は、細片ユニット８を形成する。図面に示されるように、溝孔６は、１つおきに管状端部２および管状端部３の方向へさらに延びる。長手細片５は、図２に示されるように、細片ユニット８の外側への屈曲によって細片ユニット８間の溝孔６を広げ、これにより中間部４がバルーンのように拡張可能であるように中間部４に可撓性を与える。このインプラントの寸法は、このインプラントを椎骨の椎弓根に形成された孔を通して椎体に挿入することができるような寸法である。特に、中間部４の長さは、図２に示される拡張された状態で、中間部４を椎体内に収容することができるように選択される。長手細片および横断細片の数、形状、間隔、および厚さは、所望の弾性および所望の寸法を拡張されたインプラントに与えるように選択される。

このインプラントは生体適合性の材料、特に、たとえばチタンなどの生体適合性金属またはＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）などの生体適合性プラスチックから作ることができる。形状記憶特性および／または超弾性を示す形状記憶合金などは、特に好適な材料である。好適な材料の一例として、ニチノールなどのニッケルチタン合金がある。

このインプラントは、管から作ることができ、中間部４は、この管にたとえばレーザ切断などにより溝孔を切込み、細片を作ることにより作り出される。

図１および図２に示されるように、第１の端部２は、第２の端部３よりも短く、第１の端部２は、閉塞端（図示せず）を有することができる。第１の端部２は、椎体に最初に差し込まれる基端部として用いられるのに対して、第２の端部３は、器具またはさらなるインプラント部品と係合するように構成することができる。

図３は、図１および図２で示されたインプラント１と比較して、拡張された中間部４′の形状が異なる変更例１′のインプラントの斜視図である。その他の部品は同一であるため、説明を繰り返さない。図２に示される中間部４は、ほぼ球形または楕円形であるのに対し、図３に示されるインプラント１′の中間部４′は、長手方向の軸Ｌと平行に延在する細片５′の平坦部５ａを含む。細片５′は、中間部４′を拡張したときに、中間部４′が第１の端部２および第２の端部３へ向かって先細になるほぼ多角形を形成するように成形される。

留意すべきは、拡張された中間部４の、任意の所望される形状を、長手細片および横断細片のパターンを適宜設計することにより得ることができることである。たとえば、中間部４を、第１の端部２から第２の端部３へ延在し、溶接または中間横断ワイヤによって目の粗いメッシュ状に接続されるワイヤパターンとして設計することが可能である。インプラントが軸方向に圧縮されたときに中間部４が径方向に拡張することを可能にする間隙を設けることにより、可撓性は生じる。中間部４は予めある程度拡張しておくこともできる。この予め拡張された中間部は、可撓性があるため、径方向に圧縮可能である。

インプラントの動作を、図４および図５を参照して説明する。図４および図５に示されるインプラント１は、幅の広い単一の横断細片を形成する２つの隣接する横断細片７を有する。しかしながら、上述のように、細片の任意の形状、ならびに横断細片および長手細片の任意のパターンを、細片の特定の形状および特定の寸法によって得ることができる。図４は、中間部４が拡張されていない状態のインプラント１を示す。インプラント１は、第１の端部２の最も外側の端部と、第２の端部３の最も外側の端部との間に長さｌ₁を有し、中間部４の中央に直径ｄ₁を有する。インプラント１は、第１の端部２で、止めまた
は当接部９と衝合する。当接部は、たとえば椎体の内壁部である。図５に示されるように、力Ｆが軸方向にかかり、インプラント１が第１の端部２で当接部９に対して圧接されると、中間部４は、バルーン状に拡張され、この実施例ではおおよそ球形または楕円形の形状を呈するようになる。この拡張された状態で、インプラントの長さｌ₂はｌ₁より短く、直径ｄ₂は拡張されていない状態における直径ｄ₁より大きい。よって、中間部４は、力が軸方向に働くときに径方向に拡張可能なように可撓性であり、これは、第１の端部２と第２の端部３との間の距離を縮小する。

このインプラントの第２の実施例１０を、図６および図７に示す。先の実施例と同一の部分には同一の参照番号を付し、その説明を繰り返さない。インプラント１０は、管状インプラントの内側に設けられ一方の端部に接続された張力エレメント１１を備える点で、先の実施例に従うインプラントとは異なり、ここで示す実施例では、張力エレメント１１は、第１の端部２に接続されて示されている。張力エレメント１１は、中間部４と第２の端部３とを貫通して外側に延在する。張力エレメント１１は、第１の端部２と反対側の端部に、把持を容易にするように形成することができる端部１２を含む。端部１２の直径は、端部１２が第２の端部３に関して止めを形成するように、第２の端部３の直径より大きくすることができる。張力エレメント１１は、たとえばロッドまたはワイヤにすることができる。張力エレメント１１は、任意の生体適合性の材料から作ることができる。第２の実施例に従うインプラント１０の動作は、止め９′を第２の端部３に設ける必要がある点において、先の実施例における動作と異なる。力Ｆ′が軸方向に加わり、張力エレメント１１を止め９′から引離すと、インプラント１０の長さはｌ₁からより小さい長さｌ₂へ圧縮され、中間部４の直径はｄ₁からより大きい直径ｄ₂へ拡張される。

第２の実施例は、基端部である第１の端部２に止めを設けることが不可能な場合などに有用である。

ここで、インプラントの使用を、図８から図１１を参照して説明する。図８から図１０は、椎骨１００を上面から示す概略図であり、図１１は側面から示す概略図である。椎体１０１は、たとえば骨粗鬆または骨折などにより損傷している（図示せず）。まず、図８に示されるように、孔１０２が椎骨１００の椎弓根に準備され、この孔は、損傷した内部椎体１０１に到達している。インプラント１は、この孔に挿入され、図９に示されるように、端部２が内壁と当接するまで椎体１０１に圧入され、これにより、インプラントのための止め９が形成される。インプラント１を止め９に対して押付けると、中間部４は、椎体の中に拡張される。図１１に示されるように、その中間部４の領域である程度圧縮可能であるこの拡張されたインプラントは、終板１０３のための可撓性支持体を形成し、これにより、椎体の弾性特性に近いものを示す。この方法により、近接する椎体の骨折を引き起こし得る、近接する椎体に対する過剰な応力付与を減少することができる。

インプラント１は、孔を、たとえば孔１０２に螺入されることができ、第２の端部３の上へ圧入される閉鎖ねじ（図示せず）などで閉鎖することにより、所定の位置に保持するができる。

図１０に示されるように、中間部４は、完全に拡張される。しかしながら、中間部は、部分的にのみ拡張されることもできる。これは、中間部が椎体の中に完全には導入されずに、中間部４の一部は孔１０２の囲壁により固定される場合でありうる。

図１２に示されるように、単一の椎骨に対し、２つのインプラントを、左の椎弓根と右の椎弓根とからそれぞれ挿入して用いることができる。これは、より対称的な安定を提供する。１つのインプラントを用いるか、または２つのインプラントを用いるかは、臨床状況に応じて外科医によって選択される。

図１３から図１５は、第３の実施例のインプラントを示す。インプラント２０は、先に説明した実施例と、第２の端部の構造が異なる。先の実施例の部品と同一である、インプラント２０の他の部品には、同一の参照番号を付し、その説明を繰り返さない。インプラント２０は、先の実施例のインプラントの端部３と比較して延長された端部３′を備える。第２の端部３′は、中間部４から外方に向く端部に好ましくは設けられた外部ねじ山を備えた部分２１を含む。外部ねじ山は金属ねじ山であり得る。第２の端部の長さは、図１５に示される挿入された状態で、第２の端部３′が椎弓根域を貫通して延在するようにされる。

このインプラントは、孔１０２の内壁と係合するための骨ねじ山を設けられたブッシング２２をさらに備える。骨ねじ山の代わりに、椎弓根孔とブッシングとの間に圧入接続が形成されるように、ブッシング２２の外径を孔１０２の直径に関していくぶん大きめにすることもでき、またはブッシング２２が摩擦により孔１０２に保持されるようにブッシング２２の表面を粗くすることもできる。ブッシング２２は、一方の端部に、インプラントの第２の端部３′の部分２１の外部ねじ山と協働する内部ねじ山を有する部分２３をさらに備える。ブッシングの長さは、椎弓根孔１０２の長さとほぼ同じである。ブッシングは、内部ねじ山を有する部分２３が、椎体の中心から外方に向くように椎弓根孔１０２の中で方向付けられる。

使用に当たっては、まず、ブッシング２２が、孔１０２に挿入され、その後、インプラント２０が、インプラントのねじ山が付けられた部分２１とブッシングのねじ山が付けられた部分２３とが係合するまで、ブッシング２２を通って誘導される。第１の端部が椎体の内壁と当接するまで、インプラントを、ブッシングにさらに螺入することにより、中間部４が拡張され、椎体の一部を満たす。拡張されたインプラントは、骨セメントを使用する必要なしに椎体を安定化する可撓性支持体を形成する。

この実施例に関しても、変更例が可能である。第２の端部３′は、２つの部材から作ることができ、外部ねじ山を有する部分は、インプラントと接続可能な別個の部材として作ることができる。第２の端部３′を螺入するときに軸方向の力のみが中間部に関して生じるように、つまり中間部４が、椎体の中へ進む間に回動しないように、中間部４は、第２の端部３′に回動可能に固定することができる。これらの端部は管状である必要はなく、円形断面の代わりに任意の他の断面を有することができる。これらの端部は、線状である代わりに、湾曲することもできる。

インプラントとブッシングとを接続する他の方法も考えられ、たとえば圧入接続である。

インプラントを、背骨ロッドまたは他の部品を椎骨に接続するねじ山などの、さらなるインプラント部品と接続することも可能である。図１６は、２つのインプラント２０′およびインプラント２０″と、対応するブッシング２２′およびブッシング２２″とを備えた椎骨１００の概略上面図である。一方のインプラント２０′は、インプラント２０′の第２の端部３′で、ねじにより固定される背骨ロッド１０４を収容する収容部品２４に単軸的に接続される。他方のインプラント２０″は、インプラント２０″の端部３″で、ねじにより固定されるロッド１０４′を収容する収容部品２５に多軸的に接続される。

このインプラントは、大腿骨、脛骨プラトーおよび他の骨域のような長い骨における、脆いまたは骨折した骨構造の支持に、さらに臨床使用されてもよい。図１７は、インプラント２００を、大腿骨頭２０１を支持するために適用した例を示す。インプラント２００の第２の端部２０３は、骨髄内釘２０５に単独で接続できる骨ねじ２０４に接続される。
さらなるねじ２０６を、通常どおり設けることができる。

挿入可能状態にあるインプラントの実施例の斜視図である。 拡張された状態の図１のインプラントの斜視図である。 拡張された状態のインプラントの変更例を示す図である。 拡張される前の、止めと当接する図１のインプラントの斜視図である。 図４のインプラントを拡張するステップを示す図である。 拡張される前の、止めと当接する第２の実施例のインプラントの斜視図である。 拡張された時の、図６のインプラントを示す図である。 インプラントを椎体の中に挿入するステップを示す図である。 インプラントを椎体の中に挿入するステップを示す図である。 インプラントを椎体の中で拡張するステップを示す図である。 インプラントを椎体の中で拡張するステップを示す図である。 挿入され、拡張された２つのインプラントを示す図である。 椎弓根ブッシングとともに使用される第３の実施例のインプラントの側面図である。 図１３のインプラントを一部断面で示す図である。 図１３および図１４に従う椎弓根ブッシングおよびインプラントを備えた椎体の概略断面図である。 インプラントのさらに別の適用例の図である。 インプラントのさらに別の適用例の図である。

符号の説明

２ 第１の端部、３，３′ 第２の端部、４，４′ 中間部、５ 長手細片、６ 溝孔、７ 横断細片、８ 細片ユニット、１１ 張力エレメント、２２ ブッシング。

Claims (11)

1. 椎体または骨を安定させる際に使用するためのインプラント装置であって、
   第１の端部（２）と、
   第２の端部（３、３′）と、
   前記第１の端部（２）と前記第２の端部（３、３′）との間に、長手方向の軸（Ｌ）を有する管状部（４、４′）とを有するインプラントと、
   前記インプラントを埋込部位へ誘導するブッシング（２２）とを備え、
   前記管状部（４）は、力（Ｆ、Ｆ′）が軸方向に作用するときに径方向に拡張可能なように可撓性であり、これは、前記第１の端部（２）と前記第２の端部（３）との間の距離を縮小し、
   前記ブッシング（２２）は、前記インプラントの前記第２の端部を包囲するとともに、前記インプラントの前記第２の端部の外周と係合し、
   前記ブッシング（２２）の外側表面が、埋込部位において椎体または骨と係合するための係合構造を有する、インプラント装置。
2. 前記管状部（４、４′）は、前記第１の端部（２）から前記第２の端部（３）の方向に延在する細片（５、５′）から形成され、前記細片はその端部で前記第１の端部および前記第２の端部にそれぞれ接続される、請求項１に記載のインプラント装置。
3. 前記管状部（４、４′）は、壁に長手方向の溝孔（６、６′）を備える、請求項１または請求項２に記載のインプラント装置。
4. 前記管状部（４、４′）は、メッシュ状の構造を有する、請求項１から３のいずれかに記載のインプラント装置。
5. 少なくとも前記管状部（４）は、超弾性を示す形状記憶合金から作られる、請求項１から４のいずれかに記載のインプラント装置。
6. 作動されると前記管状部（４、４′）の長さを短くする張力エレメント（１１）が設けられる、請求項１から５のいずれかに記載のインプラント装置。
7. 前記第１および第２の端部（２、３）のうち少なくとも１つは管状である、請求項１から６のいずれかに記載のインプラント装置。
8. 前記インプラントの前記第１および第２の端部（２、３）のうち少なくとも１つは、外部器具またはさらなるインプラント部品との係合のための係合構造（２１）を備える、請求項１から７のいずれかに記載のインプラント装置。
9. 前記係合構造（２１、２３）は、ねじ山である、請求項８に記載のインプラント装置。
10. 前記ブッシング（２２）の前記係合構造は、埋込部位において椎体または骨と係合するように前記ブッシングの前記外側表面に形成された外部ねじ山によって構成される、請求項８または９に記載のインプラント装置。
11. 前記外部ねじ山は骨ねじ山である、請求項１０に記載のインプラント装置。

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