JPH01308557A - 人工椎間円板 - Google Patents
人工椎間円板Info
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- JPH01308557A JPH01308557A JP62306823A JP30682387A JPH01308557A JP H01308557 A JPH01308557 A JP H01308557A JP 62306823 A JP62306823 A JP 62306823A JP 30682387 A JP30682387 A JP 30682387A JP H01308557 A JPH01308557 A JP H01308557A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は人体の脊柱用人工推間円板に関するものである
。
。
(従来の技術)
人体の脊柱は複数の脊椎骨とその脊椎骨の間にあって1
1%作用をする椎間円板からなっている。椎間円板は繊
維質の外被とその中に封入されたゲル状流体からなって
いる。椎間円板には人体が静止しているときには約17
5ボンドの力ががかるが、椎間円板かかる力は約500
ボンドにも達することがある0例えば、lフィート前に
ある15ボンドの重りを体を曲げて持ち上げると脊柱に
はほぼ500ボンドの力がかかる。このように大きな力
が作用するため、椎間円板は破裂しやすく、特に老化す
るほどその傾向がつよくなる。
1%作用をする椎間円板からなっている。椎間円板は繊
維質の外被とその中に封入されたゲル状流体からなって
いる。椎間円板には人体が静止しているときには約17
5ボンドの力ががかるが、椎間円板かかる力は約500
ボンドにも達することがある0例えば、lフィート前に
ある15ボンドの重りを体を曲げて持ち上げると脊柱に
はほぼ500ボンドの力がかかる。このように大きな力
が作用するため、椎間円板は破裂しやすく、特に老化す
るほどその傾向がつよくなる。
椎間円板の破裂に対処するために多くの試みがなされた
。Ifi準的な方法の一つは破裂した椎間円板を除去し
てその椎間円板で隔てられていた21Wの脊椎骨を直接
・接合する方法である。この方法によるとその2個の脊
椎骨の相対的な運動が不可能になるため、脊柱が堅くな
るとともに、その2個の脊椎骨を接合した部分の上下の
部分に障害が発生ずるという問題がある。破裂した椎間
円板を高密度ポリエチレンあるいはシリコンで形成され
た人工弾性パッドと交換する方法も知られている。
。Ifi準的な方法の一つは破裂した椎間円板を除去し
てその椎間円板で隔てられていた21Wの脊椎骨を直接
・接合する方法である。この方法によるとその2個の脊
椎骨の相対的な運動が不可能になるため、脊柱が堅くな
るとともに、その2個の脊椎骨を接合した部分の上下の
部分に障害が発生ずるという問題がある。破裂した椎間
円板を高密度ポリエチレンあるいはシリコンで形成され
た人工弾性パッドと交換する方法も知られている。
しかしながら、椎間円板は通常1年間に百万回から五百
万回も伸縮するため、そのようなパッドは直に摩滅して
しまう、さらにそのようなパッドでは天然の椎間円板で
得られるようなコンプライアンス乃至自然復元力および
運動に対する束縛が得られない。
万回も伸縮するため、そのようなパッドは直に摩滅して
しまう、さらにそのようなパッドでは天然の椎間円板で
得られるようなコンプライアンス乃至自然復元力および
運動に対する束縛が得られない。
また、椎間円板の替わりにボールベアリングを使用する
ことも提案されているが、そのボールベアリングを正し
い位置に保持する方法がまだ確立されていない。
ことも提案されているが、そのボールベアリングを正し
い位置に保持する方法がまだ確立されていない。
(発明の目的)
上記のような事情に監みて、本発明は性能が良く患者内
で長時間a 1ffiすることのできる人工椎間円板を
提供することを目的とするものである。
で長時間a 1ffiすることのできる人工椎間円板を
提供することを目的とするものである。
(発明の構成)
本発明によれば人体の脊柱の2個の脊椎骨間の天然椎間
円板と交換するための人工椎間円板であって、 (a)それぞれ後部と前部を有する上方部材と下方部材
、 (b)前記上方部材と下方部材のそれぞれの前記後部を
中心とした相対的ヒンジ運動を許すようにその上方部材
と下方部材に設けられたヒンジ手段、 (C)前記上方部材と下方部材の間に配されて。
円板と交換するための人工椎間円板であって、 (a)それぞれ後部と前部を有する上方部材と下方部材
、 (b)前記上方部材と下方部材のそれぞれの前記後部を
中心とした相対的ヒンジ運動を許すようにその上方部材
と下方部材に設けられたヒンジ手段、 (C)前記上方部材と下方部材の間に配されて。
両者の前記前部を互いに離れる方向に付勢するスプリン
グ手段。
グ手段。
(d)前記ヒンジ運動を許すようにして前記上方部材と
下方部材を互いに連結する連結手段、および (e)前記上方部材をその上方にある第1の脊椎骨に剛
に固定する第1の固定手段と前記下方部材をその下方に
ある第2の脊椎骨に剛に固定する第2の固定手段゛、 からなる人工椎間円板が提供される。
下方部材を互いに連結する連結手段、および (e)前記上方部材をその上方にある第1の脊椎骨に剛
に固定する第1の固定手段と前記下方部材をその下方に
ある第2の脊椎骨に剛に固定する第2の固定手段゛、 からなる人工椎間円板が提供される。
(実施例)
本発明の一実施例の人工椎間円板20を示す第1から7
図において、その人工椎間円板20の前側は22で示さ
れており、後側は24で示されている。
図において、その人工椎間円板20の前側は22で示さ
れており、後側は24で示されている。
人工椎間円板20は−L方部材26と下方部材28を備
えている。上方部材26は本質的に平らなに2面30と
下面32を、帽えている。下面32の前部には2つの円
筒形四部34が横に並んで設けられており、その各四部
34の中心から6出ビン36が下方に突出している。
えている。上方部材26は本質的に平らなに2面30と
下面32を、帽えている。下面32の前部には2つの円
筒形四部34が横に並んで設けられており、その各四部
34の中心から6出ビン36が下方に突出している。
上方部材26の下面32の後部には両側から横方向にそ
れぞれ延びる一対の半円筒状の清38.40が設けられ
ている0画情38.40の間には下方に突出する半円筒
状のヒンジ構成部42が設けられており、そのヒンジ構
成部42にはヒンジピン66を挿入するための軸方向に
延びる貫通孔44が設けられている。上方部材26の上
面3゜の前縁および一側縁から一対のタブ46が上方に
延びている。
れぞれ延びる一対の半円筒状の清38.40が設けられ
ている0画情38.40の間には下方に突出する半円筒
状のヒンジ構成部42が設けられており、そのヒンジ構
成部42にはヒンジピン66を挿入するための軸方向に
延びる貫通孔44が設けられている。上方部材26の上
面3゜の前縁および一側縁から一対のタブ46が上方に
延びている。
下方部材28は本質的に平らな下面48と」二面50を
備えている。上面50の前部には2つの円筒形四部52
が」1方部材26の凹部34とそれぞれ整列するように
設けられており、その各四部52の中心から6出ビン5
3が上方に突出している。
備えている。上面50の前部には2つの円筒形四部52
が」1方部材26の凹部34とそれぞれ整列するように
設けられており、その各四部52の中心から6出ビン5
3が上方に突出している。
下方部材28の−F面50の後部には両側から横方向に
それぞれ延びる一対の半円筒状のヒンジ構成部54.5
6が設けられている0両ヒンジt1′4成部54.56
の間には半円筒状の清58が設けられており、そのヒン
ジ構成部54.56にはヒンジピン66を挿入するため
の軸方向に延びる断面長円形の孔60.62が設けられ
ている。孔6゜の外端は盲になっている。下方部材28
の下面48のfli目号および一側縁から一対のタブ6
4が下方に延びている。
それぞれ延びる一対の半円筒状のヒンジ構成部54.5
6が設けられている0両ヒンジt1′4成部54.56
の間には半円筒状の清58が設けられており、そのヒン
ジ構成部54.56にはヒンジピン66を挿入するため
の軸方向に延びる断面長円形の孔60.62が設けられ
ている。孔6゜の外端は盲になっている。下方部材28
の下面48のfli目号および一側縁から一対のタブ6
4が下方に延びている。
人工椎間円板20はヒンジ構成部42を講58内に入れ
、ヒンジピン66を孔62.44.6゜に挿通ずること
によって組み立てられる。ヒンジピン66は大径の中央
部68を有し、その中央部68を孔44に締まり碌めも
しくは圧入することに、1、って所定の位:aに保持さ
れる。ヒンジピン66は人工椎間円板20の第1.2図
で見て左側から挿入される。孔60の右端は盲になって
いる。
、ヒンジピン66を孔62.44.6゜に挿通ずること
によって組み立てられる。ヒンジピン66は大径の中央
部68を有し、その中央部68を孔44に締まり碌めも
しくは圧入することに、1、って所定の位:aに保持さ
れる。ヒンジピン66は人工椎間円板20の第1.2図
で見て左側から挿入される。孔60の右端は盲になって
いる。
ヒンジピン66の両端70には後述するような理由でテ
ーパーがつけられている。
ーパーがつけられている。
上方部材26とf力部材28は各一対の四部34.52
内に位置せしめられた各一対の螺旋圧縮スプリング乃至
コイルスプリングによって互いに離れる方向にヒンジピ
ン66の周りに回動するように付勢されている。各対の
コイルスプリングは互いに同心の外側コイルスプリング
72と内側コイルスプリング74からなっている。内側
コイルスプリング74は両端が6出ビン36.53の周
りにhν合しており、それによって所定の位置に保持さ
れるようになっている。外側コイルスプリング72は主
として、その両端が凹部34.52にll’4大するこ
とによっ−C所定の位置に保持されるようになっており
、内側コイルスプリング74とは本質的に接触していな
い、外側コイルスプリング72を構成するワイへ・−の
両端76はコイルスプリング72の両端面が平らになっ
て安定良くかつコンパクトに着座せしめられるように斜
めに切られている。
内に位置せしめられた各一対の螺旋圧縮スプリング乃至
コイルスプリングによって互いに離れる方向にヒンジピ
ン66の周りに回動するように付勢されている。各対の
コイルスプリングは互いに同心の外側コイルスプリング
72と内側コイルスプリング74からなっている。内側
コイルスプリング74は両端が6出ビン36.53の周
りにhν合しており、それによって所定の位置に保持さ
れるようになっている。外側コイルスプリング72は主
として、その両端が凹部34.52にll’4大するこ
とによっ−C所定の位置に保持されるようになっており
、内側コイルスプリング74とは本質的に接触していな
い、外側コイルスプリング72を構成するワイへ・−の
両端76はコイルスプリング72の両端面が平らになっ
て安定良くかつコンパクトに着座せしめられるように斜
めに切られている。
第5A図に示すように、凹部34.52の後縁は後方に
向かって10”から20°の間の角度で傾斜しており、
それによって−L力部材26と下方部材28が1剤いて
コイルスプリングが弧を描いても凹部34.52の後縁
に当たらないようになっている。
向かって10”から20°の間の角度で傾斜しており、
それによって−L力部材26と下方部材28が1剤いて
コイルスプリングが弧を描いても凹部34.52の後縁
に当たらないようになっている。
人工椎間円板20は人体の脊柱内に第8図に示すように
して組み込まれる。ずなわち1人工椎間円板20は上側
の脊椎骨80と下側の脊椎+82の間に組み込まれる0
人工椎間円板2oを組み込む際には、まず脊柱の周囲の
天然の筋肉や靭帯の外波をできるだけ傷つけないように
して天然の椎間円板を除去する。脊柱管自体は脊椎骨の
後部を通って走っているので邪魔にならない0次に、上
側の脊椎骨80の破t186で示す下方部分を除去して
1一方部材26を取り付けるための平らな下面88を形
成する。同様に、T Illの脊椎骨82の破線90で
示ず−1一方部分を除去して下方部材28を取りf・1
けるための平らな1−而92を形成する。
して組み込まれる。ずなわち1人工椎間円板20は上側
の脊椎骨80と下側の脊椎+82の間に組み込まれる0
人工椎間円板2oを組み込む際には、まず脊柱の周囲の
天然の筋肉や靭帯の外波をできるだけ傷つけないように
して天然の椎間円板を除去する。脊柱管自体は脊椎骨の
後部を通って走っているので邪魔にならない0次に、上
側の脊椎骨80の破t186で示す下方部分を除去して
1一方部材26を取り付けるための平らな下面88を形
成する。同様に、T Illの脊椎骨82の破線90で
示ず−1一方部分を除去して下方部材28を取りf・1
けるための平らな1−而92を形成する。
次に、前ねじ94と横ねじ96をそれぞれ前と横のタブ
46をとおして上側の脊椎骨80にねじ込むことによっ
て上方部材26を上側のをlI骨80に固定し、前ねじ
94と横ねじ96をそれぞれ前と横のタブ64をとおし
て下側の脊椎骨82にねじ込むことによって下方部材2
8を下側の脊椎骨82に固定する。をJlt骨は外壁部
が最も強く、また中央部は極めて弱くなっている可能性
があるためねじ94.96は手前の外壁部から中央部を
通って反対側の外壁部をほぼ貫通する(ただし外1t1
1に突き出さない)ような長さとする。前ねじ94はで
きるだけ長く脊椎骨内を通り、しかも万一その1(さが
所定の長さより鴎かに長くても脊柱管を出つけることの
ないように、第3.4図に線98で示すように、脊椎骨
の側縁に角度をなすようにねじ込まれる。また、横ねじ
96はより大きな強度がIfられるようにできるだ1)
を11を骨の中心の近くを通るように、線100で示す
ように、脊椎骨前縁に対して角度をなすようにねじ込ま
れる。
46をとおして上側の脊椎骨80にねじ込むことによっ
て上方部材26を上側のをlI骨80に固定し、前ねじ
94と横ねじ96をそれぞれ前と横のタブ64をとおし
て下側の脊椎骨82にねじ込むことによって下方部材2
8を下側の脊椎骨82に固定する。をJlt骨は外壁部
が最も強く、また中央部は極めて弱くなっている可能性
があるためねじ94.96は手前の外壁部から中央部を
通って反対側の外壁部をほぼ貫通する(ただし外1t1
1に突き出さない)ような長さとする。前ねじ94はで
きるだけ長く脊椎骨内を通り、しかも万一その1(さが
所定の長さより鴎かに長くても脊柱管を出つけることの
ないように、第3.4図に線98で示すように、脊椎骨
の側縁に角度をなすようにねじ込まれる。また、横ねじ
96はより大きな強度がIfられるようにできるだ1)
を11を骨の中心の近くを通るように、線100で示す
ように、脊椎骨前縁に対して角度をなすようにねじ込ま
れる。
また、第5から7I7IにI3いて前のタブと横のタブ
の高さの違いから分かるように、前ねじ94と横ねじ9
6は互いに干渉しないように異なる高さを通される。
の高さの違いから分かるように、前ねじ94と横ねじ9
6は互いに干渉しないように異なる高さを通される。
さらに、上方部t426の上面30と下方部材28の下
面48には焼結金属の粉末、ボール、メツシュ等の多孔
性材?1のコーティングを施すのが望ましい、これによ
って、周知のように、骨が多孔性金属内に成長して、人
工椎間円板2oと脊椎骨とのより強固な結合が得られる
。
面48には焼結金属の粉末、ボール、メツシュ等の多孔
性材?1のコーティングを施すのが望ましい、これによ
って、周知のように、骨が多孔性金属内に成長して、人
工椎間円板2oと脊椎骨とのより強固な結合が得られる
。
第8図において、」−下の脊椎骨80.82の最t&面
間の距離102が」二側の脊椎骨80とその上のをII
骨のA1t&面間の距、ff1l 04より大きいこと
から分かるように本実施例の人工JI間内円板oは元々
の椎間円板より背が高い、これは故意にそうされたもの
である。すなわち、脊椎骨の後面84は痛みの中心とな
りやすいため、人工椎間円板20の高さを大きくしてそ
の後面84を通る負荷の伝達を小さくすることによって
痛みの発生頻度を1印えることができるのである。
間の距離102が」二側の脊椎骨80とその上のをII
骨のA1t&面間の距、ff1l 04より大きいこと
から分かるように本実施例の人工JI間内円板oは元々
の椎間円板より背が高い、これは故意にそうされたもの
である。すなわち、脊椎骨の後面84は痛みの中心とな
りやすいため、人工椎間円板20の高さを大きくしてそ
の後面84を通る負荷の伝達を小さくすることによって
痛みの発生頻度を1印えることができるのである。
本実施例の人工椎間円板20を装着した患者が直立して
いるときには上方部材26と下方部材28は通常第8図
に示すような位置にあって互いに角度Aをなしている。
いるときには上方部材26と下方部材28は通常第8図
に示すような位置にあって互いに角度Aをなしている。
角度Aは腰椎の場合には通常的14°である。患者が体
を後ろに反らせると上方部材26と下方部材28がなす
角は通常的20°の角度Bとなる。後方への体の曲げは
上方部材26の下面32の後端と下方部材28の上面5
0の後端の当接によって制限される。すなわち、上方部
材26の下面32の後端と下方部材28の上面50の後
端は第8図に103で示すようにストッパを形成し、上
方部材26と下方部材28の開きを制限する。患者が体
を前に曲げると−E方部材26と下方部材28がなす角
は通常的0°に近づく。
を後ろに反らせると上方部材26と下方部材28がなす
角は通常的20°の角度Bとなる。後方への体の曲げは
上方部材26の下面32の後端と下方部材28の上面5
0の後端の当接によって制限される。すなわち、上方部
材26の下面32の後端と下方部材28の上面50の後
端は第8図に103で示すようにストッパを形成し、上
方部材26と下方部材28の開きを制限する。患者が体
を前に曲げると−E方部材26と下方部材28がなす角
は通常的0°に近づく。
天然の椎間円板のコンプライアンスは通常単Cα圧縮比
あたり約1,5フート・ボンドである。このコンプライ
アンスに近づけるためにスプリング72.74は極めて
堅いものが使用される。一般に、各外側コイルスプリン
グ72のばね定数は約1675ボンド/インチであり、
各内側コイルスプリング74のばね定数は約200ボン
ド/インチである。これによって2対のコイルスプリン
グの合計のばね定数は約3750ボンド/インチとなる
。
あたり約1,5フート・ボンドである。このコンプライ
アンスに近づけるためにスプリング72.74は極めて
堅いものが使用される。一般に、各外側コイルスプリン
グ72のばね定数は約1675ボンド/インチであり、
各内側コイルスプリング74のばね定数は約200ボン
ド/インチである。これによって2対のコイルスプリン
グの合計のばね定数は約3750ボンド/インチとなる
。
そのばね定数を抵抗トルク(第8図に示した角度に関し
て)が単位圧縮比あたり1.0から1.657−1−
/ボンドとなるように患者に応じて調節することもでき
る。(ばね定数が大きいとスプリングが0.1インチ程
度しか動がないことには注意する必要があるが)スプリ
ングの径が一定でそのスプリングを形成するワイヤーの
径が一定の場合には巻数を変えることによってばね定数
を変えるのが一般的である。このようにして矢状面(ず
なわぢ脊柱を前後に通る垂直面)内における生体外生理
学的椎間円板堅さに近づける。
て)が単位圧縮比あたり1.0から1.657−1−
/ボンドとなるように患者に応じて調節することもでき
る。(ばね定数が大きいとスプリングが0.1インチ程
度しか動がないことには注意する必要があるが)スプリ
ングの径が一定でそのスプリングを形成するワイヤーの
径が一定の場合には巻数を変えることによってばね定数
を変えるのが一般的である。このようにして矢状面(ず
なわぢ脊柱を前後に通る垂直面)内における生体外生理
学的椎間円板堅さに近づける。
第6.7図に示すようにヒンジピン66と両側の断面1
)円形の孔60.62の間には間隙105がある。この
間隙105によって第7図に示すように、上方部材26
と下方部材28の中心を前後に通る垂直面を中心として
両部材26.28が相対的に左右に代かに揺動するのが
許される。これは両部材の損(jJを防ぐのに役立つと
ともに、付随的な効果として、人工椎間円板20の位置
で患者が体を横に多少曲げるのを許す、また、ヒンジピ
ン66の両端70がテーパーしていることによって、体
を横に曲げたときに過度の圧力が一点に集中するのが防
fされるとともに、ヒンジピン66内の周辺応力が小さ
くされる。
)円形の孔60.62の間には間隙105がある。この
間隙105によって第7図に示すように、上方部材26
と下方部材28の中心を前後に通る垂直面を中心として
両部材26.28が相対的に左右に代かに揺動するのが
許される。これは両部材の損(jJを防ぐのに役立つと
ともに、付随的な効果として、人工椎間円板20の位置
で患者が体を横に多少曲げるのを許す、また、ヒンジピ
ン66の両端70がテーパーしていることによって、体
を横に曲げたときに過度の圧力が一点に集中するのが防
fされるとともに、ヒンジピン66内の周辺応力が小さ
くされる。
本実施例の人工椎間円板20の重要な特徴の1つは下方
部材26と下方部材28が互いに結合されているととも
に、脊椎骨に剛に取り付けられるようになっていること
である。そのため、人工椎間円板20が分解してしまっ
たり、その位置がずれてしまったりするおそれがなく、
また、事故があったときに、人工椎間円板2oの部分で
脊柱が離れてしまうようなおそれがない。
部材26と下方部材28が互いに結合されているととも
に、脊椎骨に剛に取り付けられるようになっていること
である。そのため、人工椎間円板20が分解してしまっ
たり、その位置がずれてしまったりするおそれがなく、
また、事故があったときに、人工椎間円板2oの部分で
脊柱が離れてしまうようなおそれがない。
本実施例のもう1つの特徴は上方部(426の下方部材
28に対するヒンジ運動の軸が両部材の中央部になく、
後部にあることである。これによって、脊柱管の近くで
生ずる運動の量を小さくすることができる。
28に対するヒンジ運動の軸が両部材の中央部になく、
後部にあることである。これによって、脊柱管の近くで
生ずる運動の量を小さくすることができる。
本実施例のもう1つの特徴は上方部材26および下方部
材28を脊椎骨の前と一曲縁に脊椎骨に固定するように
したことである。このように、前と横で固定することに
よって、スプリングの力に対して良好なてこの作用が得
られる。横のタブは(前後方向に見て)ヒンジ運動の軸
の近くに位置させるのが望ましい。
材28を脊椎骨の前と一曲縁に脊椎骨に固定するように
したことである。このように、前と横で固定することに
よって、スプリングの力に対して良好なてこの作用が得
られる。横のタブは(前後方向に見て)ヒンジ運動の軸
の近くに位置させるのが望ましい。
人工椎1?i1円板20は適当なチタン合金(例えばチ
タン−6アルミニウム一4バナジウムIELI合金)、
コバルトクロムモリブデン合金等の生体と共存し得る金
属で形成される。このような金属は充分強度があるため
、人工椎間円板2oは相当長期に亘って人体内でv1能
することができる。aの生体と共存し得る金属を使用し
てもよい、コイルスプリング72.74は冷間加工され
たチタン−6アルミニウム−4バナジウム1′?、L
T合金で形成するのが望ましく、これによって圧縮可能
なプラスチックパッドを使用するのに比べてノ、i命が
飛躍的に長くなる。また、スプリングに加わる応力がス
プリングが疲れ破壊しない程度に低く抑えられるように
設泪されている。すなわち、−杯に圧縮されたどきでも
荷重が最大荷重より充分小さくなるように設31されて
諭る。
タン−6アルミニウム一4バナジウムIELI合金)、
コバルトクロムモリブデン合金等の生体と共存し得る金
属で形成される。このような金属は充分強度があるため
、人工椎間円板2oは相当長期に亘って人体内でv1能
することができる。aの生体と共存し得る金属を使用し
てもよい、コイルスプリング72.74は冷間加工され
たチタン−6アルミニウム−4バナジウム1′?、L
T合金で形成するのが望ましく、これによって圧縮可能
なプラスチックパッドを使用するのに比べてノ、i命が
飛躍的に長くなる。また、スプリングに加わる応力がス
プリングが疲れ破壊しない程度に低く抑えられるように
設泪されている。すなわち、−杯に圧縮されたどきでも
荷重が最大荷重より充分小さくなるように設31されて
諭る。
本実施例の人工椎間円板20は垂直軸周りの回転運動を
許容しないが、本実施例の人工椎間円板20は腰部の低
い部分の脊柱に使用するように怠IAされており、その
部分では自然な回転運動は極めて少ない。
許容しないが、本実施例の人工椎間円板20は腰部の低
い部分の脊柱に使用するように怠IAされており、その
部分では自然な回転運動は極めて少ない。
次に、第9から16図を参照して本発明の他の実施例の
人工椎間円板を説明する0本実施例は前記実施例と多く
の面で共通しているため、第9から1614では第1か
ら8図と対応する部分については第1から8図と同じ番
号にダッシュを付けて示した。
人工椎間円板を説明する0本実施例は前記実施例と多く
の面で共通しているため、第9から1614では第1か
ら8図と対応する部分については第1から8図と同じ番
号にダッシュを付けて示した。
本実施例の人工41間円板20°と前記実施例の人工椎
間円板20の違いは上方部材26°と下方部材28°を
ヒンジ運動可能に連結する方法にある0本実施例の人工
椎間円板20゛にJ3いては下方部材28°は、そのE
面50゛の後部を横方向に完全に横切る半円筒形のヒン
ジ構成部106を備えている。上方部材26°の下面3
2°はそのヒンジ構成部106と賜金する半円筒形の凹
部108を備えている。そのヒンジ構成部106と凹部
108は上方部材26°と下方部r428°がそれぞれ
の後部を中心としてヒンジ運動するのを許容するように
協働する。
間円板20の違いは上方部材26°と下方部材28°を
ヒンジ運動可能に連結する方法にある0本実施例の人工
椎間円板20゛にJ3いては下方部材28°は、そのE
面50゛の後部を横方向に完全に横切る半円筒形のヒン
ジ構成部106を備えている。上方部材26°の下面3
2°はそのヒンジ構成部106と賜金する半円筒形の凹
部108を備えている。そのヒンジ構成部106と凹部
108は上方部材26°と下方部r428°がそれぞれ
の後部を中心としてヒンジ運動するのを許容するように
協働する。
上方部材26′と下方部材28°はそれぞれの両側部に
設けられた孔112に挿通されたケーブル110によっ
て連結される。ケーブル110はその両端に熱成形され
たキャップ114を備えており、それによって上方部材
26′と下方部材28°が離れてしまうのを防止すると
ともに両者の開きを制限している。第16図に示すよう
にケーブル110はフィルスプリング72″、74”の
垂直軸より僅かに後方に位置せしめられており、コイル
スプリングとケーブルの両者が協働して上方部材26°
と下方部材28゛の後部を互いに接近するように第1O
図および第16図に示ず位置に付勢するモーメントを発
生ずるようになっている。患者の体重によって脊柱に通
常かかる荷重および筋肉と靭帯の張力も上方部材26′
と下方部材28゛の後部を互いに接近するように付勢す
るのに役立つ。
設けられた孔112に挿通されたケーブル110によっ
て連結される。ケーブル110はその両端に熱成形され
たキャップ114を備えており、それによって上方部材
26′と下方部材28°が離れてしまうのを防止すると
ともに両者の開きを制限している。第16図に示すよう
にケーブル110はフィルスプリング72″、74”の
垂直軸より僅かに後方に位置せしめられており、コイル
スプリングとケーブルの両者が協働して上方部材26°
と下方部材28゛の後部を互いに接近するように第1O
図および第16図に示ず位置に付勢するモーメントを発
生ずるようになっている。患者の体重によって脊柱に通
常かかる荷重および筋肉と靭帯の張力も上方部材26′
と下方部材28゛の後部を互いに接近するように付勢す
るのに役立つ。
第16図においてAoは患者が直立しているときの上方
部材26°と下方部材28゛の間の角度(通常14°)
を示し、Boは患者が体を後ろに反らせたときの角度、
通常20°を示している。
部材26°と下方部材28゛の間の角度(通常14°)
を示し、Boは患者が体を後ろに反らせたときの角度、
通常20°を示している。
(ケーブル110は上方部材26′と下方部材28゛が
この角度まで■くのを許容するには充分な長さを有して
いる。)患者が体を萌に曲げると上方部材26°と下方
部材28°の間の角度は0に近づく、ケーブル110は
人工椎間円板20°の端にあるため脊椎骨の横方向に突
き出しており、上方部材26°と下方部材28°の間の
角度が小さくなったとき、脊椎骨に当たらずに上方部材
26″と下方部材28′から上下に突き出ずことができ
る。そのような状態が第16図に示されている。
この角度まで■くのを許容するには充分な長さを有して
いる。)患者が体を萌に曲げると上方部材26°と下方
部材28°の間の角度は0に近づく、ケーブル110は
人工椎間円板20°の端にあるため脊椎骨の横方向に突
き出しており、上方部材26°と下方部材28°の間の
角度が小さくなったとき、脊椎骨に当たらずに上方部材
26″と下方部材28′から上下に突き出ずことができ
る。そのような状態が第16図に示されている。
第14.15VAに示すように凹部108の上面116
は上方に凸になっている。ずなわち、上面116の両端
118は上方に湾曲している。これによって患者が体を
横に曲げたときに過度の圧力が一点に集中しないように
なっている。
は上方に凸になっている。ずなわち、上面116の両端
118は上方に湾曲している。これによって患者が体を
横に曲げたときに過度の圧力が一点に集中しないように
なっている。
なお、上記実施例においては、上方部材の下面と下方部
材の上面はほぼ平らにされているが、他の適当な形でも
よい、また、上方部材の平らな上面と下方部材の平らな
下面に歯を付けるなどの加工を施して、骨をより良くグ
リップできるようにしてもよい。
材の上面はほぼ平らにされているが、他の適当な形でも
よい、また、上方部材の平らな上面と下方部材の平らな
下面に歯を付けるなどの加工を施して、骨をより良くグ
リップできるようにしてもよい。
また、上記実bk例では螺旋圧縮スプリングを用いたが
、ねじりスプリング等池のばね手段を使用してもよい。
、ねじりスプリング等池のばね手段を使用してもよい。
第11には本発明の一実施例の人工椎間円板の分解斜視
図、第2図は第11”lの人工椎間円板の組み立て状態
を示す斜視図、第3図は第1図の3−3線断面図、第4
図は第1図の4−4線断面図、第5図は第1図の矢印5
方向に見た後面図、第5A図は第1図の人工椎間円板の
下方部材の一部の断面図、第6図は第2図の6−6線断
面図、第7図は上方部材と下方部材が互いに横に傾いた
状態を示す第6図と同様な図、第8図は第1図の人工椎
間円板を脊柱に絹み込んだ状態を示す斜視図、第9図は
本発明の他の実施例の人工椎間円板の分解斜視図、第1
0図は第9図の人工椎間円板の組み立て状態を示す斜視
図、第11図は第9図の11−11線断面図、第12図
は第9図の12−12線断面図、第13図は第10図の
矢印13方向に見た後面図、第14図は第10図の14
−14線断面図、第15図は上方部材と下方部材が互い
に横に傾いた状態を示す第14図と同様な図、第16図
は第1O図の人工椎間円板を脊柱に組み込んだ状態を示
す斜視図である。 20、、、 人工椎間円板 26、、、 上方部材 28、、、 下方部材 46.64.、、 タブ 66 、、、 ヒンジピン 72.74 、、、 コイルスブリングFIG、1
3 FIG、 le)
図、第2図は第11”lの人工椎間円板の組み立て状態
を示す斜視図、第3図は第1図の3−3線断面図、第4
図は第1図の4−4線断面図、第5図は第1図の矢印5
方向に見た後面図、第5A図は第1図の人工椎間円板の
下方部材の一部の断面図、第6図は第2図の6−6線断
面図、第7図は上方部材と下方部材が互いに横に傾いた
状態を示す第6図と同様な図、第8図は第1図の人工椎
間円板を脊柱に絹み込んだ状態を示す斜視図、第9図は
本発明の他の実施例の人工椎間円板の分解斜視図、第1
0図は第9図の人工椎間円板の組み立て状態を示す斜視
図、第11図は第9図の11−11線断面図、第12図
は第9図の12−12線断面図、第13図は第10図の
矢印13方向に見た後面図、第14図は第10図の14
−14線断面図、第15図は上方部材と下方部材が互い
に横に傾いた状態を示す第14図と同様な図、第16図
は第1O図の人工椎間円板を脊柱に組み込んだ状態を示
す斜視図である。 20、、、 人工椎間円板 26、、、 上方部材 28、、、 下方部材 46.64.、、 タブ 66 、、、 ヒンジピン 72.74 、、、 コイルスブリングFIG、1
3 FIG、 le)
Claims (18)
- (1)人体の脊柱の2個の脊椎骨間の天然椎間円板と交
換するための人工椎間円板であって(a)それぞれ後部
と前部を有する上方部材と下方部材、 (b)前記上方部材と下方部材のそれぞれの前記後部を
中心とした相対的ヒンジ運動を許すようにその上方部材
と下方部材に設けられたヒンジ手段、 (c)前記上方部材と下方部材の間に配されて、両者の
前記前部を互いに離れる方向に付勢するスプリング手段
、 (d)前記ヒンジ運動を許すようにして前記上方部材と
下方部材を互いに連結する連結手段、および (e)前記上方部材をその上方にある第1の脊椎骨に剛
に固定する第1の固定手段と前記下方部材をその下方に
ある第2の脊椎骨に剛に固定する第2の固定手段、 からなることを特徴とする人工椎間円板。 - (2)前記第1の固定手段が前記上方部材から上方に突
出して前記第1の脊椎骨の側面と重なる少なくとも2個
のタブとそのタブを貫通して前記第1の脊椎骨内にねじ
込まれるねじからなっており、前記第2の固定手段が前
記下方部材から下方に突出して前記第2の脊椎骨の側面
と重なる少なくとも2個のタブとそのタブを貫通して前
記第2の脊椎骨内にねじ込まれるねじからなっているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の人工椎間円
板。 - (3)前記上方部材と下方部材の前記タブの少なくとも
1個が前記上方部材あるいは下方部材の前面にあり、少
なくとも1個が前記上方部材あるいは下方部材の側面に
あることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の人工
椎間円板。 - (4)前記側面にあるタブが前記ヒンジ手段の軸と前後
方向に見てほぼ同じ位置にあることを特徴とする特許請
求の範囲第3項記載の人工椎間円板。 - (5)前記ねじが総べて対応する脊椎骨をほぼ完全に貫
通する長さを有することを特徴とする特許請求の範囲第
4項記載の人工椎間円板。 - (6)前記タブがそれぞれ高さが異なる位置にねじ穴を
有しており、それによって前記ねじが互いに干渉しあわ
ないようになっていることを特徴とする特許請求の範囲
第2項から4項のいずれか1項記載の人工椎間円板。 - (7)前記ヒンジ手段が、前記上方部材と下方部材の中
央を通って前後に延びる垂直面周りに前記上方部材と下
方部材が相対的に左右に揺動するのを少なくともある程
度は許容する手段を備えていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の人工椎間円板。 - (8)前記連結手段がヒンジピンからなっていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項から3項のいずれか1
項記載の人工椎間円板。 - (9)前記連結手段が前記上方部材と下方部材に互いに
整列するようにそれぞれ設けられた孔に挿通サレタヒン
ジピンからなっており、その孔とヒンジピンが、前記上
方部材と下方部材の中央を通って前後に延びる垂直面周
りに前記上方部材と下方部材が相対的に左右に揺動する
のを少なくともある程度は許容するような寸法関係にな
っていることを特徴とする特許請求の範囲第1項から3
項のいずれか1項記載の人工椎間円板。 - (10)前記連結手段が前記上方部材と下方部材に互い
に整列するようにそれぞれ設けられた孔に挿通サレタヒ
ンジピンからなっており、その孔とヒンジピンが、前記
上方部材と下方部材の中央を通って前後に延びる垂直面
周りに前記上方部材と下方部材が相対的に左右に揺動す
るのを少なくともある程度は許容するような寸法関係に
なっているとともに、前記ヒンジピンの両端部がテーパ
ーしていることを特徴とする特許請求の範囲第1項から
3項のいずれか1項記載の人工椎間円板。 - (11)前記連結手段が前記上方部材と下方部材の両側
部にそれぞれ配された一対のケーブルからなっており、
その各ケーブルが前記上方部材と下方部材に連結されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の人工
椎間円板。 - (12)前記各ケーブルが前記上方部材と下方部材に設
けられた孔を通って延びていることを特徴とする特許請
求の範囲第11項記載の人工椎間円板。 - (13)前記上方部材と下方部材が、互いに協働してそ
の上方部材と下方部材のヒンジ運動の開きを制限するス
トッパ手段をそれぞれ前記後部に備えていることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の人工椎間円板。 - (14)前記スプリング手段が前記ヒンジ手段の前方に
配されたコイルスプリングからなっていることを特徴と
する特許請求の範囲第1項から3項のいずれか1項記載
の人工椎間円板。 - (15)前記スプリング手段が前記ヒンジ手段の前方に
横に並べて配された2対のコイルスプリングからなって
おり、その各対のコイルスプリングが互いに同心の外側
コイルスプリングと内側コイルスプリングからなってい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項から3項のい
ずれか1項記載の人工椎間円板。 - (16)前記上方部材、下方部材およびスプリング手段
が総べてチタン−6アルミニウム−4バナジウムELI
合金およびコバルトクロムモリブデン合金の中から選択
された生体と共存し得る合金で形成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第1項から3項のいずれか1項
記載の人工椎間円板。 - (17)前記スプリングが、天然の椎間円板の矢状面内
における生体外生理学的堅さに似せられていることを特
徴とする特許請求の範囲第1項から3項のいずれか1項
記載の人工椎間円板。 - (18)前記スプリング手段が単位圧縮比につき1.0
から1.65フート・ボンドの抵抗トルクを発揮するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項から3項のいずれ
か1項記載の人工椎間円板。
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