(57)【要約】人工椎間板、かかる人工椎間板を含むシステム、およびその使用方法が記載されている。本人工椎間板は、圧縮性芯部材によって分離された上位および下位運動終板を含む。本人工椎間板は、垂直方向に剛性、ねじり剛性、矢状平面に曲げ剛性、および前方平面に曲げ剛性を示し、これらの特徴の程度は、成分、構造、および椎間板の他の特徴を調整することによって独立して調節することができる。本発明の一実施形態によって提供される人工椎間板は、第一の運動終板と、第一の運動終板と実質上並行関係で第一の運動終板に直接的または間接的に結合された第二の運動終板と、第一および第二の運動終板の間に配置される芯部材とを備え、第一の運動終板は、非展開状態から展開状態へと選択的に可動な固定部材を含む。
2009506843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工椎間板であって、
第一の運動終板と、
該第一の運動終板と実質上並行関係で該第一の運動終板に直接的または間接的に結合された第二の運動終板と、
該第一および第二の運動終板の間に配置される芯部材と
を備え、
該第一の運動終板は、非展開状態から展開状態へと選択的に可動な固定部材を含む、人工椎間板。
【請求項２】
前記固定部材は、前記第一の運動終板と摺動自在に係合可能な竜骨を含む、請求項１に記載の人工椎間板。
【請求項３】
前記竜骨は概略三角の断面形状を有し、前記第一の運動終板は、該竜骨に係合するために概略台形の断面形状を有するスロットを含む、請求項２に記載の人工椎間板。
【請求項４】
前記第一の運動終板は概略湾曲した断面形状を有する、請求項２に記載の人工椎間板。
【請求項５】
前記竜骨は、基部と、該基部の外面から外部に延出する固定フィンと、該基部の別の表面上の結合部材とを含み、該結合部材は前記第一の運動終板に係合するよう構成される、請求項２に記載の人工椎間板。
【請求項６】
前記基部は、移植の時点で脊柱前弯角を提供するよう概略楔形を有する、請求項５に記載の人工椎間板。
【請求項７】
展開状態にある前記固定部材は、前記第一の運動終板の外面から外部に延出する、請求項１に記載の人工椎間板。
【請求項８】
前記固定部材は、リトラクタブルな固定フィンを含む、請求項７に記載の人工椎間板。
【請求項９】
前記第一の運動終板の外面から外部に延出する固定式の固定フィンをさらに含む、請求項８に記載の人工椎間板。
【請求項１０】
前記固定式の固定フィンは、前記リトラクタブルな固定フィンに対して概略直角に方向付けられる、請求項９に記載の人工椎間板。
【請求項１１】
前記固定部材は、前記第一の運動終板と前記第二の運動終板とのほぼ間に位置する拡張型部材によって、非展開状態から展開状態へ移動する、請求項７に記載の人工椎間板。
【請求項１２】
前記固定部材は、前記第一の運動終板と前記第二の運動終板とのほぼ間に位置するねじ機構によって、非展開状態から展開状態へ移動する、請求項７に記載の人工椎間板。
【請求項１３】
内部材および外部材を含む第一の運動終板であって、該内部材および該外部材は互いに対して回転可能である、第一の運動終板と、
該第一の運動終板と実質上並行関係で該第一の運動終板に直接的または間接的に結合された第二の運動終板と、
該第一および第二の運動終板の間に配置される芯部材と
を備え、
該外部材に対する該内部材の回転は、固定部材を該第一の運動終板から外側に延出させる、人工椎間板。
【請求項１４】
前記固定部材はねじを含む、請求項１３に記載の人工椎間板。
【請求項１５】
前記内部材または前記外部材のうちの一つに形成されるスロットをさらに含み、前記ねじは該スロット内を移動するよう構成される、請求項１４に記載の人工椎間板。
【請求項１６】
前記スロットは、前記第一の運動終板の前記内部材に形成される、請求項１５に記載の人工椎間板。
【請求項１７】
前記第一の運動終板の前記外部材は、該第一の運動終板から外側への前記ねじの延出を促進するように、該ねじのねじ山に係合するように適合されたねじ穴を含む、請求項１６に記載の人工椎間板。
【請求項１８】
前記第一の運動終板から外側に延出するように適合された複数の固定部材をさらに含み、請求項１７に記載の人工椎間板。
【請求項１９】
前記第二の運動終板から外側に延出するように適合された複数の固定部材をさらに含み、請求項１８に記載の人工椎間板。
【請求項２０】
人工椎間板であって、
第一の運動終板と、
該第一の運動終板と実質上並行関係で該第一の運動終板に直接的または間接的に結合された第二の運動終板と、
該第一および第二の運動終板の間に配置される芯部材と
を備え、
該第一の運動終板は中心部および第一の側部を含み、該第一の側部は該中心部と実質上同じ平面にある第一の位置、および該中心部と実質上異なる平面にある第二の位置を有する、人工椎間板。
【請求項２１】
前記第一の運動終板は、前記中心部および前記第一の側部を連結する第一のヒンジを有する、請求項２０に記載の人工椎間板。
【請求項２２】
前記第一の運動終板は、第二のヒンジによって前記中心部に結合される第二の側部を有し、該第二の側部は、該中心部と実質上同じ平面にある第一の位置、および該中心部と実質上異なる平面にある第二の位置を有する、請求項２１に記載の人工椎間板。
【請求項２３】
前記第二の運動終板は、中心部および第一の側部を含み、該第一の側部は、該中心部と実質上同じ平面にある第一の位置、および該中心部と実質上異なる平面にある第二の位置を有する、請求項２０に記載の人工椎間板。
【請求項２４】
前記第一の運動終板および前記第二の運動終板のそれぞれの前記第一の側部の間に延出し結合されるスプリングをさらに含む、請求項２３に記載の人工椎間板。
【請求項２５】
前記第一の運動終板および前記第二の運動終板の前記第一の側部はそれぞれ、そこに形成されるスロットを有し、該スロットのそれぞれは、前記スプリングに係合するように適合される、請求項２４に記載の人工椎間板。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（発明の背景）
椎間板は解剖学的および機能的にみて複関節である。椎間板は三つの成分構造から成る。（１）髄核、（２）線維輪、および（３）椎骨運動終板である。これらの成分構造内の生物医学的組成物および解剖学的配置は、椎間板の生体力学的機能に関連している。
【０００２】
脊椎椎間板は、外傷または疾病過程に起因してずれる、または損傷する場合がある。ずれまたは損傷が発生すると、髄核は脊柱管または椎間孔へ脱出および突出する場合がある。かかる変形は、椎間板ヘルニアまたはぎっくり腰として知られている。椎間板ヘルニアまたはぎっくり腰は、部分的閉塞性穴を通り脊柱管を抜け出る脊髄神経を圧迫する場合があり、その分布領域での痛覚または麻痺を引き起こす。
【０００３】
この状態を緩和するために、疾患椎間板を摘出し、二つの隣接した脊椎を融合させる必要がある場合がある。本手技においては、椎間板によって最初に占有している場所にスペーサを挿入するが、安定性を増大させるためにプレートおよびロッドなどさらなる固定用具を追加する場合がある。外傷性および変性脊髄疾患に対するかかる「脊椎融合術」の優れた短期成果にもかかわらず、長期研究では、生体力学的環境の変化が可動性の隣接した椎間板での変性変化に繋がることが明らかになっている。隣接した椎間板は、融合部分の剛性の増大に起因して、運動および応力が増大する。長期的には、脊椎の運動の力学におけるこの変化により、これらの隣接する椎間板は悪化する。
【０００４】
この問題を回避するために、脊椎融合術に対する代替手法として、人工椎間板の交換が提唱されてきた。自然椎間板の正常運動学および負荷分散性を回復させるために種々の型の人工椎間板が開発されてきたが、それらは玉継手（ｂａｌｌ  ａｎｄ  ｓｏｃｋｅｔ）型椎間板およびエラストマー型椎間板の二つの分類にグループ化することができる。
【０００５】
玉継手型の人工椎間板は通常金属プレートから成り、一方は上位椎骨に結合され、他方は下位椎骨に結合され、ポリエチレンまたは金属の座面が球として働く。金属プレートは、座面を収容する凹形の領域を有してもよい。玉継手型は、椎間板を取り付ける椎骨間の自由回転または運動を可能にし、従って、曲げおよび並進に対して負荷分散能力を持たない（いくつかの玉継手型人工椎間板は、特性を限定する回転を有し、自然の椎間板を目指した適切な回転力は依然として解決されていない）。この型の人工椎間板は、垂直方向に非常に高い剛性を有し、それらは自然の椎間板の正常な圧縮剛性を再現することができない。さらに、これらの型の椎間板における荷重負担能力の欠乏は、隣接する椎間板に余分の荷重を負担させ、隣接する椎間板および小関節面の最終的な変性を引き起こす。これらの型の椎間板はまた、自然な圧縮性の不足の直接的な結果として、自然の椎間板が有する回転の瞬間アクセス（ＩＡＲ）を再現することができない。
【０００６】
エラストマー型人工椎間板では、弾性ポリマーは金属プレート間にあり、これらの金属プレートは、上位脊椎および下位脊椎に固定される。弾性ポリマーは、金属プレートの接触面を粗雑および多孔質にすることによって、金属プレートに接合され得る。この型の椎間板は、垂直方向での衝撃を吸収することができ、荷重負担能力を有する。しかしながら、この構造は、弾性ポリマーと金属プレートとの間の接触面に問題を有する。金属プレートの接触面をより優れた結合をさせるために処理した場合でも、長期使用後にはポリマー破片が生成される。さらに、金属基板へのエラストマーの結合は、せん断疲労強度が不十分なので、長期使用後には不全となる傾向がある。
【０００７】
玉継手型およびエラストマー型椎間板に関連する上述の不利点により、新しい人工デバイスのための必要性が長い間存在してきた。いくつかのかかる人工デバイスは、２００３年８月１日に出願された、米国特許出願第１０／６３２，５３８号、および２００４年７月３０日に出願された米国特許出願第１０／９０３，２７６号に記載されており、それぞれは参照することによって本願に援用される。先述の出願は、とりわけ、上位運動終板、下位運動終板、二つの運動終板の間に位置する圧縮性芯部材を含む人工椎間板を記載している。一体構造、二体構造、三体構造、および四体構造を含む、いくつかの人工椎間板の実施形態を記載する。
【０００８】
かかる人工椎間板およびそれらの使用方法は大いに期待を持てるが、人工椎間板およびそれらの使用方法の改良の必要性が残る。
【０００９】
（関連文献）
特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６。さらに、特許文献１７、特許文献１８、特許文献１９、および特許文献２０が公開されている。さらに、非特許文献１を参照されたい。
【特許文献１】米国特許第３，８６７，７２８号明細書
【特許文献２】米国特許第４，９１１，７１８号明細書
【特許文献３】米国特許第５，０３９，５４９号明細書
【特許文献４】米国特許第５，１７１，２８１号明細書
【特許文献５】米国特許第５，２２１，４３１号明細書
【特許文献６】米国特許第５，２２１，４３２号明細書
【特許文献７】米国特許第５，３７０，６９７号明細書
【特許文献８】米国特許第５，５４５，２２９号明細書
【特許文献９】米国特許第５，６７４，２９６号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，１６２，２５２号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，２６４，６９５号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，５３３，８１８号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，５８２，４６６号明細書
【特許文献１４】米国特許第６，５８２，４６８号明細書
【特許文献１５】米国特許第６，６２６，９４３号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，６４５，２４８号明細書
【特許文献１７】米国特許出願公開第２００２／０１０７５７５号明細書
【特許文献１８】米国特許出願公開第２００３／００４０８００号明細書
【特許文献１９】米国特許出願公開第２００３／００４５９３９号明細書
【特許文献２０】米国特許出願公開第２００３／００４５９４０号明細書
【非特許文献１】Ｍａｓａｈｉｋｉｏ  Ｔａｋａｈａｔａ、Ｕａｓｕｏ  Ｓｈｉｋｉｎａｍｉ、Ａｋｉｏ  Ｍｉｎａｍｉ、「Ｂｏｎｅ  Ｉｎｇｒｏｗｔｈ  Ｆｉｘａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  Ｉｎｔｅｒｖｅｒｔｅｂｒａｌ  Ｄｉｓｃ  Ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｂｉｏｃｅｒａｍｉｃ−Ｃｏａｔｅｄ  Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｆａｂｒｉｃ」、ＳＰＩＮＥ、２００３年、第２８巻、第７号、ｐ．６３７〜４４
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
人工椎間板およびかかる椎間板の使用方法を提供する。本人工椎間板は通常、上位運動終板、下位運動終板、および前記二つの運動終板の間に位置する圧縮性芯部材を含む。
【００１１】
いくつかの実施形態では、本人工椎間板は、圧縮性素子によって分離される上端および下端運動終板を含むことを特徴とする。前記二つのプレートは、上端運動終板の少なくとも一つの部位、および下端運動終板の少なくとも一つの部位で巻回されている少なくとも一つの線維によって保持される。前記線維は、高弾性率および高耐摩耗性を有する概して高い張力の線維である。使用する線維の数、前記線維の厚さ、線維巻回層の数、それぞれの層に適用される張力、および前記線維巻回の交差パターンなどの要素と同様に前記線維の弾性特性は、人工椎間板構造が、正常に機能する自然の椎間板の機能的特徴および身体力学を模倣できるようにする。あるいは、前記二つのプレートは、それぞれのプレートを前記圧縮性素子に連結する係合機構によって保持される。本椎間板は別個の椎骨体部固定素子とともに用いてもよく、またはそれは統合椎骨体部固定素子を含んでもよい。
【００１２】
いくつかの任意の芯材料および構造は、本願に記載の前記人工椎間板の実施形態のそれぞれに組み込まれ得る。例えば、前記芯部材は、ポリウレタンまたはシリコーンなどの好適な高剛性の材料から形成してもよく、通常射出成形または圧縮成形によって製作される。他の例では、前記芯部材は、線維から織った織物の層から形成してもよい。さらに別の例では、前記芯部材は、線維強化ポリウレタンまたはシリコーンなどの材料の組み合わせを含み得る。さらなる選択肢として、一つ以上のスプリング部材は、同軸関係（芯部材は略円筒形状またはトロイダル形状を有し、スプリングがその中心に配置される）などで、芯部材と共に上位および下位の運動終板の間に配置され得る。
【００１３】
他の実施形態では、前記芯構造は、異なる耐荷重性を有し、芯構造の回転の中心を変化させる能力を有する二つ以上の芯部材を含む。前記芯部材の変動性は、材料、構造、または他の特性の選択によって提供してもよい。さらに別の実施形態では、前記芯構造は、種々の剛性または他の材料性質を提供する材料から形成または構成され、異なる荷重または荷重形態に順応する一つ以上の芯部材を含む。これらの芯構造の例は、異なる材料から形成される別個の部分を有する芯、溝または他の目的（殺菌など）のために前記芯部材の一部に形成される他の特徴を有する芯、および前記芯部材と結合される、または一体的に形成されるコイルまたは結合器を有する芯を含む。
【００１４】
さらに別の実施形態では、前記芯構造は、大きさ、形状、配置、または前記芯部材の他の特徴もしくは特徴の組み合わせを調節するように適合される一つ以上の機構が提供される。例えば、前記芯部材は、ねじ山、スロット、およびツメ、または前記芯の高さを調節する、もしくは前記芯の他の性質を調節する能力を提供する他の機構を含んでもよい。
【００１５】
いくつかの特に好ましい芯構造は、前記人工椎間板の移植後膨張するように適合される中空部材を含む。このようにして、前記人工椎間板は、前記椎間板を送達および移植するための収縮状態（芯が膨張していない）、および移植後患者が使用するように適合される膨張状態（芯が膨張している）が提供される。これらの芯構造は、前記芯の膨張を促進するように適合される流体ポートが提供される。別法として、前記中空の芯部材から延出する流体連通内腔を提供してもよく、膨張媒体を芯に注入してもよい内腔を提供する。前記中空の芯は二つ以上の成分が提供され得、それぞれは独立してもよく、または互い流体連通していてもよい。
【００１６】
いくつかの任意の運動終板および関連する機構は、本願に記載の前記人工椎間板の実施形態のそれぞれに組み込んでもよい。例えば、前記運動終板は、前記椎間の隙間内の前記椎間板の回転を促進するために湾曲形状またはインゲン豆形状であってもよい。別法として、前記運動終板は、実質上円筒型芯部材に係合または保持するように適合される部分的に円筒形状から成ってもよい。
【００１７】
以下の図面および詳細な説明を参照することにより、他のおよびさらなるデバイス、装置、構造、および方法を記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本願に包含される図面は必ずしも縮尺して描画しておらず、いくつかの成分および特性は明確にするために誇張されている。
【００１９】
（好ましい実施形態の説明）
本発明を開示する前に、本発明は記載する特定の実施形態に限定されず、従って、当然ながら変化してもよいことが理解されるものとする。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるので、本願で使用する専門用語は、特定の実施形態を単に説明する目的であり、限定的となることを意図していないことも、さらに理解されるべきである。
【００２０】
値域が提供されている場合、それが文脈によって明確に説明されていない限り、その下限単位の少なくとも１０分の１に至るまでの範囲の、その値域の上限と下限との間の、および任意のその他の提示された値、またはその提示された値域内に存在する値は本発明内に包含されることが理解される。これらのより小さな範囲の上限と下限は、より小さな範囲に独立して含まれてもよく、提示された値域より具体的に除外された限度でない限り、本発明内にさらに包含される。提示された範囲が一方または双方の限度を含む場合、これらの含まれた限度の一方または双方を除外する範囲もまた本発明に含まれる。
【００２１】
別段の定義がない限り、本願に使用される専門用語および科学用語は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるものと同様の意味を有する。本願に記載されるものに類似した、または同様の方法および材料もまた、本発明の実践および試験に使用可能ではあるが、好ましい方法および材料を以下に記載する。本願に言及された全ての出版物は、前記出版物に引用されるものに関連する方法および／または材料を開示および記載するために、参照することによって本願に援用される。
【００２２】
本願および添付の特許請求の範囲内で使用されている、単数形「ａ」、「ａｎ」および限定詞「ｔｈｅ」は、文脈が明確に説明していない限り、複数もその指示対象となることが留意されなくてはならない。
【００２３】
本願に記載の出版物は、本出願の出願日以前の開示のみを提供している。本願のいかなる内容でも、本発明が、先行の発明を理由として、それらの出版物の日付より以前の発明と見なされる権利を持たないことを認めると解釈してはならない。さらに、記載された公開日は実際の公開日と異なる場合があり、個々に確認する必要がある場合がある。
【００２４】
本開示を読むと当業者には明白となるように、本願に記載および例示の個々の実施形態のそれぞれは、別個の成分および特徴を有し、本発明の範囲または精神から逸脱することなく他のいくつかの実施形態のいずれかの特徴と容易に分離させたり、または組み合わせたりされ得る。
【００２５】
（Ｉ．記載する人工椎間板の概説）
人工椎間板、かかる椎間板を使用する方法、かかる椎間板を移植するための装置、およびかかる椎間板を移植するための方法を本願に開示する。人工椎間板、移植装置、および方法は記載する特定の実施形態に限定されず、従って、当然ながら変化してもよいことが理解されるものとする。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるので、本願で使用する専門用語は、特定の実施形態を単に説明する目的であり、限定的となることを意図していないこともさらに理解されるものとする。
【００２６】
人工椎間板は、脊椎動物生命体、例えば、ヒトなどの哺乳類の脊椎での椎間板の代わりに用いることができるように構成または成形される人工的または人為的なデバイスであることが好ましい。本人工椎間板は、二つの隣接椎骨体部間の自然に存在する椎間板を摘出すると出現する、二つの隣接椎骨体部間の空間、すなわち、椎間板の隙間を実質上占有できる寸法を有する。実質上占有とは、人工椎間板が代替品として役立つよう、自然の椎間板が果たす機能の一部または全部を果たすことができる二つの隣接椎骨体部間の空間に十分な体積を占有することを指す。特定の実施形態では、本人工椎間板は、自然に存在する椎間体部椎間板に類似したほぼ豆形構造を有してもよい。多くの実施形態では、人工椎間板の長さは約５ｍｍから約４０ｍｍ、好ましくは約１０ｍｍから約２５ｍｍに及び、人工椎間板の幅は約２ｍｍから約５０ｍｍ、好ましくは約１０ｍｍから約３５ｍｍに及び、人工椎間板の高さは約２ｍｍから約１５ｍｍ、好ましくは約５ｍｍから約１２ｍｍに及ぶ。
【００２７】
本椎間板は、上位（または上端）および下位（または下端）双方の運動終板または骨接触構造（例えば、隣接プレート、分断プレート、スパイク、竜骨、多孔質表面および同等物）を通常含み、上位および下位運動終板は圧縮性素子によって互いに離間し、運動終板と圧縮性素子の連結構造は、本物の椎間板を機能的に綿密に模倣する人工椎間板を提供することを特徴とする。いくつかの本人工椎間板の特性は、上端および下端運動終板が、例えば、線維圧縮性素子の少なくとも一つの線維によって保持され、上端および下端運動終板のそれぞれの少なくとも一部の周囲に巻回されていることである。従って、これらの実施形態では、二つの運動終板（または基板）は、プレートが互い接合されるように上位運動終板および下位運動終板の少なくとも一つのドメイン／部分／領域で巻回される一つ以上の線維によって互いに保持される。
【００２８】
本人工椎間板を使用する方法もまた提供する。本人工椎間板は、脊椎動物生命体での損傷した、または機能不全の椎間板の交換に使用を見出す。一般に、脊椎動物生命体は「哺乳動物」または「哺乳類」であり、これらの用語は、肉食動物（例えば、イヌおよびネコ）、齧歯目（例えば、マウス、モルモットおよびラット）、ウサギ目（例えば、ウサギ）および霊長類（例えば、ヒト、チンパンジーおよびサル）を含む、哺乳綱内の生命体を説明するのに広義に使用される。多くの実施形態では、対象はヒトとなる。
【００２９】
一般に、装置は、椎間板の隙間を形成する典型的な手術手技に準じて、対象または患者から交換される自然の椎間板の一部または全部を最初に摘出することによって用いる。次に、本人工椎間板を椎間板の隙間に移植または配置し、摘出した椎間板と人工椎間板の交換が完了する。この移植ステップは、用いる人工デバイスの特定の形態に応じて、椎骨体部固定素子の移植サブステップ、移植後の椎骨体部固定ステップ、または他の変形形態を含んでもよい。さらに、上述の移植ステップは、移植部位にシステム成分を移植するための一つ以上の移植デバイス（または椎間板送達デバイス）の使用を含んでもよい。
【００３０】
二つの異なる代表的な椎間板を図１Ａおよび図１Ｂに示す。これらの椎間板、およびその他はまた、２００３年８月１日に出願された米国特許出願番号第１０／６３２，５３８号（「‘５３８出願」）、および２００４年７月３０日に出願された米国特許出願番号第１０／９０３，２７６号（「‘２７６出願」）にさらに詳細に記載されており、出願のそれぞれは参照することによって本願に援用される。図１Ａ〜図１Ｂ、図２および図３を含む、本概説の多くの部分は、‘２７６出願の一部からの出典である。
【００３１】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、人工椎間板１０のそれぞれは、上端運動終板１１および下位運動終板１２を含む。上端および下端運動終板１１および１２は実質上平面基板であり、これらのプレートは通常、長さが約１０ｍｍから約２５ｍｍなど、約５ｍｍから約４０ｍｍであり、幅が約１０ｍｍから約３５ｍｍなど、約２ｍｍから約５０ｍｍであり、厚さが約１ｍｍから約４ｍｍなど、約０．２５ｍｍから約６ｍｍである。上端および下端運動終板または相当物は、必要な力学的性質もまた提供する生体適合性材料から製作され、運動終板を製作してもよい代表的な材料は、当業者には知られており、チタニウム、チタン合金、ステンレス鋼、コバルト／クロム／モリブデン合金、ＭＰ−３５Ｎなどの多相合金など；超高分子質量（分子量）を有するポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのプラスチック；セラミック；グラファイトなどを含むが、それらに限定されない。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、上端および下端運動終板を分離するのは、圧縮性素子１７である。圧縮性素子の厚さは様々であってもよいが、多くの実施形態では、約２ｍｍから約１０ｍｍを含み、約ｌｍｍから約１５ｍｍに及ぶ。
【００３２】
椎間板は、椎間板の外周に延出する部位、ドメインまたは領域である環状部位１３（すなわち、輪）、および椎間板の中心にあり、輪によって包囲される部位、ドメインまたは領域である核部位（すなわち、核）１４を含むことをさらに特徴とする。
【００３３】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、多くの実施形態ではプレートはかかる複数の部位を有するが、プレートは、プレートを保持するために線維を周囲に巻回される単一部位を含む。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、運動終板１１および１２は、図示されるように、例えば、線維圧縮性素子の線維を貫通させる、または巻回されてもよい複数のスロット１５を含む。多くの実施形態では、デバイスの外周に存在する異なるスロットの数は、約５から約２５など、約４から約３６に及ぶ。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、圧縮性素子の一部を形成する少なくとも一つの線維１６は、プレートを保持するために、例えば、上端および下端プレートでのスロットを貫通させることによって、上端および下端プレートの部位で巻回される。
【００３４】
圧縮性素子１７は通常一つ以上の線維で構成され、線維は高弾性率および高耐摩耗性を有する概略強力な線維である。強力線維とは、決裂することなく、少なくとも約２５０ＭＰａなど、少なくとも約５０ＭＰａの縦応力に抵抗することができる線維を指す。線維は高弾性率を有するので、それらの弾性率は一般的に少なくとも約１００ＭＰａ、通常は少なくとも約５００Ｍｐａである。線維は、約０．２ｍｍから約２ｍｍなど、約０．１ｍｍから約５ｍｍに及ぶ直径を有する概略細長の線維であり、線維成分を構成するそれぞれ個別の線維の長さは、約０．３ｍから約３ｍなど、約０．１ｍから約２０ｍに及んでもよい。
【００３５】
線維状圧縮性素子を構成する線維は、いかなる適切な材料から製作してもよく、当該の代表的な材料は、合金、ポリエステル（例えば、Ｄａｃｒｏｎ）、ポリエチレン、ポリアラミド、ポリテトラフルオロエチレン、カーボンファイバまたはグラスファイバ、ポリエチレンテレフタレート、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリオレフィン、ハロゲン化ポリオレフィン、多糖類、ビニルポリマー、ポリホスファゼン、ポリシロキサン、ナイロンおよび同等物を含むポリマーを含む材料を含むが、それらに限定されない。
【００３６】
上端または下端プレートの一つ以上の部位の周囲に巻回される一つ以上の線維から構成される線維圧縮性素子は、種々の異なる形態を構成してもよい。例えば、線維は、無傷椎間板の輪を擬態するよう斜め配置を有するパターンに巻回してもよく、代表的な斜走線維形態または配置を図１Ａに示す。巻回している線維の層の数は、無傷椎間板と類似した力学的性質を得るために様々であってもよい。所望に応じて、構造の整合性は、図１Ｂに示すように、水平型巻回形態を含むことによって緩和してもよい。
【００３７】
特定の実施形態では、線維圧縮性素子２０は、椎間板の環状部位２２に、例えば、椎間板の外周の沿った部位に限定される線維成分２１を有する。図２は、本実施形態の描写を提供し、線維成分は椎間板の環状部位にのみ限定され、斜走型および水平型巻回の双方を含む。核に存在する別個のポリマー成分２３をさらに示す。線維の種々の層の線維巻回は、互いに異なる角度にあってもよく、それぞれの層の特定の角度は、自然の椎間板を最も有効に模倣する形態を提供するよう選択してもよい。さらに、それぞれの層の線維に適用される張力は同一または異なっていてもよい。
【００３８】
さらに他の実施形態では、線維圧縮性素子の線維成分は、椎間板の環状部位を越えて、全部ではないが、核の少なくとも約一部に延出してもよい。
【００３９】
特定の実施形態では、線維圧縮性素子は一つ以上のポリマー成分をさらに含む。存在する場合、ポリマー成分は、種々の生理学的に許容可能な異なる材料から製造することができる。当該の代表的な材料は、ポリジメチルシロキサン、ポリカーボネートポリウレタン、芳香族ポリウレタンおよび脂肪族ポリウレタン、ポリ（エチレンプロピレン）共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ（テトラフルオロエチレン）および共重合体、ヒドロゲルおよび同等物などのエラストマー材料を含むが、それらに限定されない。
【００４０】
ポリマー成分は、特定のドメイン、例えば、環状および／または核ドメインに限定される、または二つの運動終板の間に配置される線維圧縮性素子の全部位にわたり延出してもよい。従って特定の実施形態では、ポリマー成分は図２に示すように、椎間板の核部位に限定されるものである。図２では、線維圧縮性素子２０は、椎間板の環状部位２２に位置する別個の線維成分２１を含むが、ポリマー成分２３は椎間板の核部位に位置する。他の実施形態では、ポリマー成分は環状部位および核部位の双方に位置する。さらに他の実施形態では、ポリマー成分は環状部位のみに位置してもよい。
【００４１】
所望の形態および力学的性質に応じて、線維成分の線維の少なくとも一部は、ポリマー成分の少なくとも一部に（例えば、複合して）組み込まれるように、ポリマー成分は線維成分と統合してもよい。言い換えれば、線維成分の少なくとも一部は、ポリマー成分の少なくとも一部で充満される。例えば、線維成分をポリマー成分で充満させるように、線維成分の二次元積層は、ポリマー成分の内側に存在してもよい。
【００４２】
線維成分およびポリマー成分が複合型で存在するこれらの形態では、線維成分の線維を処理し、ポリマー成分との結合の改良を提供してもよい。当該の代表的な線維処理は、コロナ放電、Ｏ２プラズマ処理、強酸（ＨＮＯ３、Ｈ２ＳＯ４）による酸化を含むが、それらに限定されない。さらに、表面結合剤を用いてもよく、および／またはポリマーのモノマー混合物を表面修飾線維の存在下で重合させ、合成線維／重合体構造を形成してもよい。また線維は、表面結合に対して最適化された材料から成る外層との複合構造であってもよい。複合構造はまた、ポリマー成分に結合を提供するが、ジャケット内の線維成分の相対運動を可能する外側ジャケットから成ることもできる。
【００４３】
上述のように、デバイスは一つ以上の異なるポリマー成分を含んでもよい。これらの実施形態では、二つ以上の異なるポリマー成分が存在する場合、例えば、組成物、架橋密度、および同等物など少なくとも一つの側面に関して互いに異なるならば、任意の二つの所与のポリマー成分は異なるとみなされる。従って、二つ以上の異なるポリマー成分は、同じポリマー分子から製作してもよいが、一つ以上の架橋密度、充填剤などに関して互いに異なってもよい。例えば、同じポリマー材料は、椎間板の輪および核の双方に存在してもよいが、環状ポリマー成分の架橋密度は、核部位よりも高くてもよい。さらに他の実施形態では、ポリマー材料を構成するポリマー分子に対して互いに異なるポリマー材料を用いてもよい。
【００４４】
特定の線維成分およびポリマー成分材料ならびに、例えば、上述の異なる代表的な型からの形態を選択することによって、例えば、自然に存在する機能的特徴を模倣する所望の機能的特徴を有する椎間板を形成してもよい。
【００４５】
当該の代表的な特定の組み合わせは以下のを含むが、それらに限定されない。
１．Ｄａｃｒｏｎポリ（エチレンテレフタレート）線維で強化した、Ｅｔｈｉｃｏｎ  Ｂｉｏｍｅｒなどの生体適合性ポリウレタン、またはＳｐｅｃｔｒａポリエチレン線維、またはＫｅｖｌａｒポリアラミド線維、またはカーボンファイバ
２．Ｄａｃｒｏｎポリ（エチレンテレフタレート）線維で強化した、Ｃ−Ｆｌｅｘの商標で販売されている生体適合性ポリシロキサン修正スチレンエチレンブチレンブロック共重合体、またはＳｐｅｃｔｒａポリエチレン線維、またはＫｅｖｌａｒポリアラミド線維、またはカーボンファイバ
３．Ｄａｃｒｏｎポリ（エチレンテレフタレート）線維で強化した、生体適合性Ｓｉｌａｓｔｉｃシリコーンゴム、またはＳｐｅｃｔｒａポリエチレン線維、またはＫｅｖｌａｒポリアラミド線維、またはカーボンファイバ。
【００４６】
本椎間板を使用する際は、人工椎間板は、それを移植する椎骨体部に固定する。より具体的には、本椎間板の上位および下位プレートは、それらが隣接する椎骨体部に固定する。従って、本椎間板は、使用するときは椎骨体部固定素子とともに用いられる。特定の実施形態では、椎骨体部固定素子は椎間板構造に不可欠であるが、他の実施形態では、椎骨体部固定素子は椎間板構造から分離される。
【００４７】
その他の代表的な人工椎間板１００を図３に示し、それはまた‘２７６出願により詳細に記載されている。人工椎間板１００は、上位運動終板１１０、下位運動終板１２０、および上位運動終板１１０と下位運動終板１２０との間に保持される芯部材１３０を含む統合構造を有する。一つ以上の線維１４０は、上位および下位運動終板に巻回され、運動終板を互いに結合する。線維１４０の巻回は、運動終板による、運動終板の間の一定の軸回転、曲げ、屈曲および延出を可能にする。芯部材１３０は、非圧縮または予め圧縮した状態で提供してもよい。環状カプセル１５０は、芯部材１３０および線維１４０を包囲する、上位および下位運動終板との間の空間に任意に提供される。上位運動終板１１０および下位運動終板１２０は、概略平らな平面部材であり、十分な剛性を提供する生体適合性材料から製作される。上位運動終板１１０および下位運動終板１２０の製作の使用に適切な材料の例は、機械加工、鍛造、鋳造、金属射出成形によって製造される、チタニウム、チタン合金、ステンレス鋼、コバルト／クロム／モリブデン合金など；射出成形または圧縮成形によって製造される、超高分子質量（分子量）を有するポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのプラスチック；セラミック；グラファイトなどを含む。任意に、運動終板は、骨の内部成長を増進させるために、ヒドロキシアパタイト、チタンプラズマ溶射、または他の被覆剤で被覆してもよい。
【００４８】
上述のように、上位および下位運動終板は通常、長さが約５ｍｍから約４０ｍｍ、好ましくは約１０ｍｍから約２５ｍｍ、幅が約２ｍｍから約５０ｍｍ、好ましくは約１０ｍｍから約３５ｍｍ、厚さが約０．２５ｍｍから約６ｍｍ、好ましくは約１ｍｍから約４ｍｍである。上位および下位運動終板の大きさは、人工椎間板によって占有される隣接する椎骨体部間の隙間の大きさに主として基づき選択される。従って、上記以外の範囲の運動終板の長さおよび幅は可能ではあるが、典型例ではない。上位運動終板１１０の上面および下位運動終板１２０の下面は、人工椎間板が移植される上位および下位椎骨体部のそれぞれの対向面に運動終板を固定する機構をそれぞれ備えることが好ましい。例えば、図３では、上位運動終板１１０は、複数の固定フィン１１１ａ〜１１１ｂを含む。固定フィン１１１ａ〜１１１ｂは、上位および下位椎骨体部の表面上に形成することによって、それぞれの椎骨体部に運動終板を固定する嵌合溝に係合することを目的としている。固定フィン１１ｌａ〜１１ｌｂは、上位運動終板１１０の概略平面の外部表面から概略垂直に、すなわち、図３に示すように、運動終板の上位側から上方に延出する。図３の実施形態では、断面図で二つのみ示しているが、上位運動終板１１０は三つの固定フィン１１ｌａ〜１１ｌｃを含む。第一の固定フィン１１１ａは、上位運動終板の外部表面の外部端部付近に配置され、上位運動終板１１０の幅に近似した長さを有する。第二の固定フィン１１１ｂは、上位運動終板の外部表面の中心に配置され、比較的短い、実質上上位運動終板１１０の幅未満の長さを有する。固定フィン１１１ａ〜１１１ｂのそれぞれは、固定フィンの最上端に位置する複数の鋸歯状１１２を有する。鋸歯状１１２は、椎骨体部に係合することによって、上位運動終板１１０を脊椎に固定させる固定フィンの能力を向上させることを目的としている。
【００４９】
同様に、下位運動終板１２０の下面は、複数の固定フィン１２１ａ〜１２１ｂを含む。下位運動終板１２０の下面の固定フィン１２１ａ〜１２１ｂは、人工椎間板の位置を除き、上位運動終板１１０の上面の固定フィン１１１ａ〜１１１ｂと構造的および機能的に同一である。上位および下位固定フィンは、必ずしも同一または類似ではなく、配列、大きさまたは位置に関して互いに異なっている場合もあり得る。かかる差異は、上位椎骨体部と下位椎骨体部との解剖学的差異に順応するために使用される。上位運動終板１１０上の固定フィン１１１ａ〜１１１ｂが、上位椎骨体部での嵌合溝に係合することを目的としているのに対して、下位運動終板１２０上の固定フィン１２１ａ〜１２１ｂは、下位椎骨体部に形成される嵌合溝に係合することを目的としている。従って、人工椎間板１００は、隣接する椎骨体部間の適当な位置に保持される。
【００５０】
固定フィン１１１、１２１は、一つ以上の穴またはスロット１１５、１２５を任意に備えてもよい。穴またはスロットは、人工椎間板１００の椎骨体部への固定を支援する骨の内部成長を促進するのに役立つ。
【００５１】
上位運動終板１１０は、図示されるように、線維１４０を貫通または巻回してもよい複数のスロット１１４を含む。運動終板に含まれるスロット１１４の実際の数は可変である。スロットの数を増加させると、運動終板を連結する線維の円周密度が上昇する。さらに、スロットの形状は、スロットの長さに従って可変な幅を提供するように選択してもよい。例えば、スロットの幅は、比較的幅の広い内端から比較的幅の狭い外端に先細にしてもよく、または逆の場合も同様である。さらに、線維は同一スロット内で複数回巻回されることによって、線維の径方向密度を上昇させてもよい。いずれの場合にも、これは耐摩耗性を向上させ、人工椎間板のねじり剛性および曲げ剛性を強化することによって、自然の椎間板の剛性にさらに近似する。さらに、線維１４０はそれぞれのスロット、または必要に応じて選択したスロットに貫通または巻回されてもよい。
【００５２】
上述のように、線維１４０の目的は、上位運動終板１１０および下位運動終板１２０を保持することであり、自然の椎間板の運動範囲ならびにねじりおよび曲げ抵抗性を模倣するよう運動範囲を限定することである。従って、線維は、高弾性率、例えば、少なくとも約１００ＭＰａ、好ましくは少なくとも約５００Ｍｐａを有する強力線維を備えることが好ましい。強力線維とは、決裂することなく、少なくとも５０Ｍｐａ、好ましくは少なくとも２５０Ｍｐａの縦応力に抵抗することができる線維を指す。線維１４０は、約１００μｍから約１０００μｍ、好ましくは約２００μｍから約５００μｍに及ぶ直径を有する概略細長い線維である。任意に、線維は線維をカプセル化するためにエラストマーで処理（例えば、射出成形または押し出し）することによって、組織内部成長からの保護を提供し、ねじり剛性および曲げ剛性を強化してもよく、または線維は一つ以上の他の材料で被覆し、線維の剛性および摩耗性を強化させてもよい。さらに、生理食塩水などの湿潤剤を芯に注入し線維を湿らせ、自然の椎間板の粘弾性特性の模倣を促進してもよい。
【００５３】
線維１４０はいかなる適切な材料から製作してもよい。適切な材料の例は、ポリエステル（例えば、Ｄａｃｒｏｎ（登録商標））、ポリエチレン、ポリアラミド、ポリパラフェニレンテレフタルアミド（例えば、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標））、カーボンファイバまたはグラスファイバ、ポリエチレンテレフタレート、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリオレフィン、ハロゲン化ポリオレフィン、多糖類、ビニルポリマー、ポリホスファゼン、ポリシロキサンおよび同等物を含む。
【００５４】
線維１４０は、運動終板の上面での線維に結び目を作ることによって運動終板上で終端処理をしてもよい。別法として、線維１４０は、糸が糸巻に保持される方法と同様に、運動終板の端部上のスロットの中に線維の端末側終端を滑り込ませることによって運動終板上で終端処理をしてもよい。スロットは、スロット構造それ自体のひだで、またはフェルールかしめなどのさらなるリテーナによって線維を保持してもよい。さらなる代替形態として、ツメのようなひだは、運動終板構造に機械加工または溶接して、線維の端末側終端を固定してもよい。線維は次いでひだの内側に閉塞され固定してもよい。その上さらに代替形態として、ポリマーは溶接によって線維を運動終板に固定するために使用してもよい。ポリマーは線維と同じ材料（例えば、ＰＥ、ＰＥＴ、または上記の他の材料）から成ることが好ましいであろう。さらに、線維は、Ｔ継手を創出する交差部材を線維に圧着することによって、または玉継手を創出するように球を線維に圧着することによって運動終板に保持してもよい。
【００５５】
芯部材１３０は、上位運動終板１１０と下位運動終板１２０との間の相対間隔に支持を提供すること、また前記相対間隔を保持することを目的としている。芯部材１３０は、比較的柔軟な材料、例えば、ポリウレタンまたはシリコーンから構成され、通常射出成形によって製作される。芯部材のための好ましい構造は、ヒドロゲルの形状の核およびエラストマー強化線維輪を含む。例えば、核、芯部材１３０の中心部は、吸水性ポリウレタンなどのヒドロゲル材料、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリアクリルアミド、シリコーン、またはＰＥＯベースのポリウレタンを含んでもよい。輪は、シリコーンなどのエラストマー、ポリエチレン（例えば、超高分子量ポリエチレン、ＵＨＭＷＰＥ）など、線維で強化したポリウレタンまたはポリエステル（例えば、Ｈｙｔｒｅｌ（登録商標））、ポリエチレンテレフタレート、またはポリパラフェニレンテレフタルアミド（例えば、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標））を含んでもよい。
【００５６】
芯部材１３０の形状（芯部材を構成する材料および芯部材の大きさも同様に）は、所望の物理的性質または性能上の性質を獲得するよう様々であってもよいが、前記形状は通常、概略円筒型または豆形である。例えば、芯部材１３０の形状、大きさおよび材料は、人工椎間板の屈曲、延出、横曲げ、および軸回転に直接影響を与える。
【００５７】
環状カプセル１５０はポリウレタンまたはシリコーンから構成されることが好ましく、射出成形、二点成分混合、または運動終板−芯−線維組立体をポリマー溶液へ浸漬することによって製作してもよい。環状カプセルの機能は、椎間板材料（例えば、線維の房）を椎間板の体部内に保持し、椎間板外部の自然の内部成長を維持する障壁の役目をすることである。
【００５８】
（ＩＩ．芯構造）
いくつかの代替の芯構造を以下に記載する。これらの芯構造は、上述の説明により構成した一つ以上の人工椎間板に組み込まれることが好ましく、または他の既知の人工椎間板とともに使用または使用するために適合されてもよい。
【００５９】
図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、第一の代替の芯構造が示されている。芯構造は、人工椎間板での一組の運動終板１１０と１２０との間に位置するよう構成される実質上円筒型芯部材１５０を含む。図４Ｃに示すように、運動終板１１０、１２０は、本願の他の箇所に記載したいずれのものと同様の大きさ、形状を有し、同様の材料から構成される。芯部材１５０は、上位と下位運動終板との間の人工椎間板の内部体積を実質上占有するように適合される長さおよび幅を有する中実で円筒型の構造である。芯１５０は、ヒドロゲル、ポリウレタン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリアクリルアミド、シリコーン、ＰＥＯベースのポリウレタン、シリコーンなどのエラストマー、ポリエチレン（例えば、超高分子量ポリエチレン、ＵＨＭＷＰＥ）など、線維で強化したポリウレタンまたはポリエステル（例えば、Ｈｙｔｒｅｌ（登録商標））、ポリエチレンテレフタレート、またはポリパラフェニレンテレフタルアミド（例えば、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標））を含み、上述のいずれか一つ以上の材料を含んでもよい。
【００６０】
いくつかの好ましい実施形態では、芯部材１５０は、例えば、図４Ｂに示す内部芯部材１５２および外部芯部材１５４を含む。内部芯部材１５２および外部芯部材１５４は、単一の材料から構成してもよく、もしくは異なる材料から構成してもよく、または異なる材料性質を有する同じ材料から構成してもよい。異なる材料または異なる材料性質を使用する場合は、芯１５０の性能は、所望の結果を獲得するために様々であってもよい。例えば、比較的軟質な材料（すなわち、低デュロメータ硬さ）は、外部芯部材１５４を構成するのに使用される一方で、比較的硬質な材料（すなわち、高デュロメータ硬さ）を内部芯部材１５２の構成に使用してもよい。このように、内部芯部材１５２は芯部材１５０のための支持の主要な源を提供するように適合され、外部芯部材１５４は複合芯構造のための整合性を提供する。
【００６１】
芯部材１５０の実質上円筒形状に起因して、運動終板１１０、１２０それぞれは、芯部材の上面および下面に沿う限定的接触域を越えて芯部材１５０に係合する。運動終板のそれぞれにかかる圧縮荷重は、円筒型芯部材の長手方向軸と垂直にかかる。さらに、上位１１０および下位１２０運動終板での荷重が増大するにつれて、荷重を受ける接触域は、概略円筒型の芯部材１５０の平坦化に起因して拡大する。芯部材のこの平坦化は、芯の完全性および比較的強い圧縮荷重下での性能を維持するのに役立ち、二つの運動終板の圧縮力に対して次第に大きくなる抵抗力を提供する。
【００６２】
芯部材１５０の円筒形状はまた、例えば、図４Ｃでの矢印「Ｒ」によって示すように、より従来式の形状を有する普通の比較的小さな芯によって可能になる回転量より、芯部材の長手方向軸を囲む上位および下位運動終板の比較的大きな回転量を可能にする。芯部材１５０の長手方向軸を囲む運動終板１１０、１２０のこの回転は、自然の椎間板によって得られる回転を模倣する、または他の所望の成果を生むことを目的としている。芯部材の長手方向軸を囲む回転が所望の成果のために利用できるように、人工椎間板１００は、上位および下位椎骨体部の間の空間内に配置されることが好ましい。
【００６３】
本願の他の箇所に記載したように、上位および下位運動終板１１０、１２０はそれぞれ、芯部材１５０に直接連結されるか、または運動終板は、運動終板を貫いて織った繊維、もしくは運動終板に連結された線維によって、互いに連結される。椎間板構成要素を連結するためのさらなる機構は、同様に利用され得、この機構は、当業者によって理解され得る。さらに、任意の環状カプセルは、上述の方法にて人工椎間板に結合してもよい。
【００６４】
図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、その他の代替の芯構造が示されている。芯構造は、種々の耐荷重性および芯構造の回転の中心を変化させる能力を提供する異なる性能上の性質を有する複数の芯部材１６０を含む。例えば、図５Ａは、二つの芯部材１６０ａ、１６０ｂを有する芯構造を示す。前部芯部材１６０ａは一つ以上の材料から形成され、あるいは比較的剛性の低い芯部材を提供する形に構成される。後部芯部材１６０ｂは一つ以上の材料から形成され、あるいは比較的剛性の高い芯部材を提供する形に構成される。このように、比較的剛性の高い後部芯部材１６０ｂは、比較的軟質で、柔軟性のある前部芯部材１６０ａより多大な荷重を支持し、前部芯部材１６０ａは回転軸から離れて位置するので、比較的大きな動きを有する。さらに、前部芯部材１６０ａおよび後部芯部材１６０ｂのそれぞれの剛性を変化させることによって、芯構造の回転軸は移動可能となり、それにより前部および後部芯部材のそれぞれの異なる可動域をもたらす。
【００６５】
その他の例を図５Ｂに示す。比較的高剛性の中心芯部材１６０ａは、第一の比較的軟質な周辺芯部材１６０ｂと第二の比較的軟質な周辺芯部材１６０ａとの間に位置する。比較的高剛性の芯部材が芯構造の中心付近の位置し、芯構造の主要な軸方向荷重を受ける部分をもたらす一方で、この形態は芯構造の周辺に位置するよう比較的軟質で、より可動性のある芯部材を提供し、芯構造の可動域の拡大をもたらす。
【００６６】
図５Ａおよび図５Ｂに示す本構造の他の変形形態もまた可能である。例えば、４、５、または６以上の別個の芯部材など、さらなる芯部材を設けてもよい。芯部材のそれぞれは、図５Ａ〜図５Ｂに示す芯部材など、円筒型断面形状を有してもよく、またはそれらは楕円形、腎臓形、長方形または幾何学的形状もしくは不整形など、異なる断面形状から成ってもよい。芯部材のそれぞれは、比較的高剛性の、比較的軟質で柔軟性があり、またはいくつか他の所望の物理的性質となるような材料から形成または構成されてもよい。個別の芯部材は次いで、芯構造の二つの運動終板間の所望の位置に設置し、例えば、可動域によって、またはそれぞれ別個の芯部材によって受ける荷重の程度を変化させることによって所望の物理的効果を獲得してもよい。
【００６７】
さらに、芯構造が上述のように線維巻回を使用して形成される場合は、線維巻回の位置は、上位運動終板と下位運動終板との間に位置する別個の芯部材の位置と恊働するように適合される。例えば、一実施形態では、線維巻回は、運動終板自体の周辺にのみ位置する。代替の実施形態では、巻回は個別の芯部材のそれぞれの周辺に位置する。さらに他の実施形態では、線維巻回は、連続蛇行パターンまたは一つ以上の８の字パターンに形成され、それぞれは、各芯部材を包囲する。巻回パターンの他の変形形態を実装し、芯構造の所望の物理的性質を獲得してもよい。
【００６８】
図６Ａ〜図６Ｔを参照すると、いくつかのさらなる代替の芯構造が示されている。例となる芯部材は、種々の剛性または他の材料性質を提供する材料から形成または構成され、異なる荷重または荷重形態に順応する。図６Ａに示すように、第一の例、概略円筒型芯部材１７０は、後面１７２および前面１７４を含む。好ましい実施形態では、前面１７４は後面１７２より低剛性である。剛性の差は、芯部材１７０を通って前面１７４から後面１７２まで剛性勾配を形成するなど、漸次的であってもよい。あるいは、剛性の差は、異なる材料の前面１７４を含む芯部材１７０の一部を形成するなど、あるいは異なる方法にて、後面１７２を含む芯部材の一部から明確であり得る。他の変形形態および方法もまた、芯部材１７０の前面１７４と後面１７２との間の剛性の差または他の材料性質を獲得することを企図する。
【００６９】
他の例となる芯部材を図６Ｂ〜図６Ｄに示す。これらの例となる芯部材のそれぞれは概略円筒型である。図６Ｂに示す芯部材を参照すると、芯部材１８０は、中間部分１８６のいずれか片側に位置する上部１８２および下部１８４を含む。上部１８２および下部１８４は、比較的高剛性のポリマー材料、または比較的高い剛性度を有する他の材料から形成されることが好ましい。中間部分１８６は、比較的低い剛性度を有する比較的軟質な材料から形成されることが好ましい。この構造は、比較的軟質な中間部分を持たない同等の芯と比較して、比較的大きな程度のねじれ運動を有する芯構造１８０を提供する。同様に、図６Ｃに示す芯部材１８８は、ポリマーまたは他の材料から形成される統合構造であり、芯部材の周辺に形成される複数の溝１９０を有する。それぞれの溝は、ねじれ抵抗および荷重負担能力の増減など、所望の性能上の特徴を獲得するために選択される奥行きおよび幅を有する。最後に、図６Ｄに示す芯部材１９２は、複数の区分１９４ａ〜１９４ｎを含む複合構造である。それぞれの区分が、所望の物理的性質を有する材料から形成または構成され、全体の芯部材１９２がかかる物理的性質の所望の組み合わせを所有し、所望の性能を獲得するように複合構造は形成される。例えば、芯部材１９２は、高剛性の区分を柔軟性があり軟質な区分と交互に並べ形成してもよい。図は４つのかかる区分１９４ａ〜１９４ｄを示すが、芯部材がそれ以上またはそれ以下の区分を備え、所望の結果を獲得してもよい。
【００７０】
芯部材のその他の例を図６Ｅ〜図６Ｇに示す。芯部材１９６は、通常ポリマー材料または他の適切な芯部材の材料から形成される概略円筒型中心部１９７を含む。コイル部材１９８は、中心部１９７の周辺に配置される。コイル部材１９８は、圧縮スプリングまたは他の適切な部材の形であってもよい。図示される実施形態では、コイル部材１９８は、荷重を受けるにつれて生じる中心部の半径方向拡張を実質上阻止する抑制をもたらす。例えば、図６Ｆは、無荷重、非圧縮状態の芯部材１９６を示し、コイル部材１９８は圧縮されず、中心部の周辺に延出する。荷重「Ｌ」がかかるにつれて、図６Ｇに示すように、中心部１９７およびコイル部材１９８は圧縮される。コイル部材１９６は、芯部材の中心部１９７の半径方向拡張、または膨張を阻止する。図示していない代替の実施形態では、コイル部材は、波形、あるいは芯部材の中心部の半径方向拡張を実質上阻止すると同時に中心部の荷重および無荷重を可能にする形状である薄外層と交換してもよい。
【００７１】
芯部材のその他の例を図６Ｈに示す。概略円筒型芯部材２００は、上部２０２と下部２０４との間に位置する結合部２０６とともに、上部２０２および下部２０４を含む。上部２０２および下部２０４のそれぞれは、ポリマー材料または比較的高剛性を有する他の適切な材料から形成されることが好ましい。結合部２０６は、軸圧縮および比較的高い回転自由度が可能となる十分に軟質で柔軟性がある材料から形成されることが好ましい。
【００７２】
芯部材のさらなる例を図６Ｉ〜図６Ｋに例示する。これらの例となる芯部材は、芯部材の高さを伸ばすように適合される機構を含む。いくつかの好ましい実施形態では、芯部材の高さは、例えば、二つの椎骨体部の間の芯部材の展開後に、元の位置に調節することできる。最初に図６Ｉを参照すると、芯部材２０８は、上端部２１０および別個の下端部２１６を含む。上端部は、最上端２１２および概略円筒型の上位側壁２１４を含む。下端部２１６は、最下端２１８および概略円筒型の下位側壁２２０を含む。上位側壁２２２の内部および下位側壁２２４の外部はそれぞれ、嵌合ねじ山、Ｖ字型の切り込み、ツメ、または他の同様な機構などの嵌合部材を含む。上端部２１０および下端部２１６の嵌合部材は、上端部を下端部に選択的に連結するよう、また芯部材２０８の高さが調節できるよう連結位置の調節が可能となるように適合される。例えば、ねじ山を嵌合させる場合には、芯部材２０８の高さは、下端部２１６に対して上端部２１０を回転させることによって調節し、上端部のねじを緩める、または下端部に対して上端部を上昇させてもよい。Ｖ字型の切り込みおよびツメを嵌合させる場合には、上端部２１０は下端部２１６に対して上昇させる、または下降させ、所望の全高に芯部材を設置してもよい。
【００７３】
嵌合部材によって連結する上端部２１０および下端部２１６を有する芯部材２０８の例を図６Ｊに示す。嵌合部材は、下位側壁の外周に形成される一組のツメ２３０、および上位側壁の内周に形成されるＶ字型の切り込み２３２を備える。この形態では、上端部２１０を下端部２１６に対して第一の位置に設置してもよく、上端部のＶ字型の切り込み２３２は、下端部の下位ツメ２３０に係合する。第一の位置は、芯部材２０８の比較的低い全高に相当する。あるいは、上端部２１０を下端部２１６に対して第二の位置に設置してもよく、上端部のＶ字型の切り込み２３２は、下端部の上位ツメ２３０に係合する。第二の位置は、芯部材の比較的高い全高に相当する。
【００７４】
嵌合部材によって連結する上端部および下端部を有する芯部材２０８のその他の例を図６Ｋに示す。嵌合部材は、下位側壁２２０の外周および上位側壁２１４の内周に形成される嵌合ねじ山２３６を備える。この形態では、上端部２１０を下端部２１６に対して回転させ（または下端部を上端部に対して回転させ）、上端部を下端部に対して上昇か、または下降させることによって、芯部材２０８の全高を調節する。
【００７５】
図６Ｌ〜図６Ｎは、複合芯部材２０８を形成する方法を例示する。図６Ｌに示す第一のステップでは、芯部材２０８の中心部２４０は、ポリマー材料または他の適切な材料など、比較的高剛性材料から形成される。中心部は、押し出し、鋳造、または当技術者に知られている他のどんな適切な方法で形成してもよい。編組物２４２は次いで、例えば、図６Ｍに示すように、中心部２４０に貼り付ける、または取り付ける。編組物２４２は、芯構造のための所望の性能上の特徴を獲得するために、芯部材２０８の所望の量のねじれ抵抗を提供する性質を有する材料から形成されることが好ましい。編組物として使用するための好ましい材料は、ポリエステル、ポリエチレン、またはＫｅｖｌａｒなどのポリマーである。使用してもよい他の材料は、ステンレス鋼、または適切な金属合金などの金属を含む。編組物を貼り付けると、外層２４４を編組物２４２および中心部２４０全体を覆って貼り付け、芯部材２０８を完成させる。外層２４４は比較的軟質で柔軟性がある材料から構成され、芯部材の曲げ、屈曲および延出を強化させることが好ましい。
【００７６】
図６Ｐ〜図６Ｔは、芯の殺菌を促進するように適合されるいくつかの芯構造および方法を例示する。最初に図６Ｐ、６Ｑおよび６Ｒを参照すると、上面（上位の）および下面（下位の）に形成される複数の畝２５０を有する芯部材２０８を示している。他の芯部材の形状および大きさもまた企図するが、図に例示するように、芯部材２０８は概略円筒型である。例えば、芯部材２０８は、本願に記載する他の実施形態のいずれかによる方法における構造を有する、または材料から形成されてもよい。上面および下面に形成される畝２５０は、第一の複数の隆起した、概略放射パターン２５２を形成する半円部分を含み、第一の複数の隆起した、半円部分のそれぞれは、表面の中心付近の位置から放射状に外縁へ延出する。畝２５０は、第二の複数の隆起した、概略円形パターンを形成する半円部分２５４を含み、第二の複数の隆起した、半円部分のそれぞれは、概略円形パターンに芯部材の表面の縁付近へ延出する。従って、第一の複数の隆起した、半円部材によって形成される概略放射パターン２５２は、第二の複数の隆起した、半円部分によって形成される概略円形パターン２５４を横断する。
【００７７】
芯部材の上面および下面に形成される畝２５０の目的は、芯部材２０８の主要部分を上位運動終板および下位運動終板のそれぞれから分離させることである。これは、芯部材２０８と上位運動終板および下位運動終板との間の比較的小さな体積の非占有空間を提供する。非占有空間は、芯部材とそれぞれの運動終板との間の殺菌剤の通過を促進することにより、殺菌処置の有効性を向上させる。
【００７８】
言及したように、図６Ｐ〜図６Ｒに示す実施形態に例示した畝２５０は概して、芯部の上面および下面から外部に延出する、隆起した、半円部分の形状をしている。隆起した、半円部分のそれぞれは概略細長であり、概略放射パターンか、または概略円形パターンに延出する。畝の他のパターンおよび他の形状もまた企図する。例えば、畝は、複数の概略整列した、隆起した部分によって、複数の同心円形の隆起した部分によって、または他のどんな幾何学的もしくは非幾何学的パターンによって形成してもよい。
【００７９】
その他の芯部材の実施形態を図６Ｓに示す。そこでは、芯部材２０８は、上面および下面に形成される複数の隆起した瘤２６０を含む（下面は図６Ｓに図示せず）。隆起した瘤２６０はまた、芯部材２０８の主要部分を上位運動終板および下位運動終板から分離することによって機能し、それにより、芯部材とそれぞれの運動終板との間の比較的小さな非占有体積の空間をもたらす。上述のように、この非占有体積の空間は、殺菌剤が芯部材とそれぞれの運動終板との間を通過する能力を向上させることによって殺菌を促進する。
【００８０】
さらにその他の芯部材の実施形態を図６Ｔに示す。この実施形態では、芯部材２０８は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から形成される統合メッシュ２７０を含む。統合メッシュ２７０は、芯部材の主要部分とそれぞれの上位および下位運動終板との間の非占有空間を創出するよう機能する複数の非幾何学的な隆起した部分を含む。上述のように、この非占有体積の空間は、殺菌剤が芯部材２０８とそれぞれの運動終板との間を通過する能力を向上させることによって、得られた人工椎間板の殺菌を促進する。
【００８１】
図７から図１０を参照すると、調節可能な芯構造のいくつかの実施形態を示している。これらの好ましい実施形態では、芯構造は、例えば、一組の椎骨体部の間の展開後に、元の位置に調節してもよいように構成される。図７では、人工椎間板２８０は、一組の隣接する椎骨体部２９６、２９８の間に移植される。人工椎間板２８０は、上位運動終板２８２、下位運動終板２８４、および上位運動終板と下位運動終板との間に位置する芯部材２８６を含む。上位運動終板２８２および下位運動終板２８４は、本願に記載の他の例となる椎間板構造に関して上述した方法で、それぞれの椎骨体部に固定されることが好ましい。芯部材２８６は、膨張ポート２８８を介して膨張媒体を受けることによって芯部材２８６の有効体積を調節するように適合される中空部材を備える。中空部材内に含有される膨張媒体の量は、芯部材２８６の物理的性質を決定する。例えば、芯部材２８６の中空部分が膨張媒体で充満される場合、芯部材２８６は比較的硬くなり、最大限または最大限近くの体積を有することになる。芯部材の中空部分内の膨張媒体の量が減少するにつれて、芯部材２８６は徐々に軟化し、より柔軟になり、体積は減少する。このように、利用者は、芯の中空部分に含有される膨張媒体の量を調節することによって、芯部材の物理的性質および大きさを調節することができる。
【００８２】
芯部材２８６は、所望の臨床結果を達成するのに必要ないかなる大きさまたは形状で提供してもよい。例えば、芯部材は、上位運動終板２８２と下位運動終板２８４との間の全空間を占有してもよく、または空間の一部のみを占有して、異なる構造の一つ以上の他の芯部材部分が残余を構成してもよい。芯部材２８６は、特定用途に適した概略円筒型、腎臓形、または他の幾何学的形状もしくは不整形であってもよい。
【００８３】
図７は、芯部材２８６の体積を調節するための方法を例示する。針２９０は脊髄部位に挿入し、芯部材の中空部分へのアクセスを可能にする。針２９０は膨張ポート２８８を通り、芯部材の中空部分へと挿入される。膨張媒体は次いで、膨張針２９０を通して中空部分へ加えられる、または引き出される。好ましくは、放射線不透過性マーカー２９２または他の同様の標識は、膨張ポート２８８の位置で芯部材２８６に固定し、蛍光透視により膨張ポートの探知を容易にする。
【００８４】
図８は、流体連通内腔２９４を含む芯部材のための代替の構造を例示する。流体連通内腔２９４は、芯部材の中空部分の内部を流体連通内腔の近位端に位置するポート２９６に連結する内部内腔を画定する延出した管状部材を備える。流体連通内腔２９４は、芯部材２８６の後方部分から外部に延出する。好ましくは、人工椎間板２８０を移植する場合は、脊柱の内部へのアクセスを獲得する必要性がなく、チャネルの近位端にポート２９６にアクセスが得られるよう、流体連通内腔２９４を配置する。例えば、流体連通内腔２９４の近位端は、芯部材２８６の調節のための即時的なアクセスを提供する位置で患者の皮表の直下に位置してもよい。従って、ポート２９６は、皮表の直下の膨張針または他の部材、および芯部材の中空部材から流体連通内腔２９４を通して注入または除去される膨張媒体によってアクセスしてもよい。
【００８５】
図７および図８に示す実施形態のいずれかにおいては、芯部材２８６が、最も薄い状態に相当する、膨張していない状態にある間に、人工椎間板２８０を移植してもよい。これは、人工椎間板が完全に膨張した状態で展開されるものの場合に必要であるより比較的小さな移植窓を通して人工椎間板２８０を移植する能力を提供する。別法として、人工椎間板２８０が分解状態で展開されるものの場合は、芯部材２８６は最も薄い状態で依然として移植可能であり、次いで展開後元の位置で膨張させる。いずれにしても、膨張していない状態での芯部材２８６を送達する能力は、外科医に比較的小さな移植窓を通してデバイスを移植させる。
【００８６】
好ましくは、膨張媒体は、生理食塩水またはその他の非圧縮性不活性液体を含む。他の材料は、所望の成果を得るため使用してもよい。膨張媒体は、人工椎間板２８０の性能を調節するために、手術後のいずれの時点においても、芯部材２８６に適用または芯部材２８６から除去してもよい。芯部材の中空部分は、複数の独立した、または相互依存のチャンバを備えてもよく、それぞれは、芯部材の一つ以上の部分の高さ、大きさまたは物理的性質を変化させるよう調節可能であってもよいこともまた企図される。例えば、４つのチャンバのシステムは、芯部材の配置を調節する能力を提供し、脊柱側弯症、脊柱後弯症、および脊柱前弯症を調節する。
【００８７】
複数のチャンバの例を図９Ａ〜図９Ｂに示す。芯部材３０２は、上位運動終板３０４と下位運動終板３０６との間に位置し、第一の流体チャンバ３０８、第二の流体チャンバ３１０、および第一および第二の流体チャンバを相互に連結する流体連通チャネル３１２を含む。芯部材３０２はまた、膨張ポートおよび（さらに任意に）流体膨張内腔を任意に含み、図７および図８に関して上述したように、元の位置で膨張または収縮のための機構を提供する。二つの流体チャンバ３０８、３１０は、人工椎間板３００の芯部材に必要な圧縮剛性を提供する。二つの流体チャンバ３０８、３１０は、概略円筒形状、腎臓形横断面、または他の幾何学的形状もしくは不整形などの所望の物理的性能を提供するのに適切な所望のいかなる形状にも形成される。
【００８８】
図９Ａは、第一の流体チャンバ３０８および第二の流体チャンバ３１０のそれぞれが、概略同等の大きさおよび形状である状態での芯部材３０２を例示する。生理食塩水などの膨張流体は、流体チャンバのそれぞれの内部空間を占有し、流体連通チャネル３１２を経由して第一の流体チャンバ３０８から第二の流体チャンバ３１０へ流れることが可能である。図９Ｂは、屈曲状態にある芯部材を例示する。上位および下位運動終板３０４、３０６の屈曲荷重に起因して、流体は第一の流体チャンバ３０８から第二の流体チャンバ３１０へ通過している。一つ以上の流体チャンバが、可動域を提供するのに必要な流量に順応するよう膨張する能力を提供することによって、圧縮状態にある生理学的剛性を提供する一方で、芯部材はこの可動域を可能にする。
【００８９】
図９Ａ〜図９Ｂに例示する実施形態には二つの流体チャンバを示しているが、三つ以上の流体チャンバを含む他の実施形態もまた企図する。例えば、三つ以上の別個の流体チャンバを有する単一の芯部材を提供してもよい。このような場合には、流体連通チャネルは、流体チャンバのそれぞれの間に提供、または選択したチャンバのみに提供してもよい。さらに、別個の芯部材を提供してもよく、また別個の芯部材間の流量は、二つ以上の別個の芯部材を連結する流体連通部材によって提供してもよい。
【００９０】
図１０は、棘間安定化デバイス３２４に連結する流体連通チャネル３２２を有する人工椎間板３２０を示す。人工椎間板３２０は好ましくは、図７、図８および図９Ａ〜図９Ｂに関して上述したこれらのうちの一つと同一または類似している構造から成り、上位椎骨体部に結合される上位運動終板、下位椎骨体部に結合される下位運動終板、および二つの運動終板間に位置する芯部材を有する。芯部材は少なくとも一つの流体チャンバを含む。棘間安定デバイス３２４は、上位横突起３３２に結合される上位固定部材３２６、下位横突起３３４に結合される下位固定部材３２８、および上位固定部材３２６および下位固定部材３２８のそれぞれの間に延出し、それぞれの間に結合される流体チャンバ３３０を含む。流体チャンバ３３０は、棘間安定デバイス３２４が結合される椎骨体部の圧縮、屈曲、および回転に対する抵抗性を提供することによって機能する。
【００９１】
流体連通チャネル３２２は、人工椎間板３２０の芯部材と棘間安定デバイス３２４の流体チャンバ３３０との間の流量を提供する。従って、脊椎が屈曲または延出するにつれて、流体は人工椎間板３２０と棘間安定デバイス３２４との間の流れ、それによって、成分のうちの一方の体積を増加させ、他方の体積を減少させる。棘間安定デバイスの流体チャンバと人工椎間板の芯部材の流体チャンバとの相対的大きさに応じて、脊椎の運動および可動域を調節する。
【００９２】
人工椎間板３２０の芯部材は、図７、図８および図９Ａ〜図９Ｂに示す芯に関して上述した一つ以上の特性を任意に含んでもよいことが理解されるであろう。例えば、芯部材の大きさ（例えば、高さ、体積）は、膨張ポートおよび利用者と芯部材との間に流体連通を提供する流体連通内腔を提供することによって調節してもよい。当業者によって理解されるように、特性の他の組み合わせもまた企図される。
【００９３】
（ＩＩＩ．運動終板および関連する機構）
いくつかの代替の運動終板構造および固定機構を以下に記載する。これらの運動終板構造および固定機構は、上述の説明により構成した一つ以上の人工椎間板に組み込まれることが好ましく、または他の既知の人工椎間板とともに使用または使用するために適合されてもよい。
【００９４】
図１１は、人工椎間板に使用するための運動終板１１０の、例えば、‘２７６出願に記載などの低侵襲的な、後方移植進入法により移植するために構成される代替の形態を例示する。運動終板１１０は、運動終板１１０に類似した曲率を有する二つの平行な竜骨１１１ａ、１１１ｂを備える湾曲した、またはインゲン豆形状を有する。類似した竜骨形態を有する鏨（図示せず）もまた使用可能となり得る。人工椎間板３３６（および鏨）の湾曲した形状は、椎骨体部の断面解剖学にさらに厳密に一致するので、椎間の隙間内の椎間板の回転を促進することによって、図１２Ａに例示するように、後方移植進入法の間に使用される移植経路３４０に沿った、または隣接する神経、血管および他の骨組織を回避するのに役立つ。二つの並行移植経路３４０、椎間板３３６それぞれにつき一つを示すが、単一の移植経路３４０を双方の椎間板を移植するのに使用してもよい。本発明の低侵襲的な椎間板はまた、図１２Ｂに例示するように、後方側部または側部進入法により移植してもよい。ここで、単一の椎間板３３６は、横突起の前方に配置される移植経路３４２を通って移植されている。例示されている椎間板の曲率もまた、この手法によっても同様に移植を容易にする。
【００９５】
図１３は、上位運動終板３５２、下位運動終板３５４、および概略円筒型芯部材３５６を含む人工椎間板３５０を示す。芯部材は選択的に収縮して展開するために薄い状態を提供し、次いで動作する大きさおよび体積に元の位置で膨張するように、概略円筒型芯部材３５６は中空材料から製作することが好ましい。別法として、芯部材は、例えば、図４Ａ〜図４Ｃに関して記載したものと同一または類似した構造から成ってもよい。
【００９６】
運動終板のそれぞれの内向きの表面は概略凹面となり、また運動終板のそれぞれの外向きの表面は概略凸面となるように、上位運動終板３５２および下位運動終板３５４は、部分的に円筒形状のそれぞれであることが好ましい。従って、内向きの表面は、概略円筒型芯部材３５６に係合し保持するように適合される。とりわけ好ましい実施形態では、上位運動終板３５２および下位運動終板３５４はそれぞれ、上面および下面それぞれで形成される、または結合される竜骨３５８を有する。竜骨３５８はそれぞれの椎骨体部に係合するように適合され、移植時点での運きに対して運動終板を固定する。
【００９７】
前述の人工椎間板は別個の部分に、または完全ユニットとして移植してもよい。いずれにしても、円筒型芯部材３５６は移植前に収縮または圧縮され、次いで移植後膨張または拡張されることが好ましい。膨張の程度は、高さ、剛性、および芯部材の荷重負担能力などの芯部材３５６の物理的性質を決定する。芯部材の選択可能な膨張は、展開時点の膨張後必要な高さ、体積および大きさをそれでもなお有する最小限の展開状態を有する人工椎間板３５０を提供する。
【００９８】
図１４Ａ〜図１４Ｄは、デバイスを展開するとき使用するための第一の薄い状態の位置、および展開後に使用するための第二の十分に膨張された状態を有するその他の代替の人工椎間板３６０を例示する。薄い状態の位置は、後方、低侵襲的な移植手順の間に摘出される骨組織が少なくて済むので、展開過程には望ましい。脊椎からの過度の骨組織の摘出は、脊柱不安定性をもたらす場合があり、可能であれば回避すべきである。他方では、展開後、比較的大きな断面積を有する人工椎間板を有することは好ましい。例えば、人工椎間板が比較的小さな表面積を有する上面および下面を備える場合、椎間板は上位および下位椎骨体部の骨に陥没または沈下する傾向を有する。
【００９９】
図１４Ａ〜図１４Ｄに示す人工椎間板３６０は、隣接する上位表面および下位表面を上昇させることによって、移植後椎骨体部と連結する運動終板の表面積を拡大する能力を提供する。図１４Ａを参照すると、上位運動終板３６２は、上面の少なくとも一部の上に延出する一組の固定フィン３６６を有する中心部３６４を含む。ドロップリーフ３６８は、その全長に沿って中心部３６４のそれぞれの側面に回動自在に結合される。それぞれのドロップリーフ３６８は、標準連続ヒンジ、一体ヒンジ３７０または他の適切な機構などのヒンジによって中心部に螺着してもよい。それぞれのドロップリーフ３６８は、ドロップリーフ３６８が中心部３６４の縁から下方に延出する第一の送達位置（図１４Ａに示す）を有する。それぞれのドロップリーフはまた、第二の展開位置（図１４Ｂに示す）を有し、ここでドロップリーフ３６８は中心部３６４と同一平面上にあるように隆起させることによって上位運動終板の一部を形成する。ドロップリーフ３７８はまた、同様に中心部３７４を有する下位運動終板３７２に形成される。下位運動終板のドロップリーフ３７８もまた、第一の送達位置（図１４Ａに示す）および第二の展開位置（図１４Ｂ）を有する。
【０１００】
図１４Ｃ〜図１４Ｄは、ドロップリーフが展開位置に設置された後の、ドロップリーフを支持および安定化するための機構を例示する。図１４Ｄは、それぞれ展開位置にある、下位ドロップリーフ３７８の上方に配置される上位ドロップリーフ３６８を示す。明確にするために、人工椎間板３６０の残りの部分は図１４Ｄに示していない。上位ドロップリーフ３６８および下位ドロップリーフ３７８のそれぞれは、対向する表面上に延出するスプリングスロット３８０を含む。別個のスプリング３８２を図１４Ｃに示す。別個のスプリング３８２は、第一の平面端３８４ａ、湾曲したスプリング部分３８６、および第二の平面端３８４ｂを含む。ドロップリーフが人工椎間板の移植後に展開位置に移動した後、スプリング３８２は、対向した一組の上位および下位ドロップリーフのスプリングスロット３８０に設置するように適合される。適当な位置に設置されると、スプリング３８２は上位および下位ドロップリーフの間隔を維持し、それによって上位および下位運動終板のそれぞれの比較的大きな表面積を提供する。
【０１０１】
図１５Ａ〜図１５Ｂは、細長の管状芯部材３９２ならびに部分的に円筒型の上位運動終板３９４および部分的に円筒型の下位運動終板３９６を有する人工椎間板３９０を例示する。運動終板のそれぞれは、運動終板の前端および後端のそれぞれにレリーフ部分３９８を含む。レリーフ部分は、それぞれの運動終板の先導する前端および後端から延出する部分断面図を備える。かかるレリーフ部分を持たない同様に製作された人工椎間板と比較して、レリーフ部分は、先述のように製作された人工椎間板の屈曲および延出の強化を提供するよう恊働する。
【０１０２】
図１５Ｂを参照すると、線維４００は、上位運動終板３９４および下位運動終板３９６のそれぞれの端部に形成される一連のスロット４０２を貫いて巻回し、運動終板を固定する。不均等に離間するスロットは代替の選択肢として提供されるものの、スロット４０２は、運動終板の端部に沿って均等に離間する。一つ以上の線維層４００を使用してもよく、それぞれの線維層は、異なる材料および／または剛性などの異なる範囲の材料性質から形成してもよい。いくつかの実施形態では、線維４００は、芯部材の上下、および芯と運動終板との間に巻回される。
【０１０３】
図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｃ、および図１９Ａ〜図１９Ｃに示す人工椎間板を参照すると、本人工椎間板は、交換用椎間板に自然の機能的脊柱ユニットの生理機能を綿密に模倣させる方法で製作されている。脊椎は運動分節から構成され、それぞれは機能的脊柱ユニットを同時に備える三つの関節から構成される。椎間板および二つの面関節は、脊柱の安定性および動きを創出する。人工椎間板は、自然の椎間板を交換するのに役立つであろう。しかし、多くの場合、従来の人工椎間板は、自然の椎間板と同じ方法にて面関節と恊働しないので、自然の椎間板を好適に補償しない。さらに、人工椎間板が後方進入法によって脊椎に送達される場合には、前記手法は、椎間空間へのアクセスを獲得するために、面関節の部分摘出または完全摘出を必要とする場合がある。これは、人工椎間板自体が完全に矯正しない、脊椎の安定性および生体力学的な潜在的混乱に関する懸念を生む。図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｃ、および図１９Ａ〜図１９Ｃに示す人工椎間板は、自然の椎間板機能の互換性を提供するだけでなく、面関節機能の互換性を提供するよう設計および製作される。このようにして、本人工椎間板は、全体の機能的脊柱ユニットに厳密に相当する適切な剛性および可動性を提供する。
【０１０４】
一組の人工椎間板４１０を図１６Ａに上面図にて示す。人工椎間板４１０のそれぞれは、概略弾丸型上位運動終板４１２および概略弾丸型下位運動終板４１４を含み、それぞれは前端Ａおよび後端Ｐを有する。人工椎間板４１０はまた、上位および下位運動終板間に位置し、それらを支持する前部芯部材４１６および後部芯部材４１８を含む。前部芯部材４１６および後部芯部材は、概略円筒型であることが好ましく、前部芯部材４１６が後部芯部材４１８より比較的大きく軸方向に高剛性である限り、前節または‘２７６出願に記載の芯部材の材料のいずれから形成されてもよく、また前記芯部材の構造のいずれを有してもよい。前部芯部材の比較的大きな大きさおよび高剛性は、材料の選択、構造の形態、線維巻回の提供、または本願の他の箇所に記載、あるいは当業者に知られている他の機構によって提供してもよい。このようにして、前部芯部材４１６は自然の椎間板の生理学的機能の多くを提供し、また後部芯部材４１８は面関節の生理学的機能を提供する。例えば、図１６Ｂに例示するように、前部芯部材４１６に貼り付けられる線維巻回４２０ａは、後部芯部材４１８の周囲に巻回られる線維４２０ｂのパターンと比較すると、比較的より垂直なパターンで巻回られた線維を含む。このように、椎間板の前部芯部材部分は、自然の椎間板のように後部芯部材区分より回転的に可撓性である。他方では、後部芯部材区分は、自然の面関節のように比較的回転的に高剛性である。
【０１０５】
その他の代替の構造では、一組の人工椎間板４１０を図１６Ｃに示す。人工椎間板のそれぞれは、人工椎間板４１０のそれぞれの後端Ｐが概略平行配列にあるが、椎間板のそれぞれの前端Ａは互い対向する隣接配置にあるように、それぞれが概略湾曲形状を有する上位および下位運動終板４１２、４１４を含む。この配置では、前部芯部材４１６は、後部芯部材４１８と比較すると矢状中線により接近して位置する。従って、二つの人工椎間板の組み合わせの前部分はより回転的に可撓性であり、自然の椎間板に相当して、横曲げに対してより可撓性である。他方では、二つの人工椎間板の組み合わせの後部分は、自然の椎間板に相当して、より高剛性であり回転的に可撓性を欠く。
【０１０６】
図１７Ａ〜図１７Ｂを参照すると、人工椎間板４１０のその他の実施形態が示されている。人工椎間板は、上位運動終板４１２、下位運動終板４１４、および一組の運動終板との間に位置し支持する一組の芯部材４１６、４１８を含む。上位運動終板４１２は固定フィン４２２を備え、下位運動終板もまた固定フィン４２４を備える。第一の線維巻回４２０ａは前部芯部材４１６の周囲に位置し、第二の線維巻回４２０ｂは後部芯部材４１８の周囲に位置する。
【０１０７】
上位運動終板は、後端に下方に延出する面４２６を含む。同様に、下位運動終板は、後端に上方に延出する面４２８を含む。上位面４２６および下位４２８は共に、自然の面関節の並進運動の制限的な機能を模倣する一組の適合面を形成する。例えば、図１７Ａに示す実施形態では、上位面４２６は後方に角を成す表面４２７を有し、下位面４２８は前方に角を成す表面４２９を有する。図１７Ｂに示す実施形態では、上位面４２６および下位面４２８は垂直面を有する。空間的関係に起因して、二つに対向する表面は、上位運動終板４１２が前方に並進運動するのを阻止し、下位運動終板４１４が後方に並進運動するのを阻止する。
【０１０８】
間隙４３０は、上位面の下端部と下位運動終板との間に、また下位面の上端部と上位運動終板との間に維持されることが好ましい。間隙４３０は、人工椎間板が印加される力に起因して屈曲および延出するのに利用できる空間距離を決定する。図１７Ａに示す角を成す構造では、上位運動終板および下位運動終板はより高負荷であり、人工椎間板が圧縮変位に直面するに従い、適合面はより大きな力で係合する。従って、適合面は、高耐摩耗性材料から製作することが好ましい。
【０１０９】
図１７Ｂに例示する実施形態での任意のガスケット４３２を示す。ガスケット４３２は、人工椎間板４１０の内部への組織内部成長を阻止することによって、あるいは人工椎間板の内部空間を密封するために機能する。
【０１１０】
図１８Ａ〜図１８Ｃを参照すると、人工椎間板４１０の他の実施形態が示されている。人工椎間板はそれぞれ、上位運動終板４１２、下位運動終板４１４、および上位運動終板と下位運動終板との間に位置し支持する一組の芯部材（図１８Ａ〜図１８Ｃのいずれにも図示せず）を含む。上位運動終板４１２は下方に延出する適合面４２６を備え、下位運動終板４１４もまた上方に延出する適合面４２８を備える。これらの実施形態では、適合面は、二つの人工椎間板のそれぞれの外部後方角にオフセット方式で提供される。あるいはこれらの適合面は、図１７Ａ〜図１７Ｂに関して上述のものと同一である。適合面のオフセット位置は、自然の面関節によって得られるねじれ抵抗を模倣する機構を提供する。
【０１１１】
例えば、図１８Ｂに示す後部面に示すように、図の右側に位置する人工椎間板４１０の適合面４２６、４２８の接触面は、下位運動終板４１４に対して左方および前方への上位運動終板４１２の動きに抵抗する。同様に、図の左側に位置する人工椎間板の適合面４２６、４２８の接触面は、下位運動終板４１４に対して右方および前方への上位運動終板４１２の動きに抵抗する。反対の水平抵抗配置は、図１８Ｃに示すように、適合面の相対配置を逆転させることによって獲得される。
【０１１２】
自然の面関節によって普通に果たされる前部−後部抵抗およびねじれ（側部）抵抗の生理学的機能は、人工椎間板の芯構造の材料、構造および配置によって模倣してもよい。図１９Ａ〜図１９Ｃを参照すると、これらの機能を果たすためのいくつかの代替の構造を記載している。例えば、図１９Ａは、互いに対して並行関係にある一組の人工椎間板４１０を示す。それぞれの人工椎間板は、上位運動終板４１２、下位運動終板４１４、前部芯部材４１６、および後部芯部材４１８を含む。図１９Ａに示すように、二つ人工椎間板の後部芯部材４１８はそれぞれ、各椎間板の後端に集中し、それぞれは各前部芯部材４１６より比較的大きい。前部芯部材４１６はそれぞれ、運動終板の内端付近に位置し、それによって、後部芯部材４１８の中心より前部芯部材４１６の中心を互いに比較的接近して設置する。この配置では、互い比較的接近して位置する比較的小さな前部芯部材４１６は、前部芯部材と比較してそれ以上に離間する比較的大きな後部芯部材４１８によって可能になるものより比較的大きな量のねじれを提供する。このようにして、例示した配置は、機能的脊柱ユニットによって印加される自然の生理学的力を模倣するよう意図された並進およびねじれ抵抗を生成する。
【０１１３】
同様に、図１９Ｂに例示した人工椎間板４１０では、線維４２０ａ、４２０ｂは、人工椎間板の組の前部芯部材４１６および後部芯部材４１８のそれぞれを包囲するパターンに巻回される。図の左側の椎間板では、後部芯部材４１８は、前部芯部材４１６を包囲する線維巻回４２０ａより比較的多い線維４２０ｂで巻回される。これは、椎間板の前端Ａで可能なものより椎間板の後端Ｐでのねじれまたは並進運動に対する比較的大きな制限をもたらす。図の右側の椎間板では、線維巻回４２０ａ、４２０ｂは、人工椎間板の前部および後部の縁に集中している。
【０１１４】
最後に、図１９Ｃに例示する人工椎間板４１０では、前部芯部材４１６は、後部芯部材４１８より比較的長い。それぞれの芯部材は、その周辺の線維巻回層４２０ａ、４２０ｂを備える。比較的長い前部芯部材４１６は、比較的短い後部芯部材４１８によって可能なものより比較的大きな量の並進および回転自由を可能にする。
【０１１５】
有利にも、図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｃ、および図１９Ａ〜図１９Ｃに示す人工椎間板に関して上述したいくつかの特性を他の組み合わせと併用し、機能的脊柱ユニットの所望の生体力学的再生を獲得してもよい。
【０１１６】
図２０〜図２１を以下参照すると、外側運動終板４３２および内側運動終板４３４を備える運動終板４３０を例示している。運動終板の設計および構造の概略は、‘２７６出願に記載されている。内側運動終板４３４は、外側運動終板４３２での嵌合穴４３８を通って延出する柱４３６、および外側運動終板４３２の内面に形成される収納部４４２内に内側運動終板台の周辺端部４４０を含む。内側運動終板４３４は次いで、柱４３６および周辺係合表面４４０で外側運動終板４３２に溶接される。従来の設計では、多量の応力が、内側および外側運動終板を連結する溶接継手に生じる。図２１〜図２１に例示する設計では、内側運動終板は、内側運動終板４３４の周辺の等間隔の位置に半径方向外側に延出する４つの周辺翼４４４を備える。同様に、外側運動終板４３２は、内側運動終板に形成される翼４４４を受けて保持するように適合される４つの嵌合収納部４４６を備える。内側運動終板４３４は次いで、拡張部４４４と収納部４４６との間の接触面の位置に外側運動終板４３２に溶接され、それにより大きな面積にわたり応力を分配する。
【０１１７】
上位および下位運動終板を結合するための代替の構造を図２８に示す。人工椎間板４１０は、上位運動終板４１２、下位運動終板４１４、および芯部材４１６を含む。この一般構造は、上述の特定の実施形態、‘２７６出願に記載のもの、または当技術分野で知られている他のもののいずれを備えてもよい。複数の線維４２０は、芯部材４１６の周辺の上位運動終板４１２と下位運動終板４１４との間に延出し、それらのそれぞれに連結する。線維４２０は人工椎間板４１０に構造的完全性を提供し、芯部材４１６の対向側に運動終板を共に保持する。
【０１１８】
自然の椎間板の生理学的機能をより巧みに模倣するために、図２８に示す人工椎間板４１０は、外周から芯部材４１６に向かって内側に延出する線維４２０の５つの層を含む。最も外側の線維層４２１は、比較的高剛性で非弾性の線維を使用して形成することが好ましい。他方では、最も内側の線維層４２３は、より柔軟性および弾性がある線維を使用して形成することが好ましい。線維の中間層は、中間範囲の剛性および弾性を有する線維から形成することが好ましい。
【０１１９】
外周により高剛性の線維を提供し、人工椎間板の内部に比較的可撓性のある線維を配列させることによって同一または類似した性能を獲得すると同時に、より多くの、またはより少ない線維層４２０を構造に含めてもよいことが企図される。別法として、より高剛性の線維を芯部材付近の椎間板の内部に設け、椎間板の外周に向かって徐々に低剛性を有する線維を設けるなど、剛性範囲を逆転させてもよい。他の変形形態もまた企図される。
【０１２０】
（ＩＶ．運動終板固定機構）
椎骨体部に対して運動終板を固定するために適切な多くの機構を以下に記載する。これらの固定機構は通常、本願および他の箇所に記載の人工椎間板に組み込まれる運動終板とともに使用するように適合される。これらの固定機構のための他の用途もまた、以下の説明を検討することにより明白となるであろう。
【０１２１】
最初に図２２Ａ〜図２２Ｄを参照すると、人工椎間板に使用する運動終板４５０は、外面上に複数の固定式固定フィン４５２を含んでいる。固定式固定フィン４５２は、例えば、‘２７６出願に記載のように、椎骨体部の内向きの表面に切断される溝に係合するように適合される。これらの固定フィン４５２は、運動終板を椎骨体部に固定して係合するよう意図されるが、固定フィン４５２は溝の内側に移動可能となることは普通に発生する。そうなる過程では、人工椎間板は好ましい位置から移動することになる。
【０１２２】
この状況を改善するために、リトラクタブル（ｒｅｔｒａｃｔａｂｌｅ）または可動なスパイク４５４またはフィン４５６を、選択的な係合を可能にする方法で運動終板４５０に設置する。リトラクタブルまたは可動なフィン４５６は、椎骨体部にさらなる固定をもたらす。有利には、リトラクタブルまたは可動なフィン４５６は、運動終板の外面上に位置する固定式固定フィン４５２に対してある角度を成して、好ましくは直角に配置する。このようにして、それらが係合されると、リトラクタブルまたは可動なフィン４５６は、運動終板４５０、ひいては人工椎間板の不要な移動を阻止する。例えば、図２２Ａは、それぞれが延出状態にある、固定式固定フィン４５２および複数のリトラクタブルフィン４５６を示す上面図を例示する。図２２Ｂは、同様に延出状態にある、固定式固定フィン４５２およびリトラクタブルフィン４５６を例示する断面図である。
【０１２３】
リトラクタブルフィン４５６は、多くの適切な機構のうちの一つによって非展開から展開状態へ移動してもよい。例えば、膨張バルーン４５８は、展開後上位運動終板４５０と下位運動終板４６０との間で展開してもよい。例えば、図２２Ｄを参照されたい。膨張バルーンは、リトラクタブルフィン４５６が非展開状態から、運動終板４５０、４６０の外向きの表面から外部に延出する展開状態へ移動させるために膨張させてもよい。他の機構的スペーサまたはスクリュー式デバイス４６２は、展開機能を果たすための別法として使用可能である。例えば、図２２Ｃを参照されたい。
【０１２４】
次に図２３Ａ〜図２３Ｂを参照すると、部分的に円筒型の運動終板４７０および可撤性竜骨４７２を示している。部分的に円筒型の運動終板４７０は、図１３および図１５Ａ〜図１５Ｂに関して上述したものと概略類似している。可撤性竜骨４７２は、概略三角の断面を有する細長の部材である。竜骨４７２の三角の断面の基部４７４は、運動終板の上面に形成される細長の台形のスロット４７６に係合するように適合される。従って、運動終板４７０は、最初は、移植のために運動終板の側面を最小限にするように、可撤性竜骨４７２を使用せず展開してもよい。移植すると、竜骨４７２は、縦方向に竜骨の基部４７４を台形のスロット４７６に摺動させることによって運動終板４７０に結合してもよい。竜骨４７２は次いで、人工椎間板の展開時点で椎骨体部に対して適当な位置に運動終板を固定するように、椎骨体部の表面に係合する位置となる。
【０１２５】
選択的に展開可能な固定ねじおよび関連する機構を図２４Ａ〜図２４Ｂおよび図２５Ａ〜図２５Ｃに示す。固定ねじ４８０は、内側運動終板部分４８４および外側運動終板部分４８６から形成される運動終板４８２を有する人工椎間板に使用するように適合され、ここで内側運動終板部分４８４は、外側運動終板部分４８６に対して回転可能である。ねじ込み固定部４８０は、人工椎間板の内側運動終板４８４に形成されるスロット４８８に位置する。固定ねじ４８０が軸方向にスロット内で移動可能であるが、内側運動終板４８４に対して回転できないように、ねじはスロット４８８内に保持される。外側運動終板４８６は、固定ねじ４８０が延出するねじ穴４９０を含む。従って、外側運動終板４８６に対する内側運動終板４８４の回転は、固定ねじ４８０に内側運動終板内のスロット４８８を通って、外側運動終板内の穴４９０から外へ前進させる。
【０１２６】
図２４Ｂは、上述のように外側運動終板４８６に対して内側運動終板４８４の回転を達成するように適合される機構４９２を例示する。機構４９２は、その縁にそって形成される複数の歯４９６を有する細長のアクチュエータ４９４を含む。内側運動終板４８４はまた、アクチュエータの歯４９６と嵌合するように適合される歯４８５を備える。歯が係合される場合、アクチュエータ４９４の前進は、外側運動終板４８６に対する内側運動終板４８４の回転を引き起こし、それによってリトラクタブル固定ねじ４８０に外側に延出させ、椎骨体部に係合させる。アクチュエータ４９４を引き出すと（歯が係合している間に）、固定ねじが引っ込む。
【０１２７】
図２５Ａ〜図２５Ｃは、類似したリトラクタブル固定機構構造を有する人工椎間板５００を例示する。人工椎間板５００は、上位運動終板５０２、下位運動終板５０４、および上位運動終板と下位運動終板との間に位置する三つの芯部材５０６を含む。それぞれの芯部材５０６は、任意にスプリング仕掛けであってもよい圧縮性内部材５０８、ならびに上位固定部材５１０および下位固定部材５１２を含む。固定組立体は、三つの芯部材５０６（図２５Ｂ参照）のそれぞれに関連する内側運動終板部材（図示せず）の回転が、それぞれの固定部材５１０、５１２に、それぞれの外側の運動終板（図２５Ｃ参照）の外面での穴５１４を通って外側に延出させるように製作される。
【０１２８】
先述のリトラクタブル固定ねじ構造は、例えば、低侵襲的移植手順の際に、比較的薄い状態にある人工椎間板を送達する能力を提供する。図２５Ａに示すように、人工椎間板５００は、固定ねじ５１０、５１２の延出の前は比較的短い長さを有する。人工椎間板がこの状態で移植される場合は、それほど大量の脊椎を摘出する必要がなく、椎間板空間へのアクセスを可能にする。さらに、挿入の間、例えば、神経など隣接する組織への損傷を起こす可能性が少ない。挿入後、例えば、図２５Ａ〜図２５Ｂに示すように、リトラクタブル固定ねじ５１０、５１２は延出し、隣接する椎骨体部へ人工椎間板を固定する。
【０１２９】
その他の代替の固定機構を図２６Ａ〜図２６Ｃに示す。この機構はまた、移植手順の間薄い状態の構造を提供するよう意図される。薄い状態は、固定機構によって引き起こされる組織または神経損傷の可能性を抑え、後部移植の場合には、移植に順応するために必要な椎弓切開術および脊椎関節突起切除術の大きさを縮小する。
【０１３０】
図２６Ａを参照すると、後部低侵襲的移植後の一組の人工椎間板５２０を例示している。人工椎間板５２０のそれぞれは概略菱形であり、その組は椎間板空間内に平行配置に提供されている。複数の固定スパイク５２２は、人工椎間板のそれぞれの側面から半径方向外向きに延出する。スパイクは、人工椎間板の移植後、椎間板空間内に残存する自然の椎間板の残部に延出し係合する。好ましくは、スパイク５２２は、それぞれのスパイクに、人工椎間板を移植した後奥寄りの送達位置（図２６Ｂ）から延出する展開位置（図２６Ｃ）へ外側に屈曲させるスプリング機構（図示せず）を備える。他の作動機構もさらに企図される。例えば、代替の作動機構は、それぞれの人工椎間板の後端で利用者によって組み立てられるねじ機構を含む。ねじ機構の回転は連結によって並進され、それぞれのスパイクに展開位置に延出させる。
【０１３１】
図２６Ａ〜図２６Ｃに示す固定スパイク５２２の横配置は、人工椎間板を適当な位置に固定する機能を果たす十分な保持力を提供する場合がある。さらなる固定力が必要な場合は、さらに多くの横スパイクを構造に追加してもよい。別法として、または追加として、固定フィンを上位運動終板および下位運動終板の外面上に含め、椎骨体部の内面に係合させてもよい。さらなる固定は、残部の自然の椎間板に椎間板を接合または外科的にホチキスでとじることによって提供してもよい。
【０１３２】
選択的に可撤性固定部材のその他の実施形態を図２７Ａ〜図２７Ｃに示す。固定部材は、本願、‘２７６出願、および他の所で記載されている運動終板などの人工椎間板の運動終板の外面に選択的に結合するように適合される挿入可能な竜骨構造５３０を備える。竜骨５３０は、基部５３２および基部の上面から上向きに延出する固定フィン５３４を含む。結合部材５３６は基部５３２の底面に形成される。図示する実施形態では、結合部材５３６は、運動終板の外面に形成される嵌合する台形のスロットに摺動するように適合され、それによって竜骨５３０を運動終板に結合する概略台形の延出部である。より多くの、またはより少ない頂点を提供してもよいが、固定フィンは三つの頂点５３８ａ〜５３８ｃを含む。フィン５３４は、椎骨体部の内面に物理的に係合するように適合され、これによって人工椎間板を適当な位置に保持する。
【０１３３】
有利には、可撤性竜骨の基部５３２は、基部の下面の平面に対して鋭角βで平面に位置する上面を有する概略楔形部材の形をしている。可撤性竜骨の楔形の目的は、とりわけ腰部人工椎間板移植の場合に、椎骨体部間の角度に順応するよう脊柱前弯角を提供することである。このようにして、人工椎間板の運動終板は、互いに対して並行関係にあるように提供してもよく、また可撤性竜骨は、人工椎間板構造に好ましい脊柱前弯角を提供する。
【０１３４】
（Ｖ．人工椎間板システム）
人工椎間板に組み込む、または合体させてもよい多くのシステムおよび任意の機能を以下に記載する。
【０１３５】
最初に図２９Ａ〜図２９Ｂを参照すると、移植手順の間、人工椎間板を薄い状態に保つためのシステムを示している。システムは、上位運動終板５５２、下位運動終板５５４、および上位運動終板と下位運動終板との間に位置し、結合される芯部材５５６を有する人工椎間板５５０を含む。保持機構５５８は、上位運動終板５５２と芯部材５５６と下位運動終板５５４との間に延出する。好ましくは、保持機構５５８は、目的のために上位および下位運動終板５５２、５５４のそれぞれに形成される穴を通って延出し、チャネルは芯部材５５６を通る。
【０１３６】
保持機構５５８は、人工椎間板５５０を圧縮された、薄い状態に選択的に保つよう作動する。とりわけ、保持機構５５８は、人工椎間板を通って延出するシャフト５６０、シャフト５６０を上位運動終板５５２に結合する上位結合機構５６２、およびシャフト５６０を下位運動終板５５４に結合する下位結合機構５６４を含む。結合機構の一例を図２９Ｂに示し、ここでシャフト５６０の端部は、ロッキングプレート５６８に形成される鍵穴５６６に係合するＶ字型の切り込み５６１を備える。ロッキングプレート５６８は上位運動終板５５２および下位運動終板５５４の一方または双方に摺動自在に結合され、シャフト５６０の端部のＶ字型の切り込み５６１は鍵穴５６６に係合し、ロッキングプレート５６８に対してシャフト５６０を適当な位置にロックする。ロッキングプレート５６８が摺動する場合、シャフト５６０は鍵穴５６６を通過することができ、保持機構を解除する。他の結合機構もまた企図される。
【０１３７】
実際には、移植に先立ち、人工椎間板５５０は動作可能な高さと相対的に縮小した高さまで圧縮される。保持機構５６２、５６４は次いで係合され、圧縮された椎間板が動作可能な高さまで膨張するのを効率的に抑制する。
圧縮された椎間板は次いで、好ましくは低侵襲外科的処置によって移植される。
椎間板が椎間の空間に設置されると、保持機構５６２、５６４は、例えば、ロッキングプレート５６８を摺動させることによって解除され、鍵穴５６６を通るシャフト５６０の端部を開放する。従って、抑制のない人工椎間板は、動作可能な高さに戻り、動作可能な状態となる。
【０１３８】
以下に図３０を参照すると、脊椎移植デバイスに使用する芯構造が示されている。芯構造は、脊椎移植デバイスのねじり剛性を調節するための方法を提供するように適合される。例えば、芯構造は、上述のものなどの材料から、および方法によって形成される概略円筒型芯部材５７０を含む。芯部材は、芯部材の上面から下方に、および芯部材の底面から上方に延出する複数の概略円筒型収納部５７２を含む。このように、芯部材５７０は、上位運動終板の内面から下方に延出する複数の嵌合する概略円筒型ピンを有する上位運動終板に係合するよう構成される。このように、芯部材５７０は、上位運動終板の内面から下方に延出する複数の嵌合する概略円筒型ピンを有する上位運動終板に係合するよう構成される。芯部材内に形成される収納部と、上位運動終板および下位運動終板の内面に形成されるピンとの相互作用により、芯部材が両方の運動終板に回転的に固定される。
【０１３９】
有利にも、芯部材の収納部５７２および嵌合する運動終板ピンの数、大きさ、形状、材料および材料性質は、所望の性質を獲得するために設計上の選択の対象となる。例えば、芯部材と運動終板との間の比較的低度のねじり剛性を獲得するために、比較的浅い収納部５７２を提供してもよく、また比較的短いピンを提供してもよい。収納部５７２および運動終板のピンを長くすることは、ねじり剛性の程度を増大させる傾向がある。運動終板の中心軸に対するピン（および収納部）の位置を含み、他の変形形態もまた企図される。さらに、他の所望の成果を得るために、収納部５７２は運動終板に形成してもよく、または嵌合するピンは芯部材の上面および下面に形成してもよい。
【０１４０】
以下に図３１Ａ〜図３１Ｄを参照すると、脊椎運動維持デバイスの好ましいシステムが示されている。脊椎運動維持デバイスは、脊椎の疾患または疾病の治療に使用される。かかる維持デバイスの二つの型は、総人工椎間板および動的安定化デバイスである。これらのデバイスは、例えば、変性椎間板疾患および脊椎すべり症を治療するのに使用される。かかるデバイスは独立して使用されているが、本願に記載の方法にて互いに併用されていない。
【０１４１】
例えば、図３１Ａは、一組の隣接する椎骨体部５８６、５８８の横突起５８２、５８４に結合される動的安定化デバイス５８０を示す。動的安定化デバイス５８０は、上位椎骨体部５８６への結合を提供する上位結合部材５９０（椎弓根スクリューなど）、下位椎骨体部５８８への結合を提供する下位結合部材５９２（椎弓根スクリューなど）、および上位結合部材５９０と下位結合部材５９２との間に延出し、それぞれに連結する安定部５９４を含む。動的安定化デバイス５８０の構造および機能的詳細は、本説明の範囲外である。大部分は当業者が一般に知るところであり、業界用文献で一般に利用可能である。
【０１４２】
人工椎間板６００は、二つの椎骨体部５８６、５８８間の椎間の空間に位置する。自然の椎間の空間６１０は、人工椎間板６００の上下の椎間の空間に位置する。人工椎間板６００は、上位運動終板６０２、下位運動終板６０４、および上位運動終板６０２と下位運動終板６０４との間に延出し、それぞれに結合される芯部材６０６を含む。人工椎間板６００は、本願に、‘２７６出願に、または他の所に記載の実施形態にいずれかに従い製作してもよい。
【０１４３】
一つ以上の運動維持デバイス（人工椎間板、動的安定化デバイス、棘間スペーサなどを含む）はまた、面関節または椎骨体部交換などの交換デバイスと組み合わせてもよい。
【０１４４】
「菱」形の人工椎間板６２０を図３１Ｂに示す。椎間板６２０は、複数の固定フィン６２３を有する上位運動終板６２２、複数の固定フィン６２５を有する下位運動終板６２４、および上位運動終板と下位運動終板との間に延出し、それぞれに結合される一組の芯部材６２６ａ、６２６ｂを含み、上述および‘２７６出願に記載のものと類似している。「菱」形の人工椎間板６２０は、後部アクセスを使用して低侵襲外科的処置によって移植されるように特に適合される。先述の人工椎間板６２０は、上述の方法で一つ以上の動的安定化デバイス５８０と組み合わせて使用するのに適している。
【０１４５】
別法として、図３１Ｃ〜図３１Ｄに示すように、人工椎間板６２０および動的安定化デバイス５８０は統合構造に合併してもよい。図３１Ｃは、上位運動終板６２２、下位運動終板６２４、上位運動終板と下位運動終板との間に延出し、それぞれに結合される一組の芯部材６２６ａ〜６２６ｂを有する人工椎間板６２０を含むようなデバイスの第一の実施形態を例示する。人工椎間板は、図３１Ｂに関して上述したものと類似した「菱」形である。図３１Ｄに示すように、代替の実施形態では、人工椎間板６３０は、低侵襲外科的処置においてデバイスの挿入を容易にするよう角を成す上位運動終板６３２および下位運動終板６３４を含む。動的安定化デバイス５８０は、人工椎間板６３０の後側部に結合される。動的安定化デバイス５８０は、軸方向および横方向の一方または両方に結合される椎骨体部の動きを抑制することができ、種々の解剖学的構造に順応する。
【０１４６】
二つ以上の人工椎間板移植が一つの椎間板の空間内に用いられる図３２Ａおよび図３２Ｂを以下に参照すると、椎間板は相隔たり配置されるか、または互いに係合する場合がある。後者の場合には、係合は、端部と端部、側部と側部、または端部と側部であってもよい。互いに対して二つ以上の椎間板の位置決めおよび配置を容易にするために、一つ以上の成分または成分の一部は、互いに連結するよう構成してもよい。例えば、一つ以上の運動終板の周辺端部またはガスケットの側部をロックし、椎間板間の係合の固定を維持してもよい。図３２Ａは、溝付き釘のさねはぎ継ぎ形態６４０を有する連結椎間板の運動終板１１０を示す。同様に、図３２Ｂの椎間板ガスケット１３２は、連結蛇腹６５０で構成される。これらの連結機構のそれぞれは、互いに対して隣接する人工椎間板の位置決めおよび配置を容易にする。
【０１４７】
図３３Ａ〜図３３Ｃは、ほぼＸ字形の形態に展開するように適合される人工椎間板の機構を例示する。ほぼＸ字形の形態は、回転の縦横中心のより優れた配置を提供し、また横曲げ、屈曲、および延出に支持を提供すると考えられている。図３３Ａに示すように、ほぼＸ字形の形態は、それぞれの椎間板の曲面の先端６６２が互いの方へ向けられ、椎間板の空間の中心６６４付近に位置するように配置される一組の湾曲した人工椎間板６６０を提供することによって獲得してもよい。
【０１４８】
別法として、図３３Ｂ〜図３３Ｃに示すように、人工椎間板のそれぞれは、上位運動終板および下位運動終板を備えてもよく、それぞれは中央（または中心をはずれた）連結部６７０を有する。芯部材は、上位運動終板と下位運動終板との間に位置し、好ましくは連結部のいずれか一方の側部にそれぞれに結合される。図３３Ｂに示すように、人工椎間板は一直線の配置にある間に移植し、それによって移植の側面を最小限にしてもよい。次いで、移植後、人工椎間板は、連結部６７０を通して椎間板の端部を旋回させることによって湾曲させ、図３３Ａに示すものなど湾曲した人工椎間板を形成してもよい。
【０１４９】
図３４Ａ〜図３４Ｂは、単一の移植、片面後方進入法を使用して人工椎間板を移植するための手術方法を例示する。図示するように、例えば、図３４Ａでは、後部アクセス６８０は、椎間板の空間６８２に創設され、カニューレはアクセスを維持するよう挿入される。概略菱形の人工椎間板６８６は、カニューレ６８４を通って椎間板の空間６８２へ挿入され、長手方向軸はカニューレと同じ軸に延出する。把持端部６９０を有する挿入道具６８８は、人工椎間板６８６の挿入を容易にする。図３４Ａに示すように、最初の挿入時点で、人工椎間板６８６は、椎間板の空間６８２内の所望の配置から９０度だけ位置がずれている。
【０１５０】
図３４Ｂを参照すると、人工椎間板の位置ずれは、挿入道具６８８を使用して椎間板を把持し、人工椎間板の長手方向軸が挿入経路に対して垂直に位置するまで９０度回転させて椎間板６８６を回転させることによって修正している。回転後は、人工椎間板６８６は椎間板の空間６８２内の適切な配置にある。
【０１５１】
図３５Ａ〜図３５Ｄは、一つ以上の人工椎間板の移植のための代替の低侵襲外科的処置を例示する。例示する処置は、後方進入法か、または前方進入法特有のいくつか不利点を回避する側部進入法を用いる。図３５Ａに示すように、カニューレ７００は患者の側部と通って横方向に挿入し、椎間板の空間７０２へのアクセスを提供する。一組の概略菱形の人工椎間板７０４ａ〜７０４ｂは、カニューレと通って椎間板の空間へと挿入するために整列される。
【０１５２】
図３５Ｂを参照すると、先導する人工椎間板７０４ａがカニューレ７００を椎間板の空間７０２へ押し出す場合、後続の人工椎間板７０４ｂの遠位端は、ある角度を成して先導する人工椎間板７０４ａの近位端に接触する。後続の人工椎間板７０４ｂは前方に転ずる一方で、角のある接触は、先導する人工椎間板７０４ａに椎間板の空間７０２内に後方に転じさせる。（図３５Ｃ参照）後続の人工椎間板７０４ｂがさらに前進した後、先導する椎間板７０４ａおよび後続の椎間板７０４ｂは、図３５Ｄに示すように、最終的な平行配置に達する。
【０１５３】
図３６Ａ〜図３６Ｊは、図３５Ｄに関して上述したものなどの一組の隣接する人工椎間板７１０を連結するのに適切な連結機構のいくつかの実施形態を例示する。最初に図３６Ａ〜図３６Ｂを参照すると、これらの図は、第一の結合機構７１２を有する第一の人工椎間板７１０のそれぞれ側面図および上面図を例示している。第一の結合機構７１２は、プロテーゼの上位および下位運動終板７１４、７１６の側部から突出する複数のピンの形をしている。例示する例に示すように、二つのピンは、上位運動終板７１４および下位運動終板７１６のそれぞれの側部から突出している。より多い、またはより少ないピンが適する場合がある。
【０１５４】
次に図３６Ｃ〜図３６Ｄを参照すると、これらの図は、第二の結合機構７２２を有する第二の人工椎間板７２０のそれぞれ側面図および上面図を例示していて、第二の結合機構は、図３６Ａ〜図３６Ｂに示す第一の結合機構７１２と相補的である。第二の結合機構７２２は、プロテーゼの上位および下位運動終板７２４、７２６のそれぞれの側部から突出している複数の調和する角を成す傾斜台の形をしている。
【０１５５】
次に図３６Ｅ〜図３６Ｆを参照すると、これらの図は、第三の結合機構７３２を有する第三の人工椎間板７３０のそれぞれ側面図および上面図を例示していて、第三の結合機構７３２も同様に、図３６Ａ〜図３６Ｂに示す第一の結合機構７１２と相補的である。第三の結合機構７３２は、プロテーゼの上位および下位運動終板７３４、７３６のそれぞれの側部から突出している複数の調和するＣ字形のクランプの形をしている。
【０１５６】
図３６Ｇは、それぞれ、図３６Ａ〜図３６Ｂおよび図３６Ｃ〜図３６Ｄに表現された第一および第二の人工椎間板７１０、７２０を示し、前記人工椎間板７１０、７２０は図３６Ａ〜図３６Ｂに示す第一の結合機構７１２のピンと部分的に組み立てられ、前記ピンは右側に横方向に、またわずかに下方に移動し、図３６Ｃ〜図３６Ｄに示す、左側に、またわずかに上方に移動する第二の結合機構７２２の傾斜台に部分的に係合する。傾斜台の背後部の後方にピンを落下し、それによってプロテーゼのピンの半端の左側への移動、およびプロテーゼの傾斜台の半端の右側への移動を阻止するよう完全に組み立てられた二つの成分の椎間板プロテーゼを図３６Ｈに示す。図３６Ｉは、図３６Ｅ〜図３６Ｆに表現された第三の結合機構７３２の突出するクランプに完全にパチンと閉まる、図３６Ａ〜図３６Ｂに表現された第一の結合機構７１２の突出するピンを用いて、図３６Ａ〜図３６Ｂに表現された第一の人工椎間板７１０で完全に組み立てられた、図３６Ｅ〜図３６Ｆに表現された代替の第三の結合機構７３２を示す。図３６Ｉに示される係合する結合機構は、横側に両方向および垂直に両方向に互いに対してプロテーゼの二つの半端の動きを阻止することが当業者には理解されるであろう。
【０１５７】
次に図３７Ａ〜図３７Ｆを参照すると、一組の人工椎間板の移植を送達するための低侵襲外科的処置のその他の実施形態を例示している。処置は、移植された椎間板の反復可能な配置を提供することを意図している。互いに対する、および椎骨体部に対する移植された人工椎間板の最終的な位置の変形形態は、移植された椎間板の生体力学的性能における変形形態を創出するので、比較的一貫性のある移植結果を生み出す方法を提供することが好ましい。
【０１５８】
処置は、図３７Ａに示す実施形態などの人工椎間板７４０とともに使用するように適合してもよい。椎間板７４０は、任意の固定フィン７４３を有する上位運動終板７４２、同様に任意の固定フィン７４５を有する下位運動終板７４４、および上位運動終板と下位運動終板との間に延出し、それぞれに結合される芯部材７４６を含む。ガイドチャネル７４８は、上位運動終板および下位運動終板のそれぞれに形成される。ガイドチャネル７４８は、運動終板のそれぞれの全長を通って延出することが好ましい。ガイドワイヤ７５０を図３７Ｂに示す。人工椎間板７４０の上位運動終板７４２および下位運動終板７４４のそれぞれに形成されるガイドチャネル７４８は、ガイドワイヤ７５０が通過できるのに十分な大きさから成る。ガイドワイヤ７５０は、編組、巻線、モノフィラメント材料から形成されることが好ましい。
【０１５９】
始める前に、外科的処置は、後部椎間板の空間７６０の両側部へのアクセスの創造を必要とする。一組のカニューレ７６２、７６４は切開部へ挿入され、アクセスを提供する。自然の椎間板の核ならびに側部および前部輪を摘出する（図３７Ｃ参照）。ガイドワイヤ７５０は次いで、アクセスチャネルのうちの一つの中へ注入され、中空の核腔を通って、反対側のアクセスチャネルから出て戻る。ガイドワイヤ７５０が適当な位置に設置されると、図３７Ｄに示すように、人工椎間板７４０ａ、７４０ｂは、ガイドワイヤ７５０の端部のそれぞれを縫うようにして進み、一組の人工椎間板７４０ａ〜７４０ｂはガイドワイヤ７５０を越えて中空の核腔７６０に入り進む。好ましい実施形態では、ガイドワイヤ７５０は、人工椎間板７４０がガイドワイヤ７５０に沿ってさらに進むことを防止する一組の固定停止部７５２ａ〜７５２ｂを備える。従って、ガイドワイヤ７５０が椎間板の空間内に適切に配置されているならば、人工椎間板のそれぞれは、椎間板の空間内の所定位置へ、互いに対して進む。
【０１６０】
先述の方法のとりわけ好ましい実施形態では、人工椎間板７４０ａ〜７４０ｂのそれぞれに「Ｊ」字形に形成され、それぞれは一組の芯部材７４６ａ〜７４６ｂを含む。図３７Ｅを参照。この実施形態では、図３７Ｆに示すように、最終的な移植時点で、椎間板のそれぞれの遠位端は、椎間板の空間内で互いに（７４９地点を参照）突き当たる。
【０１６１】
図３８Ａ〜図３８Ｆは、上述の一組の「Ｊ」字形の人工椎間板７４０ａ〜７４０ｂのいくつかの実施形態を例示する。これらの図に示す一組の椎間板は、展開後一組の椎間板７４０ａ〜７４０ｂを互いに結合する能力を提供する結合機構を含む。例えば、図３８Ａ〜図３８Ｂでは、第一の人工椎間板７４０ａは、第二の人工椎間板７４０ｂに形成される収納部７７２とスナップ式係合を提供する大きさにされる拡大延出部７７０を含む。椎間板の遠位端を互いに押し付けると、延出部７７０は収納部７７２に挿入され、適当な位置でパチンと閉まり、それによって第一の椎間板７４０ａを第二の椎間板７４０ｂに結合させる。同様に、図３８Ｃ〜図３８Ｄでは、第一の人工椎間板７４０ａは、第二の椎間板７４０ｂの遠位端に形成される嵌合スロット７８２に係合して結合するように適合される遠位端にフック延出部７８０を備える。最後に、図３８Ｅ〜図３８Ｆでは、縫合線７９０は、第一の人工椎間板７４０ａおよび第二の人工椎間板７４０ｂのそれぞれに形成されるイドチャネル７４８を通って挿入される。椎間板の遠位端を互いに押し付けると、結び目７９２は縫合線７９０のそれぞれの端部で結ばれ、一組の人工椎間板の相対位置を維持する。別法として、縫合線のそれぞれの端部にクリップを付けてもよい。縫合線の端部は次いで切り取り、どんな余分の材料も取り除いてもよい。さらに、ガイドワイヤはひだを両端に結合させ、不要な部分を切除することができる。
【０１６２】
図３９を参照すると、カプセル化スプリング椎間板交換システム８００を示している。システムは、エラストマーカプセル８０４に含有される内部スプリング素子８０２を含む。スプリング素子８０２は、板スプリング（例えば、楕円またはリーフスプリング）、渦巻回スプリング、弦巻スプリング（例えば、コイルスプリング）、または同等物を備えてもよい。スプリング素子８０２は、金属材料（例えば、ステンレス鋼、金属合金）、エラストマー材料、または適切な他のどんな材料から形成してもよい。スプリング素子８０２は、上位（上方の）固定部材８０６および下位（下方の）固定部材８０８に結合されることが好ましい。上位および下位固定部材８０６、８０８は、図示するようにスパイク、もしくはフィン、アンカー、または椎間板交換システムを適当な位置に実質上固定するために上方および下方椎骨体部を係合するために適切な他のどんな部材を備えてもよい。適切な固定部材の例は上述してある。エラストマーカプセル８０４は、概略球形、立方体、腎臓形、または目的の用途に適切な他のどんな大きさもしくは形状であってもよい。
【０１６３】
それぞれのカプセル化スプリングシステム８００は、システム８００の形を縮小するためにスプリング素子８０２を圧縮することによって、カニューレの送達により移植してもよい。カプセル化スプリングシステム８００は次いで、送達後正常の状態に膨張させてもよい。このようにして、カプセル化スプリングシステムは、一組の隣接する椎骨体部間の展開および移植に適切となる。単一のカプセル化スプリングシステムまたは複数の小さなかかるシステムは、部分的椎間板交換として、または椎間板補助もしくは椎間板矯正を提供するために移植してもよい。別法として、比較的大きな複数のカプセル化スプリングシステムは、総椎間板交換を提供するために移植してもよい。
【０１６４】
（ＶＩ．本願に包含される説明に関する情報）
本特許出願の対象である本発明は、当然ながら変化してもよいなど、記載する特定の実施形態に限定されないことが理解されるものとする。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるので、本願で使用する専門用語は、特定の実施形態を単に説明する目的であり、限定的となることを意図していないこともさらに理解されるものとする。
【０１６５】
別段の定義がない限り、本願に使用される専門用語および科学用語は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるものと同様の意味を有する。本願に記載されるものに類似した、または同様の方法および材料もまた、本発明の実践および試験に使用可能ではあるが、好ましい方法および材料が本願に記載されている。
【０１６６】
本願に言及された全ての特許、特許出願および他の出版物は、それらの全体が参照することによって本願に援用される。本願に記載の特許、出願および出版物は、本出願の出願日以前の開示のみを提供している。本願のいかなる内容でも、本発明が先行の発明であることを理由として、それらの出版物の日付より以前の発明と見なされる権利を持たないことを認めると解釈してはならない。さらに、記載された公開日は実際の公開日と異なる場合があり、個々に確認する必要がある場合がある。
【０１６７】
本開示を読むと当業者には明白となるように、本願に記載および例示の個々の実施形態のそれぞれは、別個の成分および特徴を有し、本発明の範囲または精神から逸脱することなく他のいくつかの実施形態のいずれかの特徴と容易に分離させる、または組み合わせてもよい。
【０１６８】
先述のものは、本発明の原理を例示したにすぎない。本願には明示的に記載または図示していないが、当業者は本願の原理を具現化し、その精神および範囲内に含まれる種々の配置を考案できることが理解されるであろう。さらに、本願に列挙したすべての例および条件言語は主に、当技術分野を発展させるために、本発明の原理および本発明者によって提供される概念を理解する際に読者を助力するよう意図され、具体的に列挙した例および条件などに限定されないと解釈されるものとする。さらに、本発明の具体的な例と同様に、その原理、側面および実施形態を列挙した本願のすべて記述は、その構造的および機能的相当物の双方を包含することが意図される。さらに、かかる相当物は、現在知られている相当物および将来開発される相当物、すなわち、構造に関係なく同じ機能を果たすよう開発される任意の素子の双方を含むことを意図する。従って、本発明の範囲は、本願に図示および記載された例となる実施形態に限定されるよう意図されない。むしろ、本発明の範囲および精神は、添付の特許請求の範囲によって具現化される。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１Ａ】図１Ａおよび図１Ｂは、本発明による、二つの異なる人工椎間板の三次元図を提供する。
【図１Ｂ】図１Ａおよび図１Ｂは、本発明による、二つの異なる人工椎間板の三次元図を提供する。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による、ポリマー核および線維性輪を含む線維圧縮性素子の三次元図を提供する。
【図３】図３は、人工椎間板の三次元断面図を提供する。
【図４Ａ】図４Ａ〜図４Ｂは、芯部材の二つの実施形態の三次元図を提供する。
【図４Ｂ】図４Ａ〜図４Ｂは、芯部材の二つの実施形態の三次元図を提供する。
【図４Ｃ】図４Ｃは、一組の運動終板間に位置する芯部材の端面図を提供する。
【図５Ａ】図５Ａ〜図５Ｂは、複数の芯部材の形状を成す芯を有する人工椎間板の側面図を提供する。
【図５Ｂ】図５Ａ〜図５Ｂは、複数の芯部材の形状を成す芯を有する人工椎間板の側面図を提供する。
【図６Ａ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｂ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｃ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｄ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｅ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｆ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｇ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｈ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｉ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｊ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｋ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｌ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｍ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｎ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｐ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｑ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｒ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｓ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図６Ｔ】図６Ａ〜図６Ｎおよび図６Ｐ〜図６Ｔは、本願に記載する人工椎間板において使用するのに適切な芯部材のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図７】図７〜図１０は、調節可能な芯構造のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図８】図７〜図１０は、調節可能な芯構造のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図９】図７〜図１０は、調節可能な芯構造のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図１０】図７〜図１０は、調節可能な芯構造のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図１１】図１１は、運動終板の上面図を提供する。
【図１２Ａ】図１２Ａ〜図１２Ｂは、図１１に示すような運動終板を有する人工椎間板の移植方法の説明図を提供する。
【図１２Ｂ】図１２Ａ〜図１２Ｂは、図１１に示すような運動終板を有する人工椎間板の移植方法の説明図を提供する。
【図１３】図１３は、概略細長い管状芯部材を有する人工椎間板の斜視図を提供する。
【図１４Ａ】図１４Ａ〜図１４Ｄは、選択的に拡張可能な人工椎間板およびその成分の説明図を提供する。
【図１４Ｂ】図１４Ａ〜図１４Ｄは、選択的に拡張可能な人工椎間板およびその成分の説明図を提供する。
【図１４Ｃ】図１４Ａ〜図１４Ｄは、選択的に拡張可能な人工椎間板およびその成分の説明図を提供する。
【図１４Ｄ】図１４Ａ〜図１４Ｄは、選択的に拡張可能な人工椎間板およびその成分の説明図を提供する。
【図１５Ａ】図１５Ａ〜図１５Ｂは、細長の管状芯部材を有する人工椎間板の説明図を提供する。
【図１５Ｂ】図１５Ａ〜図１５Ｂは、細長の管状芯部材を有する人工椎間板の説明図を提供する。
【図１６Ａ】図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｃ、および図１９Ａ〜図１９Ｃは、自然の機能的脊柱ユニットの生理機能を模倣するよう構成された人工椎間板の説明図を提供する。
【図１６Ｂ】図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｃ、および図１９Ａ〜図１９Ｃは、自然の機能的脊柱ユニットの生理機能を模倣するよう構成された人工椎間板の説明図を提供する。
【図１６Ｃ】図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｃ、および図１９Ａ〜図１９Ｃは、自然の機能的脊柱ユニットの生理機能を模倣するよう構成された人工椎間板の説明図を提供する。
【図１７Ａ】図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｃ、および図１９Ａ〜図１９Ｃは、自然の機能的脊柱ユニットの生理機能を模倣するよう構成された人工椎間板の説明図を提供する。
【図１７Ｂ】図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｃ、および図１９Ａ〜図１９Ｃは、自然の機能的脊柱ユニットの生理機能を模倣するよう構成された人工椎間板の説明図を提供する。
【図１８Ａ】図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｃ、および図１９Ａ〜図１９Ｃは、自然の機能的脊柱ユニットの生理機能を模倣するよう構成された人工椎間板の説明図を提供する。
【図１８Ｂ】図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｃ、および図１９Ａ〜図１９Ｃは、自然の機能的脊柱ユニットの生理機能を模倣するよう構成された人工椎間板の説明図を提供する。
【図１８Ｃ】図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｃ、および図１９Ａ〜図１９Ｃは、自然の機能的脊柱ユニットの生理機能を模倣するよう構成された人工椎間板の説明図を提供する。
【図１９Ａ】図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｃ、および図１９Ａ〜図１９Ｃは、自然の機能的脊柱ユニットの生理機能を模倣するよう構成された人工椎間板の説明図を提供する。
【図１９Ｂ】図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｃ、および図１９Ａ〜図１９Ｃは、自然の機能的脊柱ユニットの生理機能を模倣するよう構成された人工椎間板の説明図を提供する。
【図１９Ｃ】図１６Ａ〜図１６Ｃ、図１７Ａ〜図１７Ｂ、図１８Ａ〜図１８Ｃ、および図１９Ａ〜図１９Ｃは、自然の機能的脊柱ユニットの生理機能を模倣するよう構成された人工椎間板の説明図を提供する。
【図２０】図２０および図２１Ａ〜図２１Ｂは、内部運動終板および外部運動終板を含む２面運動終板の説明図を提供する。
【図２１Ａ】図２０および図２１Ａ〜図２１Ｂは、内部運動終板および外部運動終板を含む２面運動終板の説明図を提供する。
【図２１Ｂ】図２０および図２１Ａ〜図２１Ｂは、内部運動終板および外部運動終板を含む２面運動終板の説明図を提供する。
【図２２Ａ】図２２Ａ〜図２２Ｄは、外面上に複数の固定式固定フィンを有する人工椎間板の説明図を提供する。
【図２２Ｂ】図２２Ａ〜図２２Ｄは、外面上に複数の固定式固定フィンを有する人工椎間板の説明図を提供する。
【図２２Ｃ】図２２Ａ〜図２２Ｄは、外面上に複数の固定式固定フィンを有する人工椎間板の説明図を提供する。
【図２２Ｄ】図２２Ａ〜図２２Ｄは、外面上に複数の固定式固定フィンを有する人工椎間板の説明図を提供する。
【図２３Ａ】図２３Ａ〜図２３Ｂは、部分的に円筒型の運動終板および可撤性竜骨の説明図を提供する。
【図２３Ｂ】図２３Ａ〜図２３Ｂは、部分的に円筒型の運動終板および可撤性竜骨の説明図を提供する。
【図２４Ａ】図２４Ａ〜図２４Ｂおよび図２５Ａ〜図２５Ｃは、選択的に展開可能な固定ねじ、および関連する機構の説明図を提供する。
【図２４Ｂ】図２４Ａ〜図２４Ｂおよび図２５Ａ〜図２５Ｃは、選択的に展開可能な固定ねじ、および関連する機構の説明図を提供する。
【図２５Ａ】図２４Ａ〜図２４Ｂおよび図２５Ａ〜図２５Ｃは、選択的に展開可能な固定ねじ、および関連する機構の説明図を提供する。
【図２５Ｂ】図２４Ａ〜図２４Ｂおよび図２５Ａ〜図２５Ｃは、選択的に展開可能な固定ねじ、および関連する機構の説明図を提供する。
【図２５Ｃ】図２４Ａ〜図２４Ｂおよび図２５Ａ〜図２５Ｃは、選択的に展開可能な固定ねじ、および関連する機構の説明図を提供する。
【図２６Ａ】図２６Ａ〜図２６Ｃは、その他の人工椎間板固定機構の説明図を提供する。
【図２６Ｂ】図２６Ａ〜図２６Ｃは、その他の人工椎間板固定機構の説明図を提供する。
【図２６Ｃ】図２６Ａ〜図２６Ｃは、その他の人工椎間板固定機構の説明図を提供する。
【図２７Ａ】図２７Ａ〜図２７Ｃは、挿入可能な竜骨構造の説明図を提供する。
【図２７Ｂ】図２７Ａ〜図２７Ｃは、挿入可能な竜骨構造の説明図を提供する。
【図２７Ｃ】図２７Ａ〜図２７Ｃは、挿入可能な竜骨構造の説明図を提供する。
【図２８】図２８は、人工椎間板の上部および下部運動終板を結合するための線維巻回構造の説明図を提供する。
【図２９Ａ】図２９Ａ〜図２９Ｂは、移植手順の間、人工椎間板を薄い状態に保つシステムの説明図を提供する。
【図２９Ｂ】図２９Ａ〜図２９Ｂは、移植手順の間、人工椎間板を薄い状態に保つシステムの説明図を提供する。
【図３０】図３０は、人工椎間板に使用するために適合された芯構造の説明図を提供する。
【図３１Ａ】図３１Ａ〜図３１Ｄは、脊髄運動維持システムの説明図を提供する。
【図３１Ｂ】図３１Ａ〜図３１Ｄは、脊髄運動維持システムの説明図を提供する。
【図３１Ｃ】図３１Ａ〜図３１Ｄは、脊髄運動維持システムの説明図を提供する。
【図３１Ｄ】図３１Ａ〜図３１Ｄは、脊髄運動維持システムの説明図を提供する。
【図３２Ａ】図３２Ａ〜図３２Ｂは、椎間板連動機構の説明図を提供する。
【図３２Ｂ】図３２Ａ〜図３２Ｂは、椎間板連動機構の説明図を提供する。
【図３３Ａ】図３３Ａ〜図３３Ｃは、ほぼＸ字形の形態に展開するように適合される人工椎間板の説明図を提供する。
【図３３Ｂ】図３３Ａ〜図３３Ｃは、ほぼＸ字形の形態に展開するように適合される人工椎間板の説明図を提供する。
【図３３Ｃ】図３３Ａ〜図３３Ｃは、ほぼＸ字形の形態に展開するように適合される人工椎間板の説明図を提供する。
【図３４Ａ】図３４Ａ〜図３４Ｂは、人工椎間板を移植するための手術方法を示す説明図を提供する。
【図３４Ｂ】図３４Ａ〜図３４Ｂは、人工椎間板を移植するための手術方法を示す説明図を提供する。
【図３５Ａ】図３５Ａ〜図３５Ｄは、人工椎間板を移植するためのその他の手術方法を示す説明図を提供する。
【図３５Ｂ】図３５Ａ〜図３５Ｄは、人工椎間板を移植するためのその他の手術方法を示す説明図を提供する。
【図３５Ｃ】図３５Ａ〜図３５Ｄは、人工椎間板を移植するためのその他の手術方法を示す説明図を提供する。
【図３５Ｄ】図３５Ａ〜図３５Ｄは、人工椎間板を移植するためのその他の手術方法を示す説明図を提供する。
【図３６Ａ】図３６Ａ〜図３６Ｉは、一組の隣接する人工椎間板を結合するための機構の説明図を提供する。
【図３６Ｂ】図３６Ａ〜図３６Ｉは、一組の隣接する人工椎間板を結合するための機構の説明図を提供する。
【図３６Ｃ】図３６Ａ〜図３６Ｉは、一組の隣接する人工椎間板を結合するための機構の説明図を提供する。
【図３６Ｄ】図３６Ａ〜図３６Ｉは、一組の隣接する人工椎間板を結合するための機構の説明図を提供する。
【図３６Ｅ】図３６Ａ〜図３６Ｉは、一組の隣接する人工椎間板を結合するための機構の説明図を提供する。
【図３６Ｆ】図３６Ａ〜図３６Ｉは、一組の隣接する人工椎間板を結合するための機構の説明図を提供する。
【図３６Ｇ】図３６Ａ〜図３６Ｉは、一組の隣接する人工椎間板を結合するための機構の説明図を提供する。
【図３６Ｈ】図３６Ａ〜図３６Ｉは、一組の隣接する人工椎間板を結合するための機構の説明図を提供する。
【図３６Ｉ】図３６Ａ〜図３６Ｉは、一組の隣接する人工椎間板を結合するための機構の説明図を提供する。
【図３７Ａ】図３７Ａ〜図３７Ｆは、人工椎間板を移植するためのその他の手術方法を示す説明図を提供する。
【図３７Ｂ】図３７Ａ〜図３７Ｆは、人工椎間板を移植するためのその他の手術方法を示す説明図を提供する。
【図３７Ｃ】図３７Ａ〜図３７Ｆは、人工椎間板を移植するためのその他の手術方法を示す説明図を提供する。
【図３７Ｄ】図３７Ａ〜図３７Ｆは、人工椎間板を移植するためのその他の手術方法を示す説明図を提供する。
【図３７Ｅ】図３７Ａ〜図３７Ｆは、人工椎間板を移植するためのその他の手術方法を示す説明図を提供する。
【図３７Ｆ】図３７Ａ〜図３７Ｆは、人工椎間板を移植するためのその他の手術方法を示す説明図を提供する。
【図３８Ａ】図３８Ａ〜図３８Ｆは、概略「Ｊ」形状の人工椎間板のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図３８Ｂ】図３８Ａ〜図３８Ｆは、概略「Ｊ」形状の人工椎間板のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図３８Ｃ】図３８Ａ〜図３８Ｆは、概略「Ｊ」形状の人工椎間板のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図３８Ｄ】図３８Ａ〜図３８Ｆは、概略「Ｊ」形状の人工椎間板のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図３８Ｅ】図３８Ａ〜図３８Ｆは、概略「Ｊ」形状の人工椎間板のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図３８Ｆ】図３８Ａ〜図３８Ｆは、概略「Ｊ」形状の人工椎間板のいくつかの実施形態の説明図を提供する。
【図３９】図３９は、カプセル化スプリング椎間板交換システムの説明図を提供する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図６Ｉ】
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【図６Ｊ】
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【図６Ｋ】
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【図６Ｌ】
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【図６Ｍ】
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【図６Ｎ】
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【図６Ｐ】
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【図６Ｑ】
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【図６Ｒ】
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【図６Ｓ】
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【図６Ｔ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
2009506843.tif 000051
【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２６Ａ】
2009506843.tif 000071
【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２７Ａ】
2009506843.tif 000074
【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
2009506843.tif 000078
【図２９Ｂ】
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【図３０】
2009506843.tif 000080
【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３１Ｃ】
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【図３１Ｄ】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
2009506843.tif 000088
【図３３Ｃ】
2009506843.tif 000089
【図３４Ａ】
2009506843.tif 000090
【図３４Ｂ】
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【図３５Ａ】
2009506843.tif 000092
【図３５Ｂ】
2009506843.tif 000093
【図３５Ｃ】
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【図３５Ｄ】
2009506843.tif 000095
【図３６Ａ】
2009506843.tif 000096
【図３６Ｂ】
2009506843.tif 000097
【図３６Ｃ】
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【図３６Ｄ】
2009506843.tif 000099
【図３６Ｅ】
2009506843.tif 000100
【図３６Ｆ】
2009506843.tif 000101
【図３６Ｇ】
2009506843.tif 000102
【図３６Ｈ】
2009506843.tif 000103
【図３６Ｉ】
2009506843.tif 000104
【図３７Ａ】
2009506843.tif 000105
【図３７Ｂ】
2009506843.tif 000106
【図３７Ｃ】
2009506843.tif 000107
【図３７Ｄ】
2009506843.tif 000108
【図３７Ｅ】
2009506843.tif 000109
【図３７Ｆ】
2009506843.tif 000110
【図３８Ａ】
2009506843.tif 000111
【図３８Ｂ】
2009506843.tif 000112
【図３８Ｃ】
2009506843.tif 000113
【図３８Ｄ】
2009506843.tif 000114
【図３８Ｅ】
2009506843.tif 000115
【図３８Ｆ】
2009506843.tif 000116
【図３９】
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【国際調査報告】
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