(57)【要約】  椎間関節置換インプラントを、複数の隣接する椎骨レベルで使用するために設計することができる。各上位インプラントは実質的に半球凹状面を有することができ、各下位インプラントは、上位および下位インプラントの相対的な向きを固定するために上位インプラント凹状面へと押圧することができるように変形可能である、協働する半球凸状面を有することができる。したがって、下位インプラントは、上位インプラントと同じ椎弓根に取り付けることができるが、上位インプラントとは関係なく向きを定め、次いで定位置に固定することもできる。同様の設置構造を使用して、１つまたは複数の固定インプラントを、椎間関節置換インプラントのものに隣接するレベルに取り付けることができる。
2009523571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する下位関節面と結合するように第１の椎骨に取り付け可能な上位関節面と、
前記上位関節面の前記第１の椎骨への取り付けとは独立して、隣接する上位関節面と結合するように前記第１の椎骨に取り付け可能な下位関節面とを含み、
前記上位および下位関節面の少なくとも１つが、前記第１の椎骨に多軸調整可能に取り付け可能であることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記上位関節面が第１の上位補綴物に組み込まれ、前記下位関節面が第１の下位補綴物に組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記上位関節面および下位関節面の両方が、前記第１の椎骨の右側および前記第１の椎骨の左側から選択された側に配置されるように構成されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の上位補綴物および前記第１の下位補綴物を前記第１の椎骨に取り付けるために、前記第１の椎骨に埋め込み可能な固締部材をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の上位補綴物および前記第１の下位補綴物の両方が、前記第１の椎骨に多軸調整可能に取り付け可能であることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１の上位および下位補綴物が椎骨に組み付けられるように構成され、前記第１の上位および下位補綴物の前記第１の椎骨への取り付けが完了する前に、前記第１の上位および下位補綴物の両方が前記第１の椎骨に対して単一の回転中心の周りで多軸回転可能であるようになっていることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の上位および下位補綴物がそれぞれ半球面を含む取り付け部分を含み、前記第１の上位および下位補綴物の半球面が前記単一の回転中心を提供するように互いに対して入れ子になる形状であることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１の上位および下位補綴物の半球面の少なくとも１つが、前記取り付け部分が前記第１の椎骨に取り付けられると前記半球面の変形を容易にするように構成された特徴を含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
第２の上位補綴物および第２の下位補綴物をさらに含み、前記第１および第２の上位および下位補綴物が協働して左側および右側の上位関節面ならびに左側および右側の下位関節面を前記第１の椎骨上に設けるように構成されることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の下位補綴物と前記第２の下位補綴物の間の相対動作を実質的に防ぐように、前記第１および前記第２の下位補綴物に取り付け可能なクロスリンクをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
脊椎の第１の椎骨および第２の椎骨に取り付け可能であり、前記第１の椎骨と前記第２の椎骨の間の相対動作を実質的に防ぐ、第２の補綴物と、
前記第２の補綴物による前記第１の椎骨と前記第２の椎骨の間の相対動作の防止とは独立して、前記第１の椎骨に取り付け可能であり、前記脊椎の第３の椎骨上で第２の関節面と結合する形状の第１の関節面を含む第１の補綴物とを含むことを特徴とするシステム。
【請求項１２】
前記第２の補綴物の前記第１の椎骨への取り付けとは独立して、前記第１の補綴物が前記第１の椎骨にさらに取り付け可能であることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１の補綴物および前記第２の補綴物を前記第１の椎骨に取り付けるように、前記第１の椎骨に埋め込み可能な固締部材をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１の補綴物が前記第１の椎骨に多軸調整可能に取り付け可能であり、前記第２の補綴物が、
前記第１および第２の椎骨に取り付け可能に構成されたロッドと、
前記ロッドを受けるように構成されたヨークとを含み、前記ヨークが前記第１および第２の椎骨の１つに多軸調整可能に取り付け可能であることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ヨークが前記第１の椎骨に多軸調整可能に取り付け可能であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１および第２の補綴物の少なくとも１つが、前記第１の椎骨に多軸調整可能に取り付け可能であることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１および第２の補綴物が前記第１の椎骨に組み付けられるように構成され、前記第１および第２の補綴物の前記第１の椎骨への取り付けが完了する前に、前記第１および第２の補綴物の両方が前記第１の椎骨に対して単一の回転中心の周りで多軸回転可能であるようになっていることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１および第２の補綴物がそれぞれ半球面を含む取り付け部分を含み、前記第１および第２の補綴物の半球面が前記単一の回転中心を提供するように互いに対して入れ子になる形状であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１および第２の補綴物の半球面の少なくとも１つが、前記取り付け部分が前記第１の椎骨に取り付けられると前記半球面の変形を容易にするように構成された特徴を含むことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第２の補綴物と協働して前記第１の椎骨と前記第２の椎骨の間の相対動作を実質的に防ぐように前記第１および第２の椎骨に取り付け可能な第３の補綴物、および前記第２の補綴物と前記第３の補綴物の間の相対動作を実質的に防ぐように前記第２および第３の補綴物に取り付け可能なクロスリンクをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項２１】
第１の椎骨に対して選択された向きを提供するように上位関節面および下位関節面の少なくとも１つの向きを多軸調整するステップと、
前記上位関節面が隣接する下位関節面と結合するよう配置されるように、前記上位関節面を前記第１の椎骨に取り付けるステップと、
前記上位関節面の前記第１の椎骨への取り付けとは独立して、前記下位関節面が隣接する上位関節面と結合するよう配置されるように、前記下位関節面を前記第１の椎骨に取り付けるステップとを含み、
前記上位および下位関節面の少なくとも１つの取り付けが、前記選択された向きを実質的に維持することを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記上位関節面が第１の上位補綴物に組み込まれ、前記下位関節面が第１の下位補綴物に組み込まれ、前記上位関節面を前記第１の椎骨に取り付けるステップが前記第１の上位補綴物を前記第１の椎骨に取り付けるステップを含み、前記下位関節面を前記第１の椎骨に取り付けるステップが前記第１の下位補綴物を前記第１の椎骨に取り付けるステップを含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記上位および下位関節面を前記第１の椎骨に取り付ける前に、前記上位および下位関節面を前記第１の椎骨の右側および前記第１の椎骨の左側から選択された側に配置するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の椎骨に固締部材を埋め込むステップをさらに含み、前記第１の上位および下位補綴物を前記第１の椎骨に取り付けるステップが前記第１の上位および下位補綴物を前記固締部材とともに維持するステップを含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記上位関節面の少なくとも１つの向きを多軸調整するステップが、前記第１の椎骨に対する前記上位および下位関節面の選択された向きを提供するように、前記上位および下位関節面の両方の向きを多軸調整するステップを含み、前記上位および下位関節面を前記第１の椎骨に取り付けるステップが前記選択された向きを実質的に維持するステップを含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記上位および下位関節面の両方の向きを多軸調整するステップが、前記第１の上位および下位補綴物を、前記第１の椎骨に対して単一の回転中心の周りで多軸回転するステップを含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の上位および下位補綴物がそれぞれ半球面を含む取り付け部分を含み、前記第１の上位および下位補綴物の半球面が前記単一の回転中心を提供するように互いに対して入れ子になるステップを含むことを特徴とする請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記第１の上位および下位補綴物の半球面の少なくとも１つが特徴を含み、前記第１の上位および下位補綴物を前記第１の椎骨に取り付けるステップが少なくとも１つの半球面を変形するステップを含み、前記半球面の変形が前記特徴によって強化されることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
第２の上位補綴物を前記第１の椎骨に取り付けるステップと、
前記第１および第２の上位および下位補綴物が協働して左側および右側の上位関節面ならびに左側および右側の下位関節面を前記第１の椎骨上に設けるように構成されるように、第２の下位補綴物を前記第１の椎骨に取り付けるステップとさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の下位補綴物と前記第２の下位補綴物の間の相対動作を実質的に防ぐように、クロスリンクを前記第１および前記第２の下位補綴物に取り付けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
第２の補綴物を脊椎の第１の椎骨および第２の椎骨に取り付けて、前記第１の椎骨と前記第２の椎骨の間の相対動作を実質的に防ぐステップと、
前記第２の補綴物による前記第１の椎骨と前記第２の椎骨の間の相対動作の防止とは独立して、第１の補綴物を前記第１の椎骨に取り付けるステップであって、前記第１の補綴物が脊椎の第３の椎骨上で第２の関節面と結合する形状の第１の関節面を含むステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項３２】
前記第２の補綴物の前記第１の椎骨への取り付けとは独立して、前記第１の補綴物を前記第１の椎骨に取り付けるステップが、前記第１の補綴物を前記第１の椎骨に取り付けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１の椎骨に固締部材を埋め込むステップをさらに含み、前記第１および第２の補綴物を前記第１の椎骨に取り付けるステップが前記第１および第２の補綴物を前記固締部材とともに保持するステップを含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１の補綴物および前記第２の補綴物のヨークの向きを多軸調整して、前記第１の補綴物および前記ヨークの独立に選択された向きを提供するステップと、
ロッドを前記ヨークで受けるステップと、
前記ヨークを前記第１の椎骨および前記第２の椎骨の１つに取り付けるステップとをさらに含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記ヨークを前記第１の椎骨および前記第３の椎骨の１つに取り付けるステップが、前記ヨークを前記第１の椎骨に取り付けるステップを含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１の椎骨に対する前記第１および第２の補綴物の選択された向きを提供するように前記第１および第２の補綴物の向きを多軸調整するステップをさらに含み、前記第１および第２の補綴物を前記第１の椎骨に取り付けるステップが前記選択された向きを実質的に維持することを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
前記第１および第２の補綴物の向きを多軸調整するステップが前記第１および第２の補綴物を単一の回転中心の周りで多軸回転するステップを含むことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記第１および第２の補綴物がそれぞれ半球面を含む取り付け部分を含み、前記第１および第２の補綴物の半球面が前記単一の回転中心を提供するように互いに対して入れ子になるステップをさらに含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１および第２の補綴物の半球面の少なくとも１つが特徴を含み、前記第１および第２の補綴物を前記第１の椎骨に取り付けるステップが少なくとも１つの半球面を変形するステップを含み、前記半球面の変形が前記特徴によって強化されることを特徴とする請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
第３の補綴物を、前記第３の補綴物が前記第２の補綴物と協働して前記第１の椎骨と第２の椎骨の間の相対動作を実質的に防ぐように、前記第１および第２の椎骨に取り付けるステップと、
前記第２の補綴物と第３の補綴物の間の相対動作を実質的に防ぐように、クロスリンクを前記第２および第３の補綴物に取り付けるステップとをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に整形外科インプラントおよびそれに関連する方法に関し、より詳細には、椎間関節（facet joint）置換のインプラントおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの人が背部痛を経験する。背部痛は不快なだけではなく、特に衰弱を引き起こすこともある。運動、手作業、さらには座ったままでの仕事に従事することを望む多くの人が、脊柱の動作または脊柱にかかる圧力から生じる痛みのせいで、これを行うことができない。そのような痛みは、多くの場合、脊椎の外傷、炎症、代謝、滑液、新生および変性疾患によって起きる。
【０００３】
そのような損傷および痛みを軽減するために、長年、２つの椎骨を互いに実質的にロックする脊椎固定法が使用されてきた。より最近では、隣接する椎骨が互いに対して動けるようにしながら椎間板の病態を治療する、自然の椎間板を置換するための人工の椎間板が使用されている。椎間の動作を可能にしながら、疾患または委縮した関節突起に関連する不快感を軽減する、椎骨の椎間関節の一部または全部を置換するための様々なインプラントも提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
提案されたインプラントおよび方法の多くに見られる１つの欠点は、これらが単一の椎骨レベル（すなわち単一の「椎間関節」）で関節面の置換を可能にするだけであることである。多くの既知のデバイスがこのような方法で椎骨に取り付けられているので、隣接するレベルのための同様のデバイスを同じ椎骨に取り付けることができない。したがって、複数の関節にわたって及ぶ椎間関節の病態を効果的に治療することができない。
【０００５】
提案されたインプラントおよび方法の多くに見られる別の欠点は、インプラントを使用して単一の椎間関節の一部または全部を置換すると、インプラントが、隣接する椎骨のレベルを固定する別のインプラントの使用の妨げとなることである。したがって、複数の椎骨関節にわたって及ぶ脊椎の病態の治療がさらに阻害される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の様々な実施形態を、添付の図面を参照しながら以下で説明する。これらの図面は本発明の一般的な実施形態を示しているに過ぎず、したがって本発明の範囲を制限するものではないことを理解されたい。
【０００７】
本発明は、複数の隣接する椎骨レベルに適用することができ、および／または隣接するレベルの固定インプラントとともに使用することができる、椎間関節置換インプラントに関する。椎間関節置換インプラントおよび固定インプラントは、脊椎構造の自然なばらつきを補償するように、各椎骨レベルで独立して方向付けられる。
【０００８】
図１を参照すると、斜視図が、隣接するレベルの固定を伴う複数レベルの椎間関節置換を行うことができる、本発明の一実施形態によるシステム１０を示している。図１の矢印は、頭方方向１２、尾方方向１４、前側方向１６、後側方向１８、および内側／外側方向２０を示すことによって、システム１０がヒトの脊椎に対してどのように向いているかを示す。
【０００９】
システム１０の構成を図１から４の説明において述べ、隣接するレベルの固定を伴わない代替システムの構成を図５から７の説明において述べる。システム１０を埋め込み、これをヒトの脊椎の一部分に固定する１つの方法を、図８から１６と関連して図示および説明し、代替システムを埋め込む１つの方法を図１８の説明において記載する。
【００１０】
図１の実施形態では、システム１０は、尾方椎間関節アセンブリ２４、頭方椎間関節アセンブリ２６、尾方固定アセンブリ２８、頭方固定アセンブリ３０を含む。椎間関節アセンブリ２４、２６のそれぞれによって、１つの「椎間関節」の椎間関節面の置換（すなわち、関節形成術）が行われ、これは１つの椎骨の２つの上位関節面および第１の椎骨の上位にある第２の椎骨の２つの下位関節面を含む。椎間関節アセンブリ２４、２６は、自然の関節面の形状および向きを実質的に複製することができ、自然で、患者にとって健康な脊椎関節の自然動作と同様に感じられる、「解剖学的な（anatomic）」結合をもたらすようになっている。
【００１１】
尾方固定アセンブリ２８は２つの椎骨間の相対動作を実質的に防ぐことによって、１つの椎間関節を実質的に固定化するように設計されている。頭方固定アセンブリ３０は、３つの椎骨間の相対動作を実質的に防ぐことによって、２つの椎間関節を実質的に固定化するように設計されている。所望であれば、尾方固定アセンブリ２８および／または頭方固定アセンブリ３０を、椎間スペーサ、固定ケージ、前側プレートなど他のインプラントと組み合わせて使用して、対象の関節の安定および／または固定を強化することができる。そのようなインプラントの使用は当業者には既知であり、従ってここでは説明しない。
【００１２】
所望であれば、システム１０を仙骨および腰椎に適用して、尾方固定アセンブリ２８がＳ１とＬ５との間の関節を固定化し、尾方椎間関節アセンブリ２４がＬ５とＬ４との間の関節の動作をもたらし、頭方椎間関節アセンブリ２６がＬ４とＬ３との間の関節の動作をもたらし、頭方固定アセンブリがＬ３とＬ２との間の関節およびＬ２とＬ１との間の関節を固定化するようにすることができる。しかし、本発明は腰椎／仙骨適用に制限されるものではなく、図示されたインプラントおよび手法は、当業者であれば、胸椎、頚椎、および／または脊椎および仙骨のあらゆる組み合わせでの使用に容易に適合させることができる。
【００１３】
図に示すように、尾方椎間関節アセンブリ２４は、左側上位補綴物３４、右側上位補綴物３６、左側下位補綴物３８、および右側下位補綴物４０を含む。上位補綴物３４、３６は椎骨の上位関節面を置換する形状であり、下位補綴物３８、４０は隣接する椎骨の下位関節面を置換する形状である。椎骨の関節突起の自然なばらつきにより、上位補綴物３４、３６は互いの鏡像である必要はなく、下位補綴物３８、４０もまた互いの鏡像である必要はない。むしろ、尾方椎間関節アセンブリ２４の補綴物３４、３６、３８、４０はそれぞれ、幅広い多様性を持つ椎骨の形態での使用のために設計された異なる寸法の補綴物のキットから選択することができる。
【００１４】
さらに、左右の下位補綴物３８、４０を、クロスリンクアセンブリ４２の使用によって互いに固定することができる。クロスリンクアセンブリ４２は、上位補綴物３４、３６との結合によって生成される負荷を受けて移動しないように、左側下位補綴物３８と右側下位補綴物４０の間の相対動作を実質的に防ぐ。クロスリンクアセンブリ４２は、クロスリンクアセンブリ４２を締結して剛性状態にする前に補綴物３８、４０の向きを変更することができるように、緩めた形態で下位補綴物３８、４０に取り付けることができるように設計することができる。
【００１５】
また図示するように、頭方椎間関節アセンブリ２６は、左側上位補綴物４４、右側上位補綴物４６、左側下位補綴物４８、および右側下位補綴物５０を含む。下位補綴物４８、５０はクロスリンク５２を使用することによって互いに固定することができる。頭方椎間関節アセンブリ２６の補綴物４４、４６、４８、５０およびクロスリンク５２は、尾方椎間関節アセンブリ２４の補綴物３４、３６、３８、４０およびクロスリンク４２と同様に構成することができる。しかし、隣接する椎骨間の骨構造にはばらつきがあることから、補綴物４４、４６、４８、５０およびクロスリンク５２は、補綴物３４、３６、３８、４０およびクロスリンク４２と同一である必要はない。
【００１６】
尾方椎間関節アセンブリ２４および頭方椎間関節アセンブリ２６の補綴物３４、３６、３８、４０、４４、４６、４８、５０は、椎弓根スクリュー５４およびロックアセンブリ５６の形態の固締部材（fixation member）を使用することによって、椎骨に固定することができる。ロックアセンブリ５６を使用して、補綴物３４、３６、３８、４０、４４、４６、４８、５０の椎弓根スクリュー５４に対する回転および平行移動動作を個々に排除することができる。尾方椎間関節アセンブリ２４の下位補綴物３８、４０は、一対の椎弓根スクリュー（pedicle screw）５４とロックアセンブリ５６を使用することによって下位補綴物３８、４０および上位補綴物４４、４６を対応する椎骨に固定することができるように、頭方椎間関節アセンブリ２６の上位補綴物４４、４６内部に入れ子になる形状にすることができる。
【００１７】
尾方固定アセンブリ２８は、左側上位補綴物６０、右側上位補綴物６２、および２つのロッド６４を含むことができる。ロッド６４の上位端部は、上位補綴物６０、６２を介して対応する椎骨に固定することができる。ロッド６４の下位端部は、椎弓根スクリュー６６およびヨークアセンブリ６８を使用することによって、下位椎骨に直接固定することができる。上位補綴物６０、６２は、一対の椎弓根スクリュー５４とロックアセンブリ５６を使用することによって上位補綴物６０、６２および上位補綴物３４、３６を対応する椎骨に固定することができるように、尾方椎間関節アセンブリの上位補綴物３４、３６内部に入れ子になる形状にすることができる。
【００１８】
頭方固定アセンブリ３０は、左側下位補綴物７２、右側下位補綴物７４、一対のロッド７６、一対の多軸ロッドコネクタ７８、およびクロスリンクアセンブリ８２を含むことができる。ロッド７６の下位端部は、下位補綴物７２、７４を介して対応する椎骨に固定することができる。ロッド７６の中央部分およびロッド７６の上位端部は、尾方固定アセンブリ２８と関連して使用されるもののような椎弓根スクリュー６６およびヨークアセンブリ６８を使用することによって、２つのすぐ上位の椎骨に固定することができる。クロスリンクアセンブリはロッド７６を互いに堅固に連結して、頭方固定アセンブリ３０の剛性を維持する。頭方椎間関節アセンブリ２６の下位補綴物４８、５０は、一対の椎弓根スクリュー５４とロックアセンブリ５６を使用することによって下位補綴物４８、５０および下位補綴物７２、７４を対応する椎骨に固定することができるように、頭方椎間関節アセンブリ３０の下位補綴物７２、７４内部に入れ子になる形状にすることができる。
【００１９】
様々なアセンブリ２４、２６、２８、３０をモジュール式に交換し、複数の関節の可動領域にわたって起きる脊椎異常を治療するために多様な組み合わせで適用することができることを、当業者であれば理解できるであろう。したがって、患者の特定の必要性に正確に対処することができる。固定および椎間関節置換を隣接するまたは隣接しない椎骨レベルに適用することができ、あるいは固定または椎間関節置換を排他的に使用することができる。
【００２０】
図２を参照すると、図１のシステム１０の尾方椎間関節アセンブリ２４、椎弓根スクリュー５４、およびロックアセンブリ５６が分解斜視図に示されている。図示するように、上位補綴物３４、３６はそれぞれ、骨付着面９０、半球受け面９２、および結合面９４を有する。各骨付着面９０は、対応する補綴物３４または３６の取り付け部分の一部であり、上位補綴物３４、３６とそれらが取り付けられる椎骨の間の相対動作を防ぐために椎骨に係合するように設計された突出するフィンガーを備えた、全体的に円錐形状とすることができる。
【００２１】
各半球受け面９２は、上位補綴物６０、６２、下位補綴物３８、４０、または下位補綴物４８、５０のいずれかの対応する凸状の半球部分を受けるサイズの実質的に窪んだ半球形状を有する。各結合面９４の形状は、対応する下位補綴物３８または４０と結合する形状にされている。結合面９４は自然の上位椎間関節面の形状を模倣することができ、したがって凹状のトラフ様形状等とすることができる。
【００２２】
下位補綴物３８、４０はそれぞれ、半球係合面１００、半球受け面１０２、結合面１０４、およびステム１０６を有することができる。半球係合面１００は、上位補綴物３４、３６の半球受け面９２内部に入れ子になるサイズの実質的凸状の半球形状にすることができる。半球受け面９２および半球係合面１００の半球形状によって、各下位補綴物３８、４０の、対応する上位補綴物３４、３６に対する向きの多軸調整が可能である。
【００２３】
本出願では、「多軸調整」とは、対象を他の対象に対して、少なくとも２つ、可能であれば３つの直交する軸の周りで回転する能力をいう。多軸調整を使用することによって、幅広い多様性を持つ脊椎形態に対応するように椎間関節アセンブリ２４、２６を調整可能であり、椎骨形状の自然なばらつきに関わらず、比較的自然な結合が提供される。
【００２４】
半球係合面１００は、図２に示すように、任意でスロットにより切り込むことができる。半球係合面１００のスロットによって、半球係合面は半球受け面９２内へと押し付けられると接触することができる。最終的に生成される拡張圧力によって半球係合面および受け面１００、９２が互いにしっかりと保持され、ロックアセンブリ５６が椎弓根スクリュー５４に締結された後の上位補綴物３４、３６と下位補綴物３８、４０の間の相対動作を抑制する。
【００２５】
下位補綴物３８、４０の半球受け面１０２は、半球係合面１００と実質的に同心である実質的に窪んだ半球形状を有する。半球受け面１０２は、ロックアセンブリ５６の対応する凸状の半球を受けるサイズであり、以下で詳細に説明する。
【００２６】
結合面１０４は、上位および下位補綴物３４、３６、３８、４０によって置換された自然の椎間関節の結合を実質的に複製する方法で、上位補綴物３４、３６の結合面９４と結合する形状である。したがって、結合面１０４は自然の下位椎間関節面の形状を模倣することができ、凸形状を有することができる。各ステム１０６は半球係合面１００の１つを対応する結合面１０４と連結し、下位補綴物３８、４０が対応する椎骨の椎弓根に取り付けられると、結合面１０４を、除去された自然の下位椎間関節面の位置またはその付近に配置することができるようになっている。
【００２７】
また図２に示すように、クロスリンクアセンブリ４２は、２つのインプラント連結部品１１０、２つのボルト１１２、２つのロッド連結部品１１４、２つのナット１１６、およびロッド１１８を含む。インプラント連結部品１１０は、インプラント連結部品１１０の、下位補綴物３８、４０に対する配置の調整を、全体的に前側−後側に延びる軸に沿ってできるようにする方法で、下位補綴物３８、４０に取り付けられる形状である。
【００２８】
ボルト１１２は、インプラント連結部品１１０内の穴およびロッド連結部品１１４内の位置合わせされた穴を通過することができ、ロッド連結部品１１４をボルト１１２の軸の周りで枢動可能に調整であり、ナット１１６を使用することによってインプラント連結部品１１０に対して定位置にロックできるようになっている。ボルト１１２およびナット１１６は、ロッド連結部品１１４を所望の間隔でロッド１１８の端部に固定するためにも使用される。したがって、クロスリンクアセンブリ４２は下位補綴物３８、４０の間隔および角度に合わせるように調整可能であり、ボルト１１２およびナット１１６を使用することによって、下位補綴物３８、４０間に剛性のブリッジを提供するよう簡単にロック可能である。
【００２９】
また図２に示すように、椎弓根スクリュー５４はそれぞれ、対応するロックアセンブリ５６を受ける近位端１３０、および対応する椎骨に遠位端１３２を埋め込みやすくするねじ山を備えた遠位端１３２を有する。各近位端１３０は実質的連続断面を備えた摺動境界面を有し、それに沿って対応するロックアセンブリ５６が選択的に摺動することができる。図２では、摺動境界面は八角形断面形状を有する多角形部分１３４である。もちろん、他の断面形状を使用して摺動境界面を設けることもできる。各近位端１３０はまた、対応するロックアセンブリ５６を受けるように設計されたねじ山１３６、および対応する椎骨に椎弓根スクリュー５４を埋め込みやすくする器具によって係合することができるトルク境界面１３８も有する。
【００３０】
ロックアセンブリ５６はそれぞれ、介在部材１４０、係合部材１４２、回転ロック部材１４４、および平行移動ロック部材１４６を含む。各介在部材１４０は雄ねじ、フレア状端部、および対応する椎弓根スクリュー５４の多角形部分１３４に沿って摺動する形状の孔を有する。各係合部材１４２は、分割球体１４２の拡張および縮小を可能にする複数のスロットを備えた、分割球体１４２の形態をとることができる。各分割球体１４２は中空の内部を有し、その中に対応する介在部材１４０を、介在部材のフレア状端部が分割球体１４２の遠位端から突出するように配置することができる。
【００３１】
回転ロック部材１４４はそれぞれ、対応する介在部材１４０の雄ねじに係合する雌ねじを含む。したがって、分割球体１４２を、回転ロック部材１４４と取り付けられた介在部材１４０のフレア状端部の間で圧縮することができる。圧縮に応じてフレア状端部が分割球体１４２を外向きに拡張させ、分割球体１４２の外面が、対応する下位補綴物３８または４０の半球受け面１０２に係合するようになっている。半球係合面１００のスロット付き形状により、半球受け面１０２上に最終的に生成される径方向圧力が、対応する半球係合面１００を拡張させる。したがって、半球係合面１００は拡張して、対応する上位補綴物３４または３６の半球受け面９２を押圧する。
【００３２】
したがって、介在部材１４０を椎弓根スクリュー５４の多角形部分１３４上に配置し、回転ロック部材１４４を介在部材１４０に対してねじ込み式に締結することによって、椎弓根スクリュー５４、ロックアセンブリ５６、下位補綴物３８または４０、および上位補綴物３４または３６間での相対回転が抑制される。有利には、ロックアセンブリ５６は、関連する平行移動ロック部材１４６が椎弓根スクリュー５４の近位端１３０のねじ山１３６上に締結されるまで、椎弓根スクリュー５４に沿って依然として摺動可能である。平行移動ロック部材１４６は締結されると、ロックアセンブリ５６の残りの部分、下位補綴物３８または４０、および上位補綴物３４または３６を対応する椎骨の骨付着面に対して押圧して、ロックアセンブリ５６、下位補綴物３８または４０、および上位補綴物３４、３６が椎弓根スクリュー５４に対してさらに摺動することを防ぐ。
【００３３】
図３を参照すると、図１のシステム１０の尾方固定アセンブリ２８、椎弓根スクリュー６６、およびヨークアセンブリ６８を分解斜視図が示している。図示するように、下位補綴物６０、６２はそれぞれ、半球係合面１５０、半球受け面１５２、ヨークアセンブリ１５４、およびステム１５６を含む。各半球係合面１５０は、対応する上位補綴物３４または３６の半球受け面９２内部に入れ子になるサイズの、凸状の実質的半球形状を有する。各半球係合面１５０は任意で、図２に示されている下位補綴物３８、４０の半球係合面１００のものと同様のスロット付き形状を有することができる。しかし、図３で実施されているように、半球係合面１５０はスロットを備えていない。
【００３４】
半球受け面１５２はそれぞれ、下位補綴物３８、４０の半球受け面１０２と同じ方法で、ロックアセンブリ５６の分割球体１４２の外面を受けるサイズの凹状の実質的半球形状を有する。各ヨークアセンブリ１５４は、ロッド６４の１つの頭方端部を受ける形状である。ヨークアセンブリ１５４はステム１５６によって半球係合面１５０に連結される。
【００３５】
椎弓根スクリュー６６はロックアセンブリ５６の代わりにヨークアセンブリ６８を受けるように設計されているので、椎弓根スクリュー６６は椎弓根スクリュー５４とは異なる構成である。したがって、椎弓根スクリュー６６はそれぞれ、近位端１５８および遠位端１６０を有する。近位端１５８は、ヨークアセンブリ６８がロックされるまで、対応するヨークアセンブリ６８がそれに対して多軸回転することを可能にする、半球のアンダーカットを備えた頭部（図示せず）を有することができる。各遠位端１６０をねじ込んで、椎骨の椎弓根内に埋め込むことができる。
【００３６】
ヨークアセンブリ６８、１５４はそれぞれ、既知の多軸ヨークと同様の構成を有することができ、または既知のシステムとは異なる構成にすることもできる。図３の実施形態に示すように、各ヨークアセンブリ６８、１５４は、第１の壁１６２と第２の壁１６４の間を延びるトラフ１６６を画成するように全体的に互いに平行に延びる第１の壁１６２および第２の壁１６４を有する。第１および第２の壁１６２、１６４はそれぞれ内部の凹状面にねじ山（図示せず）を有する。各ヨークアセンブリ６８、１５４はまた、ナット１６８をトラフ１６６の方へと前進させるように、対応する壁１６２、１６４のねじ山とねじ込み式に係合することができる、雄ねじ（図示せず）を備えたナット１６８を有することもできる。
【００３７】
ロッド６４の端部をヨークアセンブリ６８、１５４のトラフ１６６内に配置すると、ナット１６８を締結することによってナット１６８がロッド６４の端部をトラフ１６６内へと押し込み、ロッド６４の端部がヨークアセンブリ６８、１５４によって捕捉されるようになる。ヨークアセンブリ６８の場合は、ナット１６８をロッド６４の端部に対して締結することによって、ロッド６４が椎弓根スクリュー６６の近位端に対して押し付けられ、それによりヨークアセンブリ６８と椎弓根スクリュー６６の間の相対回転を抑制または防止する。有利には、ナット１６８を締結する前のヨークアセンブリ６８の多軸調整によって、ロッド６４の尾方端部を多様な相対的配向で椎弓根スクリュー６６に取り付けることが可能であり、それにより、幅広い多様性を持つ脊椎形態で尾方固定アセンブリが許容される。
【００３８】
図４を参照すると、図１のシステムの頭方固定アセンブリ３０、椎弓根スクリュー６６、およびヨークアセンブリ６８を分解斜視図が示している。図示するように、頭方固定アセンブリ３０の下位補綴物７２、７４はそれぞれ、骨付着面１８０、半球受け面１８２、多軸受け器１８４、および受け器締結具１８６を有する。
【００３９】
骨付着面１８０は、尾方椎間関節アセンブリ２４の上位補綴物３４、３６の骨付着面９０と実質的に同じである。したがって、骨付着面１８０はそれぞれ、下位補綴物７２、７４とそれらが取り付けられる椎骨の間の相対動作を防ぐために椎骨に係合するように設計された突出するフィンガーを備えた、全体的に円錐形状とすることができる。
【００４０】
半球受け面１８２は、尾方椎間関節アセンブリの上位補綴物３４、３６の半球受け面９２と実質的に同じとすることができる。したがって、半球受け面１８２はそれぞれ、上位補綴物６０、６２、下位補綴物３８、４０、または下位補綴物４８、５０のいずれかの対応する凸状半球部分を受けるサイズの実質的に窪んだ半球形状を有することができる。
【００４１】
ロッドコネクタ７８はそれぞれ、ロッドコネクタ７８の拡張または縮小を可能にするスロットを備えた実質的半球形状を有することができる。ロッドコネクタ７８は、ロッド７６の尾方端部を受けるサイズの孔（見えない）を有することができる。ロッドコネクタ７８の外面を圧迫して、ロッド７６の尾方端部を実質的に径方向に圧迫することができ、それにより、ロッドコネクタ７８とロッド７６の尾方端部がしっかりと取り付けられる。
【００４２】
多軸受け器１８４はそれぞれ、対応する骨付着面１８０から延びており、ロッドコネクタ７８と多軸受け器１８４の間の多軸回転を可能にする方法で、対応する多軸ロッドコネクタ７８を受ける形状の凹状半球孔（見えない）を有する。したがって、各多軸受け器１８４は、対応するロッド７６の尾方端部を複数の相対角度のいずれかで受けることができる。これにより、頭方固定アセンブリ３０を幅広い多様性を持つ脊椎形態で使用することが可能になる。
【００４３】
受け器締結具１８６を使用して、ロッドコネクタ７８の周りに多軸受け器１８４の凹状半球孔を締結する。受け器締結具１８６は、ロッドコネクタ７８の周りに多軸受け器１８４の凹状半球孔を締結させるように締結することのできる、小型スクリューの形態をとることができる。凹状半球孔の縮小に応じて、ロッドコネクタ７８は、ロッド７６が下位補綴物７２、７４に堅固に固定されるように、ロッド７６の尾方端部の周りを締結する。
【００４４】
椎弓根スクリュー６６およびヨークアセンブリ６８は、図３と関連して説明したものと同一である。したがって、ヨークアセンブリ６８は椎弓根スクリュー６６に対して多軸回転可能であり、ロッド７６の頭方端部を複数の相対角度のいずれかで受けることができる。図３に示すように、ヨークアセンブリ６８の向きはまた、ナット１６８をロッド７６の頭方端部に対して締結することによって、椎弓根スクリュー６６に対してロックすることもできる。
【００４５】
図４で実施されているように、クロスリンクアセンブリ８２は、椎間関節アセンブリ２４、２６のクロスリンクアセンブリ４２、５２と非常に類似している。したがって、クロスリンクアセンブリ８２は２つのロッド連結部品１９０、２つのボルト１１２、２つのロッド連結部品１１４、２つのナット１１６、およびロッド１１８を有する。ロッド連結部品１９０が下位補綴物３８、４０の代わりに尾方固定アセンブリ２８のロッド７６を把持するサイズである以外は、ロッド連結部品１９０はクロスリンクアセンブリ４２、５２のインプラント連結部品１１０と非常に類似したものとすることができる。ボルト１１２、１１４、ナット１１６、およびロッド１１８は、尾方椎間関節アセンブリ２４のクロスリンクアセンブリ４２の記述において図２と関連して説明されたものと非常に類似した方法で機能する。したがって、クロスリンク８２はロッド７６の様々な配置に対応するように調整することができ、次いでロッド７６間に剛性のブリッジを提供するように締結することができる。
【００４６】
図１のシステム１０は、２つの脊椎可動セグメントの自然の関節面を補綴物の面で効果的に置換し、補綴物の面のすぐ下位の可動セグメントを固定し、また、補綴物の面のすぐ上位の２つの可動セグメントも固定する。システム１０はモジュール式の設計であり、したがって、椎間関節の置換または固定を受けようとする可動セグメントが１つまたは複数であるか、治療しようとする可動セグメントが互いに隣接するかどうかに関わらず、椎間関節の置換および固定のどのような組み合わせにも使用することができる。
【００４７】
図５を参照すると、斜視図が、隣接するレベルの固定を伴わずに複数レベルの椎間関節置換を行うことができる、本発明の一代替実施形態によるシステム２１０を示している。図示するように、システム２１０は、図１の尾方椎間関節アセンブリ２４および頭方椎間関節アセンブリ２６を含む。ただし、尾方固定アセンブリ２８および頭方固定アセンブリ３０は省略されている。
【００４８】
尾方椎間関節アセンブリ２４の尾方ロックアセンブリ５６の代わりに、ロックアセンブリ２４０が設けられている。尾方固定アセンブリ２８が図示されていないので、尾方固定アセンブリ２８の上位補綴物６０、６２は尾方椎間関節アセンブリ２４の上位インプラント３４、３６の半球受け面９２内部に入れ子になっていない。上位補綴物６０、６２によって占められていた空間を満たすために、ロックアセンブリ２４０は、ロックアセンブリ５６に含まれる分割球体１４２の代わりとなる係合部材２４２を含む。係合部材２４２は分割球体１４２より大きく、図６と関連して図示および説明される。
【００４９】
頭方固定アセンブリ３０の下位補綴物７２、７４もまた図示されていない。下位補綴物７２、７４によって占められていた空間を満たすために、内方成長カップ２７２を設けることができる。内方成長カップは、頭方固定アセンブリ２６の下位補綴物４８、５０の半球係合面１００を、図７と関連して説明するが、下位補綴物７２、７４と同様の方法で受ける。
【００５０】
有利には、システム２１０の残りの構成部品は、システム１０と実質的に同じである。したがって、椎間関節アセンブリ２４、２６、固定アセンブリ２８、３０、椎弓根スクリュー５４、６６、ロックアセンブリ５６、ヨークアセンブリ６８、係合部材２４２、および内方成長カップ２７２を含む、キットを容易に提供することができる。そのようなキットにより、外科医はシステム１０、２１０のいずれかに必要な構成部品を選択することができ、それにより、最大限の柔軟性を得つつも、在庫を最小限にすることができる。
【００５１】
図６を参照すると、図５のシステム２１０の係合部材２４２の１つを斜視図が示している。図示するように、係合部材２４２は、スロット２８４により切り込まれた全体的に円筒形状の内面２８２を有する。係合部材２４２はまた、近位側ショルダー２８６および遠位側ショルダー２８８を有する。分割球体１４２と同様に、係合部材２４２の近位側ショルダー２８６は、関連する回転ロック部材１４４からの圧力を受けて、遠位側ショルダー２８８を付勢し対応する介在部材１４０のフレア状部分の上で摺動させることができ、それにより、係合部材２４２の遠位側部分を拡張させる。
【００５２】
次いで、係合部材２４２の外面が、尾方椎間関節アセンブリ２４の対応する上位補綴物３４または３６の半球受け面９２を直接押圧する。分割球体１４２に対して係合部材２４２のサイズをより大きくすることによって、尾方固定アセンブリ２８の上位補綴物６０、６２を設ける必要なしに、ロックアセンブリ５６と同様の方法で、ロックアセンブリ２４０を操作することができる。
【００５３】
図７を参照すると、図５のシステム２１０の内方成長カップ２７２の１つを斜視図が示している。図示するように、内方成長カップ２７２は骨付着面２９０および半球受け面２９２を有する。骨付着面２９０は図７に示すように半球とすることができ、または異なる形状とすることもできる。例えば、代替実施形態では、内方成長カップ（図示せず）は、上位補綴物３４、３６、４４、４６の骨付着面９０がフィンガーを利用するかどうかに関わらず、全体的に円錐形の骨付着面を有することができる。骨付着面２９０は多孔質および／または内方成長カップ２７２内への骨の内方成長を促進するテキスチャとすることもできる。
【００５４】
半球受け面２９２は、上位補綴物３４、３６、４４、４６の半球受け面９２と実質的に同じ形状とすることができる。したがって、半球受け面２９２は、上位補綴物６０、６２、下位補綴物３８、４０、または下位補綴物４８、５０のいずれかの対応する凸状半球部分を受けるサイズとすることができる。したがって、内方成長カップ２７２は頭方固定アセンブリ３０の下位補綴物７２、７４を省略することによって残された空間を満たす。
【００５５】
本発明による椎間関節の置換および／または固定システムは、多様な方法を使用することによって埋め込むことができる。図８から図１７は、図１のシステム１０と同様のシステムを埋め込むことができる一方法を示す。図８から図１７に示すシステムは、２つの隣接する脊椎可動セグメントの椎間関節置換、およびそれらのすぐ下位および上位の可動セグメントの固定を示す。
【００５６】
図８を参照すると、隣接するレベル固定を伴いまたは伴わずに複数レベルの椎間関節置換を行うために、図１のシステム１０または図５のシステム２１０を固定することができる脊椎３００の一部分を斜視図が示している。図示するように、脊椎３００は、第１の椎骨３０２、第２の椎骨３０４、第３の椎骨３０６、第４の椎骨３０８、および第５の椎骨３１０を含む。椎骨３０２、３０４、３０６、３０８、３１０は、Ｓ１、Ｌ５、Ｌ４、Ｌ３、およびＬ２をそれぞれ表す。あるいは、椎骨３０２、３０４、３０６、３０８、３１０は、脊椎３００の他の椎骨を表すこともできる。
【００５７】
図８に示すように、椎骨３０２、３０４、３０６、３０８、３１０は、当業者には既知の多くの解剖学的構造を有する。これらの解剖学的構造は、第２の椎骨３０４の椎弓根３１４、第３の椎骨３０６の椎弓根３１６、第４の椎骨３０８の椎弓根３１８、および第５の椎骨３１０の椎弓根３２０を含む。
【００５８】
椎骨３０４、３０６、３０８、３１０の関節突起を最初に切除することができる。第２の椎骨３０４と第３の椎骨３０６の間、および第３の椎骨３０６と第４の椎骨３０８の間の関節を形成する関節突起を切除して、実質的に自然な結合がもたらされる方法で、それらの補綴物の対応部品を配置することができるようにする。第１の椎骨３０２と第２の椎骨３０４の間、および第４の椎骨３０８と第５の椎骨３１０の間の関節を形成する関節突起は、固定部品の埋め込みを妨げることがないので、無傷のままとすることができる。あるいは、第１の椎骨３０２と第２の椎骨３０４の間、および／または第４の椎骨３０８と第５の椎骨３１０の間の関節を形成する関節突起を切除して、固定部品の埋め込みを促進し、および／または罹患したまたは脆弱な骨を除去することもできる。
【００５９】
図９を参照すると、斜視図が、椎骨３０４、３０６、３０８、３１０の自然な関節面の一部を切除した後の、図８の脊椎３００の部分を示している。より詳細には、第２の椎骨３０４の上位および下位関節突起が切除されており、２つの下位切除面３３０および２つの上位切除面３３２が残っている。第３の椎骨３０６の上位および下位関節突起が切除されており、２つの下位切除面３３４および２つの上位切除面３３６が残っている。第４の椎骨３０８の上位および下位関節突起が切除されており、２つの下位切除面３３８および２つの上位切除面３４０が残っている。第５の椎骨３１０の下位関節突起が切除されており、２つの下位切除面３４２が残っている。
【００６０】
１つの例示的な方法によると、切除面３３０、３３２、３３４、３３６、３３８、３４０、３４２は、何らかの正確な角度または位置で形成する必要はない。関節突起を切除した後、ガイドワイヤを椎骨３０４、３０６、３０８、３１０に埋め込むこともできる。ガイドワイヤを使用してさらなるステップを導くことができる。
【００６１】
図１０を参照すると、斜視図が、ガイドワイヤ３５０を第２、第３、第４、および第５の椎骨３０４、３０６、３０８、３１０の椎弓根３１４、３１６、３１８、３２０に埋め込んだ後の、図８の脊椎３００の部分を示している。ガイドワイヤ３５０は多様な方法で構成および埋め込むことができ、その多くは当業者には既知である。各ガイドワイヤ３５０は、椎弓根３１４、３１６、３１８、３２０の１つの軸に沿って、埋め込まれる。第１の椎骨３０２がＳ１である場合、ガイドワイヤ３５０は、尾方固定アセンブリ２８を第１の椎骨３０２に固定するのに十分な骨量を求めるために、第１の椎骨３０２内には必要でないことがある。ガイドワイヤ３５０を埋め込んだ後、第２、第３、第４、および第５の椎骨３０４、３０６、３０８、３１０の椎弓根３１４、３１６、３１８、３２０のサドルポイントをリーミングして半球切除面を設けることができる。
【００６２】
図１１を参照すると、斜視図が、椎弓根３１４、３１６、３１８、３２０のサドルポイントをリーミングして半球切除面３５４、３５６、３５８、３６０を設けた後の、図８の脊椎３００の部分を示している。より詳細には、リーミング操作を行った後、第２の椎骨３０４は半球切除面３５４を有し、第３の椎骨３０６は半球切除面３５６を有し、第４の椎骨３０８は半球切除面３５８を有し、第５の椎骨３１０は半球切除面３６０を有する。第２の椎骨３０４上の半球切除面３５４は任意であり、所望であれば省略することができる。
【００６３】
リーミングは、リーマー（図示せず）を使用することによって達成することができ、回転半球頭部がガイドワイヤ３５０のそれぞれの突出する近位側端部を受けるように設計された長手方向孔を備えている。したがって、ガイドワイヤ３５０は、半球切除面３５４、３５６、３５８、３６０が適正な形状およびサイズを確実に有するように、リーミング操作を導く。椎弓根３１４、３１６、３１８、３２０のサドルポイントのリーミングを行った後、第２の椎骨３０４の椎弓根３１４のサドルポイントをさらにリーミングし、尾方椎間関節アセンブリ２４の上位補綴物3４、３６を受けるように準備することができる。
【００６４】
図１２を参照すると、斜視図が、第２の椎骨３０４の椎弓根３１４のサドルポイント上に成形された切除面を形成しやすいように、第３の椎骨３０６上にフレーム３７０が位置決めされている、図８の脊椎３００の部分を示している。図示するように、フレーム３７０は、第１のアンカー３７２、第２のアンカー３７４、第１のアーム３７６、第２のアーム３７８、ロック機構３８０、および外部アンカー部品３８２を有する。
【００６５】
アンカー３７２、３７４は、フレーム３７０を、脊椎３００に対して実質的に直角に配置するように矢状面（図示せず）内で向きを定めることができるように、第３の椎骨３０６の半球切除面３５６内に嵌合するように設計された半球遠位端を有する。第１のアンカー３７２が第１のアーム３７６の遠位端に取り付けられ、第２のアンカー３７４が第２のアーム３７８の遠位端に取り付けられている。
【００６６】
フレーム３７０により、第１のアーム３７６と第２のアーム３７８の間で、３つの直交軸に沿った相対平行移動が可能である。アーム３７６、３６８の３つの軸すべてに沿った相対動作は、ロック機構３８０を使用することによってロックすることができる。外部アンカー部品３８２を使用して、フレーム３７０を手術台などの静止物体に固定することができる。結合およびロック可能なアーム（図示せず）等を使用して、実質的に半球の外部アンカー部品３８２を把持してフレーム３７０を所望の位置および向きに維持することができる。
【００６７】
操作時には、外科医はアンカー３７２、３７４を半球切除面３５６に配置し、次いで、半球切除面３５６上にアンカー３７２、３７４を維持するために必要に応じてアーム３７６、３７８を互いに対して動かしながら、フレーム３７０を所望の向きに回転することができる。フレーム３７０が適正な向きになっている（すなわち、全体的に脊椎３００に垂直であり矢状面内にある）とき、外科医はロック機構３８０を作動して、アーム３７６、３７８の互いに対する位置をロックし、フレーム３７０を所望の向きで維持するように外部アンカー部品を静止物体に固定することができる。
【００６８】
図１２に示すように、第１のアーム３７６は、切除器具などの１つまたは複数の器具を受けるように設計された第１の位置決め部品を有する。図１２で実施されているように、第１の位置決め部品は、実質的に長方形の孔を備えた第１の受け器３８４の形態である。同様に、第２のアーム３７８は、実質的に長方形の孔を備えた第２の受け器３８６を有する。受け器３８４、３８６の実質的に長方形の孔は、対応する器具の突出するアンカー部品を受け、受け器３８４、３８６上でのクリップ３８８の作動に応じて、アンカー部品を保持するように設計されている。クリップ３８８は、実質的に長方形の孔を圧迫して、受け器３８４、３８６に器具の突出するアンカー部品を確実に保持させることができる。
【００６９】
中空のリーミングヘッド（図示せず）を備えたリーマーを受け器３８４、３８６にそれぞれ固定し、第２の椎骨３０４の椎弓根３１４のサドルポイントをさらにリーミングするために使用することができる。中空のリーミングヘッドは第２の椎骨３０４に取り付けられたガイドワイヤ３５０の突出する近位側端部に係合することができ、図示するように、第２の椎骨３０４の成形された切除面３９４を形成する全体的に円錐形のリーミング面を有する。
【００７０】
成形された切除面３９４はまた、尾方椎間関節アセンブリ２４の上位補綴物３４、３６の骨付着面９０のフィンガーを受けるためのより小さい穴も有することができる。より小さい穴は、テンプレート（図示せず）等の開口を通して適用された、より小さいリーマー（図示せず）を使用することによって形成することができる。成形された切除面３９４を第２の椎骨３０４上に形成した後、尾方固定アセンブリ２８および尾方椎間関節アセンブリ２４の上位補綴物３４、３６を第１および第２の椎骨３０２、３０４に固定することができる。
【００７１】
図１３を参照すると、斜視図が、図１のシステムの尾方固定アセンブリ２８および尾方椎間関節アセンブリ２４の上位補綴物３４、３６を第１および第２の椎骨３０２、３０４に取り付けた後の、図８の脊椎３００の部分を示している。より詳細には、ガイドワイヤ３５０が除去され、ガイドワイヤ３５０を除去した後に残る孔に沿って椎弓根スクリュー５４が第２の椎骨３０４の椎弓根３１４に埋め込まれている。上位補綴物３４、３６が第２の椎骨３０４上に配置されており、骨付着面９０のフィンガーが、成形された切除面３９４のより小さい穴に係合するようになっている。
【００７２】
椎弓根スクリュー６６が第１の椎骨３０２に埋め込まれている。第１の椎骨３０２がＳ１である場合、椎弓根スクリュー６６の埋め込みは椎弓根ではなく、アンカー固定に十分な骨量を提供するために仙骨の部分に行われる。これは、当業者には既知の多くの方法のいずれかを使用することによって達成することができる。椎弓根スクリュー６６は埋め込まれ、ヨークアセンブリ６８が椎弓根スクリュー６６の近位側端部１５８上の定位置にある。
【００７３】
次いで、上位補綴物６０、６２の半球係合面１５０が上位補綴物３４、３６の半球受け面９２内部に据えられるように、尾方固定アセンブリ２８の上位補綴物６０、６２が配置される。次いで、ヨークアセンブリ６８、１５４が第１および第２の椎骨３０２、３０４に対してそれぞれ多軸回転可能となる。ヨークアセンブリ６８、１５４はロッド６４を受けるために最適な向きに回転され、ロッド６４はヨークアセンブリ６８、１５４のトラフ１６６内に配置される。ナット１６８は関連するアーム１６２、１６４とねじ込み式に係合され、ロッド６４を定位置に維持し、ヨークアセンブリ６８、１５４のさらなる枢動を抑制するように締結される。
【００７４】
次いで介在部材１４０、分割球体１４２、および回転ロック部材１４４が椎弓根スクリュー５４のそれぞれの遠位端１３２に挿入され、上位補綴物６０、６２の椎弓根スクリュー５４に対する回転を抑制するように締結される。次いで、平行移動ロック部材１４６が椎弓根スクリュー５４の遠位端１３２に挿入され、上位補綴物３４、３６、６０、６２が第２の椎骨３０４から離れるように摺動することを抑制するように締結される。
【００７５】
これにより、尾方固定アセンブリ２８および尾方椎間関節アセンブリ２４の上位補綴物３４、３６が第１および第２の椎骨３０２、３０４に固定されている、図１３に示す構成が提供される。次いで、第３の椎骨３０６の椎弓根３１６を第２の椎骨３０４と同様にさらにリーミングすることができる。
【００７６】
図１４を参照すると、斜視図が、第３の椎骨３０６のサドルポイント上に成形された切除面３９６を形成しやすいように、第４の椎骨３０８上にフレーム３７０が位置合わせされている、図８の脊椎３００の部分を示している。図示するように、フレーム３７０が第４の椎骨３０８上に設置され、アンカー３７２、３７４が半球切除面３５８の上に据えられている。フレーム３７０は、成形された切除面３９６が第２の椎骨３０４のサドルポイントの代わりに第３の椎骨３０６のサドルポイント上に形成される以外は、図１２の説明で述べられた方法と実質的に同じ方法で使用される。
【００７７】
したがって、第３の椎骨３０６は上位補綴物４４、４６を受けるように準備される。成形された切除面３９６が形成された後、頭方椎間関節アセンブリ２６の上位補綴物４４、４６および尾方椎間関節アセンブリ２４の下位補綴物３８、４０を第３の椎骨３０６に固定することができる。
【００７８】
図１５を参照すると、斜視図が、図１のシステム１０の尾方椎間関節アセンブリ２４の下位補綴物３８、４０、クロスリンクアセンブリ４２、および頭方椎間関節アセンブリ２６の上位補綴物４４、４６を脊椎３００の部分にさらに取り付けた後の、図８の脊椎３００の部分を示している。より詳細には、ガイドワイヤ３５０が除去され、ガイドワイヤ３５０を除去した後に残る孔に沿って椎弓根スクリュー５４が第３の椎骨３０６の椎弓根３１６に埋め込まれている。上位補綴物４４、４６が第３の椎骨３０６上に配置されており、骨付着面９０のフィンガーが、成形された切除面３９６のより小さい穴に係合するようになっている。
【００７９】
次いで、下位補綴物３８、４０の半球係合面１００が上位補綴物４４、４６の半球受け面９２内部に据えられるように、尾方固定アセンブリ２４の下位補綴物３８、４０が配置される。下位補綴物３８、４０は上位補綴物４４、４６に対して多軸回転可能なままである。
【００８０】
次いで、クロスリンクアセンブリ４２を下位補綴物３８、４０に緩く連結することができる。所望であれば、クロスリンクアセンブリ４２を、下位補綴物３８、４０に連結する前に緩く組み立てることができる。より詳細には、ボルト１１２をインプラント連結部品１１０およびロッド連結部品１１４を通して挿入することができ、ナット１１６をボルト１１２上に緩くねじ込むことができる。ロッド１１８の端部を、ロッド連結部品へと挿入することができる。次いで、緩く組み立てたクロスリンクアセンブリ４２を配置することができ、インプラント連結部品１１０を下位補綴物３８、４０に連結することができる。
【００８１】
クロスリンクアセンブリ４２はまだ締結されておらず、したがって比較的自由に構成可能である。したがって、下位補綴物３８、４０を、クロスリンクアセンブリ４２をそこに連結して回転することができ、これらの結合面１０４は尾方椎間関節アセンブリ２４の上位補綴物３４、３６の結合面９４と最適に結合するよう配置されるようになっている。結合面１０４が適正な位置に到達すると、クロスリンクアセンブリ４２の構成をロックするようにナット１１６をボルト１１２上で締結することができ、これにより下位補綴物３８、４０間に剛性のブリッジが提供される。
【００８２】
次いで、図１３と関連して先に述べたように、ロックアセンブリ５６を使用して、下位補綴物３８、４０および上位補綴物４４、４６のさらなる回転または平行移動を抑制することができる。したがって、補綴物３８、４０、４４、４６およびクロスリンクアセンブリ４２は、第３の椎骨３０６に堅固かつ確実に取り付けられる。次いで、第４の椎骨３０８が下位補綴物７２、７４および頭方椎関節アセンブリ２６の下位補綴物４８、５０を受ける準備をするために、第４の椎骨３０８のサドルポイントをさらに切除することができる。
【００８３】
図１６を参照すると、斜視図が、第４の椎骨３０８のサドルポイント上に成形された切除面３９８を形成しやすいように、第５の椎骨３１０上にフレーム３７０が位置合わせされている、図８の脊椎３００の部分を示している。図示するように、フレーム３７０が第５の椎骨３１０上に設置され、アンカー３７２、３７４が半球切除面３６０の上に据えられている。フレーム３７０は、成形された切除面３９８が第２の椎骨３０４のサドルポイントの代わりに第４の椎骨３０８のサドルポイント上に形成される以外は、図１２の説明で述べられた方法と実質的に同じ方法で使用される。
【００８４】
したがって、第４の椎骨３０８は下位補綴物７２、７４を受けるように準備される。成形された切除面３９８が形成された後、下位補綴物７２、７４および頭方椎間関節アセンブリ２６の下位補綴物４８、５０を第４の椎骨３０８に固定することができる。
【００８５】
図１７を参照すると、斜視図が、下位補綴物７２、７４および頭方椎間関節アセンブリ２６の下位補綴物４８、５０が脊椎３００の部分にさらに取り付けられた後の、図８の脊椎３００の部分を示している。図示するように、完全なシステム４１０が椎骨３０２、３０４、３０６、３０８、３１０に取り付けられている。システム４１０は、システム４１０が頭方椎間関節アセンブリ２６の頭方の２つではなく１つだけのレベルを固定する以外は、図１のシステム１０と同様である。したがって、図１の頭方固定アセンブリ３０の代わりに、システム４１０は、ただ１つの可動セグメントの固定を提供する頭方固定アセンブリ４３０を有する。したがって、頭方固定アセンブリ４３０は、図１の頭方固定アセンブリ３０のロッド７６よりいくらか短くすることができるロッド４７６を有する。
【００８６】
システム４１０の残りの部分を埋め込むために、ガイドワイヤ３５０が第４の椎骨３０８の椎弓根３１８から最初に除去され、ガイドワイヤ３５０を除去した後に残る孔に沿って、椎弓根スクリュー５４が第４の椎骨３０８の椎弓根３１８に埋め込まれる。下位補綴物７２、７４が第４の椎骨３０８上に配置されており、骨付着面１８０のフィンガーが成形された切除面３９８の小さい穴に係合するようになっている。
【００８７】
次いで、下位補綴物４８、５０の半球係合面１００が下位補綴物７２、７４の半球受け面１８２内部に据えられるように、頭方固定アセンブリ２６の下位補綴物４８、５０が配置される。下位補綴物４８、５０は上位補綴物７２、７４に対して多軸回転可能なままである。
【００８８】
次いで、クロスリンクアセンブリ５２を下位補綴物４８、５０に緩く連結することができる。所望であれば、クロスリンクアセンブリ５２を、下位補綴物４８、５０に連結する前に緩く組み立てることができる。より詳細には、クロスリンクアセンブリ４２のアセンブリに関して図１５の説明で述べた方法を、クロスリンクアセンブリ５２に使用することができる。
【００８９】
下位補綴物４８、５０を、クロスリンクアセンブリ５２をそこに連結して回転することができ、これらの結合面１０４は頭方方椎間関節アセンブリ２６の上位補綴物４４、４６の結合面９４と最適に結合するよう配置されるようになっている。結合面１０４が適正な位置に到達すると、下位補綴物４８、５０間に剛性のブリッジを提供するように、クロスリンク５２を締結することができる。
【００９０】
次いで、図１３と関連して先に述べたように、ロックアセンブリ５６を使用して、下位補綴物４８、５０および上位補綴物７２、７４のさらなる回転または平行移動を抑制することができる。したがって、補綴物４８、５０、７２、７４およびクロスリンクアセンブリ５２は、第４の椎骨３０８に堅固かつ確実に取り付けられる。
【００９１】
椎弓根スクリュー６６は第５の椎骨３１０の椎弓根３２０に埋め込まれる。これは、ガイドワイヤ３５０を除去し、ガイドワイヤ３５０を除去することによって残った孔を通して椎弓根スクリュー６６の遠位端１６０を椎弓根３２０へと挿入することによって達成することができる。椎弓根スクリュー６６は埋め込まれ、ヨークアセンブリ６８が椎弓根スクリュー６６の近位側端部１５８上の定位置にある。
【００９２】
多軸ロッドコネクタ７８は、システム４１０の製造業者または外科医によって、下位補綴物７２、７４の多軸受け器１８４の半球孔に設置することができる。したがって、多軸ロッドコネクタ７８がまだ多軸受け器１８４の半球孔の中にない場合、これらをその中に挿入することができる。ロッド４７６の尾方端部を多軸ロッドコネクタ７８の孔の中に挿入することができる。多軸ロッドコネクタ７８は、ロッド４７６の頭方端部をヨークアセンブリ６８のトラフ１６６内に配置することができるように、多軸受け器１８４内部で旋回する。
【００９３】
ヨークアセンブリ６８はまた、椎弓根スクリュー６６に対して多軸回転可能であり、したがって、ロッド４７６の頭方端部を最適な角度で受ける向きにすることができる。頭方端部を最適な向きのヨークアセンブリ６８のトラフ１６６内に配置すると、ナット１６８を、ヨークアセンブリ６８の壁１６２、１６４と係合するように回転し、ロッド４７６の頭方端部をヨークアセンブリ６８に固定し、ヨークアセンブリ６８の椎弓根スクリューに対するさらなる回転を抑制するように、締結することができる。受け器締結具１８６も締結して、多軸ロッドコネクタ７８およびロッド４７６の尾方端部の下位補綴物７２、７４に対するさらなる回転を抑制することができる。
【００９４】
ここで、第２の椎骨３０４と第３の椎骨３０６の間、および第３の椎骨３０６と第４の椎骨３０８の間の関節の椎間関節置換が完了する。さらに、第４の椎骨３０８と第５の椎骨３１０の間の関節の固定、ならびに第１の椎骨３０２と第２の椎骨３０４の間の関節の固定もまた完了している。したがって、システム４１０の埋め込みは完了し、手術創傷部位を閉じることができる。
【００９５】
図１８を参照すると、斜視図が、図１７のシステム４１０の代わりに図５のシステム２１０が取り付けられた、図８の脊椎部分３００を示している。図５に示すように、固定アセンブリ２８、３０は省略されており、省略を補償するために図６および７の係合部材２４２および内方成長カップ２７２がそれぞれ含まれている。
【００９６】
したがって、尾方および頭方椎間関節アセンブリ２４、２６が第２、第３、および第４の椎骨３０４、３０６、３０８に固定されて、第２の椎骨３０４と第３の椎骨３０６の間、および第３の椎骨３０６および第４の椎骨３０８の間の関節の椎間関節置換を提供する。固定は行われていない。したがって、第４の椎骨３０８と第５の椎骨３１０の間の関節、および第１の椎骨３０２と第２の椎骨３０４の間の関節では、自然結合が継続することができる。当業者には、システム１０、２１０、４１０は例示的なものに過ぎず、本発明の開示を助けとして、固定を伴うまたは伴わない、１つまたは複数の可動セグメントの椎間関節置換を組み込んで、多くの様々なシステムを想像することができることが理解されよう。
【００９７】
本発明によって提供される外科的柔軟性に加えて、本発明は修正の新しい可能性も開いている。例えば、図１８のシステム２１０は、係合部材２４２および／または内方成長カップ２７２を除去し、これらを尾方固定アセンブリ２８および分割球体１４２に、および／または頭方固定アセンブリ３０、４３０の１つに置き換えることによって、尾方および／または頭方の隣接するレベルの固定を提供するように修正することができる。
【００９８】
さらに、椎間関節アセンブリ２４、２６などの椎間関節置換ハードウェアを使用して、固定アセンブリ２８、３０、または整形外科で現在使用されている固定アセンブリなどの既存の固定アセンブリを置き換えることができる。同様に、椎間関節置換アセンブリ２４、２６を固定アセンブリ２８、３０などの固定ハードウェアに置き換えることもできる。他のレベルの固定または椎間関節置換を、本発明による任意の構成のシステムに追加することができる。有利には、椎弓根スクリュー５４および６６は骨セメントを必要とせず、したがって、椎間関節置換または固定術の反転が所望される場合は、椎骨３０２、３０４、３０６、３０８、３１０から比較的自由に除去可能とすることができる。
【００９９】
本発明は、その精神または基本的特性から逸脱せずに、他の特定の形態で実施することができる。上述のシステムおよび方法の様々な特徴を、多様な他の代替例を形成するように組み合わせ、適合させることができることを理解されたい。このように、上記の実施形態はあらゆる点において例示的であり、限定的ではないとみなされるものである。したがって、本発明の範囲は、上記の説明によってではなく添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の均等性の意味および範囲内にあたるすべての変更は、その範囲内に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】隣接するレベルの固定を伴って複数レベルの椎間関節置換を行うことができる、本発明の一実施形態によるシステムの斜視図である。
【図２】図１のシステムの尾方椎間関節アセンブリ、固締部材、およびロックアセンブリの分解斜視図である。
【図３】図１のシステムの尾方固定アセンブリ、固締部材、およびヨークアセンブリの分解斜視図である。
【図４】図１のシステムの頭方固定アセンブリ、固締部材、およびヨークアセンブリの分解斜視図である。
【図５】隣接するレベルの固定を伴わずに複数レベルの椎間関節置換を行うことができる、本発明の一代替実施形態によるシステムの斜視図である。
【図６】図５のシステムの係合部材の１つの斜視図である。
【図７】図５のシステムの内方成長カップの１つの斜視図である。
【図８】隣接するレベル固定を伴いまたは伴わずに複数レベルの椎間関節置換を行うために、図１のシステムまたは図５のシステムを固定することができる、脊椎の一部分の斜視図である。
【図９】椎骨の自然の関節面の一部を切除した後の、図８の脊椎部分の斜視図である。
【図１０】ガイドワイヤを椎骨の一部の椎弓根に埋め込んだ後の、図８の脊椎部分の斜視図である。
【図１１】半球切除を行うために椎弓根サドルポイントをリーミングした後の、図８の脊椎部分の斜視図である。
【図１２】第２の椎骨のサドルポイント上に成形された切除面を形成しやすいようにフレームが第３の椎骨上に位置決めされている、図８の脊椎部分の斜視図である。
【図１３】図１のシステムの尾方固定アセンブリおよび尾方椎間関節アセンブリの上位補綴物を脊椎部分に取り付けた後の、図８の脊椎部分の斜視図である。
【図１４】第３の椎骨のサドルポイント上に成形された切除面を形成しやすいようにフレームが第４の椎骨上に位置決めされている、図８の脊椎部分の斜視図である。
【図１５】図１のシステムの尾方椎間関節アセンブリの下位補綴物および頭方椎間関節アセンブリの上位補綴物を脊椎部分にさらに取り付けた後の、図８の脊椎部分の斜視図である。
【図１６】第４の椎骨のサドルポイント上に成形された切除面を形成しやすいようにフレームが第５の椎骨上に位置決めされている、図８の脊椎部分の斜視図である。
【図１７】図１の頭方椎間関節アセンブリの下位補綴物および頭方固定アセンブリを脊椎部分にさらに取り付けた後の、図８の脊椎部分の斜視図である。
【図１８】図１７のシステムの代わりに図５のシステムが取り付けられた、図８の脊椎部分の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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