(57)【要約】【解決手段】第１椎骨と第２椎骨の間に画定されている椎間空間に設置するための運動機能温存式人工器官装置（１２０）構成要素が開示されており、同装置構成要素は、少なくとも部分的には椎間空間に配置するように構成されている椎間部分（１２６、１３２）と、少なくとも部分的には椎間空間の外側に配置するように構成されている後部部分（１２８、１３４）と、を備えていて、椎間部分と後部部分は、それぞれ別々に運動機能を支援し、後部部分は、可撓性を有する運動制御機構（１４０）を含んでいる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１椎骨と第２椎骨の間に画定されている椎間空間に設置するための運動機能温存式人工器官装置構成要素において、
少なくとも部分的には前記椎間空間に配置するように構成されている椎間部分と、
少なくとも部分的には前記椎間空間の外側に配置するように構成されている後部部分とを備えており、
前記椎間部分と前記後部部分は、それぞれ別々に運動を支援しており、後部部分は、可撓性を有する運動制御機構を有する、人工器官装置。
【請求項２】
前記後部部分は、前記第１椎骨及び前記第２椎骨の後弓の相対運動を制御するためのばねを含んでいる、請求項１に記載の人工器官装置。
【請求項３】
前記後部部分は、前記第１椎骨及び前記第２椎骨の後弓の相対運動を制御するように構成された可撓性を有する連結具を含んでいる、請求項１に記載の人工器官装置。
【請求項４】
前記可撓性を有する連結具は、前記後部部分の相対する部分の間を延びている支柱の周りに取り付けられている、請求項３に記載の人工器官装置。
【請求項５】
前記支柱は、前記後部部分の前記相対する部分の内の少なくとも一方に可撓的に取り付けられている、請求項４に記載の人工器官装置。
【請求項６】
前記後部部分は、前記第１椎骨及び前記第２椎骨の後弓の相対運動を制御するための可撓性を有する緩衝具を含んでいる、請求項１に記載の人工器官装置。
【請求項７】
前記後部部分は、前記第１椎骨及び前記第２椎骨の後弓の相対運動を制御するためのヒンジを含んでいる、請求項１に記載の人工器官装置。
【請求項８】
前記後部部分はロッドを含んでおり、前記ロッドの周りに前記後部部分の一部分を滑動させることができるようになっている、請求項１に記載の人工器官装置。
【請求項９】
前記後部部分は、ハウジングを含んでおり、前記ロッドは、前記ハウジング内部のスロットに配置されている、請求項８に記載の人工器官装置。
【請求項１０】
前記後部部分は、前記後部部分を前記２つの椎骨の内の一方に回転可能に固定するための固定継手を更に含んでいる、請求項７に記載の人工器官装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概括的には、椎骨再建装置に、より具体的には、移植用の人工椎間装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円板関節形成術は、傷害を被った、劣化した、又は病変のある、脊椎関節を治療する１つの方法である。円板関節形成術治療の中には、関節の障害のある円板を、脊椎関節が或る程度の関節動作又は運動を行えるようにした運動機能温存式脊椎円板と置換することを含んでいる治療もある。多くの場合、それら運動機能温存式脊椎円板は、隣接する椎骨に、スクリューを締結具として使用して取り付けられる。これら締結具自体が、様々な理由から望ましくないこともある。
【０００３】
脊椎円板の運動機能を温存することに加え、隣り合う椎骨の間の空間の別の部分の運動機能を温存することが望まれる場合もしばしばある。例えば、２つの椎骨の間の面関節は、しばしば置換が必要になる。面関節の置換では、十分な摩耗耐性と衝撃吸収性を提供する必要がある。
【０００４】
必要とされているのは、椎間空間の中に挿入する人工器官装置において、先行技術に勝る利点を提供することができる人工器官装置である。ここに開示している後部関節置換装置は、先行技術における１つ又はそれ以上の課題を解決する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの代表的な態様では、本開示は、上側及び下側椎骨に関節運動機能を提供するため、上側椎骨と下側椎骨の間に画定されている椎間空間に設置される人工器官装置に着眼している。人工器官装置は、少なくとも部分的には第１椎骨に隣接して椎間空間に配置するように構成されている第１関節部と、少なくとも部分的には第２椎骨に隣接して椎間空間に配置するように構成されている第２関節部、を含んでいる。半球形部材も含まれていて、前記第１及び第２関節部はこの半球形部材を中心に関節動作を行うことができる。可撓性を有する部材が、半球形部材を第１関節部に固定している。
【０００６】
幾つかの実施形態では、第１関節部は、第１後部部分と第１椎間板部分を含んでいる。第１後部部分は、第１椎骨の前弓に接続することができ、また、第１後部部分は、第１椎骨の後弓に接続することができる。
【０００７】
幾つかの実施形態では、第２関節部は、第２後部部分と第２椎間板部分を含んでいる。第２後部部分は、第２椎骨の前弓に接続することができ、また、第２後部部分は、第２椎骨の後弓に接続することができる。
【０００８】
別の代表的な態様では、本開示は、第１椎骨と第２椎骨の間に画定されている椎間空間に設置される運動機能温存式人工器官装置の構成要素に着眼している。運動機能温存式人工器官装置は、少なくとも部分的には椎間空間に配置するように構成されている椎間部分と、少なくとも部分的には椎間空間の外部に配置するように構成されている後部部分を含んでいる。椎間部分と後部部分は、それぞれ別々に運動機能を支援していて、後部部分は、可撓性を有する運動制御機構を含んでいる。
【０００９】
別の代表的な態様では、本発明は、人工器官装置を植え込む方法に着眼している。人工器官装置は、椎体間構成要素、後部構成要素、及び、合体型椎体間／後部構成要素を含んでいる。本方法は、合体型椎体間／後部構成要素を、第１椎骨と第２椎骨の間の椎間空間に設置する段階を含んでおり、この時、合体型椎体間／後部構成要素は、第１椎骨の前弓及び後弓に係合するように設置される。本方法は、更に、椎体間構成要素を椎間空間に設置する段階を含んでおり、この時、椎体間構成要素は、第２椎骨の前弓と係合するように設置される。本方法は、更に、後部構成要素を椎間空間に設置する段階を含んでおり、この時、後部構成要素は、第２椎骨の後弓と係合するように設置される。
【００１０】
幾つかの実施形態では、本方法は、更に、後部構成要素の孔に締結具を挿入することにより、後部構成要素を第２椎骨の後弓に取り付ける段階を含んでいる。
一部の代表的な態様では、ここに開示されている関節置換装置と方法は、以下の先行特許出願に開示されている１つ又はそれ以上の特性を含むことができ、それら各出願の全内容を参考文献としてここに援用する。
・米国実用特許出願第１１／３４３，１５９号、２００６年１月３０日出願、「脊椎関節再建のための人工器官装置」
・米国実用特許出願第１１／３４２，９６１号、２００６年１月３０日、２００６年１月３０日出願、「脊椎関節再建のための人工器官装置」
・米国実用特許出願第１１／０３１，６０２号、２００５年１月７日出願、「脊椎関節形成術の装置と方法」
・米国実用特許出願第１１／０３１，６０３号、２００５年１月７日出願、「二連関節動作式脊椎装置と方法」
・米国実用特許出願第１１／０３１，７８０号、２００５年１月７日出願、「分割型脊椎装置と方法」
・米国実用特許出願第１１／０３１，９０４号、２００５年１月７日出願、「相互接続型脊椎装置と方法」
・米国実用特許出願第１１／０３１，７００号、２００５年１月７日出願、「支持構造装置と方法」
・米国実用特許出願第１１／０３１，７８３号、２００５年１月７日出願、「可動支承式脊椎装置と方法」
・米国実用特許出願第１１／０３１，７８１号、２００５年１月７日出願、「中央関節動作式脊椎装置と方法」
・米国実用特許出願第１１／０３１，９０３号、２００５年１月７日出願、「後部脊椎装置と方法」
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】脊柱の一部の側面図の描写表示である。
【図２】椎間空間を画定している一対の隣接する椎骨の側面図の描写表示である。
【図３】本発明の１つ又はそれ以上の実施形態による代表的な人工椎間装置の上面図の描写表示である。
【図４】図２の椎骨の内の一方に設置された、２つの図３の人工器官装置の上面図の描写表示である。
【図５】図３の人工器官装置が間に設置された一対の隣接する椎骨の側面図の描写表示である。
【図６】図３の人工椎間装置の下側関節部の実施形態の斜視図の描写表示である。
【図７】図３の人工椎間装置の下側関節部の別の実施形態の斜視図の描写表示である。
【図８】本発明の別の実施形態群による代表的な人工椎間装置の斜視図の描写表示である。
【図９】図８の人工椎間装置の下側関節部の実施形態の斜視図の描写表示であり、上側関節部は仮想線で描いている。
【図１０】本発明の別の実施形態群による代表的な人工椎間装置の斜視図の描写表示である。
【図１１】図１０の人工椎間装置の下側関節部の実施形態の斜視図の描写表示であり、上側関節部は仮想線で描いている。
【図１２】図１０の人工椎間装置の下側関節部の実施形態の側面図の描写表示であり、下側関節部が上側関節部に対して屈曲位置にある状態を描いている（仮想線で図示）。
【図１３】図１０の人工椎間装置の下側関節部の実施形態の側面図の描写表示であり、下側関節部が上側関節部に対して伸延位置にある状態を描いている（仮想線で図示）。
【図１４】本発明の別の実施形態群による代表的な人工椎間装置の斜視図の描写表示であり、人工椎間装置が屈曲位置にある状態を描いている。
【図１５】図１４の人工椎間装置の斜視図の描写表示であり、人工椎間装置が伸延位置にある状態を描いている。
【図１６】図１４の人工椎間装置の斜視図の描写表示であり、人工椎間装置が側方引張（並進運動した）位置にある状態を描いている。
【図１７】本発明の別の実施形態群による代表的な人工椎間装置の斜視図の描写表示である。
【図１８】図１７の人工椎間装置の斜視図の描写表示であり、人工椎間装置が側方引張（並進運動した）位置にある状態を描いている。
【図１９】本発明の別の実施形態群による代表的な人工椎間装置の斜視図の描写表示である。
【図２０】図１９の人工椎間装置の斜視図の描写表示であり、人工椎間装置が屈曲位置にある状態を描いている。
【図２１】本発明の別の実施形態群による代表的な人工椎間装置の斜視図の描写表示である。
【図２２】本発明の別の実施形態群による代表的な人工椎間装置の斜視図の描写表示である。
【図２３】本発明の別の実施形態群による代表的な人工椎間装置の斜視図の描写表示である。
【図２４】本発明の別の実施形態群による代表的な人工椎間装置の斜視図の描写表示である。
【図２５】図２の椎骨の内の一方に設置された、２つの人工器官装置の上面図を描き表している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、概括的には、椎骨再建装置に、より具体的には、移植用の工椎間装置に関する。本発明の原理の理解を促すために、これより図に示している実施形態又は実施例を参照してゆくが、説明に際して特定の言語を使用する。しかしながら、これによって本発明の範囲を限定する意図はないものと理解頂きたい。記載されている実施形態に対する多様な変更や更なる修正、及びここに記載されている本発明の原理の更なる応用は、本発明が関係する分野の当業者であれば普通に想起されるものと考えている。参照番号は各実施形態を通して繰り返し使用されているが、それだけで、同じ参照番号で識別されている品目又は特徴が各実施形態で同じものであることを必要とするものではないが、それによって必要になる場合もある。また、以下の説明に記載されている、第２の造形の上方に、次に、又は上に、第１の造形を形成することには、第１及び第２の造形が直接接触している実施形態が含まれ、更に、第１の造形と第２の造形の間に、両者が直接接触しないように、追加の造形が差し挟まれる実施形態も含まれる。
【００１３】
図１は、脊柱１０の一部の側面図を示しており、天然の椎間円板Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３によって隔てられている、隣接する上側及び下側の各椎骨Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の一群を示している。４つの椎骨が描かれているが、これは、単に一例のつもりである。別の例として、仙骨と１つの椎骨であってもよい。
【００１４】
更に詳しく例示するために、図２を参照しながら、上記椎骨の内の２つについて論じてゆく。２つの椎骨は、上側椎骨１４と下側椎骨１６を含む脊椎分節１２を形成している。円板関節形成術の幾つかの術式では、椎骨１４と１６の間に位置しているべき天然の円板の一部又は全部を、椎間板切除術又は同種の外科手術により、取り除くことを必要としている。病気に掛かっているか又は変性している円板を取り除くと、上側椎骨１４と下側椎骨１６の両前弓の間に、椎間空間Ｓが形成される。更に、人工器官が植え込まれる椎間空間Ｓを広くする場合には、上側及び下側の椎骨１４、１６の両後弓の何れかの部分の切除が行われる場合もある。
【００１５】
図２の例示では、脊椎分節１２を腰椎関節として概略的に描いているが、本開示の装置、システム、及び、方法は、頚部領域及び胸部領域を含め、脊柱の全ての領域に用いることができるものと理解頂きたい。本発明は、椎間空間Ｓを直接形成しているわけではないが、椎間空間Ｓを直接形成しているそれら椎骨の上方及び下方それぞれの場所に存在している各椎骨を含め、様々な椎骨に容易に用いることができる。
【００１６】
従来の人工脊椎装置の中には、前方方式を使用して装着されるものがあるが、この方式では、医師は、苦難の多い、そして場合によっては外傷を生じさせる方式を使用して、脊柱にアクセスする必要がある。前方方式を使って人工器官を一旦装着させると、傷つきやすい脈管に瘢痕組織が盛り上がってくる可能性がある。第２の処置が必要な場合、医師は、以前に設置された人工器官にアクセスするため、瘢痕組織を取り除く必要がある。この慎重を期する処置は、患者を更に苦しめる状況を引き起こしかねない。ここに開示されている人工椎間装置は、後方方式を使用して装着させることができるため、先行技術の装置よりも有利である。それ故、医師は、脊柱の前側に在る重要な脈管にアクセスする必要も乱す必要もない。また、第２の処置が必要になった場合、医師は、傷つきやすい脈管から瘢痕組織を取り除くこと無しに、以前に設置された人工器官に簡単にアクセスすることができる。従って、処置は簡単になり、患者に生じる苦痛は軽減される。
【００１７】
以下に提示している各実施形態は、多くの便益をもたらし、その内の幾つかには、インプラントの全体設計におけるモジュールの縮小化、摩耗耐性の向上、後部応力分布の改善、及び／又は、複雑な外科的要件の軽減、が含まれる。下に説明している実施形態それぞれにおける更なる及び／又は異なる利点も、容易に明らかとなるであろう。
【００１８】
概略的に述べると、図３から図７は、人工器官装置２０として特定されている、第１群の実施形態を示している。図８と図９は、人工器官装置１２０として特定されている、第２群の実施形態を示している。図１０から図１３は、人工器官装置２２０として特定されている、第３群の実施形態を示している。図１４から図１６は、人工器官装置３２０として特定されている、第４群の実施形態を示している。図１７と図１８は、人工器官装置４２０として特定されている、第５群の実施形態を示している。図１９と図２０は、人工器官装置５２０として特定されている、第６群の実施形態を示している。図２１から図２４は、人工器官装置６２０として特定されている、第７群の実施形態を示している。人工器官装置２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、及び６２０は、それぞれ、椎骨１４が椎骨１６に対して関節動作をして、脊椎関節に運動を提供できるようにしている。開示している各人工器官装置は、円板Ｄ１からＤ４の何れかの様な天然の椎間円板に類似したやり方で、椎間空間高に装着できる大きさを有している。幾つかの実施形態では、人工器官装置は対で提供されているが、他の実施形態は、異なる数の装置を有している。
【００１９】
図３から図５を参照すると、１つの実施形態において、人工器官装置２０は、上側関節部２２と下側関節部２４を含んでいる。上側関節部２２は、椎間板部分２６と、後部部分２８と、椎間板部分２６と後部部分２８の間を延びているブリッジ３０と、で形成されている上側本体を含んでいる。同様に、下側関節部２４は、椎間板部分３２と、後部部分３４と、椎間板部分３２と後部部分３４の間を延びているブリッジ３６と、で形成されている下側本体を含んでいる。
【００２０】
上側及び下側関節部２２、２４は、金属類、例えば、コバルト−クロム合金、チタン合金、ニッケルチタン合金、及び／又は、ステンレス鋼合金などを含め、何れの適した生体適合性材料で形成されていてもよい。アルミニウム酸化物であるアルミナ、ジルコニウムの酸化物であるジルコニア、微粒ダイヤモンドの成形体、及び／又は、熱分解炭素、の様なセラミック材料も適しているかもしれない。ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、炭素強化ＰＥＥＫ、又は、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、の様なポリアリルエーテルケトン（ＰＡＥＫ）系の何れかの物質；ポリスルホン；ポリエーテルイミド；ポリイミド；超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）；及び／又は、架橋結合ＵＨＭＷＰＥ、を含めたポリマー材料も使用できる。上側関節部２２と下側関節部２４を構成している様々な部分は、異なる材料で形成してもよく、而して、金属対金属、金属対セラミック、金属対ポリマー、セラミック対セラミック、セラミック対ポリマー、又は、ポリマー対ポリマー、の各構成とすることができる。
【００２１】
図示している代表的な実施形態では、上側及び下側関節部２２、２４は、それぞれ、一つの材料片から一体に形成又は成形してもよい。他の実施形態では、上側又は下側関節部２２、２４の何れかの、椎間板部分、後部部分、及び、ブリッジ部分の、１つ又はそれ以上は、別々に形成し、１つ又はそれ以上の他の部分に取り付けてもよい。それら実施形態での取り付けは、例えば、ねじ式接続、ボルト式接続、又は、ラッチ式接続、その他を含め、当技術で既知の何れの締結機構を使用して行ってもよい。それら実施形態では、椎間板部分、後部部分、及び、ブリッジ部分も、異なる材料で形成することができる。
【００２２】
上側関節部２２の椎間板部分２６は、骨接触面３８と、骨接触面３８と反対側の内側面４４を含んでいる。第１関節面は、内側面４４の一部を形成している。図示の実施形態では、第１関節面は陥凹である。同様に、下側関節部２４の椎間板部分３２は、内側面４８と反対側の骨接触面４０を含んでおり、第２関節面は、内側面の一部を形成していて、第１関節面と噛み合うことができるように構成されている。図示されている実施形態では、第２関節面は突起である。
【００２３】
第１関節面と第２関節面は、共同で、上側及び下側関節面２２、２４が互いに対して関節動作を行うことができるようにする関節動作関節を形成する。この関節動作によって、上側椎骨１４が下側椎骨１６に対して関節運動を行えるようになり、幾つかの実施形態では、天然の脊椎円板により提供される運動と同様な運動ができるようになる。図示の実施形態では、第２関節面は、第１関節面内で回転又は並進運動することができる部分球体であり、緩く拘束されたボール・ソケット式の関節を形成している。ボール・ソケット関節として図示しているが、第１及び第２関節面は、上側及び下側関節部２２、２４の一方が他方に対して動くことができるようにした、どの様な形状又は設計であってもよい。例えば、第１及び第２関節面は、樋と陥凹、球と受け皿、又は、他の形状の造形、を含んでいてもよい。幾つかの実施形態では、第１及び第２関節面は、適切な関節動作を提供するため、椎間板部分２６、３２の残りの部分とは異なる材料で形成されていてもよい。
【００２４】
上側及び下側関節部２２、２４の骨接触面３８、４０は、植え込まれた人工器官装置２０の固定を増強する造形又は被覆を含んでいてもよい。例えば、表面３８、４０は、化学的エッチング、ビーズブラスト、研磨、研削、セレーション加工、及び／又は、ダイヤモンド切削などにより、粗されていてもよい。上側及び下側関節部２２、２４の骨接触面３８、４０の全部又は一部は、骨の成長と固着を促進するため、ヒドロキシアパタイト（ＨＡ）、リン酸三カルシウム（ＴＣＰ）、及び／又は、炭酸カルシウム、の様な生体適合性又は骨誘導性材料で被覆されていてもよい。或いは、形質転換成長因子（ＴＧＦ）ベータ上科のタンパク質類又は骨形態形成タンパク質類、例えば、ＢＭＰ２又はＢＭＰ７など、の様な骨誘導被覆を使用してもよい。他の適した特性には、スパイク、リッジ、及び／又は、他の肌理及び面造形が含まれる。
【００２５】
図示の代表的な実施形態では、骨接触面３８、４０には、随意的な上側及び下側骨コネクタ５０、５２がそれぞれ形成されている。それら骨コネクタ５０、５２は、上側及び下側関節部２２、２４を正しい位置に固定するのを支援できるやり方で、上側及び下側椎骨１４、１６に向けて延びている。図示の実施例では、各骨コネクタ５０、５２は、椎骨終板の中に向けて形成された切り込み又は溝の中に延びるように構成されているキールである。骨コネクタは、一連の、リッジ、突起、又は人工器官装置２０を正しい位置に固定するのを支援することができる他の面造形であってもよい。
【００２６】
ブリッジ部分３０、３６は、それぞれ椎間板部分２６、３２から後方に向けて延びている。図示の実施形態では、ブリッジ部分３０、３６は、実質的に人工器官装置２０の長手方向中心線５８（図４）に沿って延びている。他の実施形態では、ブリッジ部分は、椎間板部分の長手方向中心線と整列しておらず、長手方向中心線から逸れるように湾曲するか傾斜している。
【００２７】
後部部分２８、３４は、ブリッジ部分３０、３６の端部に配置されており、幾つかの実施形態では、各椎骨１４、１６の突起（例えば、面関節の関節棘突起）に隣接して装着するように構成されている。下側関節部２４の後部部分３４は、概ね脊柱に沿う方向に、上側関節部２２の後部部分２８を通り越して延びている尾部６０を含んでいる。
【００２８】
尾部６０は、ブリッジ部分３６に繋がっていて、図示の実施形態では、ブリッジ部分３６の曲げ部によって形成されている。上方向に延びているため、尾部は少なくとも部分的には、ブリッジ部分３６よりも高い場所に位置する。尾部の部分は、上側関節部２２と下側関節部２４の間の関節動作の範囲を制限するように構成された運動停止装置６６を形成している。図示の実施形態では、運動停止装置６６は、上側関節部２２と協働して上側及び下側関節部２２、２４の関節回転の有効範囲を制限することができるように構成された長さを有する尾部６０の曲げ部である。なお、尾部６０は、実質的に真っすぐであってもよいし、湾曲していているか傾斜しているか又は他の形状を有していてもよいと理解頂きたい。１つの代表的な実施形態では、尾部６０は、突き出ている関節面４６の湾曲と同心の曲線を含んでいる。
【００２９】
上側関節部２２の後部部分２８は、下側関節部２４の尾部６０を受け入れるように構成されているアパーチャ７０を含んでいる。図示の実施形態では、後部部分２８の一部は、尾部６０側の運動停止装置６６と協働するように構成されている運動停止装置を形成している。従って、上側及び下側関節部２２、２４が、図５に示すように組み立てられた時、運動停止装置６６と上記運動停止装置は、協働して、人工器官装置２０の関節動作の範囲を制限する。更に、アパーチャ７０は、各関節面４２、４６が噛み合った時、関節動作が当該範囲内でなお自由に起こるやり方で、尾部６０がアパーチャ７０を貫いて延びるように構成されている。
【００３０】
図示の実施形態では、上側関節部２２は、上側関節部２２の上側本体から上向きに延びている、ねじ穴７２の様な取り付け要素と、締結具７４を含んでいる。ねじ穴７２は、締結具７４を上側本体に接合して、上側関節部２２を上椎骨１４に固定することができるように構成されている。同様に、ねじ穴（下で更に詳しく説明する）と締結具７６は、上側関節部２２を上椎骨１４に固定する。
【００３１】
締結具７４、７６は、ねじが切られた骨挿入部分と、対応するねじ穴に固定する働きをする頭部と、を有する骨スクリューであってもよい。締結具７４、７６は、実質的に、長手方向軸を通って形成された平面内で、骨に挿入され、図示の実施形態では、締結具は長手方向軸に実質的に平行になっている。図示の実施形態では、頭部自体は、直径がねじ穴の直径より大きくなっている。上側及び下側部分２２、２４を骨に固定するのに、ワッシャ又は他の金物を締結具７４、７６と共に使用してもよい。
【００３２】
一対の人工的な椎間関節２０は、ここに参考文献として援用している、上で一覧に掲げた各特許出願からの１つ又はそれ以上のそれら技法を含め、様々な技法を使用して椎骨１４と１６の間に装着することができる。一般に、人工的な人工椎間装置２０は、既知の経椎間孔進入による腰部椎体固定術（ＴＬＩＦ）又は腰椎後方椎体間固定術（ＰＬＩＦ）の方式に似た後方経椎間孔進入法を使用して椎体の中へ埋め込むことができる。ＰＬＩＦ進入法は、一般に、より正中寄りで、椎骨内部空間にアクセスするのに、横切っている神経根や硬膜をより多く牽引することに依存している。ＴＬＩＦ進入法は、通常、より斜走的であって、その場に存在している神経根の牽引も少なく、横切っている各構造の牽引が少なくて済むことに伴い、硬膜外出血も少量に抑えることができる。更に側方寄りの進入法を介して内部空間にアクセスすることも可能である。幾つかの事例では、面関節の切除無しに、大きく側方寄りの進入法を介して、内部空間にアクセスすることが可能である。また、直接側方進入法も知られている。この進入法では、後部神経要素を完全に回避することができる。人工器官装置２０の各実施形態は、それらよく用いられている進入法の何れを利用することもできると予測される。
【００３３】
次に図６を参照すると、１つの実施形態では、下側関節部２４の関節面は、ボール関節８０上に形成されている。ボール関節８０は、椎間板部分３２と同じ材料で作られていてもよいし、異なる材料で作られていてもよい。しかしながら、この実施形態では、ボール関節８０は、椎間板部分３２に堅く固定されているわけではない。そうではなくて、ボール関節８０は、可撓性を有する緩衝具８２によって椎間板部分３２に可撓的に接続されている。可撓性を有する緩衝具８２は、ボール関節８０と椎間板部分８２の両方に、化学的及び／又は機械的手段を介するなどして、取り付けられているが、可撓性を有する緩衝具８２は、両者の間の相対運動、特に、内側面４８と平行な面に沿った運動が行えるようにしている。可撓性を有する緩衝具は、生体適合性を有するポリウレタン及びシリコンを含め、様々な材料で作ることができる。図６では、可撓性を有する緩衝具は、下側関節部２４の椎間板部分３２に形成されたクレバス又は凹み８４内に配置されているように図示しているが、他の実施形態では、その様なクレバスは存在しない。また、幾つかの実施形態では、クレバス８４及び／又はボール関節８０は、それぞれ蟻継ぎに似た先細の側壁８６、８８を含んでいて、可撓性を有する緩衝具８２を固定し易くなっている。幾つかの実施形態では、側壁８６、８８は、側壁８６は先細で側壁８８は「Ｃ」形状、の様な異なる形状を有していてもよい。
【００３４】
ボール関節８０と椎間板部分３２の間で相対運動を行えるようにしていることに加え、可撓性を有する緩衝具８２は、この運動によって生じる可能性のある摩耗屑の減少及び／又は収納に役立っている。更に、可撓性を有する緩衝具８２は、緩衝具の可撓的な性質、並びに、緩衝具が（２つの関節部２２と２４の間の）回転の中心を空間Ｓ（図２）のより自然な部分に位置決めすることができる能力の両方によって、運動が滑らかに行われるようにしている。
【００３５】
幾つかの実施形態では、椎間板部分３２、クレバス８４、可撓性を有する緩衝具８２、及び、ボール関節８０、を貫いてケーブル８９が延びている。ケーブル８９は、金属、又は、可撓性を有する材料を含めた他の材料で作ることができる。ケーブル８９は、クレバス８４の互いに反対側で、椎間板部分３２に固定されている。ケーブル８９は、可撓性を有する緩衝具８２の製造時、ボール関節８０を位置決めする役目を果たし、及び／又は、ボール関節８０の運動が所定の最大値を超えることないように、ボール関節８０に余分の強度／安全性を提供するのに使用されている。
【００３６】
次に図７を参照すると、別の実施形態では、ボール関節８０は、ばね９０によって椎間板部分３２に可撓的に接続されている。この実施形態では、ばね９０は、ボール関節の上側リップ９２の下側に配置することによってボール関節８０に取り付けられている。他の実施形態では、ばね９０は、ボール関節８０の周りに化学的又は機械的に締結するか又は固定することもでき、ボール関節に追加の下側リップ又は他の突起物を設けることもできる。ばね９０は、クレバス８４内部に配置され、ボール関節８０と椎間板部分３２の間の相対運動、特に、内側面４８と平行な面に沿った運動を行えるようにしている。
【００３７】
ばね９０は、更に、１つ又はそれ以上の機構を介して椎間板部分３２に接続されている。この実施形態では、可撓性を有する材料から成る２つの部分９４ａ、９４ｂが、ばね９０を椎間板部分３２の各側壁８６に固定するために設けられている。可撓性を有する材料９４ａ、９４ｂは、生体適合性を有するポリウレタン及びシリコンを含め、様々な材料で作ることができる。材料９４ａ、９４ｂは、図６の可撓性を有する緩衝具８２に関連して上で論じたものに類似する便益をもたらす。他の実施形態では、ばね９０は、ばねの伸延性向によって提供される他の摩擦嵌めを介して、椎間板部分に接続されている。必要に応じて、ばね９０の一部又は全部を覆うのにスリーブを設けてもよい。
【００３８】
次に図８と図９を参照すると、上で論じた人工的な椎間関節２０の別の実施形態が、符号１２０で規定されている。人工的な椎間関節１２０は、１つ又はそれ以上の上で説明した実施形態の人工的な椎間関節２０に似ており、相違点を下で更に詳しく説明する。
【００３９】
１つの実施形態では、人工器官装置１２０は、上側関節部１２２と下側関節部１２４を含んでいる。上側関節部１２２は、椎間板部分１２６、後部部分１２８、及び、椎間板部分１２６と後部部分１２８の間を延びているブリッジ１３０、から形成されている上側本体を含んでいる。同様に、下側関節部１２４は、椎間板部分１３２、後部部分１３４、及び、椎間板部分１３２と後部部分１３４の間を延びているブリッジ１３６、から形成されている下側本体を含んでいる。
【００４０】
上側及び下側関節部１２２、１２４は、関節部２２、２４に関連して上で論じた様な、何れの適した生体適合性を有する材料で形成されていてもよく、ねじ穴、骨接触面、及び骨コネクタの様な追加の同様な造形を含んでいてもよい。
【００４１】
第１関節面と第２関節面は、共同で、上側及び下側関節面１２２、１２４が互いに対して関節動作を行うことができるようにする関節動作関節を形成している。この関節動作によって、上側椎骨１４は下側椎骨１６に対して関節運動を行えるようになり、幾つかの実施形態では、天然の脊椎円板によって提供される運動と同様な運動を行えるようになる。図示の実施形態では、第２関節面は、第１関節面内で回転又は並進運動することができる部分球体１８０であり、緩く拘束されたボール・ソケット式の関節を形成している。この実施形態では、球体１８０は、図３から図７に関連して上で論じたボール関節８０（及び周辺機構）の１つに似ている。他の実施形態では、球体１８０は、固定された球、弾性を有する円板、又は他の適した関節動作部材であってもよい。
【００４２】
後部部分１２８、１３４は、ブリッジ部分１３０、１３６の端部に配置されており、幾つかの実施形態では、椎骨の突起に隣接して装着するように構成されている。下側関節部１２４の後部部分１３４と上側関節部１２２の後部部分１２８の間には衝撃吸収システム１４０が配置されている。この実施形態では、下側関節部１２４は、概ね脊柱に沿う方向に延びている尾部１４２を含んでおり、衝撃吸収システム１４０は、尾部上に構成されている。上方向に延びているため、尾部１４２は、少なくとも部分的にはブリッジ部分１３６よりも高い場所に位置する。衝撃吸収システム１４０は、下で詳しく論じるように、尾部１４２の周りに取り付けるか又は配置されている。
【００４３】
衝撃吸収システム１４０は、後部部分１３４と後部部分１２８の間の異なる方向への相対運動に反応する１つ又はそれ以上の装置を含んでいる。この実施形態では、衝撃吸収システム１４０は、コイルばね１４４、圧縮ばね１４６、リング１５０、及び内側支承部１５２、を含んでいる。
【００４４】
コイルばね１４４は、尾部１４２を包み込み、後部部分１２８の上に載っている。衝撃吸収システム１４０の他の装置の幾つかと比べると、コイルばねは、尾部１４２から上に延びている距離が相対的に短くなっている。コイルばね１４４は、端から端への又は横方向の力、例えば、椎間板部分１２４の内側面に平行な面に対して平行な力、を吸収するために設けられている。これらの力は、２つの椎骨１２、１４（図２）の間の脊椎の変形及び／又は並進運動に応じて生じる。コイルばね１４４は、金属で作ってもよく、脊椎環境に追加の保護を提供する外側の被覆を含んでいてもよい。
【００４５】
圧縮ばね１４６も、尾部１４２を包み込み、後部部分１２８の上に載っている。この実施形態では、圧縮ばね１４６は、コイルばね１４４の内部に配置されているが、他の実施形態では、異なっている。コイルばね１４４と比べると、圧縮ばね１４６は、尾部１４２から上に延びている距離が長くなっている。圧縮ばね１４６は、圧縮力及び／又は復元力、例えば、椎間板部分１２４の内側表面に平行な面に垂直な力、を吸収するために設けられている。それらの力は、２つの椎骨１２と１４（図２）の間の背骨の屈曲及び／又は延びに応じて生じる。圧縮ばね１４６は、金属で作ってもよく、脊椎環境に追加の保護を提供する外側の被覆を含んでいてもよい。
【００４６】
リング１５０も、尾部１４２を包み込み、この実施形態では、コイルばね１４４と圧縮ばね１４６の間に配置されていて、圧縮ばねと同程度の高さである。リング１５０は、コイルばね１４４と圧縮ばね１４６を隔離するために設けられている。追加的又は代替的に、リング１５０は、上で説明している各方向の何れかの方向への様々な力を支持し、且つ減衰させるために設けられている。幾つかの実施形態では、リング１５０が、圧縮ばね１４６及び／又はコイルばね１４４の代わりに使用される場合もある。リング１５０は、アルミニウムの様な金属で作ってもよく、DuPont社の製品を特定している商標であるテフロンの様な外側被覆を含んでいてもよい。
【００４７】
内側支承部１５２も、尾部１４２を包む込み、後部部分１２８の上に載っている。この実施形態では、内側支承部１５２は、コイルばね１４４、圧縮ばね１４６、及び、リング１５０、の運動を支持している。内側支承部１５２は、アルミニウムの様な金属で作ってもよく、テフロンの様な外側被覆を含んでいてもよい。
【００４８】
作動時、衝撃吸収システム１４４も、上側関節部１２２の後部部部分１２８に形成されたハウジング１６０内部に嵌り込む。この実施形態では、ハウジング１６０は、圧縮ばね１４６及び／又はリング１５０の最上部分に接触する。幾つかの実施形態では、ハウジング１６０は、更に、コイルばね１４４の側面部にも接触する。組合せると、２つの後部部分１２８と１３４は、互いに対して様々な方向に動くことができるが、その様な運動は、少なくとも部分的には衝撃吸収システム１４０の１つ又はそれ以上の構成要素によって、影響を受け、及び／又は制限される。
【００４９】
次に図１０から図１３を参照すると、上で論じた人工的な椎間関節２０及び１２０の別の実施形態が、符号２２０で規定されている。人工的な椎間関節２２０は、上で説明した人工的な椎間関節２０と１２０の実施形態の内の１つ又はそれ以上に似ており、その相違点を下で更に詳しく説明する。
【００５０】
１つの実施形態では、人工器官装置２２０は、上側関節部２２２と下側関節部２２４を含んでいる。上側関節部２２２は、椎間板部分２２６、後部部分２２８、及び、椎間板部分２２６と後部部分２２８の間を延びているブリッジ２３０、から形成されている上側本体を含んでいる。同様に、下側関節部２２４は、椎間板部分２３２、後部運動部分２３４、及び、椎間板部分２３２と後部部分２３４の間を延びているブリッジ２３６、から形成されている下側本体を含んでいる。
【００５１】
上側及び下側関節部２２２、２２４は、関節部２２、２４に関連して上で論じた様な、何れの適した生体適合性を有する材料で形成されていてもよく、ねじ穴、骨接触面、及び骨コネクタの様な追加の同様の造形を含んでいてもよい。
【００５２】
第１関節面と第２関節面は、共同で、上側及び下側関節面２２２、２２４が互いに対して関節動作を行うことができるようにする関節動作関節を形成する。この関節動作によって、上側椎骨１４が下側椎骨１６に対して関節運動を行うことができるようになり、幾つかの実施形態では、天然の脊椎円板によって提供される運動と同様な運動を行うことができるようになる。図示の実施形態では、第２関節面は、第１関節面内で回転又は並進運動することができる部分球体２８０であり、緩く拘束されたボール・ソケット式の関節を形成している。この実施形態では、球体２８０は、図３から図７に関連して上で論じたボール関節８０（及び周辺機構）の１つに似ている。他の実施形態では、球体２８０は、固定された球、弾性を有する円板、又は、他の適した関節動作部材であってもよい。
【００５３】
後部部分２２８、２３４は、ブリッジ部分２３０、２３６の端部にそれぞれ配置されており、幾つかの実施形態では、椎骨の突起に隣接して装着するように構成されている。後部運動部分２３４は、この実施形態では、２つの後部部分２２８と２３４の間の様々な方向への相対運動を行えるようにする、１つ又はそれ以上の可撓性を有する構成要素を含んでいる。１つの実施形態では、後部運動部分２３４は、可撓性を有する部材２４４の周りに配置された可撓性を有する緩衝具２４２と、支柱２４６と、可撓性を有する連結具２４８、を含んでいる。
【００５４】
可撓性を有する部材２４４は、様々な方向への運動を行えるようにするためブリッジ２３６に固定されている。図１２と図１３は、それぞれ、２つの椎骨１２と１４（図２）の間の屈曲と延びによって生じる２つの方向の運動を示している。可撓性を有する部材２４４は、単一の材料又は材料の組合せで作ることができる。例えば、可撓性を有する部材の、ブリッジ２３６に繋がっている部分は、可撓性がより優れた材料で形成し、一方、可撓性を有する部材の、ブリッジから離れる方向に延びる部分は、可撓性が低い材料で形成してもよい。
【００５５】
可撓性を有する緩衝具２４２は、可撓性を有する部材２４４を取り囲んでいて、動的な力を、その様な力によって発生した荷重を適宜分散させるやり方で吸収するために設けられている。可撓性を有する緩衝具２４２は、更に、可撓性を有する部材２４４を所望の又は「正常な」位置（例えば、屈曲でも伸延でもない位置）に付勢するように構成されている。可撓性を有する緩衝具２４２は、任意のゴム系又は弾性材料の様な材料で形成することができる。支柱２４６は、可撓性を有する緩衝具２４２及び／又は可撓性を有する部材２４４に接続されていて、ブリッジ２３６から離れる方向に延びている。接続は、剛接であってもよいし、或る程度の可撓性が許容されていてもよい。支柱は、金属又はＰＥＥＫの様な比較的堅い材料で作ることができる。この実施形態では、支柱２４６は、下で更に詳しく論じるように、上側関節部２２２の後部部分２２８の中に延びることができるような長さに構成されている。
【００５６】
可撓性を有する連結具２４８は、支柱２４６の周りに配置されている。この実施形態では、可撓性を有する連結具２４８は、変形可能部分２４９と基底部分２５０を含んでいる。基底部分２５０は、下で更に詳しく論じるように、上側関節部２２２の後部部分２２８に接触することができる形状を有している。変形可能部分２４９は、所与の屈曲量又は伸延量次第で、後部部分２２８にも接する場合がある。可撓性を有する連結具２４８は、更に、支柱２４６が、長手方向に可撓性を有する連結具の中心部分を貫いて延び、これによって、人工器官装置２２０の２つの後部部分同士の間の運動が可能になるように構成されている。可撓性を有する連結具は、金属で、基底部分２５０を比較的堅く、そして、変形可能部分２４９には変形を支持するコイル形状の切れ目を入れて、作ることができる。
【００５７】
作動時、後部運動部分２３４の少なくとも一部は、上側関節部２２２の後部部分２２８に形成されたハウジング２６０内部に嵌まる。この実施形態では、ハウジング２６０は、開口２６２を含んでおり、支柱２４６はこの開口を通り（屈曲／伸延の量に基づき）異なる量だけ延びる。図１２及び図１３に示しているように、ハウジング２６０は、可撓性を有する連結具２４８の基底部分２５０に接触する。この接触は、２つの椎骨１２と１４（図２）の間の屈曲／伸延、並進運動、又は他の運動、の量次第で、動き、及び／又は、変化する。その様な運動の間に、後部運動部分２３４の１つ又はそれ以上の構成要素は、互いに対して様々な方向に動き、曲がり、又は、変化し、その様な運動は、少なくとも部分的には、後部運動部分２３４の１つ又はそれ以上の構成要素によって、影響を被り、及び／又は制限される。
【００５８】
次に図１４から図１６を参照すると、上で論じた人工的な椎間関節２０、１２０、及び２２０の別の実施形態が、符号３２０で規定されている。人工的な椎間関節３２０は、上で説明した人工的な椎間関節２０、１２０、及び２２０の実施形態の内の１つ又はそれ以上に似ており、その相違点を下で更に詳しく説明する。
【００５９】
１つの実施形態では、人工器官装置３２０は、上側関節部３２２と下側関節部３２４を含んでいる。上側関節部３２２は、椎間板部分３２６、後部部分３２８、及び、椎間板部分３２６と後部部分３２８の間を延びているブリッジ３３０、から形成されている上側本体を含んでいる。同様に、下側関節部３２４は、椎間板部分３３２、後部部分３３４、及び、椎間板部分３３２と後部部分３３４の間を延びているブリッジ３３６、から形成されている下側本体を含んでいる。
【００６０】
上側及び下側関節部３２２、３２４は、関節部２２、２４（図３から図７）に関連して上で論じた様な、何れの適した生体適合性を有する材料で形成されていてもよく、また、ねじ穴、骨接触面、及び、骨コネクタ、の様な追加の同様の造形を含んでいてもよい。
【００６１】
第１関節面と第２関節面は、共同で、上側及び下側関節面３２２、３２４が互いに対して関節動作を行うことができるようにする関節動作関節を形成する。この関節動作によって、上側椎骨１４は下側椎骨１６に対して関節運動を行えるようになり、幾つかの実施形態では、天然の脊椎円板によって提供される運動と同様な運動を行えるようになる。図示の実施形態では、第２関節面は、第１関節面内で回転又は並進運動することのできる部分球体３８０であり、緩く拘束されたボール・ソケット式の関節を形成している。この実施形態では、球体３８０は、図３から図７に関連して上で論じたボール関節８０（及び周辺機構）の１つに似ている。他の実施形態では、球体３８０は、固定された球、弾性を有する円板、又は、他の適した関節動作部材であってもよい。
【００６２】
後部部分３２８、３３４は、ブリッジ部分３３０、３３６の端部にそれぞれ配置されており、幾つかの実施形態では、椎骨１４、１６（図２）の突起に隣接して装着するように構成されている。後部部分３２８は、この実施形態では、２つの後部部分３２８と３３４の間の様々な方向への相対運動を行えるようにする１つ又はそれ以上の可撓性を有する構成要素を含んでいる。１つの実施形態では、後部部分３２８は、後部部分３３４と係合する可撓性を有する部材３４２を含んでいる。
【００６３】
可撓性を有する部材３４２は、上側後部部分３２８の開口３４４の内側に配置され固定されている。可撓性を有する部材３４２は、更に、後部部分３２８に固定されている。可撓性を有する部材３４２は、単一材料で作ってもよいし、幾つかの異なる材料で作ってもよい。可撓性を有する部材３４２は、１つの実施形態では、後部部分３２８、３３４の両方に機械的及び／又は化学的に取り付けることができる、弾性を有するゴム製の膜である。別の実施形態では、可撓性を有する部材３４２は、上側後部部分３２８にのみ取り付けられていて、下側後部部分３３４は、可撓性を有する部材の内側を動くことができるようになっている。また、幾つかの実施形態では、ブリッジ３３６と後部部分３３４は、椎間板部分３３２とは異なる材料で作られていてもよい。例えば、ブリッジ３３６と後部部分３３４は、ＰＥＥＫ、又は、後部部分と椎間板部分３３２の間の或る量の運動を支持する何らかの材料で作ることができる。
【００６４】
特に図１４と図１５に示すように、作動時、上側関節部３２２と下側関節部３２４の間の２つの方向３５０、３５２への相対運動（例えば、図２の２つの椎骨１２と１４の間の屈曲又は伸延運動）は、可撓性を有する部材３４２によって支持されている。可撓性を有する膜３４２は、後部部分３３４を取り囲んでいて、動的な力を、その様な力によって生じた荷重を適宜分散させるやり方で吸収するために設けられている。可撓性を有する膜３４２は、更に、下側関節部３２４を所望の又は「正常な」位置（例えば、屈曲でも伸延でもない位置）に付勢するように構成されている。
【００６５】
特に図１６に示すように、更に、作動時、上側関節部３２２と下側関節部３２４の間の更に他の２つの方向３５４、３５６への相対運動（例えば、図２の２つの椎骨１２と１４の間の並進運動）も、可撓性を有する部材３４２によって支持することができる。可撓性を有する部材３３４は、この実施形態では、弾性を有しており、従って、上側及び下側関節部３２２、３２４を正常な（例えば、並進運動していない）位置に復帰させる力を提供することができる。他の実施形態では、ブリッジ３３６は、相対運動３５４、３５６を支持するため、可撓性を有する部材３４４を貫いて滑動することができる。
【００６６】
なお、様々な実施形態では、運動方向３５０、３５２、３５４、及び３５６の内の１つ又はそれ以上が支持されない場合もあるものと理解頂きたい。また、別の実施形態では、更に多い運動方向が支持されており、その場合、外科医が、人工器官装置３２０を第１位置に挿入し、次いで、下側関節部３２２、３２４を、関節動作にとってより自然な又は所定の位置に動かすことができるようになっている。次に図１７と図１８を参照すると、上で論じた人工的な椎間関節２０、１２０、２２０、及び３２０の別の実施形態が、符号４２０で規定されている。人工的な椎間関節４２０は、人工的な椎間関節２０、１２０、２２０、及び３２０に似ており、その相違点を下で更に詳しく説明する。
【００６７】
１つの実施形態では、人工器官装置４２０は、上側関節部４２２と下側関節部４２４を含んでいる。上側関節部４２２は、椎間板部分４２６、後部部分４２８、及び、椎間板部分４２６と後部部分４２８の間を延びているブリッジ４３０、から形成されている上側本体を含んでいる。同様に、下側関節部４２４は、椎間板部分４３２、後部運動部分４３４、及び、椎間板部分４３２と後部部分４３４の間を延びているブリッジ４３６、から形成されている下側本体を含んでいる。
【００６８】
上側及び下側関節部４２２、４２４は、関節部２２、２４（図３から図７）に関連して上で論じた様な、何れの適した生体適合性を有する材料で形成されていてもよく、また、ねじ穴、骨接触面、及び、骨コネクタ、の様な追加の同様の造形を含んでいてもよい。
【００６９】
第１関節面と第２関節面は、共同で、上側及び下側関節面４２２、４２４が互いに対して関節動作を行うことができるようにする関節動作関節を形成する。この関節動作によって、上側椎骨１４は下側椎骨１６に対して関節運動を行えるようになり、幾つかの実施形態では、天然の脊椎円板によって提供される運動と同様な運動を行えるようになる。図示の実施形態では、第２関節面は、第１関節面内で回転又は並進運動をすることができる部分球体４８０であり、緩く拘束されたボール・ソケット式の関節を形成している。この実施形態では、球体４８０は、図３から図７に関連して上で論じたボール関節８０（及び周辺機構）の１つに似ている。他の実施形態では、球体４８０は、固定された球、弾性を有する円板、又は、他の適した関節動作部材であってもよい。
【００７０】
後部部分４２８、４３４は、ブリッジ部分４３０、４３６の端部にそれぞれ配置されており、幾つかの実施形態では、椎骨１４、１６（図２）の突起に隣接して装着するように構成されている。後部部分４３４は、この実施形態では、２つの後部部分４２８と４３４の間の様々な方向への相対運動を行えるようにする１つ又はそれ以上の可撓性を有する構成要素を含んでいる。１つの実施形態では、後部運動部分４３４は、上側の可撓性を有する緩衝具４４２と下側の可撓性を有する緩衝具４４４を含んでいる。
【００７１】
可撓性を有する緩衝具４４２、４４４は、開口を形成しており、この開口を通して、上側後部部分４２８は配置され固定されている。可撓性を有する緩衝器４４２、４４４は、それぞれ、単一の材料で作ってもよいし、幾つかの異なる材料で作ってもよい。１つの実施形態では、可撓性を有する緩衝具４４２、４４４は、下側後部部分４３４に機械的及び／又は化学的に取り付けることのできる、弾性を有するゴム材料で作られている。また、幾つかの実施形態では、ブリッジ４３０と後部部分４２８は、椎間板部分４２６とは異なる材料で作られていてもよい。例えば、ブリッジ４３６と後部部分４３４は、ＰＥＥＫ、又は、後部部分と椎間板部分４３２の間の或る量の運動を支持する何らかの材料で作ることができる。
【００７２】
特に図１７に示すように、作動時、上側関節部４２２と下側関節部４２４の間の２つの方向４５０、４５２への相対運動（例えば、屈曲又は伸延運動）は、可撓性を有する緩衝具４４２、４４４によって支持されている。可撓性を有する緩衝具４４２、４４４は、後部部分４３４を取り囲んでいて、動的な力を、その様な力によって生じる荷重を適宜分散させるやり方で吸収するために設けられている。可撓性を有する緩衝具４４２は、更に、後部部分４３４を所望の又は「正常な」位置（例えば、屈曲でも伸延でもない位置）に付勢するように構成されている。可撓性を有する緩衝具４４２、４４４は、何らかのゴム又は弾性材料の様な材料で形成することができる。
【００７３】
特に図１８に示すように、更に、作動時、上側関節部４２２と下側関節部４２４の間の更に他の２つの方向４５４、４５６への相対運動（例えば、並進運動）も、可撓性を有する緩衝具４４２、４４４によって支持することができる。幾つかの実施形態では、後部部分４３４には開口４６０が形成されていて、この開口を貫いて、後部部分４２８及び／又は各可撓性を有する緩衝具４４２、４４４の一部が延びている。可撓性を有する緩衝具４４２、４４４は、この実施形態では、弾性を有しており、従って、上側及び下側関節部４２２、４２４を正常な（例えば、並進運動していない）位置に復帰させる力を提供することができる。他の実施形態では、ブリッジ４３６は、相対運動４５４、４５６を支持するため、可撓性を有する緩衝具４４２、４４４を貫いて滑動することができるようになっている。なお、様々な実施形態では、運動方向４５０、４５２、４５４、及び４５６の内の１つ又はそれ以上は支持されない場合もあるものと理解頂きたい。
【００７４】
次に図１９と図２０を参照すると、上で論じた人工的な椎間関節２０、１２０、２２０、３２０、及び４２０の別の実施形態が、符号５２０で規定されている。人工的な椎間関節５２０は、人工的な椎間関節２０、１２０、２２０、３２０、及び４２０に似ており、その相違点を下で更に詳しく説明する。
【００７５】
１つの実施形態では、人工器官装置５２０は、上側関節部５２２と下側関節部５２４を含んでいる。上側関節部５２２は、椎間板部分５２６、後部部分５２８、及び、椎間板部分５２６と後部部分５２８の間を延びているブリッジ５３０、から形成されている上側本体を含んでいる。同様に、下側関節部５２４は、椎間板部分５３２、後部部分５３４、及び、椎間板部分５３２と後部部分５３４の間を延びているブリッジ５３６、から形成されている下側本体を含んでいる。
【００７６】
上側及び下側関節部５２２、５２４は、関節部２２、２４（図３から図７）に関連して上で論じた様な、何れの適した生体適合性を有する材料で形成されていてもよく、また、ねじ穴、骨接触面、及び、骨コネクタ、の様な追加の同様の造形を含んでいてもよい。
【００７７】
第１関節面と第２関節面は、共同で、上側及び下側関節面５２２、５２４が互いに対して関節動作を行うことができるようにする関節動作関節を形成する。この関節動作によって、上側椎骨１４は下側椎骨１６に対して関節運動を行うことができるようになり、幾つかの実施形態では、天然の脊椎円板によって提供される運動と同様な運動を行えるようになる。図示の実施形態では、第２関節面は、第１関節面内で回転又は並進運動をすることができる部分球体５８０であり、緩く拘束されたボール・ソケット式の関節を形成している。この実施形態では、球体５８０は、図６に関連して上で論じたボール関節８０に似ていて、可撓性を有する緩衝具５８２に取り付けられ、この緩衝具が更に椎間板部分５３２に取り付けられていて、互いの間の運動を行えるようになっている。
【００７８】
後部部分５２８、５３４は、ブリッジ部分５３０、５３６の端部に、且つ、運動装置５４０内側に、配置されている。運動装置５４０は、ハウジング５４２、滑動部材５４４、及び、ヒンジ５４６を含んでいる。この実施形態では、滑動部材５４４とヒンジ５４６は、金属で作られていて、ハウジング５４２は、ＰＥＥＫで作られている。他の実施形態では、運動装置５４０の構成要素の１つ又はそれ以上は、上側関節部５２２と下側関節部５２４の間の様々な種類の運動を支持する可撓性を有する材料で作られている。
【００７９】
この実施形態では、下側後部部分５３４は、下椎骨１６（図２）の関節動作突起に隣接して装着するように構成されていて、ハウジング５４２は、上椎骨１４の関節動作突起に隣接して装着するように構成されている。そこで、下側後部部分５３４とハウジング５４２の一方又は両方は、各棘突起との接続と相互作用を円滑化する各種構成要素（例えば、係留紐）及び／又は表面を含んでいてもよい。
【００８０】
上側後部部分５２８は、滑動部材５４４を挿通し動かすことのできる開口を含んでいる。下側人工器官部分５３４も、滑動部材５４４に固定されている開口を含んでいる。滑動部材５４４は、更に、ハウジング５４２の上部分に固定されている。
【００８１】
作動時、上側関節部５２２と下側関節部５２４の間の２方向５５０、５５２への相対運動（例えば、図２の２つの椎骨１２と１４の間の屈曲又は伸延運動）は、運動装置５４０によって支持される。図１９と図２０にすように、屈曲と伸延の量は、それぞれ、上側後部部分５２８が滑動部材５４４に沿って動くことにより生じる。なお、幾つかの実施形態では、滑動部材５４４は、２つの後部部分５２８と５３４の間の屈曲／伸延相対運動を支持するためアーチ状になっていてもよいものと理解頂きたい。また、幾つかの実施形態では、滑動部材５４４は、端部付近（屈曲又は伸延が起こる場所）が異なる形状又は輪郭を有していてもよい。更に、可撓性を有する部材を設けて、２つの後部部分５２８と５３４の間の衝撃吸収を助け、両部分がより自然な位置を取るのを支援してもよい。
【００８２】
次に図２１から図２４を参照すると、上で論じている人工的な椎間関節２０、１２０、２２０、３２０、４２０、及び５２０の別の実施形態が、符号６２０で規定されている。人工的な椎間関節６２０は、人工的な椎間関節２０、１２０、２２０、３２０、４２０、及び５２０に似ており、その相違点を下で更に詳しく説明する。
【００８３】
１つの実施形態では、人工器官装置６２０は、上側関節部６２２と下側関節部６２４を含んでいる。上側関節部６２２は、椎間板部分６２６と後部部分６２８を含んでいるが、両者の間にブリッジは延びていない。下側関節部６２４は、椎間板部分６３２、後部部分６３４、及び、椎間板部分６３２と後部部分６３４の間を延びているブリッジ６３６、から形成されている下側本体を含んでいる。
【００８４】
上側及び下側関節部６２２、６２４は、関節部２２、２４（図３から図７）に関連して上で論じた様な、何れの適した生体適合性を有する材料で形成されていてもよく、また、ねじ穴、骨接触面、及び、骨コネクタ、の様な追加の同様の造形を含んでいてもよい。
【００８５】
第１関節面と第２関節面は、共同で、上側及び下側関節面６２２、６２４が互いに対して関節動作を行うことができるようにする関節動作関節を形成する。この関節動作によって、上側椎骨１４は下側椎骨１６に対して関節運動を行えるようになり、幾つかの実施形態では、天然の脊椎円板によって提供される運動と同様な運動を行えるようになる。
【００８６】
図２１から図２３に示している実施形態では、下側関節部６２４は、支点６８０を含んでいて、これを中心に上側関節部６２２が動くようになっている。この実施形態では、支点６８０は、可撓性を有する緩衝具６８２に取り付けられ、この緩衝具が更に椎間板部分６３２に取り付けられていて、互いの間で運動を行えるようになっている。幾つかの実施形態では、支点６８０は、上側関節部６２２と下側関節部６２４を所定の位置にしっかり維持しながら、両関節部の間で関節動作を行えるようにするための、ピン又はシャフト６８４を更に含んでいる。これにより、人工器官装置６２０を挿入し易くなり、上側関節部６２２を追加的手段（骨スクリューなど）を使用すること無く固定することができるようになる。
【００８７】
図２４に示している実施形態では、第２関節面は、第１関節面内で回転又は並進運動することができる部分球体６８１であり、緩く拘束されたボール・ソケット式の関節を形成している。この実施形態では、球体５８０は、図６に関連して上で論じたボール関節８０に似ていて、可撓性を有する緩衝具６８２に取り付けられ、この緩衝具が更に椎間板部分６３２に取り付けられていて、互いの間で運動を行えるようになっている。
【００８８】
後部部分６３４は、ブリッジ部分６３６の端部に配置されていて、即ち、後部部分６２８は、関節部６２６に直接接続されているわけではない。両後部部分６２８、６３４は、更に、運動装置６４０の内側に配置されている。運動装置６４０は、ハウジング６４２、６４４（図２１の実施形態では繋がっており、図２２の実施形態では切り離されている）と、ヒンジ６４６、６４８を含んでいる。この実施形態では、ヒンジ６４６、６４８は金属で作られ、ハウジング６４２、６４４はＰＥＥＫで作られている。他の実施形態では、運動装置６４０の１つ又はそれ以上の構成要素は、上側関節部６２２と下側関節部６２４の間の様々な種類の運動を支持するため、可撓性を有する材料で作られている。この実施形態では、下側後部部分６３４は、下側の椎骨１６（図２）の関節突起に隣接して装着するように構成されている。
【００８９】
ハウジング６２４、６４４は、ヒンジ６４６を介して下側後部部分６３４に回転可能に接続されている。ハウジング６４２、６４４は、更に、ヒンジ６４８を介して、上側後部部分６２８に回転可能に接続されている。上側後部部分６２８は、更に、骨スクリューの様な締結具７４を受け入れて固定するための固定されたホルダ６５４を有する保持部材６５０を含んでいる。骨スクリュー７４は、標準的な椎弓根スクリュー（例えば、図２３と図２４の各実施形態の場合）、多軸スクリュー（例えば、図２１と図２２の各実施形態の場合）、又は他の種類のスクリューでもよい。図２１の実施形態では、ハウジング６４２、６４４は、ブリッジ部分６５９によって接続されており、一方、図２２から図２４の各実施形態では、ブリッジ部分は存在していない。
【００９０】
図２２の実施形態では、保持部材６５０は、更に、保持部材の、ヒンジ６４８に接続されている部分に対して動くことができる、固定継手６５２とホルダ６５５を含んでいる。これにより、骨スクリュー７４を、上椎骨１４（図２）に様々な角度で挿入して固定することができるようになる。１つの実施形態では、固定継手６５２は、骨スクリュー７４が椎骨に締め付けられると、固定される。この実施形態では、固定継手６５２は、骨スクリュー７４が椎骨に締め付けられた後であっても、動く能力を保持している。
【００９１】
図２３の実施形態では、ハウジング６４２と６４４には、ヒンジ６４８を滑動させることができるスロット６５６が設けられている。これにより、ホルダ６５４がハウジング内部を上下に動くことができるようになり、骨スクリュー７４の位置決めがやり易くなり、向かい合う椎骨同士の間の運動を支持し易くなる。
【００９２】
図２４の実施形態では、固定継手６５２は、骨スクリュー７４とホルダ６５５の間に相対運動を提供している。また、ホルダ６５５は、骨スクリュー７４を動かすことができるスロット６５８を含んでいる。これにより、骨スクリュー７４を、上椎骨１４（図２）に様々な角度で挿入して固定することができるようになる。１つの実施形態では、固定継手６５２は、骨スクリュー７４が椎骨に締め付けられると、固定される。この実施形態では、固定継手６５２は、骨スクリュー７４が椎骨に締め付けられた後であっても、動く能力を保持している。
【００９３】
作動時、上側後部部分６２８と下側後部部分６３４の間の相対運動は、ヒンジ６４６、６４８（及び、幾つかの実施形態では、固定継手６５２）により、複数の方向に行うことができる。並進運動は、部分的には、ヒンジ６４６と６４８によって支持されている。屈曲と伸延は、部分的には、ヒンジ６４８と固定継手６５２によって支持されている。
【００９４】
全ての実施形態は、先行技術に勝る多くの利点をもたらす。それら実施形態の多くは、異なる外科処置技法を使用して挿入することができる。例えば、図２５に示すように、一対の人工椎間関節６２０は、図４に関連して上で論じた各進入法の代わりとして、直線的な後方進入法を含め、様々な進入法で挿入することができる。この実施形態では、後部部分６２８、６３４は、棘突起に取り付ける必要はなく、椎弓板を含め、後弓の他の部分に取り付けてもよい。また、椎間関節は、比較的安定性があり、自己調心性を有している。前方の関節部と後方の接続部は共に、人工器官装置が、剪断力、特に、前後方向の力に耐えることができるようにしている。
【００９５】
前方の関節部の頑強で寛容的な構造は、人工器官装置を設置する際の整列不良と僅かな精度不良を許容する。例えば、関節動作関節のボール・ソケット構造は、構成要素間の或る程度の整列不良を許容する。而して、本開示による、人工器官装置の特定の実施形態では、各椎間板部分は、別体の後部部分に直接接続すること無く単独で、異なる種類の後部インプラントと共に、又は後部インプラント無しに、使用することができる。
【００９６】
以上、数例の代表的な実施形態のみを説明してきたが、当業者には自明であるように、それら代表的な実施形態では、本開示の新奇な教示と利点から実質的に逸脱すること無く、多くの変更を加えることができる。従って、全てのその様な変更及び修正は、以下の特許請求の範囲に定義されている本発明の範囲内に含まれるものとする。これも当業者には認識頂けるように、その様な変更及び均等な構造又は方法は、本開示の精神及び範囲から逸脱しておらず、また、様々な変更、置換、及び、修正を、本開示の精神及び範囲から逸脱すること無く、施すことができる。なお、全ての空間的な用語、例えば、「水平」「垂直」「頂」「上側」「下側」「底」「左」「右」「上」「下」「上部」「下部」などは、説明のみを目的としており、本開示の範囲内で様々に変えることができる。特許請求の範囲では、手段プラス機能の条項は、ここに説明した各要素を、記載されている機能を行うものとして包含することを意図しており、構造的な均等物のみならず均等な要素も包含するものとする。
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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