(57)【要約】本発明は、人工椎間板に関するものであって、一対の対向プレートを具備している。これらプレートは、椎体表面に着座するためのものである。プレートどうしは、スパイダスプリングによって離間される。スパイダスプリングは、中央ハブから径方向に延在する複数のスプリングアームを有している。様々なスプリングアームの実施形態が開示されており、直線状のものや、湾曲したものや、グルーブ付きのものや、波状のものや、薄肉化するものや、厚肉化するもの、がある。また、互いに平行な辺を有したアームや、互いに拡径する辺を有したアームや、互いに拡径しかつ湾曲する辺を有したアーム、がある。様々なスパイダスプリングの実施形態が開示されており、中実の中央ハブを有したものや、穴付きの中央ハブを有したものや、湾曲ソケットまたはボール形状突起を有したもの、がある。
2005505369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
椎間スペーサデバイスであって、
第１プレートおよび第２プレートであるとともに、これらプレートが、第１プレートの表面と第２プレートの表面とが対向するようにして配置され、それら対向面が、それぞれの内面とされ、各プレートの反対側に位置している表面が、外面とされるような、第１プレートおよび第２プレートと；
前記第１および第２プレートの前記内面どうしの間に配置される少なくとも１つの復元力供給部材であるとともに、前記第１プレートおよび前記第２プレートの前記外面に対して印加された圧縮性負荷を緩衝し得るようにして配置された、少なくとも１つの復元力供給部材と；
を具備し、
前記少なくとも１つの復元力供給部材が、少なくとも１つのスパイダスプリングを備え、
このスパイダスプリングが、中央ハブと、この中央ハブから径方向に延在する複数のスプリングアームと、を有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項２】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記少なくとも１つのスパイダスプリングが、前記中央ハブを貫通する穴を有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項３】
請求項２記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記第１および第２プレートの少なくとも一方が、その内面に対して取り付けられたフランジ付き固定手段を備え、
このフランジ付き固定手段が、ポスト部分と、フランジ部分と、を有し、
前記ポスト部分が、前記穴の直径よりも小さな直径を有し、
前記ポスト部分の長さが、前記穴を囲んでいる前記中央ハブの厚さよりも長いものとされ、
前記フランジ部分が、前記穴の直径よりも大きな直径を有し、
前記少なくとも１つのスパイダスプリングが、前記穴を囲んでいる前記中央ハブが前記フランジ部分と前記第１および第２プレートのうちの前記少なくとも一方との間に維持されるようにして、前記第１および第２プレートのうちの前記少なくとも一方に対して取り付けられていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項４】
請求項３記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記少なくとも１つのスパイダスプリングが、前記穴を囲んでいる前記中央ハブが前記フランジ部分と前記第１および第２プレートのうちの前記少なくとも一方との間に維持されるようにして、前記第１および第２プレートのうちの前記少なくとも一方に対して取り付けられ、この場合、前記スパイダスプリングが、前記第１および第２プレートのうちの前記少なくとも一方に対して、回転自由とされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項５】
請求項２記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記穴が、湾曲ソケットを形成し、
前記第１および第２プレートの少なくとも一方が、その内面上に、前記湾曲ソケットに対して結合可能とされた半球形突起を有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項６】
請求項５記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記半球形突起が、この半球形突起に対して径方向内向き力が印加された時に、径方向に撓むことを可能とし得るよう、少なくとも１つの径方向スロットを有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項７】
請求項６記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記半球形突起が、さらに、軸穴を有し、
この軸穴内には、前記半球形突起の前記径方向撓みを禁止するための撓み防止部材が配置可能とされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項８】
請求項７記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記撓み防止部材が、リベットを有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項９】
請求項５記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記半球形突起が、前記湾曲ソケットに対して回転可能かつ傾斜可能な態様で取り付け得るものとされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項１０】
請求項９記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記半球形突起が、径方向に撓み可能な半球形部分を有し、
前記湾曲ソケットが、内部容積と、この内部容積に対して連通する開口と、を有し、
前記湾曲ソケットが、前記半球形部分を、内部において回転自由かつ傾斜自由として受領し、
前記半球形部分が、径方向に撓んだときにのみ、前記開口を通して抜け出すことができ、
前記半球形部分が、この半球状部分に対して装着した時には前記開口を通しての前記半球形部分の抜出を防止し得るような撓み防止部材を装着し得るよう構成されていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項１１】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記スパイダスプリングが、中央半球形突起を有し、
前記第１および第２プレートの少なくとも一方が、その内面上に、前記半球形突起に対して結合可能とされた湾曲ソケットを有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項１２】
請求項１１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記半球形突起が、この半球形突起に対して径方向内向き力が印加された時に、径方向に撓むことを可能とし得るよう、少なくとも１つの径方向スロットを有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項１３】
請求項１２記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記半球形突起が、さらに、軸穴を有し、
この軸穴内には、前記半球形突起の前記径方向撓みを禁止するための撓み防止部材が配置可能とされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項１４】
請求項１３記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記撓み防止部材が、リベットを有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項１５】
請求項１１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記半球形突起が、前記湾曲ソケットに対して回転可能かつ傾斜可能な態様で取り付け得るものとされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項１６】
請求項１５記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記半球形突起が、径方向に撓み可能な半球形部分を有し、
前記湾曲ソケットが、内部容積と、この内部容積に対して連通する開口と、を有し、
前記湾曲ソケットが、前記半球形部分を、内部において回転自由かつ傾斜自由として受領し、
前記半球形部分が、径方向に撓んだときにのみ、前記開口を通して抜け出すことができ、
前記半球形部分が、この半球状部分に対して装着した時には前記開口を通しての前記半球形部分の抜出を防止し得るような撓み防止部材を装着し得るよう構成されていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項１７】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記少なくとも１つのスパイダスプリングが、２つのスパイダスプリングを備え、
一方のスパイダスプリングが、半球形突起を有し、
他方のスパイダスプリングが、前記中央ハブを貫通する穴を有し、
この穴が、前記半球形突起に対して結合可能とされた湾曲ソケットを形成していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項１８】
請求項１７記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記半球形突起が、この半球形突起に対して径方向内向き力が印加された時に、径方向に撓むことを可能とし得るよう、少なくとも１つの径方向スロットを有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項１９】
請求項１８記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記半球形突起が、さらに、軸穴を有し、
この軸穴内には、前記半球形突起の前記径方向撓みを禁止するための撓み防止部材が配置可能とされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項２０】
請求項１９記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記撓み防止部材が、リベットを有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項２１】
請求項１７記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記半球形突起が、前記湾曲ソケットに対して回転可能かつ傾斜可能な態様で取り付け得るものとされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項２２】
請求項２１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記半球形突起が、径方向に撓み可能な半球形部分を有し、
前記湾曲ソケットが、内部容積と、この内部容積に対して連通する開口と、を有し、
前記湾曲ソケットが、前記半球形部分を、内部において回転自由かつ傾斜自由として受領し、
前記半球形部分が、径方向に撓んだときにのみ、前記開口を通して抜け出すことができ、
前記半球形部分が、この半球状部分に対して装着した時には前記開口を通しての前記半球形部分の抜出を防止し得るような撓み防止部材を装着し得るよう構成されていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項２３】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記複数のスプリングアームの少なくとも１つが、互いに平行な辺を有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項２４】
請求項２３記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記各スプリングアームが、互いに平行な辺を有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項２５】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記複数のスプリングアームの少なくとも１つが、互いに拡径する辺を有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項２６】
請求項２５記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記各スプリングアームが、互いに拡径する辺を有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項２７】
請求項２５記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記複数のスプリングアームの少なくとも１つが、互いに拡径しかつ湾曲した辺を有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項２８】
請求項２７記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記各スプリングアームが、互いに拡径しかつ湾曲した辺を有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項２９】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記複数のスプリングアームの少なくとも１つが、前記中央ハブから径方向上向きに延在し、
前記複数のスプリングアームの少なくとも１つの他のものが、前記中央ハブから径方向下向きに延在していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項３０】
請求項２９記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記上向きに延在するスプリングアームと前記下向きに延在するスプリングアームとが、前記中央ハブの周囲において、周方向に交互に配置されていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項３１】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記複数のスプリングアームの少なくとも１つが、前記中央ハブから径方向下向きに延在する下側部分と、前記中央ハブから径方向上向きに延在する上側部分と、を有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項３２】
請求項３１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記各スプリングアームが、それぞれ、前記中央ハブから径方向下向きに延在する下側部分と、前記中央ハブから径方向上向きに延在する上側部分と、を有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項３３】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記複数のスプリングアームの少なくとも１つが、径方向に直線状とされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項３４】
請求項３３記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記各スプリングアームが、径方向に直線状とされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項３５】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記複数のスプリングアームの少なくとも１つが、径方向に湾曲していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項３６】
請求項３５記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記各スプリングアームが、径方向に湾曲していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項３７】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記複数のスプリングアームの少なくとも１つが、径方向に波状とされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項３８】
請求項３７記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記波状とされた前記少なくとも１つのスプリングアームが、平面に対して垂直に波打っていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項３９】
請求項３７記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記波状とされた前記少なくとも１つのスプリングアームが、湾曲面に対して垂直に波打っていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項４０】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記複数のスプリングアームの少なくとも１つが、径方向に厚さが変化するものとされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項４１】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記複数のスプリングアームの少なくとも１つが、同心方向に波状とされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項４２】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記複数のスプリングアームの少なくとも１つが、同心方向に湾曲していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項４３】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記複数のスプリングアームの少なくとも１つが、少なくとも１つの同心円状グルーブを有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項４４】
請求項４３記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記少なくとも１つの同心円状グルーブが、複数の同心円状グルーブを有し、
各グルーブの寸法が、他のグルーブの寸法と同様の寸法とされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項４５】
請求項４３記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記少なくとも１つの同心円状グルーブが、複数の同心円状グルーブを有し、
各グルーブの寸法が、前記中央ハブからの径方向相対位置に応じて、互いに異なる寸法とされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項４６】
請求項４３記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記複数のスプリングアームの各々が、少なくとも１つの同心円状グルーブを有し、
それらスプリングアーム上のそれら同心円状グルーブが、集合的に、前記スパイダスプリングに関しての少なくとも１つの同心円状グルーブを形成し、
前記スパイダスプリングに関してのこの少なくとも１つの同心円状グルーブが、すべての前記複数のスプリングアームにわたって延在していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項４７】
請求項４６記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記スパイダスプリングに関しての前記少なくとも１つの同心円状グルーブが、同心方向において変化するような少なくとも１つの寸法を有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項４８】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記複数のスプリングアームの少なくとも１つが、少なくとも１つの径方向グルーブを有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項４９】
請求項４８記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記少なくとも１つの径方向グルーブの少なくとも１つの寸法が、この少なくとも１つの径方向グルーブの長手方向に沿って変化するものとされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項５０】
請求項４８記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記各スプリングアームが、径方向グルーブを有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項５１】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記第１および第２プレートの少なくとも一方が、その内面に対して取り付けられたスパイダスプリング固定部材を備えていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項５２】
請求項５１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記スパイダスプリング固定部材が、固定手段を備え、
この固定手段が、前記スパイダスプリングの前記中央ハブを、前記第１および第２プレートのうちの前記少なくとも一方の内面に対して、固定することを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項５３】
請求項５１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記スパイダスプリング固定部材が、フランジ付き固定手段を備え、
このフランジ付き固定手段が、前記スパイダスプリングの前記中央ハブを、前記第１および第２プレートのうちの前記少なくとも一方の内面に対する隣接位置に維持することを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項５４】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記第１および第２プレートの少なくとも一方が、円形凹所を備え、
この円形凹所内に、前記少なくとも１つのスパイダスプリングの端部が配置されるようになっていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項５５】
請求項５４記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
さらに、前記第１および第２プレートのうちの、前記円形凹所を有しているプレートに対して固定された保持部材を具備し、
この保持部材が、前記円形凹所からの、前記少なくとも１つのスパイダスプリングの前記端部の逸脱を防止することを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項５６】
請求項５５記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記保持部材が、シールドとされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項５７】
請求項１記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記第１および第２プレートのうちの少なくとも一方が、その外面上に、解剖学的負荷によって変形的に再成形可能とされた部材を備え、
これにより、そのプレートが、椎体の接触対象面に対して固定的に係合可能とされていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項５８】
請求項５７記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記部材が、メッシュであることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項５９】
請求項５８記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記メッシュが、前記第１および第２プレートのうちの前記少なくとも一方から凸状に膨出するドーム形状をなす静止形状を有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項６０】
請求項５８記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記メッシュが、前記第１および第２プレートのうちの前記少なくとも一方に対して、レーザー溶接されていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項６１】
請求項５８記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記メッシュが、チタンを含有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項６２】
請求項５８記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
さらに、前記メッシュに隣接して骨結合特性部材が配置されていることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項６３】
請求項６２記載の椎間スペーサデバイスにおいて、
前記メッシュに隣接した前記骨結合特性部材が、前記第１および第２プレートのうちの前記少なくとも一方の表面上に、多孔性表面を有していることを特徴とする椎間スペーサデバイス。
【請求項６４】
人工椎間板であって、
互いに対向配置されたそれぞれの内面とそれぞれの外面とをもたらすようにして配置された第１プレートおよび第２プレートと；
前記第１プレートおよび前記第２プレートの前記外面に対して印加された圧縮性負荷に抵抗し得るようにして前記内面どうしの間に配置されるとともに、中央ハブと、この中央ハブから径方向に延在する複数のスプリングアームと、を有しているような、少なくとも１つのスパイダスプリングと；
を具備し、
前記少なくとも１つのスパイダスプリングが、湾曲ソケットをなす中央穴を有し、
前記第１および第２プレートのうちの少なくとも一方が、その内面上に、前記湾曲ソケットに対して回転可能かつ傾斜可能な態様で結合された半球形突起を有し、
これにより、前記第１および第２プレートが、互いに回転可能かつ傾斜可能とされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項６５】
請求項６４記載の人工椎間板において、
前記半球形突起が、径方向に撓み可能な半球形部分を有し、
前記湾曲ソケットが、内部容積と、この内部容積に対して連通する開口と、を有し、
前記湾曲ソケットが、前記半球形部分を、内部において回転自由かつ傾斜自由として受領し、
前記半球形部分が、径方向に撓んだときにのみ、前記開口を通して抜け出すことができ、
前記半球形部分が、この半球状部分に対して装着した時には前記開口を通しての前記半球形部分の抜出を防止し得るような撓み防止部材を装着し得るよう構成されていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項６６】
請求項６５記載の人工椎間板において、
前記半球形突起が、この半球形突起に対して径方向内向き力が印加された時に、径方向に撓むことを可能とし得るよう動作する少なくとも１つの径方向スロットを有していることを特徴とする人工椎間板。
【請求項６７】
請求項６６記載の人工椎間板において、
前記半球形突起が、さらに、軸穴を有し、
この軸穴内には、前記半球形突起の前記径方向撓みを禁止するための撓み防止部材が配置可能とされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項６８】
請求項６４記載の人工椎間板において、
前記少なくとも１つのスパイダスプリングが、
前記各スプリングアームが、互いに平行な辺を有しているような、スパイダスプリングと；
前記各スプリングアームが、互いに拡径する辺を有しているような、スパイダスプリングと；
前記各スプリングアームが、互いに拡径しかつ湾曲した辺を有しているような、スパイダスプリングと；
からなるグループの中から選択されていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項６９】
請求項６８記載の人工椎間板において、
前記各スプリングアームが、径方向において直線状とされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項７０】
請求項６８記載の人工椎間板において、
前記各スプリングアームが、径方向において湾曲したものとされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項７１】
請求項６８記載の人工椎間板において、
前記各スプリングアームが、少なくとも１つの径方向グルーブを有していることを特徴とする人工椎間板。
【請求項７２】
請求項７１記載の人工椎間板において、
前記少なくとも１つの径方向グルーブの少なくとも１つの寸法が、この少なくとも１つの径方向グルーブの長手方向に沿って変化するものとされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項７３】
請求項６４記載の人工椎間板において、
前記内面の少なくとも一方が、円形凹所を備え、
この円形凹所内に、前記少なくとも１つのスパイダスプリングの端部が配置されるようになっていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項７４】
請求項７３記載の人工椎間板において、
さらに、前記内面のうちの、前記円形凹所を有している方に対して固定された保持部材を具備し、
この保持部材が、前記円形凹所からの、前記少なくとも１つのスパイダスプリングの前記端部の逸脱を防止することを特徴とする人工椎間板。
【請求項７５】
請求項７４記載の人工椎間板において、
前記保持部材が、シールドとされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項７６】
請求項６４記載の人工椎間板において、
前記外面のうちの少なくとも一方が、椎体接触部材を有し、
この椎体接触部材が、解剖学的負荷によって変形的に再成形可能とされ、これにより、椎体の接触対象面に対して固定的に係合可能とされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項７７】
人工椎間板であって、
互いに対向配置されたそれぞれの内面とそれぞれの外面とをもたらすようにして配置された第１プレートおよび第２プレートと；
前記第１プレートおよび前記第２プレートの前記外面に対して印加された圧縮性負荷に抵抗し得るようにして前記内面どうしの間に配置されるとともに、中央ハブと、この中央ハブから径方向に延在する複数のスプリングアームと、を有しているような、少なくとも１つのスパイダスプリングと；
を具備し、
前記第１および第２プレートのうちの少なくとも一方が、その内面上に、湾曲ソケットを有し、
前記少なくとも１つのスパイダスプリングが、前記湾曲ソケットに対して回転可能かつ傾斜可能に結合可能とされた半球形突起を有し、
これにより、前記第１および第２プレートが、互いに回転可能かつ傾斜可能とされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項７８】
請求項７７記載の人工椎間板において、
前記半球形突起が、径方向に撓み可能な半球形部分を有し、
前記湾曲ソケットが、内部容積と、この内部容積に対して連通する開口と、を有し、
前記湾曲ソケットが、前記半球形部分を、内部において回転自由かつ傾斜自由として受領し、
前記半球形部分が、径方向に撓んだときにのみ、前記開口を通して抜け出すことができ、
前記半球形部分が、この半球状部分に対して装着した時には前記開口を通しての前記半球形部分の抜出を防止し得るような撓み防止部材を装着し得るよう構成されていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項７９】
請求項７８記載の人工椎間板において、
前記半球形突起が、この半球形突起に対して径方向内向き力が印加された時に、径方向に撓むことを可能とし得るよう動作する少なくとも１つの径方向スロットを有していることを特徴とする人工椎間板。
【請求項８０】
請求項７９記載の人工椎間板において、
前記半球形突起が、さらに、軸穴を有し、
この軸穴内には、前記半球形突起の前記径方向撓みを禁止するための撓み防止部材が配置可能とされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項８１】
請求項７７記載の人工椎間板において、
前記少なくとも１つのスパイダスプリングが、
前記各スプリングアームが、互いに平行な辺を有しているような、スパイダスプリングと；
前記各スプリングアームが、互いに拡径する辺を有しているような、スパイダスプリングと；
前記各スプリングアームが、互いに拡径しかつ湾曲した辺を有しているような、スパイダスプリングと；
からなるグループの中から選択されていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項８２】
請求項８１記載の人工椎間板において、
前記各スプリングアームが、径方向において直線状とされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項８３】
請求項８１記載の人工椎間板において、
前記各スプリングアームが、径方向において湾曲したものとされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項８４】
請求項８１記載の人工椎間板において、
前記各スプリングアームが、少なくとも１つの径方向グルーブを有していることを特徴とする人工椎間板。
【請求項８５】
請求項８４記載の人工椎間板において、
前記少なくとも１つの径方向グルーブの少なくとも１つの寸法が、この少なくとも１つの径方向グルーブの長手方向に沿って変化するものとされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項８６】
請求項７７記載の人工椎間板において、
前記内面の少なくとも一方が、円形凹所を備え、
この円形凹所内に、前記少なくとも１つのスパイダスプリングの端部が配置されるようになっていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項８７】
請求項８６記載の人工椎間板において、
さらに、前記内面のうちの、前記円形凹所を有している方に対して固定された保持部材を具備し、
この保持部材が、前記円形凹所からの、前記少なくとも１つのスパイダスプリングの前記端部の逸脱を防止することを特徴とする人工椎間板。
【請求項８８】
請求項８７記載の人工椎間板において、
前記保持部材が、シールドとされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項８９】
請求項７７記載の人工椎間板において、
前記外面のうちの少なくとも一方が、椎体接触部材を有し、
この椎体接触部材が、解剖学的負荷によって変形的に再成形可能とされ、これにより、椎体の接触対象面に対して固定的に係合可能とされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項９０】
人工椎間板であって、
互いに対向配置されたそれぞれの内面とそれぞれの外面とをもたらすようにして配置された第１プレートおよび第２プレートと；
スパイダスプリング固定部材によって、前記第１プレートおよび前記第２プレートのうちの少なくとも一方の内面に対して回転可能に取り付けられた、少なくとも１つのスパイダスプリングと；
を具備し、
この構成により、前記第１および第２プレートが、互いに回転可能とされているとともに、前記外面に対して印加された圧縮性負荷に対しては、前記少なくとも１つのスパイダスプリングによって抵抗し得るものとされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項９１】
請求項９０記載の人工椎間板において、
前記スパイダスプリング固定部材が、フランジ付き固定手段を備え、
このフランジ付き固定手段が、ポスト部分と、フランジ部分と、を有し、
前記ポスト部分が、前記穴の直径よりも小さな直径を有し、
前記ポスト部分の長さが、前記穴を囲んでいる前記中央ハブの厚さよりも長いものとされ、
前記フランジ部分が、前記穴の直径よりも大きな直径を有し、
前記少なくとも１つのスパイダスプリングが、前記穴を囲んでいる前記中央ハブが前記フランジ部分と前記第１および第２プレートのうちの前記少なくとも一方との間に維持されるようにして、前記第１および第２プレートのうちの前記少なくとも一方に対して取り付けられていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項９２】
請求項９０記載の人工椎間板において、
前記少なくとも１つのスパイダスプリングが、
前記各スプリングアームが、互いに平行な辺を有しているような、スパイダスプリングと；
前記各スプリングアームが、互いに拡径する辺を有しているような、スパイダスプリングと；
前記各スプリングアームが、互いに拡径しかつ湾曲した辺を有しているような、スパイダスプリングと；
からなるグループの中から選択されていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項９３】
請求項９２記載の人工椎間板において、
前記各スプリングアームが、径方向において直線状とされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項９４】
請求項９２記載の人工椎間板において、
前記各スプリングアームが、径方向において湾曲したものとされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項９５】
請求項９２記載の人工椎間板において、
前記各スプリングアームが、少なくとも１つの径方向グルーブを有していることを特徴とする人工椎間板。
【請求項９６】
請求項９５記載の人工椎間板において、
前記少なくとも１つの径方向グルーブの少なくとも１つの寸法が、この少なくとも１つの径方向グルーブの長手方向に沿って変化するものとされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項９７】
請求項９０記載の人工椎間板において、
前記内面の少なくとも一方が、円形凹所を備え、
この円形凹所内に、前記少なくとも１つのスパイダスプリングの端部が配置されるようになっていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項９８】
請求項９７記載の人工椎間板において、
さらに、前記内面のうちの、前記円形凹所を有している方に対して固定された保持部材を具備し、
この保持部材が、前記円形凹所からの、前記少なくとも１つのスパイダスプリングの前記端部の逸脱を防止することを特徴とする人工椎間板。
【請求項９９】
請求項９８記載の人工椎間板において、
前記保持部材が、シールドとされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項１００】
請求項９０記載の人工椎間板において、
前記外面のうちの少なくとも一方が、椎体接触部材を有し、
この椎体接触部材が、解剖学的負荷によって変形的に再成形可能とされ、これにより、椎体の接触対象面に対して固定的に係合可能とされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項１０１】
人工椎間板であって、
互いに対向配置されたそれぞれの内面とそれぞれの外面とをもたらすようにして配置された第１プレートおよび第２プレートを具備し、
これら第１および第２プレートの一方が、その内面上に、湾曲ソケットを有し、
それら第１および第２プレートの他方が、その内面上に、前記湾曲ソケットに対して結合可能とされた半球形突起を有し、
この構成により、前記第１および第２プレートが、互いに回転可能かつ傾斜可能とされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項１０２】
請求項１０１記載の人工椎間板において、
前記半球形突起が、径方向に撓み可能な半球形部分を有し、
前記湾曲ソケットが、内部容積と、この内部容積に対して連通する開口と、を有し、
前記湾曲ソケットが、前記半球形部分を、内部において回転自由かつ傾斜自由として受領し、
前記半球形部分が、径方向に撓んだときにのみ、前記開口を通して抜け出すことができ、
前記半球形部分が、この半球状部分に対して装着した時には前記開口を通しての前記半球形部分の抜出を防止し得るような撓み防止部材を装着し得るよう構成されていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項１０３】
請求項１０２記載の人工椎間板において、
前記半球形突起が、この半球形突起に対して径方向内向き力が印加された時に、径方向に撓むことを可能とし得るよう動作する少なくとも１つの径方向スロットを有していることを特徴とする人工椎間板。
【請求項１０４】
請求項１０３記載の人工椎間板において、
前記半球形突起が、さらに、軸穴を有し、
この軸穴内には、前記半球形突起の前記径方向撓みを禁止するための撓み防止部材が配置可能とされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項１０５】
請求項１０４記載の人工椎間板において、
前記撓み防止部材が、リベットを有していることを特徴とする人工椎間板。
【請求項１０６】
請求項１０１記載の人工椎間板において、
前記外面のうちの少なくとも一方が、椎体接触部材を有し、
この椎体接触部材が、解剖学的負荷によって変形的に再成形可能とされ、これにより、椎体の接触対象面に対して固定的に係合可能とされていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項１０７】
請求項１０６記載の人工椎間板において、
前記部材が、メッシュであることを特徴とする人工椎間板。
【請求項１０８】
請求項１０７記載の人工椎間板において、
前記メッシュが、前記外面のうちの前記少なくとも一方から凸状に膨出するドーム形状をなす静止形状を有していることを特徴とする人工椎間板。
【請求項１０９】
請求項１０７記載の人工椎間板において、
前記メッシュが、前記外面のうちの前記少なくとも一方に対して、レーザー溶接されていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項１１０】
請求項１０７記載の人工椎間板において、
前記メッシュが、チタンを含有していることを特徴とする人工椎間板。
【請求項１１１】
請求項１０７記載の人工椎間板において、
さらに、前記メッシュに隣接して骨結合特性部材が配置されていることを特徴とする人工椎間板。
【請求項１１２】
請求項１１１記載の人工椎間板において、
前記メッシュに隣接した前記骨結合特性部材が、前記外面のうちの前記少なくとも一方の表面上に、多孔性表面を有していることを特徴とする人工椎間板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広義には、互いに隣接した椎骨どうしの間の椎間スペース内に埋設するための背骨埋設アセンブリであって、安定化と、継続したフレキシブルさと、適切な解剖学的可動性と、を同時にもたらし得るようなアセンブリに関するものである。より詳細には、復元力供給部材としてスパイダスプリングを使用したそのようなデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヒトの成人の脊柱を構成している骨および関連組織は、２０個以上の個別の骨が、３部材型関節複合体を介して互いに順次的に連結されることによって形成されている。３部材型関節複合体は、１個の前方板と、２個の後方面関節と、を備えて構成されている。隣接する骨の前方板どうしは、椎間板と称される軟骨スペースによって緩衝されている。それら２０個以上の骨は、解剖学的には、頸骨、胸骨、腰骨、および、仙骨という、４つの分類の中のいずれかに分類される。背骨の中の頸骨部分は、背骨の上部において頭蓋骨の基部のところにまで位置しているものであって、最初の７個の脊椎を備えている。中間的な１２個の骨が、胸骨である。これら胸骨の下方には、５個の腰骨が連結されている。背骨の基部は、仙骨である（尾骨を含む）。頸骨をなす骨は、一般に、胸骨をなす骨よりも小さく、胸骨をなす骨は、腰骨をなす骨よりも小さい。仙骨は、骨盤に対して側面において連結されている。仙骨は、背骨の一部ではあるけれども、接骨手術という目的から本明細書においては、背骨という用語を、頸骨と胸骨と腰骨とだけを意味するものとする。
【０００３】
脊柱は、２０個以上の骨が互いに連結されているとともに、無数の末梢神経を有した神経系という重要な部材と循環器系部材とを互いに近接させつつ収容し保護しているという点において、高度に複雑である。このような複雑さにもかかわらず、背骨は、大いにフレキシブルな構造であって、ほぼすべての方向において大きく湾曲したり捻ったりすることができる。
【０００４】
遺伝的な不規則さや進行中の不規則さや外傷性傷害や慢性的応力や腫瘍や変形的摩耗は、手術を必要とするほどの背骨疾患をもたらし得る様々な原因のいくつかである。当該技術分野においては、脊柱内にまたは脊柱上に人工アセンブリを埋設することによって隣接した骨どうしを不動化および／または骨融合することを目的とした様々なシステムが、既に提案されている。背中のうちの、不動化が必要とされている部位によって、また、個人的な解剖学的変動によって、適切な手術手順と埋設アセンブリとが決定される。椎間板の破損に関しては、椎体間骨融合ケージに興味が持たれている。それは、背骨の前方部分内へと腹腔鏡的に埋設し得るからであり、これにより、手術時間を短縮でき、患者の回復時間を短縮することができ、切開度合いを小さくすることができる。
【０００５】
図６は、椎体間ケージを側方から見た斜視図であり、図７は、埋設後における脊柱を前方から見た斜視図である。ここでは、従来技術によるこのデバイスに関して説明する。ケージ（１０）は、全体的に、チューブ状金属ボディ（１２）から形成されている。ボディ（１２）の外面には、ネジ山（１４）が形成されている。ケージ（１０）は、隣接した椎体どうしの間の接合部分のところに円柱穴を形成するようにして、背骨（１６）の軸に対して横方向に挿入される（図７においては、一対をなす２つのケージ（１０）が、第５番目の腰骨（Ｌ５）の下面と仙骨（Ｓ１）の上面との間に挿入されている）。２つのケージ（１０）は、全体的に並置された状態で挿入されており、外面ネジ山（１４）が、腰骨（Ｌ５）の下面と仙骨（Ｓ１）の上面との間に拘束されている。ケージ（１０）は、複数の穴（１８）を備えており、これら穴を通して、隣接している骨が成長することができる。例えば骨グラフト誘発材料といったような付加的な材料を、ケージ（１０）の内部空間（２０）内に挿入することができ、これにより、ケージ内への骨組織の成長を誘発して加速することができる。多くの場合、ケージ（１０）内に骨グラフト材料を収容保持するために、端部キャップ（図示せず）が使用される。
【０００６】
従来技術によるこのようなケージは、骨融合を促進することにおいて、また、適切な椎間板高さを外見的に近似することにおいて、医療的に成功している。しかしながら、隣接している骨どうしの骨融合が、病気自体が治療されていないことのために進行中の病気に対しては不完全な解決手段でしかなく、骨どうしの安定的な架橋によって病気を単に遮蔽しているに過ぎないことに注目することが重要である。このような骨融合は、脊柱の全体的フレキシブルさを制限し、患者の日常的行動を人工的に制約する。この制約は、骨融合された関節によって本来的には付帯されているような付加的移動応力が面関節と椎間板とに伝達されることのために、患者の背骨に対して付随的な傷害を引き起こし得るものである。したがって、骨融合を促進するアセンブリではなく、天然の軟骨板の生体機械的動きをほぼ完全に模擬し得るような埋設アセンブリが提供されれば、当該技術分野においては大いなる進歩となる。なお、本出願人の知る限りにおいては、本出願に関連性を有する先行技術文献は存在しない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、椎間スペースを横断しての骨融合を促進することなく背骨を安定化させ得るような、椎間スペーサを提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、通常動作を可能としつつ背骨を安定化させ得るような、埋設デバイスを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、患者の背骨上において生体機械的応力の異常な分布を引き起こすがないような、椎間スペース内への埋設デバイスを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、初期埋設時においておよびその後において優秀な把持強度と保持強度とを有しているようなプレート取付デバイス（人工椎間板の複数のプレートを、人工椎間板の埋設対象をなす椎骨どうしの間に対して、取り付けるためのデバイス）を備えた人工椎間板を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、椎体どうしの間に人工椎間板を挿入する際に撓み得るような、人工椎間板のプレート取付デバイスを提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、椎体の凹状表面に適合しているような、人工椎間板のプレート取付デバイスを提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、人工椎間板を埋設し得る角度を制限することがないような、人工椎間板のプレート取付デバイスを提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、引っ張り負荷を支持し得るような人工椎間板を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、移動中心を椎間スペースの中心位置に位置させ得るような人工椎間板を提供することである。
【００１６】
本発明のさらなる他の目的は、好ましい実施形態に関する以下の説明により、明瞭に理解されるであろう。
【００１７】
上記目的は、本発明によって得られ、本発明は、人工椎間板または椎間スペーサデバイスに関するものであり、一対をなす支持部材（例えば、互いに離間して配置された一対をなすプレート）を具備している。各支持部材は、外面を有している。人工椎間板が、隣接する椎体の対向表面どうしの間に配置されるべきものであることにより、両プレートは、それら外表面どうしが互いに反対側を向くようにして、実質的な平行平板構成として、配置される（あるいは、適切な脊柱傾斜に応じて互いにわずかにオフセット配置される）。両プレートは、椎体に対して相対回転し得ないようにして椎体に対して係合し、なおかつ、背骨構成要素の天然的な動きを模擬し得るよう、背骨構成要素どうしが互いに軸方向に圧縮されることと、背骨構成要素どうしが互いに相対的に曲がることと、を可能とする。この動きは、２つの固定されたプレート間に配置されたスプリングの性能によって、可能とされる。椎骨に対しての両プレートの固定は、好ましくは、例えば各プレートの外面に対して取り付けられた凸状メッシュといったようなものも含めた、椎体接触部材を使用することによって、得られる。各凸状メッシュは、周縁部分が、各プレートの外表面に対して、レーザー溶接によって、固定される。メッシュは、初期的な非撓み状態においては、ドーム形状とされる。しかしながら、メッシュは、椎体間への人工椎間板の挿入時には、必要に応じて撓むこととなる。人工椎間板が椎体間に着座した後においては、解剖学的負荷の作用によってメッシュが必要に応じて変形し、これにより、メッシュは、椎体がなす凹状表面に対して適合した形状へと変形する。すなわち、ワイヤメッシュは、解剖学的負荷の作用によって、椎体がなす凹状表面に対して適合した形状へと変形し、椎体表面に対して固定的に係合することができる。言い換えれば、ワイヤメッシュが凸形状とされていて、その周縁部においてプレートに対して固定されていることにより、ワイヤメッシュは、プレートから膨出する向きに付勢されているものの、プレートに向けて移動することができる（付勢力に打ち勝つような負荷が印加された時。そのような負荷は、例えば、椎体間スペース内の解剖学的負荷として、存在する）。これにより、ワイヤメッシュは、椎体間スペース内に配置されたときには、椎体表面に対して固定的に係合することとなる。これにより、メッシュを有したプレートは、他の人工椎間板製品と比較して、初期的埋設時の把持強度および保持強度という点において実質的に優位なものとなる。凸状メッシュは、さらに、究極的にはこのメッシュを通して骨組織を成長させ得るような骨結合性表面を提供する。このメッシュは、好ましくは、チタンから形成される。しかしながら、メッシュは、他の金属からおよび／または非金属から、形成することもできる。メッシュがドーム形状であることにより、メッシュは、人工椎間板を埋設し得る角度を制限しない。ここではフレキシブルドームが好ましくはワイヤメッシュであるとして説明されているけれども、非金属材料および／または他の金属材料からなるフレキシブル部材も含めた他のメッシュ部材や中実フレキシブル部材を使用することもできることは、理解されるであろう。また、フレキシブルさや撓み性や変形性は、フレキシブル材料によってもたらされる必要はなく、これに代えてあるいはこれに加えて、機械的にもたらすことも、また、他の手段によってもたらすことも、できる。
【００１８】
椎骨に対してのプレートの固定をさらに増強するために、いくつかの実施形態においては、プレートは、さらに、少なくとも１つの側方多孔性リング（この側方多孔性リングは、例えば、噴霧堆積層とすることや、あるいは、接着剤によって取り付けられたビーズ状金属層とすることや、あるいは、従来技術において公知の他の適切な多孔性コーティング層とすることができる）を備えている。この多孔性リングは、プレート内への椎骨の長期的内方成長を可能とし、これにより、プロテーゼを椎間スペース内に恒久的に固定することを可能とする。この多孔性層は、ドーム状メッシュの直下にも延出することができる。しかしながら、プレートのうちの、椎体に対して直接的に着座することとなる外表面の側方リムに対して、多孔性層が設けられていることが、重要な点である。
【００１９】
両プレートの間に配置されるスプリングは、両プレートに対して圧縮性負荷が印加されたときには、強力な復元力をもたらす。スプリングは、また、２つのプレートの間の回転や傾斜をも可能とする。多様な人工椎間板の実施形態が想定されるけれども、好ましいスプリングは、復元力供給部材として使用されるスパイダスプリングである。一般に、スパイダスプリングは、（強度のために、および、構造的安定性のために）ヒトの成人の活動におけるかなりの繰返し負荷に耐えなければならないような椎間スペーサ部材において復元力供給サブアセンブリとして使用すること関して、大いに好適なものである。
【００２０】
特に、デバイス全体が天然の椎間板の機械的フレキシブルさを模擬し得るためには、スプリングが、（１）圧縮性負荷が両プレートに対して印加されたときに、両プレートを外向きに付勢するような；（２）側方曲げや撓みを可能としまた両プレート間の平行的な伸びを可能とするような；（３）そのような曲げ時に両プレートの側方変位（位置ズレ）を起こさせないような；（４）両プレート間の回転を実質的に妨害しないような；復元力をもたらすことが好ましい。本発明におけるスパイダスプリングは、そのような機能をもたらす。
【００２１】
本発明におけるスパイダスプリングは、中央ハブから径方向におよび／または上向きにおよび／または下向きに延出された複数のスプリングアームを有しており、スプリングアームどうしの間には、隔離スペースが形成されている。スプリングアームは、径方向に直線的なものとすることができる。この場合には、スパイダスプリングの高さは、スプリングアームの径方向長さに対して比例したものとなる。また、スプリングアームは、径方向に撓んだものとすることができる。この場合には、スパイダスプリングの高さは、スプリングアームの径方向長さに対して比例したものとはならない（そうではなく、スパイダスプリングは、例えば、放物線形状とすることができる）。スパイダスプリングに対して圧縮負荷が印加されたときには、この圧縮力は、フープ応力へと変換され、複数のスプリングアームを互いに離間させて径方向外向きに移動させるよう作用する。このフープ応力は、スパイダスプリングの材料的強度によって相殺され、材料の歪みが、スパイダスプリングを高さ方向に撓ませる。言い換えれば、スパイダスプリングは、圧縮的に撓むことによって圧縮負荷に対応し、フープ応力状態において、構成材料の弾性率に比例した復元力をもたらす。したがって、スパイダスプリングの復元力は、スパイダスプリングを構成している材料の弾性特性に比例したものとなる。
【００２２】
加えて、複数のスプリングアームの形状を変更することによって、圧縮性負荷に対する支持特性や、スパイダスプリングによってもたらされる復元力の大きさを、変更することができる。より詳細には、本発明においては、多種多様なスプリングアームが例示され説明されている。いくつかの実施形態においては、各スプリングアームは、径方向において互いに平行な辺を有しており、径方向において拡径するアーム離間スペースを形成する。他の実施形態においては、各スプリングアームは、径方向外向きに互いに拡径する辺を有しており、径方向において平行なアーム離間スペースを形成する。他の実施形態においては、各スプリングアームは、径方向外向きに互いに拡径しかつ湾曲している辺を有しており、湾曲したアーム離間スペースを形成する。スプリングアームの数および形状や、その結果として形成されるアーム離間スペースの構成は、寸法変更がスパイダスプリングの拡縮特性に悪影響を与えない限りにおいて、所望の任意の用途に適合するように、変更することができる。
【００２３】
スプリングアームの付加的な構成が可能であって、例示されており、これにより、スパイダスプリングの拡縮特性に対して影響を与えることができる。いくつかの実施形態においては、スプリングアームは、中央ハブから下向きに延在する。他の実施形態においては、各スプリングアームが二重とされ、中央ハブから下向きに延在した下側部分と、中央ハブから上向きに延在した上側部分と、を有している。ボール形状突起付きのスパイダスプリングと穴付きのスパイダスプリングとを結合することによっても、同様の二重スプリングアーム構成を得ることができる。これにより、それぞれの内側端のところに形成されたボールと穴とのジョイント部分回りにおいて互いに回転可能かつ傾斜可能とされたような、対向スパイダスプリング構成が形成される。また、ボール形状突起付きのスパイダスプリングとソケット付きのスパイダスプリングとを結合することによっても、同様の二重スプリングアーム構成を得ることができる。これにより、それぞれの内側端のところに形成されたボールとソケットとのジョイント部分回りにおいて互いに回転可能かつ傾斜可能とされたような、対向スパイダスプリング構成が形成される。他の実施形態においては、いくつかのスプリングアームが、中央ハブから径方向下向きに延在し、かつ、他の複数のスプリングアームが、中央ハブから径方向上向きに延在する。好ましくは、このような実施形態においては、上向きに延在するスプリングアームと、下向きに延在するスプリングアームとは、交互に配置される。
【００２４】
スプリングアームのさらなる構成が可能であって、例示されており、これにより、スパイダスプリングの拡縮特性に対して影響を与えることができる。いくつかの実施形態においては、スプリングアームは、スパイダスプリングの拡縮特性を変更し得るような少なくとも１つの同心円状のまたは径方向の特徴部分を有している。より詳細には、いくつかの実施形態においては、少なくとも１つのスプリングアームは、径方向において波状とされている。他の実施形態においては、少なくとも１つのスプリングアームは、径方向に薄肉化されている（中央ハブ近傍におけるアーム部分が、アームの外側エッジ近傍におけるアーム部分よりも、厚い）。他の実施形態においては、少なくとも１つのスプリングアームは、径方向に厚肉化されている（中央ハブ近傍におけるアーム部分が、アームの外側エッジ近傍におけるアーム部分よりも、薄い）。他の実施形態においては、少なくとも１つのスプリングアームに、複数の同心円状グルーブが形成されている。これらグルーブは、中央ハブからの径方向相対的位置によらず、互いに同様の寸法とされる。あるいは、これらグルーブは、中央ハブからの径方向位置に依存して、互いの寸法が異なるものとされている。他の実施形態においては、少なくとも１つのスプリングアームは、同心円的に波状とされている。他の実施形態においては、少なくとも１つのスプリングアームには、径方向のグルーブが形成されている。他の実施形態においては、少なくとも１つのスプリングアームは、同心円状に湾曲されており、凹状面が下向きとされている。他の実施形態においては、少なくとも１つのスプリングアームは、同心円状に湾曲されており、凹状面が上向きとされている。径方向グルーブを有したスプリングアームに関しては、各グルーブの深さおよび幅の一方または双方は、（１）スプリングアームの外側エッジから中央ハブへと向かうグルーブの長手方向に沿って減少することができる、あるいは、（２）スプリングアームの外側エッジから中央ハブへと向かうグルーブの長手方向に沿って増大することができる、あるいは、（３）スプリングアームの外側エッジから中央ハブへと向かうグルーブの長手方向に沿って一定とすることができる、あるいは、（４）スプリングアームの外側エッジから中央ハブへと向かうグルーブの長手方向に沿って、ランダム的に変動するものまたは所定パターンに従って変動するものとすることができる、ことに注意されたい。また、本発明においては、グルーブの数に上限や下限が存在しないことに注意されたい。
【００２５】
プレート間へのスパイダスプリングの配置に関しては（治療目的に応じてスパイダスプリングを使用するという実施形態が選択された場合）、各スパイダスプリングの実施形態は、この目的のために適切な特徴点を有しており、人工椎間板のプレートは、この目的のために適切な協働的特徴点を有している。スパイダスプリングの結合に関する特徴点については、スパイダスプリングの実施形態は、上述のようにして拡縮するような少なくとも１つの外側端を有している。スパイダスプリングの他の実施形態は、内側端のところに、中実の中央ハブを有している。スパイダスプリングの他の実施形態は、内側端のところに、穴付きの中央ハブを有している。スパイダスプリングのさらに他の実施形態は、内側端のところに、プレートの実施形態に関して後述するボール形状突起と同様であるような、ボール形状突起を有している。スパイダスプリングのさらに他の実施形態は、内側端のところに、プレートの実施形態に関して後述する湾曲ソケットと同様であるような、湾曲ソケットを有している。
【００２６】
プレートの構造および結合態様に関しては、プレートについての４つの実施形態が例示され説明されている。しかしながら、本発明においては、他の適切なプレートの実施形態を使用することができる。プレートに関する４つの実施形態の各々は、外面上に、上述したような凸状メッシュを有している。しかしながら、本発明の範囲を逸脱することなく、他の椎体接触デバイスや機構を使用することができる。プレートに関する４つの実施形態の各々は、他の実施形態とは互いに相違する内表面を有している。プレートの第１実施形態は、フラットな内面を有している。このフラット面は、スパイダスプリングの内側端を回転可能等といったような態様で取り付け得るよう、固定手段（例えば、リベット、プラグ、ダウエル、あるいは、ネジ、とすることができる。この例においては、リベットが、一例として使用されている。）を受領する。プレートの第２実施形態は、内面上に、スパイダスプリングの外側端部を回転可能に収容するための円形凹所を有している。この円形凹所は、スパイダスプリングが圧縮されたときに、スパイダスプリングの外側端部が、拘束されることなく拡径することを、可能とする。プレートの第３実施形態は、内面上に、半球形（例えば、ボール形状）の突起を有している。このボール形状突起は、スパイダスプリングの内側端を回転可能かつ傾斜可能に保持するためのものである。このような内側端は、ボール形状突起の半径と実質的に同等であるような実質的に一定の曲率半径を有した湾曲ソケットを有している。プレートの第４実施形態は、内面上に、そのような湾曲ソケットを有している。この湾曲ソケットは、スパイダスプリングの内側端を回転可能かつ傾斜可能に保持するためのものである。このような内側端は、上記と同様のボール形状突起を有している。
【００２７】
各ボール形状突起は、軸穴を有している。この軸穴は、撓み防止部材（例えば、リベット、位置決めネジ、プラグ、ダウエル、あるいは、位置決めネジ、とすることができる。この例においては、リベットが、一例として使用されている。）を受領する。リベットの挿入に先立って、ボール形状突起を、径方向内向きに撓ませることができる（これにより、ボール形状突起を縮径することができる）。リベットの挿入は、この撓み可能性を消滅させる。ボール形状突起の半径と実質的に同等であるような実質的に一定の曲率半径を有した湾曲ソケットは、ボール形状突起を湾曲ソケット内に配置した後には、回転自由かつ傾斜自由な態様でボール形状突起を収容する。しかしながら、ボール形状突起が撓み禁止状態とされているため、ボール形状突起は、湾曲ソケットに連なる開口から抜け出すことはできない。したがって、リベットの挿入前においては、ボール形状突起の撓み可能性により、ボール形状突起を、湾曲ソケット内に挿入することができる。ボール形状突起の軸穴内にリベットを導入した後においては、ボール形状突起の撓みが禁止され、これにより、湾曲ソケットからのボール形状突起の抜け出しが防止される。これにより、ボール形状突起を湾曲ソケット内に取り付けることができ、なおかつ、ボール形状突起を、湾曲ソケット内において、所定角度範囲にわたって回転可能かつ傾斜可能とすることができる。これにより、（健全な椎間板の回転および傾斜を模擬し得るよう）健全なヒトの背骨の回転および傾斜の一部と等価であるような対応角度範囲にわたって、プレートどうしが互いに回転したり傾斜したりすることが、可能とされる。
【００２８】
４つのプレートの実施形態と、様々なスパイダスプリングの実施形態と、それらを連結し得るいくつかの手段と、を使用することによって、人工椎間板に関する様々な実施形態を組み立てることができる。多くの例について上述したけれども、本発明において想定されかつ本発明内に包含されている組合せであって上記において未だ特定されていない組合せが多く存在する。それらについては、本発明を理解することによって容易に認識することができる。例えば、湾曲ソケットを有したすべてのスパイダスプリングは、他のスパイダスプリングまたはプレートのいずれかの上において、ボール形状突起に対して連結することができる。また、例えば、ボール形状突起を有したすべてのスパイダスプリングは、スパイダスプリングまたはプレートのいずれかの上の湾曲ソケットに対して連結することができる、あるいは、スパイダスプリングの穴付き中央ハブに対して連結することができる。また、例えば、湾曲ソケットを有したすべてのプレートは、他のプレートまたはスパイダスプリングのいずれかの上のボール形状突起に対して連結することができる。また、例えば、ボール形状突起を有したすべてのプレートは、他のプレートまたはスパイダスプリングのいずれかの上の湾曲ソケットに対して連結することができる。また、例えば、ボール形状突起または湾曲ソケットを有していないすべてのスパイダスプリングは、プレートのフラットな内向き面に対して連結することができる。また、例えば、各スパイダスプリングの各外側端は、プレートの円形凹所に対して連結することができ、このような円形凹所内への外側端の配置後に、シールドを、スパイダスプリング上にわたって固定することができる。これにより、プレートに対して引っ張り負荷が印加されたにしても、円形凹所からのスパイダスプリングの逸脱が防止される。
【００２９】
スパイダスプリングを有した各アセンブリは、軸方向圧縮負荷に対してはスプリング的性能を利用している。これにより、ヒトの正常な椎間板の軸方向の生体機械的性能を、長期的繰返しサイクル寿命にわたって模擬することができる。スパイダスプリングの複数の各個別スプリングアームは、圧縮性負荷を受けたときにはスプリングアームどうしが広がることによってスパイダスプリングを拡径させることができ、負荷が解除されたときには非撓み形状へと復帰する。スパイダスプリングを圧縮したり圧縮解除したりしたときには、第２実施形態におけるプレートの円形凹所壁は、プレートの内面上において、所定境界範囲内にスパイダスプリングの外側端を維持する。アセンブリは、外面上に印加された引っ張り負荷に耐えることができる。それは、（スパイダスプリングを有した実施形態においては）シールドが、円形凹所内において外側端を維持するからであり、また、（ボール形状突起を有した実施形態においては）軸穴内のリベットが、ボール形状突起の縮径を防止して、人工椎間板に対して引っ張り負荷がかかったときにでも湾曲ソケットからのボール形状突起の抜出を防止するからであり、また、（スパイダスプリングの内側端がリベットによって固定されている実施形態においては）スパイダスプリングの内側端を固定しているリベットのフランジ部分が、リベットのポスト部分からのスパイダスプリングの分離を防止するからである。したがって、両プレートが椎骨に対して固定された後には、アセンブリは、通常的に予想される背骨に対しての引っ張り負荷のもとでは、分離することはない。このことは、健全な天然の椎間板における引っ張り負荷耐性と同様である。
【００３０】
ボールとソケットとからなるジョイントを有しているようなアセンブリにおいては、ボール形状突起が湾曲ソケット内において回転可能かつ傾斜可能に連結されていることのために、プレートどうしが互いに回転可能かつ傾斜可能なものとして形成されていることにより、椎間スペース内に中心を置いた動きをもたらす。そのような中心移動は、ボール形状突起内に位置したままであり、つまり、椎体どうしの間において中心を維持したままである。このことは、健全な天然の椎間板における中心移動と同様である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１．１〜図１．９は、本発明による人工椎間板において使用するためのプレートに関する様々な実施形態を示す図である。
【００３２】
図１．１は、内向き面上にフラット面を有しているプレートを示す底面図であり、図１．２は、内向き面上にフラット面を有しているプレートを示す側断面図である。
【００３３】
図１．３は、内向き面上に円形凹所を有しているプレートを示す底面図であり、図１．４は、内向き面上に円形凹所を有しているプレートを示す側断面図である。
【００３４】
図１．５は、内向き面上にボール形状突起を有しているプレートを示す底面図であり、図１．６は、内向き面上にボール形状突起を有しているプレートを示す側断面図である。
【００３５】
図１．７は、内向き面上に湾曲ソケットを有しているプレートを示す底面図であり、図１．８は、内向き面上に湾曲ソケットを有しているプレートを示す側断面図である。
【００３６】
図１．９は、図１．１〜図１．８に示す各プレートを示す平面図である。
【００３７】
図２．１〜図２．１２は、本発明による人工椎間板において使用するためのスパイダスプリングに関する様々な実施形態を示す平面図であって、本発明において想定されているような、スプリングアームおよび中央ハブに関しての様々な特徴点を例示している。
【００３８】
図２．１は、中実の中央ハブと、径方向において互いに平行な辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【００３９】
図２．２は、中実の中央ハブと、径方向外向きに互いに拡径する辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【００４０】
図２．３は、中実の中央ハブと、径方向外向きに拡径しかつ湾曲している辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【００４１】
図２．４は、穴付きの中央ハブと、径方向において互いに平行な辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【００４２】
図２．５は、穴付きの中央ハブと、径方向外向きに互いに拡径する辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【００４３】
図２．６は、穴付きの中央ハブと、径方向外向きに拡径しかつ湾曲している辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【００４４】
図２．７は、中央湾曲ソケットと、径方向において互いに平行な辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【００４５】
図２．８は、中央湾曲ソケットと、径方向外向きに互いに拡径する辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【００４６】
図２．９は、中央湾曲ソケットと、径方向外向きに拡径しかつ湾曲している辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【００４７】
図２．１０は、中央ボール形状突起と、径方向において互いに平行な辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【００４８】
図２．１１は、中央ボール形状突起と、径方向外向きに互いに拡径する辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【００４９】
図２．１２は、中央ボール形状突起と、径方向外向きに拡径しかつ湾曲している辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【００５０】
図３．１〜図３．１２は、本発明による人工椎間板において使用するためのスパイダスプリングに関する様々な実施形態を示す側断面図であって、本発明におけるスプリングアームおよび中央ハブに関しての様々な付加的な特徴点を例示している。
【００５１】
図３．１は、下向きに延在しかつ径方向に直線的な複数のスプリングアームを有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【００５２】
図３．２は、下向きに延在しかつ径方向に湾曲した複数のスプリングアームを有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【００５３】
図３．３は、径方向に直線的な複数のスプリングアームを有したスパイダスプリングを示す側断面図であって、いくつかのスプリングアームは、下向きに延在しており、いくつかのスプリングアームは、上向きに延在している。
【００５４】
図３．４は、径方向に湾曲した複数のスプリングアームを有したスパイダスプリングを示す側断面図であって、いくつかのスプリングアームは、下向きに延在しており、いくつかのスプリングアームは、上向きに延在している。
【００５５】
図３．５は、径方向に直線的な複数のスプリングアームを有したスパイダスプリングを示す側断面図であって、各スプリングアームは、下向きに延在した下側部分と、上向きに延在した上側部分と、を有している。
【００５６】
図３．６は、径方向に湾曲した複数のスプリングアームを有したスパイダスプリングを示す側断面図であって、各スプリングアームは、下向きに延在した下側部分と、上向きに延在した上側部分と、を有している。
【００５７】
図３．７は、下向きに延在しかつ径方向に直線的な複数のスプリングアームと、穴付き中央ハブと、を有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【００５８】
図３．８は、下向きに延在しかつ径方向に湾曲した複数のスプリングアームと、穴付き中央ハブと、を有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【００５９】
図３．９は、下向きに延在しかつ径方向に直線的な複数のスプリングアームと、中央湾曲ソケットと、を有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【００６０】
図３．１０は、下向きに延在しかつ径方向に湾曲した複数のスプリングアームと、中央湾曲ソケットと、を有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【００６１】
図３．１１は、下向きに延在しかつ径方向に直線的な複数のスプリングアームと、中央ボール形状突起と、を有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【００６２】
図３．１２は、下向きに延在しかつ径方向に湾曲した複数のスプリングアームと、中央ボール形状突起と、を有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【００６３】
図４．１〜図４．２０は、スパイダスプリングのスプリングアームに関する様々な実施形態を示す側断面図または端面断面図または平面図であって、本発明におけるスプリングアームに関しての様々な付加的な特徴点を例示している。
【００６４】
図４．１は、径方向に波状とされた直線的スプリングアームを示す断面図である。
【００６５】
図４．２は、径方向に薄肉化された直線的スプリングアームを示す断面図である。
【００６６】
図４．３は、径方向に厚肉化された直線的スプリングアームを示す断面図である。
【００６７】
図４．４は、複数の同心円状グルーブが形成された直線的スプリングアームを示す断面図であり、各グルーブは、中央ハブからの径方向相対的位置によらず、互いに同様の寸法とされている。
【００６８】
図４．５は、複数の同心円状グルーブが形成された直線的スプリングアームを示す断面図であり、各グルーブは、中央ハブからの径方向位置が遠くなるにつれて、より小さなものとされている。
【００６９】
図４．６は、複数の同心円状グルーブが形成された直線的スプリングアームを示す断面図であり、各グルーブは、中央ハブからの径方向位置が遠くなるにつれて、より大きなものとされている。
【００７０】
図４．７は、径方向に波状とされた湾曲スプリングアームを示す断面図である。
【００７１】
図４．８は、径方向に薄肉化された湾曲スプリングアームを示す断面図である。
【００７２】
図４．９は、径方向に厚肉化された湾曲スプリングアームを示す断面図である。
【００７３】
図４．１０は、複数の同心円状グルーブが形成された湾曲スプリングアームを示す断面図であり、各グルーブは、中央ハブからの径方向相対的位置によらず、互いに同様の寸法とされている。
【００７４】
図４．１１は、複数の同心円状グルーブが形成された湾曲スプリングアームを示す断面図であり、各グルーブは、中央ハブからの径方向位置が遠くなるにつれて、より小さなものとされている。
【００７５】
図４．１２は、複数の同心円状グルーブが形成された湾曲スプリングアームを示す断面図であり、各グルーブは、中央ハブからの径方向位置が遠くなるにつれて、より大きなものとされている。
【００７６】
図４．１３は、同心的に直線状とされた延在部分を有したスプリングアームを示す断面図である。
【００７７】
図４．１４は、同心的に波状とされた延在部分を有したスプリングアームを示す断面図である。
【００７８】
図４．１５は、径方向グルーブが形成された延在部分を有したスプリングアームを示す断面図である。
【００７９】
図４．１６は、同心的に湾曲した延在部分を有したスプリングアームを示す断面図であり、凹面が下向きとされている。
【００８０】
図４．１７は、同心的に湾曲した延在部分を有したスプリングアームを示す断面図であり、凹面が上向きとされている。
【００８１】
図４．１８は、複数のスプリングアームを有しさらに同心的に幅が変化しているような複数の同心円状グルーブが形成されたスパイダスプリングを示す平面図であり、各同心円状グルーブは、全体的には、すべてのスプリングアームにわたって延在している２つのマクロ同心円状グルーブを形成している。
【００８２】
図４．１９および図４．２０は、少なくとも１つのスプリングアームを有しさらにグルーブの長手方向に沿って幅および深さが変化しているような径方向グルーブが形成されたスパイダスプリングを示す図である。
【００８３】
図５．１〜図５．８は、本発明の各実施形態による人工椎間板を組立状態で示す図であって、プレートおよびシールドが側断面図で示されており、スパイダスプリングが側面図で示されている。
【００８４】
図５．１は、中実の中央ハブを有したスパイダスプリングを示す図であって、中央ハブが、上側プレートのフラット面に対してリベット止めされているとともに、スパイダスプリングの外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【００８５】
図５．２は、穴付きの中央ハブを有したスパイダスプリングを示す図であって、中央ハブが、フランジ付きリベットによって、上側プレートのフラット面に対して回転可能に取り付けられているとともに、スパイダスプリングの外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【００８６】
図５．３は、穴付きの湾曲ソケットを有したスパイダスプリングを示す図であって、湾曲ソケットが、上側プレートのボール形状突起に対して結合しているとともに、スパイダスプリングの外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【００８７】
図５．３．１は、中央湾曲ソケットと、外向きに拡径しつつ湾曲した辺を有したスプリングアームと、径方向に延在するグルーブと、を有したスパイダスプリングを示す側断面図である。図５．３．２は、そのようなスパイダスプリングを上方から見た斜視図である。
【００８８】
図５．３．３は、図５．３．１および図５．３．２のスパイダスプリングを組立状態で示す図であって、湾曲ソケットが、上側プレートのボール形状突起に対して結合しているとともに、スパイダスプリングの外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。図５．３．４は、図５．３．１および図５．３．２のスパイダスプリングを示す分解図である。
【００８９】
図５．４は、中央ボール形状突起を有したスパイダスプリングを示す図であって、ボール形状突起が、上側プレートの湾曲ソケットに対して結合しているとともに、スパイダスプリングの外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【００９０】
図５．５は、２つの外側端を有したスパイダスプリングを示す図であって、上側の外側端が、上側プレートの円形凹所内に着座しており、下側の外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【００９１】
図５．６は、２つのスパイダスプリングを示す図であって、下側のスパイダスプリングが、中央湾曲ソケットを備えており、上側のスパイダスプリングが、中央ボール形状突起を備えているとともに、湾曲ソケットとボール形状突起とが互いに結合しており、上側スパイダスプリングの外側端が、上側プレートの円形凹所内に着座しており、下側スパイダスプリングの外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【００９２】
図５．６．１〜図５．６．３は、図５．６のようにして配置された２つのスパイダスプリングを示している、それぞれ、側面図、上方から見た斜視図、および、下方から見た斜視図である。各スパイダスプリングは、湾曲したアーム隔離スペースを形成するような外向きに拡径しつつ湾曲した辺を有したスプリングアームを備えているとともに、各スパイダスプリングの各スプリングアームは、径方向に延在するグルーブを有しており、各グルーブは、中央ハブから外側エッジにわたって径方向に幅および深さが増大している。
【００９３】
図５．７は、２つのスパイダスプリングを示す図であって、下側のスパイダスプリングが、穴付きの中央ハブを備えており、上側のスパイダスプリングが、中央ボール形状突起を備えているとともに、穴付き中央ハブとボール形状突起とが互いに結合しており、上側スパイダスプリングの外側端が、上側プレートの円形凹所内に着座しており、下側スパイダスプリングの外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【００９４】
図５．８は、中央湾曲ソケットを備えた下側プレートと、ボール形状突起を備えた上側プレートと、を示す図であって、湾曲ソケットとボール形状突起とが互いに結合している。
【００９５】
図６は、従来技術による椎体間骨融合デバイスを側方から示す斜視図である。
【００９６】
図７は、図６に示すタイプの２つの椎体間骨融合デバイスが対をなして埋設された後における、ヒトの背骨の腰骨から仙骨にわたる部分の前面領域を示す正面図である。
【００９７】
以下においては、本発明について、いくつかの特別の実施形態および実施方法を図示している添付図面を参照して、より詳細に説明するけれども、当業者であれば、本発明における機能や結果を得るに際して、本発明に対して変更を加え得ることは、理解されるであろう。したがって、以下の説明は、本発明がなす範囲の中の特定の構造や見地や特徴点を例示しているものとして理解されるべきであって、本発明がなす範囲を制限するものではない。添付図面の全体にわたって、同様の部材には同じ符号が付されている。
【００９８】
図１．１〜図１．９には、本発明による人工椎間板において使用可能であるような本発明におけるプレートの様々な実施形態が、底面図によって（図１．１，図１．３，図１．５，図１．７）、側断面図によって（横断面と、横断面から見える表面部分と、が図示されている）（図１．２，図１．４，図１．６，図１．８）、平面図によって（図１．９）、示されている。より詳細には、図１．１および図１．２は、プレートの第１実施形態（１００ａ）を示す、それぞれ底面図および側断面図である。図１．３および図１．４は、プレートの第２実施形態（１００ｂ）を示す、それぞれ底面図および側断面図である。図１．５および図１．６は、プレートの第３実施形態（１００ｃ）を示す、それぞれ底面図および側断面図である。図１．７および図１．８は、プレートの第４実施形態（１００ｄ）を示す、それぞれ底面図および側断面図である。図１．９は、各プレート（１００ａ〜１００ｄ）を示す平面図である（この視点から見れば、すべてのプレートは同じに見える）。詳細に後述するように、本発明による人工椎間板の特定の実施形態において使用されているスパイダスプリングのタイプに応じて、これら４つの実施形態の中から選択された２つのプレート（その実施形態において使用されているスパイダスプリングのタイプに適したものが選択される）が、対向する２つのプレートとして使用される。人工椎間板のいくつかの実施形態においては、互いに同じ２つのプレートを使用する。
【００９９】
各プレート（１００ａ〜１００ｄ）は、外面（１０８ａ〜１０８ｄ）を有している。本発明による人工椎間板が、隣接した椎体の対向面どうしの間に配置されるものであることにより、人工椎間板において使用される２つのプレートは、外面どうしが互いに反対側を向くようにして、配置される（後述の図５．１〜図５．８において明瞭に図示されている）。２つのプレートは、椎体に対して相対回転し得ないようにして椎体に対して係合し、なおかつ、背骨構成要素の天然的な動きを模擬し得るよう、背骨構成要素どうしが互いに軸方向に圧縮されることと、背骨構成要素どうしが互いに相対的に曲がることと、を可能とする。この動きは、２つの固定されたプレート間に配置されたスパイダスプリングの性能（後述）によって、可能とされる。椎体に対してのプレートの係合について、また、プレート間に対してのスパイダスプリングの適用について、以下説明する。
【０１００】
より詳細には、各プレート（１００ａ〜１００ｄ）は、フラットなプレートである（好ましくは、例えばチタンといったような、金属から形成されている）。各プレートは、係合対象をなす椎体面の全体的形状に対して係合するような、全体的形状を有している。さらに、各プレート（１００ａ〜１００ｄ）は、椎体接触部材（例えば、凸状メッシュ（１０６ａ〜１０６ｄ））（好ましくは、楕円形状）を備えている。この椎体接触部材は、プレート（１００ａ〜１００ｄ）の外面（１０８ａ〜１０８ｄ）に対して取り付けられ、椎体接触表面を提供する。メッシュ（１０６ａ〜１０６ｄ）は、このメッシュの周縁部分が、プレート（１００ａ〜１００ｄ）の外面（１０８ａ〜１０８ｄ）に対して、レーザー溶接によって、固定される。メッシュは、初期的な非撓み状態においては、ドーム形状とされる。しかしながら、メッシュは、椎体間への人工椎間板の挿入時には、必要に応じて撓むこととなる。人工椎間板が椎体間に着座した後においては、解剖学的負荷の作用によってメッシュが必要に応じて変形し、これにより、メッシュは、椎体がなす凹状表面に対して適合した形状へと変形する。これにより、メッシュを有したプレートは、他の人工椎間板製品と比較して、初期的埋設時の把持強度および保持強度という点において実質的に優位なものとなる。メッシュは、さらに、究極的にはこのメッシュを通して骨組織を成長させ得るような骨結合性表面を提供する。メッシュは、好ましくは、チタンから形成される。しかしながら、メッシュは、本発明の範囲を逸脱することなく、他の金属からおよび／または非金属から、形成することができる。
【０１０１】
各プレート（１００ａ〜１００ｄ）は、さらに、少なくとも１つの側方リング（１１０ａ〜１１０ｄ）を備えている。側方リングは、骨結合性のものであって、例えば、噴霧堆積層とすることや、あるいは、接着剤によって取り付けられたビーズ状金属層とすることや、あるいは、他の適切な多孔性コーティング層とすることができる。この多孔性リング（あるいは、側方リング）は、プレート内への椎体の長期的内方成長を可能とし、これにより、プロテーゼを椎間スペース内に恒久的に固定することを可能とする。この多孔性層（１１０ａ〜１１０ｄ）を、ドーム状メッシュ（１０６ａ〜１０６ｄ）の直下にも延出し得ることは、理解されるであろう。しかしながら、プレート（１００ａ〜１００ｄ）のうちの、椎体に対して直接的に着座することとなる外面（１０８ａ〜１０８ｄ）の側方リムに対して、多孔性層が設けられていることが、重要な点であることは、理解されるであろう。
【０１０２】
上述したような凸状メッシュ取付デバイスや方法は、上述したようなあるいは参照したような人工椎間板とか人工椎間板プレートとかに対してのみ使用可能なだけではなく、限定するものではないけれども例えば当該技術分野において現在知られているものも含めた他の人工椎間板とか人工椎間板プレートとかに対しても使用可能であることは、理解されるであろう。したがって、上述したようなあるいは参照したような人工椎間板とか人工椎間板プレートとかに対して使用されている上述したようなメッシュ取付デバイスや方法は、メッシュ取付デバイスの適用範囲および／または有効性を制限するものではないとして、解釈されるべきである。
【０１０３】
２つのプレートの間にスパイダスプリングを配置することに関し、各プレート（１００ａ〜１００ｄ）は、これらプレートに対してのスパイダスプリングの適用に関する特徴点を備えている。様々な適用方法については後述する。より詳細には、第１実施形態をなすプレート（１００ａ）は、内向き面（内側表面あるいは内面）（１０４ａ）を備えている。この内向き面（１０４ａ）は、フラット面（１０２ａ）を有している。このフラット面（１０２ａ）は、スパイダスプリングの内側端を回転可能等といったような態様で取り付け得るよう、固定手段（例えば、リベット、プラグ、ダウエル、あるいは、ネジ、とすることができる。この例においては、リベット（１１４ａ）が、一例として使用されている。）（図５．１参照）を受領する。
【０１０４】
第２実施形態をなすプレート（１００ｂ）は、内向き面（内側表面あるいは内面）（１０４ｂ）を備えている。この内向き面（１０４ｂ）は、スパイダスプリングの外側端部を回転可能に収容するための円形凹所（１０２ｂ）を有している。円形凹所は、スパイダスプリングが圧縮されたときには、スパイダスプリングの外側端部が、拘束されることなく拡径することを、可能としている。内向き面（１０４ｂ）は、さらに、シールド（１１８ｂ）（シールドの目的および適用については、図５．１〜図５．７を参照して後述する）を固定し得るよう、固定手段（例えば、リベット、プラグ、ダウエル、あるいは、ネジ、とすることができる。この例においては、リベット（１１６ｂ）が、一例として使用されている。）（図５．１〜図５．７参照）を受領する。
【０１０５】
第３実施形態をなすプレート（１００ｃ）は、内向き面（１０４ｃ）を備えている。この内向き面（１０４ｃ）は、内向きに突出した半球形（例えば、ボール形状）の突起（１０２ｃ）を有している。このボール形状突起（１０２ｃ）は、一連をなす複数のスロット（１２０ｃ）を有している。これらスロット（１２０ｃ）は、径方向圧力に対応して（あるいは、ボール形状突起に対して印加された圧力の径方向成分に対応して）ボール形状突起（１０２ｃ）が径方向に拡縮することを可能とする。ボール形状突起（１０２ｃ）は、さらに、軸穴（１２２ｃ）を有している。この軸穴（１２２ｃ）は、撓み防止部材（例えば、リベット、プラグ、ダウエル、あるいは、ネジ、とすることができる。この例においては、リベット（１２４ｃ）が、使用されている。）（図５．３〜図５．８参照）を受領する。（これに代えて、ネジが使用される場合には、穴には、そのネジを受領するためのネジ山を形成することができる。）リベット（１２４ｃ）の挿入に先立って、スロット（１２０ｃ）を径方向圧力によって狭めることにより、ボール形状突起（１０２ｃ）を、径方向内向きに撓ませることができる。リベット（１２４ｃ）の挿入は、この撓み可能性を消滅させる。したがって、リベット（１２４ｃ）の受領前には、ボール形状突起（１０２ｃ）を圧縮することによって、スパイダスプリングの湾曲ソケット内への着座を容易なものとすることができる。湾曲ソケット内へとボール形状突起（１０２ｃ）を着座させた後には、リベット（１２４ｃ）を軸穴（１２２ｃ）内へと挿入することができ、これにより、湾曲ソケット内においてボール形状突起（１０２ｃ）を所定に保持することを保証することができる。必要が生じたときにデバイスの内部へと容易にアクセスし得るよう、このプレートに対向して配置されるプレートには、穴を設けることができる。
【０１０６】
第４実施形態をなすプレート（１００ｄ）は、内向き面（１０４ｄ）を備えている。この内向き面（１０４ｄ）は、内部に上述したタイプのボール形状突起を受領するための中央湾曲ソケット（１０２ｄ）を有している。湾曲ソケット（１０２ｄ）は、第３実施形態におけるプレート（１００ｃ）のボール形状突起（１０２ｃ）を受領し得るだけでなく、（後述するように）スパイダスプリングの内側端上に設けられた同様のボール形状突起を受領することもできる。各湾曲ソケット（プレート上の湾曲ソケット、あるいは、スパイダスプリングの内側端上の湾曲ソケット）は、実質的に一定の曲率半径を有している。この曲率半径は、また、係合対象をなすボール形状突起の半径に実質的に等しい。このため、ボール形状突起を湾曲ソケット内に装着したときには、ボール形状突起は、所定角度範囲にわたって、湾曲ソケットに対して、自由に回転することと自由に傾斜することとができる。これにより、対向プレートどうしは、（健全な椎間板の回転および傾斜を模擬し得るよう）健全なヒトの背骨の回転および傾斜の一部と等価であるような対応角度範囲にわたって、互いに自由に回転したり傾斜したりすることができる。
【０１０７】
図２．１〜図２．１２は、本発明による人工椎間板において使用するためのスパイダスプリングに関する様々な実施形態を示す平面図であって、スプリングアームおよび中央ハブに関しての様々な特徴点を例示している。これらの例示は、本発明において想定されているスプリングアームおよび中央ハブに関する特徴点の部分集合に過ぎない。より詳細には、各スパイダスプリング（例えば、２００ａ１〜２００ａ１２）は、複数のスプリングアーム（例えば、２０２ａ１〜２０２ａ１２）を備えている。各アームの辺（あるいは、側辺）（例えば、２０８ａ１〜２０８ａ１２）は、アーム離間スペース（例えば、２０３ａ１〜２０３ａ１２）が形成されているようにして、中央ハブ（例えば、２０４ａ１〜２０４ａ１２）から径方向に延在している。いくつかの実施形態（例えば、２００ａ１〜２００ｄ２）においては、各スプリングアーム（例えば、２０２ａ１〜２０２ｄ２）は、径方向において互いに平行な辺（例えば、２０８ａ１〜２０８ｄ２）を有しており、径方向に広がっていくアーム離間スペース（例えば、２０３ａ１〜２０３ｄ２）を形成している。他の実施形態（例えば、２００ｅ１〜２００ｈ２）においては、各スプリングアーム（例えば、２０２ｅ１〜２０２ｈ２）は、径方向外向きに互いに拡径する辺（例えば、２０８ｅ１〜２０８ｈ２）を有しており、径方向に平行なアーム離間スペース（例えば、２０３ｅ１〜２０３ｈ２）を形成している。他の実施形態（例えば、２００ｉ１〜２００ｌ２）においては、各スプリングアーム（例えば、２０２ｉ１〜２０２ｌ２）は、径方向外向きに拡径しかつ湾曲している辺（例えば、２０８ｉ１〜２０８ｌ２）を有しており、湾曲したアーム離間スペース（例えば、２０３ｉ１〜２０３ｌ２）を形成している。スプリングアームの数および形状や、その結果として形成されるアーム離間スペースの構成は、寸法変更がスパイダスプリングの拡縮特性に悪影響を与えない限りにおいて、所望の任意の用途に適合するように、変更することができる。
【０１０８】
一般に、スパイダスプリングに対して圧縮負荷が印加されたときには、この圧縮力は、フープ応力へと変換され、各スプリングアームを径方向外向きに移動させるとともに、各アーム離間スペースを広げるよう作用する。このフープ応力は、スパイダスプリングの材料的強度によって相殺され、材料の歪みが、スパイダスプリングを高さ方向に撓ませる。言い換えれば、スパイダスプリングは、圧縮的に撓むことによって、圧縮負荷に対応し、フープ応力状態において構成材料の弾性率に比例した復元力をもたらす。本発明においては、図示したもの以外のスパイダスプリングをも想定していることは、理解されるであろう。限定するものではないけれども、スパイダスプリングは、より多数のあるいはより少数のスプリングアームを有したものとすることも、また、図示したもの以外の形状（例えば、径方向外向きに縮径するような辺を有した形状）のスプリングアームを有したものとすることも、また、互いに形状が相違しているような少なくとも２つのスプリングアームを有したものとすることも、できる。
【０１０９】
図２．１〜図２．１２に示された中央ハブの特徴点に関しては、上記プレートに対してのスパイダスプリングの取付方法に関連して、図５．１〜図５．７を参照して詳細に後述する。しかしながら、図３．１〜図３．１２および図４．１〜図４．２０に関する説明を明瞭とするために、ここで、要約しておくことは重要である。すなわち、スパイダスプリングのいくつかの実施形態（例えば、２００ａ１〜２００ａ６，２００ｅ１〜２００ｅ６，２００ｉ１〜２００ｉ６）においては、中実の中央ハブ（例えば、２０４ａ１〜２０４ａ６，２０４ｅ１〜２０４ｅ６，２０４ｉ１〜２０４ｉ６）を有しており；スパイダスプリングの他の実施形態（例えば、２００ｂ１〜２００ｂ２，２００ｆ１〜２００ｆ２，２００ｊ１〜２００ｊ２）においては、穴（例えば、２０６ｂ１〜２０６ｂ２，２０６ｆ１〜２０６ｆ２，２０６ｊ１〜２０６ｊ２）付きの中央ハブ（例えば、２０４ｂ１〜２０４ｂ２，２０４ｆ１〜２０４ｆ２，２０４ｊ１〜２０４ｊ２）を有しており；スパイダスプリングのさらに他の実施形態（例えば、２００ｃ１〜２００ｃ２，２００ｇ１〜２００ｇ２，２００ｋ１〜２００ｋ２）においては、プレートの実施形態（１００ｄ）に関して上述したものと同様の湾曲ソケット（例えば、２０６ｃ１〜２０６ｃ２，２０６ｇ１〜２０６ｇ２，２０６ｋ１〜２０６ｋ２）付きの中央ハブ（例えば、２０４ｃ１〜２０４ｃ２，２０４ｇ１〜２０４ｇ２，２０４ｋ１〜２０４ｋ２）を有しており；スパイダスプリングのさらに他の実施形態（例えば、２００ｄ１〜２００ｄ２，２００ｈ１〜２００ｈ２，２００ｌ１〜２００ｌ２）においては、プレートの実施形態（１００ｃ）に関して上述したものと同様のボール形状突起（例えば、２０６ｄ１〜２０６ｄ２，２０６ｈ１〜２０６ｈ２，２０６ｌ１〜２０６ｌ２）付きの中央ハブ（例えば、２０４ｄ１〜２０４ｄ２，２０４ｈ１〜２０４ｈ２，２０４ｌ１〜２０４ｌ２）を有している。
【０１１０】
図３．１〜図３．１２には、スパイダスプリングに関する様々な実施形態の側断面図（横断面だけが示されている）が示されており、スプリングアームおよび中央ハブに関しての付加的な様々な特徴点を例示している。これらの例示は、本発明において想定されているスプリングアームおよび中央ハブに関する特徴点の部分集合に過ぎない。側断面は、図２．１〜図２．１２における切断線（Ａ−Ａ’，Ｂ−Ｂ’，Ｃ−Ｃ’，Ｄ−Ｄ’，Ｅ−Ｅ’，Ｆ−Ｆ’，Ｇ−Ｇ’，Ｈ−Ｈ’，Ｉ−Ｉ’，Ｊ−Ｊ’，Ｋ−Ｋ’，Ｌ−Ｌ’）に関するものである。いくつかのスパイダスプリングについては、平面視においては同じに見えても、側断面視においては相違して見えることのために、単一の側断面図であっても、スパイダスプリングに関しての２つ以上の実施形態を示すことができることは、理解されるであろう。例えば、図３．１〜図３．６は、図２．１〜図２．３の各々に示す平面図をもたらすような、スパイダスプリングの実施形態を示している。また、例えば、図３．７および図３．８は、図２．４〜図２．６の各々に示す平面図をもたらすような、スパイダスプリングの実施形態を示している。また、例えば、図３．９および図３．１０は、図２．７〜図２．９の各々に示す平面図をもたらすような、スパイダスプリングの実施形態を示している。また、例えば、図３．１１および図３．１２は、図２．１０〜図２．１２の各々に示す平面図をもたらすような、スパイダスプリングの実施形態を示している。図３．１〜図３．１２においては、様々な順列の可能性を識別し得るよう、各部材に対して複数の符号が使用されている。言い換えれば、図３．１〜図３．１２の各々は、図２．１〜図２．１２に示す各平面図に対応した側断面図ではなく、図２．１〜図２．１２に示す複数の平面図に関連したものである。
【０１１１】
より詳細には、図３．１，３．３，３．５，３．７，３．９，３．１１は、スパイダスプリング（例えば、２００ａ１，ｅ１，ｉ１，ａ３，ｅ３，ｉ３，ａ５，ｅ５，ｉ５，ｂ１，ｆ１，ｊ１，ｃ１，ｇ１，ｋ１，ｄ１，ｈ１，ｌ１）の高さがスプリングアームの径方向長さに対して比例し得るよう、スプリングアーム（例えば、２０２ａ１，ｅ１，ｉ１，ａ３，ｅ３，ｉ３，ａ５，ｅ５，ｉ５，ｂ１，ｆ１，ｊ１，ｃ１，ｇ１，ｋ１，ｄ１，ｈ１，ｌ１）の延在部分が径方向に直線状であるような構成を示している。図３．２，３．４，３．６，３．８，３．１０，３．１２は、スパイダスプリング（例えば、２００ａ２，ｅ２，ｉ２，ａ４，ｅ４，ｉ４，ａ６，ｅ６，ｉ６，ｂ２，ｆ２，ｊ２，ｃ２，ｇ２，ｋ２，ｄ２，ｈ２，ｌ２）の高さがスプリングアームの径方向長さに対して比例しないように（むしろ、スパイダスプリングは、例えば放物線形状とすることができる）、スプリングアーム（例えば、２０２ａ２，ｅ２，ｉ２，ａ４，ｅ４，ｉ４，ａ６，ｅ６，ｉ６，ｂ２，ｆ２，ｊ２，ｃ２，ｇ２，ｋ２，ｄ２，ｈ２，ｌ２）の延在部分が径方向に湾曲しているような構成を示している。図３．１，３．２，３．７〜３．１２は、スプリングアーム（例えば、２０２ａ１−ａ２，ｂ１−ｅ２，ｆ１−ｉ２，ｊ１−ｌ２）が中央ハブ（例えば、２０４ａ１−ａ２，ｂ１−ｅ２，ｆ１−ｉ２，ｊ１−ｌ２）から径方向下向きに延在しているような構成を示している。図３．５および図３．６は、スプリングアーム（例えば、２０２ａ５−ａ６，ｅ５−ｅ６，ｉ５−ｉ６）が二重とされていて、中央ハブ（例えば、２０４ａ５−ａ６，ｅ５−ｅ６，ｉ５−ｉ６）から径方向下向きに延在した下側部分と、その中央ハブから上向きに延在した上側部分と、を有しているような構成を示している。後述するように、ボール形状突起付きのスパイダスプリング（例えば、２００ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）を穴付きのスパイダスプリング（例えば、２００ｂ１−ｂ２，ｆ１−ｆ２，ｊ１−ｊ２）に対して取り付けることによって内側端のところのボールと穴とによる接合部分回りにおいて互いに回転可能かつ傾斜可能とされた対向スパイダスプリングを備えたスプリングを形成することにより、同様の二重スプリングアーム構成を得ることができる。さらに、後述するように、ボール形状突起付きのスパイダスプリング（例えば、２００ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）を湾曲ソケット付きスパイダスプリング（例えば、２００ｃ１−ｃ２，ｇ１−ｇ２，ｋ１−ｋ２）に対して取り付けることによって内側端のところのボールとソケットとによる接合部分回りにおいて互いに回転可能かつ傾斜可能とされた対向スパイダスプリングを備えたスプリングを形成することにより、同様の二重スプリングアーム構成を得ることができる。図３．３および図３．４は、いくつかのスプリングアーム（例えば、２０２ａ３−ａ４，ｅ３−ｅ４，ｉ３−ｉ４）が中央ハブ（例えば、２０４ａ３−ａ４，ｅ３−ｅ４，ｉ３−ｉ４）から径方向下向きに延在していること、および、他のスプリングアームが中央ハブから径方向上向きに延在していること、を示している。図３．３および図３．４に示す構成のように、上向きに延在するスプリングアームと、下向きに延在するスプリングアームとが、交互に存在していることが好ましい。
【０１１２】
また、図２．１〜図２．１２において平面図によって示された中央ハブの特徴点に関しては、図３．１〜図３．１２において、側断面図によって示されている。より詳細には、図３．１〜図３．６には、中実の中央ハブ（例えば、２０４ａ１−ａ６，ｅ１−ｅ６，ｉ１−ｉ６）が示されている。図３．７および図３．８には、穴付きの中央ハブ（例えば、２０４ｂ１−ｂ２，ｆ１−ｆ２，ｊ１−ｊ２）が示されている。図３．９および図３．１０には、湾曲ソケット（例えば、２０６ｃ１−ｃ２，ｇ１−ｇ２，ｋ１−ｋ２）が示されている。図３．１１および図３．１２には、ボール形状突起（例えば、２０６ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）が示されている。ボール形状突起の特定の寸法や、ボール形状突起を径方向に圧縮するための特定の機構や、ボール形状突起の径方向圧縮を禁止するための特定の機構は、上記の例に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく変更し得ることは、理解されるであろう。
【０１１３】
図４．１〜図４．１２には、スパイダスプリングのスプリングアーム（例えば、２０２ｍ１−ｎ６）に関する様々な実施形態が側断面図（横断面のみが示されている）が示されており、本発明におけるスプリングアームに関しての様々な付加的な特徴点が例示されている。これらの例示は、本発明において想定されているスプリングアームに関する特徴点の部分集合に過ぎない。側断面は、スプリングアームの基部（すなわち、中央ハブに対する連結箇所）から、スプリングアームの外側エッジにわたって、半径方向におけるものである。図示されているような周縁部分を有しているスパイダスプリングの残部の構造に関しては、スパイダスプリングは、上述したスパイダスプリングの他の様々な実施形態における各特徴点のすべてまたはいくつかを共有し得ること、および／または、相違する特徴点を有し得ること、および／または、相違するように構成し得ることは、理解されるであろう。
【０１１４】
より詳細には、図４．１〜図４．１２は、スパイダスプリングの高さがスプリングアームの径方向長さに対して比例し得るようスプリングアームの延在部分が全体的に径方向に直線的であるような構成（図４．１〜図４．６）、あるいは、スパイダスプリングの高さがスプリングアームの径方向長さに対して比例しないようスプリングアームの延在部分が全体的に径方向に湾曲しているような構成（図４．７〜図４．１２）、を示している。しかしながら、各構成は、付加的には、スパイダスプリングの拡縮特性に相違が生じるよう、少なくとも１つの同心的なまたは径方向的な特徴点を有している。例えば、図４．１〜図４．７に示すスプリングアームは、径方向に波状とされている。また、例えば、図４．２および図４．８に示すスプリングアームは、径方向に薄肉化されている（中央ハブ近傍におけるアーム部分が、アームの外側エッジ近傍におけるアーム部分よりも、厚い）。また、例えば、図４．３および図４．９に示すスプリングアームは、径方向に厚肉化されている（中央ハブ近傍におけるアーム部分が、アームの外側エッジ近傍におけるアーム部分よりも、薄い）。また、例えば、図４．４，４．５，４．６，４．１０，４．１１，４．１２に示すスプリングアームは、複数の同心円状グルーブが形成されている。各グルーブは、中央ハブからの径方向相対的位置によらず、互いに同様の寸法とされている（図４．４および図４．１０）、あるいは、各グルーブは、中央ハブからの径方向相対位置に応じて、互いに寸法が変化するものとされている（図４．５，４．６，４．１１，４．１２）。例えば、図４．５および図４．１１における各グルーブの幅および深さは、中央ハブからの径方向位置が遠くなるにつれて、より小さなものとされている。また、例えば、図４．６および図４．１２における各グルーブの幅および深さは、中央ハブからの径方向位置が遠くなるにつれて、より大きなものとされている。
【０１１５】
いくつかのスプリングアームの実施形態においては、同心円状グルーブの少なくとも１つの寸法（例えば、幅、および／または、深さ）は、スプリングアームにわたって同心円方向において変更することができる。また、いくつかの実施形態においては、スパイダスプリングの実施形態における複数のスプリングアームに対して、マクロパターンでもって形成することができる。その場合、各個別アーム上における同心円状グルーブは、隣接アームにわたって延在し、１つまたは複数のマクロ同心円状グルーブを形成する。各マクロ同心円状グルーブは、複数のスプリングアームのすべてにわたってまたはいくつかにわたって延在する。図４．１８は、２つのマクロ同心円状グルーブが複数のスプリングアームに対して形成されているようなスパイダスプリングの実施形態（２００ｐ）の構成を示している。
【０１１６】
図４．１３〜図４．１７には、スパイダスプリングのスプリングアーム（例えば、２０２ｏ１−ｏ５）に関する様々な実施形態が端面からの断面図（断面のみが示されている）が示されており、本発明におけるスプリングアームに関しての様々な付加的な特徴点が例示されている。これらの例示は、本発明において想定されているスプリングアームに関する特徴点の部分集合に過ぎない。断面は、スプリングアームの一端から他端にわたってのものである（すなわち、図４．１〜図４．１２に関して上述した側断面に対して垂直なものである）。図示されているような周縁部分を有しているスパイダスプリングの残部の構造に関しては、スパイダスプリングは、上述したスパイダスプリングの他の様々な実施形態における各特徴点（例えば、スプリングアームの形状や、アームの辺の形状や、アーム離間スペースの形状や、スプリングアームの数や、スプリングアームの向きや、中央ハブの構成、等）のすべてまたはいくつかを共有し得ること、および／または、相違する特徴点を有し得ること、および／または、相違するように構成し得ることは、理解されるであろう。
【０１１７】
より詳細には、図４．１３は、スプリングアームの延在部分が同心的に直線状とされたスプリングアーム形状を示しており、一方、図４．１４〜図４．１７は、スプリングアームの延在部分が、図４．１３のスプリングアーム構成と比較して、スパイダスプリングの拡縮特性に変化をもたらし得るような少なくとも１つの同心的または径方向的特徴点を有しているような、スプリングアーム形状を示している。例えば、図４．１４のスプリングアームは、同心的に波状とされている。図４．１５のスプリングアームは、径方向にグルーブが形成されている。図４．１６のスプリングアームは、径方向に湾曲しており、凹面が下向きとされている。図４．１７のスプリングアームは、径方向に湾曲しており、凹面が上向きとされている。
【０１１８】
少なくとも１つの径方向グルーブを有したスプリングアーム（例えば、図４．１５）に関しては、各グルーブの深さおよび幅の一方または双方は、（１）スプリングアームの外側エッジから中央ハブへと向かうグルーブの長手方向に沿って減少することができる、あるいは、（２）スプリングアームの外側エッジから中央ハブへと向かうグルーブの長手方向に沿って増大することができる、あるいは、（３）スプリングアームの外側エッジから中央ハブへと向かうグルーブの長手方向に沿って一定とすることができる、あるいは、（４）スプリングアームの外側エッジから中央ハブへと向かうグルーブの長手方向に沿って、ランダム的に変動するものまたは所定パターンに従って変動するものとすることができる、ことは、理解されるであろう。ケース（１）の一例として、径方向グルーブ付き形状を有したスプリングアーム（２０２ｑ）を備えたスパイダスプリングの実施形態（２００ｑ）が、図４．１９においては平面図によって示されており、図４．２０においてはスプリングアームの側断面図（図４．１９におけるＱ−Ｑ’による矢視断面）によって示されている。この場合、グルーブ（２１２ｑ）の幅および深さの双方が、グルーブの長手方向に沿って変化している。さらに、この場合には、各グルーブを、１つまたは複数の他のグルーブ（同じスプリングアーム上の他のグルーブ、あるいは、他のスプリングアーム上の他のグルーブ）と同様に形成するのではなく、１つまたは複数のグルーブを、上記のうちの任意の１つとして形成することができ、なおかつ、１つまたは複数の他のグルーブを、上記のうちのその任意の１つとは異なるものとして、または、上記以外のものとして、形成することができる。本発明の範囲を逸脱することなく、任意のグルーブパターンを実施し得ることは、明瞭であろう。
【０１１９】
限定するものではないけれども、本発明において想定されているスプリングアームが、スプリングアームごとに同心的特徴点または径方向的特徴点の１つだけを有したスクリーンアームを包含していることは、理解されるであろう。また、１つのスプリングアームあたりにつき複数の同心的特徴点または径方向的特徴点を有したスクリーンアームの使用も、想定されている。また、同心的特徴点と径方向的特徴点とを同時に使用することも、想定されている。さらに、いくつかのスパイダスプリングの実施形態においては、径方向に直線的な複数のスプリングアームだけを使用することが想定されており；いくつかのスパイダスプリングの実施形態においては、径方向に湾曲した複数のスプリングアームだけを使用することが想定されており；また、いくつかのスパイダスプリングの実施形態においては、径方向に直線的な複数のスプリングアームと径方向に湾曲した複数のスプリングアームとの双方を使用することが想定されている。
【０１２０】
再度図２．１〜図２．１２を参照すると、各スパイダスプリングは、本発明による２つの対向プレートどうしの間に介装するのに好適である。上述したように、また、詳細に後述するように、本発明による人工椎間板の特定の実施形態において使用されているスパイダスプリングのタイプに応じて、対向プレートとして使用するために、プレートに関する４つの実施形態の中から、２つのプレートが選択される（その実施形態において使用されているスパイダスプリングのタイプに適したものが選択される）。人工椎間板のいくつかの実施形態においては、同じ実施形態をなす２つのプレートを使用する。各実施形態においては、両プレートは、スプリング部材を有することによって、および／または、スプリング部材を一方または双方のプレートに対して固定することによって、および／または、２つのスプリング部材を互いに固定することによって、および／または、プレートどうしを互いに固定することによって、（健全な天然の椎間板の機能性を模擬し得るよう）互いに回転可能かつ傾斜可能なものとされる。さらに、各実施形態においては、同一結合によって、および／または、付加的結合部材（例えば、シールド、および／または、リベット、および／または、ネジ）を使用することによって、人工椎間板は、引っ張り負荷に耐えることができる（すなわち、健全な天然の椎間板の機能性を模擬することができる）。さらに、スプリング部材を有した各実施形態においては、スプリング部材によって、人工椎間板は、軸方向に圧縮することと軸方向に復元することとができる（すなわち、健全な天然の椎間板の機能性を模擬することができる）。
【０１２１】
さて、図５．１〜図５．８には、本発明において想定されている人工椎間板の様々な実施形態が組立状態で側面から示されている。これらの図においては、プレートが側断面図で示されており、スパイダスプリングが側面図で示されている。図示された複数の実施形態が、本発明において想定されている実施形態のすべてではないこと、および、図示された複数の実施形態が、スパイダスプリングを対向プレート間に配置するに際して様々なプレートの各特徴点と様々なスパイダスプリングの各特徴点とが協働する態様を例示するために選択されたものであることは、理解されるであろう。人工椎間板のある種の組立状態が図示されているけれども、同様のプレート結合特性を有した図示していないスパイダスプリングを、図示の態様によって、様々な順列組合せでもって、対応プレートに対して固定し得ることは、理解されるであろう。そのような多様な順列組合せは、無用の重複を避けて明瞭化を行うために省略されているけれども、後述の説明から理解されるであろう。
【０１２２】
例えば、図５．１に示すように、いくつかのスパイダスプリング（例えば、２００ａ１−ａ２，ｅ１−ｅ２，ｉ１−ｉ２）は、プレートの内面上のフラット面（例えば、プレート（１００ａ）の内面（１０４ａ）上のフラット面（１０２ａ））に対して固定される内側端を有するようにして、構成されている。このような実施形態においては、いくつかのスプリングアームが下向きでありかついくつかのスプリングアームが上向きであるようなスパイダスプリング（例えば、図３．３〜図３．６参照）よりも、すべてのスプリングアームが下向きに延在しているスパイダスプリングやすべてのスプリングアームが上向きに延在しているスパイダスプリング（双方に関して、図３．１および図３．２の側断面図を例示として参照されたい）の方が好ましい。このようなスパイダスプリングは、好ましくは、中実の中央ハブ（例えば、２０４ａ１−ａ２，ｅ１−ｅ２，ｉ１−ｉ２）を有しており、各中央ハブは、例えば、固定手段（例えば、リベット、プラグ、ダウエル、あるいは、ネジ、とすることができる。この例においては、リベット（１１４ａ）が、一例として使用されている。）（図５．１参照）を使用することによって、プレートのフラット面に当接させつつ固定することができる。（ネジが使用される場合には、そのネジを受領し得るよう、プレートには、ネジ山を形成しておくことができる。）リベット（１１４ａ）は、プレートに対してのスパイダスプリングの回転を防止する。しかしながら、スパイダスプリングの外側端の配置状況に関連して後述するように、両プレートは、互いに回転可能とされている。それは、スパイダスプリングの外側端が、プレートの円形凹所（後述）内において、回転可能に着座しているからである。さらに、両プレートは、互いに傾斜可能とされている。それは、スパイダスプリングの複数のスプリングアームが互いに個別的に圧縮可能かつ復元可能とされており、これにより、両プレートを互いに傾斜させ得るようスパイダスプリングの一方サイドが圧縮して復元しつつ他方サイドが圧縮されないという動作態様が可能とされているからである。
【０１２３】
例えば、図５．２に示すように、他のスパイダスプリング（例えば、２００ｂ１−ｂ２，ｆ１−ｆ２，ｊ１−ｊ２）は、プレートの内面上のフラット面（例えば、プレート（１００ａ）の内面（１０４ａ）上のフラット面（１０２ａ））に対して回転可能に取り付けられる内側端を有するようにして、構成されている。このようなスパイダスプリングは、好ましくは、穴（例えば、２０６ｂ１−ｂ２，ｆ１−ｆ２，ｊ１−ｊ２）を有した中央ハブ（例えば、２０４ｂ１−ｂ２，ｆ１−ｆ２，ｊ１−ｊ２）を備えている。その穴を通して、フランジ付き固定手段（例えば、リベット、プラグ、ダウエル、あるいは、ネジ、とすることができる。この例においては、フランジ付きリベット（１１５ａ）が、一例として使用されている。）（図５．２参照）を挿通させることができ、プレートのフラット面に対して固定することができる。フランジ付きリベット（１１５ａ）は、ポスト部分の端部にフランジ部分を有している。ポスト部分は、穴の直径よりも小さな直径を有している。ポスト部分の長さは、スパイダスプリングの中央ハブの厚さよりも長いものとされている。フランジ部分は、穴の直径よりも大きな直径を有している。したがって、リベット（１１５ａ）を装着した状態では、スパイダスプリングは、プレートに対して回転可能とされつつ、プレートに対して取り付けられる。（同様のフランジ付きネジが使用される場合には、そのネジを受領し得るよう、プレートには、ネジ山を形成しておくことができる。）スパイダスプリングの外側端の配置状況に関連して後述するように、両プレートは、さらに、互いに回転可能とされている。それは、スパイダスプリングの外側端が、プレートの円形凹所（後述）内において、回転可能に着座しているからである。さらに、両プレートは、互いに傾斜可能とされている。それは、スパイダスプリングの複数のスプリングアームが互いに個別的に圧縮可能かつ復元可能とされており、これにより、両プレートを互いに傾斜させ得るようスパイダスプリングの一方サイドが圧縮して復元しつつ他方サイドが圧縮されないという動作態様が可能とされているからである。
【０１２４】
他の例においては、図５．３および図５．３．１〜図５．３．４に示すように、他のスパイダスプリング（例えば、２００ｃ１−ｃ２，ｇ１−ｇ２，ｋ１−ｋ２）は、プレートの内面上の半球形（例えば、ボール形状）突起（例えば、プレート（１００ｃ）の内面（１０４ｃ）上のボール形状突起（１０２ｃ））と協働し得るような内側端を有するようにして、構成されている。このようなスパイダスプリングは、好ましくは、湾曲ソケット（例えば、２０６ｃ１−ｃ２，ｇ１−ｇ２，ｋ１−ｋ２）を有した中央ハブ（例えば、２０４ｃ１−ｃ２，ｇ１−ｇ２，ｋ１−ｋ２）を備えている。その湾曲ソケットの中に、ボール形状突起を、所定角度範囲にわたって回転可能かつ傾斜可能な態様で、取り付けることができる。湾曲ソケットの構造や、ボール形状突起と湾曲ソケットとの結合状況については、プレート（１００ｄ）上の湾曲ソケット（１０２ｄ）およびプレート（１００ｃ）上のボール形状突起（１０２ｃ）に関して上述した通りである。上述したように、湾曲ソケット内にボール形状突起（１０２ｃ）を挿入した後に、軸穴（１２２ｃ）に対して、撓み防止部材（例えば、リベット、プラグ、ダウエル、あるいは、ネジ、とすることができる。この例においては、リベット（１２４ｃ）が、使用されている。）を装着することにより、ボール形状突起（１０２ｃ）の撓みが禁止される。これにより、湾曲ソケットからの、ボール形状突起の抜け出しが、防止される。図５．３．１および図５．３．２には、スパイダスプリング（２００ｔ）の、それぞれ、側断面図および上方から見た斜視図が示されている。スパイダスプリング（２００ｔ）は、中央湾曲ソケット（２０６ｔ）と、外向きに拡径しつつ湾曲した辺（２０８ｔ）（湾曲したアーム離間スペース（２０３ｔ）を形成する）を有した複数のスプリングアーム（２０２ｔ）と、スプリングアームの外側エッジから中央ハブにかけて幅および深さが径方向に減少するような径方向に延在するグルーブ（２１２ｔ）と、を備えている。図５．３．３および図５．３．４は、図５．３．１および図５．３．２のスパイダスプリング（２００ｔ）を組立状態で示す、それぞれ、断面図および分解図である。図５．３にも示すように、湾曲ソケット（２０６ｔ）は、上側プレート（１００ｃ）のボール形状突起（１０２ｃ）に対して結合しているとともに、スパイダスプリングの外側端は、下側プレート（１００ｂ）の円形凹所（１０２ｂ）内に着座している。このようなタイプの実施形態においては、両プレートは、互いに回転可能である。それは、一次的には、ボール形状突起が、湾曲ソケット内において回転自由であるからであり、二次的には、スパイダスプリングの外側端が、プレートの円形凹所（後述）内において、回転可能に着座しているからである。さらに、両プレートは、互いに傾斜可能とされている。それは、一次的には、ボール形状突起が、湾曲ソケット内において傾斜自由であるからであり、二次的には、スパイダスプリングの複数のスプリングアームが互いに個別的に圧縮可能かつ復元可能とされており、これにより、両プレートを互いに傾斜させ得るようスパイダスプリングの一方サイドが圧縮して復元しつつ他方サイドが圧縮されないという動作態様が可能とされているからである。
【０１２５】
他の例においては、図５．４に示すように、他のスパイダスプリング（例えば、２００ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）は、プレートの内面上の湾曲ソケット（例えば、プレート（１００ｄ）の内面（１０４ｄ）上の湾曲ソケット（１０２ｄ））と協働し得るような内側端を有するようにして、構成されている。このようなスパイダスプリングは、好ましくは、半球形（例えば、ボール形状）突起（例えば、２０６ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）を有した中央ハブ（例えば、２０４ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）を備えている。このボール形状突起は、湾曲ソケット内に、所定角度範囲にわたって回転自由かつ傾斜自由な態様で、取り付けることができる。ボール形状突起の構造や、ボール形状突起と湾曲ソケットとの結合状況については、プレート（１００ｄ）上の湾曲ソケット（１０２ｄ）およびプレート（１００ｃ）上のボール形状突起（１０２ｃ）に関して上述した通りである。上述のリベット（１２４ｃ）の場合と同様に、湾曲ソケット（１０２ｄ）内にボール形状突起（例えば、２０６ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）を挿入した後に、軸穴（例えば、２２２ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）に対して、撓み防止部材（例えば、リベット、プラグ、ダウエル、あるいは、ネジ、とすることができる。この例においては、リベット（２２４ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）が、使用されている。）を装着することにより、ボール形状突起の撓みが禁止される。これにより、湾曲ソケットからの、ボール形状突起の抜け出しが、防止される。両プレートは、互いに回転可能である。それは、一次的には、ボール形状突起が、湾曲ソケット内において回転自由であるからであり、二次的には、スパイダスプリングの外側端が、プレートの円形凹所（後述）内において、回転可能に着座しているからである。さらに、両プレートは、互いに傾斜可能とされている。それは、一次的には、ボール形状突起が、湾曲ソケット内において傾斜自由であるからであり、二次的には、スパイダスプリングの複数のスプリングアームが互いに個別的に圧縮可能かつ復元可能とされており、これにより、両プレートを互いに傾斜させ得るようスパイダスプリングの一方サイドが圧縮して復元しつつ他方サイドが圧縮されないという動作態様が可能とされているからである。
【０１２６】
他の例においては、図５．１〜図５．７に示すように、各スパイダスプリングは、プレートの内面上の円形凹所（例えば、プレート（１００ｂ）の内面（１０４ｂ）上の円形凹所（１０２ｂ））内に着座するような外側端を有している。より詳細には、スパイダスプリング（例えば、２００ａ１−ｌ２）の外側端は、空間（クリアランス）を有しつつ円形凹所（１０２）内に着座している。これにより、スパイダスプリング（例えば、２００ａ１−ｌ２）が圧縮されたときには、外側端が拡径することができる。円形凹所の直径がスパイダスプリングの外側端の直径よりも大きいことにより、プレートに対しての、スパイダスプリングの非拘束的回転が可能とされている。人工椎間板に対して（したがって、スパイダスプリングに対して）圧縮負荷が印加されたときには、スパイダスプリングは、拘束されることなく径方向に拡径する。これにより、必要に応じた解剖学的レスポンスをもたらすことができる。人工椎間板に対して引っ張り負荷がかかったときにでも、円形凹所からのスパイダスプリングの外側端の逸脱を防止し得るよう、シールド（１１８ｂ）を、スパイダスプリング上に配置することができ、固定手段（例えば、リベット、プラグ、ダウエル、あるいは、ネジ、とすることができる。この例においては、リベット（１１６ｂ）が、一例として使用されている。）によって固定される。シールド（１１８ｂ）は、中央穴（１２０ｂ）を有することができる。この中央穴は、湾曲ソケットやボール形状突起（使用された特定のスパイダスプリングがこれらを有している場合）を、挿通させることができる。これにより、人工椎間板を効果的に組み立てることができる。シールド（１１８ｂ）は、これに代えてあるいはこれに加えて、複数のシールド部材から形成することができる。この構成は、例えば、スパイダスプリングが中央穴を貫通していないような実施形態において有効である（例えば、後述のような図５．４の実施形態を参照されたい）。
【０１２７】
他の例においては、図５．５に示すように、いくつかのスパイダスプリング（例えば、２００ａ５−ａ６，ｅ５−ｅ６，ｉ５−ｉ６）は、それぞれ円形凹所を有した２つのプレート（例えば、実施形態（１００ｂ）をなす２つのプレート）の間に配置することができる。好ましくは、このような実施形態においては、スプリングアームが二重とされ、下側アーム部分が、中央ハブから径方向下向きに延在し、上側アーム部分が、中央ハブから径方向上向きに延在している（例えば、図３．５および図３．６において側断面図で示す実施形態を参照されたい）。あるいは、いくつかのスプリングアームが、中央ハブから径方向下向きに延在し、かつ、残りのスプリングアームが、中央ハブから径方向上向きに延在している（例えば、図３．３および図３．４において側断面図で示す実施形態を参照されたい）。これら双方の実施形態は、すべてのスプリングアームが径方向下向きに延在している実施形態や、すべてのスプリングアームが径方向上向きに延在している実施形態（例えば、図３．１および図３．２において側断面図で示す実施形態を参照されたい）とは、相違している。このようなスパイダスプリングは、２つの外側端を有しており、各外側端は、図５．５に示すように、プレート（１００ｂ）の円形凹所（１０２ｂ）内に保持することができる。両プレートは、互いに回転可能である。それは、スパイダスプリングの外側端が、プレートの円形凹所（後述）内において、回転可能に着座しているからである。さらに、両プレートは、互いに傾斜可能とされている。それは、スパイダスプリングの複数のスプリングアームが互いに個別的に圧縮可能かつ復元可能とされており、これにより、両プレートを互いに傾斜させ得るようスパイダスプリングの一方サイドが圧縮して復元しつつ他方サイドが圧縮されないという動作態様が可能とされているからである。
【０１２８】
他の例においては、図５．６および図５．６．１〜図５．６．３に示すように、スパイダスプリング（例えば、２００ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）は、プレート（１００ｄ）の内面上の湾曲ソケット（１０２ｄ）と協働し得るボール形状突起（例えば、２０６ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）を有した内側端を備えているようにして、構成されている。また、このようなスパイダスプリング（例えば、２００ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）は、プレート（１００ｃ）の内面上のボール形状突起（１０２ｃ）と協働し得る湾曲ソケット（例えば、２０６ｃ１−ｃ２，ｇ１−ｇ２，ｋ１−ｋ２）を有した内側端を備えているようにして構成されたスパイダスプリング（例えば、２００ｃ１−ｃ２，ｇ１−ｇ２，ｋ１−ｋ２）と、協働することができる。この結果、スパイダスプリング（例えば、２００ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）のボール形状突起（例えば、２０６ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）は、スパイダスプリング（例えば、２００ｃ１−ｃ２，ｇ１−ｇ２，ｋ１−ｋ２）の湾曲ソケット（例えば、２０６ｃ１−ｃ２，ｇ１−ｇ２，ｋ１−ｋ２）内において、所定角度範囲にわたって回転自由かつ傾斜自由とされる。湾曲ソケットの構造や、ボール形状突起の構造や、ボール形状突起と湾曲ソケットとの結合状況については、上述した通りである。組合せスパイダスプリングの外側端は、図５．６に示すようにして、それぞれ対応するプレート（１００ｂ）の円形凹所（１０２ｂ）内に保持される。図５．６．１〜図５．６．３は、図５．６のようにしてボールソケット結合を行っているボール形状突起付きスパイダスプリング（２００ｒ）と湾曲ソケット付きスパイダスプリング（２００ｓ）とを示している、それぞれ、側面図、上方から見た斜視図、および、下方から見た斜視図である。これらの図に示すように、各スパイダスプリング（２００ｒ，２００ｓ）の各スプリングアーム（２０２ｒ，２０２ｓ）は、湾曲したアーム隔離スペース（２０３ｒ，２０３ｓ）を形成するような外向きに拡径しつつ湾曲した辺（２０８ｒ，２０８ｓ）を有している。各スパイダスプリング（２００ｒ，２００ｓ）の各スプリングアーム（２０２ｒ，２０２ｓ）は、さらに、径方向に延在するグルーブ（２１２ｒ，２１２ｓ）を有しており、各グルーブは、外側エッジから中央ハブにわたって径方向に幅および深さが径方向に減少している。これらスパイダスプリング（２００ｒ，２００ｓ）は、当然のことながら、図５．６にも示すように、それぞれ対向しているプレート（１００ｂ）の円形凹所（１０２ｂ）内に保持された外側端を有している。このようなタイプの実施形態においては、両プレートは、互いに回転可能である。それは、一次的には、ボール形状突起が、湾曲ソケット内において回転自由であるからであり、二次的には、スパイダスプリングの外側端が、プレートの円形凹所（後述）内において、回転可能に着座しているからである。さらに、両プレートは、互いに傾斜可能とされている。それは、一次的には、ボール形状突起が、湾曲ソケット内において傾斜自由であるからであり、二次的には、スパイダスプリングの複数のスプリングアームが互いに個別的に圧縮可能かつ復元可能とされており、これにより、両プレートを互いに傾斜させ得るようスパイダスプリングの一方サイドが圧縮して復元しつつ他方サイドが圧縮されないという動作態様が可能とされているからである。
【０１２９】
他の例においては、図５．７に示すように、スパイダスプリング（例えば、２００ｂ１−ｂ２，ｆ１−ｆ２，ｊ１−ｊ２）がフランジ付き固定手段（例えば、リベット、プラグ、ダウエル、あるいは、ネジ、とすることができる。この例においては、フランジ付きリベット（１１５ａ）が、一例として使用されている。）によってプレートのフラット面に対して回転可能に取り付けられる穴付き中央ハブを備えている図５．２の場合と同様に、同じタイプのスパイダスプリングを、対向スパイダスプリングの内側端に対して回転可能に取り付けることができる。この場合、対向スパイダスプリングの内側端は、フランジ付きポストを備えている。このフランジ付きポストは、図５．２におけるフランジ付きリベット（１１５ａ）と同様に、ポスト部分の端部のところに、フランジ部分を有している。ポスト部分は、穴の直径よりも小さな直径を有している。ポスト部分の長さは、スパイダスプリングの中央ハブの厚さよりも長いものとされている。フランジ部分は、穴の直径よりも大きな直径を有している。したがって、両スパイダスプリングをその内側端のところにおいて結合させた場合には、ポスト部分が穴を挿通するとともに、フランジ部分が、穴付きスパイダスプリングの内側端を、対向スパイダスプリングの内側単に隣接した位置に、維持することができる。これにより、両スパイダスプリングの内側端どうしは、互いに回転可能な態様でもって、結合する。本発明の範囲内においては、限定するものではないが、例えば対向スパイダスプリングの内側端のところにおいてネジ山付き穴と協働し得るネジ山付きかつフランジ付きポストといったようなものも含めて、任意のタイプのフランジ付きポストを使用することができるけれども、図５．７は、一例として、穴付き中央ハブを備えたスパイダスプリング（例えば、２００ｂ１−ｂ２，ｆ１−ｆ２，ｊ１−ｊ２）スパイダスプリングを示している。このようなスパイダスプリングは、内側端上にボール形状突起を備えたスパイダスプリング（例えば、２００ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）に対して、回転可能に取り付けられる。この場合、ボール形状突起（例えば、２０６ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）は、上記フランジ付きポストと同様に機能する。上述したように、ボール形状突起は、穴（例えば、２０６ｂ１−ｂ２，ｆ１−ｆ２，ｊ１−ｊ２）を挿通するに際しては、縮径することができる。これにより、両スパイダスプリングを互いに結合することができる。その後、撓み防止部材（例えば、リベット、プラグ、ダウエル、あるいは、ネジ、とすることができる。この例においては、リベット（２２４ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）が、使用されている。）を、ボール形状突起の軸穴（例えば、２２２ｄ１−ｄ２，ｈ１−ｈ２，ｌ１−ｌ２）に対して装着することができる。この装着後には、ボール形状突起は、縮径することができなくなる。これにより、ボール形状突起は、穴（例えば、２０６ｂ１−ｂ２，ｆ１−ｆ２，ｊ１−ｊ２）から抜け出すことができなくなる。両プレートは、互いに回転可能である。それは、一次的には、両スパイダスプリングの内側端どうしの結合が、これら内側端どうしを互いに回転可能としているからであり、二次的には、スパイダスプリングの外側端が、プレートの円形凹所（後述）内において、回転可能に着座しているからである。さらに、両プレートは、互いに傾斜可能とされている。それは、スパイダスプリングの複数のスプリングアームが互いに個別的に圧縮可能かつ復元可能とされており、これにより、両プレートを互いに傾斜させ得るようスパイダスプリングの一方サイドが圧縮して復元しつつ他方サイドが圧縮されないという動作態様が可能とされているからである。
【０１３０】
他の例においては、特別の治療目的の点から軸方向圧縮可能性が望ましくない場合であれば、本発明による人工椎間板においては、図５．８に示すように、スパイダスプリングを省略することができる。より詳細には、ボール形状突起を有したプレート（例えば、実施形態（１００ｃ）をなすプレート）と、湾曲ソケットを有したプレート（例えば、実施形態（１００ｄ）をなすプレート）と、を組み合わせることができる。この場合、一方のプレート（１００ｃ）のボール形状突起（１０２ｃ）は、他方のプレート（１００ｄ）の湾曲ソケット（１０２ｄ）内において、所定角度範囲内にわたって、回転自由かつ傾斜自由とされる。湾曲ソケットの構造や、ボール形状突起の構造や、ボール形状突起と湾曲ソケットとの結合状況については、上述した通りである。両プレートは、互いに回転可能である。それは、ボール形状突起が、湾曲ソケット内において回転自由であるからである。さらに、両プレートは、互いに傾斜可能とされている。それは、ボール形状突起が、湾曲ソケット内において傾斜自由であるからである。
【０１３１】
ボールとソケットとからなるジョイントを有しているような上記各実施形態においては、ボール形状突起が、ボール形状突起の径方向圧縮を禁止し得るようにして軸穴内に配置されたリベットによって、湾曲ソケット内に保持されていることにより、人工椎間板は、適切な解剖学的レスポンスのためには必須であるような、プレートを引っ張るような負荷に対する耐性を有している。より詳細には、引っ張り負荷がプレートに対して印加されたときには、湾曲ソケット内においてボール形状突起は、径方向に縮径して、湾曲ソケットの開口から抜け出そうとする。しかしながら、ボール形状突起の軸穴内のリベットが、そのような縮径を禁止し、湾曲ソケットからのボール形状突起の抜出を防止する。また、（付加的にあるいは代替的に）スパイダスプリングを備えている実施形態においては、スパイダスプリングの外側端がプレートの円形凹所から逸脱しようとしたときに、スパイダスプリングがシールドの内面を押圧したにしても、スパイダスプリング上の所定位置にシールドを保持しているリベットが、プレートからのシールドの離間を防止する。さらに、スパイダスプリングの内側端が、リベット等によって、プレートや他のスパイダスプリングの内側端に対して取り付けられている実施形態においては、リベットのフランジ部分が、スパイダスプリングの内側端の逸脱を防止する。したがって、通常的に予想される範囲内の引っ張り負荷のもとでは、アセンブリが分離することはない。このことは、運動時や他の活動時に患者が伸びを行ったりあるいはぶら下がったりした時にでも、アセンブリをなす個々の部品のいずれもが、椎体間から飛び出したり抜け出したりしないことを保証する。よって、メッシュドームを介しての、隣接椎骨に対しての、プレートの固定とも組み合わせて、椎間板アセンブリは、健全な天然の椎間板における引っ張り負荷耐性と同様の、引っ張り負荷耐性を有している。
【０１３２】
さらに、いくつかの実施形態においては、ボール形状突起が湾曲ソケット内において回転可能かつ傾斜可能に連結されていることのために、プレートどうしが互いに回転可能かつ傾斜可能なものとして形成されていることにより、椎間板アセンブリは、ボール形状突起内に中心を置いた動きをもたらす。したがって、そのような実施形態においては、椎間板アセンブリのそのような中心移動が、椎体どうしの間において中心を維持したままである。このことは、健全な天然の椎間板における中心移動と同様である。
【０１３３】
人工椎間板の様々な特定の実施形態について例示し説明したけれども、当業者であれば、本願発明の広範な精神および原理を逸脱することなく、様々な変形や修正を行い得ることは、理解されるであろう。したがって、本発明は、上記特定の実施形態によって限定されるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１．１】内向き面上にフラット面を有しているプレートを示す底面図である。
【図１．２】内向き面上にフラット面を有しているプレートを示す側断面図である。
【図１．３】内向き面上に円形凹所を有しているプレートを示す底面図である。
【図１．４】内向き面上に円形凹所を有しているプレートを示す側断面図である。
【図１．５】内向き面上にボール形状突起を有しているプレートを示す底面図である。
【図１．６】内向き面上にボール形状突起を有しているプレートを示す側断面図である。
【図１．７】内向き面上に湾曲ソケットを有しているプレートを示す底面図である。
【図１．８】内向き面上に湾曲ソケットを有しているプレートを示す側断面図である。
【図１．９】図１．１〜図１．８に示す各プレートを示す平面図である。
【図２．１】中実の中央ハブと、径方向において互いに平行な辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【図２．２】中実の中央ハブと、径方向外向きに互いに拡径する辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【図２．３】中実の中央ハブと、径方向外向きに拡径しかつ湾曲している辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【図２．４】穴付きの中央ハブと、径方向において互いに平行な辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【図２．５】穴付きの中央ハブと、径方向外向きに互いに拡径する辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【図２．６】穴付きの中央ハブと、径方向外向きに拡径しかつ湾曲している辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【図２．７】中央湾曲ソケットと、径方向において互いに平行な辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【図２．８】中央湾曲ソケットと、径方向外向きに互いに拡径する辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【図２．９】中央湾曲ソケットと、径方向外向きに拡径しかつ湾曲している辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【図２．１０】中央ボール形状突起と、径方向において互いに平行な辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【図２．１１】中央ボール形状突起と、径方向外向きに互いに拡径する辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【図２．１２】中央ボール形状突起と、径方向外向きに拡径しかつ湾曲している辺を有した複数のスプリングアームと、を備えてなるスパイダスプリングを示す平面図である。
【図３．１】下向きに延在しかつ径方向に直線的な複数のスプリングアームを有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【図３．２】下向きに延在しかつ径方向に湾曲した複数のスプリングアームを有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【図３．３】径方向に直線的な複数のスプリングアームを有したスパイダスプリングを示す側断面図であって、いくつかのスプリングアームは、下向きに延在しており、いくつかのスプリングアームは、上向きに延在している。
【図３．４】径方向に湾曲した複数のスプリングアームを有したスパイダスプリングを示す側断面図であって、いくつかのスプリングアームは、下向きに延在しており、いくつかのスプリングアームは、上向きに延在している。
【図３．５】径方向に直線的な複数のスプリングアームを有したスパイダスプリングを示す側断面図であって、各スプリングアームは、下向きに延在した下側部分と、上向きに延在した上側部分と、を有している。
【図３．６】径方向に湾曲した複数のスプリングアームを有したスパイダスプリングを示す側断面図であって、各スプリングアームは、下向きに延在した下側部分と、上向きに延在した上側部分と、を有している。
【図３．７】下向きに延在しかつ径方向に直線的な複数のスプリングアームと、穴付き中央ハブと、を有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【図３．８】下向きに延在しかつ径方向に湾曲した複数のスプリングアームと、穴付き中央ハブと、を有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【図３．９】下向きに延在しかつ径方向に直線的な複数のスプリングアームと、中央湾曲ソケットと、を有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【図３．１０】下向きに延在しかつ径方向に湾曲した複数のスプリングアームと、中央湾曲ソケットと、を有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【図３．１１】下向きに延在しかつ径方向に直線的な複数のスプリングアームと、中央ボール形状突起と、を有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【図３．１２】下向きに延在しかつ径方向に湾曲した複数のスプリングアームと、中央ボール形状突起と、を有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【図４．１】径方向に波状とされた直線的スプリングアームを示す断面図である。
【図４．２】径方向に薄肉化された直線的スプリングアームを示す断面図である。
【図４．３】径方向に厚肉化された直線的スプリングアームを示す断面図である。
【図４．４】複数の同心円状グルーブが形成された直線的スプリングアームを示す断面図であり、各グルーブは、中央ハブからの径方向相対的位置によらず、互いに同様の寸法とされている。
【図４．５】複数の同心円状グルーブが形成された直線的スプリングアームを示す断面図であり、各グルーブは、中央ハブからの径方向位置が遠くなるにつれて、より小さなものとされている。
【図４．６】複数の同心円状グルーブが形成された直線的スプリングアームを示す断面図であり、各グルーブは、中央ハブからの径方向位置が遠くなるにつれて、より大きなものとされている。
【図４．７】径方向に波状とされた湾曲スプリングアームを示す断面図である。
【図４．８】径方向に薄肉化された湾曲スプリングアームを示す断面図である。
【図４．９】径方向に厚肉化された湾曲スプリングアームを示す断面図である。
【図４．１０】複数の同心円状グルーブが形成された湾曲スプリングアームを示す断面図であり、各グルーブは、中央ハブからの径方向相対的位置によらず、互いに同様の寸法とされている。
【図４．１１】複数の同心円状グルーブが形成された湾曲スプリングアームを示す断面図であり、各グルーブは、中央ハブからの径方向位置が遠くなるにつれて、より小さなものとされている。
【図４．１２】複数の同心円状グルーブが形成された湾曲スプリングアームを示す断面図であり、各グルーブは、中央ハブからの径方向位置が遠くなるにつれて、より大きなものとされている。
【図４．１３】同心的に直線状とされた延在部分を有したスプリングアームを示す断面図である。
【図４．１４】同心的に波状とされた延在部分を有したスプリングアームを示す断面図である。
【図４．１５】径方向グルーブが形成された延在部分を有したスプリングアームを示す断面図である。
【図４．１６】同心的に湾曲した延在部分を有したスプリングアームを示す断面図であり、凹面が下向きとされている。
【図４．１７】同心的に湾曲した延在部分を有したスプリングアームを示す断面図であり、凹面が上向きとされている。
【図４．１８】複数のスプリングアームを有しさらに同心的に幅が変化しているような複数の同心円状グルーブが形成されたスパイダスプリングを示す平面図であり、各同心円状グルーブは、全体的には、すべてのスプリングアームにわたって延在している２つのマクロ同心円状グルーブを形成している。
【図４．１９】少なくとも１つのスプリングアームを有しさらにグルーブの長手方向に沿って幅および深さが変化しているような径方向グルーブが形成されたスパイダスプリングを示す平面図である。
【図４．２０】図１９の一部を示す矢視断面図である。
【図５．１】中実の中央ハブを有したスパイダスプリングを示す図であって、中央ハブが、上側プレートのフラット面に対してリベット止めされているとともに、スパイダスプリングの外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【図５．２】穴付きの中央ハブを有したスパイダスプリングを示す図であって、中央ハブが、フランジ付きリベットによって、上側プレートのフラット面に対して回転可能に取り付けられているとともに、スパイダスプリングの外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【図５．３】穴付きの湾曲ソケットを有したスパイダスプリングを示す図であって、湾曲ソケットが、上側プレートのボール形状突起に対して結合しているとともに、スパイダスプリングの外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【図５．３．１】中央湾曲ソケットと、外向きに拡径しつつ湾曲した辺を有したスプリングアームと、径方向に延在するグルーブと、を有したスパイダスプリングを示す側断面図である。
【図５．３．２】図５．３．１のスパイダスプリングを上方から見た斜視図である。
【図５．３．３】図５．３．１および図５．３．２のスパイダスプリングを組立状態で示す図であって、湾曲ソケットが、上側プレートのボール形状突起に対して結合しているとともに、スパイダスプリングの外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【図５．３．４】図５．３．１および図５．３．２のスパイダスプリングを示す分解図である。
【図５．４】中央ボール形状突起を有したスパイダスプリングを示す図であって、ボール形状突起が、上側プレートの湾曲ソケットに対して結合しているとともに、スパイダスプリングの外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【図５．５】２つの外側端を有したスパイダスプリングを示す図であって、上側の外側端が、上側プレートの円形凹所内に着座しており、下側の外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【図５．６】２つのスパイダスプリングを示す図であって、下側のスパイダスプリングが、中央湾曲ソケットを備えており、上側のスパイダスプリングが、中央ボール形状突起を備えているとともに、湾曲ソケットとボール形状突起とが互いに結合しており、上側スパイダスプリングの外側端が、上側プレートの円形凹所内に着座しており、下側スパイダスプリングの外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【図５．６．１】図５．６のようにして配置された２つのスパイダスプリングを示している側面図である。
【図５．６．２】図５．６のようにして配置された２つのスパイダスプリングを示している上方から見た斜視図である。
【図５．６．３】図５．６のようにして配置された２つのスパイダスプリングを示している下方から見た斜視図である。
【図５．７】２つのスパイダスプリングを示す図であって、下側のスパイダスプリングが、穴付きの中央ハブを備えており、上側のスパイダスプリングが、中央ボール形状突起を備えているとともに、穴付き中央ハブとボール形状突起とが互いに結合しており、上側スパイダスプリングの外側端が、上側プレートの円形凹所内に着座しており、下側スパイダスプリングの外側端が、下側プレートの円形凹所内に着座している。
【図５．８】中央湾曲ソケットを備えた下側プレートと、ボール形状突起を備えた上側プレートと、を示す図であって、湾曲ソケットとボール形状突起とが互いに結合している。
【図６】従来技術による椎体間骨融合デバイスを側方から示す斜視図である。
【図７】図１に示すタイプの２つの椎体間骨融合デバイスが対をなして埋設された後における、ヒトの背骨の腰骨から仙骨にわたる部分の前面領域を示す正面図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１００ａ〜１００ｄ  プレート
１０２ａ  フラット面
１０２ｂ  円形凹所
１０２ｃ  ボール形状突起
１０２ｄ  湾曲ソケット
１０４ａ〜１００ｄ  内面
１０６ａ〜１０６ｄ  凸状メッシュ（椎体接触部材）
１０８ａ〜１０８ｄ  外面
１１４ａ  リベット（撓み防止部材）
１１５ａ  フランジ付きリベット
１１６ｂ  リベット（撓み防止部材）
１１８ｂ  シールド
１２０ｃ  径方向スロット
１２２ｃ  軸穴
１２４ｃ  リベット（撓み防止部材）
２００ａ１〜２００ａ１２  スパイダスプリング
２００ｂ１〜２００ｂ２  スパイダスプリング
２００ｃ１〜２００ｃ２  スパイダスプリング
２００ｄ１〜２００ｄ２  スパイダスプリング
２００ｅ１〜２００ｈ２  スパイダスプリング
２００ｆ１〜２００ｆ２  スパイダスプリング
２００ｇ１〜２００ｇ２  スパイダスプリング
２００ｈ１〜２００ｈ２  スパイダスプリング
２００ｉ１〜２００ｌ２  スパイダスプリング
２００ｊ１〜２００ｊ２  スパイダスプリング
２００ｋ１〜２００ｋ２  スパイダスプリング
２００ｌ１〜２００ｌ２  スパイダスプリング
２００ｐ  スパイダスプリング
２００ｑ  スパイダスプリング
２００ｒ  ボール形状突起付きスパイダスプリング
２００ｓ  湾曲ソケット付きスパイダスプリング
２００ｔ  スパイダスプリング
２０２ａ１〜２０２ａ１２  スプリングアーム
２０２ｅ１〜２０２ｈ２  スプリングアーム
２０２ｉ１〜２０２ｌ２  スプリングアーム
２０２ｍ１〜２０２ｎ６  スプリングアーム
２０２ｏ１〜２０２ｏ５  スプリングアーム
２０２ｑ  スプリングアーム
２０２ｒ  スプリングアーム
２０２ｓ  スプリングアーム
２０２ｔ  スプリングアーム
２０４ａ１〜２０４ａ１２  中央ハブ
２０４ｂ１〜２０４ｂ２  中央ハブ
２０４ｃ１〜２０４ｃ２  中央ハブ
２０４ｄ１〜２０４ｄ２  中央ハブ
２０４ｅ１〜２０４ｅ６  中央ハブ
２０４ｆ１〜２０４ｆ２  中央ハブ
２０４ｇ１〜２０４ｇ２  中央ハブ
２０４ｈ１〜２０４ｈ２  中央ハブ
２０４ｉ１〜２０４ｉ６  中央ハブ
２０４ｊ１〜２０４ｊ２  中央ハブ
２０４ｋ１〜２０４ｋ２  中央ハブ
２０４ｌ１〜２０４ｌ２  中央ハブ
２０６ｃ１〜２０６ｃ２  湾曲ソケット
２０６ｄ１〜２０６ｄ２  ボール形状突起
２０６ｇ１〜２０６ｇ２  湾曲ソケット
２０６ｈ１〜２０６ｈ２  ボール形状突起
２０６ｋ１〜２０６ｋ２  湾曲ソケット
２０６ｌ１〜２０６ｌ２  ボール形状突起
２０６ｔ  湾曲ソケット
２０８ａ１〜２０８ａ１２  辺
２０８ｅ１〜２０８ｈ２  辺
２０８ｉ１〜２０８ｌ２  辺
２０８ｒ  辺
２０８ｓ  辺
２０８ｔ  辺
２１２ｑ  グルーブ
２１２ｒ  グルーブ
２１２ｓ  グルーブ
２１２ｔ  グルーブ
【国際公開パンフレット】
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2005505369.tif 000065
2005505369.tif 000066
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005505369.tif 000067
2005505369.tif 000068
【国際調査報告】
2005505369.tif 000069