(57)【要約】  本発明は、脊椎病変の処置のための人工補綴に関し、より具体的には、椎間関節の関節動作面を処置するためのシステムおよび方法に関する。システムは、上関節動作面に設置されるための上インプラント１０２および、下関節動作面に設置されるための下インプラント１０４を含む。さらに、椎間関節関節面に関節動作面を設けるための方法、ならびに、そのような面を準備するために用いられる様々なタイプのラスプ８００、９００、１０００が、記載される。
2007503884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節動作面１０８および固定面１１０を有し、上関節面に設置されるための形状にされている、上インプラント１０２と、
関節動作面１１２および固定面１１４を有し、下関節面に設置されかつ椎弓板貫通固定機構１０６と相互作用するための形状にされている下インプラント１０４であって、このことにより、前記上インプラント１０２の前記関節動作面１０８と前記下インプラント１０４の前記関節動作面１１２とが相互作用する形状になっている、下インプラント１０４と、
前記下インプラント１０４を前記下関節面に固定するための椎弓板貫通固定機構１０６と、
を備えた小関節面インプラント。
【請求項２】
前記椎弓板貫通固定機構１０６は、椎弓板貫通ねじ、ボルト、および固定ピンのうち少なくとも１つを備えている、請求項１に記載の小関節面インプラント。
【請求項３】
前記下インプラント１０４は前記椎弓板貫通固定機構１０６と相互に作用する形状にされており、前記椎弓板貫通固定機構は約０度から約１５度オフセットである、請求項２に記載の小関節面インプラント。
【請求項４】
前記上インプラント１０２および前記下インプラント１０２のうち少なくとも１つは、面固定機構を備えている、請求項１に記載の小関節面インプラント。
【請求項５】
前記面固定機構は、１つ以上のペグ、１つ以上のピップ、リッジ、１つ以上のねじのうち少なくとも１つを備えている、請求項４に記載の小関節面インプラント。
【請求項６】
前記面固定機構は複数の領域を有しており、前記領域のそれぞれは異なる方向に向けられたリッジを備えている、請求項４に記載の小関節面インプラント。
【請求項７】
前記下インプラント１０４および前記上インプラント１０２の前記固定面１１０，１１４のうち少なくとも１つは、多孔質被膜、多孔質アンレー材料、生物学的被膜、および表面処理のうち少なくとも１つを有する、請求項１に記載の小関節面インプラント。
【請求項８】
前記上インプラント１０２の前記関節動作面１０８は概して湾曲している、請求項１に記載の小関節面インプラント。
【請求項９】
前記上インプラント１０２の前記固定面１１０は概して湾曲している、請求項１に記載の小関節面インプラント。
【請求項１０】
前記下インプラント１０４の前記関節動作面１１２は概して湾曲している、請求項１に記載の小関節面インプラント。
【請求項１１】
前記下インプラント１０４および前記上インプラント１０２の前記関節動作面１０８，１１２のうち少なくとも１つは、コバルト−クロム合金、セラミック、UHMWPE、熱分解カーボン、およびTi／Al／Vのうち少なくとも１つから形成される、請求項１に記載の小関節面インプラント。
【請求項１２】
前記下インプラント１０４は約２mm厚から約１５mm厚である、請求項１に記載の小関節面インプラント。
【請求項１３】
前記上インプラント１０２は約２mm厚から約１５mm厚である、請求項１に記載の小関節面インプラント。
【請求項１４】
固定面１１０および概して湾曲する関節動作面１０８を有する上インプラント１０２であって、上関節面の特に準備された関節動作面に設置されるための形状にされている、上インプラント１０２と、
固定面１１４および概して凸状の関節動作面１１２を有する下インプラント１０４であって、前記下インプラント１０４は下関節面の特に準備された関節動作面に設置されるための形状にされていることにより、前記上インプラント１０２の前記概して湾曲する関節動作面１０８と前記下インプラント１０４の前記概して凸状の関節動作面１１２とが相互作用する形状にされている、下インプラント１０４と、
を有する小関節面インプラント。
【請求項１５】
前記上インプラント１０２および前記下インプラント１０４のうち少なくとも１つは、面固定機構を備えている、請求項１４に記載の小関節面インプラント。
【請求項１６】
前記面固定機構は、１つ以上のペグ、１つ以上のピップ、リッジ、および１つ以上のねじのうち少なくとも１つを備えている、請求項１５に記載の小関節面インプラント。
【請求項１７】
前記面固定機構は複数の領域を有しており、前記領域のそれぞれは異なる方向に向けられたリッジを備えている、請求項１５に記載の小関節面インプラント。
【請求項１８】
前記下インプラント１０４および前記上インプラント１０２の前記固定面１１０，１１４のうち少なくとも１つは、多孔質被膜、多孔質アンレー材料、生物学的被膜、および骨内殖を容易にするように処理された表面のうち少なくとも１つを有する、請求項１４に記載の小関節面インプラント。
【請求項１９】
前記下インプラント１０４および前記上インプラント１０２の前記関節動作面１０８，１１２のうち少なくとも１つは、コバルト−クロム合金、セラミック、UHMWPE、麻痺性カーボン、およびTi／Al／Vのうち少なくとも１つから形成される、請求項１４に記載の小関節面インプラント。
【請求項２０】
固定面１１０および概して湾曲する関節動作面１０８を有する上インプラント１０２であって、上関節面の特に準備された関節動作面に設置されるための形状にされている、上インプラント１０２と、
固定面１１４および概して凸状の関節動作面１１２を有する下インプラント１０４であって、前記下インプラント１０４は下関節面の特に準備された関節動作面に設置されかつ椎弓板貫通ねじ１０６と相互作用するための形状にされていることにより、前記上インプラント１０２の前記関節動作面１０８と前記下インプラント１０４の前記関節動作面１１２とが相互作用する形状にされている、下インプラント１０４と、
前記下インプラント１０４を前記下関節面に固定するための椎弓板貫通ねじ１０６と、
を有する小関節面インプラント。
【請求項２１】
椎間関節関節面に関節動作面を設けるための方法であって、
上関節面と下関節面との間にスペースを形成することと、
ラスプ８００，９００，１０００を用いて、前記下関節面の関節動作面を、下インプラント１０４のために準備することと、
ラスプ８００，９００，１０００を用いて、前記上関節面の関節動作面を、上インプラント１０２のために準備することと、
前記下インプラント１０４の関節動作面１１２が前記下関節面の前記関節動作面上に位置するように、前記下インプラント１０４を前記下関節面に設置することと、
前記上インプラント１０２の関節動作面１０８が前記上関節面の前記関節動作面上に位置するように、前記上インプラント１０２を前記上関節面に設置することと、
を包含し、
前記上インプラント１０２の前記関節動作面１０８および前記下インプラント１０４の前記関節動作面１１２は、互いに関節動作する形状にされる、方法。
【請求項２２】
前記工程のそれぞれは、前記椎間関節の反対側の関節面上において繰り返される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記形成されるスペースは、キューレットによって開始される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記形成されたスペースは、関節面の関節動作面上においてラスプ８００，９００，１０００を用いるために十分なスペースである、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記形成されたスペースは、約２mmから約５mmの範囲である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
増加する厚さの複数のラスプ８００，９００，１０００を用いて前記上下関節面の前記関節動作面を準備する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記形成されたスペースが前記上１０２および下１０４インプラントを収容するまで増大されるように、前記上下関節面の前記関節動作面は準備される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
上関節面の形状および寸法が前記上インプラント１０２に似て、かつ前記下関節面の形状および寸法が前記下インプラント１０４に似るように、前記上下関節面の前記関節動作面は準備される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記形成されたスペースは、約４mmから約１５mmの範囲になるように増大される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
骨内殖を容易にするための出血する骨床が形成されるように、前記上下関節面の前記関節動作面は準備される、請求項２１に記載の方法。
【請求項３１】
前記下および上関節動作面は、同じ前記ラスプ８００，９００，１０００によって準備される、請求項２１に記載の方法。
【請求項３２】
少なくとも１つのラスプ８００，９００，１０００が、第１の方向に動くときに切断し、第１の方向と反対の方向に動くときには切断しない形状にされる、請求項２１に記載の方法。
【請求項３３】
椎弓板貫通固定機構１０６を用いて前記下インプラント１０４を前記下関節面に固定することをさらに包含する、請求項２１に記載の方法。
【請求項３４】
椎弓板貫通固定機構１０６を用いて前記下インプラント１０４を前記下関節面に固定することは、照準器を用いて前記椎弓板貫通固定機構１０６を位置決めすることを包含する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記椎弓板貫通固定機構１０６のために、椎弓板貫通孔をドリル開けすることをさらに包含する、請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は脊椎病変を処置するための人工補綴一般に関し、より具体的には、椎間関節の関節動作面を処置するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背中の痛み、例えば「腰部」あるいは腰仙（L４〜S１）部におけるような痛みは、一般的な病である。多くの場合、痛みは人の機能性および生活の質を多大に制限するものである。様々な脊椎病変が背中の痛みにつながり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
疾患または外傷を通じて、１つ以上の椎体の椎弓板、棘状突起、関節突起、または小関節面が損傷を受け、椎骨が互いに関節動作や正しい整列をしなくなることがある。これは、望ましくない形態、可動性の喪失、ならびに苦痛あるいは不快感をもたらし得る。脊椎関節面変性に関しては、椎間関節は、軟骨の厚みの減少を呈し得、またその完全な消失へと進行することがある。さらに、変性した関節面の周囲において、椎孔または脊柱管の内部における神経の圧迫をもたらし得る、骨性の形成物が存在する。これらの事実は、多くの人口に影響している腰痛および神経根痛を引き起こす。
【０００４】
例えば脊椎椎間関節は、外傷、あるいは変形性関節症、強直性脊椎分離症、ならびに退行性脊椎分離症などの様々な疾患プロセスによって、損傷され得る。椎間関節への損傷はしばしば、神経痛または神経障害とも呼ばれる、神経への圧迫を引き起こす。その結果として、苦痛、不整列な形態、およびそれに伴う可動性の損失が起こる。神経への圧迫はまた、椎間板ヘルニアなどのように、椎間関節病変なしでも起こり得る。
【０００５】
退行性脊椎脊髄疾患は、関節面のみに関与する場合もあるが、関節突起の全部または一部の破壊を起こすような、外傷性、感染性、腫瘍性または異形性（例えば脊椎分離症）を含むより侵襲性の病変を有する場合もある。脊椎関節固定術または靱帯形成術によって脊椎運動がロックされると、脊椎の硬度を越えて、癒合部の上下に隣接する椎骨の関節小面上にかかる力が増加し、これは想定される椎間隙、ひいてはこれら関節小面の変性の増大によって通常維持される。
【０００６】
椎間関節病変の従来の処置の一つは脊椎固定であり、これは椎間固定としても知られる。椎間固定を施すことにより、椎骨間の相対的な運動を妨げることができる。この動きを妨げることにより、苦痛を減じることができる。固定は様々な方法によって達成し得る。一つの固定方法は脊椎固定である。別の固定方法は、任意の数の椎骨を固定することにより、椎骨を固定してその動きを妨げることである。さらに別の従来の処置は、減圧椎弓切除である。この手法は、神経の圧迫を緩和するために椎弓板を切除することを包含する。円盤補綴物については、これらはある程度の動きを確保しながら、２つの椎体の間に「空間」を提供する。これらは椎間板の加齢の問題を解決するが、後関節小面上の力を減じる働きはしない。
【０００７】
これらの伝統的な処置には、様々な制限があり、また成功率も様々である。さらに、上述の処置のうち、脊椎を正しい整列状態にしたり、脊椎を所望の形態に戻したりするものは無い。また、椎骨を固定位置に保持することによる固定法は、個人の可動性を永久的に制限する。可動装置を用いた手法には、自然癒合の率が高いものがある。従って、椎間板置換手術の好結果のパーセンテージを増大させることのできるシステムおよび手法の必要性が、当該技術分野において存在する。また、関節進入固定によって一般に達成されるよりも良好な結果を得る必要性が、当該技術分野において存在する。さらに、椎間関節のみが関与する脊椎の問題の場合において、より大きな可動性を可能にするシステムおよび手法の必要性、ならびに、脊椎における退行性および先天性の問題に関連した脊椎固定を不要にする必要性が、当該技術分野において存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面において、関節動作面および固定面を有し、上関節面に設置されるための形状にされている、上インプラントと、関節動作面および固定面を有し、下関節面に設置されかつ椎弓板貫通固定機構と相互作用するための形状にされている下インプラントであって、このことにより、前記上インプラントの前記関節動作面と前記下インプラントの前記関節動作面とが相互作用する形状になっている、下インプラントと、前記下インプラントを前記下関節面に固定するための椎弓板貫通固定機構と、を備えた小関節面インプラントである。
【０００９】
本発明の別の局面において、小関節面インプラントは、固定面および概して湾曲する関節動作面を有する上インプラントであって、上関節面の特に準備された関節動作面に設置されるための形状にされている、上インプラントと、固定面および概して凸状の関節動作面を有する下インプラントであって、前記下インプラントは下関節面の特に準備された関節動作面に設置されるための形状にされていることにより、前記上インプラントの前記概して湾曲する関節動作面と前記下インプラントの前記概して凸状の関節動作面とが相互作用する形状にされている、下インプラントとを有する。
【００１０】
本発明の別の局面において、椎間関節関節面に関節動作面を設けるための方法は、上関節面と下関節面との間にスペースを形成することと、ラスプを用いて、前記下関節面の関節動作面を、下インプラントのために準備することと、ラスプを用いて、前記上関節面の関節動作面を、上インプラントのために準備することと、前記下インプラントの関節動作面が前記下関節面の前記関節動作面上に位置するように、前記下インプラントを前記下関節面に設置することと、前記上インプラントの関節動作面が前記上関節面の前記関節動作面上に位置するように、前記上インプラントを前記上関節面に設置することとを包含し、前記上インプラントの前記関節動作面および前記下インプラントの前記関節動作面は、互いに関節動作する形状にされる。
【００１１】
本発明の別の局面において、小関節面インプラントは、固定面および概して湾曲する関節動作面を有する上インプラントであって、上関節面の特に準備された関節動作面に設置されるための形状にされている、上インプラントと、固定面および概して凸状の関節動作面を有する下インプラントであって、前記下インプラントは下関節面の特に準備された関節動作面に設置されかつ椎弓板貫通ねじと相互作用するための形状にされていることにより、前記上インプラントの前記関節動作面と前記下インプラントの前記関節動作面とが相互作用する形状にされている、下インプラントと、前記下インプラントを前記下関節面に固定するための椎弓板貫通固定機構とを有する。
【００１２】
本発明の別の局面において、椎間関節関節面の関節動作面をインプラント用に準備するためのラスプは、少なくとも１つのハンドルと、前記少なくとも１つのハンドルを前記ラスプの作業端に接続するシャフトと、カッティング面が第１の方向に動かされたときに切断するが、前記カッティング面が第１の方向と反対の方向に動かされたときには切断しない形状にされた、少なくとも１つのカッティング面を有する、前記ラスプの前記作業端における概して湾曲するヘッドとを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
まず図１を参照して、ヒトの脊柱１０を示す。脊柱１０は、３３個の積み重ねられた一連の椎骨からなり、５つの部位に分けられる。頸椎部はC１〜C７として知られる７個の椎骨を含む。胸椎部はT１〜T１２として知られる１２個の椎骨を含む。腰椎部は、L１〜L５として知られる５つの椎骨を含む。仙骨部はS１〜S５として知られる５つの椎骨からなる。尾骨部はCo１〜Co４として知られる４つの椎骨を含む。
【００１４】
次に図２および３を参照して、正常なヒトの腰椎１２を示す。腰椎１２は部位によって若干異なるが、大部分の椎骨１２に共通である多くの特徴を共有することが、当業者には理解される。各椎骨１２は椎体１４を含む。２つの短い骨である椎弓根１６は、椎体１４の各側から後方に延びて、椎弓１８を形成する。各椎弓根１６の後端において、椎弓１８は、椎弓板２０として知られる幅広の骨板となって広がる。椎弓板２０は互いに癒合して棘状突起２２を形成する。棘状突起２２は、筋肉および靱帯の接合部を提供する。
【００１５】
椎弓根１６から椎弓板２０への遷移の途中に一連の突起が存在している。２つの横突起２４が、椎弓根１６および椎弓板２０の接合部から、両側において側方に突き出ている。横突起２４は、筋肉の椎骨１２への接合のガイドとして機能する。４つの関節突起、すなわち２つの上突起２６および２つの下突起２８が、椎弓根１６および椎弓板２０の接合部から隆起している。上関節突起２６は、椎弓根１６の椎弓板２０との結合部から両側において隆起する、楕円形の骨板である。下突起２８は、両側において下方に突き出た、楕円形の骨板である。上下関節突起２６および２８はそれぞれ、小関節面として知られる天然の骨構造を有する。上関節面３０は上向きであるが、下関節面３２は下向きである。上関節面３０および下関節面３２は、それぞれ関節動作面３８および４０を有している。
【００１６】
図３および４に示すように、隣接する椎骨１２が整列すると、上関節面３０と下関節面３２とが組合わさる。組合わさった椎骨は、滑らかな関節軟骨によって覆われた状態で、関節突起間関節としても知られる椎間関節３６を形成する。各椎骨１２対間の椎間板３４は、椎骨１２間の滑動を可能にする。このように、椎骨１２の構造および整列状態が、椎骨１２の互いに対してのある範囲の動きを可能にする。
【００１７】
椎間関節３６は、上半分および下半分からなる。上半分は椎間板３４よりも下の脊椎レベルによって形成され、下半分は椎間板３４よりも上の脊椎レベルによって形成される。例えば、L４〜L５椎間関節において、関節の上部は、L-５椎骨上の骨構造（例えばL-５椎骨上の上関節面および支持骨)によって形成され、関節の下部はL-４椎骨上の骨構造（例えばL-４椎骨上の下関節面および支持骨）によって形成される。
【００１８】
次に図５Ａおよび５Ｂを参照して、本発明による小関節面インプラントの一例を単体で、また椎間関節と関連して示す。本例の小関節面インプラント１００は大略的に、上インプラント１０２および下インプラント１０４を有する。上インプラント１０２は大略的に、関節動作面１０８および固定面１１０を有する。下インプラント１０４は大略的に、関節動作面１１２および固定面１１４を有する。
【００１９】
上インプラント１０２は、上関節面３０に設置されるための形状にされている。上インプラント１０２は、セメントおよび／またはセメントレス固定法を用いて上関節動作面３８に固定され得る。ある実施形態例において、上インプラント１０２は、関節動作面１０８および固定面１１０を有し、特に準備された上関節動作面３８に設置されるための形状にされている。関節動作面１０８は、概して湾曲していてもよく、また、下インプラント１０４の関節動作面１１２と相互に作用する形状にされていてもよい。
【００２０】
上インプラント１０２は、上インプラント１０２を上関節動作面３８に固定する（例えば固定面１１０を固定することにより）ための、面固定機構を有していてもよい。面固定機構は、例えば、１つ以上のペグ、１つ以上のピップ、リッジまたは溝、１つ以上のねじなどの、当該分野で公知の任意の固定機構であり得る。ある実施形態例において、面固定機構は複数のリッジを含んでおり、これらは、異なる領域中のリッジは異なる方向に向いているように領域にグループ分けされる。例えば面固定機構は、固定面１１０上において４つの領域を有し、４つの領域の各々が、異なる方向に向けられたリッジを有していてもよい。リッジの様々な方向により、上インプラント１０２が上関節動作面３８に対して異なる方向に移動することが妨げられる。
【００２１】
上インプラント１０２の固定面１１０はまた、多孔質被膜、多孔質アンレー材料、生物学的被膜、骨内殖またはセメント固定を容易にするような表面処理、およびその組み合わせを有し得る。例えば、固定面１１０は、ビーズ化、ねじ山化、テクスチャー化などされた多孔面を有してもよい。さらに、固定面１１０はヒドロキシアパタイト被膜を有するかあるいはプラズマスプレーされていてもよい。ここに挙げた例に加えて、生体インプラントの固定を改善するための任意の公知の方法を用いて、固定面１１０および上関節面３０の相互作用を改善してもよい。
【００２２】
一実施形態例において、上インプラント１０２の固定面１１０は、上関節動作面３８とのみ相互に作用する形状にされており、上関節面３０や上関節突起２６さらには椎間関節３６のいかなる他の面とも直接相互作用しない。上インプラント１０２の固定面１１０は、上関節動作面３８との相互作用を改善するために、概して湾曲していてもよい。
【００２３】
一実施形態例における関節動作面１０８は、下インプラント１０４の関節動作面１１２とともに関節動作または相互作用するような概略形状にされる。したがって、上インプラント１０２の関節動作面１０８は、概して湾曲していてもよい。上インプラント１０２関節動作面１０８は、凹状、すなわち「オス」である下インプラント１０４の関節動作面１１２を受け入れるような形状にされた、「メス」面として作用するような形状にされてもよい。逆に、上インプラント１０２関節動作面１０８は、凸状、すなわち「メス」である下インプラント１０４の関節動作面１１２によって受け入れられるような形状にされた、「オス」面として作用するような形状にされてもよい。
【００２４】
上インプラント１０２は、関節動作する医療用インプラント用に当該分野で用いられる任意の材料から構成され得る。そのような材料は、限定されないが、コバルト−クロム合金、セラミック（アルミナセラミック、ジルコニアセラミック、イットリアジルコニアセラミックなど）、チタン、超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）、熱分解カーボン、チタン／アルミニウム／バナジウム（Ti／Al／V）合金、タンタル、カーボン複合材料、およびその組み合わせを含む。例えば、上インプラント１０２は一般にチタンからなり得るが、UHMWPE関節動作面を有してもよい。ある材料は関節動作面に対してより適切であり、またある材料は固定面に対してより適切であり得るが、関節動作面および固定面の使用について当該分野で公知の任意の材料が本発明において使用することができる。このような材料は、関節形成術などにおいて一般に用いられている。
【００２５】
上インプラント１０２は、約２mm厚から約１５mm厚であり得る。ある実施形態例において、上インプラント１０２の厚さ（Ｔｓ）は約６mmから約１０mmの範囲である。別の実施形態例において、上インプラント１０２の厚さ（Ｔｓ）は約３mmから約５mmの範囲である。
【００２６】
下インプラント１０４は、下関節面３２に設置されるための形状にされている。下インプラント１０４は、セメントおよび／またはセメントレス固定法を用いて下関節動作面４０に固定され得る。ある実施形態例において、下インプラント１０４は、関節動作面１１２および固定面１１４を有し、特に準備された下関節動作面４０に設置されるための形状にされている。関節動作面１１２は、概して凸状であってもよく、また、上インプラント１０２の関節動作面１０８と相互に作用する形状にされていてもよい。
【００２７】
下インプラント１０４は、下インプラント１０４を下関節動作面４０に固定する（例えば固定面１１０を固定することにより）ための、面固定機構を有していてもよい。面固定機構は、例えば、１つ以上のペグ、リッジまたは溝、１つ以上のねじなどの、当該分野で公知の任意の固定機構であり得る。ある実施形態例において、面固定機構は複数のリッジを含んでおり、これらは、異なる領域中のリッジは異なる方向に向いているように領域にグループ分けされる。例えば面固定機構は、固定面１１４上において４つの領域を有し、４つの領域の各々が、異なる方向に向けられたリッジを有していてもよい。リッジの様々な方向により、下インプラント１０４が下関節動作面４０に対して異なる方向に移動することが妨げられる。
【００２８】
下インプラント１０４の固定面１１４はまた、多孔質被膜、多孔質アンレー材料、生物学的被膜、骨内殖またはセメント固定を容易にするような表面処理、およびその組み合わせを有し得る。例えば、固定面１１４は、ビーズ化、ねじ山化、テクスチャー化などされた多孔面を有してもよい。さらに、固定面１１４はヒドロキシアパタイト被膜を有するかあるいはプラズマスプレーされていてもよい。ここに挙げた例に加えて、生体インプラントの固定を改善するための任意の公知の方法を用いて、固定面１１０および上関節面３０の相互作用を改善してもよい。
【００２９】
一実施形態例において、下インプラント１０４の固定面１１４は、下関節動作面４０とのみ相互に作用する形状にされており、下関節面３２や下関節突起２８さらには椎間関節３６のいかなる他の面とも直接相互作用しない。下インプラント１０４の固定面１１４は、下関節動作面４０との相互作用を改善するために、概して平坦であるかまたは概して湾曲していてもよい。
【００３０】
別の実施形態例において、下インプラント１０４は、椎弓板貫通固定機構１０６と相互に作用するか、これに接合される形状にされている。例えば、下インプラント１０４は、下インプラント１１０の固定面１１４から延びたあるいは固定面１１４にくり抜かれた、ねじ孔を有してもよい。下インプラント１０４と椎弓板貫通固定機構１０６とが相互作用する態様は、異なる形態に応じて変化してもよい。例えば、椎弓板貫通ねじ１０６と下インプラント１０４とが相互作用するときに、椎弓板貫通ねじ１０６が下インプラント１０４に対して垂直でないように、椎弓板貫通ねじ１０６を下インプラント１０４からオフセットすることが好ましいことがある。椎弓板貫通ねじ１０６は、垂直に対し約０度オフセットないし垂直に対し約２０度オフセットの範囲であり得る。一実施形態例において、椎弓板貫通ねじ１０６は、垂直に対し約５度オフセットないし垂直に対し約１５度オフセットの範囲である。別の実施形態例において、椎弓板貫通ねじ１０６は垂直に対し約１０度オフセットである。
【００３１】
一実施形態例における下インプラント１０４の関節動作面１１２は、上インプラント１０２の関節動作面１０８とともに関節動作または相互作用するような概略形状にされる。したがって、下インプラント１０４の関節動作面１１２は、概して凸状であってもよい。下インプラント１０４関節動作面１１２は、凸状、すなわち「メス」である上インプラント１０２の関節動作面１０８によって受け入れられるような形状にされた、「オス」面として作用するような形状にされてもよい。逆に、下インプラント１０４関節動作面１１２は、凹状、すなわち「オス」である上インプラント１０２の関節動作面１０８を受け入れるような形状にされた、「メス」面として作用するような形状にされてもよい。
【００３２】
下インプラント１０４は、関節動作する医療用インプラント用に当該分野で用いられる任意の材料から構成され得る。そのような材料は、限定されないが、コバルト−クロム合金、セラミック（アルミナセラミック、ジルコニアセラミック、イットリアジルコニアセラミックなど）、チタン、超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）、熱分解カーボン、チタン／アルミニウム／バナジウム（Ti／Al／V）合金、およびその組み合わせを含む。例えば、下インプラント１０４は一般にセラミック材料またはコバルト−クロム合金からなり得る。ある材料は関節動作面に対してより適切であり、またある材料は固定面に対してより適切であり得るが、関節動作面および固定面の使用について当該分野で公知の任意の材料が本発明において使用することができる。このような材料は、関節形成術などにおいて一般に用いられている。
【００３３】
下インプラント１０４は、約２mm厚から約１５mm厚であり得る。ある実施形態例において、下インプラント１０４の厚さ（Ｔi）は約６mmから約１２mmの範囲である。別の実施形態例において、下インプラント１０４の厚さ（Ｔi）は約３mmから約５mmの範囲である。
【００３４】
本発明の一実施形態例は、下インプラント１０４と相互に作用する形状にされている椎弓板貫通固定機構１０６を含む。椎弓板貫通固定機構１０６は、下インプラント１０４を下関節面３２に固定する。椎弓板貫通固定機構は、椎弓板貫通ねじなどの、当該分野で公知の任意の固定機構であり得る。椎弓板貫通固定機構は、医療用固定器に関して当該分野で公知の、任意の材料からなり得る。例えば椎弓板貫通固定機構は、チタン、チタン／アルミニウム／バナジウム（Ti／Al／V）合金、タンタル、コバルトクロム、セラミック、カーボンまたはカーボン複合材料からなり得る。
【００３５】
次に図６を参照して、椎間関節関節面に関節動作面を設ける方法を大略的に示すフロー図を提供する。フロー全体は処理ブロック６０２から始まり、上関節面３０と下関節面３２との間にスペースが形成される。スペースを形成する前に、影響レベルにおける椎間関節３６を露出し、包を除去することが、好ましい場合あるいは必要な場合もあることが、当業者には理解される。影響レベルは、変形型「Wiltse」アプローチなどの任意の適切な手順を用いることによって、露出することができる。処理ブロック６０２におけるスペースの形成は、キューレットまたは同様なデバイスを用いて椎間関節３６の軟骨面を除去することにより、達成され得る。一実施形態例において、形成されたスペースは、関節面の関節動作面においてラスプを用いるために十分である。上関節面３０および下関節面３２の間に形成されるスペースは、例えば、約２mmから約５mmの範囲であり得る。一実施形態例において、スペースは約３mmから約４mmの範囲である。
【００３６】
フローは処理ブロック６０４へ進み、ラスプを用いて、下関節面３２の関節動作面４０を下インプラント１０４のために準備する。次に処理ブロック６０６へと続き、ラスプを用いて、上関節面３０の関節動作面３８を上インプラント１０２のために準備する。
【００３７】
処理ブロック６０４および６０６のラスプの各々は、図８〜１０に図示し本文において詳細に説明するような、シングルシャフトラスプまたはダブルアクションラスプのいずれであってもよい。関節面２８および３０の関節動作面３８および４０を準備するプロセスにおいて、処理ブロック６０２で形成するスペースを拡げながら、増加する厚さの複数のラスプを用いてもよい。例えば、２mmラスプをまず用い、次に４mmラスプを用い、次に６mmラスプ、次に８mmラスプと言うように、所望の結果が達成されるまで用いてもよい。さらに、処理ブロック６０４および６０６のラスプは、同じラスプであってもよい。さらに、単一のラスプを用いて関節動作面３８および４０を同時に準備することもできる。上インプラント１０２および下インプラント１０４の骨内殖を容易にするために、出血する骨床が形成されるように関節動作面３８および４０を準備してもよい。
【００３８】
図７に示すように、シングルハンドラスプを用いて関節動作面３８および／または関節動作面４０を準備するとき、工具の作業端が、処理ブロック６０２において形成したスペース内に位置され得る。次に、形成されたスペースに対して両インプラントの形状および寸法で綺麗かつ均一な切除を行うために、ラスプを、椎間関節３６内において前方から後方位置に動かす。すなわち、関節動作面３８は、その形状および寸法が上インプラント１０２に似るように準備され、関節動作面４０は、その形状および寸法が下インプラント１０４に似るように準備される。ラスプの前後動作は、形成されたスペースに対してラスプが小さすぎるようになるまで、続けられ得る。ラスプが小さすぎるようになるのは、形成されたスペースが広すぎて、ラスプが両関節動作面３８および４０を同時に準備することができなくなったときである。この際、より大きな（より厚い）ラスプを使えばよい。形成されたスペースが約４mmから約１５mmの範囲まで増大されるまで、漸進的に大きなラスプを用い得る。一実施形態例において、再表面形成プロセス中における怪我の防止を助けるため、ラスプは後方向に移動するときのみに切れるように設計される。
【００３９】
ダブルアクションラスプを用いるとき、ラスプの作業端を形成されたスペース内に位置させてから、固定用付属器を椎弓板あるいは上面２６の頭側位置に固定する。次に、ハンドルを交互に握り離すことにより、ラスプを頭側／尾側方向に動かす。シングルハンドラスプと同様に、ダブルアクションラスプは、形成されたスペースに対して両インプラントの形状および寸法で綺麗かつ均一な切除を形成する。ハンドルを交互に握り離すことは、形成されたスペースに対してラスプが小さすぎるようになるまで、続けられ得る。ラスプが小さすぎるようになるのは、形成されたスペースが広すぎて、ラスプが両関節動作面３８および４０を同時に準備することができなくなったときである。この際、より大きな（より厚い）ラスプを使えばよい。形成されたスペースが約４mmから約１５mmの範囲まで増大されるまで、漸進的に大きなラスプを用い得る。一実施形態例において、再表面形成プロセス中における怪我の防止を助けるため、ラスプは尾側方向に移動するときのみに切れるように設計される。
【００４０】
一実施形態において、処理ブロック６０８の工程を行う前に、処理ブロック６０２、６０４および６０６の工程を、椎間関節３６の反対側において繰り返す。
【００４１】
次に処理ブロック６０８に進み、下インプラント１０４を、下関節面３２の準備／再表面形成された関節動作面４０に設置する。一実施形態例において、下インプラント１０４は、下関節面３２の関節動作面４０とは相互作用するが、下関節面３２の他の面とは相互作用しないように、設置される。
【００４２】
一実施形態例において、椎弓板貫通ねじ１０６を用いて下インプラント１０４を下関節面３２に固定する。この実施形態においては、上述の方法はまた、椎弓板貫通ねじ１０６を用いて下インプラント１０４を下関節面３２に固定することを包含する。この実施形態例は、好ましくは、処理ブロック６０８で説明した下インプラント１０４の設置の前に、椎弓板貫通ねじ１０６を設置することを包含する。
【００４３】
椎弓板貫通ねじ１０６の設置を容易にするために、図１１に示すような照準器を用いてもよい。照準器は、椎弓板貫通ねじ１０６のための椎弓板貫通孔を形成するためのドリルを、位置決めするために用いることができる。そしてドリルを用いて、椎弓板貫通ねじ１０６の直径によるが直径約２mmを有し得る孔を、形成することができる。孔がドリル開けされると、椎弓板貫通ねじ１０６を孔に導入し、下インプラント１０４を下関節面３２に固定するために用いることができる。
【００４４】
一実施形態において、処理ブロック６１０の工程を行う前に、処理ブロック６０８の工程（椎弓板貫通ねじ１０６のドリル開けまたは設置に関連する工程を含む）を、椎間関節３６の反対側において繰り返す。
【００４５】
次に処理ブロック６１０へと続き、上インプラント１０２を、上関節面３０の準備／再表面形成された関節動作面３８に設置する。一実施形態例において、上インプラント１０２は、上関節面３０の関節動作面３８とは相互作用するが、上関節面３０の他の面とは相互作用しないように、設置される。
【００４６】
一実施形態において、処理ブロック６０２、６０４、６０６、６０８および６１０の工程を次に反対側において繰り返す。
【００４７】
次に図８を参照し、シングルハンドラスプが示される。ラスプ８００は、ハンドル８０２と、ハンドル８０２をラスプ８００の作業端に接続するシャフト８０４とを含む。ラスプ８００の作業端において、シャフト８０４にヘッド８０６が取り付けられている。ヘッド８０６は、少なくとも１つのカッティング面８０８を有する。一実施形態例において、カッティング面８０８は、カッティング面８０８が第１の方向に動かされたとき（例えばラスプが椎間関節の前方向から後方向に移動されたとき）には切断を行うが、カッティング面８０８が第１の方向と反対の方向に移動されたとき（例えばラスプが椎間関節の後方向から前方向に移動されたとき）には切断を行わないような形状にされている。
【００４８】
次に図９を参照して、ダブルアクションラスプが示される。ラスプ９００は、２つのハンドル９０２と、ハンドル９０２をラスプ９００の作業端に接続するシャフト９０４とを含む。ラスプ９００の作業端において、シャフト９０４に、ヘッド９０６および少なくとも１つの固定用付属器９１０が取り付けられている。ヘッド９０６は、少なくとも１つのカッティング面９０８を有する。一実施形態例において、カッティング面９０８は、カッティング面９０８が第１の方向に動かされたとき（例えばラスプが椎間関節の頭側方向に移動されたとき）には切断を行うが、カッティング面９０８が第１の方向と反対の方向に移動されたとき（例えばラスプが椎間関節の尾側方向に移動されたとき）には切断を行わないような形状にされている。さらに、固定用付属器９１０は、椎弓板２０あるいは上面２６の頭側位置と相互作用するような形状にされる。ダブルアクションラスプ９００の一実施形態例において、ラスプ９００のハンドル９０２を握ることにより、ヘッド９０６が頭側位置に移動され、ハンドル９０２を離すことにより、ヘッド９０６が尾側方向に移動される。
【００４９】
次に図１０を参照し、別のダブルアクションラスプが示される。ラスプ１０００の作業端において、シャフト１００４にヘッド１００６および固定用付属器１０１０が取り付けられている。固定用付属器１０１０は、剛的であってもよく、あるいは様々な作業角度に対応するように旋回可能であってもよい。ヘッド１００６は、少なくとも１つのカッティング面１００８を有する。一実施形態例において、カッティング面１００８は、カッティング面１００８が第１の方向に動かされたときには切断を行うが、カッティング面１００８が第１の方向と反対の方向に移動されたときには切断を行わないような形状にされている。一実施形態例において、ラスプは、ラスプ９００のようなダブルアクションラスプであり、ラスプのハンドルを握ることにより、ヘッド１００６が第１の方向に移動され、ハンドルを離すことにより、ヘッド１０６が第２の方向に移動される。
【００５０】
図８〜１０のラスプ８００、９００および１０００は、椎間関節の関節動作面を準備するための形状にされている。ある実施形態例において、ラスプ８００、９００および１０００は、関節面２８および３０の関節動作面３８および４０を準備するための形状にされ、準備された関節動作面の形状および寸法が、上インプラント１０２および下インプラント１０４の形状および寸法に似るようにされる。例えば、上インプラント１０２および／または下インプラント１０４が湾曲している場合、インプラントのための表面を適切に準備してするために、ヘッド８０６、９０６および１００６は概して湾曲していてもよい。
【００５１】
さらに、ラスプ８００、９００および１０００は、医療用工具に一般的に用いられる任意の適切な材料からなり得る。一実施形態例においてはラスプ８００、９００および１０００の少なくとも一部がチタンからなるが、ラスプは、当該分野で公知の任意の材料からもなり得る。
【００５２】
本発明をいくつかの実施形態例に関して説明したが、記載した実施形態はあらゆる意味において例示的なものであり、限定的なものではないと考えられるべきである。このような他の特徴、局面、変形、改変、および均等物の置き換えは、以下の請求の範囲によってのみ限定されることが意図される、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく行うことができる。また、ある一実施形態例において説明した特徴および部材は、同じくあるいは同様にして、他の実施形態においてもまた使用あるいは適用が可能であることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、正常なヒトの脊柱の側方立面図である。
【図２】図２は、正常なヒトの腰椎の上面図である。
【図３】図３は、腰椎椎間関節の後方斜視図である。
【図４】図４は、腰椎椎間関節の側方立面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、後方斜視図として、小関節面インプラントを単体で、また椎間関節と関連して示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、後方斜視図として、小関節面インプラントを単体で、また椎間関節と関連して示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、後方斜視図として、小関節面インプラントを単体で、また椎間関節と関連して示す。
【図６】図６は、椎間関節関節面に関節動作面を設ける方法を大略的に示すフローチャートである。
【図７】図７は、ラスプが関節動作面を準備するために用いられているイラストレーションである。
【図８】図８は、異なるタイプのラスプのイラストレーションである。
【図９】図９は、異なるタイプのラスプのイラストレーションである。
【図１０】図１０は、異なるタイプのラスプのイラストレーションである。
【図１１】図１１は、椎弓板貫通ねじを位置決めするために用いられる照準器のイラストレーションである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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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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【国際調査報告】
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