(57)【要約】【解決手段】２つの椎骨終板の間に挿間するための脊椎移植片（２０）は、第１椎骨終板と係合させるための第１終板アッセンブリ（２２）と、第２椎骨終板と係合させるための第２終板アッセンブリ（２４）と、第１終板アッセンブリと第２終板アッセンブリの間に挿間される第１可撓性核要素（２６）と、を備えている。第１可撓性核要素は、第１端部と第２端部を備えている。第１端部は、第１終板アッセンブリと連結されて、第１端部の第１終板アッセンブリに対する並進運動を防ぎ、第２端部は、第２終板アッセンブリに対して回転可能になっている。【選択図】図２
2007519488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの椎骨終板の間に挿間するための脊椎移植片において、
第１椎骨終板と係合させるための第１終板アッセンブリと、
第２椎骨終板と係合させるための第２終板アッセンブリと、
前記第１終板アッセンブリと前記第２終板アッセンブリの間に挿間される第１可撓性核要素であって、第１端部と第２端部を備えている第１可撓性核要素と、を備えており、
前記第１端部は、前記第１終板アッセンブリと連結されて、前記第１端部の前記第１終板アッセンブリに対する並進運動を制限し、前記第２端部は、前記第２終板アッセンブリに対して回転可能になっている、脊椎移植片。
【請求項２】
前記第２端部は、前記第２終板アッセンブリと連結されて、前記第２端部の前記第２終板アッセンブリに対する並進運動を制限し、前記第１端部は、前記第１終板アッセンブリに対して回転可能になっている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項３】
前記第１終板アッセンブリは、前記第２終板アッセンブリに対し、第１及び第２椎骨終板を通って伸張する長手軸を横切る方向に関節運動する、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項４】
前記第１可撓性核要素は、第１耐摩耗性関節運動面を備えており、前記第２終板は、滑らかな関節運動面を備えている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項５】
前記第１耐摩耗性関節運動面は凸型で、前記滑らかな関節運動面は凹型である、請求項４に記載の脊椎移植片。
【請求項６】
前記第１耐摩耗性関節運動面は凹型で、前記滑らかな関節運動面は凸型である、請求項４に記載の脊椎移植片。
【請求項７】
前記第１耐摩耗性関節運動面と前記滑らかな関節運動面は、平坦である、請求項４に記載の脊椎移植片。
【請求項８】
前記第１耐摩耗性関節運動面は、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＰＥ）を備えている、請求項４に記載の脊椎移植片。
【請求項９】
前記第１耐摩耗性関節運動面は、コバルト−クロム合金を備えている、請求項４に記載の脊椎移植片。
【請求項１０】
前記第１耐摩耗性関節運動面は、架橋ＵＨＭＰＥを備えている、請求項４に記載の脊椎移植片。
【請求項１１】
前記第１耐摩耗性関節運動面は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を備えている、請求項４に記載の脊椎移植片。
【請求項１２】
前記第１耐摩耗性関節運動面は、金属イオン注入処理されたポリウレタンを備えている、請求項４に記載の脊椎移植片。
【請求項１３】
前記第１可撓性核要素は、第２耐摩耗性関節運動面を備えており、前記第２終板は、滑らかな関節運動面を備えている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項１４】
前記第１可撓性核要素は、前記第１可撓性核要素の全表面よりは小さな面に亘る、第１及び第２の耐摩耗性関節運動面を備えている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項１５】
前記第１可撓性核要素は、ポリウレタンを備えている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項１６】
前記第１可撓性核要素は、シリコンを備えている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項１７】
前記第１可撓性核要素は、ヒドロゲルを備えている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項１８】
前記第１可撓性核要素は、シリコンとポリウレタンのコポリマーを備えている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項１９】
前記第２終板アッセンブリに取り付けられた第２核要素を更に備えており、前記第２核要素は、可撓性材料を備えている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項２０】
前記第２核要素は、第２耐摩耗性関節運動面を更に備えている、請求項１９に記載の脊椎移植片。
【請求項２１】
前記第１終板アッセンブリは第１連結機構を備えており、前記第１核要素は、前記第１終板アッセンブリに前記第１連結機構で連結されている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項２２】
前記第１連結機構は、前記第１核要素の相補的なリッジと係合するための溝である、請求項２１に記載の脊椎移植片。
【請求項２３】
前記第１連結機構は、前記第１核要素に形成された第１溝と係合するための第１緩衝器である、請求項２１に記載の脊椎移植片。
【請求項２４】
前記第１緩衝器と前記第１溝は、回転運動を１度と１２度の間の回転に制限する、請求項２３に記載の脊椎移植片。
【請求項２５】
前記第１終板アッセンブリと前記第２終板アッセンブリの間を伸張し、前記脊椎移植片の動きを制約する、少なくとも１つの繋ぎ紐を更に備えている、請求項２３に記載の脊椎移植片。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの繋ぎ紐は織られたコードを備えている、請求項２５に記載の脊椎移植片。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの繋ぎ紐はワイヤを備えている、請求項２５に記載の脊椎移植片。
【請求項２８】
前記第２終板アッセンブリは第２連結機構を備えており、前記第１可撓性核要素は、前記第２終板アッセンブリに前記第２連結機構で連結されている、請求項２１に記載の脊椎移植片。
【請求項２９】
前記第２連結機構は、前記第１可撓性核要素に形成された第２溝と係合するための第２緩衝器である、請求項２８に記載の脊椎移植片。
【請求項３０】
前記第１可撓性核要素の第１端部と第２端部の間を伸張し、前記脊椎移植片の動きを制約する、少なくとも１つの繋ぎ紐を更に備えており、前記少なくとも１つの繋ぎ紐は、前記第１可撓性核要素の中を通っている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項３１】
前記少なくとも１つの繋ぎ紐は、前記椎骨終板を通って伸張する長手軸に対し斜めの角度で伸張している、請求項３０に記載の脊椎移植片。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの繋ぎ紐は、前記椎骨終板を通って伸張する長手軸に平行に伸張している、請求項２０に記載の脊椎移植片。
【請求項３３】
前記第１可撓性核要素に埋め込まれ、前記第１可撓性核要素の可撓性を修正する、少なくとも１つの修正要素を備えており、前記修正要素は、前記第１可撓性核要素とは異なる材料を備えている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの修正要素は、前記第１可撓性核要素の中の、一対の腎臓の形をした修正要素である、請求項３３に記載の脊椎移植片。
【請求項３５】
前記少なくとも１つの修正要素は、前記第１可撓性核要素の中に輪を形成している、請求項３３に記載の脊椎移植片。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの修正要素は、前記第１可撓性核要素の中の中央に位置する単一の物体である、請求項３３に記載の脊椎移植片。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの修正要素は、前記第１可撓性核要素の全体にランダムに分散配置されている複数の修正要素である、請求項３３に記載の脊椎移植片。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの修正要素は金属を備えている、請求項３３に記載の脊椎移植片。
【請求項３９】
前記少なくとも１つの修正要素はエラストマーを備えている、請求項３３に記載の脊椎移植片。
【請求項４０】
前記少なくとも１つの修正要素は空隙である、請求項３３に記載の脊椎移植片。
【請求項４１】
前記空隙は治療薬剤で満たされている、請求項４０に記載の脊椎移植片。
【請求項４２】
前記第１終板アッセンブリは四角形をしている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項４３】
前記第１終板アッセンブリは腎臓の形をしている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項４４】
前記第１終板アッセンブリは楕円形をしている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項４５】
前記第１終板アッセンブリは第１外側面を有しており、前記第２終板アッセンブリは第２外側面を有しており、前記第１外側面と前記第２外側面は、互いに対して角度が付いている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項４６】
前記第１終板アッセンブリは楔形をしている、請求項４５に記載の脊椎移植片。
【請求項４７】
前記第１核要素は楔形をしている、請求項４５に記載の脊椎移植片。
【請求項４８】
前記第１終板アッセンブリは第１外側面を有しており、少なくとも１つの固定造形が前記第１外側面から突き出ている、請求項１に記載の脊椎移植片。
【請求項４９】
前記少なくとも１つの固定造形は一組のスパイクである、請求項４８に記載の脊椎移植片。
【請求項５０】
前記少なくとも１つの固定造形は、１つ又はそれ以上の粗らしたキールである、請求項４８に記載の脊椎移植片。
【請求項５１】
前記少なくとも１つの固定造形は、ダイアモンド切削面である、請求項４８に記載の脊椎移植片。
【請求項５２】
２つの椎骨終板の間に挿間するための脊椎移植片において、
第１椎骨終板と係合させるための第１終板アッセンブリと、
第２椎骨終板と係合させるための第２終板アッセンブリと、
前記第１終板アッセンブリと前記第２終板アッセンブリの間に挿間される第１可撓性核要素であって、外側面を備えている第１可撓性核要素と、を備えており、
前記外側面は、全外側面よりは小さな面に亘る関節運動面を備えており、
前記第１終板アッセンブリは、前記第１可撓性核要素の外形と整合する形状の連結機構を備えている、脊椎移植片。
【請求項５３】
前記連結機構は、前記第１可撓性核要素の窪みと整合する形状の凸型の湾曲した突起である、請求項５３に記載の脊椎移植片。
【請求項５４】
前記連結機構は、前記第１可撓性核要素の輪の形をした窪みと整合する輪の形をした突起である、請求項５３に記載の脊椎移植片。
【請求項５５】
前記第１可撓性核要素は円環体形状をしており、前記連結機構は凸型の湾曲した突起である、請求項５３に記載の脊椎移植片。
【請求項５６】
前記連結機構は、一組の同芯のほぞ穴形状の溝である、請求項５３に記載の脊椎移植片。
【請求項５７】
２つの椎骨終板の間に挿間するための脊椎移植片において、
第１椎骨終板接触面と第１内側面とを備えている第１終板アッセンブリと、
第２椎骨終板接触面と第２内側面とを備えている第２終板アッセンブリと、
前記第１内側面と前記第２内側面の間に挿間される可撓性核要素であって、第１端部と第２端部を備えている可撓性核要素と、を備えており、
前記第１端部は、前記第１内側面と連結させて、前記第１端部の前記第１終板アッセンブリに対する並進運動を防止するための連結機構を備えており、
前記第２端部は、前記第２終板アッセンブリに対して回転可能である、脊椎移植片。
【請求項５８】
前記第１端部は、前記第１終板アッセンブリに貼り付けられ、前記第１端部と前記第１終板アッセンブリの間の回転を防止している、請求項５８に記載の脊椎移植片。
【請求項５９】
前記第１端部は、前記可撓性核要素の可撓性の部分よりも硬い、請求項５８に記載の脊椎移植片。
【請求項６０】
前記可撓性核要素の関節運動部分は、前記第１端部よりも硬い、請求項５８に記載の脊椎移植片。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概括的には、脊椎復元装置に、より厳密には、機能的脊椎円板人工器官に関する。
【背景技術】
【０００２】
過去３０年間、大きな関節の復元装置の設計における技術的な進歩は、変性関節疾病の治療に大変革を起こし、介護の標準を関節固定術から関節形成術に移した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、脊椎円板疾病の治療における進歩は、遅々としている。現在のところ、円板疾病の標準的治療は、切除し、その後、脊椎融合を行うに留まっている。このやり方は、患者の当面の症状を緩和することにはなるが、融合によって誘起される動きと力が大きくなって、隣接する円板の変性が加速されることも多い。従って、変性した椎間円板を機能的な円板人工器官で復元して、運けるようにし、隣接する円板の変性を低減することは、多くの患者にとってより望ましい治療の選択肢である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
或る実施形態では、２つの椎骨終板の間に挿間するための脊椎移植片は、第１椎骨終板と係合させるための第１終板アッセンブリと、第２椎骨終板と係合させるための第２終板アッセンブリと、第１終板アッセンブリと第２終板アッセンブリの間に挿間される第１可撓性核要素と、を備えている。第１可撓性核要素は、第１端部と第２端部を備えている。第１端部は、第１終板アッセンブリと連結されて、第１端部が第１終板アッセンブリに対して並進運動するのを防ぎ、第２端部は第２終板アッセンブリに対して回転可能になっている。
【０００５】
別の実施形態では、脊椎移植片は、第２可撓性核要素を備えている。
【０００６】
別の実施形態では、脊椎移植片は、移植片を拘束するために第１終板アッセンブリと第２終板アッセンブリの間を伸張する少なくとも１つの繋ぎ紐を備えている。
【０００７】
別の実施形態では、脊椎移植片は、核要素の可撓性を修正するための修正要素を備えている。
【０００８】
別の実施形態では、２つの椎骨終板の間に挿間するための脊椎移植片は、第１椎骨終板と係合させるための第１終板アッセンブリと、第２椎骨終板と係合させるための第２終板アッセンブリと、第１終板アッセンブリと第２終板アッセンブリの間に挿間される第１可撓性核要素と、を備えている。第１可撓性核要素は、外側面を備えており、外側面は、全外側面よりは少ない面を覆う関節運動面を備えている。第１終板アッセンブリは、第１可撓性核要素の輪郭と整合する形状の連結機構を備えている。
【実施例】
【０００９】
本発明の原理の理解を深めるために、これより図面に示した実施形態又は実施例について特別な用語を使いながら説明する。しかしながら、これによって本発明の範囲を何ら限定するものではない。本発明が関係する技術分野における当業者であれば、ここに示す実施形態における様々な変更及び修正、並びにここに示す本発明の原理の別の使用例が、当然のこととして想起されるであろう。
【００１０】
先ず図１に示すように、参照番号１０は、２つの損傷していない椎骨１４と１６の間を伸張する損傷した椎間円板１２を有する脊柱を指している。代表的な外科的切除術では、損傷した円板１２を取り除いて、２つの損傷していない椎骨１４と１６の間に空隙を作り出す。この処置は、前方、前側方、側方、又は当業者には既知のこの他の接近法によって行われる。
【００１１】
次に図２では、人工器官１８が、椎骨１４と１６の間の空隙に充填されている。
【００１２】
次に図３−５では、椎間円板人工器官２０が、図２の人工器官１８として使用されている。本発明の或る実施形態による椎間円板人工器官２０は、終板アッセンブリ２２、２４と核要素２６を含んでいる。終板アッセンブリ２２は、外側面２８と内側面３０を有している。この実施形態では、面３０は、比較的平坦且つ滑らかで、鏡面仕上げが施されている。面３０は、溝３０を更に含んでいる。終板アッセンブリ２４は、外側面３４と内側面３６を有している。面３６は、比較的平坦且つ滑らかで、鏡面仕上げが施されている。面３６は、溝の様な連結機構３７を更に含んでいる。関節運動をする内側面３０、３６は、この実施形態では図示のように平坦で鏡面仕上げが施されているが、別の実施形態では、関節運動面には、潤滑を改善し摩擦と摩耗を低減するため、溝、窪み、又は他の造形が形成されている。これらの面は、耐摩耗性を改善するため、イオン注入、ダイアモンド又はダイアモンド様被覆、又は面を元の面より固くする他の方法の様な様々な技法の何れかで処理される。
【００１３】
核要素２６は、端面４０と４２有する可撓性本体３８を含んでいる。核要素２６は、図５に示すように、長手軸４４（図３）に垂直な平面から見て、概ね円形の断面を有している。別の断面形状が望ましいこともあり、単一の核要素２６で、垂直平面の位置によって断面形状が変化するものもある。この実施形態では、端面４０と４２は、比較的平坦且つ平行で、それぞれ、リッジの様な連結機構４６、４８が組み込まれている。端面４０と４２は、可撓性本体３８と一体でもよいし、機械的に又は接着剤で可撓性本体３８に取り付けられていてもよい。例えば、図４に示すように、可撓性本体３８上に形成されたリッジの様な連結機構５０が、端面４２上に形成された溝のような連結機構５２と係合する。別の実施形態では、核要素は、湾曲した端面、又は互いに対して角度の付いた端面を有している。
【００１４】
終板アッセンブリ２２、２４は、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の様な金属を含め、適した生体適合性のある材料であれば、どの様な材料で形成してもよい。酸化アルミニウム又はアルミナ、酸化ジルコニウム又はジルコニア、微粒ダイアモンドの成形体、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。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）の様なポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）類の何れか、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ＵＨＭＷＰＥを含め、ポリマー材も使用することができる。
【００１５】
外側面２８、３４は、移植された人工器官の固定を強化する造形又は被覆（図示せず）を含んでいてもよい。例えば、面は、化学エッチング、ビード吹き付け、砂研磨、研削、セレーション加工、ダイアモンド切削などで粗してもよい。外側面２８、３４の全部又は一部を、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で且つ骨伝導性の材料で被覆して骨の生長と固定を促してもよい。代わりに、β型形質転換増殖因子（ＴＧＦ）上科からの蛋白質や、ＢＭＰ２又はＢＭＰ７の様な骨形態形成蛋白質の様な骨誘導被覆を使用してもよい。他の適した造形としては、初期固定のための図６の終板アッセンブリ６０の上に示すスパイク、例えば側方及び前方への移動を防ぐための図７、８の終板アッセンブリ６２の上に示すリッジ又はキール、図９、１０の終板アッセンブリ６４の上に示すセレーション又はダイアモンド切削面、フィン、ポスト、及び／又は他の表面模様がある。
【００１６】
図３−５に戻るが、可撓性本体３８は、終板の物質より弾性係数が低い１つ又は複数の弾性材料で形成されている。適した材料には、ポリオレフィンゴムの様な重合エラストマー、ポリウレタン（ポリエーテルウレタン、ポリカーボネートウレタン、及び表面修飾末端基有り又は無しのポリウレタンを含む）、シリコンと表面修飾末端基有り又は無しのポリウレタンとのコポリマー、シリコン、ヒドロゲルが含まれる。ポリイソブチレンゴム、ポリイソプレンゴム、ネオプレンゴム、ニトリルゴム、及び／又は５−メチル−１，４−ヘキサジエンの加硫ゴムも適している。
【００１７】
核要素の端面４０、４２は、核要素２６の耐摩耗性及び関節運動特性を強化するため、修正され、処理され、被覆され、或いは内張が施される。これらの耐摩耗性及び関節運動特性は、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によって提供される。酸化アルミニウム又はアルミナ、酸化ジルコニウム又はジルコニア、微粒ダイアモンドの成形体、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。ＰＥＥＫ、炭素強化ＰＡＥＫ、又はＰＥＫＫの様なＰＡＥＫ類の何れか、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ＵＨＭＷＰＥ、及び／又は架橋ＵＨＭＷＰＥを含め、ポリマー材も使用することができる。ポリオレフィンゴム、ポリウレタン、シリコンとポリウレタンのコポリマー、及びヒドロゲルも耐摩耗性と関節運動特性を提供する。この他にも、架橋及び金属イオン注入の様な修正によって耐摩耗特性を端面４０、４２に持たせることもできる。
【００１８】
図３−５の実施形態は、円形の終板アッセンブリを示しているが、図１１は、四角形の終板アッセンブリ６６を示している。図１２は、側辺が湾曲した四角形の終板アッセンブリ６８を示している。図１３は、腎臓又は心臓の形をした終板アッセンブリ７０を示している。この他にも、終板の形状としては、正方形、楕円、三角形、六角形又は他の形状がある。図５の上面断面図に示すように、核要素の形状は、丸、楕円、又は拘束又は関節運動を促進する何らかの他の形状でもよい。
【００１９】
図３−５の実施形態では、外側面２８と３４は、比較的平行であるが、他の実施形態では、両面は、特定の前湾又は後湾角に合うように、互いに対して角度が付いている。図１４−１８に示すように、人工器官は、所望の前湾又は後湾角を作り出すため、傾斜付、角度付、又は楔形の形状をしている。この様な角度は、角度付の終板アッセンブリ及び／又は核要素を組み込むことによって作り出される。図１４の人工器官７２は、１つの角度付の終板アッセンブリを組み込むことによって角度が付けられている。図１５の人工器官７４は、２つの角度付の終板アッセンブリを組み込むことによって角度が付けられている。図１６の人工器官７６は、１つの角度付の側面を有する核要素に平板の終板を組み込むことによって角度が付けられている。図１７の人工器官７８は、２つの角度付の側面を有する核要素に平板の終板を組み込むことによって角度が付けられている。図１８の人工器官８０は、１つの角度付の終板と１つの角度付の側面を有する核要素を組み込むことによって角度が付けられている。
【００２０】
図４に戻るが、人工器官２０は、核要素２６のリッジ４６、４８を、終板アッセンブリの溝３２、３７とそれぞれ係合させることによってアッセンブリされる。アッセンブリされた人工器官２０は、脊柱１０（図１）の円板１２を取り除くことによって作り出された空隙内へと、外側面２８が椎体１４の終板と係合し、外側面３４が椎体１６の終板と係合するように移植される。
【００２１】
作動時、人工器官２０は、長手軸４４に平行な圧縮荷重の下で弾性変形し、長手軸４４に沿って終板アッセンブリ同士を互いに引き離す力が掛かると弾性的に伸びる。人工器官２０は、屈曲−伸張又は側方曲げ運動時にも変形し又は曲がる。核要素２６では、可変回転中心が屈曲−伸張及び側方曲げ運動を許容するようになっている。核要素２６の可撓特性は、屈曲−伸張及び側方曲げ運動時の交差剪断又は関節運動により生じる摩耗を低減する働きもする。核要素２６は曲がり、終板アッセンブリ２２が終板アッセンブリ２４に対して、前後方向又は側方並進の変位もできるようにしている。更に、端面４０、４２と内側面３０、３６それぞれの間の境界面は、回転方向には非拘束なので、核要素２６は、長手軸４４回りに軸回転又は回転することができる。しかしながら、境界面は、境界面における並進運動を拘束する。終板アッセンブリ２２、２４は、互いに対して回転することもできる。別の実施形態では、端面４０、４２と内側面３０、３６それぞれの間の境界面の少なくとも一方は、回転又は軸回転運動ができないようになっている。核要素２６の連結機構４６、４８の、連結機構３２、３７との係合は、終板アッセンブリ２２、２４が核要素２６に対して回転することを許容しながら、核要素２６が飛び出るのを防いでいる。
【００２２】
次に図１９−２１では、椎間円板人工器官９０が、図２の人工器官１８として使用されている。椎間円板人工器官９０は、本発明の或る実施形態によれば、終板アッセンブリ９２、９４と核要素９６を含んでいる。終板アッセンブリ９２は、外側面９８と内側面１００を有している。この実施形態では、内側面１００は、比較的凹型且つ滑らかで、鏡面仕上げが施されている。終板アッセンブリ９４は、外側面１０４と内側面１０６を有している。面１０６は、比較的凹型且つ滑らかで、鏡面仕上げが施されている。この実施形態では、外側面９８と１０４は、比較的平行であるが、他の実施形態では、先に述べたように、両外側面は、特定の前湾又は後湾角に対応できるように、互いに対して角度が付いている。
【００２３】
核要素９６は、端面１１０と１１２を有する可撓性の本体１０８を含んでいる。図２１に示すように、核要素９６は、長手軸４４に垂直な平面から見て、概ね円形の断面を有している。別の断面形状が望ましいこともあり、単一の核要素９６で、垂直平面の位置によって断面形状が変化するものもある。この実施形態では、端面１１０と１１２は、比較的凸型である。端面１１０と１１２は、可撓性本体１１８と一体でもよいし、機械的に又は接着剤で可撓性本体１１８に取り付けられていてもよい。例えば、可撓性本体１０８上に形成されたリッジの様な連結機構１１４が、端面１１２上の溝のような連結機構１１６と係合する。
【００２４】
終板アッセンブリ９２、９４は、それぞれ終板アッセンブリ２２、２４と、同一又は同様な造形又は被覆を含め、同一又は同様な材料で形成してもよい。同様に、核要素９６は、核要素２６に関して上で述べたのと同じ材料で形成し、同じ耐摩耗性を備えていてもよい。人工器官９０、終板アッセンブリ９２、９４及び核要素９６は、図６−１８で上に述べた様な形状としてもよい。
【００２５】
図２０に示すように、人工器官９０は、端面１１０、１１２をそれぞれ内側面１００、１０６に接触させた状態に配置してアッセンブリされる。アッセンブリされた人工器官９０は、脊柱１０（図１）の円板１２を取り除くことによって作り出された空隙内へと、外側面９８が椎体１４の終板と係合し、外側面１０４が椎体１６の終板と係合するように移植される。
【００２６】
作動時、人工器官９０は、長手軸４４に平行な圧縮荷重の下で弾性変形する。人工器官９０は、屈曲−伸張又は側方曲げ運動時にも変形し又は曲がる。核要素９６は、曲がって、前後方向又は側方並進の変位もできるようにしている。核要素９６では、可変回転中心が屈曲−伸張及び側方曲げ運動を許容するようになっている。核要素９６の可撓特性は、屈曲−伸張及び側方曲げ運動時の交差剪断又は関節運動により生じる摩耗を低減する働きもする。更に、端面１１０、１１２と内側面１００、１０６それぞれの間の境界面は非拘束なので、核要素９６は、長手軸４４回りに回転することができる。終板アッセンブリ９２、９４は、互いに対して回転することもできる。凹型の内側面１００、１０６は、終板アッセンブリ２２、２４が核要素に対して回転することを許容しながら、核要素２６が飛び出るのを防いでいる。
【００２７】
図２２−２７に示すように、様々な代替案の終板アッセンブリ、核要素及び連結機構の設計によって、軸回転を許容しながら側方並進運動を制限することができる。例えば、図２２では、椎間円板人工器官１２０が、図２の人工器官１８として使用されている。椎間円板人工器官１２０は、終板アッセンブリ１２２、１２４と核要素１２６を含んでいる。終板アッセンブリ１２２、１２４は、それぞれ外側面１２８、１３０と内側面１３２、１３４を有している。内側面１３２、１３４は、凹面及び凸面部を含んでおり、鏡面仕上げが施され滑らかである。凹面及び凸面部は、内側面上に同芯輪を形成している。図２２の実施形態では、内側面１３２、１３４の凸面突起１３６、１３８は、連結機構として機能する。終板アッセンブリ１２２、１２４は、それぞれ終板アッセンブリ２２、２４と、同一又は同様な造形又は被覆を含め、同一又は同様な材料で形成してもよい。
【００２８】
核要素１２６は、端面１４２、１４４を有する可撓性の本体１４０を含んでいる。この実施形態では、端面１４２、１４４は、端面の略中心にある窪みである、連結機構１４６、１４８を備えている。核要素１２６は、核要素２６に関して上に述べたものと、同じ材料で形成し、同じ耐摩耗特性を有していてもよい。
【００２９】
人工器官１２０は、端面１４２、１４４をそれぞれ内側面１３２、１３４に接触させて配置することによってアッセンブリされる。具体的には、終板アッセンブリの連結機構１３６、１３８を核要素の連結機構１４６、１４８と係合させる。アッセンブリされた人工器官１２０は、脊柱１０（図１）の円板１２を取り除くことによって作り出された空隙内へと、外側面１２８が椎体１４の終板と係合し、外側面１３０が椎体１６の終板と係合するように移植される。
【００３０】
図２３では、椎間円板人工器官１５０が、図２の人工器官１８として使用されている。椎間円板人工器官１５０は、丸味の付いた終板アッセンブリ１５２、１５４と核要素１５６を含んでいる。終板アッセンブリ１５２、１５４は、それぞれ外側面１５８、１６０と内側面１６２、１６４を有している。図９の実施形態と同様に、内側面１６２、１６４は、凹面及び凸面部を含んでおり、鏡面仕上げが施され滑らかである。凹面及び凸面部は、内側面上に同芯輪を形成している。この実施形態では、内側面１６２、１６４の凸状輪突起１６６、１６８は、それぞれ、核要素１５６の端面１７４、１７６上に形成されている凹状輪である連結機構１７０、１７２と係合する連結機構として機能する。
【００３１】
図２４では、椎間円板人工器官１８０が、図２の人工器官１８として使用されている。人工器官１８０は、本発明のこの実施形態によれば、終板アッセンブリ１８２、１８４と核要素１８６を含んでいる。終板アッセンブリ１８２、１８４は、それぞれ外側面１８８、１９０と内側面１９２、１９４を有している。内側面１９２、１９４は、凹面及び凸面部を含んでおり、鏡面仕上げが施され滑らかである。図２４の実施形態では、内側面１９２、１９４の凸状突起１９６、１９８は、連結機構として機能する。終板アッセンブリ１８２、１８４は、それぞれ終板アッセンブリ２２、２４と、同一又は同様な造形又は被覆を含め、同一又は同様な材料で形成してもよい。
【００３２】
核要素１８６は、関節運動面２０２を有する可撓性の本体２００を含んでいる。この実施形態では、核要素１８６は、連結機構として働く中央開口２０４を有する輪の形をしている。核要素１８６は、核要素２６に関して上に述べたものと、同じ材料で形成し、同じ耐摩耗特性を有していてもよい。
【００３３】
人工器官１８０は、核要素１８６を内側面１９０、１９４それぞれの間に配置することによってアッセンブリされる。具体的には、終板アッセンブリの連結機構１９６、１９８を核要素の連結機構２０４と係合させる。アッセンブリされた人工器官１８０は、脊柱１０（図１）の円板１２を取り除くことによって作り出された空隙内へと、外側面１８８が椎体１４の終板と係合し、外側面１９２が椎体１６の終板と係合するように移植される。
【００３４】
作動時、関節運動面２０２と内側面１９０、１９４の間の境界面は、長手軸４４回りの回転と、制限された側方並進運動の両方ができるようになっている。人工器官１８０は、長手軸４４に平行な圧縮荷重の下で弾性変形し、衝撃を吸収して減衰効果を提供する。終板アッセンブリ１８２、１８４と核要素１８６の間の関節運動境界面と、可撓性の本体２００の弾性の両方によって、屈曲−伸張及び側方曲げ運動ができるようになっている。
【００３５】
図２５では、椎間円板人工器官２１０が、図２の人工器官１８として使用されている。椎間円板人工器官２１０は、本発明のこの実施形態によれば、終板アッセンブリ２１２、２１４と核要素２１６を含んでいる。終板アッセンブリ２１２は、外側面２１８と内側面２２０を有している。図２５の実施形態では、内側面２２０は、比較的凹型且つ滑らかで、鏡面仕上げが施されている。終板アッセンブリ２１４は、外側面２２２と内側面２２４を有している。内側面２２４は、比較的凹型で、突出する柱である連結機構２２６を含んでいる。
【００３６】
核要素２１６は、可撓性の層２２８と、可撓性の層２２８に取り付けられた外側の関節運動層２３０、２３２を含んでいる。関節運動層２３０は凸型である。関節運動層２３２は、概ね凸型であるが、連結機構として働く陥凹部２３４を備えている。別の実施形態では、陥凹部が関節運動層２３２に形成されている。
【００３７】
終板アッセンブリ２１２、２１４は、それぞれ終板アッセンブリ２２、２４と、同一又は同様な造形又は被覆を含め、同一又は同様な材料で形成してもよく、従って、これ以上詳細には説明しない。可撓性の層２２８は、核要素２６に関して上に述べたものと、同じ可撓性又は弾性材料で形成してもよい。関節運動層２３０、２３２は、終板アッセンブリ２２、２４と同一又は同様な材料で形成してもよい。代わりに、関節運動層２３０、２３２は、核要素２６に関して上に述べたものと同一又は同様の材料に、耐摩耗性を高めるため架橋又はイオン注入の様な修正を加えた材料で形成してもよい。
【００３８】
図２５に示すように、人工器官２１０は、終板アッセンブリ２１２の凹型の内側面２２０を核要素２１６の凸型の関節運動層２２０と係合させることによってアッセンブリされる。関節運動層２３２は、終板アッセンブリ２１４の内側面２２４と係合し、連結機構２３４を連結機構２２６と係合させる。
【００３９】
作動時、凸型の関節運動層２３０と終板アッセンブリ２１２の凹型面２２０との間の境界面は、長手軸４４回りの回転と、制限された側方並進運動の両方ができるようになっている。関節運動層２３２は、内側面２２４の連結機構２２６回りに回転することはできるが、核要素２１６と終板アッセンブリ２１４の間の側方並進運動は、殆ど又は全く許容されていない。人工器官２１０は、長手軸４４に平行な圧縮荷重の下で弾性変形し、衝撃を吸収して減衰効果を提供する。終板アッセンブリ２１２と核要素２１６の間の関節運動境界面と、可撓性の層２２８の弾性の両方によって、屈曲−伸張、側方曲げ、又は長手軸４４回りの軸回転運動ができるようになっている。
【００４０】
図２６では、椎間円板人工器官２４０が、図２の人工器官１８として使用されている。椎間円板人工器官２４０は、本発明のこの実施形態によれば、終板アッセンブリ２４２、２４４と核要素２４６を含んでいる。終板アッセンブリ２４２は、外側面２４８と内側面２５０を有している。図２６の実施形態では、内側面２５０は、比較的凹型且つ滑らかで、鏡面仕上げが施されている。
【００４１】
終板アッセンブリ２４４は、外側面２５２と内側面２５４を有している。内側面２５４は、比較的平坦で、突起である連結機構２５６と溝である連結機構２５８を含んでいる。
【００４２】
核要素２４６は、可撓性の層２６０と、可撓性の層２６０に取り付けられた外側の関節運動層２６２、２６４を含んでいる。関節運動層２６２は凸型である。関節運動層２６４は、比較的平坦で、共に連結機構として働くリッジ２６６と窪み２６８を備えている。
【００４３】
終板アッセンブリＣ２、Ｃ４は、それぞれ終板アッセンブリ２２、２４と、同一又は同様な造形又は被覆を含め、同一又は同様な材料で形成してもよく、従って、これ以上詳細には説明しない。可撓性の層２６０は、核要素２６に関して上に述べたものと、同じ可撓性又は弾性材料で形成してもよい。関節運動層２６２、２６４は、終板アッセンブリ２２、２４と同一又は同様な材料で形成してもよい。代わりに、関節運動層２６２、２６４は、核要素２６に関して上に述べたものと同一又は同様の材料に、耐摩耗性を高めるため架橋又はイオン注入の様な修正を加えた材料で形成してもよい。
【００４４】
図２６に示すように、人工器官２４０は、終板アッセンブリ２４２の凹型の内側面２５０を核要素２４６の凸型の関節運動層２６２と係合させることによってアッセンブリされる。関節運動層２６４は、終板アッセンブリ２４４の内側面２５４と係合し、連結機構２６６、２６８を、それぞれ連結機構２５８、２５６と係合させる。
【００４５】
作動時、凸型の関節運動層２６２と終板アッセンブリ２４２の凹型面２５０との間の境界面は、長手軸４４回りの回転と、制限された側方並進運動の両方ができるようになっている。関節運動層２６４は、内側面２５４に対して、軸４４回りに回転できるようになっているか、或いは、境界面が機械的に又は接着剤で固定され回転できないようになっている。人工器官２４０は、長手軸４４に平行な圧縮荷重の下で弾性変形し、衝撃を吸収して減衰効果を提供する。終板アッセンブリ２４２と核要素２４６の間の関節運動境界面と、可撓性の層２６０の弾性の両方によって、屈曲−伸張、側方曲げ、又は長手軸４４回りの軸回転運動ができるようになっている。
【００４６】
図２７では、椎間円板人工器官２７０が、図２の人工器官１８として使用されている。椎間円板人工器官２７０は、本発明のこの実施形態によれば、終板アッセンブリ２７２、２７４と核要素２７６を含んでいる。終板アッセンブリ２７２は、外側面２７８と内側面２８０を有している。図２７の実施形態では、内側面２８０は、同芯円、ほぞ穴形状の溝(dove tail shaped grooves)である連結機構２８２を有している。
【００４７】
終板アッセンブリ２７４は、外側面２８４と内側面２８６を有している。内側面２８６は、比較的滑らか且つ凹型で、鏡面仕上げが施されている。
【００４８】
核要素２７６は、可撓性の層２８８と、可撓性の層２９０に取り付けられた外側の関節運動層２９０、２９２を含んでいる。関節運動層２９２は凸型である。関節運動層２９０は、平坦な部分と、同芯円、ほぞ形状の突起(dove tail shaped projections)である連結機構２９４を含んでいる。
【００４９】
終板アッセンブリ２７２、２７４は、それぞれ終板アッセンブリ２２、２４と、同一又は同様な造形又は被覆を含め、同一又は同様な材料で形成してもよい。可撓性の層２８８は、核要素２６に関して上に述べたものと、同じ可撓性又は弾性材料で形成してもよい。関節運動層２９０、２９２は、終板アッセンブリ２２、２４と同一又は同様な材料で形成してもよい。代わりに、関節運動層２９０、２９２は、核要素２６に関して上に述べたものと同一又は同様の材料に、耐摩耗性を高めるため架橋又はイオン注入の様な修正を加えた材料で形成してもよい。
【００５０】
図２７に示すように、人工器官２７０は、終板アッセンブリ２７４の凹型の内側面２８６を核要素２７６の凸型の関節運動層２９２と係合させることによってアッセンブリされる。関節運動層２９０は、終板アッセンブリ２７２の内側面２８０と係合し、連結機構２８２を、連結機構２９４と係合させる。
【００５１】
作動時、凸型の関節運動層２９２と終板アッセンブリ２７４の凹型面２８６との間の境界面は、長手軸４４回りの回転と、制限された側方並進運動の両方ができるようになっている。関節運動層２９０は、内側面２８０に対して、軸４４回りに回転できるようになっているが、連結機構２８２、２９４が、側方運動を防止又は制限している。人工器官２７０は、長手軸４４に平行な圧縮荷重の下で弾性変形し、衝撃を吸収して減衰効果を提供する。終板アッセンブリ２７４と核要素２７６の間の関節運動境界面と、可撓性の層２８８の弾性の両方によって、屈曲−伸張、側方曲げ、又は長手軸４４回りの軸回転運動ができるようになっている。代替実施形態では、２８２、２９４に使用されている様な連結機構を、終板アッセンブリ２７４と核要素２７６の間の境界面に使用している。この代替案では、側方並進運動が防止又は制限されるが、軸４４回りに回転することはできる。この代替実施形態では、核要素の柔軟性によって、なお屈曲−伸張、及び側方曲げ運動ができるようになっている。
【００５２】
図２８では、椎間円板人工器官３００が、図２の人工器官１８として使用されている。椎間円板人工器官３００は、本発明のもう１つの実施形態によれば、終板アッセンブリ３０２、３０４と核要素３０６を含んでいる。終板アッセンブリ３０２は、外側面３０８と内側面３１０を有している。図２８の実施形態では、内側面３１０は、比較的凹型且つ滑らかで、鏡面仕上げが施されている。
【００５３】
終板アッセンブリ３０４は、外側面３１４と内側面３１６を有している。内側面３１６は、比較的平坦で、溝である連結機構３１８を含んでいる。外側面３０８と３１４は、比較的平行であるか、又は特定の前湾又は後湾角に対応するため互いに対して角度が付いている。
【００５４】
核要素３０６は、可撓性の層３２０と、可撓性の層３２０に取り付けられた関節運動層３２２を含んでいる。関節運動層３２２は凸型面３２４を有している。可撓性の層３２０は、リッジである連結機構３２６を含んでいる。核要素３０６は、長手軸４４に垂直な平面から見て、概ね円形の断面を有している。別の断面形状が望ましいこともあり、単一の核要素３０６で、垂直平面の位置によって断面形状が変化するものもある。
【００５５】
終板アッセンブリ３０２、３０４は、それぞれ終板アッセンブリ２２、２４と、同一又は同様な造形又は被覆を含め、同一又は同様な材料で形成してもよく、従って、これ以上詳細には説明しない。可撓性の層３２０は、核要素２６に関して上に述べたものと、同じ可撓性又は弾性材料で形成してもよい。関節運動層３２２は、終板アッセンブリ２２、２４と同一又は同様な材料で形成してもよい。代わりに、関節運動層３２２は、核要素２６に関して上に述べたものと同一又は同様の材料に、耐摩耗性を高めるため架橋又はイオン注入の様な修正を加えた材料で形成してもよい。
【００５６】
図２８に示すように、人工器官３００は、可撓性の層３２０を終板アッセンブリ３０４の内側面３１６に、機械的に又は接着剤で取り付けることによってアッセンブリされる。連結機構３１８は、連結機構３２６と係合して機械的取り付けを形成する。追加して、又は代わりに、接着剤を使って、可撓性の層３２０と内側面３１６を取り付けてもよい。関節運動層３２２の凸型面３２４は、凹型の内側面３１０の上に配置される。アッセンブリされた構成要素３０２−３０６は、脊柱１０（図１）の円板１２を取り除くことによって作り出された空隙内へと、外側面３０８が椎体１４の終板と係合し、外側面３１４が椎体１６の終板と係合するように移植される。
【００５７】
作動時、関節運動層３２２の凸型面３２４は、終板アッセンブリ９２の凹型面３１０と関節運動を行う。人工器官３００は、長手軸４４に平行な圧縮荷重の下で弾性変形し、衝撃を吸収して減衰効果を提供する。終板アッセンブリ３０２と核要素３０６の間の関節運動境界面と、可撓性の層３２０の弾性の両方によって、屈曲−伸張、側方曲げ、又は長手軸４４回りの軸回転運動ができるようになっている。終板アッセンブリ３０２、３０４も、互いに対して回転する。
【００５８】
図２９では、椎間円板人工器官３３０が、図２の人工器官１８として使用されている。椎間円板人工器官３３０は、本発明のもう１つの実施形態によれば、終板アッセンブリ３３２、３３４と核要素３３６を含んでいる。終板アッセンブリ３３２は、外側面３３８と内側面３４０を有している。図１６の実施形態では、内側面３４０は、比較的平坦で、溝である連結機構３４２を含んでいる。
【００５９】
終板アッセンブリ３３４は、外側面３４４と内側面３４６を有している。内側面３４６は、少なくとも部分的には凸型で、鏡面仕上げで滑らかになっている。外側面３３８と３４４は、比較的平行であるか、又は特定の前湾又は後湾角に対応するため互いに対して角度が付いている。
【００６０】
核要素３３６は、可撓性の層３５０と、可撓性の層３５０に取り付けられた関節運動層３５２を含んでいる。関節運動層３５２は凹型面３５４を有している。可撓性の層３５０は、リッジである連結機構３５６を含んでいる。核要素３３６は、長手軸４４に垂直な平面から見て、概ね円形の断面を有している。別の断面形状が望ましいこともあり、単一の核要素３３６で、垂直平面の位置によって断面形状が変化するものもある。
【００６１】
終板アッセンブリ３３２、３３４は、それぞれ終板アッセンブリ２２、２４と、同一又は同様な造形又は被覆を含め、同一又は同様な材料で形成してもよく、従って、これ以上詳細には説明しない。可撓性の層３５０は、核要素２６に関して上に述べたものと、同じ可撓性又は弾性材料で形成してもよい。関節運動層３５２は、終板アッセンブリ２２、２４と同一又は同様な材料で形成してもよい。代わりに、関節運動層３５２は、核要素２６に関して上に述べたものと同一又は同様の材料に、耐摩耗性を高めるため架橋又はイオン注入の様な修正を加えた材料で形成してもよい。
【００６２】
図２９に示すように、人工器官３３０は、可撓性の層３５０を終板アッセンブリ３３２の内側面３４０に、機械的に又は接着剤で取り付けることによってアッセンブリされる。連結機構３４２は、連結機構３５６と係合して機械的取り付けを形成する。追加して、又は代わりに、接着剤を使って、可撓性の層３５０と内側面３４０を取り付けてもよい。関節運動層３５２の凹型面３５４は、凸型の内側面３４６の上に配置される。アッセンブリされた構成要素３３２−３３６は、脊柱１０（図１）の円板１２を取り除くことによって作り出された空隙内へと、外側面３３８が椎体１４の終板と係合し、外側面３４４が椎体１６の終板と係合するように移植される。
【００６３】
作動時、関節運動層３５２の凹型面３５４は、終板アッセンブリ３３４の凸型面３４６と関節運動を行う。人工器官３３０は、長手軸４４に平行な圧縮荷重の下で弾性変形し、衝撃を吸収して減衰効果を提供する。終板アッセンブリ３３４と核要素３３６の間の関節運動境界面と、可撓性の層３５０の弾性の両方によって、屈曲−伸張、側方曲げ、又は長手軸４４回りの軸回転運動ができるようになっている。終板アッセンブリ３３２、３３４も、互いに対して回転する。
【００６４】
図３０では、椎間円板人工器官３６０が、図２の人工器官１８として使用されている。椎間円板人工器官３６０は、本発明のもう１つの実施形態によれば、終板アッセンブリ３６２、３６４と、核要素３６６と、核要素３６７を含んでいる。終板アッセンブリ３６２は、外側面３６８と内側面３７０を有している。図３０の実施形態では、内側面３７０は、比較的平坦で、溝である連結機構３７２を含んでいる。
【００６５】
終板アッセンブリ３６４は、外側面３７４と内側面３７６を有している。図３０の実施形態では、内側面３７６は、比較的平坦で、溝である連結機構３７８を含んでいる。外側面３６８と３７４は、比較的平行であるか、又は特定の前湾又は後湾角に対応するため互いに対して角度が付いている。
【００６６】
核要素３６６は、可撓性の層３８０と、可撓性の層３８０に取り付けられた関節運動層３８２を含んでいる。関節運動層３８２は凹型面３８４を有している。可撓性の層３８０は、リッジである連結機構３８６を含んでいる。核要素３６６は、長手軸４４に垂直な平面から見て、概ね円形の断面を有している。別の断面形状が望ましいこともあり、単一の核要素３６６で、垂直平面の位置によって断面形状が変化するものもある。
【００６７】
核要素３６７は、可撓性の層３８８と、可撓性の層３８８に取り付けられた関節運動層３９０を含んでいる。関節運動層３９０は凸型面３９２を有している。可撓性の層３８８は、リッジである連結機構３９４を含んでいる。核要素３６７は、長手軸４４に垂直な平面から見て、概ね円形の断面を有している。別の断面形状が望ましいこともあり、単一の核要素３６７で、垂直平面の位置によって断面形状が変化するものもある。
【００６８】
終板アッセンブリ３６２、３６４は、それぞれ終板アッセンブリ２２、２４と、同一又は同様な造形又は被覆を含め、同一又は同様な材料で形成してもよく、従って、これ以上詳細には説明しない。可撓性の層３８０、３８８は、核要素２６に関して上に述べたものと、同じ可撓性又は弾性材料で形成してもよい。関節運動層３８２、３９０は、終板アッセンブリ２２、２４と同一又は同様な材料で形成してもよい。代わりに、関節運動層３８２、３９０は、核要素２６に関して上に述べたものと同一又は同様の材料に、耐摩耗性を高めるため架橋又はイオン注入の様な修正を加えた材料で形成してもよい。
【００６９】
図３０に示すように、人工器官３６０は、可撓性の層３８０を終板アッセンブリ３６２の内側面３７０に、機械的に又は接着剤で取り付けることによってアッセンブリされる。連結機構３７２は、連結機構３８６と係合して機械的取り付けを形成する。追加して、又は代わりに、接着剤を使って、可撓性の層３８０と内側面３７０を取り付けてもよい。可撓性の層３８８は、終板アッセンブリ３６４の内側面３７６に、機械的に及び／又は接着剤で取り付けられる。連結機構３７８は、連結機構３９４と係合して機械的取り付けを形成する。追加して、又は代わりに、接着剤を使って、可撓性の層３８８と内側面３７６を取り付けてもよい。関節運動層３８２の凹型面３８４は、凸型の関節運動面３９２の上に配置される。アッセンブリされた構成要素は、脊柱１０（図１）の円板１２を取り除くことによって作り出された空隙内へと、外側面３６８が椎体１４の終板と係合し、外側面３７４が椎体１６の終板と係合するように移植される。
【００７０】
作動時、関節運動層３８２の凹型面３８４は、関節運動層３９０の凸型面３９２と関節運動を行う。人工器官３６０は、長手軸４４に平行な圧縮荷重の下で弾性変形し、衝撃を吸収して減衰効果を提供する。核要素３６６と核要素３６７の間の関節運動境界面と、可撓性の層３８０、３８８の弾性の両方によって、屈曲−伸張、側方曲げ、又は長手軸４４回りの軸回転運動ができるようになっている。終板アッセンブリ３６２、３６４も、互いに対して回転する。
【００７１】
図３１−３２では、椎間円板人工器官４００が、図２の人工器官１８として使用されている。椎間円板人工器官４００は、本発明のこの実施形態によれば、終板アッセンブリ４０２、４０４と核要素４０６を含んでいる。終板アッセンブリ４０２は、外側面４０８と内側面４１０を有している。図３１の実施形態では、内側面４１０は、鏡面仕上げで滑らかになった比較的凹型の部分を含んでいる。終板アッセンブリ４０４は、外側面４１２と内側面４１４を有している。内側面４１４は、比較的凹型の部分を含んでいる。緩衝器である連結機構４１６が、内側面４１０、４１４から突き出ている。
【００７２】
核要素４０６は、可撓性の層４１８と、可撓性の層４１８に取り付けられた外側関節運動層４２０、４２２を含んでいる。関節運動層４２０、４２２は、溝である連結機構４２４を含んでいる。１つ又はそれ以上の繋ぎ紐４２６が、終板アッセンブリ４０２と４０４の間を伸張している。
【００７３】
終板アッセンブリ４０２、４０４は、それぞれ終板アッセンブリ２２、２４と、同一又は同様な造形又は被覆を含め、同一又は同様な材料で形成してもよく、従って、これ以上詳細には説明しない。可撓性の層４１８は、核要素２６に関して上に述べたものと、同じ可撓性又は弾性材料で形成してもよい。関節運動層４２０、４２２は、終板アッセンブリ２２、２４と同一又は同様な材料で形成してもよい。代わりに、関節運動層４２０、４２２は、核要素２６に関して上に述べたものと同一又は同様の材料に、耐摩耗性を高めるため架橋又はイオン注入の様な修正を加えた材料で形成してもよい。繋ぎ紐４２６は、弾性が有っても無くてもよい。繋ぎ紐は、例えば、ワイヤ、ケーブル、コード、バンド、テープ、シートの様な補強材で形成してもよい。繋ぎ紐は、終板アッセンブリ２２、２４又は核要素２６に関して上に述べた、ＵＨＭＷＰＥの様な、材料の何れで形成してもよい。或る実施形態では、繋ぎ紐４２６は、組み編みされ、編まれ、又は織られている。
【００７４】
図３１に示すように、人工器官４００は、核要素４０６を終板アッセンブリ４０２、４０４の内側面４１０、４１４の間に配置することによってアッセンブリされる。緩衝器４１６は、関節運動層４２０、４２２の溝４２４に沿って移動するように配置される。実施形態によっては、２つから４つの緩衝器／溝の境界部が設けられている。１つ又は複数の繋ぎ紐２６が終板アッセンブリ４０２と４０４の間を伸張し、屈曲／伸張、側方曲げ、又は軸回転力が加えられた際に、人工器官４００に追加的な安定性を提供し、及び／又は追加的な拘束を加える。図３１に示すように、繋ぎ紐４２６は、終板アッセンブリ４０２と４０４の間を、核要素４０６を通過すること無く伸張している。アッセンブリされた人工器官４００は、脊柱１０内の椎骨１４と１６の間に配置される。
【００７５】
図３１−３２を再度参照するが、作動時、緩衝器４１６は、関節運動層４２０、４２２の溝４２４に沿って移動し、長手軸４４回りに制限された回転ができるようにしている。回転は、緩衝器４１６の長さに比較した溝４２４の長さで制限される。例えば、緩衝器４１６と溝４２４の長さがほぼ同じであれば、回転は殆ど又は全くできない。或る種の実施形態では、１度から１２度の間の回転ができるようになっている。又或る種の実施形態では、回転を３度から１０度の間に制限している。繋ぎ紐４２６も、屈曲／伸張、側方曲げ、及び／又は軸回転運動の際に人工器官４００を拘束する。アッセンブリの拘束の範囲内で、人工器官４００は、長手軸４４に平行な圧縮荷重の下で弾性変形し、衝撃を吸収して減衰効果を提供する。終板アッセンブリ４０２、４０４と核要素４０６の間の関節運動境界面と、可撓性の層４１８の弾性の両方によって、屈曲−伸張、側方曲げ、又は長手軸４４回りの軸回転運動ができるようになっている。
【００７６】
図３３−３４では、椎間円板人工器官４３０が、図２の人工器官１８として使用されている。椎間円板人工器官４３０は、本発明のこの実施形態によれば、終板アッセンブリ４３２、４３４と核要素４３６を含んでいる。終板アッセンブリ４３２は、内側面４３８を有している。図３３の実施形態では、内側面４３８は、鏡面仕上げで滑らかになった比較的凹型の部分を含んでいる。終板アッセンブリ４３４は、内側面４４０を有している。内側面４４０は、比較的凹型の部分を含んでいる。緩衝器である連結機構４４１が、内側面４３８、４４０から突き出ている。
【００７７】
核要素４３６は、可撓性の層４４２と、可撓性の層４４２に取り付けられた外側関節運動層４４４、４４６を含んでいる。関節運動層４４４、４４６は、溝である連結機構４４７を含んでいる。１つ又はそれ以上の繋ぎ紐４４８が、関節運動層４４４と４４６の間を、可撓性の層４４２を通って対角方向に伸張している。加えて、又は代わりに、１つ又はそれ以上の繋ぎ紐４４９が、関節運動層４４４と４４６の間を、可撓性の層４４２を通って、軸４４と比較的平行に伸張している。
【００７８】
終板アッセンブリ４３２、４３４は、それぞれ終板アッセンブリ２２、２４と、同一又は同様な造形又は被覆を含め、同一又は同様な材料で形成してもよく、従って、これ以上詳細には説明しない。可撓性の層４４２は、核要素２６に関して上に述べたものと、同じ可撓性又は弾性材料で形成してもよい。関節運動層４４４、４４６は、終板アッセンブリ２２、２４と同一又は同様な材料で形成してもよい。代わりに、関節運動層４４４、４４６は、核要素２６に関して上に述べたものと同一又は同様の材料に、耐摩耗性を高めるため架橋又はイオン注入の様な修正を加えた材料で形成してもよい。繋ぎ紐４４８、４４９は、弾性が有っても無くてもよい。繋ぎ紐は、例えば、ワイヤ、ケーブル、コード、バンド、テープ、シートの様な補強材で形成してもよい。繋ぎ紐は、終板アッセンブリ２２、２４又は核要素２６に関して上に述べた、ＵＨＭＷＰＥの様な、材料の何れで形成してもよい。或る実施形態では、繋ぎ紐４４８、４４９は、組み編みされ、編まれ、又は織られている。
【００７９】
図３３に示すように、人工器官４３０は、核要素４３６を終板アッセンブリ４３２、４３４の内側面４３８、４４０の間に配置することによってアッセンブリされる。緩衝器４４１は、関節運動層４４４、４４６の溝４４７に沿って移動するように配置される。実施形態によっては、２つから４つの緩衝器／溝の境界部が設けられている。１つ又は複数の繋ぎ紐４４８、４４９が関節運動層４４４と４４６の間を伸張し、屈曲／伸張、側方曲げ、又は軸回転力が加えられた際に、人工器官４３０に追加的な安定性を提供し、及び／又は追加的な拘束を加える。アッセンブリされた人工器官４３０は、脊柱１０内の椎骨１４と１６の間に配置される。
【００８０】
作動時、緩衝器４４１は、関節運動層４４４、４４６の溝４４７に沿って移動し、長手軸４４回りに制限された回転ができるようにしている。回転は、緩衝器４４１の長さに比較した溝４４７の長さで制限される。例えば、緩衝器４４１と溝４４７の長さがほぼ同じであれば、回転は殆ど又は全くできない。或る種の実施形態では、１度から１２度の間の回転ができるようになっている。又或る種の実施形態では、回転を３度から１０度の間に制限している。繋ぎ紐４４８、４４９も、屈曲／伸張、側方曲げ、及び／又は軸回転運動の際に人工器官４３０を拘束する。例えば、対角方向に配置されている繋ぎ紐４４８は、溝４４７が緩衝器４４１と衝突した際に、可撓性の層４４２を捻り剪断に対して補強している。繋ぎ紐４４９は、可撓性の層４４２を側方剪断に対して補強している。繋ぎ紐４４８と４４９は、単独で、又は互いに組み合わせて用いることができる。アッセンブリの拘束の範囲内で、人工器官４３０は、長手軸４４に平行な圧縮荷重の下で弾性変形し、衝撃を吸収して減衰効果を提供する。終板アッセンブリ４３２、４３４と核要素４３６の間の関節運動境界面と、可撓性の層４４２の弾性の両方によって、屈曲−伸張、側方曲げ、又は長手軸４４回りの軸回転運動ができるようになっている。
【００８１】
図３５−３６では、椎間円板人工器官４５０が、図２の人工器官１８として使用されている。人工器官４５０は、終板アッセンブリ４５２、４５４と核要素４５６を含んでおり、また上に述べた人工器官の構造の何れを含んでいてもよい。核要素４５６は、１つ又は複数の修正要素４６０を含んでいる可撓性の層４５８を含んでいる。可撓性の層４５８は、核要素２６に関して上に述べたものと、同じ可撓性又は弾性材料で形成してもよい。
【００８２】
図３５−３６に示すように、人工器官４５０は、図３６の上面断面図から見て、２つの腎臓の形をした修正要素４６０を含んでいる。この人工器官４５０は、修正要素４６０の一方が前部に、他方が後部に配置され、伸張及び／又は曲げ運動を促進するように移植される。代わりに、人工器官４５０は、修正要素４６０が横方向に位置し、側方曲げを促進又は制約するように、回転させて移植することもできる。
【００８３】
図３７−３８に示すように、人工器官４７０は、単一の修正要素４７４を有する核要素４７２を含んでいる。この実施形態では、単一の修正要素４７４は、核要素４７２の中心近くに配置されており、核要素の中心領域が、その周辺領域とは異なる剛性を示すようにしている。単一の修正要素４７４は、球又は楕円体を含めどの様な幾何学的形状に形成してもよい。修正要素４７４は、耐摩耗性があるように丸味の付いた縁部を有している。
【００８４】
図３９−４０に示すように、人工器官４９０は、単一の修正要素４９４を有する核要素４９２を含んでいる。この実施形態では、修正要素４９４は、核要素４９２の中の輪の形状をした領域である。
【００８５】
図４１−４２に示すように、人工器官５０は、核要素中に分散配置されている複数の修正要素５１４を有する核要素５１２を含んでいる。
【００８６】
修正要素４６０、４７４、４９４、５１４は、隣接する可撓性の層の硬度、剛性、柔軟性又はコンプライアンスを制御、調節又は修正する材料及び／又は空隙である。修正要素４６０、４７４、４９４、５１４は、それぞれ核要素４５６、４７２、４９２、５１２の剛性を変化させるために、どの様な寸法、形状又は材料であってもよい。例えば、核要素４５６、４７２、４９２、５１２の或る領域に、それぞれ修正要素４６０、４７４、４９４、５１４を設けて、修正された領域と修正されていない領域の間に異なる剛性を作り出してもよい。様々な修正要素の構成を使って核要素の剛性を変えることができ、その数例を上に説明した。修正要素は、可撓性の層内の不連続の物体でもよいし、修正要素を可撓性の層内に、例えば半径方向に混合できるようにする徐変性の特性を有していてもよい。
【００８７】
修正要素４６０、４７４、４９４、５１４は、それぞれ、終板アッセンブリ２２、２４又は核要素２６に関して先に述べた材料を含め、可撓性の層４５８、４７２、４９２、５１２とは異なる材料で形成してもよい。この材料は、可撓性の層の材料よりも、剛くても柔軟でもよい。修正要素４６０、４７４、４９４、５１４は、空隙でもよく、或る実施形態では、１つ又は複数の空隙が、鎮痛薬、抗炎症物質、増殖因子、抗生物質、ステロイド、苦痛薬剤、又はそれらの薬剤の組合せのような治療薬剤の保管庫として働いている。増殖因子には、β型形質転換増殖因子（ＴＧＦ―β）、骨形態形成蛋白質（ＢＭＰ）、組み換えヒト骨形態形成蛋白質（ｒｈＢＭＰ）、インスリン様増殖因子、血小板由来増殖因子、線維芽細胞成長因子、又は周囲の組織の組織修復を促進する助けとなる何らかの他の成長因子が含まれる。
【００８８】
以上、本発明の代表的な実施形態について数例を詳しく説明してきたが、当業者には容易に理解頂けるように、これら代表的な実施形態には、本発明の新規な教示及び利点から実質的に逸脱すること無く、数多くの修正を加えることができる。従って、その様な修正は、全て、特許請求の範囲に定義する本発明の範囲に含まれるものとする。請求項において、手段プラス機能の句は、詳述された機能を実行するものとしてここで記述した構造を、構造的等価物のみならず等価な構造も含め、包含するよう意図している。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】破損した円板を有する脊柱の矢状方向からみた図である。
【図２】破損した円板に椎間人工器官を置き換えた脊柱の矢状方向からみた図である。
【図３】本開示の第１の実施形態による、分解状態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図４】本開示の第１の実施形態による、組立状態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図５】本開示の第１の実施形態による、椎間円板人工器官の上面断面図である。
【図６】或る椎間円板人工器官の終板部分の側面図である。
【図７】或る椎間円板人工器官の終板部分の前面図である。
【図８】或る椎間円板人工器官の終板部分の側面図である。
【図９】或る椎間円板人工器官の終板部分の前面図である。
【図１０】或る椎間円板人工器官の終板部分の側面図である。
【図１１】本開示の別の実施形態による、椎間円板人工器官の上面断面図である。
【図１２】本開示の別の実施形態による、椎間円板人工器官の上面断面図である。
【図１３】本開示の別の実施形態による、椎間円板人工器官の上面断面図である。
【図１４】本開示の別の実施形態による、椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図１５】本開示の別の実施形態による、椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図１６】本開示の別の実施形態による、椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図１７】本開示の別の実施形態による、椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図１８】本開示の別の実施形態による、椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図１９】本開示の別の実施形態による、分解状態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図２０】図１９の実施形態による、組立状態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図２１】図１９の実施形態による、椎間円板人工器官の上面断面図である。
【図２２】本開示の別の実施形態による、組立状態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図２３】本開示の別の実施形態による、組立状態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図２４】本開示の別の実施形態による、組立状態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図２５】本開示の別の実施形態による、組立状態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図２６】本開示の別の実施形態による、組立状態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図２７】本開示の別の実施形態による、組立状態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図２８】本開示の別の実施形態による、組立状態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図２９】本開示の別の実施形態による、組立状態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図３０】本開示の別の実施形態による、組立状態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図３１】本発明の別の実施形態による、椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図３２】図３１の実施形態による、椎間円板人工器官の上面断面図である。
【図３３】本発明の別の実施形態による、椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図３４】図３４の実施形態による、椎間円板人工器官の上面断面図である。
【図３５】本発明の別の実施形態による、椎間円板人工器官の上面断面図である。
【図３６】図３５の実施形態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図３７】本発明の別の実施形態による、椎間円板人工器官の上面断面図である。
【図３８】図３７の実施形態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図３９】本発明の別の実施形態による、椎間円板人工器官の上面断面図である。
【図３９】図３９の実施形態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図４１】本発明の別の実施形態による、椎間円板人工器官の上面断面図である。
【図４２】図４１の実施形態の椎間円板人工器官の側面断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【国際調査報告】
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