(57)【要約】ここで記載されていることは、椎間腔に挿入するために角張った先端をもつ椎間板プロテーゼである。椎間板プロテーゼは、回転及び圧縮の双方を提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
椎間板プロテーゼの少なくとも１つの引き込み端で椎間腔を引っ込ませる工程を具える、椎間板置換プロテーゼを椎間腔内に挿入する方法。
【請求項２】
椎間板置換物を挿入する前に、椎間腔を少なくとも部分的に広げる工程をさらに具える請求項１記載の方法。
【請求項３】
圧縮機能をもち、ボールとソケットの２つの半部からなる椎間板プロテーゼを椎間腔に挿入する工程を具える、椎間板置換物の方法。
【請求項４】
ボール半部とソケット半部の少なくとも一方に含まれるエラストマー挿入物によって圧縮機能を付与する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
椎間板置換物を提供する方法であって、
前記方法は、ボール−ソケットタイプの板置換プロテーゼを椎間腔に挿入する工程を具え、ボールとソケットの少なくとも一方が移動可能であり、それによって板プロテーゼは圧縮することができる、椎間板置換物を提供する方法。
【請求項６】
２つの半部からなる椎間板プロテーゼであって、
片側に椎骨インターフェース面をもつソケットベース半部と、
前記椎骨インターフェース面の反対側であるソケットベース半部の面に形成されたソケットガイドと、
該ソケットガイドに移動可能に設置されたボール収容ソケットと、
前記ソケットガイドの底面とボール収容ソケットとの間のエラストマー挿入物と、
片側に椎骨インターフェース面をもつボールベース半部と、
前記椎骨インターフェース面の反対側にあるボール収容ソケットに嵌合するボールヘッドと
を具える、椎間板プロテーゼ。
【請求項７】
ソケットベース半部とボールベース半部の少なくとも一方に角張った先端をさらに有する、請求項６記載の椎間板プロテーゼ。
【請求項８】
ソケットベース半部とボールベース半部のうちの少なくとも一方の椎骨インターフェース面にポーラスな主面をさらに具える、請求項６記載の椎間板プロテーゼ。
【請求項９】
少なくとも一つの主面にコーティングをさらに有する請求項８記載の椎間板プロテーゼ。
【請求項１０】
ソケットベース半部とボールベース半部のうちの少なくとも一方の椎骨インターフェース面に粗い主面をさらに具える、請求項６記載の椎間板プロテーゼ。
【請求項１１】
ソケットベース半部とボールベース半部のうちの少なくとも一方の椎骨インターフェース面に、１つ以上の突起をさらに有する、請求項６記載の椎間板プロテーゼ。
【請求項１２】
２つの半部からなる椎間板プロテーゼであって、
片側に椎骨インターフェース面をもつボールベース半部と、
前記椎骨インターフェース面の反対側にあるボールベース半部の側に形成されたボールガイドと、
ボールガイドに移動可能に設置されたボールヘッドと、
ボールガイドの底面とボールヘッドの間のエラストマー挿入物と、
片側に椎骨インターフェース面をもつソケットベース半部と、
椎骨インターフェース面の反対側でボールヘッドと嵌合するボール収容ソケットと
を具える、椎間板プロテーゼ。
【請求項１３】
ソケットベース半部とボールベース半部の少なくとも一方に、角張った先端をさらに具える、請求項１２記載の椎間板プロテーゼ。
【請求項１４】
ソケットベース半部とボールベース半部のうちの少なくとも一方の椎骨インターフェース面にポーラスな主面をさらに具える、椎間板プロテーゼ。
【請求項１５】
少なくとも一つの主面にコーティングをさらに具える、請求項１４記載の椎間板プロテーゼ。
【請求項１６】
ソケットベース半部とボールベース半部のうちの少なくとも一方の椎骨インターフェース面に、粗い主面をさらに具える、椎間板プロテーゼ。
【請求項１７】
ソケットベース半部とボールベース半部のうちの少なくとも一方の椎骨インターフェース面に、１つ以上の突起をさらに具える、請求項１２記載の椎間板プロテーゼ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、椎間腔を安定させるための方法及び装置に関するものであって、特に、人工脊柱板並びにその取付け及び安定化のための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
病変又は変性した椎骨間板材料は、持続性疾痛、硬直及び健康上の問題を引き起こしうる。２つの隣接した椎骨の融合のような外科的手術法は、、脊柱を安定させることができるが、支持性と引き換えに可動性を失ってしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
人工またはプロテーゼの板装置は、従来技術において知られている。主に２つのタイプの解決策があり、すなわち、一般に米国特許第5,171,280号公報に見られる弾性タイプの挿入物と、ボール−ソケットタイプ（ball and socket type）の挿入物である。
【０００４】
弾性タイプの挿入物は、時間と共に変性しかつ磨り減る傾向がある。更に、弾性タイプの挿入物は、前記椎間腔から除去されてもよい。ボール−ソケットタイプの挿入物は、いくらかの可動性を許容し、かつ生体外（in vitro）でしばしばうまくいく。しかしながら、実験ではうまくいくボール−ソケットタイプの挿入物は、生体内では、生体外で示すのと同じ可動性を提供することができない。米国特許第6,368,350号公報は、オフセットされ、かつ脊柱の動きを模倣するための可変的なアクセスの回転を有するボール−ソケットタイプの板置換物を記載する。
【０００５】
回転及び圧縮を許容するボール−ソケットタイプの椎間板置換物（プロテーゼ）は、従来技術には存在しない。
【０００６】
椎間板置換物を椎間腔へ挿入することは難題でもある。プロテーゼの板挿入の方法は、通常、上下の椎骨を引っ込ませ、それらの椎骨間のスペースを広げ、その後、板置換物を椎間腔に挿入するため、椎骨間スペーサを必要とする。外科手術中に、椎骨間スペーサを使用することは、追加の時間を必要とし、かつ、それとともに、スペーサの挿入によって脊柱が損傷する危険性に耐えなければならない。必要以上に椎間腔を広げるという別の危険性もある。従って、板置換物の挿入時に椎間腔を広げることができる脊柱に、板置換物を組み込むための方法を有することが、特に必要と感じるものであろう。また、回転及び圧縮を付与するボール−ソケットタイプの板プロテーゼを有することが、特に必要と感じるものであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の側面によれば、ボール−ソケットタイプの椎間板置換物は、回転及び圧縮の双方を提供する。
【０００８】
本発明の他の側面によれば、椎間板置換物は、椎間腔を広げるのを助けるために用いることができる。IVDRの先端は、広げられる椎間腔に対して、上下の椎骨を引っ込ませるのに役立つ。
【０００９】
説明を単純且つ明確にするために、図示された構成要素が必ずしも一定の比率で描かれていないということを正しく認識されるべきである。たとえば、いくつかの構成要素の寸法は、明確にするため互いに対して誇張して示されている。更に、適当と考えられる場所で、参照番号は、対応する構成要素を示すため図中で繰り返している。
【００１０】
本発明のその他の特徴及び利点は、一つには、本発明の好適実施形態が記載されかつ示されている以下の記載と添付図面において説明されるであろうし、また、一つには、添付図面と関連して理解される以下の詳細な説明の考察に基づけば、当業者にとって明らかになるであろうし、あるいは、本発明の実施によって知ることができる。本発明の利点は、特に特許請求の範囲に示される手段及び組み合せによって理解されかつ達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図1Aから図1Cに椎間板置換物「IVDR」を示す。IVDR10は２つの半部からなり、各半部は一般的にはベースと称される。ボールベース半部12は、粗い主面か、ポーラスな主面15か、粗くてポーラスな主面を有することができる椎骨インターフェース面14を有している。椎骨インターフェース面14の反対側に底面16があり、この底面から延びているのはボールヘッド18である。
【００１２】
ソケットハーフベース20もまた示されており、このソケットベース半部は、内側面24から延びるボール収容ソケット22を支持する。ボール収容ソケット22は、ボールヘッド18を収容しかつ保持するための大きさと形状からなる。
【００１３】
ボール収容ソケット22の反対側には、IVDR10のソケット半部20の椎骨インターフェース面26がある。この椎骨インターフェース面26もまた、粗いか、ポーラスか、および/または、粗くかつポーラスであることができる主面27を有している。更に、突起28は、主面27から延びることができる。突起の数は変えることができ、約２個から約20個の突起が好ましく、より好ましくは、約３個から約12個の突起であり、最適には、約３個から約６個の突起である。突起28は、ソケットベース半部20の主面26からのみ延びているように示されているけれども、これれ突起はまた、ボールベース半部12の主面15上に形成されるか、あるいは、主面15から延在させることもできる。（図1Bおよび図1Cに示されている）各々の椎骨インターフェース面14及び26の一部分は、引き込み端(retracting edge)30及び30´を形成するように曲げられている。引き込み端30及び30´は、半径端32及び32´と識別可能である。半径端32と32´は、各椎骨インターフェース面14及び26の中心から、ほぼ等しい距離である。
【００１４】
図2は、ボールハーフベース12の主面15の一部の拡大図である。主面の粗さの一の測定は、分散量（variance）「V」である。分散量「V」は、主面15上で、最高のピーク値「P」と、最低のトラフ値「T」との間の距離の測定であるである。
【００１５】
図3は、主面15から延びる一つ以上の突起を説明したものである。突起28は、分散量「V」よりさえも大きな高さ「H」を有している。
【００１６】
IVDRを構成するための好適な材料は、クロム  コバルトとチタンを含む。適当な気孔率を有する材料のいずれか一方の選択により、あるいは、気孔率を増減するように主面を改良することにより、主面15及び27で気孔率を制御することは可能である。主面の気孔率を改良するために用いることができるショットピーニングまたはイオンビーム露光のような方法は、よく知られている技術である。主面の気孔率は、隣接した椎骨からIVDRの主面への骨の成長を促進することができる。
【００１７】
更に、焼結、（金属を加えるための）加圧焼結、コールドスプレー、または、プラスチックまたは他の材料が主面に付着されるところのポーラスなビーズでのコーティングのような一般的に用いられる方法よって主面15及び27（図示せず）をコートすることは可能である。IVDR10用のベース基板材にコーティング材を付着または塗布するための方法は、当業者にとってよく知られている技術であり、したがってこれらのプロセスの詳細な説明はしない。しかしながら、コーティング（図示せず）の適用後、更に焼結するか、さもなければ、コーティング材の粗さ、分散量、および/または、気孔率をさらに選ぶためコーティングをもたらすことは有利であるかもしれない。
【００１８】
各IVDRの角張った先端は、脊柱へのIVDRの挿入に役立つ引き込み端30および30´を形成する。一般に板置換物の許容される実施は、IVDRの挿入前に、椎間腔「IVS」の開口を必要とする。図4は、IVSへのIVDR10の挿入を示している。挿入に関し、IVDR10は、IVDRツール41に取り付けられている。IVDRツール41は、一端のハンドルと、ヘッド44と、フォースレシービングテール部(force receiving tail)45とを具えている。IVDR10は、ヘッド44のガイド48を通じて延びるボルト46でIVDRツール41に取り付けることができる。ボルト46は、ガイド48を通じ、IVDR10の前面54でボルト収容チャネル50内に延びる。IVDRツール41は、IVDR10にしっかり取り付けられると、IVDR10の後部端56及び56’を上下の椎骨「DVA1」及び「DVA2」間のIVSに、正しい位置に置くように位置決めされる。IVDR10の取付けを達成するため、IVDRツール41のフォースレシービングテール部45に力が加えられる。IVDRツール41に力が加えられると、引き込み端30と30´の位置にあるIVDR10の後部端56及び56´は、IVSの内部にスライド移動する。（角張った先端により形成されている）引き込み端30と30´（は、IVS内に押し込まれ、IVDR10の取付けを受け入れるまでIVSを広げる。最初に部分的にIVSをスペーサで引っ込ませ、その後、引き込み端30と30´を挿入することはまた可能でありかつ望ましいかもしれない。
【００１９】
一旦IVDRがIVSの内部に配置されると、上下の椎骨VDA1及びVDA2からの骨が、IVDR10の主面15および27に向かって成長することができる。ポーラスまたは粗い領域への骨成長は、完全には予測できず、それゆえ、主面15および27の粗さと突起28は、IVDR10と、上側椎骨VDA1および/または下側椎骨VDA2との間の付加的なアンカーポイントを付与するのに役立たせることができる。
【００２０】
従来のボール−ソケットタイプの椎間板置換プロテーゼ装置の１つの制限は、本来の椎間板の圧縮を模倣できないことである。図5に示される実施形態は、圧縮機能を持つボール−ソケットタイプのIVDR60である。圧縮機能は、本来の椎間板の動作を模倣するために重要である。圧縮機能は、衝撃吸収体として作用する。図5に示される実施形態は、同時に屈曲と圧縮することができ、または、圧縮と伸びをすることができる。単純なボール−ソケットタイプの椎間板置換物は、椎骨の融合とは対照的に、いくらかの伸張や屈曲動作は可能であるが、しかしながら、単純なボール−ソケットタイプの動作は、本来の椎間板が持っている衝撃吸収性がない。
【００２１】
この実施形態では、IVDR60のボールベース半部62は、図1Aに示されるIVDRのボールベース半部12と、実質的に同一である。ボールベース半部62は、ポーラスあるいは粗い主面65をもつ椎骨インターフェース面と、底面66と、この底面66から延びるボールヘッド68とを有している。IVDR60のソケットベース半部70は、ソケットガイドチャネル75内のボディ74に支持された可動ボール収容ソケット72を有している。ボール収容ソケットは、ボールヘッド68を収容するための大きさ及び形状からなる。ソケットガイドチャネル75は、IVDR60のソケットベース半部70の内面78から延びる拡張ソケット支持リム76によって包囲されている。エラストマー挿入物100は、ソケットガイドチャネル75の底面80及びボディ74の底面82に組み込む。領域81はエラストマー挿入物を含んでいる。ボール収容ソケット72のボディ74の下にエラストマー挿入物100を含むことは、本発明では限定を意図しない。エラストマー材料100が、IVDRのボールベース半部および／またはソケットベース半部に含まれることができることを、当業者は認識するだろう。
【００２２】
好適なエラストマー挿入物は、C-Flex（登録商標）（Concept Inc.）、Pellethane（登録商標）（DOW Chemical）、スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレンコポリマー（SBBS）、またはスチレン−ブタジエン−スチレンコポリマー（SBS）を含むが、これらに限定されるものではない。
【００２３】
ボール収容ソケットの上端84は、ソケット支持リム76の上端85と同一線上に示してある。IVDR60のソケットベース半部70も、主面領域88を有する椎骨インターフェース面86を有している。圧縮力「Ｆ」が加えられると、エラストマー挿入物100は圧縮することができる。圧縮時には（図6B）、ボール収容ソケット72の上端79は、ソケットガイドチャネル75のソケット支持リム76の上端85より下方の位置へ移動することができる。この可動ボール収容ソケットは、IVDR60のボールベース半部62のガイド内にある可動ボールヘッドと交換することができることは、当業者にとって明らかだろう。IVDRのボール収容ソケット及びボールヘッド部分の両方が、それらのベースにエラストマー挿入物とともにガイド内に設置され、かつ、圧縮機能を提供するため協働して使われることができることもまた、当業者にとって明らかであるべきである。
【実施例】
【００２４】
以下の実施例は、当業者が本発明を最も明確に理解でき、かつ実施できるために与えられが、本発明の特許請求の範囲を制限するものではなく、単に本発明の代表的な実施例を説明するためのものにすぎない。
（実施例１）
【００２５】
図6Aに、生体内での図5のIVDR60を示す。IVDR60は、上側椎骨VDA1と下側脊椎骨VDA2の間に設置される。椎骨インターフェース面64及び81は、椎骨外面「ＶＥＳ」に対抗する。生体内で、上側椎骨VDA1及び下側椎骨VDA2は、それぞれFJ1及びFJ2から延びるインターフェースを有している。副関節FJ1及びFJ2は、副関節インターフェース92で接触する。インターフェースでの副関節FJ1とFJ2は、IVDR60の周りの上下の椎骨の回転を「ロックアウト」し、かつ制限する。（副関節FJ1とFJ2として図6Aおよび図6Bに例示されている）面関節が副関節インターフェース92に接触すると、従来のボール−ソケットタイプの椎間板置換装置は更に移動することができない。
【００２６】
ソケットガイドチャネルの底部80とボール収容ソケットの底部82との間の距離は、エラストマー材料100の初期エラストマー高さEHiとして定義されている。図6Bに示すように、面関節が、インターフェースを持ち、副関節インターフェース92で「ロックアウト」された後は、可動ボール収容ソケット72は、圧縮されたエラストマー材料100の高さEHcと比較して、初期のエラストマー高さEHiの減少によって示されているように、エラストマー材料100の圧縮を介して更なる動作を有する。
【００２７】
エラストマー材料100の圧縮は、実質的には均一に示されているが、エラストマー材料100の一の領域が他の領域よりも大きく圧縮されることにより、局部に制限することも可能であり、これによって更なる屈曲または伸張を与えることができる。不均一な圧縮を付与するこれらの実施形態では、エラストマー材料100の不均一な圧縮を促進するため、可動ボール収容ソケット72は、ソケットガイドチャネル75内で不均一な動きを許容するため、ソケットガイドチャネル75の直径よりも小さい直径を持つべきである。
【００２８】
図7は、ボールベース半部116に形成されるボールガイドチャネル114内のボールボディ112上のボールヘッド111をもつ可動ボール110を示す。圧縮機能を付与するためのエラストマー挿入物100は、可動ボールボディ112の底部118に位置決めされる。ボールヘッド111は、ソケット22に嵌合している。椎骨インターフェース面64は、ボールベース半部116上に形成されている。
【００２９】
上述の装置において、本発明の範囲を逸脱することなく変更ができるので、上述の明細書に含まれるすべての事項は、添付図面にも示されているように、例示的であり制限的ではないと解釈されるべきである。本発明が、例示した実施形態に限定することは意図していない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図1Aは、椎間板置換物の切欠側面図、図1Bは、図1Aに示される実施形態の平面図そして、図1Cは、図1Aに示される実施形態の底面図である。
【図２】図2は、図1Aの椎間板置換物のボールベース半部の部分分解図である。
【図３】図3は、図1Aの椎間板置換物のソケットベース半部の部分拡大図である。
【図４】図4は、椎間板置換物を挿入するときの組立図である。
【図５】図5は、圧縮性のボール−ソケットタイプの椎間板置換物である。
【図６】図6Aと6Bは、本来の位置に、後方に曲がった対象物とともに、椎間板置換物の機能を示す切欠側面図である。
【図７】図7は、可動性のボールベース半部の部分断面図である。
【図１Ａ】
2007502155.tif 000003
【図１Ｂ】
2007502155.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007502155.tif 000009
【図６Ａ】
2007502155.tif 000010
【図６Ｂ】
2007502155.tif 000011
【図７】
2007502155.tif 000012
【国際調査報告】
2007502155.tif 000013