(57)【要約】  上位椎骨と下位椎骨の間の連結の少なくとも一部を形成するための人工脊椎関節（１００）が開示される。人工脊椎関節は、上位椎骨と下位椎骨の間の椎間板腔に配置するための第１の関節連結置換部品、第１の後方連結置換部品（１０８、１１４）、および第１の関節連結置換部品と第１の後方連結置換部品の間で連結された第１のブリッジ部品（１１０、１１６）を含む第１の関節形成半体（１０２）を含む。人工脊椎関節はさらに、上位椎骨と下位椎骨の間の椎間板腔に配置するための第２の関節連結置換部品、第２の後方連結置換部品（１４８、１５４）、および第２の関節連結置換部品と第２の後方連結置換部品の間で連結された第２のブリッジ部品（１５０、１５６）を含む第２の関節形成半体（１０４）を含む。第１の関節連結置換部品は第２の関節連結置換部品に係合する。【選択図】図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位椎骨と下位椎骨との間の連結の少なくとも一部を形成するための人工脊椎関節であって、
上位椎骨と下位椎骨との間の椎間板腔に配置するための第１の関節連結置換部品、第１の後方連結置換部品、および前記第１の関節連結置換部品と前記第１の後方連結置換部品との間で連結された第１のブリッジ部品を含む第１の関節形成半体、および
上位椎骨と下位椎骨との間の椎間板腔に配置するための第２の関節連結置換部品、第２の後方連結置換部品、および前記第２の関節連結置換部品と前記第２の後方連結置換部品との間で連結された第２のブリッジ部品を含む第２の関節形成半体
を含み、
前記第１の関節連結置換部品が、前記第２の関節連結置換部品に係合するように適合された、人工脊椎関節。
【請求項２】
前記第１および第２の関節連結置換部品が、椎間板腔の中心を通って画成された前方−後方軸の周りで調心された単一の椎間連結を形成するように係合された、請求項１に記載の人工脊椎関節。
【請求項３】
前記第１の関節連結置換部品が、第１の尾側部品と可動係合する第１の吻側部品を含み、
前記第２の関節連結置換部品が、第２の尾側部品と可動係合する第２の吻側部品を含む、請求項１に記載の人工脊椎関節。
【請求項４】
前記第１の尾側部品が前記第２の尾側部品に係合する、請求項３に記載の人工脊椎関節。
【請求項５】
前記第１の尾側部品が第１の突起を含み、
前記第２の尾側部品が第２の突起を含み、
前記第２の突起に係合した前記第１の突起が単一のキドニー形突起を形成する、請求項４に記載の人工脊椎関節。
【請求項６】
前記第１の吻側部品が前記第２の吻側部品に係合する、請求項３に記載の人工脊椎関節。
【請求項７】
前記第１の吻側部品が第１の陥凹部を含み、
前記第２の吻側部品が第２の陥凹部を含み、
前記第２の突起に係合した前記第１の突起が単一のキドニー形陥凹部を形成する、請求項６に記載の人工脊椎関節。
【請求項８】
前記第１の関節連結置換部品が連結機構によって前記第２の関節連結置換部品に係合する、請求項１に記載の人工脊椎関節。
【請求項９】
前記連結機構があり継ぎロック機構である、請求項８に記載の人工脊椎関節。
【請求項１０】
前記連結機構が重ね継手ロック機構である、請求項８に記載の人工脊椎関節。
【請求項１１】
前記連結機構が湾曲したインターロック部分を含む、請求項８に記載の人工脊椎関節。
【請求項１２】
前記連結機構が雄型および雌型のインターロック半円筒形部分を含む、請求項８に記載の人工脊椎関節。
【請求項１３】
前記連結機構が、雌型先細シリンダに係合するように適合された雄型先細シリンダを含む、請求項８に記載の人工脊椎関節。
【請求項１４】
前記第１のブリッジ部品が、前記第１の関節連結置換部品から後方に、かつ椎間板腔の外側へと延びる、請求項１に記載の人工脊椎関節。
【請求項１５】
前記第１のブリッジ部品が、前記第１の吻側部品から延びる吻側ブリッジを含む、請求項３に記載の人工脊椎関節。
【請求項１６】
前記吻側ブリッジ部品が、神経要素が通過することを可能にするように適合された屈曲部を含む、請求項１５に記載の人工脊椎関節。
【請求項１７】
前記第１のブリッジ部品が、前記第１の尾側部品から延びる尾側ブリッジを含む、請求項３に記載の人工脊椎関節。
【請求項１８】
前記第１の後方連結置換部品が、
後方ソケットを含む吻側後方部品と、
後方関節部分を含む尾側後方部品とを含み、
前記後方関節部分が前記後方ソケットと関節連結するように適合された、請求項１に記載の人工脊椎関節。
【請求項１９】
前記人工脊椎関節を上位椎骨または下位椎骨に取り付けるための骨締結具をさらに含む、請求項１に記載の人工脊椎関節。
【請求項２０】
前記後方連結置換部品が前記骨締結具を受けるように適合された連結部品を含む、請求項１９に記載の人工脊椎関節。
【請求項２１】
前記骨締結具が骨スクリューであり、前記連結部品が、受けられた前記骨スクリューを下位椎骨に椎弓根外連結するために方向付けるようさらに適合された、請求項２０に記載の人工脊椎関節。
【請求項２２】
前記骨締結具が骨スクリューであり、
前記連結部品が、受けられた前記骨スクリューを上位椎骨のほぼ円筒形の椎体部分内へと方向付けるようさらに適合された、請求項２０に記載の人工脊椎関節。
【請求項２３】
前記第１の関節連結置換部品がＫａｍｂｉｎの三角部を通して挿入するためのサイズである、請求項１に記載の人工脊椎関節。
【請求項２４】
前記第１のブリッジ部品が人工椎弓根の少なくとも一部である、請求項１に記載の人工脊椎関節。
【請求項２５】
上位椎骨と下位椎骨との間で連結を形成するシステムであって、
第１の進入路を通して上位椎骨と下位椎骨との間の椎間板腔内に植え込むための第１の前方関節アセンブリと、
第１の前方関節アセンブリに連結され、椎間板腔の後方に延びる第１の後方関節アセンブリと
を含み、
前記第１の前方関節アセンブリが吻側関節面と係合した尾側関節面を含み、前記吻側と尾側関節面の係合がボールおよびソケット式連結の側方半体を画成し、
さらに、ボールおよびソケット式連結の前記側方半体が椎間板腔を通る中心前方−後方軸に沿う、システム。
【請求項２６】
前記第１の前方関節アセンブリと前記第１の後方関節アセンブリを連結する剛性のブリッジアセンブリをさらに含む、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１の前方関節アセンブリに係合するように、第２の進入路を通して椎間板腔内へと植え込むための第２の前方関節アセンブリをさらに含み、前記第２の進入路が前記第１の進入路の反対側である、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２８】
上位椎骨と下位椎骨との間の連結の少なくとも一部を形成するシステムであって、
上位椎骨と下位椎骨との間の椎間板腔内で関節連結するための第１の手段と、
前記椎間板腔内で関節連結するための第２の手段と、
前記椎間板腔の後方で関節連結するための第３の手段と、
前記椎間板腔の後方で関節連結するための第４の手段と、
前記第１の手段と前記第３の手段との間で連結するための第５の手段と、
前記第２の手段と前記第４の手段との間で連結するための第６の手段と
を含み、前記第１の手段が前記第２の手段に連結されるシステム。
【請求項２９】
上位椎骨と下位椎骨との間の連結の少なくとも一部を形成する人工脊椎関節であって、
上位椎骨と下位椎骨との間の椎間板腔に配置するための第１の関節連結置換部品、第１の後方連結置換部品、および前記第１の関節連結置換部品と前記第１の後方連結置換部品との間で連結された第１のブリッジ部品を含む第１の関節形成半体と、
上位椎骨と下位椎骨との間の椎間板腔に配置するための第２の関節連結置換部品、第２の後方連結置換部品、および前記第２の関節連結置換部品と前記第２の後方連結置換部品との間で連結された第２のブリッジ部品を含む第２の関節形成半体とを含み、
前記第１の関節連結置換部品が、前記第２の関節連結置換部品と離間している、人工脊椎関節。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に脊椎手術を実施するためのデバイスおよび方法に関し、より詳細にはいくつかの実施形態では、椎間板腔内へ後方に配置することができる脊椎関節形成術デバイスに関する。後方進入によって本来の脊椎関節の椎間板および関節面の機能を置換する全脊椎関節形成術での使用を含む、本発明の様々な実行が予想される。
【背景技術】
【０００２】
本出願は２００４年１月９日に出願された「Ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ  Ｌｕｍｂａｒ  Ａｒｔｈｒｏｐｌａｓｔｙ」という名称の米国特許仮出願第６０／５３４，９６０号の優先権を主張する。以下の出願もまた上述の仮出願の優先権を主張し、本出願に関連する。これらを参照によって本明細書に援用する。
−  ２００５年１月７日に出願された「Ｓｐｉｎａｌ  Ａｒｔｈｒｏｐｌａｓｔｙ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の米国特許出願（整理番号第ＰＣ１１４６号）；
−  ２００５年１月７日に出願された「Ｄｕａｌ  Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｓｐｉｎａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の米国特許出願（整理番号第Ｐ２１７６９号）；
−  ２００５年１月７日に出願された「Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  Ｓｐｉｎａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の米国特許出願（整理番号第Ｐ２１７５２号）；
−  ２００５年１月７日に出願された「Ｍｏｂｉｌｅ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｐｉｎａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の米国特許出願（整理番号第Ｐ２１７４５号）；
−  ２００５年１月７日に出願された「Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の米国特許出願（整理番号第Ｐ２１７４３号）；
−  ２００５年１月７日に出願された「Ｃｅｎｔｒａｌｌｙ  Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｓｐｉｎａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の米国特許出願（整理番号第Ｐ２１７６５号）；
−  ２００５年１月７日に出願された「Ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ  Ｓｐｉｎａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」という名称の米国特許出願（整理番号第Ｐ２１７５１号）。
【０００３】
当技術分野で知られているように、ヒトの解剖学的構造では、脊椎は引張および圧縮負荷を受けることができ、曲げ動作が可能であり、かつ肋骨、筋肉および靱帯の付着場所となる、全体的に可撓性の柱である。一般に脊椎は、頚椎、胸椎および腰椎の３つの部分に分割される。図１は、正常なヒト脊柱の腰椎１および仙骨部分３を概略的に示す。脊椎の部分は椎骨とよばれる個々の骨から構成され、椎骨は間にある椎間板によって分離されている。
【０００４】
図２は、２つの隣接する椎骨７、９の間に配設された正常な椎間板５を有する腰椎部分右側の一部を示す。あらゆる所与の関節において、上部の椎骨を上位椎骨といい、下部の椎骨を下位椎骨という。各椎骨は、荷重を支える主領域であるほぼ円柱形の椎体７ａ、９ａ、および３つの骨突起、例えば７ｂ、７ｃ、７ｄ（うち２つを図２で視認できる）を含む。すべての突起を視認できる図７Ａで示すように、突起７ｂ、７ｃ、７ｄは円周上で離間した位置で椎体７から外向きに延びる。突起は、機能の中でも特に、筋肉および靱帯が付着するための領域を提供する。隣接し合う椎骨は、椎骨の円柱形の椎体から延びる関節面部分７ｅ（図２）を介して互いに対して動くことができ、脊椎の動きを導くように屈曲中に一方が他方の上に摺動するように適合されている。２つの椎間関節があり、それぞれが上側および下側の関節面部分によって、隣接する椎骨と関連して画成されている。正常な椎間板を図３に示す。図３に示すように、椎間板は、髄核１１、移行部１３、内側線維輪１５および外側線維輪１７の４つの部分を有する。一般に、内側線維輪１５および外側線維輪１７は、その上および下の椎体に確実に付着した繊維性軟骨材料の層から構成されている。髄核１１は一般に、より水分の多い性質である。
【０００５】
これらの椎間板は、衝撃吸収材として、かつ関節として機能する。これらは、特に脊椎の屈曲（湾曲）の際に、隣接する椎体同士が互いに対して限られた量だけ動くことを可能にすると同時に、脊柱が受けることのできる圧縮および引張負荷を吸収するように設計されている。したがって、椎間板は一定の筋肉および／または重力による圧力下にあり、一般に、腰椎で「磨耗および断裂」の徴候を示す最初の部分である。
【０００６】
椎間関節は脊椎とともにほぼ一定の動作をするので、椎間関節の変性もまた一般的である。実際、椎間関節変性および椎間板変性はともに起こることが多い。一般的には、一方が主な問題であり、他方が脊椎の機構の変化によって生じる副次的な問題となることもあるが、外科的な選択肢が考慮される時までには、一般に椎間関節変性および椎間板変性の両方が起きている。例えば、椎間関節および／または椎間板の機構の変化は、脊椎管狭窄、変性による脊椎すべり症および変性による脊柱側湾症を引き起こすことがある。
【０００７】
これらの症状を治療するための１つの外科手術が、前方および／または後方の両方で実施されている脊椎関節固定術（例えば、脊椎固定）である。後方固定術には、原位置固定、後側方器具固定、経椎間孔腰椎椎体間固定（ＴＬＩＦ）および後方腰椎椎体間固定（ＰＬＩＦ）がある。脊椎部分を堅固に固定してそのレベルでのどのような動作もなくすことによって直接的症状を緩和することはできるが、一部の患者にとっては動きを維持することが有利である場合もある。変性した椎間板または椎間関節を、人工椎間板または人工椎間関節にそれぞれ外科的に置換することもまた知られている。しかし、いずれの既知のデバイスまたは方法も、本開示の実施形態の利点を提供してはいない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、上記は、既知のインプラントおよび外科的手法の欠点および短所を回避する、改善された脊椎関節形成術が必要とされていることを示している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態では、上位椎骨と下位椎骨の間の連結の少なくとも一部を形成するための人工脊椎関節が開示されている。人工脊椎関節は、上位椎骨と下位椎骨の間の椎間板内に配置するための第１の関節連結置換部品、第１の後方関節連結置換部品、および第１の関節連結置換部品と第１の後方関節連結置換部品の間で連結された第１のブリッジ部品を含む、第１の関節形成半体を含む。人工脊椎関節はさらに、上位椎骨と下位椎骨の間の椎間板内に配置するための第２の関節連結置換部品、第２の後方関節連結置換部品、および第２の関節連結置換部品と第２の後方関節連結置換部品の間で連結された第２のブリッジ部品を含む、第２の関節形成半体を含む。第１の関節連結置換部品は第２の関節連結置換部品と係合している。
【００１０】
別の実施形態では、人工脊椎関節を植え込む方法は、椎間板腔に進入するために患者の背中を通って第１の露出部を形成するステップと、椎間板腔に進入するために患者の背中を通って第２の露出部を形成するステップとを含む。方法はさらに、人工脊椎関節の第１の関節アセンブリ部分を、第１の経路に沿って第１の露出部を通って椎間板腔に送り込むステップと、人工脊椎関節の第２の関節アセンブリ部分を、第２の経路に沿って第２の露出部を通って椎間板腔に送り込むステップとを含む。方法はさらに、椎間板腔の中心を通って画成された前方後方軸に中心合わせしたユニット式の椎間関節を形成するように第１および第２の関節アセンブリ部分を係合させるステップを含む。
【００１１】
別の実施形態では、上位椎骨と下位椎骨の間の連結を形成するためのシステムが開示されている。システムは、第１の進入路を通って上位椎骨と下位椎骨の間の椎間板内へと植え込むための第１の前方関節アセンブリ、第１の前方関節アセンブリと連結され椎間板腔の後方に延びる第１の後方関節アセンブリを含む。第１の前方関節アセンブリは、吻側関節表面と係合する尾側関節表面を含み、吻側関節表面と尾側関節表面の連結がボールおよびソケット式の連結の側面半体を画成する。ボールおよびソケット式の連結の側面半体は、椎間板腔を通って中心前方後方軸と当接する。
【００１２】
開示された実施形態は、腰椎の変性による変化、外傷後の椎間板起因性の関節面痛または脊椎すべり症にとって、および／または腰椎の複数レベルでの動作を維持するために、有用となり得る。
【００１３】
別のおよび代替の特徴、利点、使用および実施形態は、添付の説明、図面および特許請求の範囲に記載されており、またはそれらから明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図面は、椎間板または椎間板の組合せおよび少なくとも１つの対応する椎間関節を置換するための人工椎間関節の様々な実施形態を示す。本開示の原理による人工椎間関節の様々な実施形態は、特に、例えば腰椎の変性による変化、外傷後の椎間板起因性の関節面痛または脊椎すべり症を含む関節置換に向いているあらゆる問題の治療のため、および／または腰椎の複数レベルでの動作を維持するために使用することができる。
【００１５】
図４〜図７は人工椎間関節の第１の例示的な実施形態を示す。図４および図５に示すように、各関節は２つの関節形成半体から構成され、それぞれがスペーサまたはディスク１９および保持部２１を有する。保持部２１は第１の保持部２１ａおよび第２の保持部２１ｂを含む。図４に示す例では、第１の保持部２１ａは第２の保持部２１ｂの上位（上部）にあり、それらの間にディスク１９がある。この例示的な実施形態による人工椎間関節は、それぞれ第１の保持部および第２の保持部のための２つの半体を有しているが、人工椎間関節が単一の第１の保持部材、単一の第２の保持部材および単一のスペーサを有するように、代替実施形態を実施することができることも理解されたい。関節形成術が第１の保持部、第２の保持部および／または椎間板を有し、それぞれが非均一なサイズの半体または２つより多い部品からなる、代替実施形態を実施することができることもまた、理解されたい。
【００１６】
さらに、図４に示すように、第１の保持部２１ａおよび第２の保持部２１ｂは２つの隣接する椎骨の間にある。より詳細には、第１の保持部は２つの隣接する椎骨の上側の下位面に沿って位置し、第２の保持部は２つの隣接する椎骨の下側の上位面の上に位置することができる。ただし、当業者であれば、第１の保持部および第２の保持部はそのような配置に限定されず、様々な位置に向けることができ、および／または図示するものと異なる形状にすることができることを理解するべきである。
【００１７】
椎骨の残りの終板に接触する関節形成の保持部２１ａ、２１ｂの表面を、それらの間の骨の内方成長および確実な連結を促進するように、ビーズ状材料または噴霧したプラズマで被覆することができる。特に、内方成長を促すための表面は、チタン／カルシウム／リン酸塩の二重被覆、網状の表面、または他の何らかの効果的な表面仕上げを備えた、コバルトクロムモリブデン合金とすることができる。その代わりに、またはそれと組み合わせて、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの接着剤またはセメントを使用して、インプラントの全部または一部を終板の一方または両方に固着することができる。
【００１８】
後段でより詳細に述べるが、保持部をそれぞれの椎骨に確実に取り付けるように、骨の内方成長が起こるまで下側保持部を定位置に維持しながら止め具として作用する、外側線維輪部１７（例えば図４、図７Ｂを参照）の大部分、いくつかの実施形態では約３００度を、終板の下位部分の上で保持することができる（図４は維持される外側線維輪部１７の一部分のみを示す）。反対に、従来の前方関節形成では、外側線維輪部１７の約２７０度が一般に除去される。さらに、以下で述べる他の実施形態と併せて後段で説明するが、直接固定のために椎弓根スクリューを使用することもできる。
【００１９】
本開示の様々な実施形態では、第１の保持部２１ａおよび第２の保持部２１ｂは、ディスク１９を間に保持するような構造である。例えば２つの凸面１９ａを有するディスク１９の場合は、第１の保持部２１ａおよび第２の保持部２１ｂがそれぞれ、内側にディスク１９を保持することのできる空間を画成する凹面２１ｃを有する。例えば図４に示す例示的な実施形態では、ディスク１９の上側凸面１９ａは、第１の保持部２１ａの凹面２１ｃによって画成された凹部内に嵌合し、ディスク１９の下側凸面１９ｂは、第２の保持部２１ｂの凹面２１ｃによって画成された凹部内に嵌合する。
【００２０】
図５は、関節形成半体が両方とも定位置にある例示的な組立て済みの人工椎間関節の前方図を示し、図６は、図５に示す組立て済みの人工椎間関節の側面図を示す。図５および図６に示すように、ディスク１９は第１の保持部２１ａと第２の保持部２１ｂの間に保持されている。ディスク１９は第１の保持部２１ａと第２の保持部２１ｂの間に保持することができるが、ディスク１９は第１の保持部２１ａおよび第２の保持部２１ｂの対応する表面２１ａによって画成される空間内部で自由に摺動可能に動くことができることを理解されたい。このように、隣接する椎骨同士の間で限られた動きが可能になる。
【００２１】
図４、図５および図６に示す例示的な実施形態では、ディスク１９は第１の保持部２１ａと第２の保持部２１ｂの間に挿入される別個の部品である。しかし、以下に述べるように、スペーサまたはディスク１９を、第１の保持部２１ａおよび第２の保持部２１ｂの一方または両方と一体に形成する、またはそれらに組み込むこともできる。
【００２２】
図４、図６、図７Ａおよび図７Ｂに最も良く示す本開示の例示的な実施形態では、人工椎間関節の保持部のそれぞれが第１の人口関節面部品２３ａおよび第２の人口関節面部品２３ｂを含む。図７Ａおよび図７Ｂに示すように、第１の人口関節面部品２３ａは面２５ａを有し、対応する第２の人口関節面部品２３ｂは面２５ｂを有し、面２５ａは面２５ｂと対合的に嵌合して、各椎骨が他方の椎骨に対して可動性を維持し導きながら隣接する椎骨同士を安定させるようになっている。上側および下側保持部２１ａ、２１ｂの各組は、互いに椎間関節を画成する一対の関節面部品２３ａ、２３ｂを有することができる。本実施形態による関節面による関節全置換では、左右の関節形成は後方から見ると２つの隣接する椎間関節を画成する。
【００２３】
人工椎間関節が提供されるかどうかにかかわらず、関節形成の左右の半体に関連する上側および下側保持部はそれぞれ、他方から完全に独立することができる。すなわち、図７Ａに示すように、例えば各半体に関連する第１の保持部２１ａは互いに直接接触していない。同じことが図７Ｂに示す第２の保持部２１ｂに関してもあてはまる。ただし、当業者であれば、人工椎間関節を含む本開示の実施形態では、各半体の第１の保持部２１ａの少なくとも一部および／または各半体の第２の保持部２１ｂの少なくとも一部が直接接触することができ、および／または図１７〜図１８の説明と併せてより詳細に述べるように、互いに連結することもできることを理解するべきである。
【００２４】
さらに、本開示の様々な実施形態では、ディスク１９、第１の保持部２１ａおよび第２の保持部２１ｂは、各隣接面同士の間で一般に横方向の上述の摺動可能な動作をもたらしながら圧縮および引張力を伝達する連結を容易にする、どのような適切な材料で作製することもできる。例えば、第１の実施形態では、第１の保持部２１ａおよび第２の保持部２１ｂは一般に、ステンレス鋼、チタンおよびコバルトクロムなど外科用インプラントに適したどのような金属または金属合金、またはカーボンファイバなどの複合材料、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのプラスチック材料、または他のどのような適切な材料からも作製することもできる。ディスクは、高分子量ポリエチレンまたはＰＥＥＫなどのプラスチックから、またはセラミック、金属、およびこれらに限定はされないがカーボンファイバ、ゴムまたは他の適切な材料などの天然または合成繊維から作製することができる。一般に、表面の摺動特性を維持するのを助けるために、平滑な表面とするように表面を研磨および／または被覆することができる。例えば、表面が金属で作製されている場合、金属面を研磨した金属とすることができる。
【００２５】
図８〜図１４は、人工椎間関節の第２の実施形態を示す。第１の実施形態と異なる特徴のみを詳細に説明する。第２の例示的な実施形態では、第１の保持部２１ａおよび／または第２の保持部２１ｂの間に、対応する椎骨に対してより確実かつ直接的な連結をもたらすように、例えば椎弓根スクリュー２７などの固定部品が設けられている。さらにこの実施形態は、保持部の一方、ここでは下側保持部２１ｂと一体型であるディスク１９を示している。ディスク１９は保持部と同じ材料で一体型に形成することができるが、同様または異なる材料から別個に形成し、一体型ユニットを形成するように永久的に連結することもできる。この実施形態では、ディスク１９および保持部はすべて金属から形成することができる。
【００２６】
図１５および図１６は人工椎間関節の第３の実施形態を示す。第３の実施形態では、第１の保持部２１ａを第２の保持部２１ｂに対して固定することによって隣接する椎骨間の可動性を制限する、後靱帯の機能を補助または置換するように、例えば張力バンド３１などの別の固定部品が設けられている。図１５〜図１６に示すように、対応する椎弓根スクリュー２７または他の簡便な設置場所の周りに巻き付けることによって、後方張力バンド３１を設けることができる。
【００２７】
図１７および図１８は人工椎間関節の第４の実施形態を示す。図１７および図１８に示す例示的な実施形態では、人工椎間関節は人工関節面部品以外の上述のすべての特徴を有することができる。この実施形態では、天然の椎間関節が残っている。いくつかの実施形態では、靱帯の張力バンドを無傷のままとすることもできる。さらにこの実施形態は、第１の保持部２１ａおよび第２の保持部２１ｂの配置を維持する際の助けとなる、各上側保持部と下側保持部の間の前方中心連結の特定の例を含む。
【００２８】
図１７および図１８は、第２の保持部２１ｂの対応する対合部によって補完される鍵と鍵穴様式を備えた第１の保持部２１ａを設けることが可能であることを示している。より詳細には、第１の保持部２１ａの一方の半体がＵ字形部分３５ａを備えた外側境界を有し、対応する第１の保持部２１ａの他方の半体がＵ字形部分３５ａ内に嵌合する突起部３５ｂを備えた外側境界を有する。その結果、第１の保持部２１ａ、２１ｂの各半体を所定の位置に維持することができる。ただし、上側または下側保持部は、植込みを容易にする、および／または全体的に安定的な対称構造で関節を形成および／または維持するのを助けるどのような方法でも、互いに嵌合することができ、および／または、例えば中央前方部付近など椎体間腔で連結することができる。図１８に示すように下位終板に残っている繊維輪１７がもたらす内向きの力によって、下側保持部同士の間にそのような連結がもたらされることが、より重要となることもある。それぞれの下側保持部の間にある中心連結は外側線維輪の力に抵抗し、保持部を中心線３７に向かって移動させる傾向がある。
【００２９】
様々な例示的な実施形態に示すように、保持部の位置を互いに対して維持するように互いに鍵と鍵穴状に嵌合することのできる第１および第２の保持部の部分を除いて、人工椎間関節の各半体は、椎骨の中心３７の周りでほぼ対称とすることができる。
また、これらの例示的な実施形態は単に例示するためのものであり、本発明のすべての可能な設計、実装、変形、および使用を限定的に挙げるものではない。さらに、本開示の一実施形態と併せて説明した特徴は、上記で明示的に述べられていなくても他の実施形態と組み合わせて使用することができる。
【００３０】
上記の説明から当業者には容易に理解できるであろうが、人工関節を植え込むために使用することのできる適切な外科的処置の簡略な説明を以下に述べる。一般に、既知のＴＬＩＦ術またはＰＬＩＦ術と同様の後方経椎間孔進入法を使用して、上記の通り人工椎間関節を体内に植え込むことができる。この進入法によれば、患者の背中に正中切開などの切開を行うことができ、罹患した椎間板の一部または全部および周辺組織を椎間孔を通して除去することができる。椎間関節の一部を置換するかどうかによって、人工椎間関節のための場所を作るために天然の椎間関節を削ることができる。次いで、人工椎間関節の半体をそれぞれ左右の椎間孔の開口を通して区分的に挿入することができる。すなわち、関節面部品を備えるまたは備えない上側および下側保持部を含む人工椎間関節片、および別個に設けられていれば人工ディスクを、椎間孔を通して嵌合し適切な椎間腔に配置する。人工関節片は完全に分離することができ、または椎間孔を通して挿入する前にそれらの２つ以上を布または当技術分野で既知の他の材料によって互いに結束または包装することができる。天然椎間板の外側線維輪の少なくとも一部を保持することができる場合は、人工椎間関節のそれぞれの側の下側保持部は、線維輪の対応する部分に当接するように挿入される。中心前方連結が設けられている場合は、保持部材の左右の半体が互いに嵌合し外側線維輪によって定位置に維持される。このようにして線維輪の残余部分を手術前とほぼ同位置にすることができる。
【００３１】
さらに、天然椎間板の線維輪を完全に除去しなければならない場合、または不十分な線維輪しか残らない場合は、例えば、人工椎間関節片が定位置にとどまることを確実にするように椎弓根スクリューを使用する、本開示の実施形態を使用することが可能である。当業者であれば、前方進入法、または後方進入法の利点は制限されるが前方進入法と後方進入法の組合せによって、人工関節を植え込むことができることを理解するべきである。例えば、人工椎間関節片の一部を前方進入法によって、他の部分を後方的に挿入することができる。図１７および図１８に示す実施形態と同様に、前方的および後方的に配置した部分を互いに嵌合することができる。
【００３２】
ここで図１９、図２０および図２１を参照すると、この実施形態では、人工椎間関節１００は椎骨７、９の間に挿入することのできる２つの関節形成半体１０２、１０４を含むことができる。関節形成半体１０２は関節連結置換アセンブリとすることができ、吻側前方部品１０６、吻側後方連結部品１０８、および吻側前方部品１０６と後方部品１０８の間を延びる吻側ブリッジ１１０を含むことができる。吻側前方部品１０６はさらにインターロック壁１０７を含むことができる。関節形成半体１０２はさらに、尾側前方連結部品１１２、尾側後方連結部品１１４、および前方部品１１２と後方部品１１４の間を延びる尾側ブリッジ１１６を含むことができる。尾側前方部品１１２はさらにインターロック壁１１５を含むことができる。吻側前方連結部品１０６は骨接触面１０６ａを含むことができ、尾側前方連結部品１１２は骨接触面１１２ａを含むことができる。
【００３３】
実施形態における部品の位置を説明するために「吻側」および「尾側」という用語が、いくつかの実施形態で使用される。一般に当技術分野では吻側は頭部に近い位置を示すのに使用され、尾側は尾または足に近い位置を示すのに使用されるが、本明細書で使用される吻側および尾側は、単に、例示された実施形態の部品の相対的な位置の修飾語として使用される。例えば吻側部品を例示された関節の一方の側に置くことができ、尾側部品を関節の別の側に置くことができる。例示された実施形態を説明するために吻側または尾側とよばれる部品は、患者の組織に対するデバイスの向きまたは方法の適用を限定するものではなく、どのようなデバイスまたは方法に関する特許請求の範囲を限定するものでもない。
【００３４】
この実施形態では、吻側ブリッジ１１０は出口を形成するための屈曲部１１７および神経根が出るための人工椎間孔を含むことができる。ブリッジ１１０、１１６のどちらか、特に尾側ブリッジ１１６を、天然の椎弓根を補完または置換することのできる「高性能」または人工の椎弓根とすることができる。この実施形態ではまた、尾側前方連結部品１１２は湾曲した突出部１１８などの尾側関節面を含むことができ、尾側後方連結部品１１４は後方関節部分１２０を含むことができる。吻側前方連結部品１０６は、湾曲した突出部１１８を受ける形状の前方ソケット１２２などの吻側関節面を含むことができる。湾曲した突出部１１８の湾曲部半径は、拘束性の高いボールおよびソケット式係合を形成するように、前方ソケット１２２の湾曲部半径とほぼ一致させることができる。代替実施形態では、湾曲した突出部の半径に対してソケットの湾曲部半径を増加することによって、湾曲した突出部がソケット内部で平行移動することが可能になる。
【００３５】
吻側後方連結部品１０８は、後方関節部分１２０に係合する形状の後方ソケット１２４を含むことができる。後方関節部分１２０の湾曲部半径は、後方ソケット１２４の湾曲部半径より小さくすることができ、それにより後方連結部品１０８、１１４の間の動作を可能にし結合を制限することができる。後方ソケット１２４および後方関節部分１２０の湾曲部半径は、関節形成半体１０２の共通回転中心から発することができる。この実施形態では、後方ソケット１２４の湾曲部半径は比較的大きく、最終的な連結は緩く拘束される。代替実施形態では、緊密な湾曲部半径を有する吻側後方部品と一致する尾側後方部品の後方突起の緊密な湾曲部半径が、緊密に拘束された後方連結を形成することができる。
【００３６】
関節形成半体１０４は関節連結置換アセンブリとすることができ、吻側前方連結部品１４６、吻側後方連結部品１４８、および前方部品１４６と後方部品１４８の間を延びる吻側ブリッジ１５０を含むことができる。吻側前方部品１４６はさらにインターロック壁１４７を含むことができる。関節形成半体１０４はさらに、尾側前方連結部品１５２、尾側後方連結部品１５４、および前方部品１５２と後方部品１５４の間を延びる尾側ブリッジ１５６を含むことができる。尾側前方部品１５２はさらにインターロック壁１５５を含むことができる。吻側前方連結部品１４６はさらに骨接触面１４６ａを含むことができ、尾側前方連結部品１５２は骨接触面１５２ａを含むことができる。
【００３７】
この実施形態では、吻側ブリッジ１５０は出口を形成するための屈曲部１５７および神経根が出るための人工椎間孔を含むことができる。この実施形態ではまた、尾側前方連結部品１５２は湾曲した突出部１５８などの尾側関節面を含むことができる。吻側前方連結部品１４６は、湾曲した突出部１５８を受ける形状の前方ソケット１７１などの吻側関節面を含むことができる。湾曲した突出部１５８の湾曲部半径は、拘束性の高いボールおよびソケット式係合を形成するように、前方ソケット１７１の湾曲部半径とほぼ一致させることができる。代替実施形態では、湾曲した突出部の半径に対してソケットの湾曲部半径を増加することによって、湾曲した突出部がソケット内部で平行移動することが可能になる。
【００３８】
この実施形態ではまた、尾側前方連結部品１５４は後方関節部分１６０を含むことができる。吻側後方連結部品１４８は、後方関節部分１６０に係合する形状の前方ソケット１６２を含むことができる。後方関節部分１６０の湾曲部半径は、後方ソケット１６２の湾曲部半径より小さくすることができ、それにより後方連結部品１４８、１５４の間の動作を可能にし結合を制限することができる。後方ソケット１６２および後方関節部分１６０の湾曲部半径は、関節形成半体１０４の共通回転中心から発することができる。この実施形態では、後方ソケット１６２の湾曲部半径は比較的大きく、最終的な連結は緩く拘束される。代替実施形態では、緊密な湾曲部半径を有する吻側後方部品と一致する尾側後方部品の後方突起の緊密な湾曲部半径が、緊密に拘束された後方連結を形成することができる。
【００３９】
前方部品１０６、１１２、１４６、１５２、およびブリッジ部品１１０、１１６、１５０、１５６のサイズおよび形状は、後方または経椎間孔外科的進入路の制約によって制限されることがある。例えば、前方部品１０６、１１２、１４６、１５２は、後方外科的露出部であるＫａｍｂｉｎの三角部および他の神経要素を通って嵌合しながら、負荷を分散し沈降を減じるために最大限の椎骨終板領域を覆う形状とすることができる。ブリッジ部品１１０、１１６、１５０、１５６の幅はまた、Ｋａｍｂｉｎの三角部を通過し神経要素と共存するように最小限とすることができる。
【００４０】
関節形成半体１０２、１０４はさらに、椎骨７、９に固定するための部品を含むことができる。ただし、代替実施形態では固定部品を削除することもできることを理解されたい。関節形成半体１０４は関節形成半体１０２とほぼ同様の固定部品を含むことができ、したがって詳細な説明は行わない。関節形成半体１０２は、吻側前方連結部品１０６から吻側に延びる連結部品１７０を含むことができる。この実施形態の連結部品１７０は、スクリュー１７２などの骨締結具を受けるように適合された開口を含む。連結部品１７０の向きによって、スクリュー１７２を円柱形の椎体７ａに対して椎体間で固定することが可能になる。
【００４１】
関節形成半体１０２は、尾側後方連結部品１１４に設置または一体型に形成した連結部品１７４をさらに含むことができる。この実施形態の連結部品１７４は、スクリュー１７６などの骨締結具を受けるように適合された開口を含む。連結部品１７４の向きによって、椎弓根を通って画成された中心軸から離れて斜角または傾斜した経路をスクリューが移動するように、スクリュー１７６を椎弓根外で挿入することが可能になる。椎弓根外固定は、椎弓根を通って全体的に後方から前方に画成される中心軸に沿った経路を通らない、椎弓根内へのどのような固定とすることもできる。この実施形態では、スクリューは椎弓根の側壁を通過することができ、強い皮質固定を実現することができる。すべての実施形態で、スクリューは関節、軟組織、神経組織に干渉しないようにくぼませることができる。
【００４２】
代替実施形態では、例えば図１４に示すように、後方部品１１４から延びる連結部品を、スクリューが全体的に椎弓根を通る中心軸に沿った経路を移動するように、スクリューを椎弓根内に挿入することができるような向きにすることができる。さらに別の代替実施形態では、後方連結部品をほぼ円柱形の椎体部９ａに連結することができる。他の代替実施形態では、連結部品が関節形成半体の様々な部品から様々な方向で様々な角度に延びることができることが理解されよう。例えば、連結部品は、吻側前方連結部品ではなく吻側ブリッジから延びることができる。
【００４３】
図１９、図２０および図２１に示すように、関節連結置換アセンブリ１０２の吻側部品１０６、１０８、１１０は、部品間の剛性の連結部と一体型に形成される。モジュール式の代替実施形態では、これらの部品は互いに脱着可能に連結することができることが理解されよう。例えば、吻側前方連結部品をブリッジと別個に設置することができる。前方部品を定位置に置いた後でブリッジを、例えばねじ連結、ボルト連結またはラッチ連結など、当技術分野で既知のどのような締結機構によっても前方部品に取り付けることができる。次いでモジュール式吻側後方部品を同様の締結機構によって、関節形成半体の吻側部分を完成させるようにブリッジに取り付けることができる。同様に、尾側部品をモジュール式にすることもできる。
【００４４】
関節形成半体１０２、１０４は、コバルトクロム合金、チタン合金、ニッケルチタン合金および／またはステンレス鋼合金などの金属を含む、どのような適切な生体適合性材料から形成することもできる。酸化アルミニウムまたはアルミナ、酸化ジルコニウムまたはジルコニア、粒子ダイアモンドの成形体および／または熱分解炭素などのセラミック材料もまた、適切である。ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、カーボン強化ＰＥＥＫ、またはポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）などポリアリルエーテルケトン（ＰＡＥＫ）ファミリーのいずれかの部材；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）；および／または架橋ＵＨＭＷＰＥなどを含む、ポリマー材料を使用することもできる。関節形成半体１０２、１０４を形成する様々な部品は、様々な材料から形成することができ、メタルオンメタル、メタルオンセラミック、メタルオンポリマー、セラミックオンセラミック、セラミックオンポリマー、またはポリマーオンポリマー構造などが可能である。関節形成半体１０２、１０４の骨接触面は、植え込まれた人工器官の固定を強化する特徴または被覆を含むことができる。例えば、化学エッチング、ビードブラスト、研磨、研削、切込み、および／またはダイアモンドカットなどによって表面を粗面化することができる。関節形成半体１０２、１０４の骨接触面の全部または一部を、骨の成長および固定を促進するように、ヒドロキシアパタイト（ＨＡ）、リン酸三カルシウム（ＴＣＰ）および／または炭酸カルシウムなどの生体適合性および骨伝導性材料で被覆することもできる。あるいは、トランスフォーミング成長因子（ＴＧＦ）βスーパーファミリーのタンパク質、またはＢＭＰ２またはＢＭＰ７などの骨形態形成タンパク質などの骨伝導性の被覆を使用することもできる。他の適切な特徴には、スパイク、リッジおよび／または他の表面構造を含むことができる。
【００４５】
人工椎間関節１００は、以下に両方向デリバリーを使用して詳細に述べるが、椎骨７、９の間に設置することができる。一般に、既知のＴＬＩＦ術またはＰＬＩＦ術と同様の後方経椎間孔進入法を使用して、人工椎間関節１００を体内に植え込むことができる。一般にＰＬＩＦ進入路はより内側であり、椎間腔に進入するために横神経根および硬膜をより多く引込むことに依存する。これらの構造体の間の空間は、Ｋａｍｂｉｎの三角部として知られている。一般にＴＬＩＦ進入路はより傾斜しており、外に出る神経根のより少ない引込みが必要であり、横構造の引込みがより少ないことによって硬膜外出血がより少ない。外に出る神経根の位置の上部およびＫａｍｂｉｎ三角部の外側で、外側方進入路を使用して、椎間腔に進入することも可能である。場合によっては、関節面を切除せずに外側方から椎間腔に進入することも可能である。さらに、腰筋を通る直接側方進入路も知られている。この進入路は後方神経要素を完全に回避する。本発明の実施形態はこれらの一般的な進入路のいずれかを使用することができると考えられる。
【００４６】
これらの進入路の少なくとも１つによれば、正中切開などの切開を患者の背中に行うことができ、罹患した椎間板の一部または全部および周辺組織を、椎間孔を通して除去することができる。椎骨９の上位終板表面は、椎骨９の上位終板表面上の負荷分布を正常化するように、および／または骨の内方成長の前に初期固定をもたらすように、粉砕、研削、または他の方法で切断して尾側前方骨接触面１１２ａの断面と一致させることができる。椎骨９の終板の準備によって、表面を平坦化することができ、あるいは表面をポケット、溝、または骨接触面１１２ａ上の対応する特徴に一致することができる他の輪郭などの表面輪郭とすることができる。椎骨７の下位終板も、外に出る神経根および後根神経節が許容する範囲で吻側前方連結部品１０６を受けるように、同様に準備することができる。椎間関節の一部を置換するかどうかによって、後方部品１０８、１１４の場所を作るために椎骨７、９の椎間関節を削ることができる。
【００４７】
次いで、人工椎間関節１００の関節連結置換アセンブリ１０２を、例えば左側の経椎間孔露出部を通して区分的に挿入することができる。すなわち、吻側および尾側前方連結部品１０６、１１２をそれぞれ含む関節連結置換アセンブリ１０２の各部分を椎間孔を通して嵌合し、ほぼ円柱形の椎体７ａ、９ａの間の適切な椎間板腔に配置することができる。前方連結部品１０６、１１２を、「ｋｉｄｎｅｙ  ｂｅａｎ」ＴＬＩＦグラフトで使用されるものと同様の湾曲した経路に沿って送り込むことができる。前方ソケット１２２が湾曲した突出部１１８に係合して単一のユニット式ボールおよびソケット式連結の１つの側面半体を形成するように、椎間板腔内部に前方連結部品１０６、１１２を配置することができる。前方ソケット１２２および湾曲した突出部１１８によって形成された連結は、椎間板腔を通る中心前方後方軸１２７に当接することができる。上述のように、湾曲した突出部１１８に係合した前方ソケット１２２によってもたらされる前方関節は、片側挿入によって完成させることができる。関節連結置換アセンブリ１０４を挿入できない場合、関節連結置換アセンブリ１０２はそれ自身で機能することができる。挿入の間、関節連結置換アセンブリ１０２の各部品は完全に分離することができ、または椎間孔を通して挿入する前にそれらの２つ以上を布または当技術分野で既知の他の材料によって互いに結束または包装することができる。天然椎間板の外側線維輪の少なくとも一部を維持することができる場合、尾側前方連結部品は、線維輪の対応する部分に当接するように挿入することができる。
【００４８】
ブリッジ１１０、１１６は前方連結部品１０６、１１２からそれぞれ後方に、かつ椎間板腔から後方に延びることができる。後方部品１０８、１１４は後方関節部分１２０に係合した後方ソケット１２４とともに椎間板腔の後方に配置することができる。これらの後方部品１０８、１１４は天然の椎間関節の機能を置換または補完することができる。同様の配置を関節形成半体１０４の部品のために完成させることもできる。前方部品と後方部品を連結することに加えて、ブリッジ１１０、１１６、１５０、１５６は沈下を防ぐために働くことができる。（尾側ブリッジ１１６、１５６は）椎弓根、または（吻側ブリッジ１１０、１５０は）輪状骨突起の後壁の上で交差することによって、より多くの表面積が形成され、骨の沈下を減少させることができる。
【００４９】
次いで、人工椎間関節１００の関節連結置換アセンブリ１０４を、例えば右側の経椎間孔露出部など、反対側の露出部を通して区分的に挿入することができる。すなわち、吻側および尾側前方連結部品１４６、１５２をそれぞれ含む関節連結置換アセンブリ１０４の各部分を反対側の椎間孔を通して嵌合し、ほぼ円柱形の椎体７ａ、９ａの間の適切な椎間板腔に配置することができる。前方連結部品１４６、１５２はまた、「ｋｉｄｎｅｙ  ｂｅａｎ」ＴＬＩＦグラフトで使用されるものと同様の湾曲した経路、または部品の形状に対応する他のどのような経路に沿って送り込むこともできる。関節連結置換アセンブリ１０４の各部品は完全に分離することができ、または椎間孔を通して挿入する前にそれらの２つ以上を布または当技術分野で既知の他の材料によって互いに結束または包装することができる。
【００５０】
前方ソケット１７１が湾曲した突出部１５８に係合して単一のユニット式ボールおよびソケット式連結の１つの側面半体を形成するように、椎間板腔内部に前方連結部品１４６、１５２を配置することができる。前方ソケット１７１および湾曲した突出部１５８によって形成された連結は、椎間板腔を通る中心前方後方軸１２７に当接することができる。
【００５１】
また椎間板腔内部では、前方連結部品１４６、１５２を後方連結部品１０６、１１２にそれぞれ連結することができる。この実施形態では、尾側前方連結部品１１２のインターロック壁１１５を、尾側前方連結部品１５２のインターロック壁１５５と係合するように配置することができる。したがって湾曲した突出部１１８を湾曲した突出部１５８と連結することができ、この実施形態では軸１２７を中心とした単一のキドニー形突起の形状を形成することができる。吻側前方連結部品１０６は、インターロック壁１２２をインターロック壁１４７に係合して、吻側前方連結部品１４６に対して同様に配置することができる。したがって前方ソケット１２２を前方ソケット１７１と連結することができ、この実施形態では軸１２７を中心とした単一のキドニー形陥凹の形状を形成することができる。前方ソケット１２２と湾曲した突出部１１８によって形成された連結および前方ソケット１７１と湾曲した突出部１５８によって形成された連結は全体で軸１２７を中心とした単一のユニット式の椎間連結を形成する。この単一のユニット式の椎間連結は、後方連結を含む人工関節１００の様々な部品に共通の回転中心を可能にする。関節１００の様々な関節面は、前方連結および後方連結の動作が共通点の周りで起こるように、同軸球体によって形成することができる。
【００５２】
代替実施形態では、吻側連結部品のみを連結することができる。別の代替実施形態では、尾側連結部品のみを連結することができる。別の代替実施形態では、手術中に問題が起きた場合は反対側の露出部を放棄することができる。したがって、関節形成を関節連結置換アセンブリ１０２のみの片側挿入によって完成させることができる
【００５３】
ブリッジ１５０、１５６は前方連結部品１４６、１５２から後方に、かつ椎間板腔から後方に延びることができる。後方部品１４８、１５４は、後方ソケット１６２を後方関節部分１６０に係合して、椎間板腔の後方に配置することができる。これらの後方部品１４８、１５４は天然の椎間関節の機能を置換または補完することができる。取付け後、関節連結置換アセンブリ１０２および関節連結置換アセンブリ１０４を椎骨７、９に固定することができる。スクリュー１７２は、連結部品１７０を通してほぼ円柱形の椎体７ａ内に挿入することができる。スクリュー１７６は連結部品１７４を通して挿入することができ、例えば、強い皮質固定を達成するようにスクリュー１７６は椎弓根の側壁を通過することができるなど、椎体９に椎弓根外で固着することができる。対応する締結具を使用して関節連結置換アセンブリ１０４を固定することができる。スクリューは関節形成半体全体の植え込み後、または吻側および尾側部品それぞれの植え込み後のいずれかに、植え込みすることができることを理解されたい。
【００５４】
設置すると、前方連結部品１０６、１１２、１４６、１５２によって形成されたユニット式ボールおよびソケット式前方連結は、比較的安定であり自動調心することができる。前方および後方連結は両方とも、関節形成半体１０２、１０４がせん断力、特に前方後方力に抵抗することを可能にする。吻側前方連結部品１０６の尾側後方連結部品１１２に対する動作は、後方ソケット１２４内部の後方関節部分１２０の変位によって制限することができる。例えば、吻側前方連結部品１０６の尾側後方連結部品１１２に対する側方平行移動は後方連結によって制限することができる。関節形成半体１０４に同様の抑制を生じることもできる。円筒形の椎体７ａ、９ａによって画成される長手方向軸周りの回転動作は、後方連結での抑制、および関節形成半体１０２、１０４によってもたらされる組み合わされた抑制の両方によって制限することができる。さらに後方連結は、どのような真の側方屈曲自由度も制限することができる。
【００５５】
純粋な動作自由度は関節連結置換アセンブリ１０２、１０４の前方連結を通って画成される軸周りの屈曲−伸展動作に制限することができる。ただしある条件下では、関節１００は制限された側方、回転および連結動作を可能にするように、これらの設計上の制限を乗り越えることができる。例えば、前方連結部品１０６、１１２は互いに連結解除し「リフトオフ」を行うことができ、それにより厳密な屈曲−伸展動作を超えてさらなる自由度および連結動作が可能になる。前方連結の自動調心性によって、リフトオフが起きた後に再連結および整列を促すことができる。前方連結部品１０６、１１２の制限された連結解除は後方連結の抑制度に対応することができる。例えば、後方連結の抑制が比較的緩いとリフトオフ量をより大きくすることができる。ただし、後方連結のある程度の抑制は、前方連結の再連結および整合を促すのに有用となり得る。
【００５６】
一般に、同じまたは同様の湾曲部半径を有する各部品と緊密に拘束された、前方配置された単純なボールおよびソケット式連結によって、せん断力に抵抗し平行移動を制限しながら、屈曲‐伸展、側方湾曲、およびねじれ運動が可能になる。後方部品にさらに拘束性の高いボールおよびソケット式連結を追加することによって、ねじれなどのさらなる自由度が制限される。追加的な連結はさらに運動の自由度を制限する。前方または後方連結の連結が解除され、または関節が外されると、上述の通りさらなる自由度が与えられる。ボール部品とソケット部品の間の形状または間隙を変化させることによってもさらなる運動度が可能になる。
【００５７】
ここで図２２および図２３を参照すると、この実施形態では、人工椎間連結は以下に記述すること以外は人工椎間連結１００とほぼ同様とすることができる。この実施形態では、尾側前方連結部品２０２はインターロック壁２０４を含むことができ、尾側前方連結部品２０６はインターロック壁２０８を含むことができる。インターロック壁２０４は連結機構２１０を含むことができ、インターロック壁２０６は連結機構２１２を含むことができる。この実施形態では、連結機構２１０はあり継ぎ連結の雌型部品であり、連結機構２１２はあり継ぎ連結の雄型部品である。別の実施形態では、図２４に示すように、重ね継手ロック機構が前方連結部品をインターロックすることができる。この実施形態では、重ね継手ロック機構の雌型部品２１４が重ね継手ロック機構の雄型部品２１６とインターロックすることができる。別の実施形態では、図２５に示すように、連結機構２１８は湾曲したインターロック壁２２０および湾曲したインターロック壁２２２を含むことができる。吻側前方部品に同様の連結を設けることもできる。別の実施形態では、図２６に示すように、半円筒形のロック機構が前方連結部品をインターロックすることができる。この実施形態では、半円筒形のロック機構の雌型部品２５０が半円筒形のロック機構の雄型部品２５２とインターロックすることができる。別の実施形態では、図２７に示すように、先細円筒形のロック機構が前方連結部品をインターロックすることができる。この実施形態では、先細円筒形のロック機構の雄型部品２５４が遠位端の直径２５６および近位端の直径２５８を有することができ、近位側直径２５８は遠位側直径２５６よりも大きく、部品２５４は近位端から遠位端へと先細になっている。上述の連結は単に例に過ぎず、当技術分野で既知の他のタイプの機械的または接着的連結機構を連結機構として使用することもできる。
【００５８】
代替実施形態では、尾側後方連結部品は円形開口などの連結部品を含むことができる。吻側後方連結部品は、細長い開口またはスロットなどの連結部品を含むことができる。ブシュを備えた骨スクリューなどの骨締結具を、細長い開口および円形開口を通して椎骨内へと挿入することができる。締結具は細長い開口内で平行移動することが可能である。したがって、締結具が細長い開口内で平行移動すると、前方関節連結置換部品は制限された屈曲−伸展動作で関節連結することが可能になる。
【００５９】
ここで図２８を参照すると、この実施形態では、人工椎間関節２６０は関節形成半体２６２、２６４を含むことができる。関節形成半体２６２は吻側前方部品２６６および尾側前方部品２６８を含むことができる。関節形成半体２６４は吻側前方部品２７０および尾側前方部品２７２を含むことができる。関節２６０は、吻側部品２６６、２７０を連結解除できること以外は関節１００とほぼ同様である。同様に、尾側部品２６８、２７２を連結解除し、わずかに離間することができる。半体２６２、２６４の間の間隙にかかわらず、尾側前方部品２６８、２７２は、尾側部品がユニット式軸受として作用するように共通の湾曲中心を有することができる。
【００６０】
ここで図２９を参照すると、この実施形態では、人工椎間連結２８０は、吻側部品２８２、２８４が保持部品２８６、２８８をそれぞれ含むことができること以外は関節２６０とほぼ同様とすることができる。保持部品２８６、２８８は尾側部品の側方の関節連結解除を防ぐことができる。
【００６１】
代替実施形態では、上述のどのような人工椎間関節も、吻側前方部品から延びる吻側隆起および／または尾側前方連結部品から尾側ブリッジに沿って延びる尾側隆起をさらに含むことができる。吻側隆起は椎体７ａの下位終板に係合することができ、尾側隆起は椎体９ａの上位終板および椎骨９の椎弓根の上位面に係合することができる。椎体７ａの下位終板は、吻側隆起を受けるために粉砕または他の方法で準備することができる。同様に、椎体９ａの上位終板および椎骨９の椎弓根は、尾側隆起を受けるための溝を形成するようにミリング、粉砕、彫刻、または他の方法で準備することができる。隆起は骨との連結、および関節形成半体の動きを所望の自由度に制限することを助けることができる。隆起は傾斜または半円筒形の断面を有することができる。複数の隆起をどのような所与の部品にも使用することができることを理解されたい。
【００６２】
以上、いくつかの例示的な実施形態を上記で説明したが、例示的な実施形態には、本開示の新規の教示および利点から大きく逸脱せずに多くの修正が可能であることを、当業者であれば容易に理解するであろう。したがって、そのようなすべての修正および代替は、添付の特許請求の範囲に記載されている通り、本発明の範囲内に含まれるものとする。当業者であれば、そのような修正および同等の構造または方法が本発明の開示の精神および範囲から離れないこと、ならびに本開示の精神および範囲から逸脱せずに様々な変更、代替および改変を行うことができることもまた理解するであろう。「水平」、「垂直」、「上部」、「上側」、「下側」、「下部」、「左」および「右」などのすべての空間的な指示語は例示する目的のためであるに過ぎず、本開示の範囲内で変化させることができる。特許請求の範囲では、ミーンズプラスファンクション条項は、引用された機能を実施する際に本明細書で説明された構造、および構造上の同等物だけでなく同等の構造物も対象とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】正常なヒト脊柱の腰椎および仙骨部の概略的な側面図である。
【図２】正常な椎間板が２つの椎骨間に配設されている、図１に示す腰椎右側の一部を示す詳細な斜視図である。
【図３】椎間板の主要部分を示す、図２の椎間板の上面斜視図である。
【図４】本開示の原理に従って作製された人工椎間関節の第１の実施形態を示す、腰椎の一部の側面展開図である。
【図５】本開示の第１の実施形態に従って作製された組立て済みの人工椎間関節の左および右側半体の、上位、ディスクおよび下位部分を示す、腰椎の一部の前方立面図である。
【図６】図５に示す人工椎間関節の右側半体の側面図である。
【図７Ａ】図４に示す人工椎間関節の上位部分を示す、腰椎の一部のボトムアップの横断図である。
【図７Ｂ】図４に示す人工椎間関節の下位部分を示す、腰椎の一部のトップダウンの横断図である。
【図８】植込みを補助するために椎弓根スクリューを使用する、人工椎間関節の上位部分の第２の実施形態を示す、腰椎の一部のボトムアップの横断図である。
【図９】植込みを補助するために椎弓根スクリューを使用する、人工椎間関節の下位部分の第２の実施形態を示す、腰椎の一部のボトムアップの横断図である。
【図１０】椎弓根スクリューの１つが視認できる、図８に示す人工椎間関節の上位部分を示す、腰椎の一部の側面図である。
【図１１】椎弓根スクリューの１つが視認できる、図９に示す人工椎間関節の下位部分および一体型のディスク部分を示す、腰椎の一部の側面図である。
【図１２】２つの椎弓根スクリューが視認できる、図８に示す人工椎間関節の上位部分を示す、腰椎の一部の後方図である。
【図１３】２つの椎弓根スクリューが視認できる、図９に示す人工椎間関節の下位部分を示す、腰椎の一部の後方図である。
【図１４】組立位置で椎弓根スクリューを備えた第２の実施形態を示す、腰椎の一部の側面図である。
【図１５】張力バンドを使用する、人工椎間関節の上位、ディスクおよび下位部分の第３の実施形態を示す、腰椎の一部の後方図である。
【図１６】組立位置で張力バンドを使用する第３の実施形態を示す、腰椎の一部の側面図である。
【図１７】椎間関節を置換しない、本開示の原理に従って作製された人工椎間関節の第４の実施形態の上位部分を示す、腰椎の一部のボトムアップの横断図である。
【図１８】人工椎間関節の第４の実施形態の下位部分を示す、腰椎の一部のトップダウンの横断図である。
【図１９】本開示の別の実施形態の展開斜視図である。
【図２０】図１９の実施形態の第２の斜視図である。
【図２１】図１９の実施形態の第３の斜視図である。
【図２２】本開示の別の実施形態の上面図である。
【図２３】図２２の実施形態の断面図である。
【図２４】本開示の別の実施形態の断面図である。
【図２５】本開示の別の実施形態の上面図である。
【図２６】本開示の別の実施形態の断面図である。
【図２７】本開示の別の実施形態の斜視図である。
【図２８】本開示の別の実施形態の断面図である。
【図２９】本開示の別の実施形態の断面図である。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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