(57)【要約】【課題】本発明の目的は、椎間腔へと第1のより小さい寸法で椎体間装置を挿入し、所定位置に来ると、椎間腔を占めるために第2の比較的大きい寸法へと展開することができる椎体間装置を提供することである。【解決手段】隣接する椎骨同士の間に置くための拡張式椎体間装置が、上方構造体と、下方構造体と、ネジ機構とを有し、ネジ機構の作動は、上方および下方の構造体を縮小構成と拡張構成との間で移動させる。展開工具が、装置を隣接する椎骨同士の間に位置決めし、ネジ機構を作動し、拡張式椎体間装置の室へと物質を送達するために、拡張式椎体間装置に結合される。【選択図】図１９
2019055288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する椎骨同士の間に置くための拡張式椎体間装置であって、
上方近位傾斜面および上方遠位傾斜面を備える上方構造体と、
下方近位傾斜面および下方遠位傾斜面を備え、前記上方構造体と滑動可能に結合するように構成される下方構造体と、
前記上方構造体と前記下方構造体との間にあるネジ機構であって、
近位円錐台形面を備える近位区分、
遠位円錐台形面を備える遠位区分、ならびに、
前記近位区分と係合するように構成される近位側部、および、前記遠位区分と係合するように構成される遠位側部を備える結合体を備え、
前記近位区分および前記遠位区分が、前記ネジ機構の長さを第1の長さから第2の長さへと変化させるために、一体として回転するように構成される、ネジ機構と
を備え、
前記上方構造体および前記下方構造体を第1の距離から第2の距離へと移動するために、前記近位円錐台形面が、前記上方近位傾斜面および前記下方近位傾斜面に力を与えるように構成され、前記遠位円錐台形面が、前記上方遠位傾斜面および前記下方遠位傾斜面に力を与えるように構成される、拡張式椎体間装置。
【請求項２】
前記結合体が、前記近位区分および前記遠位区分が回転されるとき、前記結合体が回転するのを防止するために、前記上方構造体または前記下方構造体に係合するように構成される少なくとも1つの回転防止特徴部をさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記近位区分が、前記結合体における近位ネジ付き穴と係合するように構成される第1の方向で巻回される第1のネジ山を備え、前記遠位区分が、前記結合体における遠位ネジ付き穴と係合するように構成される、前記第1の方向と反対の第2の方向で巻回される第2のネジ山を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
前記ネジ機構が作動されるとき、前記拡張式椎体間装置の近位端が前記拡張式椎体間装置の遠位端と同じ速さで高さを変化させるように、前記第1のネジ山および前記第2のネジ山が同じピッチを有する、請求項3に記載の装置。
【請求項５】
前記ネジ機構が作動されるとき、前記拡張式椎体間装置の近位端が前記拡張式椎体間装置の遠位端と異なる速さで高さを変化させるように、前記第1のネジ山および前記第2のネジ山が異なるピッチを有する、請求項3に記載の装置。
【請求項６】
前記上方構造体および前記下方構造体が、複数の突起または歯をさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項７】
前記上方構造体および/または前記下方構造体が、多孔質面または粗面を含む椎骨係合面を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
前記椎骨係合面がチタン被膜を備える、請求項7に記載の装置。
【請求項９】
前記近位区分が、前記拡張式椎体間装置の駆動作用面および内部空洞と流体連通する少なくとも1つの穴を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項１０】
展開工具と結合するように構成され、前記拡張式椎体間装置の内部空洞と流体連通する穴を備える少なくとも1つの凹所をさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項１１】
前記遠位区分が、前記近位区分においての合致するキー付き孔と滑動可能に係合するように構成されるキー付き軸材を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項１２】
前記近位円錐台形面と前記上方近位傾斜面との間、前記近位円錐台形面と前記下方近位傾斜面との間、前記遠位円錐台形面と前記上方遠位傾斜面との間、および前記遠位円錐台形面と前記下方遠位傾斜面との間のうちの1つまたは複数に配置される1つまたは複数の挿入体をさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項１３】
前記上方構造体の遠位部分と前記下方構造体の遠位部分とが弾丸形を有する、請求項1に記載の装置。
【請求項１４】
隣接する椎骨同士の間に置くための拡張式椎体間装置であって、
上方構造体と、
前記上方構造体と滑動可能に結合するように構成される下方構造体と、
前記上方構造体と前記下方構造体との間にあるネジ機構であって、前記ネジ機構の長さを第1の長さから第2の長さへと変化させるために、一体として回転するように構成される近位区分および遠位区分を備えるネジ機構と
を備え、
前記ネジ機構の前記長さにおける前記変化が、流体、薬剤、骨移植材料、同種移植片、および脱塩骨基質のうちの1つまたは複数によって充填される室を形成するために、前記上方構造体と前記下方構造体との間の距離を第1の距離から第2の距離へと変化させる、拡張式椎体間装置。
【請求項１５】
脊椎安定化を実施するためのキットであって、
隣接する椎骨同士の間に置くための拡張式椎体間装置であって、拡張構成において室を備える拡張式椎体間装置と、
隣接する椎骨同士の間に前記拡張式椎体間装置を送達するための展開工具であって、前記拡張式椎体間装置に解除可能に取り付け可能である遠位部分、および、外科的切開の外側に延びるように構成される近位部分を備える展開工具と
を備え、
前記近位部分が、前記展開工具を通じて延びる通路への開口を備え、前記展開工具の前記遠位部分と流体連通し、前記通路が、前記外科的切開の外側から前記拡張式椎体間装置の前記室へと物質を移送することができる、キット。
【請求項１６】
前記拡張式椎体間装置の近位区分が、前記室と流体連通する少なくとも1つの穴を備える、請求項15に記載のキット。
【請求項１７】
前記拡張式椎体間装置が、前記室と流体連通する孔を含む少なくとも1つの凹所をさらに備える、請求項15に記載のキット。
【請求項１８】
前記展開工具が、前記少なくとも1つの凹所に取り付けるように構成される腕部を備え、さらに、前記少なくとも1つの凹所を通じて前記拡張式椎体間装置の前記室へと物質を送達するために、前記腕部の先端へと延びる1つまたは複数の通路を備える、請求項17に記載のキット。
【請求項１９】
隣接する椎骨同士の間に拡張式椎体間装置を埋め込む方法であって、
隣接する椎骨同士の間に前記拡張式椎体間装置を位置決めするステップであって、前記拡張式椎体間装置が、
上方構造体、
前記上方構造体と滑動可能に結合するように構成される下方構造体、および、
前記上方構造体と前記下方構造体との間にあるネジ機構
を備える、ステップと、
前記ネジ機構の長さを、第1の長さから、室を形成するために前記上方構造体と前記下方構造体との間の距離を第1の距離から第2の距離へと変化させる第2の長さへと変化させるために、前記ネジ機構を回転するステップと、
物質を前記室へと注入するステップと
を含む方法。
【請求項２０】
前記第1の距離が、前記上方構造体が前記下方構造体と隣接している縮小構成に対応し、前記第2の距離が、前記上方構造体が前記下方構造体から分離されている拡張構成に対応する、請求項19に記載の方法。
【請求項２１】
前記ネジ機構が、
近位円錐台形面を備える近位区分と、
遠位円錐台形面を備える遠位区分と、
前記近位区分と係合するように構成される近位側部、および、前記遠位区分と係合するように構成される遠位側部を備える結合体と
を備える、請求項19に記載の方法。
【請求項２２】
前記物質が、流体、薬剤、骨移植材料、同種移植片、および脱塩骨基質のうちの1つまたは複数である、請求項19に記載の方法。
【請求項２３】
前記拡張式椎体間装置が、前記椎骨から切開の外側へと延びる展開工具を用いて、前記隣接する椎骨同士の間に位置決めされる、請求項19に記載の方法。
【請求項２４】
前記物質を注入するステップが、前記展開工具を通じて延びる通路を通じて前記物質を送達することを含む、請求項23に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、2013年12月5日に出願された米国仮特許出願第61/912,360号と、2013年12月5日に出願された米国仮特許出願第61/912,432号とに優先権の恩恵を主張する2014年7月16日に出願された米国特許出願第14/333,336号の継続であり、これらの内容は、本明細書において参照により、それらの全体において組み込まれている。
【０００２】
本出願は、一般に、脊椎整形外科の分野に関し、より詳細には、隣接する椎骨同士の間の椎間腔に置くための拡張式脊椎インプラントに関する。
【背景技術】
【０００３】
脊椎は、頭蓋底から尾骨へと延びる可撓性の構造体である。上半身の重量が、脊椎を通じて臀部および脚へと伝達される。脊椎は、椎骨と呼ばれる複数の骨を含んでいる。椎骨は、中空であり、順に重なり、支持のための強い中空の柱を形成する。脊椎の中空の芯は、脊髄の神経を収容して保護する。脊椎は、椎骨に付着されている背筋の仕事を通じて、直立に保持される。正常な脊椎は、左右の湾曲を持たないが、一連の前後の湾曲を持っており、緩やかな「S」字形を脊椎に与える。
【０００４】
各々の椎骨は、椎間板と呼ばれるクッション状の線維軟骨によって、上方または下方の椎骨から分けられている。椎間板は、緩衝装置のように作用し、脊椎を緩衝し、個々の椎骨が互いと接触するのを防止する。また、椎間板は、椎骨を一体に保持する靱帯として作用する。椎間板は、脊椎の若干の移動を可能にするために、面関節でも機能する。一体的に、これらの構造は、脊椎が曲がる、回る、および/または捩じることを許容する。
【０００５】
脊椎構造は、変性、機能障害、病気、および/または外傷の結果として損傷されることになる可能性がある。より具体的には、脊椎が、椎間板の潰れ、異常な湾曲、非対称な椎間板空隙の潰れ、椎骨の異常な整列、および/または、一般的な変形を呈する可能性があり、これらは椎骨における不均衡および偏向をもたらす可能性がある。これは、神経圧縮、身体障害、および全体の不安定性、および疼痛をもたらす可能性がある。適切な形状および/または湾曲が、脊柱側弯、神経筋疾患、脳性まひ、または他の疾患により存在しない場合、これらの脊椎の疾患を矯正するために、手術によって脊椎を適切な湾曲に真っ直ぐにすること、または、調節することが必要となり得る。
【０００６】
外科的な処置は、異常な湾曲を真っ直ぐにするために、脊柱の椎骨を適切に整列させるために、および/または、脊柱のさらなる回転を低減するために、ロッド、ワイヤ、フック、またはネジなどの矯正装置を取り付けることによる脊柱の操作を伴い得る。正しい湾曲が、椎骨をそれらの適切な位置へと操作することと、その位置をネジおよびロッドの剛体システムで固定することとによって得られる。ネジは、骨アンカーとして作用するために椎骨の茎へと挿入でき、ロッドはネジの頭部へと挿入できる。2つのロッドが、脊椎と実質的に平行に延び、脊椎を所望の形および湾曲で固定できる。したがって、ロッドは、正しい脊椎の湾曲を擬態するように成形され、脊椎を適切に整列させる。次に、骨移植が椎骨の間に置かれ、正しく整列された脊椎を形成するために、個々の椎骨を一体に融合することを支援する。
【０００７】
脊椎の他の整列は、隣接する椎骨同士の間の椎間腔における脊椎板の変性をもたらす。脊椎板変性は、疼痛および他の合併症を引き起こす可能性がある。従来からの処置は、患者に自身の生活様式を調節させることを必要とする非手術的な処置を含み、鎮痛剤とあるレベルの根本的な疼痛とを受ける可能性がある。手術的な処置の選択肢には、椎間板除去がある。これは、短期間には疼痛を軽減するが、長期の問題の危険性をしばしば増大させ、手術から生じる運動の欠損および感覚の欠損をもたらす可能性がある。椎間板除去、および、より一般的には椎間板変性の病気は、その後の何年かで外科的な処置を必要とすることになる可能性が高い。融合または固定は、固定または融合された椎骨同士の間の相対的な動作を最小限または実質的に排除することになる。外科的な処置では、椎体間インプラントが、隣接する椎骨同士の間での椎間板空隙の潰れを矯正し、隣接する椎骨の脊椎融合を生じさせるために使用できる。
【０００８】
融合は、2つ以上の椎骨が、単一の骨を形成するために、時として骨移植を伴いつつ、椎体間インプラントを用いて一体に結合(融合)される外科的な方法である。椎体間融合のためのケアの現在の標準は、椎間板の全部または一部の外科的な除去を必要とする。椎間板の除去の後、椎体間インプラントが間隙に埋め込まれる。多くの場合では、融合は固定と呼ばれる過程によって増大される。固定は、融合が達成されるように椎骨を安定化させるために、ネジ、ロッド、プレート、またはケージを置くことに言及している。
【０００９】
椎体間インプラントは、椎間板が除去された後の椎間腔を占めるように望まれるのと同じ寸法で椎間腔に挿入されなければならない。これは、椎体間インプラントを可能にするだけの開口が、椎体間インプラントを椎間腔に挿入させることができるように、周囲の組織を貫いて作り出されなければならないことを必要とする。一部の場合では、椎間腔が、椎体間インプラントの挿入の前に潰れてもよい。このような場合には、追加の器具が、インプラントの挿入の前に椎間腔を大きくするために必要とされ得る。
【００１０】
また、低侵襲的な外科技術が脊椎には用いられてきた。低侵襲的な技術の下で、椎間腔へのアクセスは、小さい切開を通じて脊椎に到達するために取られる。これらの切開を通じて、椎間板は除去され、椎体間インプラントが、通常の椎間板の高さを回復するために、椎間板空隙に置かれる。低侵襲的な脊椎手術は、観血手術と比較すると、複数の利点を提供する。利点には、最小限の組織損傷、最小限の血液損失、より小さい切開および傷跡、最小限の術後の不快感、ならびに、通常の機能への比較的素早い回復時間および復帰がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
椎間腔へと第1のより小さい寸法で椎体間装置を挿入し、所定位置に来ると、椎間腔を占めるために第2の比較的大きい寸法へと展開することは、望ましいことである。この第1のより小さい寸法は、椎間腔への容易なアクセスのために、低侵襲的な外科技術の使用を許容でき、これは、椎間腔に達するために、柔らかい骨組織の破壊をより少なくさせることができる。椎体間装置は、追加の器具を必要として、または、追加の器具を必要とせずに、埋め込まれ得る。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
開示されるのは、一対の隣接する椎骨同士の間の椎間腔へと挿入されるのに適した第1の高さを有する初期の縮小構成と、第1の高さより大きい第2の高さを有する拡張構成とを有するように構成される拡張式椎体間装置である。インプラントは、その場で初期の縮小構成から拡張構成へと拡張され得る。拡張構成は、骨融合が起こる間、隣接する椎骨への支持を提供でき、隣接する椎骨同士の間に、圧縮力に耐える硬い支持も提供できる。一部の構成では、拡張式椎体間装置は、隣接する椎骨同士の間の距離を増加するのを助けることができる。初期の縮小構成にある拡張式椎体間装置を椎間腔へと挿入することで、手術部位と、介在する柔らかい組織構造とを取り囲む組織への最小の破壊で、経皮的に手術を実施することが可能である。拡張式椎体間装置は、低侵襲的な手順または開放創の手順を通じて埋め込まれ得る。
【００１３】
本明細書で開示されている実施形態のうちの少なくとも1つによれば、隣接する椎骨同士の間に置くための拡張式椎体間装置が、上方近位傾斜面および上方遠位傾斜面を備える上方構造体と、下方近位傾斜面および下方遠位傾斜面を備え、上方構造体と滑動可能に結合するように構成される下方構造体と、上方構造体と下方構造体との間にあるネジ機構を備えることができる。ネジ機構は、近位円錐台形面を備える近位区分と、遠位円錐台形面を備える遠位区分と、近位区分と係合するように構成される近位側部、および、遠位区分と係合するように構成される遠位側部を備える結合体とを備えることができ、近位区分および遠位区分は、ネジ機構の長さを第1の長さから第2の長さへと変化させるために、一体として回転するように構成される。上方構造体および下方構造体を第1の距離から第2の距離へと移動するために、近位円錐台形面は、上方近位傾斜面および下方近位傾斜面に力を与えるように構成でき、遠位円錐台形面は、上方遠位傾斜面および下方遠位傾斜面に力を与えるように構成できる。
【００１４】
結合体は、近位区分および遠位区分が回転されるとき、結合体が回転するのを防止するために、上方構造体または下方構造体に係合するように構成される少なくとも1つの回転防止特徴部をさらに備えてもよい。
【００１５】
近位区分は、結合体における近位ネジ付き穴と係合するように構成される第1の方向で巻回される第1のネジ山を備えてもよく、遠位区分は、結合体における遠位ネジ付き穴と係合するように構成される、第1の方向と反対の第2の方向で巻回される第2のネジ山を備えてもよい。一部の実施形態では、ネジ機構が作動されるとき、椎体間装置の近位端が椎体間装置の遠位端と同じ速さで高さを変化させるように、第1のネジ山および第2のネジ山が同じピッチを有する。他の実施形態では、ネジ機構が作動されるとき、椎体間装置の近位端が椎体間装置の遠位端と異なる速さで高さを変化させるように、第1のネジ山および第2のネジ山が異なるピッチを有する。
【００１６】
上方構造体および下方構造体は、複数の突起または歯をさらに備えてもよい。上方構造体および/または下方構造体は、多孔質面または粗面を含む椎骨係合面を備えてもよい。例えば、椎骨係合面はチタン被膜を備えてもよい。
【００１７】
一部の実施形態では、近位区分は、椎体間装置の駆動作用面および内部空洞と流体連通する少なくとも1つの穴を備える。椎体間装置は、展開工具と結合するように構成され、椎体間装置の内部空洞と流体連通する穴を備える少なくとも1つの凹所をさらに備えてもよい。
【００１８】
一部の実施形態では、遠位区分は、近位区分においての合致するキー付き孔と滑動可能に係合するように構成されるキー付き軸材を備える。
【００１９】
一部の実施形態では、装置は、近位円錐台形面と上方近位傾斜面との間、近位円錐台形面と下方近位傾斜面との間、遠位円錐台形面と上方遠位傾斜面との間、および遠位円錐台形面と下方遠位傾斜面との間のうちの1つまたは複数に配置される1つまたは複数の挿入体をさらに備える。
【００２０】
一部の実施形態では、上方構造体の遠位区分と下方構造体の遠位区分とは弾丸形を有する。
【００２１】
本明細書で開示されている実施形態のうちの少なくとも1つによれば、隣接する椎骨同士の間に置くための拡張式椎体間装置が、上方構造体と、上方構造体と滑動可能に結合するように構成される下方構造体と、上方構造体と下方構造体との間にあるネジ機構であって、ネジ機構の長さを第1の長さから第2の長さへと変化させるために、一体として回転するように構成される近位区分および遠位区分を備えるネジ機構とを備えることができ、ここで、ネジ機構の長さにおける変化は、流体、薬剤、骨移植材料、同種移植片、および脱塩骨基質のうちの1つまたは複数によって充填される室を形成するために、上方構造体と下方構造体との間の距離を第1の距離から第2の距離へと変化させる。
【００２２】
本明細書で開示されている実施形態のうちの少なくとも1つによれば、脊椎安定化を実施するためのキットが、隣接する椎骨同士の間に置くための拡張式椎体間装置であって、拡張構成において室を備える拡張式椎体間装置と、隣接する椎骨同士の間に拡張式椎体間装置を送達するための展開工具であって、拡張式椎体間装置に解除可能に取り付け可能である遠位部分、および、外科的切開の外側に延びるように構成される近位部分を備える展開工具とを備えることができる。近位部分は、展開工具を通じて延びる通路への開口を備えることができ、展開工具の遠位部分と流体連通し、通路は、切開の外側から拡張式椎体間装置の室へと物質を移送することができる。
【００２３】
一部の実施形態では、拡張式椎体間装置の近位区分が、室と流体連通する少なくとも1つの穴を備える。拡張式椎体間装置は、室と流体連通する孔を含む少なくとも1つの凹所をさらに備えてもよい。展開工具は、少なくとも1つの凹所に取り付けるように構成される腕部を備え、さらに、少なくとも1つの凹所を通じて拡張式椎体間装置の室へと物質を送達するために、腕部の先端へと延びる1つまたは複数の通路を備えてもよい。
【００２４】
本明細書で開示されている実施形態のうちの少なくとも1つによれば、隣接する椎骨同士の間に拡張式椎体間装置を埋め込む方法が、隣接する椎骨同士の間に拡張式椎体間装置を位置決めするステップを含むことができる。拡張式椎体間装置は、上方構造体と、上方構造体と滑動可能に結合するように構成される下方構造体と、上方構造体と下方構造体との間にあるネジ機構とを備えることができる。方法は、ネジ機構の長さを、第1の長さから、室を形成するために上方構造体と下方構造体との間の距離を第1の距離から第2の距離へと変化させる第2の長さへと変化させるために、ネジ機構を回転するステップと、物質を室へと注入するステップとをさらに含むことができる。
【００２５】
一部の実施形態では、第1の距離は、上方構造体が下方構造体と隣接している縮小構成に対応し、第2の距離は、上方構造体が下方構造体から分離されている拡張構成に対応する。
【００２６】
ネジ機構は、近位円錐台形面を備える近位区分と、遠位円錐台形面を備える遠位区分と、近位区分と係合するように構成される近位側部、および、遠位区分と係合するように構成される遠位側部を備える結合体とを備えてもよい。
【００２７】
物質が、流体、薬剤、骨移植材料、同種移植片、および脱塩骨基質のうちの1つまたは複数であってよい。
【００２８】
一部の実施形態では、拡張式椎体間装置は、椎骨から切開の外側へと延びる展開工具を用いて、隣接する椎骨同士の間に位置決めされてもよい。
【００２９】
物質を注入するステップは、展開工具を通じて延びる通路を通じて物質を送達することを含んでもよい。
【００３０】
本明細書で開示されている実施形態のうちの少なくとも1つによれば、隣接する椎骨同士の間に置くための拡張式椎体間装置が、中心開口、ならびに、反対にある前開口および後開口を含む前側および後側を有する外側構造体と、外側構造中心開口内に垂直に滑動可能に嵌まるように構成される内側構造体であって、中心開口、ならびに、外側構造体の反対にある前開口および後開口と軸方向で整列される反対にある前ネジ付き穴および後ネジ付き穴を含む前側および後側を有する内側構造体と、外側構造体の前開口および後開口に滑動可能に係合される近位頭部および遠位頭部、ならびに、内側構造体の前ネジ付き穴および後ネジ付き穴に螺合される近位ネジ付き軸材および遠位ネジ付き軸材を有する可変長さネジ機構とを備えることができ、ネジ機構の回転が、ネジ機構の長さを第1の長さから第2の長さへと変化させ、近位頭部および遠位頭部が前開口および後開口を圧迫し、第1の高さから第2の高さへの外側構造体に対する内側構造体の垂直な並進をもたらす。
【００３１】
第1の高さは、内側構造体が外側構造体中心開口内にある縮小構成であってもよく、第2の高さは、内側構造体が外側構造体中心開口から垂直に延びる拡張構成であってもよい。
【００３２】
ネジ付き軸材は、ネジ機構が回転されるとき、ネジ機構の長さが増大または縮小するように、第1の方向に第1のネジ山がある前ネジ付き穴に螺合される近位ネジと、第1の方向と反対の第2の方向に第2のネジ山がある後ネジ付き穴に螺合される遠位ネジとを備えてもよい。一部の実施形態では、第1のネジ山および第2のネジ山は、ネジ機構が回転されるとき、内側構造体の近位端および遠位端の垂直な並進が、外側構造体の近位端および遠位端に対して同じ速さで移動するように、等しいピッチを有する。他の実施形態では、第1のネジ山および第2のネジ山は、ネジ機構が回転されるとき、外側構造体に対する内側構造体の近位端の垂直な並進が、外側構造体に対する内側構造体の遠位端と異なる速さで移動するように、異なるピッチを有する。
【００３３】
一部の実施形態では、外側構造体の前開口および後開口は斜面部を備え、可変長さネジ機構の近位頭部および遠位頭部は、外側構造体に対する内側構造体の並進の間、斜面部に沿って係合および滑動するように構成されてもよい。他の実施形態では、外側構造体の前開口および後開口は、可変長さネジ機構の近位頭部および遠位頭部との非相補的な係合面を有し、可変長さネジ機構の近位頭部および遠位頭部は、外側構造体に対する内側構造体の並進の間、非相補的な係合面に沿って係合および滑動するように構成される。
【００３４】
椎体間装置は、近位軸材の遠位端にキー付き内部孔と、近位軸材のキー付き内部孔と滑動可能に係合するように構成される、遠位軸材の近位端におけるキー付き外面とをさらに備えてもよく、キー付き外面は、ネジ機構が可変長さを有することができるように、キー付き内部孔内で滑動する。外側構造体および内側構造体は、複数の突起または歯をさらに備えてもよい。
【００３５】
一部の実施形態では、椎骨係合面は、隣接する椎骨との骨成長のための小孔を含む多孔質面または粗面を形成するために、多孔質材料から形成され得る、多孔質材料で被覆され得る、または、化学的にエッチングされ得る多孔質面または粗面を備える。
【００３６】
本明細書で開示されている実施形態のうちの少なくとも1つによれば、隣接する椎骨同士の間に置くための拡張式椎体間装置が、中心開口を包囲する外壁であって、反対にある前開口および後開口を含む前側および後側を有する外壁を有する外側構造体と、中心開口を包囲する下方フランジ部を含む内壁であって、外側構造体中心開口内に垂直に滑動可能に嵌まるように構成され、前スロットおよび後スロットを有する内壁を有する内側構造体とを備えることができ、斜面が内側構造体中心開口内のスロットのすぐ近くにあり、前スロットおよび後スロットは、外側構造体の反対にある前開口および後開口と軸方向で整列され、ネジ機構が内側構造体および外側構造体と連結される。ネジ機構は、近位部分および遠位部分と、近位部分および遠位部分に螺合される近位ネジ付き斜面部品および遠位ネジ付き斜面部品とを備えてもよく、斜面部品は、ネジ機構の拡張の間、内側構造体の前側および後側において斜面と滑動可能に係合するように構成される。拡張ネジ機構の回転は、近位斜面部品と遠位斜面部品との間の距離を第1の長さから第2の長さへと変化させることができ、近位斜面部品および遠位斜面部品は前斜面および後斜面に対して滑動し、内側構造体を外側構造体に対して第1の高さから第2の高さへと垂直に並進させることになる。
【００３７】
軸材の近位部分および遠位部分は、外側構造体の前開口および後開口の中に位置決めされる近位端および遠位端を備えてもよい。軸材の近位端は、工具係合部を備えることができる。
【００３８】
軸材は、ネジ機構が回転されるとき、近位斜面部品と遠位斜面部品との間の距離が増大または縮小するように、第1の方向に第1のネジ山がある近位ネジ付き斜面部品に螺合される近位ネジと、第1の方向と反対の第2の方向に第2のネジ山がある遠位ネジ付き斜面部品に螺合される遠位ネジとを備えてもよい。
【００３９】
一部の実施形態では、第1のネジ山および第2のネジ山は、ネジ機構が回転されるとき、内側構造体の近位端および遠位端の垂直な並進が、外側構造体の近位端および遠位端に対して同じ速さで移動するように、等しいピッチを有する。他の実施形態では、第1のネジ山および第2のネジ山は、ネジ機構が回転されるとき、外側構造体に対する内側構造体の近位端の垂直な並進が、外側構造体に対する内側構造体の遠位端と異なる速さで移動するように、異なるピッチを有する。
【００４０】
外側構造体および内側構造体は、複数の突起または歯をさらに備えてもよい。椎骨係合面は、隣接する椎骨との骨成長のための小孔を含む多孔質面または粗面を形成するために、多孔質材料から形成され得る、多孔質材料で被覆され得る、または、化学的にエッチングされ得る多孔質面または粗面を備えてもよい。
【００４１】
本明細書で開示されている実施形態のうちの少なくとも1つによれば、隣接する椎骨同士の間に拡張式椎体間装置を送達するための展開工具が、拡張式椎体間装置に解除可能に連結するように構成される遠位部分と、拡張式椎体間装置に連結および解除するための機構を備える近位部分と、第1の構成から第2の構成へと椎体間装置を拡張できる作動装置とを備えることができ、近位部分は、外科的切開の外側に延びるように構成され、近位部分は、展開工具を通じて延び、展開工具の遠位部分と流体連通している通路への開口を備え、通路は、切開の外側から拡張式椎体間装置の室へと物質を移送することができる。
【００４２】
遠位部分は、拡張式椎体間装置における少なくとも1つの凹所に結合するように構成される腕部を備えることができる。腕部は、少なくとも1つの凹所を通じて拡張式椎体間装置の室へと物質を送達するために、腕部の先端へと延びる1つまたは複数の通路を備えてもよい。作動装置は、近位部分におけるアクチュエータを操作することで、遠位部分における拡張式椎体間装置を駆動するために、展開工具を通じて延びる軸材を備えてもよい。
【００４３】
具体的な実施形態および変形は、以下の図を参照した、本明細書における詳細な記載から当業者には明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本開示の実施形態による、縮小構成における拡張式椎体間装置を示す斜視図である。
【図２】拡張構成における図1の拡張式椎体間装置を示す斜視図である。
【図３】縮小構成における図1の拡張式椎体間装置の断面図である。
【図４】拡張構成における図2の拡張式椎体間装置の断面図である。
【図５】外側構造体、内側構造体、およびネジ機構を備える図1の拡張式椎体間装置を示す斜視分解図である。
【図６】外側構造体へと組み込む前の内側構造体と組み立てられるネジ機構を備えた図1の拡張式椎体間装置を示す斜視分解図である。
【図７】本開示の別の実施形態による、縮小構成における拡張式椎体間装置を示す斜視図である。
【図８】拡張構成における図7の拡張式椎体間装置を示す斜視図である。
【図９】縮小構成における図7の拡張式椎体間装置の断面図である。
【図１０】拡張構成における図8の拡張式椎体間装置の断面図である。
【図１１】外側構造体、内側構造体、およびネジ機構を備える図7の拡張式椎体間装置を示す斜視分解図である。
【図１２】本開示の別の実施形態による、縮小構成における拡張式椎体間装置を示す斜視図である。
【図１３】図12の拡張式椎体間装置の上面図である。
【図１４】図12の拡張式椎体間装置の下面図である。
【図１５】図12の拡張式椎体間装置の側面図である。
【図１６】図12の拡張式椎体間装置の前面図である。
【図１７】図12の拡張式椎体間装置の後面図である。
【図１８】拡張構成における図12の拡張式椎体間装置を示す斜視図である。
【図１９】外側構造体、内側構造体、およびネジ機構を備える図12の拡張式椎体間装置を示す斜視分解図である。
【図２０】縮小構成における図12の拡張式椎体間装置の断面図である。
【図２１】拡張構成における図18の拡張式椎体間装置の断面図である。
【図２２】展開工具に結合され、隣接する椎骨同士の間に埋め込まれている図18の拡張式椎体間装置の斜視図である。
【図２３】拡張式椎体間装置および図22の展開工具の上面図である。
【図２４】図22の展開工具の軸材、把持部、および腕部の上面図である。
【図２５Ａ】開いた構成における図22の展開工具の腕部の拡大上面図である。
【図２５Ｂ】閉じた構成における図22の展開工具の腕部の拡大上面図である。
【図２６】拡張式椎体間装置および図22の展開工具の拡大斜視図である。
【図２７】図22の展開工具の作動装置の斜視図である。
【図２８】図22の展開工具の上からの断面図である。
【図２９】ネジ機構を通じた流体の送達を示す拡張式椎体間装置および展開工具の拡大断面図である。
【図３０】図19のネジ機構の近位区分の側面図である。
【図３１】図19のネジ機構の近位区分の後面図である。
【図３２】本開示の別の実施形態による、送達工具における通路を通じた流体送達を示す拡張式椎体間装置および展開工具の断面図である。
【図３３】本開示の別の実施形態による、拡張構成における拡張式椎体間装置を示す斜視図である。
【図３４】縮小構成における図33の拡張式椎体間装置の側面図である。
【図３５】上方構造体、下方構造体、ネジ機構、および挿入体を備える図33の拡張式椎体間装置を示す斜視分解図である。
【図３６Ａ】本開示の実施形態による、挿入体の斜視図である。
【図３６Ｂ】図36Aの挿入体の第1の面の楔区画の形を示す斜めの円筒の斜視図である。
【図３６Ｃ】図36Aの挿入体の側面図である。
【図３６Ｄ】図36Aの挿入体の下面図である。
【図３７】縮小構成における図33の拡張式椎体間装置の断面図である。
【図３８】拡張構成における図33の拡張式椎体間装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
拡張式椎体間装置が、一対の隣接する椎骨同士の間の椎間腔へと挿入されるのに適した第1の高さを有する初期の縮小構成と、第1の高さより大きい第2の高さを有する拡張構成とを有するように構成され得る。インプラントは、その場で初期の縮小構成から拡張構成へと拡張され得る。その場で拡張され得る小さい椎体間インプラントの使用は、低侵襲的な手順または開放の手順を通じて、手術部位と、介在する柔らかい組織構造とを取り囲む組織への最小の破壊で、経皮的に手術を実施する可能性を許容する。本開示の拡張式椎体間装置は、拡張式椎体間装置を置く間に柔らかい組織および構造の変位を低減する一方、骨融合が起こる間、隣接している椎骨に置かれた後の支持を提供する特徴を備えることができる。拡張式椎体間装置は、椎骨同士の間への拡張式椎体間装置の挿入を許容できる寸法を持つ縮小構成を含む。拡張式椎体間装置が椎骨同士の間の所望の場所に位置決めされると、拡張式椎体間装置は拡張構成へと拡張され得る。拡張構成は、隣接する椎骨同士の間の距離を増大でき、骨融合が起こる間、隣接する椎骨への支持を提供できる。拡張構成は、隣接する椎骨同士の間に、圧縮力に耐える硬い支持も提供できる。本開示の拡張式椎体間装置は、拡張式椎体間インプラント、拡張式椎体間スペーサ、または、拡張式椎体切除術装置と称される場合もあり、それらすべてが、本開示について想定されている。
【００４６】
いくつかの非限定的な実施形態が図を参照して説明されることになり、同様の符号が、全体を通じて同様の要素を反映している。本明細書で提示される記載で用いられる専門用語は、特定の具体的な実施形態の詳細な記載と関連して利用されているだけであるため、何らかの限定される形または制限する形で解釈されるように意図されていない。さらに、一部の実施形態はいくつかの新規の特徴を備える可能性があり、それらのうちの1つも、その望ましい属性に単独で関与してはいない、または、本明細書に記載している装置および方法にとって必須ではない。
【００４７】
近位および遠位という言葉は、本明細書では、本明細書に記載されている道具の構成部品の特定の端を表すために適用される。近位端は、道具が用いられるとき、道具の操作者により近い構成部品の端を言っている。遠位端は、操作者からより離れた、患者の外科的領域および／または埋め込みに向かって延びる構成部品の端を言っている。上、下、左、右、上方、および下方は、本明細書において、記載した視点からの装置の側を言うために、本明細書において用いられている。これらの参照の記載は、埋め込まれる椎体間装置の配向を限定するように意図されておらず、装置は、任意の機能的な配向で位置決めされ得る。例えば、一部の構成では、椎体間装置は、本明細書に記載した特定の配向と上下逆さまの配向で用いられてもよい。
【００４８】
ここで図1〜図6を参照すると、拡張式椎体間装置100が、外側構造体102と、内側構造体104と、ネジ機構106とを備える脊椎インプラントとできる。拡張式椎体間装置100は、ネジ機構106を利用して、縮小構成(図1に示している)と拡張構成(図2に示している)との間で移動可能とできる。
【００４９】
外側構造体102は、上面108と、下面110と、前側部112と、後側部114と、左側部および右側部116とを備え得る。側部112、114、および116の組み合わせは、中心開口118を包囲する壁を形成している。前側部112と、後側部114と、左側部および右側部116とは、様々な高さ、長さ、厚さ、および/または曲率半径を有することができる。左側部および右側部116は、埋め込みの間、および、縮小構成から拡張構成への装置の展開の間、挿入および/または展開の工具(図示せず)と相互作用するように構成された長手の開口、スロット、または溝120を備えてもよい。一部の実施形態では、前側部112および後側部114は、スロット122のすぐ近くの外面において、内方を向く斜面部124を有するスロット122を備えている。スロット122および斜面部124は、ネジ機構106と相互作用できる。図3および図4に示しているように、斜面部124は、下から上に向かって内向きに傾いている。
【００５０】
図示していない他の実施形態では、前側部112および後側部114は、内側構造体104を外側構造体102に対して縮小構成から拡張構成へと並進させるためにネジ機構106と相互作用する斜面でない特徴部を備えてもよい。例えば、ネジ機構106の頭部形状とスロット122または斜面でない特徴部とが相補的でない面を有する限り、内側構造体および外側構造体は並進および拡張できる。例えば、ネジ頭部の接触面は円錐形または球形とでき、外側構造体は、鋭い出っ張りのある孔を有してもよい。ネジ頭部が出っ張りに向かって引き込まれるとき、内側構造体および外側構造体は並進および拡張できる。
【００５１】
内側構造体104は、上面126と、下面128と、前側部130と、後側部132と、左側部および右側部134とを備え得る。側部130、132、および134の組み合わせは、中心開口136を包囲できる外壁および内壁を形成している。中心開口136は、同種移植および/または脱塩骨基質(「DBM」:Demineralized Bone Matrix)の包みなど、骨移植物質を受け入れるように構成され得る。一部の実施形態では、内側構造体104は中心開口136を有していなくてもよく、上面126が閉じられてもよい。内側構造体104の外壁は、外側構造体102の中心開口118内に滑動可能に嵌まるように構成されてもよい。前側部130は、ネジ機構106と相互作用し、外側構造体102のスロット122と長手に整列される遠位ネジ付き穴140を備えてもよく、後側部132は、ネジ機構106と相互作用し、外側構造体102のスロット122と長手に整列される近位ネジ付き穴138を備えてもよい。ネジ付き穴138、140は、一方が左ネジ山を有し、他方が右ネジ山を有する、反対の方向でネジ山を有することができる。ネジ機構106における反対のネジ山と合致することで、ネジ機構106は、後でより詳細に論じされるように、椎体間装置を拡張または縮小するために回されるとき、縮むかまたは伸びることができる。前側部130と、後側部132と、左側部および右側部134とは、様々な高さ、長さ、厚さ、および/または曲率半径を有することができる。一部の実施形態では、内側構造体104が外側構造体102内に位置決めされるとき、各々の上面108、126および下面110、128の高さおよび/または曲率半径は、図1および図3に示しているように、おおよそ同じであるべきである。他の実施形態では、各々の高さおよび/または曲率半径は、異なってもよい。
【００５２】
外側および内側の構造体102、104の上面108、126および下面110、128は、複数の突起または歯142(以後において、「歯」と称される)を備え得る。歯142は、上面108、126および下面110、128にわたって離間されるようにして構成され得る。当業者によって理解され得るように、歯142は、面108、126および110、128に対して、様々な厚さ、高さ、および幅と共に、配向の角度を有するように構成できる。拡張式椎体間装置100が患者の椎間腔に埋め込まれた後、歯142は、追加的な支持を提供するようにさらに構成されてもよい。歯142は、椎骨を伴っての外側構造体102および内側構造体104の移動を低減でき、椎骨と外側構造体102および内側構造体104との間の追加的な摩擦を作り出すことができる。
【００５３】
一部の実施形態では、上面108、126および下面110、128における歯142は、図1に示すように、外側構造体102と内側構造体104とが縮小構成で結合されるとき、合致するように構成され得る。他の実施形態では、外側構造体102の上面108および下面110における歯142は、内側構造体104の上面126および下面128における歯142に対して、異なる間隔、構成、厚さ、高さ、および幅と共に、配向の角度を有してもよい。他の実施形態では、外側構造体102および内側構造体104は、拡張構成において下方および上方の椎骨と接触する面に歯142を有するだけであってもよい。例えば、外側構造体102は、下方の椎骨と接触している下面に歯142を有するだけでもよく、一方、内側構造体104は、上方の椎骨と接触している上面126に歯142を有するだけでもよい。
【００５４】
一部の実施形態では、上面108、126および下面110、128は、多孔質面または粗面であってもよく、例えば、それらの面は、隣接する椎骨との骨の成長に加わる小孔を含む多孔質面または粗面を形成するために、多孔質材料から形成され得る、多孔質材料で被覆され得る、または、化学的にエッチングされ得る。
【００５５】
図に示しているように、ネジ機構106は、近位区分150と、キー付きの構成でゆるく結合された遠位区分152とを備えることができ、近位区分150が回転されるとき、遠位区分152も一体として回転するようになっている。例えば、遠位区分152は、合致するキー付きの内面を有する近位区分150において孔に滑動可能に係合するキー付き軸材の外面を有してもよい。そのため、遠位区分152は、近位区分150に径方向で連結される必要がない。当業者は、近位区分150と遠位区分152との間のキーによる連結のための任意の適切な形または幾何学的構成が、所望の結果を達成するために、ネジ機構106に含まれてもよいことを理解し得る。
【００５６】
使用中、ネジ機構106は、回転されるとき、内側構造体104が外側構造体102に対して縮小構成から拡張構成へと並進するように、外側構造体102および内側構造体104と係合する。必要により、ネジ機構106は、内側構造体104を拡張構成から縮小構成へと戻すように並進させるために、反対方向で回転されてもよい。これは、拡張式椎体間装置100が間違った場所で拡張され、移動または再位置決めの前に縮小させる必要がある場合に、拡張式椎体間装置100を、別の場所へと移動させる、または、再位置決めさせることができる。
【００５７】
近位区分150および遠位区分152は、チタニウムおよびその合金、ステンレス鋼、コバルトクロムがあるがそれらに限定されない金属、外科的な等級のプラスチック、プラスチック複合材、セラミック、骨、または他の適切な材料など、ヒトの脊椎に埋め込むのに適した任意の生体適合性材料から製作できる。一部の実施形態では、近位区分150および遠位区分152は、隣接する椎体との骨の成長に加わる多孔質材料から形成されてもよい。一部の実施形態では、近位区分150および遠位区分152は、チタン被膜など、多孔質材料で被覆される粗面を備えてもよく、または、材料は、隣接する椎骨との骨の成長に加わる小孔を形成するために化学的にエッチングされてもよい。一部の実施形態では、近位区分150および遠位区分152の一部だけが、多孔質面を形成するために、多孔質材料から形成され得る、多孔質材料で被覆され得る、または、化学的にエッチングされ得、隣接する椎骨と接触する上方面および下方面などが、粗くされる、または、多孔質である。一部の実施形態では、表面多孔性は、50ミクロンから300ミクロンの間であり得る。
【００５８】
近位区分150は、自身の長手軸に沿って延びている内部孔156を含む軸材154を備え得る。一部の実施形態では、軸材154は円筒形の外面を有し、内部孔は、非円筒形の面、または、四角形または六角形の内面など、キー付きの面を有する。近位区分150は、内側構造体104の近位ネジ付き穴138と結合するように構成された雄ネジ山部158を備えてもよい。軸材の近位端は、近位区分150を回転または駆動するための駆動工具を受け入れるように適合された近位円形頭部160を備えることができ、軸材154の遠位端は、遠位区分152のキー付き軸材部分を内部孔156内に受け入れるように構成され得る。雄ネジ山部158と頭部160との間は、外側構造体102のスロット122内に嵌まるように構成された円筒係合部162であり得る。頭部160の遠位部分は、外側構造体102の近位の湾曲部または斜面部124に沿って係合および滑動するように構成された球状面164を有してもよい。
【００５９】
遠位区分152は、遠位円形頭部166と、内側構造体104の遠位ネジ付き穴140と結合するように構成された雄ネジ山部168と、遠位頭部166と外側構造体102の遠位のスロット122内に嵌まるように構成された雄ネジ山部168との間に位置決めされた円筒係合部162と、キー付き軸材170の部分とを備えてもよい。キー付き軸材170の部分は、近位区分150の内部孔156内に滑動可能に嵌まるように構成されてもよい。結合されるとき、キー付き軸材170の部分と内部孔156とは、近位区分150が回転されるときに遠位区分152も一体として回転するように、キー付き軸材および鞘体の構成として作用する。頭部166の近位部分は、図3および図4に示しているように、外側構造体102の遠位の湾曲部または斜面部124に沿って係合および滑動するように構成された球状面172を有してもよい。
【００６０】
前述のように、ネジ機構106の雄ネジ山部158、168は、内側構造体104のネジ付き穴138、140と合致できる。ネジ付き穴138、140が反対方向のネジ山パターンを有しているため、雄ネジ山部158、168も、反対方向で合致するネジ山パターンを有し得る。一部の実施形態では、ネジ付き穴および雄ネジ山部は、拡張の間、外側構造体102および内側構造体104の近位端および遠位端が同じ速さで並進または移動するように、等しいピッチを有することができる。他の実施形態では、近位ネジ付き穴および近位雄ネジ山部は、拡張の間、外側構造体102および内側構造体104の近位端および遠位端が異なる速さで並進または移動するように、遠位ネジ付き穴および遠位雄ネジ山部と異なるピッチを有してもよい。例えば、外側構造体102および内側構造体104の近位端は、第1の速度で並進または移動でき、外側構造体102および内側構造体104の遠位端は、第2の速度で並進または移動できる。第1の速度は、第2の速度より速くてもよい、または、遅くてもよい。これは、拡張の間、外側構造体102と内側構造体104との間にいくらかの角度形成を可能にする。第1の速度と第2の速度との間の違いは、脊椎の前弯湾曲に対処するために、拡張の後にいくらかの角度を有する拡張式椎体間装置100を使用者に選択させることができる。
【００６１】
ネジ機構106は、内側構造体104に連結されるとき、椎体間拡張の間、(図3および図4に示しているように)長さにおいて変化し得る。初期に、ネジ機構106の長さは、図3に示した縮小構成においてL1であり得る。ネジ機構106は、第1の方向に回転されるとき、圧縮ネジのように作用し、ネジ機構106の長さは、反対方向で捩じ込まれる近位および遠位の区分におけるネジ山のため、図4に示した拡張構成においてL2に縮む。必要により、第1の方向と反対の第2の方向へのネジ機構106の逆回転によって、ネジ機構106は、長さにおいてL2からL1へと戻るように伸びることができる。
【００６２】
図5および図6を参照すると、拡張式椎体間装置100は、ネジ機構106の近位区分150を近位ネジ付き穴138へと挿入することと、ネジ機構106の遠位区分152を遠位ネジ付き穴140へと挿入することとによって組み立てできる。雄ネジ山部158、168はネジ付き穴138、140と係合し、遠位区分152のキー付き軸材170は、近位区分150の内部孔156内で滑動され、内部孔156と係合される、または、キーで止められる。次に、ネジ機構106は、各々の区分についての係合部162が曝露されるまで、縮むための方向で回転される(図6参照)。そして、内側構造体104は、係合部162が外側構造体102の近位および遠位のスロット122へと滑り込みながら、外側構造体102の中心開口118内へと下げられ得る。次に、ネジ機構106は、近位頭部160の球状面164と遠位頭部166の球状面172とが、図3に示した外側構造体102の近位および遠位の湾曲部または斜面部124と係合するまで、回転される。ここで、拡張式椎体間装置100は挿入される準備が整う。
【００６３】
図3および図4に戻って参照すると、縮小構成では、拡張式椎体間装置100はH1の高さを有し得る。近位頭部160の球状面164は外側構造体102の近位の斜面部124と係合され、遠位頭部166の球状面172は外側構造体102の遠位の斜面部124と係合される。ネジ機構106が第1の方向に回転されるとき、近位頭部160および遠位頭部166は互いに向かって移動できる(L1からL2へと)。これが起こっている間、球状面164および172は、近位および遠位の斜めの斜面124を滑り上がり、内側構造体104はH1(縮小構成)からH2(拡張構成)に向かって垂直に並進することを開始する。拡張式椎体間装置100は、H2へと完全に伸ばされる必要はなく、隣接する椎骨同士の間で必要とされる拡張に依存して、H1とH2との間でどこでも停止できる。近位および遠位の斜面124は、拡張の間、ネジ機構106へのより大きな力、または、より小さい力を必要とする特徴部を有してもよい。力におけるこの違いは、拡張式椎体間装置100の拡張の指示として、外科医に触覚によるフィードバックを提供できる。
【００６４】
一部の実施形態では、ネジ機構は、遠位区分に螺合される近位区分を有する圧縮ネジであってもよく、近位区分が回転されるとき、ネジ付き軸材がネジ付き穴と係合して、近位頭部160と遠位頭部166との間の距離を短くまたは長くするように、近位区分はネジ付き軸材を有し、遠位区分はネジ付き穴を有する。この実施形態では、穴138、140は、圧縮ネジの近位および遠位の軸材を滑動可能に嵌める大きさとされ、ネジ付き穴とはならない。
【００６５】
拡張式椎体間装置100は展開工具を備えてもよい。展開工具は、患者への拡張式椎体間装置100の挿入を可能にするために、様々な取り付け特徴部を備えることができる。例えば、展開工具は、外側構造体102の長手の開口、スロット、または溝120に取り付けるための腕部または留め具と、ネジ機構106の近位区分150の頭部160と結合するための作動装置とを備えてもよい。拡張式椎体間装置100が2つの椎骨の間の椎間腔内にひとたび挿入されてから位置決めされると、展開工具は、回転力をネジ機構106に加えることで、拡張式椎体間装置100を展開および拡張するように作動できる。
【００６６】
手術中、拡張式椎体間装置100は、挿入または展開工具を用いて、2つの椎骨の間の椎間板空隙へと挿入できる。一部の場合では、椎間板空隙は、拡張式椎体間装置100の挿入の前に、一部または全部の椎間板切除を必要とする可能性のある変性椎間板または他の疾患を含む可能性がある。展開工具は、拡張式椎体間装置100の近位端と係合できる。展開工具が回転力を加えるにつれて、拡張式椎体間装置100は前述のように徐々に拡張する。展開工具は、拡張式椎体間装置100の拡張の間、遠位および近位の頭部の球状面164、172と外側構造体102の斜面部との間の摩擦または干渉に打ち勝つために、ネジ機構106に加えられ得る力の大きさの増加を可能にできる。力の増加は、拡張式椎体間装置100の完全な展開に近いことを指示する触覚によるフィードバックを外科医に提供するために用いられてもよい。
【００６７】
一部の実施形態では、2つ以上の拡張式椎体間装置100が、患者の隣接する椎骨同士の間に埋め込まれ得る。このような実施形態では、複数の拡張式椎体間装置100が、並んだ構成で、または、任意の他の適切な構成で置かれ、それによって追加的な支持を作り出すことができる。
【００６８】
ここで図7〜図11を参照すると、拡張式椎体間装置200が、外側構造体202と、内側構造体204と、ネジ機構206とを備える脊椎インプラントであることができる。拡張式椎体間装置200は、ネジ機構206を利用して、縮小構成(図7に示している)と拡張構成(図8に示している)との間で移動可能とできる。
【００６９】
ここで図11を参照すると、外側構造体202は、上面208と、下面210と、前側部212と、後側部214と、左側部および右側部216とを備え得る。側部212、214、および216の組み合わせは、中心開口218を包囲する壁を形成している。前側部212と、後側部214と、左側部および右側部216とは、様々な高さ、長さ、厚さ、および/または曲率半径を有することができる。左側部および右側部216は、埋め込みの間、および、縮小構成から拡張構成への装置の展開の間、挿入および/または展開の工具(図示せず)と相互作用するように構成された長手の開口、スロット、または溝220を備えてもよい。前側部212および後側部214は、図9および図10を見ると、ネジ機構206の一部に滑動可能に嵌まる大きさとされた穴222を有し得る。
【００７０】
内側構造体204は、内側部204aと下方フランジ部204bとを備えてもよい。内側部204aは、上面226と、前側部230aと、後側部232aと、左側部および右側部234aとを備え得る。図示した実施形態では、側部230a、232a、および234aの組み合わせは、中心開口236を包囲する外壁および内壁を形成している。内側部204aの外壁は、図に示しているように外側構造体202の中心開口218内に滑動可能に嵌まるように構成されてもよい。前側部230aおよび後側部232aは、ネジ機構206のネジ山と滑動可能に嵌まる大きさとされたスロット223を備え得る。外側構造体202の穴222は、スロット223と整列される。
【００７１】
内側構造体204の下方フランジ部204bは、下面228と、前側部230bと、後側部232bと、左側部および右側部234bとを備え得る。側部230b、232b、および234bの組み合わせは、外壁および内壁を形成している。また、下方フランジ部204bの内壁は中心開口236を包囲する。
【００７２】
前側部230aおよび後側部232aの内壁には、内側構造体204の中心開口236内のスロット223のすぐ近くで、ネジ機構206と相互作用する内方を向く斜面224があり、図9および図10に示されている。
【００７３】
前側部230a、230bと、後側部232a、232bと、左側部および右側部234a、234bとは、様々な高さ、長さ、厚さ、および/または曲率半径を有することができる。一部の実施形態では、内側構造体204が外側構造体202内に位置決めされるとき、上面208、226の曲率半径は、図7および図9に示しているように、おおよそ同じであり得る。他の実施形態では、各々の曲率半径は異なってもよい。一部の実施形態では、下方フランジ部204bの外壁は、図7および図9に示しているように、外側構造体202の外壁とおおよそ同じ形であってもよい。他の実施形態では、各々の外壁は異なってもよい。中心開口236は、同種移植および/または脱塩骨基質(「DBM」:Demineralized Bone Matrix)の包みなど、骨移植物質を受け入れるように構成され得る。
【００７４】
外側および内側の構造体202、204の上面208、226および下面228は、複数の突起または歯242(以後において、「歯」と称される)を備え得る。歯242は、上面208、226および下面228にわたって離間されるようにして構成され得る。当業者によって理解され得るように、歯242は、面208、226および228に対して、様々な厚さ、高さ、および幅と共に、配向の角度を有するように構成できる。拡張式椎体間装置200が患者の椎間腔に埋め込まれた後、歯242は、追加的な支持を提供するようにさらに構成されてもよい。歯242は、椎骨を伴っての外側構造体202および内側構造体204の移動を低減でき、椎骨と外側構造体202および内側構造体204との間の追加的な摩擦を作り出すことができる。
【００７５】
一部の実施形態では、上面208、226における歯242は、図7に示すように、外側構造体202と内側構造体204とが縮小構成で結合されるとき、合致するように構成され得る。他の実施形態では、外側構造体202の上面208における歯242は、内側構造体204の上面226における歯242に対して、異なる間隔、構成、厚さ、高さ、および幅と共に、配向の角度を有してもよい。他の実施形態では、外側構造体202および内側構造体204は、拡張構成において下方および上方の椎骨と接触する面に歯242を有するだけであってもよい。例えば、外側構造体202は、第1の椎骨と接触している上面208に歯142を有するだけでもよく、一方、内側構造体204は、第2の椎骨と接触している下面228に歯142を有するだけでもよい。
【００７６】
一部の実施形態では、上面208、226および下面228は、多孔質面または粗面であってもよく、例えば、それらの面は、隣接する椎骨との骨の成長に加わる小孔を含む多孔質面または粗面を形成するために、多孔質材料から形成され得る、多孔質材料で被覆され得る、または、化学的にエッチングされ得る。
【００７７】
ネジ機構206の近位区分250および遠位区分252は、チタニウムおよびその合金、ステンレス鋼、コバルトクロムがあるがそれらに限定されない金属、外科的な等級のプラスチック、プラスチック複合材、セラミック、骨、または他の適切な材料など、ヒトの脊椎に埋め込むのに適した任意の生体適合性材料から製作できる。一部の実施形態では、近位区分250および遠位区分252は、隣接する椎体との骨の成長に加わる多孔質材料から形成されてもよい。一部の実施形態では、近位区分250および遠位区分252は、チタン被膜など、多孔質材料で被覆される粗面を備えてもよく、または、材料は、隣接する椎骨との骨の成長に加わる小孔を形成するために化学的にエッチングされる。一部の実施形態では、近位区分250および遠位区分252の一部だけが、多孔質面を形成するために、多孔質材料から形成され得る、多孔質材料で被覆され得る、または、化学的にエッチングされ得、隣接する椎骨と接触する上方面および下方面などが、粗くされる、または、多孔質である。一部の実施形態では、表面多孔性（surface porosity）は、50ミクロンから300ミクロンの間であり得る。
【００７８】
図に示しているように、ネジ機構206は、軸材254と、近位斜面部品264と、遠位斜面部品272とを備えてもよい。軸材の近位端は、軸材254を回転するための駆動工具を受け入れるために適合された開口260を備えてもよい。近位および遠位の斜面部品264、272は、反対の方向のネジ山を持つネジ付き穴238、240を有してもよく、穴238は左ネジ山を有し、穴240は右ネジ山を有するか、または、その逆であってもよい。図示した実施形態では、軸材254は、雄ネジ山258を含む近位区分250と、反対方向での雄ネジ山268を含む遠位区分252とを備えており、雄ネジ山258は左ネジ山を有し、雄ネジ山268は右ネジ山を有するが、または、その逆であってもよく、近位および遠位の斜面部品264、272のネジ山238、240と合致する。組み立てられるとき、近位斜面部品264は、近位区分250の近位ネジ山258に捩じ込まれ、一方、遠位斜面部品272は、遠位区分252の遠位ネジ山268に捩じ込まれる。近位および遠位の区分250、252と合致する近位および遠位の斜面部品264、272において反対のネジ山を有することで、椎体間装置を拡張または縮小するために、ネジ機構206が回されるかまたは捩じられるとき、近位および遠位の斜面部品264、272を軸材254に沿って伸ばすかまたは縮ませることができる(下記参照)。
【００７９】
使用中、ネジ機構206の近位および遠位の斜面部品264、272は、内方を向く斜面224と係合でき、近位および遠位の区分250、252は、内側構造体204のスロット223を通って外側構造体202の穴222へと延び入ることができる(図9および図10に示している)。ネジ機構206が回転されるとき、近位および遠位の斜面部品264、272は軸材254に沿って移動し、内側構造体204の内方を向く斜面224に沿って滑動し、近位および遠位の区分250、252は内側構造体204のスロット223内で滑動する一方、近位および遠位の区分250、252の端の部分は、外側構造体202の穴222内に留まっている。この作用は、内側構造体204を外側構造体202に対して縮小構成から拡張構成へと並進させる。必要により、ネジ機構206は、内側構造体204を拡張構成から縮小構成へと戻すように並進させるために、反対方向で回転されてもよい。これは、拡張式椎体間装置200が間違った場所で拡張され、移動または再位置決めの前に縮小させる必要がある場合に、拡張式椎体間装置200を、別の場所または正しい位置へと移動させることができる。軸材254、近位および遠位の斜面部品264、272、外側構造体202、および内側構造体204は、ステンレス鋼などの任意の停滞適合性材料、または、他の適切な材料から製作できる。
【００８０】
前述のように、雄ネジ山部258、268は、斜面部品264、272のネジ付き穴238、240と合致できる。ネジ付き穴238、240が反対方向のネジ山パターンを有しているため、雄ネジ山部258、268も、反対方向で合致するネジ山パターンを有し得る。一部の実施形態では、ネジ付き穴および雄ネジ山部は、拡張の間、外側構造体202および内側構造体204の近位端および遠位端が同じ速さで並進または移動するように、等しいピッチを有することができる。他の実施形態では、近位ネジ付き穴および近位雄ネジ山部は、拡張の間、外側構造体202および内側構造体204の近位端および遠位端が異なる速さで並進または移動するように、遠位ネジ付き穴および遠位雄ネジ山部と異なるピッチを有してもよい。例えば、外側構造体202および内側構造体204の近位端は、第1の速度で並進または移動でき、外側構造体202および内側構造体204の遠位端は、第2の速度で並進または移動できる。第1の速度は、第2の速度より速くてもよい、または、遅くてもよい。これは、拡張の間、外側構造体202と内側構造体204との間にいくらかの角度形成を可能にでき得る。第1の速度と第2の速度との間の違いは、脊椎の前弯湾曲に対処するために、拡張の後にいくらかの角度を有する拡張式椎体間装置200を使用者に選択させることができ得る。
【００８１】
ネジ機構206が内側構造体204に連結されるとき、椎体間拡張の間、(図9および図10に示しているように)斜面部品264、272の間の距離は長さにおいて変化し得る。初期に、距離は、図9に示した縮小構成においてL3である。ネジ機構206が第1の方向に回転されるとき、斜面部品264、272の間の距離は、反対方向で捩じ込まれる近位区分および遠位区分におけるネジ山と斜面部品とのため、長さにおいて、図10に示した拡張構成においてL4へと伸びる。必要により、第1の方向と反対の第2の方向へのネジ機構206の逆回転によって、距離は、長さにおいてL4からL3へと戻るように短くすることができる。
【００８２】
図9および図10に戻って参照すると、縮小構成では、拡張式椎体間装置200はH3の高さを有することができる。近位斜面部品264は、内側構造体204の近位の斜面部224と係合でき、遠位斜面部品272は、内側構造体204の遠位の斜面部224と係合できる。ネジ機構206が第1の方向に回転されるとき、近位斜面部品264および遠位斜面部品272は互いに離れるように移動できる(L3からL4へと)。これが起こっている間、近位斜面部品264および遠位斜面部品272は、近位および遠位の斜面部224に押し付けられ、近位および遠位の斜めの斜面224を下向きに滑動し、内側構造体204はH3(縮小構成)からH4(拡張構成)に向かって垂直に下向きに並進する。拡張式椎体間装置200は、H4へと完全に伸ばされる必要はなく、隣接する椎骨同士の間で必要とされる拡張に依存して、H3とH4との間でどこでも停止できる。近位および遠位の斜面224は、拡張の間、ネジ機構206へのより大きな力、または、より小さい力を必要とする特徴部を有してもよい。力におけるこの違いは、拡張式椎体間装置200の拡張の指示として、外科医に触覚によるフィードバックを提供できる。
【００８３】
拡張式椎体間装置200は展開工具を備えてもよい。展開工具は、患者への拡張式椎体間装置200の挿入を可能にするために、様々な取り付け特徴部を備えることができる。例えば、展開工具は、外側構造体202の長手の開口、スロット、または溝220に取り付けるための腕部または留め具と、ネジ機構206の近位区分250の頭部260と結合するための作動装置とを備えてもよい。拡張式椎体間装置200が2つの椎骨の間の椎間腔内にひとたび挿入されてから位置決めされると、展開工具は、回転力をネジ機構206に加えることで、拡張式椎体間装置200を展開および拡張するように作動できる。
【００８４】
手術中、拡張式椎体間装置200は、挿入または展開工具を用いて、2つの椎骨の間の椎間板空隙へと挿入できる。一部の場合では、椎間板空隙は、拡張式椎体間装置200の挿入の前に、一部または全部の椎間板切除を必要とする可能性のある変性椎間板または他の疾患を含む可能性がある。展開工具は、拡張式椎体間装置200の近位端と係合できる。展開工具が回転力を加えるにつれて、拡張式椎体間装置200は前述のように徐々に拡張できる。展開工具は、近位および遠位の斜面部品264、272と内部構造体204の斜面部224との間の摩擦または干渉に打ち勝つために、ネジ機構206に加えられ得る力の大きさの増加を可能にできる。力の増加は、拡張式椎体間装置200の完全な展開に近いことを指示する触覚によるフィードバックを外科医に提供するために用いられてもよい。
【００８５】
一部の実施形態では、2つ以上の拡張式椎体間装置200が、患者の隣接する椎骨同士の間に埋め込まれ得る。このような実施形態では、複数の拡張式椎体間装置200が、並んだ構成で、または、任意の他の適切な構成で置かれ、それによって追加的な支持を作り出すことができる。
【００８６】
図12〜図19を参照すると、拡張式椎体間装置300の一部の実施形態が、上方構造体302と、下方構造体304と、ネジ機構306とを備えることができる。拡張式椎体間装置300は、図12に示しているような縮小構成と、図18に示しているような拡張構成との間で変化可能とできる。
【００８７】
上方構造体302は、上面308と、遠位側部312と、近位側部314と、左側部および右側部316とを備え得る。1つまたは複数のスロット318が、上方構造体302を貫いて延びてもよく、上面308において、上方構造体302の下部と流体連通している開口を有している。1つまたは複数のスロット318は、同種移植および/または脱塩骨基質(「DBM」)の包みと共になど、椎骨との椎体間装置の統合を助けるために、流体、薬剤、骨移植材料、または他の物質を受け入れるように構成され得る。遠位側部312と、近位側部314と、左側部および右側部316とは、様々な高さ、長さ、厚さ、および/または曲率半径を有することができる。一部の実施形態では、上方構造体302はスロットをまったく有していなくてもよく、上面308が閉じられてもよい。一部の実施形態では、上方構造体302は、埋め込み手順の間、放射線を用いて可視化を助けるために、1つまたは複数のマーカー319を有してもよい。マーカー319は、タンタルなど、放射線不透過物質から作ることができる。
【００８８】
下方構造体304は、下面328と、遠位側部330と、近位側部332と、左側部および右側部334とを備え得る。1つまたは複数のスロット336が、下方構造体304を貫いて延びてもよく、下面328において、下方構造体304の上部と流体連通している開口を有している。一部の実施形態では、1つまたは複数のスロット336が、上方構造体302における1つまたは複数のスロット318と、それらスロットが椎体間装置300を貫いて延びるように一列に並んでもよい。1つまたは複数のスロット336は、同種移植および/または脱塩骨基質(「DBM」)の包みと共になど、椎骨との椎体間装置の統合を助けるために、流体、薬剤、または他の物質を受け入れるように構成され得る。遠位側部330と、近位側部332と、左側部および右側部334とは、様々な高さ、長さ、厚さ、および/または曲率半径を有することができる。一部の実施形態では、下方構造体304はスロットをまったく有していなくてもよく、下面328が閉じられてもよい。一部の実施形態では、下方構造体304は、埋め込み手順の間、放射線を用いて可視化を助けるために、1つまたは複数のマーカー337を有してもよい。マーカー337は、タンタルなど、放射線不透過物質から作ることができる。左側部および右側部334は、後で説明するように、埋め込みの間、および、縮小構成から拡張構成への装置の展開の間、展開工具と相互作用するように構成された凹所320を備えてもよい。一部の実施形態では、凹所320は、椎体間装置の内側空洞へと貫いて延びてもよく、後で詳述するように、流体、薬剤、または他の物質を送達するためのアクセス場所として使用できる。
【００８９】
上方構造体302の上面308と下方構造体304の下面328とは、複数の突起または歯342など、粗面を有してもよい。突起は、上面308および下面328にわたって離間されるようにして構成され得る。当業者によって理解され得るように、突起は、様々な厚さ、高さ、および幅と共に傾斜面を有するように構成できる。例えば、図15に示しているように、上面308および下面328は、近位側部に向かって角度の付けられた歯342を有してもよい。歯342の遠位を向く側は、歯342の近位を向く側より急勾配ではない。これは、椎体間装置の容易な挿入を可能にでき、椎間腔から装置が後退して出てくるのを防止できる。拡張式椎体間装置300が患者の椎間腔に埋め込まれた後、歯342は、追加的な支持を提供するように構成されてもよい。例えば、歯342によって少なくとも一部提供される、椎骨と上方構造体302および下方構造体304との間の摩擦は、椎間腔における椎体間装置300の移動を低減するのを助けることができる。
【００９０】
上方構造体302および下方構造体304、または、それらの一部は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリエチレン、フルオロポリマ、ヒドロゲル、もしくはエラストマなどのポリマ、ジルコニア、アルミナ、もしくは窒化ケイ素などのセラミック、チタニウム、チタニウム合金、コバルトクロム、もしくはステンレス鋼などの金属、炭素繊維などの複合材料、または、これらの材料の任意の組み合わせを含むがそれらに限定されない、技術的に知られている様々な材料のいずれかから作ることができる。椎体間装置300は、組み合わせで複数の材料から作られてもよい。例えば、上方構造体302は、PEEKまたはポリエチレンなどのポリマを含んでもよく、下方構造体304は、金属またはセラミックを含んでもよい。
【００９１】
一部の実施形態では、上方構造体302および/または下方構造体304は、多孔質材料から形成されてもよく、または、粗面を有してもよい。表面は、隣接する椎骨との骨の成長に加わるのを助けることができる小孔を含む多孔質面または粗面を形成するために、多孔質材料から形成され得る、多孔質材料で被覆され得る、または化学的にエッチングされ得る。一部の実施形態では、椎体間装置300の一部だけが、多孔質面を形成するために、多孔質材料から形成され得る、多孔質材料で被覆され得る、または、化学的にエッチングされ得る。例えば、上面308および/または下面328の少なくとも一部が、チタン被膜などの多孔質材料で被覆され得る。一部の実施形態では、表面多孔性は、少なくともおおよそ50ミクロンであり、おおよそ300ミクロン以下であり得る。
【００９２】
上方構造体302は、下方構造体304と滑動可能に嵌まるように構成されてもよい。例えば、図21に示した実施形態では、上方構造体302は、滑り支持部を形成するために、その側部において、下方構造体304の側部における滑らかな表面に対して滑動する滑らかな表面を有する。他の実施形態では、上方構造体と下方構造体とは、滑動可能な連結を形成するために、複数の異なる種類の機能的な結合体のいずれかを有することができる。
【００９３】
上面308および下面328の遠位側部312、330および近位側部314、332は、図21に示しているように、ネジ機構306を受け入れるネジ開口322を有してもよい。ネジ開口322の外面は傾斜面324を有してもよい。傾斜面324は、ネジ開口322が、中間に向かっての開口より、遠位側部または近位側部の表面においてより大きくなるように、表面に向かって外向きに広がってもよい。上方構造体302および下方構造体304が縮小構成であるとき、傾斜面324は円錐台形を形成できる。上方構造体302は錐体のおおよそ半分を持つことができ、下方構造体は錐体のおおよそ半分を持つことができる。傾斜面324は、後で説明するように、椎体間装置300を縮小構成から拡張構成へと移行させるために、ネジ機構306と相互作用できる。
【００９４】
図19を参照すると、ネジ機構306は、近位区分350と、遠位区分352と、結合体380とを備えてもよい。結合体380は、近位区分350と係合するように構成された近位穴382と、遠位区分352と係合するように構成された遠位穴384とを有してもよい。穴382、384は、反対の方向でネジ山を有することができる(つまり、一方が左ネジ山を有し、他方が右ネジ山を有する)。近位区分350は、近位穴382におけるネジ山と係合するように構成されるネジ山を有することができ、遠位区分352は、遠位穴384におけるネジ山と係合するように構成されるネジ山を有することができる。図示した実施形態では、近位区分350および遠位区分352が雄ネジ山を有する一方、結合体380は雌ネジ山を有する。他の実施形態では、結合体が雄ネジ山を有する一方、近位区分および遠位区分は雌ネジ山を有する。後でより詳細に論じるように、反対方向のネジ山は、ネジ機構306を、回転されるとき、縮ませるかまたは伸ばすことができる。
【００９５】
結合体380は、近位区分350が駆動工具で回転されるときに結合体380が回転するのを防止するために、上方構造体302および下方構造体304における開口388、390と係合するように構成される突起386を備えてもよい。図12〜図19の図示した実施形態では、結合体380は、楕円形の開口388、390に嵌まり入る楕円形の延在部を有する2つの突起386を備えている。他の実施形態では、突起は、円筒形または矩形の延在部など、様々な形のいずれかを有してもよい。
【００９６】
近位区分350は、結合体380の近位穴382においてネジ山に係合するように構成されたネジ付き部358を備えてもよい。近位区分350の近位端は、近位区分350を回転または駆動するための駆動工具を受け入れるように適合された駆動作用面361を含む頭部360を備えてもよい。図示した実施形態では、頭部360は、六角駆動レンチを受け入れるための六角形とされた空洞を有する。他の実施形態では、頭部は、細長い穴、十字形、または多角形の頭部など、様々な駆動境界面のいずれかを有してもよい。近位区分350の遠位端は、遠位区分352の軸材370を受け入れるように構成されたその長手軸に沿って延びる孔356を有してもよい。頭部360の遠位を向く側は、上方構造体302および下方構造体304の傾斜面324に対して滑動して押し付けるように構成された傾斜面364を有してもよい。例えば、傾斜面364は、傾斜面324に対して機能的に滑動して押し付けるのに十分な滑らかさのある先細りの円筒形とされた面(つまり、図19に示されているような円錐台形)であり得る。
【００９７】
遠位区分352は、頭部366と、結合体380の遠位穴384と結合するように構成されたネジ付き部368とを備えてもよい。遠位区分352は、近位区分350の孔356と滑動可能に結合するように構成されている、長手軸に沿って近位へと延びる軸材370も備え得る。後で記載するように、軸材370および孔356は、近位区分350が回転されるとき、遠位区分352も一体として回転するように、キーで止められてもよい。頭部366の近位を向く側は、図20および図21に示しているように、上方構造体302および下方構造体304の傾斜面324に対して滑動するように構成された傾斜面372を有してもよい。
【００９８】
近位区分350および遠位区分352は、近位区分350が回転されるとき、遠位区分352も一体として回転するように、キー付きの結合で回転可能に連結されてもよい。遠位区分352における軸材370は、近位区分350における合致するキーの形を有する孔356と滑動可能に係合するキーの形を有してもよい。図21に示した実施形態では、軸材370は、四角形の断面形状を有する孔356と滑動可能に係合する四角形の断面形状を有している。近位区分350と遠位区分352との間のキー付きの連結のための他の適切な形または幾何学的構成は、三角形、六角形、楕円、星形、または他の非円形の形など、所望の結果を達成するためにネジ機構306で用いられ得る。
【００９９】
使用中、駆動作用面361はネジ機構306を圧縮するために作動でき、ネジ機構306は、上方構造体302および下方構造体304と係合して、縮小構成から拡張構成へと2つの構造体を互いから離すように移動させる。必要により、駆動作用面361は、椎体間装置300を拡張構成から縮小構成へと戻すように変化させるために、反対方向で作動されてもよい。これは、拡張式椎体間装置300が間違った場所で拡張され、移動または再位置決めの前に縮小させる必要がある場合に、拡張式椎体間装置300を、別の場所へと移動させる、または、再位置決めさせることができる。
【０１００】
図20および図21を参照すると、ネジ機構306は、椎体間装置を縮小構成から拡張構成へと変化させるために、長さにおいて変化できる。初期に、ネジ機構306の長さは、図20に示した縮小構成においてL5であり得る。駆動作用面361が第1の方向で回転されるにつれて、近位区分350および遠位区分352は、結合体380へと捩じ込まれ、ネジ機構306の長さは、図21に示した拡張構成において、L6へと縮む。結合体380における突起386は、駆動作用面361が回転されるときに結合体380が近位区分350および遠位区分352と共に回転するのを防止するために、上方構造体302および下方構造体304において開口388、390に制約されている。必要により、第1の方向と反対の第2の方向への駆動作用面361の逆回転によって、ネジ機構306は、長さにおいてL6からL5へと戻るように伸びることができる。
【０１０１】
図20および図21に示した実施形態では、縮小構成において、拡張式椎体間装置300はH5の距離を有している。近位区分350の傾斜面364は、上方構造体302および下方構造体304の近位の斜面部324と接触できる。遠位区分352の傾斜面372は、上方構造体302および下方構造体304の遠位の斜面部324と係合できる。駆動作用面361が第1の方向に回転されるとき、近位区分350および遠位区分352は、先に説明したように、互いに向かってL5からL6へと移動できる。これが起こるとき、傾斜面364および372は、上方構造体302および下方構造体304の傾斜面324に押し付けることができ、上方構造体302と下方構造体304とを分離させることができる。上方構造体302と下方構造体304との間の距離は、H5(縮小構成)からH6(拡張構成)へと増大できる。拡張式椎体間装置300は、H6へと完全に拡張される必要はなく、隣接する椎骨同士の間で必要とされる拡張に依存して、H5とH6との間の中途の距離へと拡張されるだけでもよい。近位および遠位の傾斜面324は、大きな作動力が拡張手順の選択部分の間に必要とされるように、ネジ機構306を回すことに対して抵抗を増加させる特徴部を有してもよい。作動力のこの変化は、拡張式椎体間装置300がその拡張の限界に近づいているときなど、椎体間装置300の拡張位置の指示として、触覚によるフィードバックを外科医に提供できる。
【０１０２】
前述のように、近位区分350のネジ付き部358は結合体380の近位穴382と係合でき、遠位区分352のネジ付き部368は結合体380の遠位穴384と係合できる。近位穴382および遠位穴384は、反対方向にネジ山パターンを有してもよく、ネジ付き部358、368は、反対の方向に置いて対応するネジ山パターンを有してもよい。一部の実施形態では、遠位および近位の穴382、384とネジ付き部358、368は、拡張の間、上方構造体302および下方構造体304の近位側部および遠位側部が同じ速さで並進または移動するように、等しいピッチを有することができる。他の実施形態では、近位区分350の近位穴382およびネジ付き部358は、拡張の間、上方構造体302および下方構造体304の近位側部および遠位側部が異なる速さで並進または移動するように、遠位区分352の遠位穴384およびネジ付き部368と異なるピッチを有してもよい。例えば、上方構造体302および下方構造体304の近位側部は、第1の速度で並進または移動でき、上方構造体302および下方構造体304の遠位側部は、第2の速度で並進または移動できる。第1の速度は、第2の速度より速くてもよい、または、遅くてもよい。これは、拡張の間、上方構造体302と下方構造体304との間にいくらかの角度形成を可能にする。第1の速度と第2の速度との間の違いは、例えば脊椎の前弯湾曲に対処するために、拡張の後にいくらかの角度を有する拡張式椎体間装置を使用者に選択させることができる。
【０１０３】
ネジ機構306またはネジ機構306の一部は、ステンレス鋼、チタニウムおよびチタニウム合金、コバルトクロムがあるがそれらに限定されない金属の他に、外科的な等級のプラスチック、プラスチック複合材、セラミック、骨、または他の適切な材料など、ヒトの脊椎に埋め込むのに適した任意の生体適合性材料から製作できる。一部の実施形態では、近位区分350および遠位区分352は、隣接する椎体との骨の成長に加わる多孔質材料から形成されてもよい。一部の実施形態では、ネジ機構306は、チタン被膜など、多孔質材料で被覆される粗面を備えてもよく、または、材料は、隣接する椎骨との骨の成長に加わる小孔を形成するために化学的にエッチングされてもよい。一部の実施形態では、埋め込みの後に生来の生体構造に曝される可能性のある近位区分350の頭部360および遠位区分352の頭部366など、ネジ機構306の一部だけが、多孔質面を形成するために、多孔質材料から形成され得る、多孔質材料で被覆され得る、または、化学的にエッチングされ得る。一部の実施形態では、表面多孔性は、50ミクロンから300ミクロンの間であり得る。
【０１０４】
一部の実施形態では、ネジ機構は、遠位区分に螺合される近位区分を有する圧縮ネジであってもよく、近位区分が回転されるとき、ネジ付き軸材がネジ付き穴と係合して、近位頭部と遠位頭部との間の距離を短くまたは長くするように、近位区分はネジ付き軸材を有し、遠位区分はネジ付き穴を有するか、または、その逆であってもよい。遠位区分は、近位区分が遠位区分と係合されるとき、近位区分が回転するのを防止するために、例えば、楕円の頭部の形など、回転防止特徴部を有してもよい。
【０１０５】
図22を参照すると、展開工具400が、椎体間装置300を患者に埋め込むために使用され得る。使用中、切開10が、椎間腔20におけるインプラント部位へのアクセスを可能にするために、患者に作られ得る。切開は、装置を後方向、横方向、または前方向から埋め込むために作られ得る。切開は最小限の侵襲的な手順のために小さくできる、または、より大きい切開が観血手術のために使用できる。インプラント部位がアクセスされると、2つの隣接する椎骨30は、椎間腔20を開けるために、一部の状況では逸らされ得る。一部の状況では、拡張式椎体間装置300は、埋め込み手順の間、椎骨を少なくとも一部逸らすために使用されてもよい。一部の状況では、椎間腔20は、拡張式椎体間装置300の挿入の前に、一部または全部の椎間板切除を必要とする可能性のある変性椎間板または他の疾患を含む可能性がある。
【０１０６】
一部の構成では、2つ以上の拡張式椎体間装置300が、患者の隣接する椎骨同士の間に埋め込まれ得る。このような実施形態では、複数の拡張式椎体間装置300が、並んだ構成で、または、任意の他の適切な構成で置かれ、それによって追加的な支持を作り出すことができる。
【０１０７】
図23を参照すると、展開工具400は、椎体間装置300を固定するように構成されている遠位側401に向かって結合特徴部を持つ細長い軸材406を有してもよい。展開工具400の近位側403は、軸材406に取り付けられる把持部408を備えてもよい。中空の鞘体410が、軸材406の長手軸が鞘体410の長手軸と概して一致するように、軸材406を覆って配置され得る。鞘体410は、軸材406に移動可能に取り付けられ、長手軸に沿って並進するように構成される。作動装置420は、作動装置420の駆動が遠位側401にあり、ノブが近位側403に向かってあるように、展開工具400の長さを通じて延在できる。
【０１０８】
結合特徴部は、椎体間装置300の下方構造体304の凹所320と係合する腕部402または留め具を備える。図25Aおよび図25Bの拡大図に示しているように、腕部402は、椎体間装置300の凹所320によって保持されるように構成される突起404を有してもよい。腕部402は、並進機構412の操作によって、開いた構成から閉じた構成へと移動できる。図25Aに示している開いた構成では、鞘体410はその近位位置にあり、腕部402を、椎体間装置300の周りに嵌まるのに十分なだけ離すように拡げることができる。図25Bに示している閉じた構成では、鞘体410はその遠位位置にあり、鞘体410の壁は、椎体間装置300の周りで腕部402を一体に押し付くことができる。図26は、椎体間装置300に結合された展開工具400の腕部402の拡大図である。腕部402は、椎体間装置300における凹所320と係合する突起404を有してもよい。一部の構成では、腕部402は、椎体間装置300においてスロットと係合するレールを有してもよい。
【０１０９】
他の実施形態では、展開工具は、回転(例えば、捩じ込み)係合、一時的な接着、クリップ式、フック式など、他の機構を通じて椎体間装置に結合できる。展開工具400は、展開工具400を椎体間装置300に結合するために、様々な適切な取り付け特徴部を備えることができる。
【０１１０】
引き続き図23を参照すると、鞘体410は、結合特徴部を作動させるように構成される近位端に向けての並進機構412を備えてもよい。図示した実施形態では、並進機構412は、鞘体410を軸材406に対して長手方向に移動するために、回転によって操作される。一部の構成では、並進機構412と鞘体410の遠位部とは、並進機構412の回転が鞘体410の遠位部の直線運動へと変換されるように、回転可能に結合されてもよい。他の構成では、並進機構412は、鞘体410全体が並進するにつれて回転するように、鞘体410の遠位部に剛体的に連結されてもよい。並進機構412の内面は、図24に示されているように、軸材406におけるネジ山414と係合するネジ山を有してもよい。軸材406と鞘体410との間のネジ結合は、椎体間装置300の周りに腕部402を固定するための大きな機械的利点を提供できる。
【０１１１】
一部の構成では、鞘体410は軸材406に滑動可能に連結されてもよく、その場合、鞘体410は押し引きすることで操作される。並進機構の作動が鞘体の所望の対応する移動もたらすように鞘体を軸材に結合する他の手段が可能であり、本開示の範囲内で検討される。展開工具400は、真っ直ぐ、湾曲、または、これらの形の組み合わせであり得る。一部の構成では、展開工具は、工具の形が使用中に調節され得るように、様々な角度の軸材を有してもよい。例えば、展開工具は、切開を通じた目標のインプラント部位に対する展開工具の向上された備え付けのために、軸材の曲げ角度を調節するヒンジを有してもよい。展開工具400は、剛体であってもよく、曲げることができてもよく、または、部分的に剛体で部分的に曲げることができてもよい。なおも他の実施形態では、動力源が、鞘体410の油圧、空気圧、または他の動力支援の操作のために設けられてもよい。
【０１１２】
引き続き図23を参照すると、展開工具400は、駆動作用面361を展開工具400の近位部分から作動するための、展開工具400の長さで延在する作動装置420を備えてもよい。作動装置420は、ネジ機構306の近位区分350の駆動作用面361と係合するように構成された遠位部分と、作動のための近位部分とを有してもよい。例えば、図27に示した実施形態は、展開工具400の長さで延びる細長い軸材422を含む作動装置420を示している。ノブ424は、使用者に作動装置420を回転させることができるようにするために、軸材422の近位端に配置されてもよい。他の構成では、近位端は、レバー、平らな突起、駆動作用面、または、作動装置を操作するための他の適切な回転機構を有してもよい。軸材422の遠位端は、駆動作用面361と係合するように区政された駆動部426を有してもよい。例えば、駆動部426は、六角形のドライバ、または、ネジ機構306の駆動作用面361に対して相補的である任意の他の形であり得る。
【０１１３】
手術中、作動装置420は、図28の断面図に示しているように、展開工具400の中心を貫いて延びる通路を通って配置され得る。拡張式椎体間装置300が2つの椎骨30の間の椎間腔20内に挿入されてから位置決めされた後、作動装置420は、回転力を作動装置420に加えることで、拡張式椎体間装置300を展開および拡張するために使用され得る。展開工具400の近位部分においてノブ424を回転することで、駆動部426も回転され、これがさらにネジ機構306の駆動作用面361を回転し、椎体間装置300を拡張させる。
【０１１４】
展開工具400が回転力を加えるにつれて、拡張式椎体間装置300は前述のように徐々に拡張する。椎体間装置300は、2つの隣接する椎骨に接触するまで拡張され得る。一部の構成では、椎体間装置300は、2つの隣接する椎骨を逸らし、椎間腔20を開けるために用いられてもよい。作動装置420は、椎体間装置300を用いて逸らすことを可能にするために、ネジ機構306に十分なトルクを有利に伝達できる。一部の構成では、作動装置420は、ネジ機構306の締め過ぎを防止するために、トルク制限特徴部を有してもよい。例えば、トルク制限特徴部は、作動装置420の軸材422に沿って、滑るまで所定の大きさのトルクだけを伝達できるバネ荷重クラッチ機構を備えてもよい。伝達され得るトルクの大きさは、クラッチバネの剛性に依存できる。他の実施形態では、トルク制限特徴部は、所定のトルクにおいて破壊するように構成される軸材422の一部であってもよい。他の実施形態では、特徴部は、任意の摩擦によるトルク制限装置であってもよい。
【０１１５】
一部の実施形態では、展開工具400は、特には、同種移植、脱塩骨基質(「DBM」)の包み、および/または他の骨移植物質など、椎骨との椎体間装置の統合を助けることができる物質といった、流体、薬剤、または他の物質を送達するために使用できる。物質は、膨張すると上方構造体302と下方構造体304との間に作り出される空の空洞を満たすこともでき、椎骨への支持を提供するのを助ける。
【０１１６】
図29を参照すると、導管430は、展開工具400の近位側403からネジ機構306の近位区分へと、展開工具400の長さで延び得る。導管430は、導管430の長さで延びる通路432を有してもよく、ネジ機構306の近位区分350の駆動作用面361と流体連通するように遠位端において開放していてもよい。一部の実施形態では、導管430は、通路が自身を貫いて長手方向に延びていることを除いて、作動装置と同じである。作動装置420は、導管430を挿入するために、展開工具400から取り外される別体の部品であってもよい。一部の実施形態では、導管430および作動装置420は、両方の機能を提供する同じ構成部品である。例えば、作動装置は、駆動作用面361と係合するように構成された遠位端と、作動装置の長さを通じて延びる通路とを有してもよい。
【０１１７】
一部の構成では、物質が、加圧送達システムによって送達通路432を通じて押し込まれる。例えば、動力圧縮機が、送達通路432を通じて椎体間装置300の空洞へと物質を押し込むために、導管430の近位端に取り付けられてもよい。一部の構成では、流体、薬剤、または他の物質は、例えば押し棒を用いて、送達管を通じて物質を手動で押し込むことによって、椎体間装置300へと送達される。押し棒は、送達通路の内径と密接に適合する細長い軸材であり得る。押し棒は、送達通路を通じて物質を押し込むためのさらなる機械的利点を提供するために、力を増幅させる装置を有してもよい。例えば、押し棒は、押し棒が送達管へと捩じ込まれるにつれて物質が送達通路を通じて押されるように、送達管と螺合可能であってもよい。別の実施形態では、押し棒は、送達通路を通じて物質を押すのを助けるために梃子を提供するラチェット式の取手を備えてもよい。
【０１１８】
図30および図31を参照すると、ネジ機構の近位区分350は、駆動作用面361から傾斜面364へと延びる注入穴359を有してもよい。近位区分350は、1つ、2つ、3つ、またはそれ以上の注入穴359を有してもよい。図示した実施形態では、注入穴359は円い穴である。他の実施形態では、注入穴は、四角形、楕円形、または多角形など、様々な形のいずれであってもよい。注入穴は、送達通路432と椎体間装置300の内部との間に流体連通を提供できる。図23の図示した実施形態では、送達される物質は、通路432を通って駆動作用面361へと入り、注入穴359を通って、上方構造体302と下方構造体304との間の空洞へと進む。物質は、空洞を満たすことができ、椎骨と接するために、上方構造体302におけるスロット318と下方構造体304におけるスロット336とを通って進むこともできる。
【０１１９】
図32の上からの断面図で示しているように、流体、薬剤、または他の物質は、展開工具400'の腕部402'を通じて送達されてもよい。通路432'が、腕部402'を通じて延び、腕部402'の先端に開口を有することができる。展開工具400'が椎体間装置300と結合されるとき、通路432'における開口は下方構造体304の凹所320に位置決めでき、通路432'を、椎体間装置300の内部空洞と流体連通させることになる。この構成は、有利には、別の経路を導入する必要なく、既存の構成部品を通じて椎体間装置300へと物質を送達させることができる。
【０１２０】
展開工具は、具体的な部品について、任意の適切な材料から作られ得る。材料には、限定されることはないが、ステンレス鋼、外科用の鋼、刃物鋼、工具鋼、コバルトおよびその合金、ニッケルおよびその合金、クロムおよびその合金、チタニウムおよびその合金、ジルコニウムおよびその合金、アルミニウムおよびその合金、マグネシウムおよびその合金、ポリマ、エラストマ、ならびにセラミックがあり得る。セラミックは、限定されることはないが、炭化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、アルミナ、ジルコニア、炭化タングステン、他のカーバイドがあり得る。
【０１２１】
図33は、拡張式椎体間装置500の別の実施形態を示している。図33〜図38を参照すると、拡張式椎体間装置500の一部の実施形態が、上方構造体502と、下方構造体504と、ネジ機構506とを備えることができる。他の実施形態で前述したような特徴および特性の一部は、この実施形態においても存在し得る。拡張式椎体間装置500は、図37に示しているような縮小構成と、図38に示しているような拡張構成との間で変化可能とできる。一部の実施形態では、拡張式椎体間装置500は、後で記載するように、ネジ機構506と上方および下方の構造体502、504との間に配置された、ネジ機構の摩耗を防止すると共にネジ機構の作動を改善するのを助ける挿入体540も備えることができる。
【０１２２】
上方構造体502は、上面と、遠位側部512と、近位側部514と、左側部および右側部とを備え得る。1つまたは複数のスロットが、上方構造体502を貫いて延びてもよく、上面において、上方構造体502の下部と流体連通している開口を有している。1つまたは複数のスロットは、同種移植および/または脱塩骨基質(「DBM」)の包みと共になど、椎骨との椎体間装置の統合を助けるために、流体、薬剤、骨移植材料、または他の物質を受け入れるように構成され得る。遠位側部512と、近位側部514と、左側部および右側部とは、様々な高さ、長さ、厚さ、および/または曲率半径を有することができる。一部の実施形態では、上方構造体502はスロットをまったく有していなくてもよく、上面が閉じられてもよい。一部の実施形態では、上方構造体502は、埋め込み手順の間、放射線を用いて可視化を助けるために、1つまたは複数のマーカーを有してもよい。マーカーは、タンタルなど、放射線不透過物質から作ることができる。
【０１２３】
下方構造体504は、下面と、遠位側部530と、近位側部532と、左側部および右側部とを備え得る。1つまたは複数のスロットが、下方構造体504を貫いて延びてもよく、下面において、下方構造体504の上部と流体連通している開口を有している。一部の実施形態では、1つまたは複数のスロットが、上方構造体502における1つまたは複数のスロットと、それらスロットが椎体間装置500を貫いて延びるように一列に並んでもよい。1つまたは複数のスロットは、同種移植および/または脱塩骨基質(「DBM」)の包みと共になど、椎骨との椎体間装置の統合を助けるために、流体、薬剤、または他の物質を受け入れるように構成され得る。遠位側部530と、近位側部532と、左側部および右側部とは、様々な高さ、長さ、厚さ、および/または曲率半径を有することができる。一部の実施形態では、下方構造体504はスロットをまったく有していなくてもよく、下面が閉じられてもよい。一部の実施形態では、下方構造体504は、埋め込み手順の間、放射線を用いて可視化を助けるために、1つまたは複数のマーカーを有してもよい。マーカーは、タンタルなど、放射線不透過物質から作ることができる。左側部および右側部は、先に説明したように、埋め込みの間、および、縮小構成から拡張構成への装置の展開の間、展開工具と相互作用するように構成された凹所を備えてもよい。一部の実施形態では、凹所は、椎体間装置の内側空洞へと貫いて延びてもよく、後で詳述するように、流体、薬剤、または他の物質を送達するためのアクセス場所として使用できる。
【０１２４】
上方構造体502および下方構造体504、または、それらの一部は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリエチレン、フルオロポリマ、ヒドロゲル、もしくはエラストマなどのポリマ、ジルコニア、アルミナ、もしくは窒化ケイ素などのセラミック、チタニウム、チタニウム合金、コバルトクロム、もしくはステンレス鋼などの金属、炭素繊維などの複合材料、または、これらの材料の任意の組み合わせを含むがそれらに限定されない、技術的に知られている様々な材料のいずれかから作ることができる。椎体間装置500は、組み合わせで複数の材料から作られてもよい。
【０１２５】
一部の実施形態では、上方構造体502および/または下方構造体504は、多孔質材料から形成されてもよく、または、粗面を有してもよい。表面は、隣接する椎骨との骨の成長に加わるのを助けることができる小孔を含む多孔質面または粗面を形成するために、多孔質材料から形成され得る、多孔質材料で被覆され得る、または化学的にエッチングされ得る。一部の実施形態では、椎体間装置500の一部だけが、多孔質面を形成するために、多孔質材料から形成され得る、多孔質材料で被覆され得る、または、化学的にエッチングされ得る。例えば、上面および/または下面の少なくとも一部が、チタン被膜などの多孔質材料で被覆され得る。一部の実施形態では、表面多孔性は、少なくともおおよそ50ミクロンであり、おおよそ300ミクロン以下であり得る。
【０１２６】
上方構造体502および下方構造体504の遠位側部512、530は、それぞれ、図34に示しているように、弾丸形を有してもよい。遠位側部512、530の弾丸形または傾斜された形は、椎体間装置500を椎間腔へと挿入されるのを助けることができる。遠位側部512、530の上面、下面、および側面のうちの1つまたは複数は、弾丸形または傾斜された形とされ得る。
【０１２７】
上方構造体502および下方構造体504の近位側部514、532は、それぞれ、図35に示しているように、ネジ機構506を受け入れるネジ開口522を有してもよい。ネジ開口522の外面は傾斜面524を有してもよい。傾斜面524は、ネジ開口522が、中に向かっての開口より、遠位側または近位側の表面においてより大きくなるように、表面に向かって外向きに広がってもよい。挿入体540は傾斜面524に備え付けできる。傾斜面524の角度および形は、挿入体540の表面と合致し得る。
【０１２８】
図35を参照すると、ネジ機構506は、他の実施形態で前述したように、近位区分550と、遠位区分552と、結合体580とを備えてもよい。近位区分550は、結合体580においてネジ山に係合するように構成されたネジ付き部を備えてもよい。近位区分550の近位端は、近位区分550を回転または駆動するための駆動工具を受け入れるように適合された駆動作用面を含む頭部を備えてもよい。頭部の遠位を向く側は、挿入体540に対して滑動して押し付けるように構成された傾斜面564を有してもよい。例えば、傾斜面564は、挿入体540に対して機能的に滑動して押し付けるのに十分な滑らかさのある先細りの円筒形とされた面(つまり、図35に示されているような円錐台形)であり得る。
【０１２９】
遠位区分552は、頭部と、結合体580と結合するように構成されたネジ付き部とを備えてもよい。遠位区分552は、近位区分550の孔と滑動可能に結合するように構成されている、長手軸に沿って近位へと延びる軸材も備え得る。前述のように、軸材および孔は、近位区分550が回転されるとき、遠位区分552も一体として回転するように、キーで止められてもよい。遠位区分552の頭部の遠位を向く側は、挿入体540に対して滑動するように構成された傾斜面572を有してもよい。
【０１３０】
使用中、駆動作用面はネジ機構506を圧縮するために作動でき、ネジ機構506は、挿入体540と係合して、縮小構成から拡張構成へと上方および下方の構造体502、504を互いから離すように移動させる。必要により、駆動作用面は、椎体間装置500を拡張構成から縮小構成へと戻すように変化させるために、反対方向で作動されてもよい。これは、拡張式椎体間装置500が間違った場所で拡張され、移動または再位置決めの前に縮小させる必要がある場合に、拡張式椎体間装置500を、別の場所へと移動させる、または、再位置決めさせることができる。
【０１３１】
図36A〜図36Dは、挿入体540の実施形態の拡大図を示している。挿入体540は、第1の区分542と第2の区分544とを有し得る。一部の実施形態では、2つの区分542、544は、異なる形または構成を有する。例えば、第1の区分542は、概して斜めの円筒により楔状となっている第1の面546を有してもよく、第2の区分544は、概して円錐台形を有する第2の面548を有してもよい。斜めの円筒は、円筒が傾けられる、または、角度の付けられるように、円筒の端と平行であるがその端に対して垂直でない基部(つまり、端面)を有している。楔は、図36Bに示しているように、円筒の基部と交差する平面で断片を切ることで、斜めの円筒から切り取られる。第1の面546の放射範囲は、近位-遠位方向に沿って一定であり、一方、第2の面548の放射範囲は、近位-遠位方向に沿って変化している。
【０１３２】
第1および第2の面の異なる形および構成が、作動中、ネジ機構と相互作用するための異なる利点を有し得る。例えば、第1の面546は、ネジ機構506の円錐台の形とされた近位区分550および遠位区分552との2つの線の接触を提供できる。第1の線の接触は、円錐台の形とされた傾斜面564、572の最も大きい縁と第1の面546の湾曲面との間の接合を表している円弧であり得る。第2の線の接触は、近位-遠位方向において概して直線とでき、円錐台の形とされた傾斜面564、572の側面と第1の面546との間の接合を表す。第2の線の接触は第1の線の接触と垂直であってもよく、挿入体540を2つに分けることができる。2つの線の接触は、ネジ機構506と第1の面546との間に十分な荷重支持を提供できる一方、椎体間装置500が縮小構成から拡張構成へと移動される間に有利に最小限の摩擦を提供する。第2の面548は、ネジ機構506の円錐台の形とされた近位区分550および遠位区分552とに相補的である形を有してもよい。椎体間装置500が拡張構成に近づくとき、第2の面548の実質的な部分が、近位区分550および遠位区分552と接触できる。広い接触面積は、隣接する椎骨のための向上された荷重支持を有利に提供し、椎体間装置500の向上された信頼性をもたらす。また、挿入体540は、ネジ機構から上方構造体502および下方構造体504へと力を分布させるのを助けるために、上方および下方の構造体とのより広い接触面積を提供することを助けることもできる。
【０１３３】
図36A〜図36Dを引き続き参照すると、挿入体540は、第2の区分544に切り欠き545を有してもよい。切り欠き545は、椎体間装置500が縮小構成にあるとき、近位区分550のネジ付き軸材とネジ機構506の遠位区分552とのために隙間を提供できる。
【０１３４】
一部の実施形態では、挿入体540は、上方構造体502および下方構造体504に固定される。挿入体540は、例えば、接着剤、フック、留め具、プラスチック溶接、締り嵌めなど、任意の機能的な結合体によって固定されてもよい。例えば、傾斜面524は下えぐり部を有してもよい。下えぐり部は、好ましくは、装置の構造的強度を維持するために、傾斜面524のより広い部分の近くに位置決めされる。挿入体は、挿入体を上方および下方の構造体に固定するために、傾斜面における下えぐり部内へと曲げることができるタブを有してもよい。
【０１３５】
他の例では、傾斜面は、挿入体における空洞または開口と係合するように構成された1つまたは複数の突起または突出を有してもよい。突起および空洞/開口は、挿入体が上方および下方の構造体に固定されるように、締り嵌めを有してもよい。さらに別の実施形態では、挿入体は、上方および下方の構造体の骨移植窓を通じて延びるように構成されるタブを有してもよい。タブが傾斜面において所定位置にあると、挿入体を上方および下方の構造体へと固定するために、タブの先端が曲げられ得る。
【０１３６】
一部の実施形態では、挿入体は、上方および下方の構造体の遠位側から近位側へと延びる細長い構造体である。下方構造体は、両方の傾斜面のための単一の挿入体を有してもよく、上方構造体は、両方の傾斜面のための単一の挿入体を有してもよい。これらの細長い挿入体は、傾斜面以外の場所における上方または下方の構造体の部分と結合するように構成されるタブを有してもよい。例えば、タブは、挿入体の中間におおよそ位置付けられ、上方および下方の構造体の中間に向かう開口と結合するように構成されてもよい。
【０１３７】
挿入体または挿入体の一部は、ステンレス鋼、チタニウムおよびチタニウム合金、コバルトクロムがあるがそれらに限定されない金属の他に、外科的な等級のプラスチック、プラスチック複合材、炭素繊維、セラミック、骨、または他の適切な材料など、ヒトの脊椎に埋め込むのに適した任意の生体適合性材料から製作できる。挿入体は、摩耗粒子の生成を最小限にするために、ネジ機構と同じ材料または同様の材料から作られ得る。
【０１３８】
図37および図38を参照すると、ネジ機構は、椎体間装置500を縮小構成から拡張構成へと変化させるために、長さにおいて変化できる。図37に示した縮小構成では、ネジ機構は第1の長さを有している。ネジ機構の近位区分550が第1の方向で回転されるにつれて、近位区分550および遠位区分552は、結合体580へと捩じ込まれ、ネジ機構の長さは、図38に示した拡張構成におけるより短い第2の長さへと縮む。必要により、第1の方向と反対の第2の方向への近位区分550の逆回転によって、ネジ機構は、縮小構成に到達するように長さにおいて伸ばされてもよい。
【０１３９】
引き続き図37および図38を参照すると、近位区分550の傾斜面は、上方構造体502および下方構造体504の挿入体540と接触できる。遠位区分552の傾斜面572は、上方構造体502および下方構造体504の挿入体540と係合できる。図37の縮小構成を参照すると、近位区分550が第1の方向で回転されるとき、位区分550および遠位区分552は、先に説明したように、互いに向かって移動できる。これが起こるとき、傾斜面564および572は、上方構造体502および下方構造体504の挿入体540の第1の面546に押し付くことができ、上方構造体502と下方構造体504とを分離させることができる。上方構造体502と下方構造体504との間の距離は、図38に示したように、拡張構成へと増大できる。一部の実施形態では、椎体間装置500が完全な拡張構成に到達するとき、傾斜面564および572は、上方構造体502および下方構造体504の挿入体540の第2の面548に接触でき、さらなる荷重の支持を提供できる。
【０１４０】
ネジ機構506またはネジ機構506の一部は、ステンレス鋼、チタニウムおよびチタニウム合金、コバルトクロムがあるがそれらに限定されない金属の他に、外科的な等級のプラスチック、プラスチック複合材、セラミック、骨、または他の適切な材料など、ヒトの脊椎に埋め込むのに適した任意の生体適合性材料から製作できる。一部の実施形態では、近位区分550および遠位区分552は、隣接する椎体との骨の成長に加わる多孔質材料から形成されてもよい。一部の実施形態では、ネジ機構506は、チタン被膜など、多孔質材料で被覆される粗面を備えてもよく、または、材料は、隣接する椎骨との骨の成長に加わる小孔を形成するために化学的にエッチングされてもよい。一部の実施形態では、埋め込みの後に生来の生体構造に曝される可能性のある近位区分550の頭部および遠位区分552の頭部など、ネジ機構506の一部だけが、多孔質面を形成するために、多孔質材料から形成され得る、多孔質材料で被覆され得る、または、化学的にエッチングされ得る。一部の実施形態では、表面多孔性は、50ミクロンから300ミクロンの間であり得る。
【０１４１】
椎体間装置および展開工具の大きさは、具体的な骨を処置するのに適切である。より小さい装置がより小さい椎骨のために使用でき、より大きい装置がより大きい椎骨のために使用できる。また、装置は、椎骨以外の骨に、ならびに、ヒトおよびヒト以外についての骨に、使用できる。
【０１４２】
椎体間装置300を埋め込む方法は、椎体間装置300を展開工具400に結合することを含む。展開工具400は、腕部402を凹所320に留め付けるために並進機構412を操作することで、椎体間装置300と係合できる。切開10が、椎間腔20におけるインプラント部位へのアクセスを可能にするために、患者に作られ得る。切開は、装置を後方向、横方向、または前方向から埋め込むために作られ得る。切開は最小限の侵襲的な手順のために小さくできる、または、より大きい切開が観血手術のために使用できる。一部の状況では、2つの隣接する椎骨30は、椎間腔20を開けるために逸らされ得る。一部の構成では、拡張式椎体間装置300は、埋め込み手順の間、椎骨を少なくとも一部逸らすために使用されてもよい。
【０１４３】
使用者は、椎体間装置300を椎間腔20に埋め込むために、展開工具400の把持部408を握ることができる。椎体間装置300が隣接する椎骨同士の間に位置決めされると、作動装置420は、駆動部426を回し、ネジ機構306と係合するために回転され得る。ネジ機構306は、上方構造体302および下方構造体304を第1の距離から第2の距離へと拡張するために、近位の円錐台形面364が上方の近位傾斜面および下方の近位傾斜面と係合し、遠位の円錐台形面372が上方の遠位傾斜面および下方の遠位傾斜面と係合するように、第1の長さから第2の長さへと長さを変化させる。
【０１４４】
一部の実施形態では、流体、薬剤、骨移植物質、同種移植、および/または脱塩骨基質(DBM)などの物質が、椎体間装置300の内部空洞へと送達されてもよい。物質は、導管430を通じて、ネジ機構306の近位区分350へと、または、展開工具の腕部402を通じて、送達されてもよい。他の実施形態では、物質は、椎体間装置300の空洞に到達するために、他の経路を通って送達されてもよい。
【０１４５】
椎体間装置300を解除するために、並進機構412が回転される。並進機構412の回転動作は、ネジ連結を介して、腕部402から離れる直線動作として、鞘体410へと伝達される。腕部402同士は、椎体間装置300を解除し、患者からの展開工具400の取り外しを可能にするために、離れるように移動できる。
【０１４６】
一部の構成では、2つ以上の拡張式椎体間装置300が、患者の隣接する椎骨同士の間に埋め込まれ得る。このような実施形態では、複数の拡張式椎体間装置300が、並んだ構成で、または、任意の他の適切な構成で置かれ、それによって追加的な支持を作り出すことができる。
【０１４７】
展開工具400の一部の実施形態では、並進機構412および/または作動装置420の移動は、ヒトの手によってなど、ヒトによって加えられる手動の力によって生じさせられてもよく、または、代替で、モータ、空気圧、油圧、バネ、および/または磁石で供給または捕捉されてもよい。工具の一部の実施形態は、工具を作動するための絞り式の把持部を備えてもよい。工具の他の実施形態は、複合梃子、ラチェット、および/または多段の閉止を備える閉止機構を備えてもよい。
【０１４８】
特定の実施形態、特徴、および例が本明細書で開示されてきたが、本開示で図示および記載した方法および装置の多くの態様が、なおもさらなる実施形態を形成するために、異なって組み合わせられてもよい、および/または、異なって変形されてもよい。例えば、先に図示および記載した装置のいずれかのある構成部品は、本開示の精神から逸脱することなく、単独で、または、他の構成部品と使用されてもよい。また、本明細書に記載した方法は、異なる流れで、および/または、追加の装置と共に、望むように実施されてもよい。前述の方法および装置のこのような代替の実施形態および/または使用と、それらの変形および等価物とは、本開示の範囲内に含まれるように意図されている。したがって、本開示の範囲が、前述の具体的な実施形態によって限定されるべきでなく、後に続く特許請求の範囲の公正な解釈だけによって決定されるべきことが、意図されている。
【符号の説明】
【０１４９】
10  切開
20  椎間腔
30  椎骨
100  拡張式椎体間装置
102  外側構造体
104  内側構造体
106  ネジ機構
108  上面
110  下面
112  前側部
114  後側部
116  左側部、右側部
118  中心開口
120  開口、スロット、溝
122  スロット
124  斜面部、湾曲部
126  上面
128  下面
130  前側部
132  後側部
134  左側部、右側部
136  中心開口
138  近位ネジ付き穴
140  遠位ネジ付き穴
142  突起、歯
150  近位区分
152  遠位区分
154  軸材
156  内部孔
158  雄ネジ山部
160  近位円形頭部
162  円筒係合部
164  球状面
166  遠位円形頭部
168  雄ネジ山部
170  キー付き軸材
172  球状面
200  拡張式椎体間装置
202  外側構造体
204  内側構造体
204a  内側部
204b  下方フランジ部
206  ネジ機構
208  上面
210  下面
212  前側部
214  後側部
216  左側部、右側部
218  中心開口
220  開口、スロット、溝
222  穴
223  スロット
224  傾斜部
226  上面
228  下面
230a  前側部
230b  前側部
232a  後側部
232b  後側部
234a  左側部、右側部
234b  左側部、右側部
236  中心開口
238  ネジ付き穴
240  ネジ付き穴
242  突起、歯
250  近位区分
252  遠位区分
254  軸材
258  近位ネジ山、雄ネジ山部
260  開口、頭部
264  近位斜面部品
268  遠位ネジ山、雄ネジ山部
272  遠位斜面部品
300  拡張式椎体間装置
302  上方構造体
304  下方構造体
306  ネジ機構
308  上面
312  遠位側部
314  近位側部
316  左側部、右側部
318  スロット
319  マーカー
320  凹所
322  ネジ開口
324  傾斜面、斜面部
328  下面
330  遠位側部
332  近位側部
334  左側部、右側部
336  スロット
337  マーカー
342  突起、歯
350  近位区分
352  遠位区分
356  孔
358  ネジ付き部
359  注入穴
360  頭部
361  駆動作用面
364  傾斜面、円錐台形面
366  頭部
368  ネジ付き部
370  軸材
372  傾斜面、円錐台形面
380  結合体
382  近位穴
384  遠位穴
386  突起
388  開口
390  開口
400  展開工具
400'  展開工具
401  遠位側
402  腕部
402'  腕部
403  近位側
404  突起
406  軸材
408  把持部
410  鞘体
412  並進機構
414  ネジ山
420  作動装置
422  軸材
424  ノブ
426  駆動部
430  導管
432  送達通路
432'  通路
500  拡張式椎体間装置
502  上方構造体
504  下方構造体
506  ネジ機構
512  遠位側部
514  近位側部
522  ネジ開口
524  傾斜面
530  遠位側部
532  近位側部
540  挿入体
542  第1の区分
544  第2の区分
545  切り欠き
546  第1の面
548  第2の面
550  近位区分
552  遠位区分
564  傾斜面
572  傾斜面
580  結合体
H1  高さ
H2  高さ
H3  高さ
H4  高さ
H5  距離
H6  距離
L1  長さ
L2  長さ
L3  長さ
L4  長さ
L5  長さ
L6  長さ
【図１】
2019055288.tif 000003
【図２】
2019055288.tif 000004
【図３】
2019055288.tif 000005
【図４】
2019055288.tif 000006
【図５】
2019055288.tif 000007
【図６】
2019055288.tif 000008
【図７】
2019055288.tif 000009
【図８】
2019055288.tif 000010
【図９】
2019055288.tif 000011
【図１０】
2019055288.tif 000012
【図１１】
2019055288.tif 000013
【図１２】
2019055288.tif 000014
【図１３】
2019055288.tif 000015
【図１４】
2019055288.tif 000016
【図１５】
2019055288.tif 000017
【図１６】
2019055288.tif 000018
【図１７】
2019055288.tif 000019
【図１８】
2019055288.tif 000020
【図１９】
2019055288.tif 000021
【図２０】
2019055288.tif 000022
【図２１】
2019055288.tif 000023
【図２２】
2019055288.tif 000024
【図２３】
2019055288.tif 000025
【図２４】
2019055288.tif 000026
【図２５Ａ】
2019055288.tif 000027
【図２５Ｂ】
2019055288.tif 000028
【図２６】
2019055288.tif 000029
【図２７】
2019055288.tif 000030
【図２８】
2019055288.tif 000031
【図２９】
2019055288.tif 000032
【図３０】
2019055288.tif 000033
【図３１】
2019055288.tif 000034
【図３２】
2019055288.tif 000035
【図３３】
2019055288.tif 000036
【図３４】
2019055288.tif 000037
【図３５】
2019055288.tif 000038
【図３６Ａ】
2019055288.tif 000039
【図３６Ｂ】
2019055288.tif 000040
【図３６Ｃ】
2019055288.tif 000041
【図３６Ｄ】
2019055288.tif 000042
【図３７】
2019055288.tif 000043
【図３８】
2019055288.tif 000044
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月17日(2019.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する椎骨同士の間に置くための拡張式椎体間装置であって、
上方近位傾斜面および上方遠位傾斜面を備える上方構造体と、
下方近位傾斜面および下方遠位傾斜面を備え、前記上方構造体と滑動可能に結合するように構成される下方構造体と、
前記上方構造体と前記下方構造体との間にあるネジ機構であって、
近位円錐台形面を備える近位区分、
遠位円錐台形面を備える遠位区分、ならびに、
前記近位区分と係合するように構成される近位側部、および、前記遠位区分と係合するように構成される遠位側部を備える結合体を備え、
前記遠位区分の一部および前記近位区分の一部が互いに滑動可能に係合し、それによって前記近位区分および前記遠位区分が、前記ネジ機構の長さを第1の長さから第2の長さへと変化させるために、一体として回転する、ネジ機構と
を備え、
前記上方構造体および前記下方構造体を第1の距離から第2の距離へと移動するために、前記近位円錐台形面が、前記上方近位傾斜面および前記下方近位傾斜面に力を与えるように構成され、前記遠位円錐台形面が、前記上方遠位傾斜面および前記下方遠位傾斜面に力を与えるように構成される、拡張式椎体間装置。
【請求項２】
前記結合体が、前記近位区分および前記遠位区分が回転されるとき、前記結合体が回転するのを防止するために、前記上方構造体および/または前記下方構造体に係合するように構成される少なくとも1つの回転防止特徴部をさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記近位区分が、前記結合体における近位ネジ付き穴と係合するように構成される第1の方向で巻回される第1のネジ山を備え、前記遠位区分が、前記結合体における遠位ネジ付き穴と係合するように構成される、前記第1の方向と反対の第2の方向で巻回される第2のネジ山を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
前記ネジ機構が作動されるとき、前記拡張式椎体間装置の近位端が前記拡張式椎体間装置の遠位端と同じ速さで高さを変化させるように、前記第1のネジ山および前記第2のネジ山が同じピッチを有する、請求項3に記載の装置。
【請求項５】
前記ネジ機構が作動されるとき、前記拡張式椎体間装置の近位端が前記拡張式椎体間装置の遠位端と異なる速さで高さを変化させるように、前記第1のネジ山および前記第2のネジ山が異なるピッチを有する、請求項3に記載の装置。
【請求項６】
前記上方構造体および/または前記下方構造体が、複数の突起または歯をさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項７】
前記上方構造体および/または前記下方構造体が、多孔質面または粗面を含む椎骨係合面を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項８】
前記椎骨係合面がチタン被膜を備える、請求項7に記載の装置。
【請求項９】
前記近位区分が、前記拡張式椎体間装置の駆動作用面および内部空洞と流体連通する少なくとも1つの穴を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項１０】
展開工具と結合するように構成され、前記拡張式椎体間装置の内部空洞と流体連通する穴を備える少なくとも1つの凹所をさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項１１】
前記遠位区分が、前記近位区分においての合致するキー付き孔と滑動可能に係合するように構成されるキー付き軸材を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項１２】
前記近位円錐台形面と前記上方近位傾斜面との間、前記近位円錐台形面と前記下方近位傾斜面との間、前記遠位円錐台形面と前記上方遠位傾斜面との間、および前記遠位円錐台形面と前記下方遠位傾斜面との間のうちの1つまたは複数に配置される1つまたは複数の挿入体をさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項１３】
前記上方構造体の遠位部分と前記下方構造体の遠位部分とが弾丸形を有する、請求項1に記載の装置。
【請求項１４】
隣接する椎骨同士の間に置くための拡張式椎体間装置であって、
上方構造体と、
前記上方構造体と滑動可能に結合するように構成される下方構造体と、
前記上方構造体と前記下方構造体との間にあるネジ機構であって、近位区分および遠位区分を備えるネジ機構と
を備え、
前記遠位区分の一部および前記近位区分の一部が互いに滑動可能に係合し、それによって前記近位区分および前記遠位区分が、前記ネジ機構の長さを第1の長さから第2の長さへと変化させるために、一体として回転し、
前記ネジ機構の前記長さにおける前記変化が、流体、薬剤、骨移植材料、同種移植片、および脱塩骨基質のうちの1つまたは複数によって充填される室を形成するために、前記上方構造体と前記下方構造体との間の距離を第1の距離から第2の距離へと変化させる、拡張式椎体間装置。
【請求項１５】
脊椎安定化を実施するためのキットであって、
隣接する椎骨同士の間に置くための請求項１〜１４のいずれか１項に記載の拡張式椎体間装置であって、拡張構成において室を備える拡張式椎体間装置と、
隣接する椎骨同士の間に前記拡張式椎体間装置を送達するための展開工具であって、前記拡張式椎体間装置に解除可能に取り付け可能である遠位部分、および、外科的切開の外側に延びるように構成される近位部分を備える展開工具と
を備え、
前記近位部分が、前記展開工具を通じて延びる通路への開口を備え、前記展開工具の前記遠位部分と流体連通し、前記通路が、前記外科的切開の外側から前記拡張式椎体間装置の前記室へと物質を移送することができる、キット。
【請求項１６】
前記拡張式椎体間装置の近位区分が、前記室と流体連通する少なくとも1つの穴を備える、請求項15に記載のキット。
【請求項１７】
前記拡張式椎体間装置が、前記室と流体連通する孔を含む少なくとも1つの凹所をさらに備える、請求項15に記載のキット。
【請求項１８】
前記展開工具が、前記少なくとも1つの凹所に取り付けるように構成される腕部を備え、さらに、前記少なくとも1つの凹所を通じて前記拡張式椎体間装置の前記室へと物質を送達するために、前記腕部の先端へと延びる1つまたは複数の通路を備える、請求項17に記載のキット。
【外国語明細書】
2019055288000001.pdf