(57)【要約】隣接する椎骨間に挿入するためのプロテーゼディスクは、上側曲面および下側曲面を有するコア、ならびに上側プレートおよび下側プレートを備える。このコアの少なくとも一方の曲面は金属性であり、そしていくつかの実施形態において、このコア全体は金属性である。各々のプレートは、椎骨と係合する外面、およびこのコアの曲面の一方の上をスライドするように形作られる金属性の内側曲面を備える。いくつかの実施形態において、コアの回転中心は上側金属プレートおよび下側金属プレートに対して自由に動作する。いくつかの実施形態において、１つ以上のチャネルは、体液を通じさせてコアと少なくとも一方のプレートとの間の潤滑を促進することを可能にするため、コアの曲面の一方または両方を横切って延びる。
2008508035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する椎骨間に挿入するためのプロテーゼディスクであって、該プロテーゼディスクは：
上側曲面および下側曲面を有するコアであって、該曲面の少なくとも１つは金属を含む、コア；ならびに
上側プレートおよび下側プレートであって、各々のプレートは、椎骨と係合する外面、および該コアの該曲面のうちの一方の上をスライドするような形状にされる金属性の内側曲面を有する、上側プレートおよび下側プレート
を備え、ここで該コアの回転中心は、該上側金属プレートおよび下側金属プレートに対して自由に動作する、プロテーゼディスク。
【請求項２】
前記プレートが、コバルトクロムモリブデン、チタンおよびステンレス鋼からなる群より選択される、少なくとも１つの金属を含む、請求項１に記載のプロテーゼディスク。
【請求項３】
各々のプレートがＭＲＩ適合性物質を含み、該プレートが、内面を形成する硬化物質と合わせられる、請求項２に記載のプロテーゼディスク。
【請求項４】
前記ＭＲＩ適合性物質がチタンを含み、前記硬化物質がコバルトクロムモリブデンを含む、請求項３に記載のプロテーゼディスク。
【請求項５】
前記ＭＲＩ適合性物質がチタンを含み、前記硬化物質が窒化チタンをを含む、請求項３に記載のプロテーゼディスク
【請求項６】
請求項３に記載のプロテーゼディスクであって、ここで前記ＭＲＩ適合性物質と前記硬化物質とが、一方の物質を他方に取り付けるため、溶接、ラミネーション、滑り嵌め、締り嵌め、接着および加熱冷却からなる群より選択されるプロセスを使用して一緒に合わせられる、プロテーゼディスク。
【請求項７】
前記コアの少なくとも一方の曲面が、コバルトクロムモリブデン、チタンおよびステンレス鋼からなる群より選択される少なくとも１つの金属を含む、請求項１に記載のプロテーゼディスク。
【請求項８】
前記コア全体が金属である、請求項７に記載のプロテーゼディスク。
【請求項９】
前記コアおよび前記プレートの両方が同じ金属を含む、請求項８に記載のプロテーゼディスク。
【請求項１０】
前記コアの前記曲面の各々は金属から構成され、そして該曲面の間の該コアの一部はセラミックを含む、請求項７に記載のプロテーゼディスク。
【請求項１１】
前記コアの前記曲面の各々は金属から構成され，そして該曲面の間の該コアの一部はポリマーを含む、請求項７に記載のプロテーゼディスク。
【請求項１２】
前記コアは対面する２つの凸状の低摩擦表面を備え、該低摩擦表面は前記上側プレートの内側曲面および前記下側プレートの内側曲面とスライド可能に係合する、請求項１に記載のプロテーゼディスク。
【請求項１３】
前記曲面の少なくとも一方は球面状である、請求項１のプロテーゼディスク。
【請求項１４】
両方の曲面が球面状である、請求項１３に記載のプロテーゼディスク。
【請求項１５】
前記コアと前記プレートの少なくとも一方のプレートとの間の潤滑を促進するための体液の通過を可能にするため、該コアの前記上側曲面および前記下側曲面のうちの少なくとも一方の上に、少なくとも１つの表面チャネルをさらに備える、請求項１に記載のプロテーゼディスク。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの表面チャネルが螺旋状のチャネルを含む、請求項１５に記載のプロテーゼディスク。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの表面チャネルが２つの垂直チャネルを含む、請求項１５に記載のプロテーゼディスク。
【請求項１８】
前記コアの上側表面および下側表面の各々が少なくとも１つの表面チャネルを備える、請求項１５に記載のプロテーゼディスク。
【請求項１９】
前記プレートの少なくとも一方の内側曲面上に少なくとも１つの表面チャネルをさらに備える、請求項１〜１５に記載のプロテーゼディスク。
【請求項２０】
前記プレートの内側曲面の各々が少なくとも１つの表面チャネルを備える、請求項１９に記載のプロテーゼディスク。
【請求項２１】
請求項１に記載のプロテーゼディスクであって、ここで前記コアの上側曲面および下側曲面のうちの少なくとも一方は、該コアと、前記上側プレートおよび前記下側プレートのうちの少なくとも一方とを、それらの上の相補的なネジ山を介して可動性に合わせるためのネジ山を備える、プロテーゼディスク。
【請求項２２】
請求項１に記載のプロテーゼディスクであって、前記上側プレート、前記下側プレート、および前記コアのうちの少なくとも１つにおいて、該コア上での該プレートのスライド動作の間に該プレートの少なくとも一方の曲面に対して該コアを保持するために、制限構造をさらに備える、プロテーゼディスク。
【請求項２３】
前記制限構造が周縁の制限構造を含む、請求項２２に記載のプロテーゼディスク。
【請求項２４】
前記制限構造内での前記コアの動作が拘束されない、請求項２３に記載のプロテーゼディスク。
【請求項２５】
前記周縁の制限構造が、前記コア上での前記プレートのスライド動作の間に該プレートの相対的な傾きを制限するための停止構造を規定する、請求項２３に記載のプロテーゼディスク。
【請求項２６】
前記周縁の制限構造が、前記コア上での前記プレートのスライド動作の間に該プレートの軸方向の回転を制限するための停止構造を規定する、請求項２３に記載のプロテーゼディスク。
【請求項２７】
前記周縁の制限構造が、前記コア上での前記プレートのスライド動作の間に該コアの一方の側と係合して該コアの反対側を浮かせる、請求項２３に記載のプロテーゼディスク。
【請求項２８】
請求項２３に記載のプロテーゼディスクであって、前記周縁の制限構造は：
前記コアの周縁の少なくとも一部の上に延びる、環状構造；
前記上側プレートおよび前記下側プレートの一方の上のリング構造であって、該リング構造が該環状構造と係合し、そして保持する、リング構造；
を備える、プロテーゼディスク。
【請求項２９】
前記リング構造は突出部を規定するフランジを備え、そして前記コア上の前記環状構造のうちの少なくとも一部は該突出部の中へと延びて該コアと該フランジとの締り嵌めを提供する、請求項２８に記載のプロテーゼディスク。
【請求項３０】
前記環状構造が、前記コアの側面外周の周りに連続して延びるリムを備え、該リムは前記フランジの内側の縁の幅よりも少なくともいくつかの位置でより大きな幅を有して前記締り嵌めを提供する、請求項２９に記載のプロテーゼディスク。
【請求項３１】
請求項２３に記載のプロテーゼディスクであって、前記周縁の制限構造は：
前記コアの周縁の少なくとも一部の上に延びる環状構造；および
前記上側プレートおよび前記下側プレートのうちの一方におけるリング構造
を備え、ここで該環状構造は、直径が該リング構造を通り抜けるように寸法決められ、そして隣接する椎骨を介して該プロテーゼディスクに対してかけられる力に起因して、該コアは該リング構造内に維持される、プロテーゼディスク。
【請求項３２】
請求項２３に記載のプロテーゼディスクであって、前記周縁の制限構造は、
前記コアの側面の端の周りの、溝、および
前記上側プレートおよび前記下側プレートのうちの少なくとも一方におけるリング構造であって、該溝と係合するリップを有する、リング構造
を備える、プロテーゼディスク。
【請求項３３】
前記リップは前記溝の中へと延びて前記リング構造と前記コアとの間に締り嵌めを形成する、請求項３２に記載のプロテーゼディスク。
【請求項３４】
前記上側プレートの外面および前記下側プレートの外面は、前記椎骨への該外面の取り付けを促進するために、少なくとも１つの表面形状を有する、請求項１に記載のプロテーゼディスク。
【請求項３５】
前記少なくとも１つの表面形状が前記外面に沿って配置された複数の鋸歯を含む、請求項３４に記載のプロテーゼディスク。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの表面形状が表面コーティングをさらに含む、請求項３５に記載のプロテーゼディスク。
【請求項３７】
前記表面コーティングがプラズマスプレーされたチタンを含む、請求項３６に記載のプロテーゼディスク。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの表面形状が酸化アルミニウムブラスチングにより形成される複数の凹面をさらに含む、請求項３５に記載のプロテーゼディスク。
【請求項３９】
前記少なくとも１つの表面形状が前記外面の各々の上に配置される少なくとも１つのフィンをさらに含む、請求項３５に記載のプロテーゼディスク。
【請求項４０】
隣接する椎骨間に挿入するためのプロテーゼディスクであって、該プロテーゼディスクは：
上側曲面および下側曲面を有するコアであって、ここで少なくとも一方の該曲面は金属を含み、そして該曲面の各々は、体液を通過させて該コアと該プレートとの間の潤滑を促進させるために、少なくとも１つの表面チャネルを備える、コア；ならびに
上側プレートおよび下側プレートであって、各々のプレートは椎骨と係合する外面と、該コアの該曲面のうちの一方の上をスライドするように形作られる金属の内側曲面とを備える、上側プレートおよび下側プレート
を備える、プロテーゼディスク。
【請求項４１】
前記プレートは、コバルトクロムモリブデン、チタンおよびステンレス鋼からなる群より選択される少なくとも１つの金属を含む、請求項４０に記載のプロテーゼディスク。
【請求項４２】
各々のプレートがＭＲＩ適合性物質を含み、前記内面を形成する硬化物質と合わせられる、請求項４１に記載のプロテーゼディスク。
【請求項４３】
前記ＭＲＩ適合性物質がチタンを含み、そして前記硬化物質がコバルトクロムモリブデンを含む、請求項４２に記載のプロテーゼディスク。
【請求項４４】
前記ＭＲＩ適合性物質がチタンを含み、そして前記硬化物質が窒化チタンを含む、請求項４２に記載のプロテーゼディスク。
【請求項４５】
請求項４２に記載のプロテーゼディスクであって、ここで前記ＭＲＩ適合性物質と前記硬化物質とが、一方の物質を他方に取り付けるため、溶接、ラミネーション、滑り嵌め、締り嵌め、接着および加熱冷却からなる群より選択されるプロセスを使用して一緒に合わせられる、プロテーゼディスク。
【請求項４６】
前記コアの少なくとも一方の曲面が、コバルトクロムモリブデン、チタンおよびステンレス鋼からなる群より選択される少なくとも１つの金属を含む、請求項４０に記載のプロテーゼディスク。
【請求項４７】
前記コア全体が金属である、請求項４６に記載のプロテーゼディスク。
【請求項４８】
前記コアおよび前記プレートの両方が同じ金属を含む、請求項４７に記載のプロテーゼディスク。
【請求項４９】
前記コアの前記曲面の各々は金属から構成され、そして該曲面の間の該コアの一部はセラミックを含む、請求項４６に記載のプロテーゼディスク。
【請求項５０】
前記コアの前記曲面の各々は金属から構成され，そして該曲面の間の該コアの一部はポリマーを含む、請求項４６に記載のプロテーゼディスク。
【請求項５１】
前記曲面の少なくとも一方は球面状である、請求項４０のプロテーゼディスク。
【請求項５２】
前記曲面の両方が球面状である、請求項５１に記載のプロテーゼディスク。
【請求項５３】
各々の曲面における前記少なくとも１つの表面チャネルが螺旋状のチャネルを含む、請求項４０に記載のプロテーゼディスク。
【請求項５４】
各々の曲面における前記少なくとも１つの表面チャネルが２つの垂直チャネルを含む、請求項４０に記載のプロテーゼディスク。
【請求項５５】
前記プレートの少なくとも一方の内側曲面上に少なくとも１つの表面チャネルをさらに備える、請求項４０に記載のプロテーゼディスク。
【請求項５６】
前記プレートの内側曲面の各々が少なくとも１つの表面チャネルを備える、請求項５５に記載のプロテーゼディスク。
【請求項５７】
請求項４０に記載のプロテーゼディスクであって、ここで前記コアの上側曲面および下側曲面のうちの少なくとも一方は、該コアと、前記上側プレートおよび前記下側プレートのうちの少なくとも一方とを、それらの上の相補的なネジ山を介して可動性に合わせるためのネジ山を備える、プロテーゼディスク。
【請求項５８】
請求項４０に記載のプロテーゼディスクであって、前記上側プレート、前記下側プレート、および前記コアのうちの少なくとも１つにおいて、該コア上での該プレートのスライド動作の間に該プレートの少なくとも一方の曲面に対して該コアを保持するために、制限構造をさらに備える、プロテーゼディスク。
【請求項５９】
前記制限構造が周縁の制限構造を含む、請求項５８に記載のプロテーゼディスク。
【請求項６０】
前記制限構造内での前記コアの動作が拘束されない、請求項５９に記載のプロテーゼディスク。
【請求項６１】
前記周縁の制限構造が、前記コア上での前記プレートのスライド動作の間に該プレートの相対的な傾きを制限するための停止構造を規定する、請求項５９に記載のプロテーゼディスク。
【請求項６２】
前記周縁の制限構造が、前記コア上での前記プレートのスライド動作の間に該プレートの軸方向の回転を制限するための停止構造を規定する、請求項５９に記載のプロテーゼディスク。
【請求項６３】
前記周縁の制限構造が、前記コア上での前記プレートのスライド動作の間に該コアの一方の側と係合して該コアの反対側を浮かせる、請求項５９に記載のプロテーゼディスク。
【請求項６４】
請求項５９に記載のプロテーゼディスクであって、前記周縁の制限構造は：
前記コアの周縁の少なくとも一部の上に延びる、環状構造；
前記上側プレートおよび前記下側プレートの一方の上のリング構造であって、該リング構造が該環状構造と係合し、そして保持する、リング構造；
を備える、プロテーゼディスク。
【請求項６５】
前記リング構造は突出部を規定するフランジを備え、そして前記コア上の前記環状構造のうちの少なくとも一部は該突出部の中へと延びて該コアと該フランジとの締り嵌めを提供する、請求項６４に記載のプロテーゼディスク。
【請求項６６】
前記環状構造が、前記コアの側面外周の周りに連続して延びるリムを備え、該リムは前記フランジの内側の縁の幅よりも少なくともいくつかの位置でより大きな幅を有して前記締り嵌めを提供する、請求項６５に記載のプロテーゼディスク。
【請求項６７】
請求項５９に記載のプロテーゼディスクであって、前記周縁の制限構造は：
前記コアの周縁の少なくとも一部の上に延びる環状構造；および
前記上側プレートおよび前記下側プレートのうちの一方におけるリング構造
を備え、ここで該環状構造は、直径が該リング構造を通り抜けるように寸法決められ、そして隣接する椎骨を介して該プロテーゼディスクに対してかけられる力に起因して、該コアは該リング構造内に維持される、プロテーゼディスク。
【請求項６８】
請求項５９に記載のプロテーゼディスクであって、前記周縁の制限構造は、
前記コアの側面の端の周りの、溝、および
前記上側プレートおよび前記下側プレートのうちの少なくとも一方におけるリング構造であって、該溝と係合するリップを有する、リング構造
を備える、プロテーゼディスク。
【請求項６９】
前記リップは前記溝の中へと延びて前記リング構造と前記コアとの間に締り嵌めを形成する、請求項６８に記載のプロテーゼディスク。
【請求項７０】
前記上側プレートの外面および前記下側プレートの外面は、該外面と前記椎骨との取り付けを促進するために、少なくとも１つの表面形状を有する、請求項４０に記載のプロテーゼディスク。
【請求項７１】
前記少なくとも１つの表面形状が前記外面に沿って配置された複数の鋸歯を含む、請求項７０に記載のプロテーゼディスク。
【請求項７２】
前記少なくとも１つの表面形状が表面コーティングをさらに含む、請求項７１に記載のプロテーゼディスク。
【請求項７３】
前記表面コーティングがプラズマスプレーされたチタンを含む、請求項７２に記載のプロテーゼディスク。
【請求項７４】
前記少なくとも１つの表面形状が酸化アルミニウムブラスチングにより形成される複数の凹面をさらに含む、請求項７１に記載のプロテーゼディスク。
【請求項７５】
前記少なくとも１つの表面形状が前記外面の各々の上に配置される少なくとも１つのフィンをさらに含む、請求項７１に記載のプロテーゼディスク。
【請求項７６】
隣接する椎骨間に挿入するためのプロテーゼディスクであって、該プロテーゼディスクは：
上側曲面および下側曲面を有する金属コア；ならびに
上側金属プレートおよび下側金属プレートであって、各々のプレートが、椎骨と係合する外面、および該コアの該曲面上をスライドする内側曲面を有する、上側プレートおよび下側プレート
を備え、ここで該コアの回転中心は、該上側金属プレートおよび下側金属プレートに対して自由に動作する、プロテーゼディスク。
【請求項７７】
前記コアと前記プレートとの間の潤滑性流体の流動を促進するため、該コアの前記上側曲面および前記下側曲面の各々の上に、少なくとも１つの表面チャネルをさらに備える、請求項７６に記載のプロテーゼディスク。
【請求項７８】
前記コアと前記プレートとの間の潤滑性流体の流動を促進するため、該上側プレートおよび該下側プレートの各々の内側曲面の上に、少なくとも１つの表面チャネルをさらに備える、請求項７７に記載のプロテーゼディスク。
【請求項７９】
前記コアおよび前記プレートが、コバルトクロムモリブデン、チタンおよびステンレス鋼からなる群より選択される少なくとも１つの金属を含む、請求項７６に記載のプロテーゼディスク。
【請求項８０】
前記コアおよび前記プレートが同じ金属を含む、請求項７９に記載のプロテーゼディスク。
【請求項８１】
隣接する椎骨間に挿入するためのプロテーゼディスクを組み立てる方法であって、該方法は：
コアと第一の金属性終板とを可動性に合わせて、該コアと該第一の終板との間に締り嵌めを形成する工程であって、ここで該コアの少なくとも一方の曲面が金属を含む、工程；および
該コアと第二の金属性終板とを接触させる工程
を包含する、方法。
【請求項８２】
請求項８１に記載の方法であって、前記コアと前記第一の金属性終板とを合わせる工程が：
該第一の終板を膨張させるのに十分に該第一の終板を加熱する工程；
該コアの一部と該膨張された終板とを接触させる工程；および
該第一の終板を冷却させて、これによって接触させ、該コアの一部の周りに締り嵌めを形成する工程
を包含する、方法
【請求項８３】
前記コアと前記第一の終板とを合わせる工程が、該コアの周りに該終板を形成する工程を包含する、請求項８１に記載の方法。
【請求項８４】
前記コアと前記第一の終板とを合わせる工程が、該コアの周縁の突出部と該第一の終板の周縁の制限構造と係合させる工程を包含する、請求項８１に記載の方法。
【請求項８５】
前記コアと前記第一の終板とを合わせる工程が、該コアおよび該第一の終板の上の相補的なネジ山を介して、該第一の終板に該コアをネジ込む工程を包含する、方法。
【請求項８６】
隣接する椎骨間に椎間板プロテーゼを移植するための方法であって、該方法は：
上側椎骨本体の下側表面に対して上側金属プレートを移植する、工程；
下側椎骨本体の上側表面に対して下側金属プレートを移植する、工程；および
該上側プレートと該下側プレートとの間にコアを配置する工程であって、該コアの少なくとも１つの曲面が金属を含む、工程
を包含し、ここで該コアは、該上側プレートおよび該下側プレートの各々の中の球面状空間の間に回転の動作中心を有して自由に動く、方法。
【請求項８７】
前記プレートが、少なくとも１つの周縁の抑止部材を使用して、前記コアの周縁の動作を抑制する、請求項８６に記載の方法。
【請求項８８】
請求項８６に記載の方法であって、ここで前記プレートの間に前記コアを配置する工程が、該コアの環状構造を、該プレートのうちの少なくとも一方の上のリング構造に通過させる工程を包含し、ここで該環状構造は、直径が該リング構造を通過するように寸法決めされる、方法。
【請求項８９】
前記プレートの各々を移植する工程は，各々のプレート上のフィンを、それぞれの椎骨本体の中に形成される対応する溝の中へとスライドさせる工程を包含する、請求項８６に記載の方法。
【請求項９０】
前記フィンをスライドさせる工程が後方から前方への方向で実施される、請求項８９に記載の方法。
【請求項９１】
前記フィンをスライドさせる工程が横方向で実施される、請求項８９に記載の方法。
【請求項９２】
前記フィンをスライドさせる工程が、後方−前方方向および横方向の間で角度をつけて実施される、請求項８９に記載の方法。
【請求項９３】
移植する工程は、前記上側プレートおよび前記下側プレートの組織化される外面と、前記椎骨の上側表面および下側表面とを接触させる工程をさらに包含する、請求項８９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（１．発明の分野）
本発明は、医療デバイスおよび方法に関する。より具体的には、本発明は椎間板プロテーゼに関する。
【背景技術】
【０００２】
背痛は、世界中の人々の健康上および生産上の大きな損害である。Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃ  Ｓｕｒｇｅｏｎｓによると、米国人の約８０％が時折、生活において背痛を経験する。ちょうど２０００年に、米国では約２６００万人が背痛のために診療所を訪れた。任意の１日につき、米国において労働人口の５％が背痛のために故障であると見積もられる。
【０００３】
背痛の共通の１原因は、１つ以上の椎間板の損傷、縮退および／または機能不全である。椎間板は、脊柱を構成する３３個の椎骨の各々の間に位置付けられる軟組織構造である。本質的に、これらのディスク（板）は、椎骨が互いに対して動作するのを可能にする。脊柱およびディスクは、頭および胴を支持する中央軸を形成するという点で重要な解剖学的構造物であり、背中の動作を可能にし、そして脊髄を保護し、この脊髄はディスクに近接して椎骨を通り抜ける。
【０００４】
ディスクはしばしば、磨耗および裂傷または急性の外傷に起因して損傷を受ける。例えば、ディスクは、突出（ｂｕｌｇｅ）（ヘルニア様）、裂傷、断裂、縮退などを行い得る。突出性のディスクは、脊髄または脊髄から出る神経細胞に対して圧迫し得、「神経根」痛（神経根の衝突によって引き起こされる１つ以上の四肢における疼痛）を引き起こす。縮退またはディスクに対する他の損傷は、「ディスク高さ」の消失を引き起こし得、このことは、２つの椎骨間の本来の間隔が低下することを意味する。低下したディスク高さは、ディスクを突出させ得、小関節面の負荷を増加させ得、２つの椎骨を本来とは不自然な方向へと一緒にすり合わせ得、そして／または椎骨および／もしくは神経根の特定の部分における圧迫を増加させ得、これによって疼痛を引き起こす。一般に、椎間板への慢性および急性の損傷は、背部関連の疼痛および可動性の消失の共通の原因である。
【０００５】
損傷を受けた１つ以上の椎間板が患者の疼痛および不快感を引き起こす場合、外科手術がしばしば必要とされる。慣用的に、椎間板を処置するための外科手術手順は、椎間板切除（ディスクの部分的除去または全体的な除去）を包含し、そのディスクに隣接する２つの椎骨の融合を伴うか、または融合を伴わない。２つの椎骨の融合は、２つの椎骨間に骨接合（ｇｒａｆｔ）物質を挿入し、その２つの椎骨およびその接合物質を一緒に成長させることによって達成される。時折、ピン、ロッド、ネジ、ケージ、などがその椎骨間に挿入され、支持構造体として作用し、その椎骨および接合物質を一緒に恒久的に融合したままで定位置に保持する。融合はしばしば背部疼痛を処置するが、この融合は患者が動く能力を低下させる。なぜなら、この背部は融合された領域においては曲がることも捻ることもできないからである。さらに、融合は、脊椎の隣接レベルにおけるストレスを増加させ、潜在的にこれらのディスクの縮退を加速させる。
【０００６】
ディスク関連の疼痛を融合なしに処置する試みにおいて、代替のアプローチが開発されており、ここで、可動性の移植可能な人工の椎間板（すなわち「ディクスプロテーゼ」）が、２つの椎骨間に挿入される。多くの異なる椎間板プロテーゼが現在開発されている。例えば、本発明の発明者らは、米国特許出願第１０／８５５，８１７号、および同第１０／８５５，２５３号（先に参考として援用される）に記載されるディスクプロテーゼを開発した。椎間板プロテーゼの他の例は、ＬＩＮＫ（登録商標）、ＳＢ  Ｃｈａｒｉｔｅディスク（ＤｅＰｕｙ  Ｓｐｉｎｅ，Ｉｎｃより提供される）、Ｍｏｂｉｄｉｓｋ（登録商標）（ＬＤＲ  Ｍｅｄｉｃａｌ（ｗｗｗ．ｌｄｒｍｅｄｉｃａｌ．ｆｒ）より提供される）、Ｂｒｙａｎ  Ｃｅｒｖｉｃａｌディスク（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ  Ｓｏｆａｍｏｒ  Ｄａｎｅｋ，Ｉｎｃ．より提供される）、ＰｒｏＤｉｓｃ（登録商標）またはＰｒｏＤｉｓｃ−Ｃ（登録商標）（Ｓｙｎｔｈｅｓ  Ｓｔｒａｔｅｃ，Ｉｎｃ．より提供される）、およびＰＣＭディスク（Ｃｅｒｖｉｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．より提供される）である。現存するディスクプロテーゼは従来の処置方法以上の利点を提供するが、改良が続いている。
【０００７】
１つの型の椎間板プロテーゼは、一般に、上側および下側のプロテーゼのプレートまたはシェル（これらは、隣接する椎骨本体に対して位置し、そしてこれらと係合する）、ならびにこれらプレートの間の低摩擦コアを備える。いくつかの設計において、このコアは上側および下側の凸状曲面を有し、そしてこれらのプレートは、そのコアの曲面と協同する、対応する凹状の曲面のくぼみを有する。このことは、それらプレートがコア上でスライドするのを可能にし、必要とされる脊椎の動作が起るのを可能にする。いくつかの型の動作制限構造が提供され、そのコアがそれらプレートの間から滑り出ることを防ぐ。代表的に、これらのプレートは１種以上の金属から作製され、そしてそのコアはポリマー性物質から作製される。
【０００８】
椎間板プロテーゼを設計することにおける難関の１つは、コアの磨耗および裂傷を防ぐかまたは低減させることである。多くのプロテーゼディスクにおいて、プレートは金属性であり、そしてコアはポリマー性物質から作製される。ポリマー性物質または他の弾性物質から作製されるコアは、永い年月の間持続するが、さらにより長く持続し得るコアを有することが有利であり、その結果、患者（特により若年の患者）は、ディスクプロテーゼを交換するための外科手術を繰り返す可能性に直面されない。同時に、より長期持続性のコアは、依然として椎間板プロテーゼ周囲の２つの椎骨の所望の動作範囲および容易な動作を可能にするべきである。
【０００９】
従って、改善された椎間板プロテーゼの必要性が存在する。理想的には、このような改善されたプロテーゼは、プロテーゼ周囲の所望の量の椎骨の動作も可能にしたまま、磨耗および裂傷に対して改善された耐性を提供する。本発明は、これらの目的のうちの少なくともいくつかに合致する。
【００１０】
（２．背景技術の説明）
多くの例示的な椎間板プロテーゼが上に列挙される。特許文献１および特許文献２は、ディスク移植物を記載する。これは、対向するプレートと、それらプレートの間にコアとを備え、そのコアの上をそれらプレートはスライドし得る。このコアは、１つ以上の中心性の柱を受容し、これらの柱はプレートによって収容され、そしてコア中の中心開口部の反対の末端に位置する。このような配置は、プレートとコアとの間で利用可能な、負荷を負う領域を限定する。
【００１１】
椎間板プロテーゼに関する他の特許としては、以下が挙げられる：特許文献３；特許文献４；特許文献５；特許文献６；特許文献７；特許文献８；特許文献９；特許文献１０；特許文献１１；特許文献１２；特許文献１３；特許文献１４；特許文献１５；特許文献１６；特許文献１７；特許文献１８；特許文献１９；特許文献２０；特許文献２１；特許文献２２；特許文献２３；特許文献２４；特許文献２５；特許文献２６；特許文献２７；特許文献２８；特許文献２９；特許文献３０および特許文献３１。椎間板プロテーゼに関する他の特許出願としては、以下が挙げられる：特許文献３２；特許文献３３；特許文献３４；特許文献３５；特許文献３６；特許文献３７；特許文献３８および特許文献３９。他の関連特許としては、以下が挙げられる：特許文献４０、特許文献４１、特許文献４２、特許文献４３、特許文献４４、特許文献４５、特許文献４６、特許文献４７、特許文献４８、および特許文献４９。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／００３５４００号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／０１２８７１５号明細書
【特許文献３】米国特許第４，７５９，７６６号明細書
【特許文献４】米国特許第４，８６３，４７７号明細書
【特許文献５】米国特許第４，９９７，４３２号明細書
【特許文献６】米国特許第５，０３５，７１６号明細書
【特許文献７】米国特許第５，０７１，４３７号明細書
【特許文献８】米国特許第５，３７０，６９７号明細書
【特許文献９】米国特許第５，４０１，２６９号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，５０７，８１６号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，５３４，０３０号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，５５６，４３１号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，６７４，２９６号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，６７６，７０２号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，７０２，４５０号明細書
【特許文献１６】米国特許第５，８２４，０９４号明細書
【特許文献１７】米国特許第５，８６５，８４６号明細書
【特許文献１８】米国特許第５，９８９，２９１号明細書
【特許文献１９】米国特許第６，００１，１３０号明細書
【特許文献２０】米国特許第６，０２２，３７６号明細書
【特許文献２１】米国特許第６，０３９，７６３号明細書
【特許文献２２】米国特許第６，１３９，５７９号明細書
【特許文献２３】米国特許第６，１５６，０６７号明細書
【特許文献２４】米国特許第６，１６２，２５２号明細書
【特許文献２５】米国特許第６，３１５，７９７号明細書
【特許文献２６】米国特許第６，３４８，０７１号明細書
【特許文献２７】米国特許第６，３６８，３５０号明細書
【特許文献２８】米国特許第６，４１６，５５１号明細書
【特許文献２９】米国特許第６，５９２，６２４号明細書
【特許文献３０】米国特許第６，６０７，５５８号明細書
【特許文献３１】米国特許第６，７０６，０６８号明細書
【特許文献３２】米国特許出願公開第２００３／０００９２２４号明細書
【特許文献３３】米国特許出願公開第２００３／００７４０７６号明細書
【特許文献３４】米国特許出願公開第２００３／０１９１５３６号明細書
【特許文献３５】米国特許出願公開第２００３／０２０８２７１号明細書
【特許文献３６】米国特許出願公開第２００３／０１３５２７７号明細書
【特許文献３７】米国特許出願公開第２００３／０１９９９８２号明細書
【特許文献３８】米国特許出願公開第２００１／００１６７７３号明細書
【特許文献３９】米国特許出願公開第２００３／０１００９５１号明細書
【特許文献４０】国際公開第０１／０１８９３号パンフレット
【特許文献４１】欧州特許第１３４４５０７号明細書
【特許文献４２】欧州特許第１３４４５０６号明細書
【特許文献４３】欧州特許第１２５０８９８号明細書
【特許文献４４】欧州特許第１３０６０６４号明細書
【特許文献４５】欧州特許第１３４４５０８号明細書
【特許文献４６】欧州特許第１３４４４９３号明細書
【特許文献４７】欧州特許第１４１７９４０号明細書
【特許文献４８】欧州特許第１１４２５４４号明細書
【特許文献４９】欧州特許第０３３３９９０号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（発明の簡単な要約）
本発明の１つの局面において、隣接する椎骨間に挿入するためのプロテーゼディスクは、上側曲面および下側曲面を有するコア、ならびに上側プレートおよび下側プレートを備える。コアの少なくとも一方の曲面は、金属より構成されるかまたは金属で覆われ、これはそのコアの金属性部分を形成する。各々のプレートは、椎骨と係合する外面、およびそのコアの一方の曲面上をスライドするように形作られた金属性の内側曲面を有する。コアの回転中心は、上側金属性プレートおよび下側金属性プレートに対して自由に動作する。従って、これらのプレートは、全ての方向に自由にスライドし得、従来技術のように単一方向での動作に限定されない。金属終板は、少なくとも１つの金属性表面を有するコアと組み合わされ、ディスクプロテーゼの磨耗および裂傷を防ぐのを助ける。
【００１３】
コアおよび／またはプレートの「曲面」は、代表的に、その表面が球面状であることを意味する。しかしながら、コアに対するプレートの動作の所望の自由を提供する、他の非球面状の表面形状（例えば、卵形、冠型（ｃｒｏｗｎｅｄ）、半球形（ｄｏｍｅｄ）または他の相補的な表面形状であるが、これらに限定されない）が使用され得ることもまた企図される。上側プレートおよび下側プレートに対して自由に動くコアの回転中心は、このコアがいずれのプレートにも不動状態で固定されないことを意味する。従って、コアは横方向に動作可能であり得るか、またはプレートに対して「浮遊」し得、そしてプレートは、コアの上を自由に動作し得る。
【００１４】
上側プレートおよび下側プレートは、任意の適切な金属、合金または金属もしくは合金の組み合わせから作製され得る。いくつかの実施形態において、例えば、プレートはコバルトクロムモリブデン、チタン、ステンレス鋼、またはそれらのいくつかの組み合わせから作製され得る。いくつかの実施形態において、チタンプレートが使用され、そしてこれらのプレートは必要に応じて窒化チタンの内側表面および酸化アルミニウムブラスチングされて小さな凹部を形成する外面を備え得る。別の実施形態において、コバルトクロムプレートが使用され、その外面は酸化アルミニウムでブラスチングされ次いでチタンプラズマスプレーでコーティングされる。いくつかの実施形態において、プレートは、ＭＲＩ適合性物質（例えば、チタン）を含み、硬化物質（例えば、コバルトクロムモリブデン）と合わせられる。このような物質は、任意の適切な手段（例えば、一方の物質を他方に取り付けるための溶接、ラミネーション、滑り嵌め、締り嵌め、接着、溶接、成型、および加熱冷却など）を使用して合わせられ得る。いくつかのプレートは、摩擦および／または磨耗ならびに裂傷を軽減するために、内面にコーティングまたは物質（例えば、窒化チタン表面）を備え得る。
【００１５】
コアの金属部分はまた、任意の適切な金属、合金または金属もしくは合金の組み合わせから作製され得る。種々の実施形態において、例えば、コアの一方の曲面、コアの両方の曲面、またはコア全体は、コバルトクロムモリブデン、チタン、ステンレス鋼、またはそれらのいくつかの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態において、コアならびに上側プレートおよび下側プレートは、同じ金属から作製され得るが、代替の実施形態において、これらは異なる金属から作製され得る。いくつかの実施形態において、コアは金属性物質および非金属性物質の組み合わせ（例えば、金属およびセラミック、ポリマー、ポリマーの組み合わせ、など）を含み得る。このような実施形態において、コアの曲面は金属でラミネートされ得るかまたはコーティングされ得るか、あるいは金属性の曲面部分は、非金属性部分に取り付けられ得る。１実施形態において、コアは中空であり、金属性の曲面を有する。
【００１６】
コアは任意の適切な構成または形状を有し得る。１実施形態において、コアは２つの対面性表面、凸状表面、低摩擦性表面、金属性表面または金属で覆われた表面を備え、この表面は上側プレートおよび下側プレートの内側曲面とスライド可能に係合する。コアの上側曲面および下側曲面のうちの一方または両方は、必要に応じて、体液を通過または侵入させてそのコアとそれらのプレートの少なくとも一方との間の潤滑を促進することを可能にするため、表面上に少なくとも１つのチャネルを備え得る。いくつかの実施形態において、２つ以上のチャネルは、コア表面の少なくとも一方の上に備えられる。例えば、このようなチャネルは、上側表面および／または下側表面を横切るように垂直方向に方向付けられ得る。いくつかの実施形態において、コアの上側表面および下側表面の各々は、少なくとも１つのチャネルを備える。種々の実施形態において、コアはさらなる表面形状を有し得る（例えば、ネジ山であって、上側プレートおよび／または下側プレートの上の相補的なネジ山にネジ込むためのネジ山であるが、これに限定されない）。
【００１７】
いくつかの実施形態において、本発明はさらに、プレートまたはコアの一方または両方の上に制限構造を提供して、これはコア上をプレートがスライド動作する間に少なくとも一方のプレートの曲面に対してコアを保持する。例えば、１つ以上の周縁の制限構造が備えられ得る。この周縁の制限構造は、上側プレートおよび下側プレートの少なくとも一方に対してコアの動作の制限または境界を規定する。しかしながら、このような周縁の境界内で、プレートに対するコアの動作は、好ましくは、束縛されない。すなわち、プレートに対するコアの動作は、有意な阻害も摩擦もなしに、任意の方向で起り得る。コアは好ましくは、上側プレートにも下側プレートにもいずれにも取り付けられない。従ってプレートはコア上で互いに対して各々の自由に関節型動作（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）し得る。これは、各々のプレートに対する低摩擦を負う表面を提供する。
【００１８】
従って、記載される構造の利点は、コアと上側プレートおよび下側プレートの各々との間の表面接触領域が最大にされ得ることである。例えばコア表面およびプレート表面上における  溝およびキー（ｋｅｙ）に対立するものとして、１つのみの周縁の抑止を提供することによって、プレートのサイズに対するコアの幅または直径が最大にされ得る。さらに、互いに接触し得るコア表面およびプレート表面は、滑らかにされ得、そして性能に悪影響を与え得る他の構造から免れ得る。好ましい実施形態において、プレートの曲面および対応するコアの曲面の両方は、球面状の部分である。球面状表面の使用は、プレートおよびコアの自由で束縛されない相対的な動作を全ての方向で促進する。
【００１９】
いくつかの実施形態において、周縁の制限構造は、通常は停止構造を規定することによって、コア上でのプレートのスライド動作の間にプレートの相対的な傾きを制限する。他の実施形態において、周縁の制限構造は、コア上でのプレートのスライド動作の間に、コアの一方の側をコアの反対側に対して持ち上げる。この周縁の制限構造自体は、多くの異なる形態のうちの任意のものを取り得る。例えば、１実施形態において、この制限構造は、上側プレートおよび下側プレートの少なくとも一方におけるリング構造、およびコアの周縁の少なくとも一部における環状構造を備える。１実施形態において、このリング構造は、コア上の環状構造と係合し、そしてこれを抑止するように適合される。例えば、このリング構造は、一方のプレートの周縁の少なくとも一部の上の突出部を規定する、フランジを備え得る。このフランジの突出部は、コア上の環状構造を受容して締り嵌めを提供し、この締り嵌めは、プレートの曲面に対してコアを保持するが、拘束されない様式でフランジによって規定される制限内または境界内で、コアが自由にスライドするのを可能にする。コア上の環状構造はリムであり得、これはコアの側面外周のまわりに連続性または非連続性（好ましくは連続性）に延びる。１点においてフランジの内部の端の対応する幅よりも僅かに大きい幅（通常は直径）を有するリムを提供することによって、コアは定位置に保持され、そして通常の使用においてリング構造によって規定される空洞から押し出されない。
【００２０】
代替の実施形態において、コア上の環状構造は、上側プレートまたは下側プレートにおけるリング構造（例えば、フランジ）の内径よりも僅かに小さい幅または外径を有し得る。従って、コア上の環状構造は、リング構造を通過されて、このコアと上側プレートまたは下側プレートとを係合させる。次いで、このコアは、隣接する椎骨または周囲の軟組織構造物によって適用される力を介して、上側プレートまたは下側プレートに対して定位置で保持される。本質的に、この実施形態はボール−ソケットジョイントと相同である。このような実施形態は、プロテーゼディスクと金属性コアおよび金属性終板とを組み立てる容易さのため、有利であり得る。
【００２１】
通常、フランジまたは他のリング構造ならびにリムまたは他の環状構造は、プレートの周縁およびコアの周縁それぞれの周りに連続性に形成される。しかしながら、代替的に、環状構造およびリング構造のうちのいずれかまたは両方は、不連続性に形成され得る。すなわち、リング構造および環状構造の少なくとも幾つかの部分が、プロテーゼディスクの全ての予想されるジオメトリおよび使用の間に係合されたままである限り、プレートの曲面に対してコアを保持する目的に適合する。
【００２２】
必要に応じて、いくつかの実施形態において上側プレートおよび下側プレートの外面は、それらの外面を椎骨に取り付けることを促進するために、少なくとも１つの表面形状を有する。例えば、このような表面形状は、外面に沿って配置された複数の鋸歯を含み得る。いくつかの実施形態において、椎骨に対するプロテーゼの取り付けを増強するために、さらなる形状または代替の形状（例えば、チタンプラズマスプレーのような、物質またはコーティング）を外面上に含み得る。取り付けをさらに増強するために、例えば、酸化アルミニウムブラスチングによって、複数の微小凹面が外面上に形成され得る。さらに、または代替的に、表面形状は、各々の外面上に配置される少なくとも１つのフィンを含み得る。いくつかの実施形態において、このフィンは、椎骨への取り付けをさらに促進するため、少なくとも１つのホールを含む。フィンは、それらが対応する外面から右回りの角度で垂直に延びるか、または代替的にこれらのフィンは９０°以外の角度で対応する外面から延び得る。フィンはまた、そのプロテーゼの前方−後方軸に対して任意の適切な方向を有し得る。例えば、フィンは、前方から後方へと角度をつけずに直線に延び得る。あるいは、フィンは、前方−後方軸から間隔を空けて離れ、０°と１８０°との間の任意の適切な角度で、回転され得るかまたは角度をつけられ得る。１実施形態において、各々のフィンは、外面上で横方向に配置される。
【００２３】
本発明の別の局面において、隣接する椎骨間に挿入されるためのプロテーゼディスクは、上側曲面および下側曲面を有するコア、ならびに上側プレートおよび下側プレートを備える。繰り返すと、コアの曲面の少なくとも一方は金属から構成され、そしていくつかの実施形態において、コア全体が金属性である。さらに、各々の曲面は、体液を通してコアとプレートとの間の潤滑を促進するのを可能にするために、少なくとも１つの表面チャネルを備える。各々のプレートは、椎骨と係合する外面、およびコアの一方の曲面上でスライドするように形作られる金属性内側曲面を有する。好ましい実施形態において、コアの回転中心は、上側金属プレートおよび下側金属プレートに対して自由に動く。種々の実施形態において、上記の形状はいずれも包含され得る。
【００２４】
本発明の別の局面において、隣接する椎骨間に挿入するためのプロテーゼディスクは、上側曲面および下側曲面を有する金属性コア、ならびに上側金属プレートおよび下側金属プレートを備える。各々のプレートは、椎骨と係合する外面、およびコアの曲面上をスライドする内側曲面を有する。コアの回転中心は、上側金属プレートおよび下側金属プレートに対して自由に動く。いくつかの実施形態において、コアおよびプレートは同じ金属から作製される。いくつかの実施形態は、コアの各々の曲面上、１つ以上のプレート上、またはその両方において、潤滑を促進するために１つ以上のチャネルをさらに備える。
【００２５】
本発明の別の局面において、隣接する椎骨間に挿入するためのプロテーゼディスクを組み立てるための方法は、コアと第一の金属性の終板とを可動性に合わせ、このコアとこの第一の終板との間の締り嵌めを形成する工程、およびこのコアと第二の金属性の終板とを接触させる工程、を包含する。コアの曲面のうちの少なくとも一方は、上記のとおり金属性である。いくつかの実施形態において、この金属性コアと第一の金属性終板とを合わせる工程は、この第一の終板を膨張させるのに十分にこの第一の終板を加熱する工程、このコアの一部をこの膨張された終板の制限構造の中へと挿入する工程、およびこの第一の終板を冷却させて、次いで収縮させ、コアの一部の周りに締り嵌めを形成する工程、を包含する。代替の実施形態において、コアと第一の終板とを合わせる工程は、このコアの周りに終板を形成させる工程を包含する。代替的に、コアと第一の終板とを合わせる工程は、このコアおよびこの第一の終板の上の相補的なネジ山を介して、この第一の終板にこのコアをネジ込む工程を包含し得る。いくつかの実施形態において、このコアとこの第一の終板とを合わせる工程は、このコアの周縁の突出部と、この第一の終板の周縁の制限構造とを係合させる工程を包含する。
【００２６】
本発明の別の局面において、隣接する椎骨間に椎間板プロテーゼを移植するための方法は、上側椎骨本体の下側表面に対して上側金属プレートを移植する工程、下側椎骨本体の上側表面に対して下側金属プレートを移植する工程、および上側プレートと下側プレートとの間にコア（その少なくとも１つの曲面が金属性である）を配置する工程、を包含する。このコアは、上側プレートおよび下側プレートの各々の中の球面状空間の間に回転の動作中心を有して自由に動く。いくつかの実施形態において、プレートは、少なくとも１つの周縁の抑止部材を使用して、コアの周縁の動作を抑制する。いくつかの実施形態において、プレートの間にコアを配置する工程は、このコアの環状構造を、該プレートのうちの一方の上のリング構造に通過させる工程を包含する。いくつかの実施形態において、プレートの各々を移植する工程は，各々のプレート上のフィンを、それぞれの椎骨本体の中に形成される対応する溝の中へとスライドさせる工程を包含する。このフィンは、任意の適切な方向（例えば、後方から前方への方向、前方から後方への方向、横方向、または前方−後方方向および横方向の間で任意の方向）で溝の中へとスライドし得る。必要に応じて、移植工程は、上側プレートおよび下側プレートの組織化される（ｔｅｘｔｕｒｅｄ）外面と、椎骨本体の上側表面および下側表面とを接触させる工程をさらに包含し得る。
【００２７】
これらおよび他の局面および実施形態は、図面を参照しながら、以下にさらに詳細に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（発明の詳細な説明）
本発明の種々の実施形態は、一般に、上側プレートおよび下側プレートならびに、少なくとも１つの金属性表面を有するコアを有する椎間円板プロテーゼを提供する。種々の実施形態において、コアは、可動性の回転中心、潤滑流体の通過を促進するための１つ以上の表面チャネル、またはその両方を有し得る。図１〜図６は、概して、このようなプロテーゼの一実施形態を示す。しかしながら、本発明の一般原則は、任意の多くの他のディスクプロテーゼ（例えば、ＬＩＮＫ（登録商標）ＳＢ  Ｃｈａｒｉｔｅ  ｄｉｓｃ（ＤｅＰｕｙ  Ｓｐｉｎｅ，Ｉｎｃ．により提供される）、Ｍｏｂｉｄｉｓｋ（登録商標）（ＬＤＲ  Ｍｅｄｉｃａｌ（ｗｗｗ．ｌｄｒｍｅｄｉｃａｌ．ｆｒ）により提供される）、Ｂｒｙａｎ  Ｃｅｒｖｉｃａｌ  Ｄｉｓｃ（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ  Ｓｏｆａｍｏｒ  Ｄａｎｅｋ，Ｉｎｃ．により提供される）、ＰｒｏＤｉｓｃ（登録商標）またはＰｒｏＤｉｓｃ−Ｃ（登録商標）（Ｓｙｎｔｈｅｓ  Ｓｔｒａｔｅｃ，Ｉｎｃ．から），およびＰＣＭ  ｄｉｓｃ（Ｃｅｒｖｉｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．により提供される）だが、これらに限定されない）に適用され得る。
【００２９】
上記、そして、ここで図１〜図４を参照して、２つの隣接する脊椎の椎骨（示されず）間に適切に椎骨間挿入されるためのプロテーゼディスク１０は、上側プレート１２、下側プレート１４および、これらのプレート間に配置されるコア１６を備える。上側プレート１２は、外面１８および内面２４を備え、任意の適切な金属、合金または金属もしくは合金の組み合わせ（例えば、コバルトクロムモリブデン、チタン（例えば、等級５チタン）および／またはステンレス鋼などだが、これらに限定されない）から構成され得る。代表的に腰椎において使用される一実施形態において、上側プレート１２は、コバルトクロムモリブデンから構成され、そして外面１８は、酸化アルミニウムブラスチング、続いて、チタンプラズマスプレーにより処理される。代表的に頚椎において使用される別の実施形態において、上側プレート１２はチタンから構成され、内面２４は窒化チタンによりコーティングされ、そして外面１８は、酸化アルミニウムブラスチングにより処理される。代替的な頚椎の実施形態は、内面２４上にコーティングを有さないものを含む。他の頚部椎間板および腰部椎間板の実施形態において、任意の他の適切な金属または金属の組み合わせが使用され得る。いくつかの実施形態において、２つの物質をともに結合し、内面２４と外面１８とを形成することが有用であり得る。例えば、上側プレート１２は、ＭＲＩ適合性の物質（例えば、チタン）から作製され得るが、内面２４のためにより硬い物質（例えば、コバルトクロムモリブデン）を含み得る。任意の適切な技術（例えば、スナップ嵌め、滑り嵌め、ラミネーション、締り嵌め、接着剤の使用および／または溶接など）が、物質をともに結合するために使用され得る。物質およびコーティングの任意の他の組み合わせが、本発明の種々の実施形態において使用され得る。
【００３０】
いくつかの実施形態において、外面１８は、平面状である。しばしば、外面１８は、プロテーゼ１０の椎骨への装着を増大するための、１つ以上の表面特徴および／または物質を備える。例えば、外面１８は、上側プレート１２の椎骨への付着を促進するための、鋸歯２０または他の表面特徴を有するように機械加工され得る。示される実施形態（図６において最も良く理解される）において、鋸歯２０は、互いに直交する方向で延びるが、他の幾何学もまた有用であり得る。さらに、外面１８は、酸化アルミニウム微粒子などによるブラスチングにより形成される粗い微小仕上げ（ｍｉｃｒｏｆｉｎｉｓｈ）を提供され得る。いくつかの実施形態において、外面はまた、チタンプラズマスプレーされ得、さらに外面１８の椎骨への装着を増大し得る。
【００３１】
外面１８はまた、前方−後方方向に延びる、直立した垂直なフィン２２も保持し得る。フィン２２は、横向きの孔２３により貫通される。代替的な実施形態において、フィン２２は、前方−後方軸から離れて、例えば、側方−側方方向または後外側−前外側方向などで回転され得る。いくつかの実施形態において、フィン２２は、表面１８から９０°以外の角度で延び得る。さらに、種々の実施形態において、複数のフィン２２は、表面１８に装着され得るか、そして／または、フィン２２は、任意の他の適切な構成を有し得る。他の実施形態において、フィン２２。いくつかの実施形態（例えば、頚部への挿入のためのディスク１０）において、フィン２２、フィン４２は、ともに省略され得る。
【００３２】
示されるように、内部の球状の凹曲面２４は、円形凹部２６とともに、中央（右から左へ）軸位置に形成される。曲面２４の外縁において、上側プレート１２は、内向きに指向されたリブまたはフランジ２８を備える一体型のリング構造２６を含む周縁の制限構造を保持する。フランジ２８は、環状ウェブ３２によりプレートの主要な部分に結合されるＵ字形状の部材３０の一部を形成する。フランジ２８は、内側に狭まる形状を有し、そして上側プレート１２が図１に見られる位置にあるとき、水平面に対してわずかに傾斜する上側表面３４および下側表面３６をそれぞれ規定する。Ｕ字形状の部材３０の突出部３８は、示されるように内向きに狭まる垂直な寸法を有する。
【００３３】
下側プレート１４は、周縁の制限構造２６を欠くことを除いて、上側プレート１２と類似する。したがって、下側プレート１４は、上側プレート１２の外面１８のように、平面状、鋸歯状かつ微小仕上げされた外面４０を有する。下側プレート１４は、必要に応じて、上側プレートのフィン２２に類似するフィン４２を保持する。下側プレート１４の内面４４は、上側プレート１２の内面２４の曲率半径と一致する曲率半径で、凹んで球状にカーブしている。繰り返すと、この表面は、窒化チタンまたは他の仕上げにより提供され得る。
【００３４】
内部の曲面４４の外縁において、下側プレート１４は、傾斜した隆起（ｌｅｇｄｅ）形成物４６と提供される。あるいは、下側プレート１４は、上側プレート１２における周縁の制限構造２６と類似する周縁の制限構造を備え得る。
【００３５】
ディスク１０のコア１６は、１種以上の金属、合金または金属もしくは合金の組み合わせから少なくとも部分的に作製される。例えば、コア１６全体または一部を形成するのに使用される金属としては、コバルトクロムモリブデン、チタン（等級５チタン）および／またはステンレス鋼などが挙げられ得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、コア１６は、上側プレート１２および下側プレート１４と同一の物質から作製され得、このことはディスク１０の金属性表面の酸化に抗するのに役立ち得る。代替的な実施形態において、コア１６は、プレート１２、プレート１４とは異なる物質から作製され得る。示される実施形態において、コア１６は、同一の、上側および下側の球状の凸部曲面４８、５０を有する。曲面４８、曲面５０のうちの少なくとも一方は、金属性であるか、または金属で覆われている。いくつかの実施形態において、コア１６全体が金属性であるが、他の実施形態において、曲面４８、曲面５０が金属でコーティングされ得るか、またはラミネートされ得るか、あるいは１つ以上の金属性表面が、その他の方法でコア１６に装着され得る。いくつかの実施形態において、コア１６はポリマーまたはセラミックから作製され、それに金属性曲面４８、金属性曲面５０が装着される。あるいは、コア１６は、中空の金属性構造であり得る。これらの表面の曲率半径は、上側プレート１２の内面２４および下側プレート１４の内面４４の曲率半径と一致する。したがって、これらの曲面は相補的である。
【００３６】
コア１６は、横方向でそれを二等分する、中央の赤道面５２に関して対称である。（しかし、他の実施形態において、コア１６は、非対称であり得る）。この赤道面上には、コアの外周の周りに延びる環状の凹部または溝５４がある。溝５４は、上側および下側のリブまたはリップ５６の間に規定される。プレート１２、プレート１４およびコア１６が組み立てられ、図１に見られる配置にあるとき、フランジ２８は、赤道面上にあり、そして溝５４と直接整列される。リップ５６の外径５８は、好ましくは、フランジ２８の内側の縁により規定される直径６０よりもごくわずかに大きい。いくつかの実施形態において、コア１６は、締り嵌めによって、上側プレート１２に可動的に嵌め込まれる。このような金属コア１６と金属プレート１２との締り嵌めを形成するために、任意の適切な技術が使用され得る。例えば、プレート１２は、膨張するように加熱され得、そしてコア１６が、膨張した状態のプレート１２に落とされ得る。プレート１２が冷えて収縮すると、締り嵌めが形成される。別の実施形態において、上側プレート１２は、コア１６の周りに形成され得る。あるいは、コア１６および上側プレート１２は、コア１６が上側プレート１２にねじ込まれることを可能にする、相補的なネジ山を備え得、したがって、上側プレート１２において、コア１６が自由に動作し得る。
【００３７】
代替的な実施形態（示されず）において、リップ５６の外径５８は、フランジ２８の内側の縁により規定される直径６０よりもごくわずかに小さくあり得る。このような実施形態において、コア１６とプレート１２、プレート１４とは、締り嵌めにより結合されないが、その代わりに、脊柱自体により適用される力を介して結合され、したがってボールソケット形軸継ぎ手と同じように作用する。
【００３８】
ここで、図５を参照すると、いくつかの実施形態において、コア１６は、コア１６の接触表面１０４に沿った流体の通過を可能にするための１つ以上の表面チャネル１０２を備える。体液および／または注射された流体は、コア１６ならびに上側プレート１２および下側プレート１４の間の、このようなチャネル１０２を通過し得、コアの接触表面１０４と上側プレート１２および下側プレート１４のその対応する表面との間の潤滑を促進し得る。種々の実施形態において、表面チャネル１０２の任意の数、パターン、形状、深さ、幅または長さが、接触表面１０４上に備えられ得る。いくつかの実施形態において、例えば、チャネル１０２は、約３ｍｍ以下、そしてより好ましくは約２ｍｍ以下、そしてさらにより好ましくは１ｍｍ以下の深さを有し得る。表面チャネル１０２は、曲線状、長方形状、Ｖ字形状または任意の他の適切な形状をした断面形状を有し得る。さらに、表面チャネル１０２は、螺旋状のパターン（示されるように）または任意の他の適切なパターン（例えば、円、長方形、曲線（ｃｕｒｖｅｄ）、１本以上の平行な直線または２本以上の垂線など）で、コア１６の接触表面１０４上に配置され得る。表面チャネル１０２は、金属間（ｍｅｔａｌ−ｏｎ−ｍｅｔａｌ）接触に起因する以外により生じ得る、コア１６とプレート１２、プレート１４との間の固着または運動の自由の喪失（差し押さえ）を防止するのに役立つ。
【００３９】
いくつかの実施形態において、上側プレート１２の内面２４および下側プレート１４の内面４４の一方またはその両方はまた、１つ以上の表面チャネル（図面上では見ることはできない）を備え得る。繰り返すと、このようなチャネルは、任意の適切な構成、サイズ、数および形状を有し得、そしてコア１６と上側プレート１２および下側プレート１４との間の潤滑を促進することを補助し得る。
【００４０】
ディスク１０の中心軸（曲面の曲率中心を通過する軸）は、参照番号６２で示される。図１に示されるように、ディスク１０は、軸６２を含む中央の前方−後方平面に関して対称であり得る。図４を参照すると、いくつかの実施形態において、軸６２は、後ろ側に配置される、すなわち、ディスクの前方限界よりもディスクの後方限界の近くに配置される。
【００４１】
使用に際して、ディスク１０は、損傷した円板の場所において、隣接する脊椎の椎骨間に外科的に移植される。隣接する椎骨は、互いに強制的に分離され、挿入のために必要な空間を提供する。ディスクは、通常後ろ向き（ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）で、椎骨間の場所に挿入され、プレート１２のフィン２２、プレート１４のフィン４２は、これらを受容するために対向する椎骨表面に切り込まれたスロットに入る。挿入中および／または挿入後、椎骨、小関節面、隣接する靭帯および軟組織は、適当な場所にディスクを保持するように一緒に動かされる。プレート１２、プレート１４の鋸歯状かつ微小仕上げされた表面１８、４０は、対向する椎骨に対して配置される。鋸歯２０およびフィン２２、フィン４２は、ディスク１０に対して、初期の安定性および固定を提供する。時間の経過に伴って、骨組織が鋸歯状表面を覆って成長することにより、プレートと椎骨との間の堅固な結合が、チタン表面コーティングにより増強されて達成される。骨組織の成長はまた、フィン２２、フィン４２の周りおよびそれらの横向きの孔２３を通して生じ、さらに達成された結合を増強する。
【００４２】
組み立てられたディスク１０において、プレートおよびコアの相補的かつ協同する球面は、プレートが、非常に広範な角度および全ての方向または自由度（中心軸６２の周りでの回転が挙げられる）でスライドするか、または関節様作動する（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）ことを可能にする。図１および図４は、軸６２上で、互いに垂直に整列されたプレート１２およびプレート１４ならびにコア１６を備えるディスク１０を示す。図２は、ディスク１０の前方への最大の屈曲が生じた場合の状況を示す。円で囲まれた領域６９で見られるように、この位置において、上側リブ５６はＵ字形状の部材３０の中空３８に入り、リブ５６の下側表面は動いてフランジ２８の上側表面３４に接触し、フランジは動いて溝５４に入り、そしてフランジの下側表面３６は動いて隆起形成物４６の上側表面に接触する。種々の表面間の隣接は、さらなる前方への屈曲を防止する。この設計はまた、フランジ２８の内側の端が溝５４の基部に対して接触することを可能にし、それによりコアおよびプレートの間のさらなる相対的な動作を制限する。類似の構成は、コア上でのプレート１２、プレート１４の後方への最大の屈曲の事象（例えば、脊椎伸長の間および／または側方への最大の屈曲の事象）において達成される。
【００４３】
図３は、どのようにしてディスク１０がまた、コアに対するプレートの並行運動の動作も可能にするかを示す。示される状況において、コアに対するプレートの側方への並行運動が存在している。番号７０により示されるように、フランジ２８の内側の端が溝５４の基部に接触するときに、側方への並行運動の限界が達成される。
【００４４】
リブ５６の間に規定されるフランジ２８および溝５４は、プレートからのコアの分離を防止する。言い換えれば、保持形成物の協同は、ディスク１０の屈曲の間、全ての場合においてコアがプレート間に閉じ込められたままでいることを確実にする。
【００４５】
代替的な実施形態において、連続的な環状フランジ２８は、円周上に間隔を開けて離れた多くのフランジセグメントを備える保持形成物により置き換えられ得る。このような実施形態は、示される実施形態におけるように、単一の連続的な溝５４を備え得る。あるいは、対応する数の溝様の凹部（これは、コアの辺縁の周りに間隔を開けて離れている）が使用され得、各々のフランジセグメントは凹部の一つに対向し得る。別の実施形態において、連続的なフランジまたは複数のフランジセグメントは、上側プレート１２により保持される内側に向いたペグまたはピンにより置き換えられ得る。この実施形態は、単一の連続的な溝５４、または、円周上に間隔が開いた一連の凹部を備え得、各々のピンもしくはペグは凹部と対向し得る。
【００４６】
なお別の実施形態において、保持形成物は、上側プレートの代わりに下側プレート１４により保持され得る（すなわち、これらのプレートが逆転される）。いくつかの実施形態において、上側プレート（または下側プレート）は、その内側の曲面の縁において、内側に向いた溝または円周上の間隔が開いた溝セグメントにより形成され、そしてコアの外縁は、外側に向いたフランジまたは円周上の間隔が開いたフランジセグメントにより形成される。
【００４７】
上記は、本発明の完全かつ正確な説明であるが、任意の多くの改変または付加などが、本発明の範囲から逸脱すること無く種々の実施形態になされ得る。従って、いかなる上記のものも、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を限定しないと解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従う、垂直に整列されたプロテーゼプレートとコアとを備えるプロテーゼディスクの前方断面図である。
【図２】図２は、コア上でのプレートのスライド動作後の図１のプロテーゼディスクの側面図である。
【図３】図３は、コアに対するプレートの並行運動の動作後の図１のプロテーゼディスクの側面図である。
【図４】図４は、垂直に整列したプロテーゼプレートとコアとを備える図１のプロテーゼディスクの側面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態にしたがうプロテーゼディスクのコアの透視図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態にしたがうプロテーゼディスクの上側プレートの上面図である。
【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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【国際調査報告】
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