(57)【要約】【課題】骨体部の固定および支持のためのインプラントデバイスに関する。【解決手段】骨体部を固定及び支持するための例示的なデバイスが、２つの骨体部間の位置にて患者の体内に植え込むためのベース部材を備えている。デバイスのベース部材は、融合材料を受けるための閉鎖チャンバと、隣接する骨体部内に埋め込むことができる骨留め具を受けるための孔とを備えている。デバイスは、ベース部材から延びる突起を更に備え、この突起は、インプラント時に１つまたは複数の骨体部と係合し、インプラント後、ある時間に亘って少なくとも１つの骨体部内へと漸進的に貫入するように、構成される。【選択図】図１
2008283992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
融合材料を受けるための周囲が囲まれた骨チャンバを形成する一次部材、及び前記一次部材に対してある角度をなして延びる二次部材を有し、２以上の骨体部と相互作用するように構成されたベース部材と、
前記ベース部材の少なくとも１つの表面から延び、少なくとも１つの骨体部内へのインプラントデバイスの制御された沈下をもたらすように構成された複数のインターフェース部材と、
前記ベース部材内に設けられた孔を通して延びる複数の骨留め具とを備えたインプラントデバイス。
【請求項２】
前記ベース部材の一部が、ラジオルーセント材料を含む請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記ベース部材の一部は、放射線不透過性材料を含む請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記一次部材は、該一次部材を貫通する骨留め具を受けるように構成された少なくとも１つの孔を有し、前記二次部材は、該二次部材を貫通する骨留め具を受けるように構成された少なくとも１つの孔を有する請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記ベース部材に設けられた孔を通して延びる少なくとも１つの骨留め具の運動を制限するための抑制手段を更に備えている請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記一次部材は、取外し可能なチャンバ部材を備え、前記取外し可能なチャンバ部材が、前記融合材料を受けるための周囲が囲まれたチャンバの一部を構成する請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記取外し可能なチャンバ部材は、ラジオルーセント材料を含む請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記一次部材は、第１の脚部及び第２の脚部を更に備え、前記第１及び第２の脚部は、前記取外し可能なチャンバ部材が前記一次部材に取り付けられていないときに、融合材料を受けるための湾曲した開放領域を形成する請求項６に記載のデバイス。
【請求項９】
前記取外し可能なチャンバ部材が前記一次部材の前記第１の脚部及び前記第２の脚部に連結された際に前記融合部材を受けるための周囲が囲まれたチャンバが形成される請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記取外し可能なチャンバ部材は、前記チャンバ部材の内面から延びる少なくとも１つの内部部材を更に備え、前記少なくとも１つの内部部材は、前記融合部材を受けるための周囲が囲まれたチャンバを少なくとも２つの内部区画に分割するように構成されている請求項６に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの内部部材が、ラジオルーセント材料を含む請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
融合部材を受けるための前記周囲が囲まれたチャンバは、少なくとも２つの内部区画を備えている請求項１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記周囲が囲まれたチャンバは、前記内面の一部から延びる内部部材を有するほぼ平坦な内面を備え、前記内部部材は、前記周囲が囲まれたチャンバが２つの内部区画に分割されるように、前記周囲が囲まれたチャンバの前記内面の対向部分に連結されている請求項１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記孔の少なくとも１つは、前記制御された沈下が行なわれる間の、前記スロットに沿ったそれぞれの骨留め具の相対的な変位を可能にするように構成された細長いスロットである請求項１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記複数のインターフェース部材は、前記制御された沈下が行なわれる間に前記骨体部内に貫入する寸法延長部を有し、それぞれの骨留め具は、前記ネジの変位が前記骨体部内への前記複数のインターフェース部材の貫入沈下に一致するように前記スロット内に配置されている請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記孔の少なくとも１つは細長いスロットであり、前記複数のインターフェース部材は、前記制御された沈下が行なわれる間に前記骨体部内に貫入する長さ寸法を有し、前記スロットは、前記制御された沈下が行なわれる間にそれぞれの骨留め具がそれに沿って運動する長さ寸法を有している請求項１に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記複数のインターフェース部材の前記寸法延長部が前記骨体部内への貫入を完了するときにそれぞれの骨ネジが前記スロットの端部に到達するように、前記複数のインターフェース部材の前記寸法延長部の寸法が前記スロットの前記長さ寸法に合わせられている請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記制御された沈下が行なわれる間に、少なくとも１つの留め具と前記ベース部材との間で相対的スライド運動が生じる請求項１に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記制御された沈下が行なわれる間に、少なくとも１つの留め具と前記ベース部材との間で相対的スライド運動が生じない請求項１に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記制御された沈下が行なわれる間に、前記複数の留め具と前記ベース部材との間で相対的スライド運動が生じない請求項１に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記制御された沈下は、少なくとも１つのインターフェース部材の前記骨体部内への貫入寸法と関係していて、少なくとも１つの骨留め具は、前記ベース部材に対してある変位量を有し、前記少なくとも１つの骨留め具のベース部材に対する変位量は、零変位量を含み、前記貫入寸法に等しい変位量は含まない範囲にある請求項１に記載のデバイス。
【請求項２２】
少なくとも１つのインターフェース部材は、前記制御された沈下が行なわれている間のある時点で前記骨体部内へ完全に貫入される寸法を有する請求項１に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのインターフェース部材は、前記制御された沈下の完了時に前記骨体部内に完全に貫入される請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記制御された沈下が行なわれる間に少なくとも１つの骨留め具と前記ベース部材との間で相対的スライド運動が生じ、前記相対的スライド運動は、前記制御された沈下が行なわれている間のある時点で抑止される請求項１に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記相対的スライド運動は、前記制御された沈下の完了時に抑止される請求項２４に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記複数のインターフェース部材は、前記一次部材の頂面及び底面から延びている請求項１に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記一次部材の前記頂面から延びる前記インターフェース部材の高さは、前記一次部材の前記底面から延びる前記インターフェース部材とほぼ同じ高さである請求項２６に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記複数のインターフェース部材は、前記一次部材の頂面から延びている請求項１に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記複数のインターフェース部材は、前記一次部材の前記底面から延びている請求項１に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記孔の少なくとも１つは、少なくとも１つのインターフェース部材の高さよりも大きい長さを有する細長いスロットである請求項１に記載のデバイス。
【請求項３１】
前記細長いスロットの前記長さは、いかなる単一のインターフェース部材の高さよりも大きい請求項３０に記載のデバイス。
【請求項３２】
前記孔の少なくとも１つは、いかなる単一インターフェース部材の高さよりも小さい長さを有する細長いスロットである請求項１に記載のデバイス。
【請求項３３】
前記孔の少なくとも１つは細長いスロットであり、前記制御された沈下が行なわれる間に、少なくとも１つのインターフェース部材がほぼ完全に貫入する前に、それぞれの骨留め具が前記細長いスロットの前記端部のところに達する請求項１に記載のデバイス。
【請求項３４】
前記孔の少なくとも１つは細長いスロットであり、それぞれの骨留め具は、前記細長いスロットの端部に到達し、前記インターフェース部材が前記骨体部内に更に入り込んでいくことが可能になるように前記スロット内でトグル動作を行う請求項１に記載のデバイス。
【請求項３５】
前記ベース部材内の少なくとも１つの孔は、ほぼ凹状の半球形座部を有し、前記孔を通り抜ける前記骨留め具が前記座部上でピボット運動しトグル動作することを可能にする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３６】
インプラントデバイスであって、
頂面及び底面を有し、融合材料を受けるための周囲が囲まれたチャンバを有するベース部材と、
前記ベース部材内に設けられた孔を通して延びる複数の骨留め具と、
少なくとも１つの骨留め具の運動を制限するための抑制手段と、
前記周囲が囲まれたチャンバの表面から延びる少なくとも１つのインターフェース部材とを備え、
前記インターフェース部材は、骨体部内へのインプラントデバイスの制御された沈下をもたらすように構成されているインプラントデバイス。
【請求項３７】
前記周囲が囲まれたチャンバの前記表面から延びる複数のインターフェース部材を備えている請求項３６に記載のデバイス。
【請求項３８】
前記インターフェース部材は、前記周囲が囲まれたチャンバの前記底面から延びている請求項３７に記載のデバイス。
【請求項３９】
前記インターフェース部材は、前記周囲が囲まれたチャンバの前記底面から延びている請求項３７に記載のデバイス。
【請求項４０】
前記インターフェース部材は、前記周囲が囲まれたチャンバの前記底面及び前記頂面から延びている請求項３７に記載のデバイス。
【請求項４１】
前記孔の少なくとも１つは、前記制御された沈下が行なわれる間の前記スロットに沿ったそれぞれの骨留め具の相対変位を可能にするように構成された細長いスロットであり、前記複数のインターフェース部材は、前記制御された沈下が行なわれる間に前記骨体部内に貫入する寸法延長部を有し、それぞれの骨留め具は、前記ネジの変位が前記骨体部内への前記複数のインターフェース部材の貫入沈下と一致するように前記スロット内に配置される請求項３７に記載のデバイス。
【請求項４２】
前記制御された沈下は、少なくとも１つのインターフェース部材が前記骨体部内へと貫入する寸法に関係し、少なくとも１つの骨留め具は、前記ベース部材に対してある変位量を有し、前記少なくとも１つの骨留め具のベース部材に対する変位量は、零変位量を含み、前記貫入寸法に等しい変位量は含まない範囲にある請求項３７に記載のデバイス。
【請求項４３】
前記周囲が囲まれたチャンバは、前記チャンバを少なくとも２つの内部区画へと分割するように構成された少なくとも１つの内部部材を備えている請求項３６に記載のデバイス。
【請求項４４】
前記ベース部材の一部が、ラジオルーセント材料を含む請求項３６に記載のデバイス。
【請求項４５】
前記ベース部材の一部が、放射線不透過性材料を含む請求項３６に記載のデバイス。
【請求項４６】
第１及び第２の隣接する骨体部と相互作用するように構成されたベース部材と、
前記第１及び第２の骨体部の互いに相手方に向かう方向への動きを伴う制御された沈下を行なわせる手段とを備え、
前記ベース部材は、融合材料を受けるために周囲が囲まれた骨チャンバを形成する一次部材を備え、
前記骨チャンバは、前記第１及び第２の骨体部間での前記融合材料を通した力の伝達を可能にするために、前記第１及び第２の骨体部を前記融合材料に係合させるように構成されているインプラントデバイス。
【請求項４７】
前記制御された沈下を行なわせる手段は、前記ベース部材の少なくとも１つの表面から延びる複数のインターフェース部材を含み、前記インターフェース部材は、少なくとも１つの骨体部内への前記インプラントデバイスの制御された沈下をもたらすように構成されている請求項４６に記載のデバイス。
【請求項４８】
前記ベース部材の一部は、ラジオルーセント材料を含む請求項４６に記載のデバイス。
【請求項４９】
前記ベース部材の一部は、放射線不透過性材料を含む請求項４６に記載のデバイス。
【請求項５０】
前記一次部材は取外し可能なチャンバ部材を備え、前記取外し可能なチャンバ部材は、前記融合材料を受けるための周囲が囲まれたチャンバの一部を形成する請求項４６に記載のデバイス。
【請求項５１】
前記取外し可能なチャンバ部材は、ラジオルーセント材料を含む請求項５０に記載のデバイス。
【請求項５２】
前記一次部材は、前記取外し可能なチャンバ部材が前記一次部材に取り付けられていないときに、融合材料を受けるための湾曲した開放領域を形成する第１の脚部及び第２の脚部を更に備えている請求項５０に記載のデバイス。
【請求項５３】
融合部材を受けるための前記周囲が囲まれたチャンバは、前記取外し可能なチャンバ部材が前記一次部材の前記第１の脚部及び前記第２の脚部に連結される際に形成される請求項５２に記載のデバイス。
【請求項５４】
前記取外し可能なチャンバ部材は、前記チャンバ部材の内面から延びる少なくとも１つの内部部材を更に備え、前記少なくとも１つの内部部材は、融合部材を受けるための前記周囲が囲まれたチャンバを少なくとも２つの内部区画に分割するように構成される請求項５０に記載のデバイス。
【請求項５５】
融合部材を受けるための前記周囲が囲まれたチャンバは、少なくとも２つの内部区画を備えている請求項４６に記載のデバイス。
【請求項５６】
前記周囲が囲まれたチャンバは、前記内面の一部から延びる内部部材を有するほぼ平坦な内面を備え、前記内部部材は、前記周囲が囲まれたチャンバが２つの内部区画に分割されるように、前記周囲が囲まれたチャンバの前記内面の対向部分に連結されている請求項４６に記載のデバイス。
【請求項５７】
前記ベース部材内に設けられた孔を通して延びる複数の骨留め具と、少なくとも１つの骨留め具の運動を制御するための抑制手段とを更に備えている請求項４６に記載のデバイス。
【請求項５８】
前記抑制手段は、前記骨留め具が抜け出るのを防止するために少なくとも１つの骨留め具の一部を覆って延びるカバーを有している請求項５７に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２００６年４月２１日出願の米国特許出願第６０／７４５，２９４号の利益を請求し、２００３年４月２１日出願の米国特許出願第１０／４１９，６５２号の利益を請求する。また現米国特許第６，９８４，２３４号の利益を請求し、かつその一部継続出願である、２００７年１月５日出願の米国特許出願第１１／６２０，２５５号及び２００５年１０月１２日出願の米国特許出願第１１／２４８，６５１号の利益を請求する。それら内容はすべて、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に、骨体部の固定及び支持を行なうための、インプラントデバイスに関する。特に、本発明は、融合時に、制限された運動を骨体部間にもたらし、それを制御する、インプラントデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
脊椎動物の脊柱は、体重を支えるための支持と、繊細な脊髄及び脊髄神経の保護とをもたらす。脊柱は、相互に積み重なった一連の椎骨を含む。通常、７個の頸部（首）、１２個の胸部（胸）、及び５個の腰部（下背部）区間が存在する。各椎骨は、脊椎の前方部分に円筒形の椎体を有し、後部に神経構造を覆う骨のアーチを備えている。各椎体間には、椎間板、すなわち、衝撃を吸収し脊椎に加わる圧縮力を弱めるのに役立つ軟骨性のクッションがある。後方に向かって、層状のアーチが、脊髄及び神経の神経構造を保護のために覆っている。アーチと後部椎体との接合部には、脊髄の運動を可能にするための関節がある。
【０００４】
様々なタイプの問題が、脊柱の構造及び機能に影響を与えるおそれがある。脊柱の構造及び機能に影響を与えるおそれがある問題は、椎間板もしくは関節接合部の変性状態、脊椎を支持する椎間板、骨、もしくは靱帯の外傷性裂断、腫瘍、または感染症に基づく可能性がある。更に、先天的または後天的な変形は、脊椎の異常なアンギュレーション（angulation）またはすべりを引き起こすおそれがある。ある椎体が別の椎体の上で前方にすべると（脊椎すべり症）、脊髄または神経の圧迫を引き起こすおそれがある。これらの状態の１つまたは複数を患う患者は、極度の衰弱を伴う痛みをしばしば経験し、状態が適切に処置されなければ、永続的な神経障害を負う可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの疾患を処置する１つの技術は、脊椎の外科的関節固定術として知られている。これは、椎間板を除去して骨で置換し、脊椎を不動化して、椎間腔をまたいで骨物質を最終的に融合または成長させ、隣接する椎体を互いに連結することによって達成することができる。融合を可能にするための椎骨の安定化は、骨折した骨の上にギブスを置くのによく似ており、椎体を適正なアラインメントで保持し骨の治癒を可能にするために、外科的に植え込まれるデバイスによって補助されることが多い。そのような技術は、前述の状態を処置するために効果的に使用されており、ほとんどの場合、患者の痛みを軽減し、神経機能の喪失を防ぐのに有効である。しかし、現在の安定化デバイスには欠点がある。
【０００６】
現在、いくつかのタイプの前方脊椎固定デバイスが使用されている。１つの技法は、バイコーティカルパーチェス（bicortical purchace）と呼ばれる、椎体の全体を通したネジの配置を伴う。ネジは、チタンプレートを通して配置されるが、プレートには取り付けられない。このデバイスは配置が困難であり、ネジを貫入させ過ぎることによって、脊髄の損傷がもたらされる可能性がある。ネジは、プレートに固定されないので、プレートから周囲の組織内へと戻り出る可能性がある。いくつかのより新しい世代のデバイスは、骨のユニコーティカルパーチェス（unicortical purchase）を使用しており、いくつかのやり方でネジをプレートに係止して、安定性をもたらし、ネジが抜け出ないようにしっかりと固定する。この方法では、不完全な骨の融合をまねくことになる過度に堅固な固定及び応力遮蔽や、ネジまたはプレートのところで固定デバイスの応力破壊をまねくことになる治療中の慢性的な微動や、ネジの離脱をまねくことになるプレートに対するネジの不安定な係止や、不適切な固定強度及びその結果生じる移植片の崩壊並びに脊椎のアンギュレーションの結果として、問題が生じている。
【０００７】
これらのデバイスは、たとえば３個を１組として１組の椎骨を支持し、その両端間を跨ぐように設計されることが多い。これらのデバイスは通常、頸部区域内などで、骨の両端間を橋渡しするように配置されるので、時として、それらにより食道に炎症が起こり、患者が食物を嚥下することを困難にする。更に、ネジは骨内へと垂直に、すなわちプレート表面に対して９０°で設置される。脊柱内で局部的な堅苦しさがあると、しばしば、ネジに高いせん断応力が加えられる。これらの応力は、ネジを疲労させ、ネジ孔の変形を引き起こすことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、本発明のいくつかの態様の基本的な理解をもたらすために、本発明の簡単な概要を提示する。この概要は、本発明の広範な概要ではない。これは、本発明の主要なまたは必要不可欠な要素の識別、あるいは本発明の範囲の境界を明示するものではない。その唯一の目的は、後に提示するより詳細な説明の前置きとして、本発明のいくつかの概念を簡単な形で提示することである。
【０００９】
本発明の一態様により、インプラントデバイスが提供される。このデバイスは、２以上の骨体部と相互作用するように構成されたベース部材を備え、ベース部材は、融合材料を受けるための周囲が囲まれた骨チャンバを形成する一次部材、及び一次部材に対してある角度で延びる二次部材を備えている。複数のインターフェース部材は、ベース部材の表面から延びている。インターフェース部材は、少なくとも１つの骨体部内へのデバイスの制御された沈下をもたらすように構成される。デバイスは、ベース部材内に設けられた孔を通して延びる複数の骨留め具（bone fastener）を更に備えている。
【００１０】
本発明の他の態様によるインプラントデバイスが提供される。このデバイスは、融合材料を受けるための周囲が囲まれたチャンバを有するベース部材を備えている。周囲が囲まれたチャンバは、頂面及び底面を有している。デバイスは、ベース部材内に設けられた孔を通して延びる複数の骨留め具を有する。デバイスは、少なくとも１つの骨留め具の運動を抑制するための抑制手段を備えている。デバイスは、周囲が囲まれたチャンバの表面から延びる、少なくとも１つのインターフェース部材を備えている。インターフェース部材は、骨体部内へのデバイスの制御された沈下をもたらすように構成される。
【００１１】
本発明の更に他の態様によるインプラントデバイスが提供される。このデバイスは、第１及び第２の隣接する骨体部と相互作用するように構成されたベース部材を備えている。ベース部材は、融合材料を受けるための周囲が囲まれた骨チャンバを形成する一次部材を備え、骨チャンバは、融合材料による第１及び第２の骨体部間の力の伝達を可能にするために、第１及び第２の骨体部が融合材料に係合するように構成される。デバイスは、第１及び第２の骨体部の互いに相手方に向かう方向の運動を伴う制御された沈下を行なわせるための手段を備えている。
【００１２】
以下の説明及び添付の図面は、本発明のいくつかの例示的な態様を詳細に説明する。但し、これらの態様は、本発明の原理を用いることができる様々な方法のうちのいくつかを示すに過ぎず、本発明は、それらの態様及びそれらの同等物のすべてを含むことが意図される。本発明の他の目的、利点、及び新規な特徴は、本発明の以下の詳細な説明を図面と併せて考えると明らかになるであろう。
【００１３】
本発明の上記及びその他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して以下の説明を読めば、当業者に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、融合時に、骨体部間の限定された運動をもたらしそれを制御するインプラントデバイスなどのデバイスに関する。次に、図面を参照しながら本発明を説明するが、同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を参照するために使用される。様々な図面は、ある図と別の図との間で、または所定の図面内で、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではなく、特に、図面の理解を容易にするために構成要素の大きさが任意で描かれていることを理解されたい。以下の説明では、例示の目的で、本発明の全体的な理解をもたらすために数多くの具体的な細部を説明する。しかしながら、それらの具体的な細部を備えることなしに本発明を実施することができることは明らかである。更に、本発明の他の実施形態が可能であり、本発明は、説明される以外の方法で実施することができる。本発明の説明に使用される専門用語及び語法は、本発明の理解を促す目的で用いられるものであり、発明を限定しているとみなされるべきではない。
【００１５】
図１を参照すると、本発明の一態様による、デバイス即ちインプラントデバイス１０の一例が示されている。インプラントデバイス１０は、２以上の骨体部をしっかりと固定するかまたは動かなくするように構成される。本明細書で使用されるように、「骨体部」という熟語は、個々の骨、並びに骨の断片または一部を含むことが意図されている。たとえば、骨体部は、２つの隣接する椎骨とすることができ、インプラントデバイス１０は、椎骨間の移植片材料（図示せず）とともに、椎骨に取り付けることができる。また以下で更に詳細に説明するように、インプラントデバイス１０は、椎骨間の軟骨性椎間板が骨組織の移植片またはその他同様の材料などの椎骨の融合を促進する材料により置換された隣接する椎骨をしっかりと固定することができる。本発明が取り扱う一態様は、移植片との負荷の分担であることを理解されたい。
【００１６】
図１に示すように、インプラントデバイス１０の構成は、ベース部材２０を備え、ベース部材２０は、該ベース部材２０の表面から延びる複数の突起またはインターフェース部材３０を有する。ベース部材２０は、頂面１５０及び底面１５１を有する。図示のように、インターフェース部材３０は、ベース部材２０の底面１５１から延びている。図示してないが、インターフェース部材３０がベース部材２０の頂面１５０からのみ延びるようにすることもでき、また、インプラントデバイス１０と隣接する骨体部の間に２つの沈下制御（controlled subsidence）インターフェースを提供するために、ベース部材２０の頂面１５０及び底面から延びるようにすることもできる。インターフェース部材３０は、インプラントデバイス１０の沈下制御を行なわせるために、骨体部の少なくとも１つの表面に接触するように構成される。インターフェース部材３０は、例えば、歯、ナイフエッジ、スパイク、ポスト、留め釘（peg）、またはそれらの組合せを含むことができる。
【００１７】
ベース部材２０は、２つの隣接する骨体部の間に最初に挿入されるときに、インターフェース部材３０が骨体部の少なくとも１つの表面に接触するように構成される。インターフェース部材３０は、骨体部内への貫入がほぼ即座に生じるように構成される。インプラントデバイス１０は、骨体部及び骨移植片が融合するとき、骨または椎体の整定時に支えられる体重を分担するために、徐々に沈んでいく。具体的には、整定時に骨体部が互いに相手方に向かって変位するときに、インターフェース部材３０が骨体部に貫入し、沈下に対する抵抗が増大する。
【００１８】
制御された沈下は、沈下に対する抵抗と、沈下の大きさの全体量とに関係する。制御された沈下を促進するため、インターフェース部材３０は、ベース部材の表面から、脊椎内の２つの椎骨などの２つの隣接する骨体部の伸張方向と整列する方向に延びるようにすることができる。このようにして、インターフェース部材は、ある時間に亘って骨体部内に徐々に沈み込んでいくように構成される。加えられる負荷と、インプラントデバイス１０が骨体部に固定される際に経験する整定の大きさとの関係である沈下プロファイルは、インターフェース部材３０の構成または形状に依存する。例えば、インターフェース部材３０は、最初は骨体部内へと容易に貫入することができ、次いで、インターフェース部材の断面がより多く埋め込まれるにつれて減速する。インターフェース部材３０の高さ（Ｈ）は、対応する骨体部内への貫入の深さに関係する。一般に、インプラントデバイス１０が骨内に完全に埋め込まれるところまで沈下したときに、加えられる負荷がインプラントデバイス１０の表面全体にわたって分配され、沈下抵抗が増大する。インターフェース部材３０と、該部材３０がその中に延びる少なくとも１つの対応する骨体部との間の制御された沈下の関係については、参照によりその全体を本明細書に組み込む米国特許第１１／２４８，６５１号に記載されている。
【００１９】
インプラントデバイス１０のベース部材２０は、一次部材１００と、一次部材１００から延びていて、該一次部材に対して傾斜させられた二次部材１１０とを備えている。一次部材１００は、骨移植片などの融合材料を受容し、保持するように構成された、閉鎖ループ、すなわち周囲が囲まれたチャンバ１９２を形成する。図示のように、チャンバ１９２は周囲が取り囲まれているが、該チャンバ１９２の上方及び下方にある骨体部をチャンバ１９２内に配置された融合材料と接触させることができるようにするために、完全に閉鎖されてはいない。本明細書において、周囲が囲まれたチャンバ１９２は、互いに融合されるべき骨体部の向きを受け入れるために、いかなる角度にも位置決めすることができることを理解されたい。いずれにせよ、チャンバ１９２は、融合材料の側方への変位を軽減し、隣接する骨体部が融合に際して固まるときにそれらの沈下を制御することができる。沈下は更に、ベース部材２０の表面から延びているインターフェース部材３０の存在によっても制御される。本発明の実施形態では、一次部材１００及び二次部材１１０が連続的かつ一体である。二次部材１１０は、一次部材１００の前面とほぼ連続的である前面と、一次部材１００の裏面とほぼ連続的である裏面とを有する。一次部材１００及び二次部材１１０は、それらの前面がある角度をなすようにして配置される。当然、その角度は非常に重要であるというわけではなく、通常、低プロファイルと、除去される必要がある骨の量との妥協に依存する。言うまでもなく、上記の角度は、適宜の角度（たとえば、９０°より大きく１８０°より小さい角度）とすることができる。ただし、典型的な角度は、約１４０°から約１７０°の範囲内である。一次部材１００と二次部材１１０が接合される角度は、骨ネジを、所望の角度でベース部材２０を通して導入することができるように設定される。またベース部材２０は、該ベース部材を通して骨ネジを所望の角度で導入することを可能にする他の任意のやり方で設計することもできる。
【００２０】
一次部材１００は、様々な形状、サイズを有し、様々な位置で隣接する骨体部を受け入れるために、周囲が囲まれたチャンバ１９２を、任意の形状またはサイズのものとするように形成することもできる。本発明の周囲が囲まれたチャンバ１９２は、皮質または隣接する椎骨の外径と一致しまたはほぼ適合する外周を有するように設計される。インプラントデバイス１０の頂面は、椎体の頂面、また好ましくはその下方に着座する。したがって、本発明のインプラントデバイス１０は、患者の隣接する解剖学的構造を大幅に妨害しまたは刺激するいかなる部分ももたない。図示の通り、周囲が囲まれたチャンバ１９２は、脊柱の２つの隣接する椎骨を適切に受け入れる、縁部が丸まった矩形形状を有する。一次部材１００は、一般に、脊柱内の植込み位置を見たときに垂直方向に開口し、周囲が取り囲まれた領域１９２を形成する。この領域は、２以上の骨体部間の融合材料を受容及び保持することができる領域である。使用に際しては、融合時に椎骨が固まるときに、移植片の側方への変位を軽減し、隣接する椎骨の沈下を制御するために、一次部材１００が骨移植片などの融合材料の周りを側方に延びる。融合材料は、一次部材１００により形成された、周囲が囲まれたチャンバ１９２内に詰め込むことができる。インプラントデバイス１０のチャンバ１９２は、多数の骨体部を互いに融合させるために必要となることがあるその他のデバイスの必要性を実質的に低減させる１部片の融合材料ハウジングを作り出す。周囲が囲まれたチャンバ１９２は、ケージの形にデザインされたインプラントによって一般に支持されることになる融合材料を適切に収容する。この場合、一般には、骨体部及びケージを所望の位置に保持するためにプレートが必要とされる。本明細書で説明するインプラントデバイス１０は、上記ケージとプレートとのデバイスの組み合わせなど、多数のデバイスを組み合わせて用いる融合方法に伴うコストを大幅に低減させる。
【００２１】
インプラントデバイス１０の他の利点は、積重ねが可能であることである。本発明のインプラントデバイス１０は、それが取り付けられる椎体の頂面のわずかな部分を覆うだけである。その結果、２つのインプラントデバイス１０を、互いに接触させずに共通の椎体に取り付けることができるように、多数のインプラントデバイスを、隣接する骨移植片（すなわち、共通の椎体の間）上に導入することができる。従って、新しい骨移植片の導入に続いて行う手順では、新しいデバイスを導入するのに先立って、既存のデバイスの取外しを必要としない。骨ネジがほぼ三角配置で設けられる図示のシステムは、本発明のインプラントデバイス１０の積み重ね能力を更に向上させる。インプラントデバイス１０は、様々な規模またはサイズのものとすることができ、様々な長さの骨ネジ及び様々な抑制プレートを有するものとすることができることを理解されたい。骨ねじの長さ及び抑制プレートは、本発明が使用される患者の様々な身体的寸法及びデバイスが植え込まれる脊椎の位置またはレベルと相補的である。本発明は、その目的のために様々なサイズで設けることができる。
【００２２】
周囲が囲まれたチャンバ１９２は、融合材料をその中に詰め込みまたは装填することができる保持区域または開放された領域を提供する。椎骨などの隣接する骨体部間にインプラントデバイス１０を挿入する前に、骨片及び／または骨ペーストを含む、粒子移植片材料などの融合材料を、チャンバ１９２内に装填することが可能である。骨片及び／または骨ペーストは、場合によっては成長因子と組み合わせて、骨移植片材料のブロックの代わりに使用することができる。多くの場合、骨片及び骨ペーストは、開かれた後端部を有するインプラントデバイス１０とは対照的に、周囲が囲まれたチャンバ１９２内により容易に保持することができる。従って、骨片と骨ペーストとを組合せたものは、本願の図に示されたようなインプラントデバイス１０の中央領域内に、よりよく保持される。
【００２３】
本発明の他の態様によれば、インプラントデバイス１０のいずれかの部分またはその全体を、放射線透過性またはラジオルーセント材料で構成することができる。具体的には、融合材料及び対応する骨体部の放射線写真による評価を容易にするために、ベース部材２０、一次部材１００、二次部材１１０、インプラントデバイス１０のその他の任意の部分もしくは構成要素、またはそれらの組合せを、放射線透過性またはラジオルーセント材料で構成することができる。たとえば、インプラントデバイス１０全体を、ラジオルーセント材料で構成することができる。ラジオルーセント材料は、Ｘ線がインプラントデバイス１０の構成要素を通過することを許容するので、現像されるＸ線写真は、デバイス１０により生じる画像アーチファクト（imaging artifact）などの顕著な干渉を伴わずに、融合材料及び骨体部のより高い視認性をもたらす。放射線不透過性である従来の金属または合金インプラント材料は、周囲の組織、骨、及び融合材料の総合的な検査を妨げる画像アーチファクト及び散乱を発生する可能性があったが、ラジオルーセント材料は、Ｘ線及びコンピュータトモグラフィー（ＣＴ）などの撮像技術による明瞭な描出を可能にする。すなわち、ラジオルーセント材料によって、骨体部及び融合材料のより明瞭な画像形成が可能になる。
【００２４】
ラジオルーセント材料には、ポリマー、炭素複合材、繊維強化ポリマー、プラスチック、それらの組合せなどを含めることができるが、これらに限定されない。本明細書で説明する、本発明の態様と共に使用することができるラジオルーセント材料の一例は、米国サウスカロライナ州グリーンビル（Greenville）のInvibio Inc.から供給されるPEEK−OPTIMA（登録商標）ポリマーである。PEEK−OPTIMA（登録商標）ポリマーは、一般的にポリエーテルエーテルケトンとして知られる多環芳香族の半結晶性熱可塑性材料である。PEEK−OPTIMA（登録商標）ポリマーは、生体適合性がある不活性材料である。PEEK−OPTIMA（登録商標）の代替物として知られているものは、米国サウスカロライナ州グリーンビル（Greenville）のInvibio Inc.から供給されるENDOLIGN（登録商標）ポリマー複合材などの生体適合性ポリマーを含むが、これらに限定されない。ENDOLIGN（登録商標）ポリマーは、生体適合性の炭素繊維強化熱可塑性材料である。Ｘ線コントラストまたは可視特徴のレベルを変えるために、上記で説明したものを含むラジオルーセント材料に様々な濃度の放射線不透過性材料を任意にドープしたり、上記ラジオルーセント材料をこれらの放射線不透過性材料と結合させたりすることができる。インプラントデバイス１０のラジオルーセント材料により構成される部分は、機械加工、射出成形、または圧縮成形など、当業界で知られた任意の技術により形成することができる。
【００２５】
本発明の他の実施形態では、インプラントデバイス１０が、ラジオルーセント材料及び放射線不透過性材料の両方により構成された構成要素の組合せを備えることができる。放射線不透過性材料は、医療デバイス業界で使用するためのデバイスを構成するために、従来から使用されている。放射線不透過性材料は、金属、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、コバルトクロム合金、及びそれらの組合せなどを含むが、これらに限定されるものではない。放射線不透過性材料は、Ｘ線を妨害する傾向が有り、したがって、材料がその中に配置される領域のＸ線可視性を制限する。しかし、放射線不透過性材料は、一般に、医療デバイスに関して有利な構造的特徴を有する。すなわち、いくつかのラジオルーセント材料は、放射線不透過性材料が有する強度及び／または剛性をもたないため、インプラントデバイス１０の適切な構造的一体性をもたらすために、いくつかの設計上の修正が行われることがある。放射線不透過性材料は、一般に、ラジオルーセント材料に比べより高い剛度を有するので、放射線不透過材料は、インプラントデバイス１０を植え込まれた患者により生じさせられる厳しい圧力及び力にもかかわらず、骨体部のアラインメントを維持しやすいことがある。すなわち、所望のレベルの強度及び／または剛性が得られ、かつＸ線視認度も高められるように、インプラントデバイス１０の一部を金属など放射線不透過性材料で構成し、インプラントデバイス１０のその他の部分をラジオルーセント材料で構成することが望ましいことがある。たとえば図４に示すように、一次部材１００の第１の脚部１２０と第２の脚部１３０とに連結されるチャンバ部材１９６は、チャンバ部材１９６と一次部材１００の第１の脚部１２０及び第２の脚部１３０とから形成される周囲が囲まれた領域内に配置される融合材料、ならびに周囲を囲む骨体部のＸ線視認性を高めるために、ラジオルーセント材料により構成することができる。ただし、その他の理由で、ラジオルーセント材料ではなく、放射線不透過性材料を使用することができることを理解されたい。たとえば、主にラジオルーセントであるデバイスは、デバイスの位置を容易に確認することができるように、放射線不透過性のマーカを備えることができる。
【００２６】
インプラントデバイス１０のベース部材２０は、複数の孔を備えることができ、該複数の孔は、それぞれを通る対応する骨留め具５０を受けるように構成される。骨留め具５０は、骨ネジを備えることができ、インプラントデバイス１０を隣接する骨体部に固定するために、それらが複数使用される。骨留め具５０は、チタンもしくはチタン合金、ラジオルーセント材料、放射線不透過性材料、またはそれらの組合せなど、適当な材料で製作することができる。複数の骨留め具５０はすべて、図１及び図２に示すものなどと同一の形状を有することができる。図示の実施形態では、骨留め具がそれぞれ、丸み付けがされた頭部１９０を有している。本明細書で使用する「丸み付けがされた頭部」という用語は、骨ネジがそれぞれの孔１４０及びスロット１８０内でトグル動作をすることを可能にするために、骨ネジ頭部の低部、すなわちシャンクに最も近い部分に、全体的に丸みが付けられることを意味する。
【００２７】
本発明の他の実施形態では、ベース部材２０内の孔を通り抜けるように構成された骨ネジ５０に、先端に切削フルートを備えた尖った端部を持たせることができる。骨ネジ５０の先端の切削フルートによって、ネジがセルフドリリングまたはセルフタッピングすることが可能になる。すなわち、セルフドリリングまたはセルフタッピング型の先端を有する骨ネジ５０の使用によって、ドリルまたはセンターパンチの使用が任意となる。
【００２８】
インプラントデバイス１０の嵌合を向上させるために、骨体部の縁部の骨棘（lip osteophyte）から、骨ネジ孔１４０、１８０に対応する角度で、骨の一部を切り取るかまたは別の方法で除去することができる。骨体部の骨表面に対する、骨ネジ５０の角度は、骨ネジ５０の係留に影響を及ぼす可能性がある。たとえば、縁部の骨棘は、椎骨の最も強い部分であるため、縁部の骨棘を通る骨ネジ５０を角度付けすることによって、ベース部材２０を椎体に係留されたままの状態に保持する能力が増大する。各骨ネジ５０は、角度を付けることによって、対応する骨体部の回転角度、及び骨体部の整定角度に沿って位置決めされる。この構成により、各ネジ５０は、脊柱の運動に対して保護された位置に配置される。その結果、椎体が回転及び／または整定するときに、顕著なせん断力がネジ５０上にかかることがない。
【００２９】
一次部材１００は、該一次部材を貫通して延びる第１の骨ネジ孔１４０を少なくとも１つ、好ましくは図示のように２つ備えており、これら第１の骨ネジ孔はそれぞれ、対応する骨留め具、即ち骨ネジ５０を受けるように構成される。一次部材１００に設けられた第１の骨ネジ孔１４０は、一次部材１００の前面上に配置され、インプラントデバイス１０が挿入されるときに、患者の外側に向く。骨ネジ孔１４０は、骨ネジ５０が孔１４０をある角度で通り抜けるように構成される。その結果、第１の骨ネジ孔１４０を通って延びる各骨ネジは、ある角度で骨体部に入ることができる。第１の骨ネジ孔１４０はそれぞれ、それぞれの骨ネジ５０の一部をそこに貫通させるのに十分な大きさであるが、骨ネジの頭部１９０など骨ネジの保持部分を貫通させるのに十分な大きさではない。更に、第１の骨ネジ孔１４０はそれぞれ、座部１６５を有し、それぞれの骨ネジの保持部分がその上に載る。各座部１６５は、一般に凹状の半球形を有し、座部１６５と接触する骨ネジ５０の保持部分の表面は、相補的な凸状半球状の構成を有する。したがって、骨ネジ５０は、座部１６５上で自由にピボット運動し得る。一次部材１００はまた、骨体部からの少なくとも１つの骨留め具の離脱を減少させるように構成された抑制手段を受けるためのネジ孔１７０を備えている。
【００３０】
二次部材１１０は、骨ネジを受けるための細長いスロットである第２の骨ネジ孔１８０を備えている。骨ネジは、第２の骨ネジ孔１８０内及び第２の骨体部内へと導入される。第２の骨ネジ孔１８０は、骨ネジをベース部材２０に対して相対的に、かつほぼ一次部材１００に向かって、スロット（骨ネジ孔１８０）内で摺動及び回転させることができるように構成される。従って、使用に際しては、ベース部材２０が固定される２つの隣接する骨体部がつぶれるかまたは整定して、互いに相手方に向かって変位するにつれて、第２の骨ネジ孔１８０内に収容された骨ネジが、該骨ネジ孔により構成されるスロット内で摺動して、該骨ねじが内部に伸びている一方の骨体部と共に、一次部材１００及び他方の骨体部へと向かう方向に変位する。上記スロットは、骨体部の表面の輪郭形状の高さに対してある角度をなしているので、二次部材１１０の平面内では該スロットが骨体部の表面の輪郭形状の高さよりも長い長さを有していることに注目すべきである。言い換えると、上記スロットは、ネジに骨体部の表面の輪郭形状の高さに等しい垂直方向運動を生じさせる。
【００３１】
少なくとも１つの、好ましくは２つの突起１８３が、ベース部材２０の頂面１５０から上向きに延びている。突起１８３は、ベース部材２０を骨体部間に挿入するときに、骨体部の表面に接触してストッパ部を構成する。突起１８３は、インプラントデバイス１０を患者の体内に挿入する時に該デバイスを対応する骨体部に対して停止させるために骨体部と接触する基部または棚状部を提供する。図１には示してないが、少なくとも１つの突起１８３を、一次部材１００の底面から延びるように位置決めして設けることもできる。
【００３２】
図２に示すように、インプラントデバイス１０は、ベース部材２０に連結される１以上の骨留め具５０の運動を制限するための抑制手段を備えることができる。抑制手段は、骨留め具５０が１度ネジ込まれた後に骨体部から抜け出るのを防ぐために、少なくとも１つの骨留め具５０の少なくとも一部を確実に覆う何らかの手段であればよい。図示の実施形態では、骨ネジ抑制手段が、抑制プレート６０と、孔１７０内に嵌るように構成されるネジなどの抑制プレート固定手段７０とを備えている。したがって、抑制プレート６０は、単なるカバープレートとすることができる。抑制プレート６０は、チタンもしくはチタン合金、ラジオルーセント材料、放射線不透過性材料、またはこれらの組合せなど、当業界で知られている何らかの適当な材料で製作することもできる。抑制手段は、ベース部材に永久的に固定される必要はなく、取外し可能とすることができる。図示の実施形態では、抑制プレート６０が、ベース部材２０の凹んだ領域に対応するように構成される。凹んだ領域により、抑制プレート６０の適正な位置決めが容易になる。抑制プレート６０の厚さは、たとえば約０．５ｍｍから約２ｍｍなど、可能な限り薄くすべきである。抑制プレート６０の例示的な代替実施形態及びその実施形態が骨固定具と相互作用する方法は、参照によりその全体を本明細書に組み込む、米国特許出願第１１／６２０，２５５号において説明及び記載されている。また、抑制手段によってもたらされる１つまたは複数の骨留め具の運動の制限は、沈下時の、１つまたは複数の骨留め具とベースプレートとの間の相対運動の制御（すなわち、相対運動への抵抗、または相対運動への抵抗の変化）を含むことができる。また更に、他の実施形態では、抑制手段によってもたらされるような運動の制限は、（１）骨留め具の離脱防止、及び（２）沈下時の１以上の骨留め具とベースプレートとの間の相対運動の制御の両方を含むと考えることができることを理解されたい。
【００３３】
更に、その他いかなる適当な骨ネジ抑制手段も、本発明と共に使用することができることを理解されたい。たとえば、骨ネジ抑制手段は、様々な骨ネジを覆う多数の抑制プレートを備えることができる。また、骨ネジ抑制手段は、少なくとも一部が１以上の骨ネジの少なくとも一部に重なる頭部を有する１以上のネジを備えて、該ネジの頭部が骨ネジの少なくとも一部に重なることにより、骨ネジが抜け出るのを防止するようにすることもできる。
【００３４】
本発明の他の実施形態では、一次部材１００により形成される周囲が囲まれたチャンバ１９２が、内部部材１９４により複数の内部区画に分割される。内部部材は、ラジオルーセントまたは放射線不透過性材料で構成することができる。隣接する骨体、及び周囲が囲まれたチャンバ１９２の各区画内に収容される融合材料の、放射線写真による評価を高めるために、内部部材は、ラジオルーセント材料で構成されることが好ましい。周囲が囲まれたチャンバ１９２は、一次部材１００により形成されるほぼ平坦な内面を有する。図示の通り、内部部材は、隣接する骨体部とともに制御された沈下をもたらすために、周囲が囲まれたチャンバ１９２の底面から延びるように設けることができる。図示してないが、内部部材はまた、周囲が囲まれたチャンバ１９２の頂面から、またはチャンバ１９２の頂面及び底面の両方から延びるように設けることができる。
【００３５】
図３に示すように、中央内部部材１９４は、チャンバ１９２の対向する内面の間を延びるように設けることができ、これにより、チャンバ１９２を２以上の区画に分割して、隣接する２つの骨体部間に配置されるべき融合材料を各区画に保持または収容するようにすることができる。図示のように、図３の内部部材１９４は、周囲が囲まれたチャンバ１９２の内面の一部から延び、チャンバ１９２即ち一次部材１００の対向する内面に連結されている。周囲が囲まれたチャンバ１９２に、部材１９４などからなる内部部材を加えることにより、インプラントデバイス１０に全体的な支持強度を付加することができる。更に内部部材により、融合材料を２つの骨体部間にしっかりと固定することができる。内部部材１９４が存在することにより得られる利益の一つは、PEEKインプラントが骨の間で過剰な力による衝撃を受けた際に、該PEEKインプラントの破損を防ぐのに役立つということであることが理解されるべきである。
【００３６】
隣接する骨体部（たとえば椎骨）間にインプラントデバイス１０を挿入する前に、骨ペーストまたは骨片などの融合材料を、周囲が囲まれたチャンバ１９２内に装填することが可能である。しかしながら、開かれた前面を有するチャンバ部材を、隣接する骨体部間に挿入する方がより容易なことがある。この場合には、チャンバ部材に、融合材料を前面から詰め込み、次いでベース部材２０のようなプレートを用いて封止するようにすることができる。ある段階では、周囲が囲まれたチャンバ１９２への融合材料の詰め込みと、インプラントデバイス１０の患者への挿入とを容易にするために、周囲が囲まれたチャンバ１９２の一部を形成するチャンバ部材１９６を、一次部材１００から取り外すことができるようにしておくことが望ましいことがある。図４は、本発明の他の実施形態において、一次部材１００が、開口された領域を取り囲む、即ち融合材料を受けるように構成された周囲が囲まれたチャンバ１９２を取り囲む取外し可能なチャンバ部材１９６を備えることができることを示している。一次部材１００は、融合材料を受けるための湾曲した開いた弧を形成する第１の脚部１２０と第２の脚部１３０とを更に備えることができる。図示のように、一次部材１００の第１の脚部１２０及び第２の脚部１３０は、ほぼＵ字形の形状をなすように設けることができる。チャンバ部材１９６が有する取外し可能機能により、後で隣接する２つの骨体部間にインプラントされる前に、一次部材１００の第１の脚部１２０及び第２の脚部１３０によって形成されるＵ字形の開かれた領域、及びＵ字形チャンバ部材１９６自体に、融合材料を別々に詰め込むことが可能になる。
【００３７】
チャンバ部材１９６は、ラジオルーセント材料または放射線不透過性材料により構成することができる。チャンバ部材１９６は、融合材料及び隣接する骨体部の放射線写真による評価を潜在的に制限する可能性があるので、チャンバ部材１９６を、ラジオルーセント材料により構成することが望ましい。図示のように、チャンバ部材１９６は、Ｕ字型を有する。しかしながら、チャンバ部材１９６は、適宜の形状を有するように構成することができ、隣接する骨体部の形状に一致するように構成することもできる。チャンバ部材１９６が一次部材１００の第１の脚部１２０及び第２の脚部１３０に連結された場合、周囲が囲まれたチャンバ１９２は、図示のようにほぼ矩形である。図示してないが、周囲が囲まれたチャンバ１９２は、チャンバ部材１９６と、第１の脚部１２０及び第２の脚部１３０との構成に応じて、円形またはその他の望ましい形状とすることができる。チャンバ部材１９６は更に、一次部材１００の頂面１５０及び底面１５１にそれぞれ対応してそれぞれと整合する頂面及び底面を有している。
【００３８】
図４に示すように、チャンバ部材１９６は、図示の取付孔２１０内に挿入することができるネジ又はだぼなどの留め具によって、一次部材１００の第１の脚部１２０及び第２の脚部１３０と連結することができる。インプラントデバイス１０が、周囲が囲まれたチャンバ１９２を形成するためにチャンバ部材１９６が一次部材１００に締結されて取り付けられるアセンブリ（組立て体）である場合、取付孔２１０は、一次部材１００の第１の脚部１２０及び第２の脚部１３０を貫通して延びるように設けられ、チャンバ部材１９６内の対応する取付孔２１０と整合するように設計される。第１の脚部１２０及び第２の脚部１３０の取付面１９７は、チャンバ部材１９６の取付面１９７と面一に突き合わされるように、ほぼ平坦である。したがって、第１の脚部１２０及び第２の脚部１３０は、チャンバ部材１９６に締結される際に、取付面１９７同士が整合され、チャンバ部材１９６が一次部材１００にきつく固定される。
【００３９】
周囲が囲まれたチャンバ１９２は、必要であれば、例えば図５に示したように、複数の内部区画に分割することができることを理解されたい。図５は、内部部材１９４を有するＵ字形の取外し可能なチャンバ部材１９６を示している。内部部材１９４は、チャンバ部材１９６の内面から外向きに、取付面１９７を有するチャンバ部材１９６の端部と平行な方向に延びる。一次部材１００及びチャンバ部材１９６は、当業界で知られている何らかの適当な構造または簡便な手段によって、互いに連結させることができる。図示のように、内部部材１９４は、ほぼ平坦な取付面１９７を有する。内部部材１９４の取付面１９７は、一次部材１００の表面の一部と整合してそれと面一に突き合わされるように設計される。図示してないが、内部部材１９４の取付面１９７に、ネジ切りされた留め具孔を設けることができる。この場合孔１７０は異なる構成をとることができる。例えば、孔１７０をクリアランスホールとして、抑制手段が内部部材１９４の留め具孔内に延びるようにすることができる。この場合、抑制手段をベース部材２０に取り付けるために使用される留め具は、内部部材１９４内に延びて、取外し可能なチャンバ部材１９６を一次部材１００に固定するように設けることができる。図４に示した例と同様に、チャンバ部材１９６の取付面１９７並びに第１の脚部１２０及び第２の脚部１３０には、両者を互いに締結するために用いる取付孔２１０を設けることができる。チャンバ部材１９６を、一次部材１００の第１の脚部１２０及び第２の脚部１３０に固定するために、ネジ、だぼ、または同様の留め具を使用することができる。
【００４０】
チャンバ部材１９６は、いくつかの代替方法で、一次部材１００に取り付けることができる。たとえば、図６及び図７は、他の実施形態において、チャンバ部材１９６を一次部材１００に固定するために用いることができるペグ及びスロットシステムを示す。チャンバ部材１９６の取付面１９７には、一次部材１００の第１の脚部１２０及び第２の脚部１３０の取付面１９７に設けられたスロット（図示せず）に対応するペグ１９９が設けられている。スロットは、ペグ１９９と同様の形状を有し、ペグ１９９と同じ寸法を有するので、ペグ１９９とスロットとは、嵌め合わされるときつく固定される。チャンバ部材１９６がインプラントデバイス１０の一次部材１００に確実に取り付けられることを保証する目的で、ペグ１９９とスロットを互いにしっかりと固定するために、当業界で標準的な接着剤を使用することもできる。
【００４１】
ラジオルーセント材料は、放射線不透過性材料が有するような強度をもたないことがあるという欠点に対処するために、インプラントデバイス１０に適正な構造的一体性を持たせるための設計上の修正を行うことが必要とされることがある。例えば、図８に示すように、一次部材１００及び二次部材１１０の一部の厚さを、増大させることができる。例えば、骨ネジ孔１４０及びスロット１８０並びにこれらを取り囲む部分の厚さを増大させることができる。骨ネジ孔１４０及び／またはスロット１８０の厚さを増大させることによって、骨体部内に延びる骨ネジ５０と１次及び二次部材との間の境界領域に対する支持が強化される。同様にこれらの位置の厚さを増大させることによって、ネジの長さまたはスロットの厚さが増大する。一次部材１００及び二次部材１１０などインプラントデバイス１０の一部を、その他の部分よりも厚く設計するか、または嵩高に設計することによって、骨体部の変位及び骨ネジのトグル動作の応力を緩和し、インプラントデバイス１０の曲り、ひび割れ、その他の損傷を引き起こす可能性がある力を緩和することができる。
【００４２】
インプラントデバイスは、その他様々な特徴を含むことができることを理解されたい。それらの特徴のいくつかは、参照により本明細書に組み込まれる特許出願において説明されている特徴を含むことができる。特徴のいくつかの例を、図９〜図１３に示す。これらの図のうちのいくつかの図は、具体的な詳細を示すために、断面図となっている。これらの図に例示した特徴は、前述のいかなる実施形態にも適用することができる。当然、図示の特徴は、単なる例示であり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００４３】
図９を参照すると、前述のように、インターフェース部材３０の有効変位高さ（Ｈ）が、インターフェース部材の骨体部内への貫入深さに関係している。しかし、高さ（Ｈ）はまた、インプラントデバイス１０に関連するその他の相対変位とも相互関係を有する可能性がある。例えば、制御された沈下を行わせるために、骨体部内へのインターフェース部材３０の貫入を、１つまたは複数の骨ネジのそれぞれの孔１４０及びスロット１８０に対するピボット運動及び／またはスライド運動と協調させることができる。図９に示すように、スロットと関係をもつ骨ネジは、変位距離Ｄを有することができる。スロット１８０内での相対的なスライド運動に関する一例では、インターフェース部材３０が完全に埋め込まれた状態に到達したときに、ネジがスロット１８０の端部に到達することになる。そのような例では、ＨがＤと等しいか、またはほぼ等しいとみなすことによって、一般的な特徴付けをすることができる。このようにして、ネジの変位が骨体部内へのインターフェース部材の貫入沈下と一致するように、骨留め具がスロット内に配置される。
【００４４】
相対的な寸法決めに関する他の例が詳しく示される。この他の例には、インターフェース部材３０が完全な埋込み状態に到達する前にネジがスロット１８０の端部に達するようなネジのスロット内での相対的スライド変位と、インターフェース部材３０が完全な埋込み状態に到達した後もネジのスロット１８０内での変位が許容されるようなスロット内でのネジの相対的なスライド変位とが含まれる。これらの例はそれぞれ、ＨがＤよりも大きいとみなすことにより、及びＨがＤよりも小さいとみなすことにより、一般的な特徴付けをすることができる。配置及びスライド変位もまた変数となりうる。例えば、それぞれの骨留め具を、細長いスロットの端部に到達するように配置し、スロット内でトグル動作させて、インターフェース部材を骨体部内に更に貫入させることができる。
【００４５】
図１０は、他の特徴を有する例を示している。詳細に述べると、この例ではインターフェース部材３２を頂面上に配置することができる。このようにして、インターフェース部材の位置を、上下逆にすることができる。他の可能な位置の入換えは、孔及びスロットに関係する。詳細に述べると、図１１では、孔（図１０に示された１４０）が細長いスロット１４２（図１１）で置き換えられ、細長いスロット（図１０の１８０）が細長くない孔１８２により置き換えられている。
【００４６】
また上記の修正を、様々な構成と組み合わせることができる。例えば、図１２に示された例では、スロット１４２及び１８０のみが設けられている。言い換えると、すべての孔がスロットに変更されている。他の実施例として、インターフェース部材３０、３２が底部及び頂部の双方の上に配置された例が図１３に示されている。図１３はまた、スロット１４２及び１８０のみを用いていることを示している。インターフェース部材３０、３２とスロット１４２、１８０とをこのように組合せることにより、多くのタイプの沈下制御を行わせることができることを理解されたい。インターフェース部材の貫入及びスロットに沿った運動は、様々な沈下プロファイルをもたらすように構成することができ、様々な異なる方法において使用することができる。例えば、沈下は、多少なりとも、力及び時間を必要とすることがある。また、沈下は、それぞれ異なるプロファイルを有する、種々の異なるセグメントを有することができる。
【００４７】
また、沈下プロファイルに影響を及ぼす可能性がある他の態様では、インターフェース部材３０、３２の高さ、適宜の高さとするか、または適宜の高さの組合せとすることもできる。複数のインターフェース部材３０、３２が、ベース部材の表面から延びている場合、各インターフェース部材を、他のインターフェース部材と等しい高さにしたり、他のインターフェース部材よりも実質的に高くしたり低くしたりすることができる。図１１は、所望される沈下抵抗の大きさに応じて実質的に異なる高さを有するインターフェース部材３２を示している。また頂部上及び底部上のインターフェース部材を比較するとき、いかなる相対的な寸法も可能である。たとえば、頂面から延びるインターフェース部材の高さは、底面から延びるインターフェース部材の高さより高くすることも、ほぼ同じにすることも、またより低くすることもできる。
【００４８】
更に、制御された沈下を行わせる際に、複数の留め具のうちの１つ、複数の留め具のうちのいくつかの留め具、またはすべての留め具とベース部材との間に、相対的な摺動が生じないすることが検討される。これは、スロットなしで孔のみを使用することにより実現することができる。代替例では、骨ネジを、スロットに沿った運動に対して動かないように保持するようにすることができる。このようにした場合には、１以上の骨ネジにピボット運動が生じることがある。
【００４９】
椎骨の前方区域内の隣接する頸椎を支持するための、本発明の種々の実施形態を説明したが、本発明の骨プレートを、椎体領域内の、隣接する頸部、胸部、及び腰部を支持するために使用することができることは、当業者であれば理解できるであろう。更に、本発明のデバイス及び方法は、椎体に限定されるものではなく、身体の別の部位の２つの骨片を接合するために使用することもできる。
【００５０】
本発明の実施形態及び応用例を図示し、説明したが、本明細書の発明の概念から逸脱することなく更に多くの修正が可能であることは、当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神以外には制限されない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は周囲が囲まれたチャンバを有するベース部材を備えた本発明の一態様によるインプラントデバイスの斜め前方斜視図である。
【図２】図２は本発明の一態様によるインプラントデバイスの側面図である。
【図３】図３は周囲が取り囲まれたマルチコンパートメント形のチャンバを備えた本発明の一態様によるインプラントデバイスのベース部材の斜め前方斜視図である。
【図４】図４は周囲が取り囲まれた非組立て位置にあるチャンバを備えた本発明の一態様によるインプラントデバイスのベース部材の斜め前方斜視図である。
【図５】図５は非組立て状態にある横方向に取り囲みが可能なマルチコンパートメント形チャンバを備えた本発明の一態様によるインプラントデバイスのベース部材の斜め前方斜視図である。
【図６】図６は非組立て状態にある横方向に取り囲みが可能なチャンバを備えた本発明の一態様によるインプラントデバイスのベース部材の斜め前方斜視図である。
【図７】図７は非組立て状態にある横方向に取り囲みが可能なマルチコンパートメント形チャンバを備えた本発明の一態様によるインプラントデバイスのベース部材の斜め前方斜視図である。
【図８】図８は周囲が囲まれたチャンバを備えた本発明の一態様によるインプラントデバイスのベース部材の前方斜視図である。
【図９】図９は上記の実施形態に対して加えることが可能な修正を示す本発明の一態様によるインプラントデバイスのベース部材の前方斜視図である。
【図１０】図１０は上記の実施形態に対して加えることが可能な修正を示す本発明の一態様によるインプラントデバイスのベース部材を一部断面して示した後部斜視図である。
【図１１】図１１は上記の実施形態に対して加えることが可能な修正を示す本発明の一態様によるインプラントデバイスのベース部材を一部断面して示した後部斜視図である。
【図１２】図１２は上記の実施形態に対して加えることが可能な修正を示す本発明の一態様によるインプラントデバイスのベース部材を一部断面して示した後部斜視図である。
【図１３】図１３は上記の実施形態に対して加えることが可能な修正を示す本発明の一態様によるインプラントデバイスのベース部材を一部断面して示した後部斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
[TITLE OF THE INVENTION]
SPINE IMPLANTS 
[TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION]
The present invention relates generally to implant devices for the fixation and support of bone bodies. In particular, the present invention relates to an implant device that provides and controls limited movement between bone bodies during fusion.
[BACKGROUND OF THE INVENTION]
This application claims the benefit of U.S. Provisional Patent Application No. 60/745,294 filed April 21, 2006, and claims the benefit of U.S. Patent Application No. 11/620,255 filed January 5, 2007 and U.S. Patent Application No. 11/248,651 filed October 12, 2005, both of which claim benefit of and are continuations-in-part applications of U.S. Patent Application No. 10/419,652 filed April 21, 2003, now U.S. Patent No. 6,984,234, the contents of all of which are incorporated herein by reference in their entirety.
The spinal column of vertebrates provides support to bear weight and protection to the delicate spinal cord and spinal nerves. The spinal column includes a series of vertebrae stacked on top of each other. There are typically seven cervical (neck), twelve thoracic (chest), and five lumbar (low back) segments. Each vertebra has a cylindrical shaped vertebral body in the anterior portion of the spine with an arch of bone to the posterior, which covers the neural structures. Between each vertebral body is an intervertebral disc, a cartilaginous cushion to help absorb impact and dampen compressive forces on the spine. To the posterior the laminar arch covers the neural structures of the spinal cord and nerves for protection. At the junction of the arch and posterior vertebral body are articulations to allow movement of the spine.
Various types of problems can affect the structure and function of the spinal column. These can be based on degenerative conditions of the intervertebral disc or the articulating joints, traumatic disruption of the disc, bone or ligaments supporting the spine, tumor or infection. In addition congenital or acquired deformities can cause abnormal angulation or slippage of the spine. Slippage (spondylolisthesis) anterior of one vertebral body on another can cause compression of the spinal cord or nerves. Patients who suffer from one of more of these conditions often experience extreme and debilitating pain, and can sustain permanent neurological damage if the conditions are not treated appropriately.
One technique of treating these disorders is known as surgical arthrodesis of the spine. This can be accomplished by removing the intervertebral disc and replacing it with bone and immobilizing the spine to allow the eventual fusion or growth of the bone material across the disc space to connect the adjoining vertebral bodies together. The stabilization of the vertebra to allow fusion is often assisted by a surgically implanted device to hold the vertebral bodies in proper alignment and allow the bone to heal, much like placing a cast on a fractured bone. Such techniques have been effectively used to treat the above-described conditions and in most cases are effective at reducing the patient's pain and preventing neurological loss of function. However, there are disadvantages to the present stabilization devices.
[DISCLOSURE OF THE INVENTION]
[PROBLEM TO BE SOLVED BY THE INVENTION]
Several types of anterior spinal fixation devices are in use currently. One technique involves placement of screws all the way through the vertebral body, called bicortical purchase. The screws are placed through a titanium plate but are not attached to the plate. This device is difficult to place, and over penetration of the screws can result in damage to the spinal cord. The screws can back out of the plate into the surrounding tissues, as they do not fix to the plate. Several newer generation devices have used a unicortical purchase of the bone, and in some fashion locking the screw to the plate to provide stability and secure the screw from back out. Problems have resulted from over rigid fixation and stress shielding, resulting in nonunion of the bony fusion, chronic micro-motion during healing resulting in stress fracture of the fixation device at either the screw or the plate, insecure locking of the screw to the plate resulting in screw back out, or inadequate fixation strength and resultant collapse of the graft and angulation of the spine.
These devices are often designed to support and bridge across a group of vertebrae, for example a group of three. Because these devices are typically bridged across the bone, for example in the cervical region, they occasionally aggravate the esophagus, making it difficult for one to swallow food. In addition, the screws are installed into the bone normal, i.e., 90° to the plate's surface. Local angularity in the vertebral column often causes high shearing stresses to be applied to the screws. These stresses may fatigue the screws or cause deformation of the screw holes.
[MEANS FOR SOLVING PROBLEM]
The following presents a simplified summary of the invention in order to provide a basic understanding of some aspects of the invention.  This summary is not an extensive overview of the invention.  It is intended to neither identify key or critical elements of the invention nor delineate the scope of the invention.  Its sole purpose is to present some concepts of the invention in a simplified form as a prelude to the more detailed description that is presented later.
In accordance with an aspect of the present invention, an implant device is provided.  The device includes a base member configured to interface with two or more bone bodies.  The base member includes a primary member that forms a peripherally-surrounded bone chamber for receiving fusion material and a secondary member that extends at an angle relative to the primary member.  A plurality of interface members extend from a surface of the base member.  The interface members are configured to provide controlled subsidence of the device into at least one bone body.  The device further includes a plurality of bone fasteners that extend through apertures provided in the base member.
In accordance with another aspect of the present invention, an implant device is provided.  The device includes a base member that includes a peripherally-surrounded chamber for receiving fusion material.  The peripherally-surrounded chamber has a top surface and a bottom surface.  The device has a plurality of bone fasteners extending through apertures provided in the base member.  The device includes restraining means for restricting movement of at least one bone fastener.  The device includes at least one interface member extending from a surface of the peripherally-surrounded chamber.  The interface member is configured to provide controlled subsidence of the device into a bone body.
In accordance with yet another aspect of the present invention, an implant device is provided.  The device includes a base member configured to interface with first and second adjacent bone bodies.  The base member includes a primary member that forms a peripherally-surrounded bone chamber for receiving fusion material and configured such that the first and second bone bodies engage the fusion material for permitting force transmission between the first and second bone bodies through the fusion material.  The device includes means for controlled subsidence of movement of the first and second bone bodies toward each other.
[BEST MODE FOR CARRYING OUT THE CLAIMED INVENTION]
The following description and the annexed drawings set forth in detail certain illustrative aspects of the invention.  These aspects are indicative, however, of but a few of the various ways in which the principles of the invention may be employed and the present invention is intended to include all such aspects and their equivalents.  Other objects, advantages and novel features of the invention will become apparent from the following detailed description of the invention when considered in conjunction with the drawings.
The present invention relates to a device, such as an implant device that provides and controls limited movement between bone bodies during fusion.  The present invention will now be described with reference to the drawings, wherein like reference numerals are used to refer to similar elements throughout.  It is to be appreciated that the various drawings are not necessarily drawn to scale from one figure to another nor inside a given figure, and in particular that the size of the components are arbitrarily drawn for facilitating the understanding of the drawings.  In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention.  It may be evident, however, that the present invention can be practiced without these specific details.  Additionally, other embodiments of the invention are possible and the invention is capable of being practiced and carried out in ways other than as described.  The terminology and phraseology used in describing the invention is employed for the purpose of promoting an understanding of the invention and should not be taken as limiting.
Referring initially to Figure 1, an example of a device or implant device 10 is illustrated in accordance with an aspect of the present invention.  The implant device 10 is configured to fix and secure two or more bone bodies.  As used herein, the phrase “bone bodies” is intended to include individual bones as well as fragments or portions of bones.  For example, the bone bodies can be two adjacent vertebrae and the implant device 10 can be mounted to the vertebrae with graft material (not shown) between the vertebrae.  More specifically, and as will be described in further detail below, the implant device 10 can fix and secure adjacent vertebrae that have had cartilaginous disc between the vertebrae replaced with material that promotes the fusion of the vertebrae such as a graft of bone tissue or some other similar material.  It is to be appreciated that one aspect that is addressed by the present invention is load sharing with a graft.
As shown in Figure 1, the configuration of the implant device 10 includes a base member 20 having a plurality of protrusions or interface members 30 extending from a surface of the base member 20.  The base member 20 has a top surface 150 and a bottom surface 151.  As shown, the interface members 30 extend from the bottom surface 151 of the base member 20.  Although not shown, the interface members 30 can alternatively extend from only the top surface 150 of the base member 20, or from both the top surface 150 and the bottom surface of the base member 20 in order to provide two controlled subsidence interfaces between the implant device 10 and adjacent bone bodies.  The interface members 30 are configured to contact at least one surface of a bone body to provide subsidence control for the implant device 10.  The interface members 30 can include, for example, teeth, knife-edges, spikes, posts, pegs, or combinations thereof.
The base member 20 is configured such that when first inserted between two adjacent bone bodies, the interface members 30 contact a surface of at least one of the bone bodies.  The interface members 30 are configured such that substantially immediate penetration into a bone body occurs.  The implant device 10 gradually subsides as the bone bodies and bone graft fuse to share in the weight bearing during settling of the bone or vertebral bodies.  Specifically, as the bone bodies move toward each other during settling, the interface members 30 will penetrate the bone bodies with increased resistance to subsidence.
Controlled subsidence relates to resistance to subsidence and total amount of subsidence.  To promote controlled subsidence, the interface members 30 may extend from a surface of the base member in a direction that is aligned with an elongate direction of two adjacent bone bodies, such as two vertebrae in a spine.  The interface members are thus configured to provide progressive penetration into a bone body over a period of time.  The subsidence profile, which is a relationship between an applied load and an amount of settling the implant device 10 experiences when secured to the bone bodies, is dependent on the configuration or shape of the interface members 30.  For example, the interface members 30 can readily penetrate into a bone body initially and then slow down as more of the interface member cross section embeds.  The height (H) of the interface members 30 relative to the depth of penetration into a corresponding bone body.  Generally, when the implant device 10 has subsided to a point where the interface members are fully embedded in the bone, the applied load will be distributed across the entire surface of the implant device 10 and subsidence resistance will increase.  The controlled subsidence relationship between the interface members 30 and the at least one corresponding bone body that the members 30 extend into is described in U.S. Patent Application No. 11/248,651, which is incorporated herein by reference in its entirety.
The base member 20 of the implant device 10 includes a primary member 100 and a secondary member 110, which extends from and is angled relative to the primary member 100.  The primary member 100 forms an enclosed loop or peripherally-surrounded chamber 192 that is configured to receive and hold fusion material, such as a bone graft.  As shown, the chamber 192 is peripherally-surrounded, but not fully enclosed, such that bone bodies residing above and below the chambers 192 can be in contact with fusion material located in the chamber 192.  It is to be appreciated, and for the description purposes of the present invention herein, the peripherally-surrounded chamber 192 can be positioned at any angle in order to accommodate the orientation of bone bodies to be fused together.  In any case, the chamber 192 can mitigate lateral shift of the fusion material and control subsidence of adjacent bone bodies as they set during fusion.  Subsidence is further controlled by the presence of the interface members 30 that extend from a surface of the base member 20.  In the present embodiment, the primary and secondary members 100, 110 are contiguous and unitary.  The secondary member 110 has a front surface that is generally continuous with a front surface of the primary member 100, and a back surface that is generally continuous with a back surface of the primary member 100.  The primary member 100 and secondary member 110 are arranged relative to each other so that their front surfaces form an angle.  Of course, the angle is not of great importance and typically depends upon a compromise between low profile and the amount of bone that would need to be removed.  Suffice to say that the angle can be any angle (e.g., greater than 90° and less than 180°).  However, a typical angle would be in the range, from about 140° to about 170°.  The angle at which the primary and secondary members 100, 110 are joined is provided so that bone screws can be introduced through the base member 20 at desired angles.  Alternatively, the base member 20 can be designed in any other manner that permits the bone screws to be introduced there through at the desired angles.
The primary member 100 can form the peripherally-surrounded chamber 192 to be of any shape or size to accommodate adjacent bone bodies of various shapes, sizes and positions.  The peripherally-surrounded chamber 192 of the present invention is designed to have an outer periphery that coincides with or generally matches the outer diameter of the cortex or adjacent vertebrae.  The top surfaces of the implant device 10 sit at, and preferably below, the top surface of the vertebral bodies.  As such, the implant device 10 of the present invention does not have any parts that would significantly interfere with or irritate the adjacent anatomic structures of the patient.  As shown, the peripherally-surrounded chamber 192 has a rounded-edge rectangular shape that would adequately accommodate two adjacent vertebrae of a spinal column.  The primary member 100 generally forms the vertically-open and peripherally-surrounded area 192, when viewed in the implanted position in a spinal column, that can receive and hold fusion material between two or more bone bodies.  In use, the primary member 100 laterally extends around an amount of fusion material, such as a bone graft, in order to mitigate lateral shift of the graft and control subsidence of adjacent vertebrae as the vertebrae set during fusion.  The fusion material can be packed into the peripherally-surrounded chamber 192 formed by the primary member 100.  The chamber 192 of the implant device 10 creates a one-piece fusion material housing that substantially reduces the need for other devices that may be necessary to fuse multiple bone bodies together.  The peripherally-surrounded chamber 192 adequately houses fusion material that would generally be supported by a cage design implant.  In this case, a plate would generally also be needed to keep the bone bodies and the cage in the desired location.  The implant device 10 described herein significantly reduces the cost associated with multiple-device fusion methods such as those associated with the above cage and plate combination devices.
Another advantage of the implant device 10 is that it is stackable.  The implant device 10 of the present invention covers an insignificant portion of the top surfaces of the vertebral bodies to which it is attached.  As a result, multiple implant devices can be introduced over adjacent bone grafts (i.e., between a common vertebral body) so that two implant devices 10 are attached to a common vertebral body without devices 10 contacting one another.  Thus, subsequent procedures where new bone grafts are to be inserted do not require the removal of a pre-existing device prior to introduction of a new device.  The depicted systems where the bone screws are provided in a generally triangular arrangement further enhance the stacking ability of the implant devices 10 of the invention.  It is to be appreciated that the implant device 10 can be of different scales or sizes, have differing bone screw lengths and restraining plates that are complementary to different physical dimensions of the patients on whom the invention is used and the spinal location or level at which the device is implanted.  The present invention is capable of being provided in various sizes for that purpose.
The peripherally-surrounded chamber area 192 provides a retaining region or open area into which fusion material can be packed or loaded.  It is possible to load fusion material, such as particulate graft material including bone chips and/or bone paste, into the chamber 192 prior to the insertion of the implant device 10 between adjacent bone bodies such as vertebrae.  Bone chips and/or bone paste and possibly in combination with growth factors can be used in place of a block of bone graft material.  Often it is the case that bone chips and bone paste are more easily retained in a peripherally-surrounded chamber 192 as opposed to an implant device 10 which has an open posterior end.  Thus, a combination of bone chips and bone paste is better retained in a center region of an implant device 10 such as that provided in the Figures shown herein.
In accordance with another aspect of the present invention, any portion or the entire implant device 10 can be constructed from radiotransparent or radiolucent materials.  Specifically, in order to facilitate radiographic evaluation of the fusion material and the corresponding bone bodies, the base member 20, primary member 100, secondary member 110, any other portion or component of the implant device 10 or combinations thereof can be constructed from radiotransparent or radiolucent materials.  For example, the entire implant device 10 can be constructed from radiolucent material.  Radiolucent materials permit x-rays to pass through components of the implant device 10 so that developed x-ray pictures provide more visibility of the fusion material and bone bodies without significant interference, such as imaging artifacts, caused by the device 10.  Radiolucent materials enable clear visualization through imaging techniques such as x-ray and computer tomography (CT), whereas traditional metallic or alloy implant materials that are radiopaque can generate imaging artifacts and scatter that prevent a comprehensive inspection of the surrounding tissue, bone and fusion material.  Thus, radiolucent materials allow for clearer imaging of bone bodies and fusion materials.
Radiolucent materials can include, but are not limited to, polymers, carbon composites, fiber-reinforced polymers, plastics, combinations thereof and the like.  One example of a radiolucent material that can be used with the aspects of the present invention described herein is PEEK-OPTIMA (resistered trademark) polymer supplied by Invibio Inc., Greenville, SC.  The PEEK-OPTIMA (resistered trademark) polymer is a polyaromatic semicrystalline thermoplastic known generically as polyetheretherketone.  The PEEK-OPTIMA (resistered trademark) polymer is a biocompatible and inert material.  Known alternatives to PEEK-OPTIMA (resistered trademark) include, but are not limited to, biocompatible polymers such as ENDOLIGN (resistered trademark) polymer composite supplied by Invibio Inc., Greenville, SC.  The ENDOLIGN (resistered trademark) polymer is a biocompatible carbon fiber-reinforced thermoplastic material.  Radiolucent materials, including those described above, can optionally be doped or combined with radiopaque materials in different concentrations in order to vary the level of x-ray contrast and/or visual characteristics.  The portions of the implant device 10 constructed from radiolucent material can be prepared by any conventional technique known in the art such as machining, injection molding or compression molding.
In another embodiment, the implant device 10 can include a combination of components constructed from both radiolucent materials and radiopaque materials.  Radiopaque materials are traditionally used to construct devices for use in the medical device industry.  Radiopaque materials include, but are not limited to, metal, aluminum, stainless steel, titanium, titanium alloys, cobalt chrome alloys, combinations thereof and the like.  Radiopaque materials tend to obstruct x-rays and thus restrict x-ray visibility to the regions in which the materials are located.  However, radiopaque materials generally have structural characteristics that are advantageous with regard to medical devices.  That is, some radiolucent materials lack the strength and/or rigidity of radiopaque materials and certain design modifications may be made to provide adequate structural integrity of the implant device 10.  Radiopaque materials generally have increased rigidity as compared to radiolucent materials and thus radiopaque materials may tend to maintain bone body alignment despite the rigorous pressures and forces generated by a patient implanted with the implant device 10.  Thus, it may be desirable to construct portions of the implant device 10 from radiopaque materials such as metal and other portions of the implant device 10 from radiolucent materials so that a desired level of strength and/or rigidity is obtained and also x-ray visibility is enhanced.  For example, as shown in Figure 4, the chamber member 196 connected to the first and second legs 120, 130 of the primary member 100 can be constructed from radiolucent material in order to enhance the x-ray visibility of the fusion material located in the peripherally -enclosed area formed by the chamber member 196 and first and second legs 120, 130 of the primary member 100 and the surrounding bone bodies.  However, it is to be appreciated that radiopaque material may be used in otherwise radiolucent devices for other reasons.  For example, devices that are primarily radiolucent may include radiopaque markers such that the location of the device may be readily ascertained.
The base member 20 of the implant device 10 can include a plurality of apertures, each of which is configured to receive a corresponding bone fastener 50 there through.  The bone fastener 50 can include a bone screw, a plurality of which is used for securing the implant device 10 to adjacent bone bodies.  The bone fasteners 50 can be made of any suitable material, such as titanium or a titanium alloy, a radiolucent material, a radiopaque material, or combinations thereof.  The plurality of bone fasteners 50 can all have the same shape, such as that shown in Figures 1 and 2.  In the depicted examples, the bone fasteners each have a radiused head 190.  As used herein, the term "radiused head" means that the lower portion of the bone screw head, i.e., the portion that is nearest the shank, is generally rounded, to thereby permit the bone screws to toggle within their respective holes 140 and slots 180.
In another embodiment, the bone screws 50 configured to pass through the apertures in the base member 20 can have pointed ends which include a cutting flute on the tip.  The cutting flute at the tip of the bone screw 50 allows the screw to be self-drilling or self-tapping.  Thus, the use of a bone screw 50 having a self-drilling or self-tapping tip makes the use of a drill or center punch optional.
For an enhanced fit of the implant device 10, a portion of bone can be trimmed or otherwise removed from a lip osteophyte of a bone body at an angle corresponding to bone screw holes 140, 180.  The angles of the bone screws 50 relative to the bone surfaces of the bone bodies can affect the anchoring of bone screws 50.  For example, the lip osteophyte is the strongest part of a vertebra, and thus angling the bone screws 50 through the lip osteophyte increases the ability of the base member 20 to stay anchored to the vertebral bodies.  By being angled, each bone screw 50 is positioned along an angle of rotation of a corresponding bone body as well as an angle of settling of the bone body.  This configuration places each screw 50 in a protected position against motion of the spinal column.  As a result, significant shear forces are not exerted on the screws 50 as the vertebral bodies rotate and/or settle.
The primary member 100 includes at least one, and preferably two as shown, first bone screw holes 140 extending there through, each being configured to receive a corresponding bone fastener or screw 50. The first bone screw holes 140 in the primary member 100 are located on the front face of the primary member 100 and face outward from the patient when the implant device 10 is inserted.  The bone screw holes 140 are configured such that the bone screws 50 extend through the holes 140 at an angle.  As a result, each bone screw extending through the first bone screw holes 140 can enter the bone body at an angle.  Each of the first bone screw holes 140 is sufficiently large to allow a portion of a respective bone screw 50 to pass there through but not large enough to allow a retaining portion of the bone screw through, such as the head 190 of the bone screw.  Further, each of the first bone screw holes 140 has a seat 165 on which the retaining portion of a respective bone screw rests.  Each seat 165 has a generally concave spherical shape and the surface of the retaining portion of the bone screw 50 in contact with the seat 165 has a complementary convex spherical configuration.  Consequently, the bone screws 50 are free to pivot on the seats 165.  The primary member 100 also includes a threaded hole 170 for receiving a restraining means configured to mitigate the backing out of at least one bone fastener from a bone body.
The secondary member 110 includes a second bone screw hole 180 in the form of an elongated slot for receiving a bone screw. The bone screw is introduced into the second bone screw hole 180 and into a second bone body.  The second bone screw hole 180 is configured such that a bone screw can slide and rotate within the slot relative to the base member 20 and generally toward the primary member 100.  Thus, in use, as two adjacent bone bodies, to which the base member 20 is fixed, collapse or settle and move toward each other, the bone screw contained within the second bone screw hole 180 will slide within the slot and move with the bone body into which it extends in a direction toward the primary member 100 and the other bone body.  It is worth noting that since the slot is at an angle to the surface features, it is actually longer in the plane of the secondary member than the surface features are tall.  In other words, the slot provides screw movement in the vertical direction equivalent to the height of the surface features.
At least one and preferably two projections 183 extend upwardly from the top surface 150 of the base member 20.  The projections 183 contact a surface of the bone bodies to provide a stop when inserting the base member 20 between the bone bodies.  The projection 183 provides a base or shelf that contacts a bone body in order to stop the implant device 10 against a corresponding bone body upon insertion into a patient.  Although not shown in Figure 1, the at least one projection 183 can alternatively be positioned to extend from the bottom surface of the primary member 100.
As shown in Figure 2, the implant device 10 may include restraining means for restricting movement of one or more bone fasteners 50 coupled to the base member 20.  The restraining means may be any means for securely covering at least a portion of at least one bone fastener 50 so that the bone fastener 50 is prevented from backing out of a bone body once screwed in.  In the depicted embodiment, the bone screw restraining means includes a restraining plate 60 and a restraining plate fixing means 70, such as a screw that can be configured to fit into hole 170.  As such, the restraining plate 60 could merely be a cover plate.  The restraining plate 60 may be made of any suitable material known in the art, such as titanium or a titanium alloy, a radiolucent material, a radiopaque material, or combinations thereof.  The restraining means does not have to be permanently fixed to the base member and may be removable.  In the shown example, the restraining plate 60 is configured to correspond with a recessed region of the base member 20.  The recessed region facilitates proper positioning of the restraining plate 60.  The thickness of the restraining plate 60 should generally be as thin as possible, for example in the range from about 0.5 mm to about 2 mm.  Alternative example embodiments of the restraining plate 60 and the way the embodiments interface with the bone fasteners are illustrated and described in U.S. Patent Application No. 11/620,255, which is incorporated herein by reference in its entirety.  Also, the restriction of movement of one or more bone fasteners provided by restraining means may include control of relative motion (i.e., resistance to relative motion or changing resistance to relative motion) between one or bone fasteners and the base plate during subsidence.  Still further, it is to be appreciated that within yet another example the restriction of movement as provided by restraining means may be considered to include both (1) bone fastener back-out prevention and (2) control of relative motion between one or bone fasteners and the base plate during subsidence.
Additionally, it is to be appreciated that any other suitable bone screw restraining means can be used in connection with the present invention.   For example, the bone screw restraining means can include multiple restraining plates that cover different bone screws. Alternatively, the bone screw restraining means can include one or more screws with heads that overlap at least a portion of one or more bone screws to thereby prevent the bone screws from backing out.
In another embodiment, the peripherally-surrounded chamber 192 formed by the primary member 100 can be divided into multiple interior compartments by interior members.  Interior members can be composed or radiolucent or radiopaque materials.  In order to increase radiographic evaluation of adjacent bone bodies and fusion material contained in each compartment of the peripherally-surrounded chamber 192, the interior members are preferably composed of radiolucent material.  The peripherally-surrounded chamber 192 has a substantially flat inner face surface formed by the primary member 100.  As illustrated, the interface members 30 can extend from the bottom surface of the peripherally-surrounded chamber 192 in order to provide controlled subsidence with an adjacent bone body.  Although not shown, the interface members can alternatively extend from the top surface of the peripherally-surrounded chamber 192 or from both the top and bottom surfaces of the chamber 192.
As shown in Figure 3, a center interior member 194 can extend between the opposing inner surface faces of the chamber 192 such that the chamber 192 is divided into two or more compartments that can each hold or house fusion material to be placed between two adjacent bone bodies.  As illustrated, the interior member 194 of Figure 3 extends from a portion of the inner face of the peripherally-surrounded chamber 192 and is connected to an opposing inner face of the chamber 192 or primary member 100.  The addition of interior members, such as member 194, in the peripherally-surrounded chamber 192 can add overall support and strength to the implant device 10.  Interior members can further secure the fusion material between two bone bodies.  It should be appreciated that one possible benefit associated with the presence of the interior member 194 is that it helps prevent PEEK implants from fracturing if they are impacted between the bones with excessive force.
It is possible to load fusion material such as bone paste or bone chips into the peripherally-surrounded chamber 192 prior to insertion of the implant device 10 between adjacent bone bodies (e.g., vertebrae).  However, it may be easier to insert a chamber member having an open anterior face between adjacent bone bodies.  In this case, the chamber member can then be packed with fusion material from the anterior face and then sealed off with a plate, such as the base member 20.  Along this line, in order to ease the packing of the peripherally-surrounded chamber 192 and the overall insertion of the implant device 10 into a patient, it may be desirable to detach the chamber member 196 which forms a portion of the peripherally-surrounded chamber 192 from the primary member 100.  In accordance with another aspect of the present invention, Figure 4 illustrates that the primary member 100 can include a detachable chamber member 196 that encloses the open area or peripherally-surrounded chamber 192 that is configured to receive fusion material.  The primary member 100 can further include a first leg 120 and a second leg 130 that form a curved open arc for receiving fusion material.  As illustrated, the first and second legs 120, 130 of the primary member 100 can form generally a U-shape.  The detachable function of the chamber member 196 allows the U-shaped open area formed by the first and second legs 120, 130 of the primary member 100 and the U-shaped chamber member 196 itself to be packed with fusion material separately before being subsequently implanted between two adjacent bone bodies.
The chamber member 196 can be constructed from radiolucent material or radiopaque material.  Because the chamber member 196 can potentially limit radiographic evaluation of the fusion material and adjacent bone bodies, it may be desirable to construct the chamber member 196 from radiolucent material.  As shown, the chamber member 196 has a U-shape.  However, the chamber member 196 can have any shape or be configured to match the shape of an adjacent bone body.  When the chamber member 196 is connected with the first and second legs 120, 130 of the primary member 100, the peripherally-surrounded chamber 192, as shown, is generally rectangular.  Although not shown, the peripherally-surrounded chamber 192 can be circular or any other desirable shape depending on the configuration of the chamber member 196 and first and second legs 120, 130.  The chamber member 196 further has a top surface and a bottom surface that corresponds and aligns with the top 150 and bottom 151 surfaces of the primary member 100.
As shown in Figure 4, the chamber member 196 can be connected to the first and second legs 120, 130 of the primary member 100 by a fastener, such as a screw or dowel, which can be inserted in the illustrated attachment holes 210.  The attachment holes 210 extend through the first and second legs 120, 130 of the primary member 100 and are designed to be in register with the corresponding attachment holes 210 in the chamber member 196 when the implant device 10 is assembly such that the chamber member 196 is attached or fastened to the primary member 100 in order to form the peripherally-surrounded chamber 192.  The attachment face 197 of the first and second legs 120, 130 is substantially flat such that it fits flush with the attachment face 197 of the chamber member 196.  Thus, when the first and second legs 120, 130 are fastened to the chamber member 196, the attachment faces 197 are in register and the chamber member 196 is tightly secured to the primary member 100.
It is to be appreciated that the peripherally-surrounded chamber 192 can be divided into more than one interior compartment if desired, such as that shown in Figure 5, for example.  Figure 5 illustrates a U-shaped detachable chamber member 196 having an interior member 194 extending outwardly from the inner face of the chamber member 196 in a direction parallel with the ends of the chamber member 196 having the attachment faces 197.  The primary member 100 and chamber member 196 can be coupled together by any suitable structure or conventional means known in the art.  As shown, the interior member 194 has an attachment face 197 that is substantially flat.  The attachment face 197 of the interior member 194 is designed to align and fit flush with a portion of the surface of the primary member 100.  Although not shown, the attachment face 197 of the interior member 194 can include a threaded fastener hole.  The hole 170 could be configured differently, e.g., as a clearance hole, such that the restraining means can extend into the fastener hole of the interior member 194.  In this case, the fastener used to attach the restraining means to the base member 20 can extend into the interior member 194 in order to secure the detachable chamber member 196 to the primary member 100.  Similarly as shown in Figure 4, the attachment faces 197 of the chamber member 196 and first and second legs 120, 130 can include attachment holes 210 for fastening the two together.  A screw, dowel or like fastener can be used to secure the chamber member 196 to the first and second legs 120, 130 of the primary member 100.
The chamber member 196 can be attached to the primary member 100 in a number of alternative methods.  For example, in another embodiment, Figures 6 and 7 illustrate a peg and slot system that can be used to secure the chamber member 196 to the primary member 100.  The attachment faces 197 of the chamber member 196 can include a peg 199 that corresponds to a slot (not shown) in the attachment faces 197 of the first and second legs 120, 130 of the primary member 100.  The slot is of like shape and has dimensions as that of the peg 199 so when fit together the peg 199 and slot are secured tightly.  An adhesive that is conventional in the art can also be used to secure the peg 199 and slot together in order to ensure that the chamber member 196 is securely attached to the primary member 100 of the implant device 10.
In order to address the disadvantage that some radiolucent materials lack the strength of radiopaque materials, design modifications may be required to provide adequate structural integrity to the implant device 10.  As illustrated in Figure 8, the thickness of portions of the primary member 100 and secondary member 110, for example the bone screw holes 140 and slot 180 and portions surrounding the same, can be increased.  Increasing the thickness of the bone screw holes 140 and/or slots 180 strengthens and adds support to the interface area between the bone screws 50 that extend into a bone body and the primary and secondary members.  Increasing the thickness of these portions likewise will increase the thread length or slot thickness.  Designing portions of the implant device 10, such as the primary member 100 and secondary member 110, to be thicker or bulkier than other portions can mitigate the stresses of bone body migration and toggling of the bone screws the forces that may cause the implant device 10 to bend, crack or otherwise be damaged.
It is to be appreciated that the implant device may include various other features.  Some of these features may include features set forth within the patent applications identified herein and incorporated herein by reference.  Some examples of the feature are shown in Figures 9-13.  Some of the views are sectioned to show specific details.  Such example feature may be utilized within any of the above mentioned embodiments.  Of course, the shown features are merely examples and are not to be construed as limitations on the present invention.
Turning to Figure 9, as mentioned, the effective travel height (H) of the interface members 30 relates to a depth of penetration of the interface members into the bone body.  However, the height (H) can also have an interrelationship with other relative movements that are associated with the implant device 10.  For example, penetration of the interface members 30 into the bone body can be coordinated with pivoting and/or sliding of one or more bone screws relative to their respective holes 140 and slots 180 for controlled subsidence.  As shown in Figure 9, the bone screw associated with the slot can have a travel distance D.  In one example concerning relative sliding within the slot 180, as the interface members 30 reach a fully-embedded state, the screw will reach the at the end of the slot 180.  Such an example can be generally characterized by considering H to be equal to or approximately equal to D. Thus, the respective bone fastener is located within the slot so the screw travel matches penetration subsidence of the interface members into the bone body.
Other examples concerning relative dimensioning are contemplated.  Such other examples include relative sliding travel of the screw within the slot 180 to end before the interface members 30 reach a fully-embedded state and relative sliding travel of the screw within the slot 180 to still be permitted after the interface members 30 reach a fully-embedded state.  Such examples can generally be characterized by considering H to be greater than D and by considering H to be less than D, respectively.  Also, placement and sliding travel are possible variables.  For example, the respective bone fastener can be placed to reach an end of the elongated slot and then toggle in the slot to permit the interface members to further penetrate into the bone body.
Figure 10 shows yet another example of another feature.  Specifically, the interface members 32 could be located on the top surface.  Thus, the location of the interface members is inverted.  Another possible inversion relates to the holes and slots.  Specifically, Figure 11 shows the replacement of the holes (140, Figure 10) with elongate slots 142 (Figure 11) and replacement of the elongate slot (180, Figure 10) with a non-elongate hole 182.
Also, the above-mentioned modifications can be combined within various arrangements.  For example, Figure 12 shows that only slots 142 and 180 are provided.  In other words, all holes are modified to slots.  As another example, Figure 13 shows that interface member 30, 32 can be located on both the bottom and top.  Figure 13 also shows the use of only slots 142 and 180.  It is to be appreciated that such a combination of interface member 30, 32 and slots 142, 180 can provide for many types of subsidence control.  The penetration of interface members and movement along slots can be configured and utilized in many different ways to provide different subsidence profiles.  For example, subsidence could require more or less force and or time.  Also, the subsidence may have different segments, each with a different profile.
Also, another aspect that can affect the subsidence profile, the interface members 30, 32 can be of any height or combination of heights.  Thus, if a plurality of interface members 30, 32 extend from a surface of the base member, each interface member can be of equal heights or substantially taller or shorter than other interface members.  Figure 11 shows interface members 32 that have substantially dissimilar heights depending on the amount of subsidence resistance that is desired. Also, as compared to the interface members on the top and bottom, any relative dimensioning is possible.  For example, the height of the interface members extending from the top surface may be greater, about the same, or less than height of the interface members extending from the bottom surface.
Still further, it is contemplated that no relative sliding movement occurs between one, some or all of the plurality of fasteners and the base member during the controlled subsidence.  This could be accomplished via use of only holes and no slots.  In the alternative, a bone screw could be held against movement along a slot.  For such a scenario, pivoting may occur and one of more of the bone screws.
While shown embodiments of the present invention are described for supporting adjacent cervical vertebrae in the anterior region of the vertebrae, persons skilled in the art would recognize that the bone pate of the present invention may be utilized to support adjoining cervical,  thoracic and lumbar in the region of the vertebral body. Further, the device and method of the invention is not limited to vertebral bodies, but can also be use to join two other pieces of bone in other parts of the body.
While embodiments and applications of this invention have been shown and described, it would be apparent to those skilled in the art that many more modifications are possible without departing from the inventive concepts herein. The invention, therefore, is not to be restricted except in the spirit of the appended claims.
[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS]
Figure 1 is an angled front perspective view of an implant device including a base member having a peripherally-surrounded chamber in accordance with an aspect of the present invention.
Figure 2 is a side view of an implant device in accordance with an aspect of the present invention.
Figure 3 is an angled front perspective view of a base member of an implant device including a peripherally-surrounded, multiple-compartment chamber in accordance with an aspect of the present invention.
Figure 4 is an angled front perspective view of a base member of an implant device including a peripherally-surrounded, chamber in the unassembled position in accordance with an aspect of the present invention.
Figure 5 is an angled front perspective view of a base member of an implant device including a laterally-enclosable, multiple-compartment chamber in an unassembled position in accordance with an aspect of the present invention.
Figure 6 is an angled front perspective view of a base member of an implant device including a laterally-enclosable chamber in the unassembled position in accordance with an aspect of the present invention.
Figure 7 is an angled front perspective view of a base member of an implant device including a laterally-enclosable, multiple-compartment chamber in an unassembled position in accordance with an aspect of the present invention.
Figure 8 is a front perspective view of a base member of an implant device including a peripherally-surrounded chamber in accordance with an aspect of the present invention.
Figure 9 is a front perspective view of a base member of an implant device illustrating possible modifications to the above-identified embodiments in accordance with an aspect of the present invention.
Figure 10 is partially broken away rear perspective view of a base member of an implant device illustrating possible modifications to the above-identified embodiments in accordance with an aspect of the present invention.
Figure 11 is partially broken away rear perspective view of a base member of an implant device illustrating possible modifications to the above-identified embodiments in accordance with an aspect of the present invention.
Figure 12 is partially broken away rear perspective view of a base member of an implant device illustrating possible modifications to the above-identified embodiments in accordance with an aspect of the present invention.
Figure 13 is partially broken away rear perspective view of a base member of an implant device illustrating possible modifications to the above-identified embodiments in accordance with an aspect of the present invention.
1.      An implant device including:
a base member configured to interface with two or more bone bodies, wherein the base member includes a primary member that forms a peripherally-surrounded bone chamber for receiving fusion material and a secondary member that extends at an angle relative to the primary member; 
a plurality of interface members extending from at least one surface of the base member, the interface members being configured to provide controlled subsidence of the implant device into at least one bone body; and
a plurality of bone fasteners extending through apertures provided in the base member.
2.      The device of claim 1, wherein a portion of the base member includes a radiolucent material.
3.      The device of claim 1, wherein a portion of the base member includes a radiopaque material.
4.      The device of claim 1, wherein the primary member has at least one aperture configured to receive a bone fastener there through and the secondary member having at least one aperture configured to receive a bone fastener there through.
5.      The device of claim 1, further including restraining means for restricting movement of at least one bone fastener extending through an aperture in the base member.
6.      The device of claim 1, wherein the primary member includes a detachable chamber member, wherein the detachable chamber member forms a portion of the peripherally-enclosed chamber for receiving fusion material.
7.      The device of claim 6, wherein the detachable chamber member includes radiolucent material.
8.      The device of claim 6, wherein the primary member further includes a first leg and a second leg that form a curved open area for receiving fusion material when the detachable chamber member is unattached to the primary member.
9.      The device of claim 8, wherein the peripherally-surrounded chamber for receiving fusion material is formed when the detachable chamber member is connected to the first leg and the second leg of the primary member.
10.     The device of claim 6, wherein the detachable chamber member further includes at least one interior member extending from an inner face surface of the chamber member, and the at least one interior member is configured to divide the peripherally-surrounded chamber for receiving fusion material into at least two interior compartments.
11.     The device of claim 10, wherein the at least one interior member includes radiolucent material.
12.     The device of claim 1, wherein the peripherally-surrounded chamber for receiving fusion material includes at least two interior compartments.
13.     The device of claim 1, wherein the peripherally-surrounded chamber includes a substantially flat inner face surface having an interior member extending from a portion of the inner surface and the interior member being connected to the opposing portion of the inner face surface of the peripherally-surrounded chamber such that the peripherally-surrounded chamber is divided into two interior compartments.
14.     The device of claim 1, wherein at least one of the apertures is an elongated slot configured to permit relative travel of the respective bone fastener along the slot during the controlled subsidence.
15.     The device of claim 14, wherein the plurality of interface members have a dimensional extension that penetrates into the bone body during the controlled subsidence, and the respective bone fastener is located within the slot so the screw travel matches penetration subsidence of the plurality of interface members into the bone body.
16.     The device of claim 1, wherein at least one of the apertures is an elongated slot, the plurality of interface members have a dimensional extension that penetrates into the bone body during the controlled subsidence, and the slot having an elongation dimension along which the respective bone fastener moves during the controlled subsidence.
17.     The device of claim 16, wherein the dimensional extension of the plurality of interface members is matched to the elongation dimension of the slot such that the respective bone screw reaches an end of the slot as the dimensional extension of the plurality of interface members completes penetration into the bone body.
18.     The device of claim 1, wherein relative sliding movement occurs between at least one fastener and the base member during the controlled subsidence.
19.     The device of claim 1, wherein no relative sliding movement occurs between at least one fastener and the base member during the controlled subsidence.
20.     The device of claim 1, wherein no relative sliding movement occurs between the plurality of fasteners and the base member during the controlled subsidence.
21.     The device of claim 1, wherein the controlled subsidence is associated with a dimension of penetration of at least one interface member into the bone body, and at least one bone fastener having a dimension of displacement relative to the base member that is within a range that includes no displacement and also does not include a dimension of displacement that equals the dimension of penetration.
22.     The device of claim 1, wherein at least one interface member has a dimension that is fully penetrated into the bone body at some point along the controlled subsidence.
23.     The device of claim 22, wherein the at least one interface member is fully penetrated into the bone body at completion of the controlled subsidence.
24.     The device of claim 1, wherein relative sliding movement occurs between at least one bone fastener and the base member during the controlled subsidence and the relative sliding is arrested at some point along the controlled subsidence.
25.     The device of claim 24, wherein the relative sliding is arrested at completion of the controlled subsidence.
26.     The device of claim 1, wherein the plurality of interface members extend from the top surface and the bottom surface of the primary member.
27      The device of claim 26, wherein the height of the interface members extending from the top surface of the primary member are the about the same height of the interface members extending from the bottom surface of the primary member.
28.    The device of claim 1, wherein the plurality of interface members extend from the top surface of the primary member.
29.    The device of claim 1, wherein the plurality of interface members extend from the bottom surface of the primary member.
30.    The device of claim 1, wherein at least one of the apertures is an elongated slot that has an elongation length greater than a height of at least one interface member.
31.     The device of claim 30, wherein the elongation length of the elongated slot is greater than the height of any single interface member.
32.     The device of claim 1, wherein at least one of the apertures is an elongated slot that has an elongation length less than the height of any single interface member.
33.     The device of claim 1, wherein at least one of the apertures is an elongated slot and the respective bone fastener is at the end of the elongated slot before at least one interface member is substantially fully penetrated during the controlled subsidence.
34.     The device of claim 1, wherein at least one of the apertures is an elongated slot and the respective bone fastener reaches an end of the elongated slot and toggles in the slot to permit the interface members to further penetrate into the bone body.
35.    The device of claim 1, wherein at least one aperture in the base member has a generally concave spherical seat to permit the bone fastener extending there through to pivot on the seat and toggle.
36.     An implant device including:
a base member including a peripherally-surrounded chamber for receiving fusion material, wherein the peripherally-surrounded chamber has a top surface and a bottom surface;
a plurality of bone fasteners extending through apertures provided in the base member;
restraining means for restricting movement of at least one bone fastener; and
at least one interface member extending from a surface of the peripherally-surrounded chamber, wherein the interface member is configured to provide controlled subsidence of the device into a bone body.
37.     The device of claim 36, including a plurality of interface members extending from the surface of the peripherally-surrounded chamber.
38.     The device of claim 37, wherein the interface members extend from the bottom surface of the peripherally-surrounded chamber.
39.     The device of claim 37, wherein the interface members extend from the bottom surface of the peripherally-surrounded chamber.
40.     The device of claim 37, wherein the interface members extend from the bottom surface and the top surface of the peripherally-surrounded chamber.
41.     The device of claim 37, wherein at least one of the apertures is an elongated slot configured to permit relative travel of the respective bone fastener along the slot during the controlled subsidence, the plurality of interface members have a dimensional extension that penetrates into the bone body during the controlled subsidence, and the respective bone fastener is located within the slot so the screw travel matches penetration subsidence of the plurality of interface members into the bone body.
42.     The device of claim 37, wherein the controlled subsidence is associated with a dimension of penetration of at least one interface member into the bone body, and at least one bone fastener having a dimension of displacement relative to the base member that is within a range that includes no displacement and also does not include a dimension of displacement that equals the dimension of penetration.
43.     The device of claim 36, wherein the peripherally-surrounded chamber includes at least one interior member configured to divide the chamber into at least two interior compartments.
44.     The device of claim 36, wherein a portion of the base member includes a radiolucent material.
45.     The device of claim 36, wherein a portion of the base member includes a radiopaque material.
46      An implant device including:
a base member configured to interface with first and second adjacent bone bodies, the base member includes a primary member that forms a peripherally-surrounded bone chamber for receiving fusion material and configured such that the first and second bone bodies engage the fusion material for permitting force transmission between the first and second bone bodies through the fusion material; and
means for controlled subsidence of movement of the first and second bone bodies toward each other.
47.     The device of claim 46, wherein the means for controlled subsidence of movement include a plurality of interface members extending from at least one surface of the base member, the interface members being configured to provide controlled subsidence of the implant device into at least one bone body.
48.     The device of claim 46, wherein a portion of the base member includes a radiolucent material.
49.     The device of claim 46, wherein a portion of the base member includes a radiopaque material.
50.     The device of claim 46, wherein the primary member includes a detachable chamber member, wherein the detachable chamber member forms a portion of the peripherally-enclosed chamber for receiving fusion material.
51.     The device of claim 50, wherein the detachable chamber member includes radiolucent material.
52.     The device of claim 50, wherein the primary member further includes a first leg and a second leg that form a curved open area for receiving fusion material when the detachable chamber member is unattached to the primary member.
53.     The device of claim 52, wherein the peripherally-surrounded chamber for receiving fusion material is formed when the detachable chamber member is connected to the first leg and the second leg of the primary member.
54.     The device of claim 50, wherein the detachable chamber member further includes at least one interior member extending from an inner face surface of the chamber member, wherein the at least one interior member is configured to divide the peripherally-surrounded chamber for receiving fusion material into at least two interior compartments.
55.     The device of claim 46, wherein the peripherally-surrounded chamber for receiving fusion material includes at least two interior compartments.
56.     The device of claim 46, wherein the peripherally-surrounded chamber includes a substantially flat inner face surface having an interior member extending from a portion of the inner surface and the interior member being connected to the opposing portion of the inner face surface of the peripherally-surrounded chamber such that the peripherally-surrounded chamber is divided into two interior compartments.
57.     The device of claim 46, further including a plurality of bone fasteners extending through apertures provided in the base member and restraining means for restricting movement of at least one bone fastener.
58.     The device of claim 57, wherein the restraining means includes a cover extending over a portion of at least one bone fastener for preventing back-out of the bone fastener.
１．Abstract
[PROBLEM]
The present invention is to provide a implant device for the fixation and support of bone bodies.
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEM]
The implant device includes a base member for implantation into a patient at a location between two bone bodies.  The base member of the device includes an enclosed chamber for receiving fusion material and apertures for receiving bone fasteners that can be embedded into the adjacent bone bodies.  The device further includes protrusions extending from the base member, wherein the protrusions are configured for engagement with one or more bone bodes upon implantation and for progressive penetration into at least one bone body over a period of time subsequent to the implantation.
２.  Representative Drawing
Fig. １
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