(57)【要約】  ２つの隣接する椎骨間に埋め込むための人工椎間板は、ボールソケット配置で連結された上側および下側シェルを含む。下側シェルは、好ましくは、上側シェルの凹部分と協働する凸部分を含む。弾性核は、対向するシェルの内面によって画定されたエンクロージャー内に設けられており、弾性核はシェルを互いに付勢する。ボール部分は、固定されたあるいは摺動可能な配置のどちらか一方で設けることができる。本発明の人工椎間板は、シェル間の回転および並進運動の範囲を限定および制限するための様々な抵抗手段を含む。【選択図】図４
2010528788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脊椎の隣接する上側および下側椎骨間に埋め込むための人工椎間板であって、
上側シェル、下側シェルおよび弾性核を含み、
前記上側および下側シェルは、互いに移動可能であり、
前記下側シェルは、後方に位置付けられた凸部分およびウェルを含む上面を有し、
前記上側シェルは、前記下側シェルの前記上面に対向する下面を有し、かつ、前記凸部分に対向する後方に位置付けられた凹部分および前記第１のウェルに対向する溝を含み、
前記ウェルおよび溝は結合して前記核を収容するためのエンクロージャーを形成し、
前記凸および凹部分は関節式に協働してボールソケット接合部を形成する、人工椎間板。
【請求項２】
前記核が前記上側シェルと下側シェルとを弾性的に分離するように付勢力を加える、請求項１に記載の人工椎間板。
【請求項３】
前記核および前記エンクロージャーがほぼ「Ｕ」字型の構造を含む、請求項１または２に記載の人工椎間板。
【請求項４】
前記核が前記椎間板の少なくとも前方部分に設けられている、請求項１または２に記載の人工椎間板。
【請求項５】
前記核が１つまたは複数の部分からなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の人工椎間板。
【請求項６】
１つまたは複数の面において前記上側および下側シェル間の相対運動を制限または防止するための１つまたは複数の運動調整手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の人工椎間板。
【請求項７】
前記上側シェルが第１の壁を含み、前記下側シェルが第２の壁を含み、前記第１および第２の壁が前記椎間板の前端に位置付けられ、前記壁の少なくとも一部が、前記第１の壁が下方に延在し、かつ、前記第２の壁が上方に延在しかつ前記第１の壁の後方に位置付けられるように重なり合っている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の人工椎間板。
【請求項８】
前記凸部分が前記下側シェルのハウジング内に摺動可能に収容されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の人工椎間板。
【請求項９】
前記ハウジングが前記凸部分の前後方向の運動を可能にするような大きさを有する、請求項８に記載の人工椎間板。
【請求項１０】
前記ハウジングが前記凸部分の側方運動を可能にするような大きさを有する、請求項８に記載の人工椎間板。
【請求項１１】
前記上側または下側シェルの一方がその側面に１つまたは複数の下方に延在するタブを含み、前記上側または下側シェルの他方が前記タブを受け入れるためのスロットを含む、請求項１に記載の人工椎間板。
【請求項１２】
前記タブが前記上側シェル上に設けられ、前記スロットが前記下側シェル上に設けられている、請求項１１に記載の人工椎間板。
【請求項１３】
前記第２の壁が前記第１の壁の後方運動を防止し、 それにより、前記椎間板の伸展運動が制限される、請求項７に記載の人工椎間板。
【請求項１４】
前記下側シェルが前記第１の壁の前方運動を制限するための前方に延在するリップを含む、請求項７に記載の人工椎間板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脊椎インプラントの分野に関し、より詳細には、動的な脊椎の安定化を提供する椎間板の置換に関する。
【背景技術】
【０００２】
脊椎は、様々な解剖学的構成要素からなる複雑な構造体であり、極めて柔軟性を有しながらも、身体に構造および安定性を与えるものである。脊椎は、それぞれがほぼ円筒形の椎体(ventral body)を有する椎骨で構成されている。隣接する椎体の対向面は互いに連結し、線維軟骨性物質からなる椎間板（または「椎間円板」）によって分離されている。また、椎体は、過剰な運動を制限しかつ安定性を与えるように互いに作用し合う靱帯の複雑な構成によっても互いに連結している。安定した脊椎は、通常の生活が困難となるような痛み、進行性の変形および神経障害(neurological compromise)を予防するために重要である。
【０００３】
脊椎の解剖学的構造は、大きな抵抗を伴わずに運動（正および負の方向への並進や回転）が生じることを可能にするが、可動域が生理学的限界に到達すると、運動に対する抵抗が徐々に増加し、徐々にかつ制御されながら運動を停止させる。
【０００４】
椎間板は、高機能で複雑な構造体である。椎間板は、水を引き付け、それによりその体積を増加させることができる親水性タンパク質を含む。また、髄核と呼ばれるそのタンパク質は、線維輪(annulus fibrosis)と呼ばれる靱帯構造によって囲まれ、その中に収容されている。椎間板の主な機能は、負荷支持（負荷の分散および衝撃の吸収を含む）と運動である。その体重支持機能を通して、椎間板は、１つの椎体から次の椎体へ負荷を伝達しながら、隣接する椎体間にクッションを与える。椎間板によって、範囲は制限されるが隣接する椎体間の運動が可能となり、さらに、脊椎に構造および剛性が得られる。
【０００５】
年齢、外傷、疾患などの複数の要因のために、椎間板が、その寸法安定性を失い、圧潰、収縮、位置ずれまたは損傷することが多く見受けられる。当業界で知られているように、罹患または損傷した椎間板をプロテーゼや様々な型のそのようなプロテーゼ、あるいはインプラントで置換することは一般的である。公知の方法の一つでは、損傷した椎間板を椎間板によって占められている空間に挿入されるスペーサで置換する。ただし、そのようなスペーサは、隣接する椎骨に融合し、それにより、椎骨間のあらゆる相対運動を妨げることもある。
【０００６】
つい最近では、隣接する椎骨間の運動を可能にする椎間板置換用インプラントが提案されている。いくつか先行技術のインプラントの例が、米国特許第５，５６２，７３８号（Ｂｏｙｄら）、第６，１７９，８７４号（Ｃａｕｔｈｅｎ）および第６，５７２，６５３号（Ｓｉｍｏｎｓｏｎ）に記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
残念なことに、先行技術によって教示されている椎間板置換（すなわち、インプラント）法は、脊椎の独特な生理学的機能を考慮していないという点で一般に不完全である。例えば、公知の人工椎間板インプラントの多くは、運動面の大部分において、脊椎の正常な生理学的可動域に対して拘束されていない。先行技術の装置には可動域を制限するものもあるが、そのような制限は、正常な生理学的可動域外であることが多く、従って、そのような装置は機能的に拘束されていない状態となる。さらに、公知の拘束されていないインプラントは、正常な構造および多くの場合変性した椎間関節などの罹患した構造に依存して過剰な運動を制限する。これによって、早期またはさらなる椎間関節変性および他の脊椎の構成要素への付随的な損傷を生じさせる場合が多い。
【０００８】
また、当業界で公知の人工椎間板の多くは、急激な運動によって引き起こされる隣接する構造に対する応力を最小化する機構を提供していない。
【０００９】
先行技術における上記欠陥の多くに対処する椎間板の一つが国際特許出願公開第ＷＯ２００６／１１６８５２号に記載されており、上記特許の発明者は、本発明と同一であり、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれるものとする。それにも関らず、同様の利点を提供するさらなる椎間板プロテーゼが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一態様では、本発明は、椎間板を置換するためのインプラントを提供する。
【００１１】
別の態様では、本発明は、隣接する椎骨に対して様々な面での一定範囲の運動を許容する人工椎間板を提供する。そのような運動は、隣接する椎骨の運動によって隣接する脊椎の構造的構成要素の劣化を生じさせない所定の範囲に制限してもよい。
【００１２】
別の態様では、様々な軸の周りにおける上記運動は、自然な運動をより厳密にシミュレートするように組み合わせることができる。
【００１３】
別の実施形態では、本発明は、隣接する椎骨間での瞬間回転軸の特定の調節を可能にする人工椎間板を提供する。
【００１４】
別の実施形態では、本発明は、瞬間回転軸の動的な可変性を可能にする人工椎間板を提供する。
【００１５】
従って、一態様では、本発明は、脊椎の隣接する上側および下側の椎骨間に埋め込むための人工椎間板を提供し、この椎間板は、
上側シェル、下側シェルおよび弾性核を含み、
下側シェルは、後方に位置付けられた凸部分およびウェルを含む上面を有し、
上側シェルは、下側シェルの上面に対向する下面を有し、かつ、凸部分に対向する後方に位置付けられた凹部分および第１のウェルに対向する溝を含み、
ウェルおよび溝は結合して核を収容するためのエンクロージャーを形成し、
凸および凹部分は、関節式に協働して(articulating cooperation)ボールソケット接合部を形成する。
【００１６】
さらなる実施形態では、本発明は、脊椎の隣接する上側および下側の椎骨間に埋め込むための人工椎間板を提供し、椎間板は、
上側シェル、下側シェルおよび弾性核を含み、
下側シェルは、後方に位置付けられた凸部分およびウェルを含む上面を有し、
上側シェルは、下側シェルの上面に対向する下面を有し、かつ、凸部分に対向する後方に位置付けられた凹部分および第１のウェルに対向する溝を含み、
ウェルおよび溝は結合して核を収容するためのエンクロージャーを形成し、
凸および凹部分は、関節式に協働してボールソケット接合部を形成し、
凸部分は、下側シェルのハウジング内に摺動可能に収容されている。
【００１７】
本発明の特徴は、添付の図面を参照する以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】椎骨の可動域の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る人工椎間板の側面図である。
【図３】図２の椎間板の上面図である。
【図４】図５に示されている矢状面ＩＶ−ＩＶに沿った図２の椎間板の側断面図である。
【図５】図６に示されている軸面Ｖ−Ｖに沿った図２の椎間板の下側シェルの上面断面図である。
【図６】図５に示されている前頭面ＶＩ−ＶＩに沿った図２の椎間板の正面断面図である。
【図７】脊椎に埋め込まれた図２の椎間板の断面図であり、伸展位置における椎間板を示す。
【図８】脊椎に埋め込まれた図２の椎間板の断面図であり、屈曲位置における椎間板を示す。
【図９】図１０に示されている矢状面ＩＶ−ＩＶに沿った別の実施形態に係る本発明の椎間板の側断面図である。
【図１０】図１１に示されている軸面Ｘ−Ｘ沿った図９の椎間板の下側シェルの上面断面図である。
【図１１】図１０に示されている前頭面ＸＩ−ＸＩに沿った図９の椎間板の正面断面図である。
【図１２】別の実施形態に係る本発明の椎間板の側面斜視図である。
【図１３】上側シェルと下側シェルとが分離された状態の図１２の椎間板の側面斜視図である。
【図１４】図１２の下側シェルの上面斜視図である。
【図１５】屈曲状態にある図１２の椎間板の側面斜視図である。
【図１６】図１５の椎間板の側断面図である。
【図１７】伸展状態にある図１２の椎間板の側面斜視図である。
【図１８】図１７の椎間板の側断面図である。
【図１９】横方向に進展した状態にある図１２の椎間板の背面断面図である。
【図２０】本発明の核の側面図である。
【図２１】本発明の核の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下の説明では、「上側」、「下側」、「前方」、「後方」および「側方」という用語を使用する。これらの用語は、本発明のインプラントを脊椎内に位置付ける際の向きを説明するためのものである。従って、「上側」とは上部分を指し、「後方」は、脊椎が直立位置にある場合にインプラント（あるいは、他の脊椎の構成要素）が患者の身体の背部に面している部分を指す。同様に、「下側」という用語は、インプラントの下部分を指すように使用すると共に、「前方」という用語は、脊椎が直立位置にある場合に患者の身体の前部に面している部分を指すように使用する。添付の図面に示されている図に関しては、「前頭面」という用語は、側方端の間に延在し、それにより、身体を前方部分と後方部分に分離する面を示すものであることが分かるであろう。「矢状面」という用語は、前後方向に延在し、それにより身体を側方部分に分離する面を示すものであることが分かるであろう。「軸面」という用語は、身体を上側および下側部分に分離する面を示すものであることが分かるであろう。これらの位置および向きに関する用語は、本発明をいずれかの特定の向きに限定することを意図するものではなく、以下の説明を容易にするために使用されることが分かるであろう。
【００２０】
本発明は、損傷したか、あるいは機能不全に陥った椎間板を置換するための人工椎間板またはインプラントを提供する。本発明のインプラントは、許容限界内ではあるが、隣接する椎体間の様々な程度の運動を可能にするように設計されている。
【００２１】
図１は、椎骨に関連する様々な自由度を示すことによって椎骨の運動の複雑性を示す。生理学的運動の正常範囲では、椎骨は、「中立領域」と「弾性領域」との間に延在する。中立領域は、可動域全体を含む領域であり、そこでは、脊椎の骨構造を支持する靱帯の応力が比較的が小さい状態にある、すなわち、靱帯によって与えられる運動に対する抵抗が比較的小さい。弾性領域は、可動域の限界近くで運動が生じる場合に遭遇する領域である。弾性領域では、靱帯の粘弾性的性質が、運動に対して抵抗を示し始め、それにより運動が制限される。「毎日の」あるいは典型的な運動の大部分は、中立領域内で生じ、ごく稀に弾性領域内にまで進行する。中立領域に含まれる運動によって、軟組織構造に応力は加わらないが、弾性領域内への運動によって様々な程度の弾性応答が引き起こされる。従って、特に脊椎の人工インプラントの分野における目標は、そこに隣接する椎骨の運動を中立領域に制限するプロテーゼを提供することにある。そのような制限によって、隣接する骨構造および軟組織構造への応力を最小にする。例えば、そのような運動の制限は、椎間関節変性を最小に抑えるか、あるいは減少させることに寄与するであろう。
【００２２】
概して、本発明は、椎間板を置換するための埋め込み可能な脊椎プロテーゼを提供する。本発明のインプラントは、一般に、協働する上側および下側部分、すなわちシェルからなり、上側および下側部分は互いに移動可能であり、力を吸収する弾性核によってその少なくとも一部に沿って分離されている。本発明の椎間板の構成要素間の相対運動は、様々な自由度を含むが、一般に特定の範囲に制限されている。すなわち、プロテーゼには、そこに隣接する椎骨間の運動を制限するための様々な「緩やかな」停止および「急激な」停止機構(stop)が設けられている。特に、本発明の人工椎間板は、中立領域および弾性領域における正常な運動に類似する回転、屈曲、伸展および側方運動（すなわち、正常または無傷の椎間板に関連する運動）を提供する。また、本発明の装置は、そのような運動の様々な組み合わせ、すなわち複合運動を可能にする。例えば、本発明の椎間板は、屈曲および並進、または側屈および側方並進、あるいは屈曲および回転を受けることができる。本開示を考慮すれば、当業者には様々な他の運動は明らかである。
【００２３】
図２および図３は、本発明の一実施形態に係る人工椎間板１０を示す。図示のように、椎間板１０は、上側シェル１２および下側シェル１４を含み、前端１６および後端１８を含む。シェル１２および１４の外側の上面１３および下面１５にはそれぞれ、隣接する椎体構造間の空間への埋め込みを向上または容易にするために必要とされ得るような所望の表面構造または形状が与えられていてもよい。例えば、図示の実施形態では、上側シェルの外側上面１３は、凸状に成形されていてもよい。また、骨の内部成長を容易にするためおよび／または引き起こすため、および／または隣接する骨構造への接着を促進するために、表面１３および１５には、任意の公知の被覆または表面処理が施されていてもよい。そのような被覆などは当業者には公知である。また、シェル１２および１４の外面には、椎間板１０を隣接する骨構造に固定するためのさらなる固定装置を設けてもよい。そのような装置としては、隣接する椎体間への本発明の埋め込みを容易にするあるいは向上させるための、例えば、ネジ、大釘、穴またはピン（図示せず）が挙げられる。
【００２４】
また、本発明の椎間板１０は、人工椎体に関連する使用に適合させることができる。そのような場合には、本発明の椎間板１０には、人工椎体を固定するために使用することができるキールなどの様々な固定手段（図示せず）を設けてもよい。そのような人工椎体の例が本出願人の同時係属中の国際特許出願公開第ＷＯ２００６／１１６８５０号に記載されており、その開示内容全体が参照により本明細書に組み込まれるものとする。一般に、本発明の椎間板１０には、２つの構造が組み合わせられている場合、人工椎体の隣接する表面への取り付けを容易にすると思われる任意の外面または表面手段が設けられていてもよい。取付手段によって、人工椎間板と人工椎体との間に、ある程度の相対運動を可能にしてもよい。従って、（図２および図３に示すような）一実施形態では、自然に生じる椎体に適合するように外側下面１５には曲線形状が与えられているが、この表面には、人工椎体の表面と係合または協働するように構成された異なる構造も同様に与えることができる。人工椎間板および人工椎体はどちらも、それらの間にそのような協働的な配置を可能にするように設計してもよい。
【００２５】
図３および図５に示すように、本発明の椎間板１０には、上から（上方から）または下から（下方から）見た場合に、ほぼ長楕円形、長円形または楕円形の形態が与えられていることが好ましい。当業者であれば、椎間板のこの形状は、隣接する椎体との表面接触を最大にするという点で好ましいことが分かる。ただし、様々な他の形状、大きさおよび割合も可能である。また、図示のように、椎間板１０には、上方および下方で異なり得る特定の外部形状が与えられていてもよい。例えば、本明細書に添付されている図面に示されている外側の審美的な特性によって、隣接する椎骨構造の自然な形状を反映することで既存の骨構造内への埋め込みを容易にしてもよい。ただし、本発明は、いかなる形状や大きさにも制限されないことが分かるであろう。また、添付の図面に示されている椎間板の外部形状は、人工椎体と共に使用される必要はなく、あるいは、そのような使用に適するものでなくてもよいことが分かるであろう。
【００２６】
図４には、椎間板１０が矢状断面で示されている。図示のように、上側および下側シェル１２および１４は、椎間板１０を形成するために協働的に配置されている。シェル１２および１４の間には、弾性核２０が設けられている。図４〜図６に示されているように、下側シェル１４の内面（すなわち上面）は、後端１８の近位にある隆起した凸部分２２を含む。以下にさらに説明するように、凸部分２２は、シェル１２の内面（すなわち下面）に設けられた凹部分すなわち表面２４と協働してボールソケット型接合部を形成する。当然のことながら、そのような接合部により、シェル１２および１４を関節式に協働させることを可能にし、それにより、様々な方向への相対運動を可能にする。図４および図５に示すように、一実施形態では、凸部分すなわちボール２２は、下側シェルの後端１８に配置されていてもよい。ボール２２の後端１９および前端２１は、先端が切り取られているか、直角に切断されていることが好ましい。当業者には明らかであり、かつ、以下にさらに説明するように、凸部分２２および／または凹部分２４の形状、位置および寸法は、所望の可動域または運動量、あるいは回転軸に応じて調整することができる。
【００２７】
また、下側シェルは、上方に延在する外壁２６も含み、それにより、凸部分すなわちボール２２と外壁２６との境をなすウェル２８が画定される。ウェル２８内には核２０が含まれている。図５に示すように、図示の実施形態のウェル２８は、一般に、後方に延在する「Ｕ」字型等のアームを有する「Ｕ」字型の構造を有する。核２０には、核がウェル２８の形状に適合してその中に収容されるように同様の構造を与えることが好ましい。ただし、当然のことながら、以下にさらに述べるように、ウェル２８および／または核２０には、同じ機能を達成するために他の形状を与えてもよい。
【００２８】
図４および図６に示すように、上側シェル１２には、下方に延在する後方部分３０が設けられており、後方部分３０の下面は、上記凹面２４すなわちソケットを含む。上述のように、上側シェル１２の凹面すなわちソケット２４は、その間に関節接合部を形成するために、下側シェルの凸部分すなわちボール２２と協働するように構成または設計されている。また、上側シェル１２は、少なくともその前端に沿って下方に延在する縁３２も含む。縁３２は、下側シェルの壁２６の前または前方に位置するような大きさを有する。以下にさらに述べるように、この配置は、屈曲および伸展運動、すなわち、上側シェルを下側シェルの前方または後方に移動させる運動に対して「急激な停止」を与える役割を担う。図４に示されている椎間板は、上側シェル１２が、その縁３２が下側シェルの壁２６と接触し、それにより上側シェル１２の任意のさらなる後方運動を防止する位置にある状態を示す。当然のことながら、シェルの縁３２および壁２６は、連続している必要はなく、それぞれのシェルの周囲全体に沿って延在している必要もない。
【００２９】
図４および図６に示すように、上側シェルは、後方のソケット部分２４を囲む溝２９を含む。溝２９は、一般に、下部分のウェル２８と同じ形状を有し、それにより、溝およびウェル２８は結合して核のためのエンクロージャーを形成する。
【００３０】
また、図６に示すように、好ましくは、上側シェル１２には、一対の下方に延在するタブ３４、３６をその側方端に設けてもよい。タブ３４および３６はそれぞれ、スロット３８および４０内に受け入れられるように構成されており、それらのスロットは、下側シェル１４の側方端に設けられている。例えば、本出願人の同時係属中の国際特許出願公開第ＷＯ２００６／１１６８５２号に教示されているように、この種のタブおよびスロットの配置は、側方の屈曲運動ならびに軸の回転運動に「急激な停止」を与えるのに有用である。
【００３１】
より具体的には、側方運動の場合、図６から分かるように、スロット３８および４０は、タブ３４および３６の長さよりも下側シェル１４内に深く延在している。従って、上側および下側シェル間の側方または左右への運動によって、タブのうちの一方の終端がそれぞれのスロットの基部と接触し、それにより、その方向への任意のさらなる運動が防止される。軸の回転の場合、スロット３８および４０は、タブ３４および３６よりも広い幅を有し、それにより、上側および下側シェルは、それらの間に形成されたボール２２およびソケット２４の接合部によって、タブ３４および３６の側面エッジがテーブル３８および４０の側壁に接触するまで回転することができる。そのようなタブおよびスロットに関するさらなる詳細が、出願人の上記同時係属中の出願に記載されている。当然のことながら、椎間板自体の卵形形状によって回転運動に任意の必要な「停止」を与え、それにより、タブ（３４、３６）およびスロット（３８、４０）が必要となることを回避してもよい。また、当然のことながら、椎間板１０は、回転運動に対して拘束されていなくてもよく、あるいは、任意の回転運動を抑制するように設計してもよい。当業者に公知なように、椎間板の許容可能な回転の程度は、様々な要因によって決まる。
【００３２】
図４および図６に示すように、弾性核２０は、上側および下側シェル１２および１４の相対運動に対して抵抗を与える役割を担う。例えば、図４に示すように、核２０は、シェル１２および１４の前端を互いに引き離す方向に弾性的に付勢するが、そこでは、核の弾力性のために、椎間板の前方部分に加えられた圧縮力によって、シェルの前方部分が互いにより接近する状態となる。この種のシェルの運動は、例えば、屈曲運動時（すなわち、上側シェル１２が下側シェル１４に対して前方に移動する場合）に生じる。
【００３３】
図６は、外側傾斜エッジが、上側および下側シェル１２および１４の主にそのそれぞれの側方端に設けられた任意の構造を示す。図示のように、上側シェル１２は、対向する側方端に下方に傾斜したエッジ３７ａおよび３７ｂを含み、下側シェル１４は、上方に傾斜したエッジ３９ａおよび３９ｂを含む。エッジ３７ａおよび３７ｂは、エッジ３９ａおよび３９ｂのそれぞれに対して対向するように配置されている。図示のように、エッジ３７ａおよび３７ｂおよび３９ａおよび３９ｂの配置によって、椎間板１０が横方向に（すなわち、冠状面に沿って）圧縮された際に、挟みのような機能が得られる。この配置は、一旦埋め込まれ、正常な運動に曝されている椎間板１０の周りに形成され得るあらゆる瘢痕組織を剪断するのに有用である。
【００３４】
図７および図８は、本発明の屈曲運動を示す。図示のように、椎間板１０は、損傷したあるいは罹患した椎間板の切除後に創出された椎間腔に埋め込まれた状態で示されている。椎間板１０は、図７では進展位置で、図８では屈曲位置で示されている。図から分かるように、図７の進展位置では、上側および下側シェル１２および１４は、図４で先に示した位置にあり、核２０は、ウェル２８および溝２９によって形成されたエンクロージャー内に収容されている。ただし、屈曲運動時に上側椎骨が前方に移動するにつれて、上側シェル１２のソケット３０は、下側シェル１４のボール２２上を摺動可能に移動する。図８に示すように、そのような屈曲運動の過程では、ソケット部分３０の前方の壁は、弾性核２０に突き当たり、次いで、弾性核２０が下側シェル１４の壁２６に押し付けられる。また、図示のように、屈曲運動の過程では、核２０を収容するエンクロージャー２９の体積は、上側シェル１２のソケット３０が下側シェルのボール２２上を摺動することによって減少する。図示のように、このようにして、上側シェルの前端は、垂直方向に下降し、それにより、エンクロージャー２９の体積を圧縮する。当然のことながら、そのような屈曲運動は、さらなる屈曲が防止される位置で、エンクロージャー内での核の圧縮がもはや不可能になるまで持続することができる。そのような核の圧縮は、シェル間のそれぞれの運動に対する「緩やかな」停止機構として有用であることが分かるであろう。
【００３５】
また、本発明の可能な一実施形態では、椎間板１０は、屈曲運動に対する「急激な停止機構」として上に記載されているタブ３４、３６およびスロット３８、４０を利用してもよい。すなわち、屈曲を制限するために、タブおよびスロットは、タブ３４、３６の前方のエッジが、さらなる屈曲がその位置で防止されるスロット３８、４０の前方の壁と接触するまで特定の程度の運動のみを許容する大きさにしてもよい。
【００３６】
上記屈曲運動では、核２０と溝２９の内壁との接触表面は、摩擦力を受けることもある。従って、本発明は、そのような摩擦力を最小に抑え、それにより、核２０への損傷を防止するための、任意の公知の被覆または処理などが施される溝２９の壁を提供する。
【００３７】
また、図８は、ボールすなわち凸部分２２の曲率を示す。図示のように、ボール２２は、好ましくは、下の椎骨内の点Ｐからの半径「ｒ」を有する球面を含む。図示のように、点「Ｐ」は、椎間板１０のための瞬間回転軸を画定するが、下の椎骨の後方部分に位置している。この位置付けは、後方に位置付けられた点またはボール２２およびソケット２４によって形成された関節接合部によるものである。
【００３８】
特定の場合には、人工椎間板の埋め込みは、特定の病態を緩和するために、隣接する椎骨のアライメント調整(realignment)を必要とすることもある。例えば、椎骨は、脊柱前弯症を回復するためにアライメント調整が必要となる場合もある。当然のことながら、本発明は、必要に応じて椎間板の瞬間回転軸を様々な所望の位置に位置付けることを可能にする。回転軸の再位置付けは、例えば、本発明の椎間板１０内に設けられたボール２２の幾何学的形状および位置を変更することによって達成することができる。すなわち、ボール２２の形状を変更することによって、瞬間回転軸を前方または後方に移動させることができる。従って、例えば、図８の実例では、点Ｐは、ボール２２および関連するソケット２４の位置を調整することによって前方または後方方向に移動させることができる。また、ボール２２の曲率は、その位置と共に、あるいは、その位置とは無関係に調整してもよく、それにより、点Ｐの垂直な位置付けを変えることも可能であることが分かるであろう。例えば、上記半径「ｒ」を減少させることによって、当然のことながら、瞬間回転軸（すなわち、図８に示されている点「Ｐ」）を、垂直に上昇させて、椎間板１０の下側シェル１４のより近傍に位置付けることができる。そのような位置では、隣接する椎骨間の椎間関節に加えられる剪断応力を減少させることができる。
【００３９】
さらなる実施形態では、凸部分２２の曲線は、様々な非球形形状を有していてもよい。例えば、前端でさらに顕著になるように曲率を調整することによって、凸部分２２は、屈曲に対する運動抑制体として機能するように構成してもよい。当然のことながら、凸部分すなわちボール２２のそのような調整は、所望のボールおよびソケットの配置を維持しながら、１つまたは複数の運動に対して行うことができる。
【００４０】
上述のように、弾性核２０は、屈曲に対して漸増的抵抗を与える。そのような抵抗は、核を含む材料の圧縮性によって決まり、当然のことながら、屈曲の程度は、そのような材料の適当な特質を選択することによって調整することができる。例えば、圧縮性の低い材料で作製された核、あるいは、核が含まれるエンクロージャー内でより多くの体積を占める核は、減少した可動域を有する。上述のように、核がほぼ「Ｕ」字型のウェル２８の形状により容易に適合するように、核２０には、ほぼ「Ｕ」字型の構造が与えられていることが好ましい。ただし、当然のことながら、同じ機能を達成するために、ウェル２８および／または核２０には他の形状が与えられていてもよい。例えば、一実施形態では、核２０は、ウェルの前方部分内にのみ含まれ、「Ｕ」型のアーム内に含まれていなくてもよい。例えば、核は、細長い（すなわち、長円形、卵形または長楕円形）構造を有していてもよい。そのような場合、当然のことながら、ウェル２８またはエンクロージャー２９には、核の変位を防止するための壁または他のそのような障壁手段が設けられていてもよい。別の実施形態では、核は、椎間板の前方部分にのみ配置されたほぼ円形の構造を含んでいてもよい。そのような場合には、当然のことながら、核によって提供される「緩やかな」停止は、屈曲運動時にのみ有効にすることができる。上の記載では、核は、単一体とみなされている。しかし、他の実施形態では、核は、１個または複数個で設けられていてもよい、というのは、上側シェルが一旦結合すれば、核の弾力性によって、核がウェル（またはウェルの特定の部分）の形状に変わることができるからである。例えば、一実施形態では、核は、１つの前方セグメントおよび２つの側方セグメントに対応する３つのセグメントで設けられていてもよい。さらに別の実施形態では、核は、２つのセグメントで設けられていてもよく、各セグメントは、椎間板のエンクロージャーの側方部分（例えば、「Ｕ」字型のウェルの２つのアーム）内に配置されている。そのような場合、当然のことながら、核は、側屈運動のための「緩やかな」停止機構としてのみ有効にすることができる。ただし、２つの核のセグメントが、椎間板の前方部分に向かって伸長している場合には、当然のことながら、少なくともある程度の「緩やかな停止」が屈曲運動に対して与えられる。一般に、本発明の核によって、屈曲および側方への圧縮運動に対して「緩やかな」停止を与えることが好ましい。従って、これに基づき、そして本開示を考慮すると、核および／またはウェルの形状および大きさの様々な他の修正が当業者には明らかである。
【００４１】
上記考察は、屈曲に焦点を合わせているが、当然のことながら、本発明の椎間板は、様々な他の個別または複合運動も可能にする。例えば、上述のように、本発明は、椎間板１０に隣接する椎骨の制御された側方運動を可能にする。図６に示されている実施形態では、ほぼ「Ｕ」字型の構造を有する核２０は、上側シェル１２および下側シェル１４によって形成されたエンクロージャーの側方位置内に設けられた「Ｕ」字型のアームを含む。すなわち、ほぼ「Ｕ」字型の核のアームは、ウェル２８の側方部分を占める。この配置では、当然のことながら、側方（すなわち、左右への）運動の間、椎間板の側方端の一方が圧縮を受ける。これは図１９にも示されている。この運動によって、圧縮下にある側に対応する核の側方部分が圧縮される。屈曲および伸展について上述したように、核の弾力性は、最大量の核の圧縮が生じるまで、側方の圧縮量を徐々に制限する役割を担う。従って、これは、側方運動に対して「緩やかな」停止を与える。そのような運動は、核のために材料を適当に選択することおよび／または椎間板のエンクロージャー内に収容されている核の体積によって上述のように制御することができる。上述のように、上記「Ｕ」字型の構造を有する核が好ましい場合もあるが、本発明の人工椎間板には、任意の幾何学的形状を有する核を設けてもよい。例えば、核が長円形、卵形または長楕円形構造を含む場合には、当然のことながら、少なくともある程度の側方の圧縮がなお生じ、それにより、そのような核は側方運動に対して上記「緩やかな」停止を与えることができる。あるいは、核は、屈曲および伸展運動に対してのみ「緩やかな」停止を与えるように設計してもよい。そのような選択肢は、本開示を再考すれば、当業者には明らかである。
【００４２】
別の態様では、椎間板１０の様々な「急激な停止機構」は、上述のように、患者の必要および問題となっている椎骨の自然な運動要求に応じて、より広いまたはより狭い可動域を与えるように調整することができる。
【００４３】
本発明の別の実施形態が図９〜図１１に示されている。これらの図では、同様の要素は上記と同じ参照符号で示されている。同様であるが変形を含む要素は、同じ参照符号だが明確にするために文字「ａ」が付加されて示されている。
【００４４】
図９〜図１１に示されているように、椎間板１０ａの全体的な構造は上に記載したものと同様である。また、上側シェル１２は、上記と同じ構造を含む。ただし、下側シェル１４は、瞬間回転軸を動的に変えるための手段を提供するように修正されている。より具体的には、図示の実施形態では、下側シェル１４ａの固定された凸状すなわちボール部分２２は、凸上面を有する可動性コア５４で置換されている。図９〜図１１に示すように、下側シェル１４ａには溝５０が設けられており、溝５０は、一実施形態では、下側シェル１４の後端１８であって、その側方端の間のほぼ中央に配置されている。ただし、本開示に基づけば、当然のことながら、溝５０は、必要に応じて任意の位置に配置することができる。溝５０は、ほぼ平面の基部５２を含み、可動性または浮動性コア５４を受け入れるように構成されている。コア５４は、溝５０の基部５２上を摺動することができるほぼ平らな下面５６を有する。
【００４５】
図９〜図１１に示すように、コア５４は、上側シェル１２の凹状すなわちソケット部分３０と協働するように構成された凸上面５８を含む。従って、凸面５８は上記凸面２２と同じ役割を担う。好ましい実施形態では、コア５４の凸上面すなわちボール５８は、上記点「Ｐ」などの回転軸を有する球形状を有し、埋め込まれると、下方に隣接する椎体内に位置する。また、上記実施形態と同様に、コアの凸面５８の幾何学的形状は、瞬間回転軸（すなわち、図示しない点「Ｐ」）を任意の所望の位置に位置付けるように調整することができる。ただし、図９〜図１１の実施形態は、コア５４よりも大きい１つまたは複数の寸法を含む溝５０を設けることによってそのような回転軸の位置付けのさらなる可変性を可能にする。例えば、一実施形態では、溝５０は、矢状面で測定された大きさをコアよりも大きくしてもよく、それにより、コア５４を前後方向に摺動させることを可能にし、ついで、当然のことながら、患者の正常な運動の過程において瞬間回転軸を並進させる。そのような摺動運動の程度は、必要に応じてコア５４と溝５０との間に僅かなまたは大きな隙間を設けることによって事前に決定することができる。
【００４６】
図９〜図１１に示されている実施形態では、前頭面にわたる溝５０の大きさは、コア５４の大きさに非常に近く、それにより、前方から後方への運動をなお可能にしながらもコアの任意の側方移動を防止する。ただし、別の実施形態では、下側シェル１４ａの溝５０は、同様にコアのそのような側方運動を可能にする大きさを有していてもよい。従って、必要に応じて溝５０の大きさを決めることによって、コア５４に矢状面および／または前頭面における運動の自由度を許容することができる。
【００４７】
本発明の椎間板は、当業者に公知である各種材料で作製することができる。例えば、シェルは、金属（例えば、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニチノール（登録商標）などのニッケル−チタン合金、コバルト−クロム合金など）、磁器、およびプラスチックおよび／または熱可塑性ポリマー（例えば、ＰＥＥＫ（登録商標））あるいは任意のそれらの組み合わせで作製してもよい。また、当然のことながら、下側シェルの「ボール」および／または上側シェルの「ソケット」は、それぞれのシェルの残りの部分と同じまたは異なる材料で作製してもよい。例えば、「ソケット」および両シェルをＰＥＥＫで作製する一方で、「ボール」をチタンで作製してもよい。材料の様々な他の組み合わせは当業者には公知である。
【００４８】
本発明の核２０は、一般に弾性材料を含むのものとして記載されている。一実施形態では、そのような材料は、当業界で公知の材料であるヒドロゲルを含む。ただし、核のために別の材料を使用してもよい。例えば、核は、機械バネ（例えば、金属製）、油圧ピストン、ヒドロゲルまたはシリコーンサック(sac)、ゴム、ポリマーまたはエラストマー材料、あるいは、任意の他のそのような弾性材料または装置を含む。核に適したポリマー材料の一例は、カルボセイン(carbothane)である。一般に、核は、上述のように、上側および下側シェル１２および１４、１４ａ間の運動を制限し、かつ、椎間板１０、１０ａをその中立位置に戻すために力を加える役割を担う弾性的に圧縮性の材料で作製されている。
【００４９】
本発明の別の実施形態が図１２〜図２１に示されており、この図では、上記要素と同様の要素は、前に「１」を付して示されている。図示のように、図示の実施形態に係る椎間板１１０は、上側シェル１１２および下側シェル１１４を含む。人工椎間板１１０の外面には、必要に応じて任意の形状または表面処理を与えてもよい。例えば、上述のように、上側シェル１１２の上面１１３には、埋め込まれた際に椎間板１１０が接触する椎体の形状に適合する形状を与えてもよい。
【００５０】
図１３は、開放状態の椎間板１１０を示しており、この図では、上側シェル１１２と下側シェル１１４とが分離されている。図１２および図１３のどちらにも椎間板の核は示されていない。図１２および図１３から分かるように、タブ１３４および１３６が上側シェル１１２の側面に設けられており、上記タブ構造と同様に機能する。上記実施形態と同様に、椎間板１１０の下側シェル１１４には一対のスロット１３８および１４０が設けられており、スロットはそれぞれ下側シェル１１４の各側面に設けられている。上述のように、スロット１３８および１４０は、シェル１１２および１１４が組み立てられて椎間板１１０が形成される際にタブ１３４および１３６をそれぞれ受け入れるように構成されている。図１２および図１３の実施形態では、スロット１３８および１４０が、関連するタブ１３４および１３６の幅よりも大きい幅を有するような大きさであることが分かる。上述のように、そのような配置は、関連するスロット１３８および１４０内でのタブ１３４および１３６の並進運動をある程度可能にするのに有用である。スロットとタブ間でのそのような運動の自由度によって、上側および下側シェル１１２および１１４が互いに対して回転することができ、それにより、椎間板１１０が埋め込まれている脊椎分節のある程度の軸回転運動が可能になる。当然のことながら、回転運動の程度は、スロットまたはタブのどちらか一方の大きさを決めることによって調整してもよい。椎間板の各側面に単一のタブが示されているが、当然のことながら、同じ結果を得るために任意の数のタブを設けてもよい。さらに、他の実施形態では、タブが下側シェルに設けられ、スロットが上側シェルに設けられるようにタブおよびスロットの位置を逆にしてもよい。
【００５１】
また、図１３は、下側シェル１１４の外壁１２６によって画定されたほぼ「Ｕ」字型のウェル１２８も示す。上述のように、ウェル１２８は、椎間板１１０の核（図１２および図１３には図示せず）を収容する。図１４は、核１２０が図１３に示されているウェル１２８内に収容された下側シェル１１４を示す。
【００５２】
図１３および図１４に示されている下側シェル１１４は、上記と同じ方法で上側シェル１１２の凸面（図１３および図１４には図示せず）と協働する凸面すなわちボール１２２を含む。
【００５３】
上記実施形態について述べたように、上側シェル１１２には、その前端１１６に縁１３２が設けられている。縁１３２は、椎間板１１０が組み立てられかつ埋め込まれた状態にある場合には、下側シェル１１４に向かう方向に延在している。一実施形態では、図１２および図１４に示すように、下側シェルの下部分は、前方に延在し、かつ、縁１３２の下側エッジ２０１の下に位置付けられるように構成されたリップ２０２を備えているか、あるいは、それを形成するように延在していてもよい。以下にさらに述べるように、リップ２０２は、屈曲運動時に、椎間板１１０に対するさらなる急激な停止機構として有用である。
【００５４】
下側シェルのスロット１３８および１４０はそれぞれ、前方の壁２０３、２０５および後方の壁２０４、２０６によって画定されている。上述のように、スロット１３８および１４０ならびにタブ１３４および１３６は、椎間板１１０が軸の回転運動を受けた際にタブがそれぞれのスロット内で移動できるような大きさをそれぞれが有している。そのような運動では、当然のことながら、タブの一方の前方エッジがその関連するスロットの前方の壁に接すると同時に、タブの他方の後方エッジがその関連するスロットの後方の壁に接する。椎間板１１０が逆方向に回転する場合には、当然のことながら、逆側のエッジおよび壁が接する。
【００５５】
図１５および図１６は、屈曲（すなわち、後方から前方への）運動時の椎間板１００を示す。図示のように、そして上述のように、そのような運動時には、上側および下側シェルは、下側シェル１１４の凸面（すなわちボール）１２２と上側シェル１１２の凹面（すなわちソケット）１２４との間に形成されたボールソケット型接合部によって関節接合する。当然のことながら、そのような関節接合は、シェル１１２と１１４との間で生じる全ての並進および回転運動に対して生じる。図１６に示すように、屈曲時には、上側シェル１１２が下側シェル１１４上に接合し、それにより、ソケット部分１２４の本体と下側シェル１１４の外壁１２６との間で核１２０の圧縮が生じる。屈曲運動は、弾性核１２０がもはや圧縮不可能となるまで持続させることができる。当然のことながら、核１２０の圧縮は、そのような屈曲運動に対する段階的な、すなわち「緩やかな」停止機構として有用である。ただし、「急激な」停止を与えるために、図１５および図１６に示されている実施形態には他の特徴が設けられている。例えば、上述のように、下側シェル１１４には、上側シェル１１２の縁１３２の下側エッジ２０１の真下で前方に延在するリップ２０２を設けてもよい。図１５および図１６に示すように、そのような配置では、椎間板１１０の屈曲運動は、下側エッジ２０１がリップ２０２の上面と接触すると妨げられる。代わりに、あるいは、組み合わせて、スロット１３８および１４０の前方の壁２０３および２０５はそれぞれ、屈曲運動に対する急激な停止機構として有用であるタブ１３４および１３６の前方エッジのそれぞれと接するような大きさを有していてもよい。この特徴は図１５に示されており、この図では、椎間板１１０は、完全な屈曲状態で示されているが、この状態では、タブ１３６の前方のエッジは、スロット１４０の前方の壁２０５に接している（当然のことながら、タブ１３４もスロット１３８の前方の壁２０３に同様に接している）。
【００５６】
図１７および図１８は、伸展（すなわち、前方から後方への）運動時の上記実施形態の椎間板１１０を示す。図１８では、明確にするために核１２０が省略されており、そのためウェル１２８が示されている。上述のように、縁１３２の後面が壁１２６の前面と接触する際に、伸展運動に対する「急激な」停止が生じる。図１８に示すように、一般に壁１２６のエッジで、そのような接触が生じる。ただし、当然のことながら、これは、縁１３２と壁１２６との間に設けられた隙間の程度によって決まる。すなわち、縁１３２と壁１２６との分離が図示の分離よりも小さい場合には、伸展時のその２つの接触範囲は下方に位置するであろう。図１７は、タブ１３４および１３６ならびにそれぞれのスロット１３８および１４０と関わる伸展運動に対するさらなる急激な停止を示す。すなわち、屈曲に関して上述したように、伸展時に、タブ１３４および１３６の後方のエッジは、スロット１３８および１４０の後方の壁２０４および２０６のそれぞれに向かって移動する。従って、当然のことながら、そのような運動は、タブ１３４および１３６の後方のエッジが後方の壁２０４および２０６と接触すると（すなわち、「急激な」停止に達すると）、前進が妨げられる。
【００５７】
図１９は、上側および下側シェル１１２、１１４間での側方（左右への）運動時の上記実施形態の椎間板１１０（ただし核１２０は含まない）を示す。図１９に示すように、下側シェル１１４に対する上側シェル１１２の右から左への運動は、ソケット１２４のボール１２２上への関節接合を伴う。そのような運動は、タブ１３６の下側エッジ２０７がさらなる側方運動が妨げられる箇所であるスロット１４０の基部２０８と接触するまで持続する。また、図１９では、下側シェル１１４上に設けられた壁１２６が、上方に向かって先細りになっていることに気付くであろう。当然のことながら、この配置は、右から左への運動時にタブ１３４が壁１２６と接触せずに上昇することを可能にするために好ましい。上の記載は、右から左への運動に焦点を合わせているが、当然のことながら、左から右への側方運動時にも同様の停止がもたらされるであろう。図１９にも示されているように、側方運動時に、椎間板の片側は圧縮され、その結果、ウェル１２８またはエンクロージャー内に存在し得る核（図示せず）の任意の部分が圧縮を受け、それにより、そのような運動に対して「緩やかな」停止を与える。
【００５８】
椎間板１１０についての上の記載は、単一の面での特定の運動について述べているが、本発明によって、様々な運動の組み合わせが可能であることにも留意すべきである。
【００５９】
図２０ および図２１は、本発明の一実施形態に係る核の様々な代替実施形態を示す。明確にするために、これらの図の２つの実施形態はそれぞれ、１２０ａおよび１２０ｂで示されている。図示の実施形態では、核１２０ａおよび１２０ｂは、椎間板（図示せず）の後端１１８に向かって延在する「Ｕ」字型のアームを有するほぼ「Ｕ」字型の構造を有するものとして示されている。核１２０ａおよび１２０ｂはそれぞれ、下面２１０ａ、２１０ｂおよび上面２１１ａ、２１１ｂをそれぞれ有する。図示のように、下面２１０ａおよび２１０ｂはほぼ平面であり、（上述のように）椎間板の下側シェルのウェル内に収容されるように構成されている。図２０および図２１に示されている実施形態では、核１２０ａ、１２０ｂの前方（すなわち、１１６方向）部分には肥厚部分が設けられており、そのため、核の上面２１１ａ、２１１ｂの前端は、後端よりも隆起している。図２０では、上面２１１ａには傾斜形状がさらに与えられている。図２０および図２１に示されている核の構造を用いれば、当然のことながら、核によってより大きな分離力が与えられ、上側シェルが下側シェルから離間されるであろう。さらに、そのような分離力を椎間板の前端（１１６）に集中させることによって、図２０および図２１の核によって、個人が直立している場合には、椎間板が埋め込まれた脊椎分節がその中立位置に移動する。すなわち、椎間板の前端に加えられた分離力が増加することによって、（例えば、個人の頭の重量に対応するような）圧縮の程度が可能となり、なお、脊椎分節が中立位置をとる結果となる。当然のことながら、この特徴は、主として頸部の脊椎分節に埋め込まれた椎間板にとって、あるいは、上にかかる重量による核の圧縮を補償するために調節が望まれる場合には重要となることもある。そのような調節が必要とされる特定の状況は、当業者には明らかである。
【００６０】
本発明の特徴の要約
【００６１】
本発明の人工椎間板（例えば、１０、１０ａなど）は、様々な特徴を含むが、それを以下に要約する。第１に、一態様では、上記椎間板は、個人ならびに軸回転、側屈、および屈曲／伸展などの複合運動に適合するような様々な構造的構成要素を含む。そのため、本発明の人工椎間板は、自然な無傷の椎間板と関連する中立領域および弾性領域の運動を一般に再現する。さらに、本発明は、過剰または非生理学的な運動を妨げる人工終点によって、拘束されていない運動および／または部分的に拘束された複合運動を可能にする。完全に拘束された停止機構（すなわち、「急激な停止機構」）によって、運動が、例えば、弾性領域を超えて拡大しないようにする。
【００６２】
別の実施形態では、本発明の椎間板は、前弯性の脊椎形態と一体化しかつそれを促進するように矢状面に成形されたほぼ楔形の形状を有していてもよい。そのようなインプラントは、脊椎のアライメント調整が必要とされる場合に使用してもよい。例えば、椎間板は、後端の高さよりも大きい前端高さを有して、上記楔形形状を得てもよい。同様に、そのような高さの差異は、椎間板の側面間、すなわち冠状面に設けられていてもよい。この種の形態は、例えば、脊柱側弯症等のアライメント不良を矯正するために使用してよい。
【００６３】
シェルのほぼ球形に湾曲した外面は、冠状面に卵形の曲線を有する本発明の椎間板を提供する。この構造は、椎間板を骨表面領域まで最大化し、それにより、骨の内部成長を促進する。また、そのような構造は、埋め込み後に骨に対して椎間板を安定化しながらも、椎間腔における人工インプラントの占領を最大化にする。
【００６４】
上述のように、上側および下側シェル間に形成されたボールソケット状接合部は、その間の複雑な相対運動を可能にする。「ボール」部分には、様々な幾何学的形状（例えば、曲率半径）を与え、かつ、必要に応じて異なる回転軸を創出するように「ボール」部分を下側シェル上の様々な位置に設けることができる。当然のことながら、上記ボールソケット接合部の配置を得るように、上側シェルのソケット部分の同時位置付けもなされるであろう。他の実施形態では、瞬間回転軸を動的に可変可能とし、かつ、本発明の椎間板によって与えられる可動域においてより大きい可変性を可能にするように、ボール部分を拘束された空間内の１つまたは複数の面において移動可動にしてもよい。
【００６５】
様々な「急激な停止機構」は、シェル間の過剰な側方の回転および伸展運動を阻止するように設けられている。
【００６６】
上側および下側シェルの外面は、脊椎の任意の領域における両凹状または矩形の椎間板切除部位に挿入するために、湾曲していても、球形（すなわち、卵形、楕円形）であっても、あるいは直線形（すなわち、四角形(squared)）であってもよい。外面には、椎間板を隣接する骨構造または他の人工脊椎構造に固定するために、場合によっては固定リブまたはキールが設けられていてもよい。
【００６７】
一実施形態では、「正常な」状態により近付けるように、矢状面（すなわち、前方から後方への方向）に沿った上側シェルの直径は、下側シェルよりも大きくしてもよい。
【００６８】
一実施形態では、本発明の椎間板の外面には、この不透明体をＸ線撮影するための１つまたは複数の標識または物理的特徴を設けることができる。当然のことながら、そのような特徴は、インプラントのアライメントおよび／または位置付けを術後に確認するのに役立つ。
【００６９】
椎間板のフットプリントは、沈下をなくすように前頭面および矢状面の両方で最大化されることが好ましい。当然のことながら、本発明の椎間板の大きさは、正常な脊椎内の椎間板の様々な大きさに適合するように変化する。
【００７０】
いくつかの特定の実施形態を参照しながら本発明を説明してきたが、当業者には、本明細書に概説された本発明の目的および範囲から逸脱しないその様々な修正が明らかであろう。上記全ての参考文献の開示内容全体が参照によって本明細書に組み込まれるものとする。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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