(57)【要約】【解決手段】  側方挿入用の人工器官（４０）が提供されている。人工器官は、第１椎骨への側方進入により第１椎骨に係合させるための第１側方伸張フランジ（５８）と、第１関節面（５２）と、を有する第１要素（４２）を含んでいる。人工器官は、更に、第２椎骨への側方進入により第２椎骨に係合させるための第２側方伸張フランジ（６８）と、前記第１関節面と協働して前記第１及び第２要素の間で関節運動ができるようにするための第２関節面（７２）と、を有する第２要素（４４）を備えている。
2006517454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
椎間空間への側方挿入用の人工器官において、
側方進入により第１椎骨に係合させるための第１側方伸張フランジを有する第１要素であって、第１関節面を有する第１要素と、
側方進入により第２椎骨に係合させるための第２側方伸張フランジを有する第２要素であって、前記第１関節面と協働して前記第１及び第２要素の間で関節運動ができるようにするための第２関節面を有する第２要素と、を備えている人工器官。
【請求項２】
前記第１及び第２椎骨は根性脊椎症の関係にあり、根性脊椎症の前記第１及び第２椎骨への挿入に対応するために、前記第１フランジは前記第２フランジに対してオフセットしている、請求項１に記載の人工器官。
【請求項３】
前記第１及び第２椎骨は整列した関係にあり、整列した前記第１及び第２椎骨への挿入に対応するために、前記第１フランジは前記第２フランジと整列している、請求項１に記載の人工器官。
【請求項４】
前記第１要素は、前記第１関節面の反対側にあって、前記第１椎骨と係合するようになっている第１支承面を更に備えている、請求項１に記載の人工器官。
【請求項５】
前記第１フランジは、前記第１支承面の概ね全体に沿って伸張している、請求項４に記載の人工器官。
【請求項６】
前記第２要素は、前記第２関節面の反対側にあって、前記第２椎骨と係合するようになっている第２支承面を更に備えている、請求項４に記載の人工器官。
【請求項７】
前記第２フランジは、前記第２支承面の概ね全体に沿って伸張している、請求項６に記載の人工器官。
【請求項８】
前記第１及び第２フランジには、それぞれ少なくとも１つの孔が貫通形成されている、請求項１に記載の人工器官。
【請求項９】
前記第１及び第２支承面は、それぞれ骨成長促進物質で被覆されている、請求項６に記載の人工器官。
【請求項１０】
前記第１及び第２フランジは、それぞれ骨成長促進物質で被覆されている、請求項１に記載の人工器官。
【請求項１１】
前記第１及び第２フランジは、それぞれ前記第１及び第２椎骨に貫入するための鋭利な部分を備えている、請求項１に記載の人工器官。
【請求項１２】
前記第１及び第２要素は、コバルトクロムモリブデン合金で製作されている、請求項１に記載の人工器官。
【請求項１３】
前記第１及び第２要素は、それぞれ外科処置器具を受け入れるための少なくとも１つのノッチが横方向に形成されている、請求項１に記載の人工器官。
【請求項１４】
前記第１要素は、前記第１関節面から伸張している突起部を備えている、請求項１に記載の人工器官。
【請求項１５】
前記第２要素は、前記第２関節面に形成された陥凹部を備えている、請求項１４に記載の人工器官。
【請求項１６】
前記突起部は凸型部分であり前記陥凹部は凹型部分である、請求項１５に記載の人工器官。
【請求項１７】
前記凸型部分と前記凹型部分は、協働して前記第１及び第２要素の間で関節運動ができるようにする、請求項１６に記載の人工器官。
【請求項１８】
椎間空間への側方挿入用の人工器官において、
側方進入時に、第１椎骨に側方から係合するための手段を有する第１要素と、
側方進入時に、第２椎骨に側方から係合するための手段を有する第２要素と、を備えており、
前記第１及び第２要素の一方は突起部を備え、他方は陥凹部を備えており、前記突起部は前記陥凹部と係合して、前記第１及び第２要素の間で関節運動ができるようにする、人工器官。
【請求項１９】
前記第１及び第２椎骨に側方から係合するための前記第１及び第２手段は、それぞれ、側方伸張フランジである、請求項１８に記載の人工器官。
【請求項２０】
前記第１側方伸張フランジは、前記第１要素の支承面の概ね全体に沿って伸張している、請求項１９に記載の人工器官。
【請求項２１】
前記第２側方伸張フランジは、前記第２要素の支承面の概ね全体に沿って伸張している、請求項１９に記載の人工器官。
【請求項２２】
一対の根性脊椎症の椎骨の間に画定された椎間空間へ挿入するための人工器官において、
第１要素と、前記第１要素と係合するようになっている第２要素と、を備えており、
前記第１要素は、
第１支承面に沿って側方に伸張する第１フランジと、
第１関節面から伸張する突起部と、を備えており、
前記第２要素は、
第２支承面に沿って側方に伸張する第２フランジであって、前記第２フランジは、前記第２要素が前記第１要素と係合した状態では、前記第１フランジからオフセットしており、これによって第１椎骨と第２椎骨の間の根性脊椎症の関係に適応している第２フランジと、
第２関節面に形成された陥凹部と、を備えており、
前記突起部と前記陥凹部は、互いに係合して、前記第１及び第２要素の間で関節運動ができるようにする、人工器官。
【請求項２３】
人工器官の一部を形成している人工器官構成要素において、
側方進入により椎骨に係合させるためのフランジを有する第１面であって、前記フランジが前記第１面に沿って実質的に横方向に伸張している第１面と、
前記第１面の反対側にある第２面であって、もう１つの人工要素と係合するようになっている第２面と、を備えている人工器官構成要素。
【請求項２４】
側方進入により椎間空間に人工器官を挿入するための方法において、
第１関節要素及び前記第１関節要素の面に沿って側方に伸張する第１フランジと、第２関節要素及び前記第２関節要素の面に沿って側方に伸張する第２フランジと、を有する人工器官を提供する段階と、
前記第１関節要素を側方から第１椎骨に挿入し、前記第２関節要素を側方から前記第１椎骨に隣接する第２椎骨に挿入する段階と、を備える方法。
【請求項２５】
前記第１及び第２フランジは、それぞれ挿入時に、前記第１及び第２椎骨に係合及び貫入する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１及び第２フランジは、それぞれ挿入時に、前記第１及び第２椎骨に事前に形成された開口部に挿入される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
第１椎骨と第２椎骨の間の椎間円板空間に人工器官を側方から挿入するための方法において、
人工器官を提供する段階であって、前記人工器官は第１関節要素と第２関節要素を備えており、
前記第１関節要素は、
支承面及び関節面と、
前記第１椎骨と係合させるために前記支承面に形成された実質的に側方に伸張するキールと、
前記関節面に形成された陥凹部と、を備えており、
前記第２関節要素は、
支承面及び関節面と、
前記第２椎骨と係合させるために前記支承面に形成された実質的に側方に伸張するキールと、
前記第１関節要素の前記陥凹部と係合させるために前記関節面から伸張している突起部と、を備えている、人工器官を提供する段階と、
前記人工器官を前記椎間円板空間に実質的に側方から挿入して、前記人工器官を前記第１及び第２椎骨と係合させる段階と、を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示内容は、整形外科並びに脊椎外科処置の分野に関し、また、本開示内容は、いくつかの実施形態では、自然の椎間板との全体的又は部分的交換に使用される椎間板人工関節器官、及びそれと共に使用される方法と工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００３年２月１２日出願の米国仮特許出願第６０／４４６，９６３号の恩典を主張する。また、全ての順法的目的のため同米国仮特許出願第６０／４４６，９６３号を参考文献として本願に援用する。
【０００３】
脊椎運動体節に影響を及ぼす、特に円板組織に影響を及ぼす、疾病、傷害、又は奇形を治療する場合、従来から、変形した、裂けた、或いはその他不具合の生じている円板の一部又は全部を除去することが知られている。椎間円板組織が脊椎運動体節から取り除かれ或いは何らかの事由でそこに存在していない場合、取り除かれた円板組織によって以前は分離されていた椎骨間の正しい間隔を確保するために矯正の対策が講じられる。
【０００４】
或る場合には、２つの隣接する椎骨が、移植した骨組織、人工融合構成材、又はその他の構造又は装置を使って一体に融合される。しかしながら、脊椎融合処置では、椎間融合の生体力学的硬直性によって、隣接する脊椎運動体節の急速な悪化を招き易いことが医学界で懸念されている。より具体的には、自然の椎間円板とは異なり、脊椎融合では融合された椎骨同士が互いに軸回転及び回転することが妨げられる。このように運動性を欠くことにより、隣接する脊椎運動体節の応力が増すことになる。
【０００５】
更に、隣接する脊椎運動体節に、円板変性、円板ヘルニア形成、不安定性、脊椎狭窄、脊椎分離、面関節炎を含む各種症状が起き易くなる。その結果、多くの患者で、脊椎融合の結果として更に円板を取り除くこと、及び／又は別の種類の外科処置が必要となってくる。従って、脊椎融合に代わる方法が望ましい。特に、本開示内容は、側方進入法によって挿入することのできる関節式人工円板器官に関する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
椎間板空間へ側方挿入するための人工装置が提供されている。この人工装置は、側方進入により第１椎骨に係合させるための第１側方伸張フランジを有する第１要素を含んでおり、この第１要素には第１関節面がある。この人工装置は、側方進入により第２椎骨に係合させるための第２側方伸張フランジを有する第２要素を更に含んでおり、この第２要素には第１関節面と協働して第１要素と第２要素の間で関節運動ができるようにする第２関節面がある。別の実施形態では、椎間空間へ側方挿入するための人工装置が提供されている。この人工装置は、第１椎骨に対して側方挿入時に側方係合させるための手段を有する第１関節要素と、第２椎骨に対して側方挿入時に側方係合させるための手段を有する第２関節要素を含んでいる。第１及び第２関節要素の一方には突起部があり他方には陥凹部があり、突起部が陥凹部と係合して第１及び第２関節要素の間に関節運動を提供する。
【０００７】
別の実施形態では、一対の根性脊椎症の椎骨(spondylosed vertebrae)の間の椎間空間へ挿入するための人工装置が提供されている。この人工装置は、第１支承面に沿って側方に伸張する第１フランジと、伸張する突起部を備えた第１関節面とを有する第１要素を含んでいる。この人工装置は、第２支承面に沿って側方に伸張する第２フランジであって、第１椎骨と第２椎骨の間の根性脊椎症の関係を受け容れるため第１フランジからオフセットして配置されている第２フランジと、陥凹部が形成された第２関節面と、を有する第２要素を更に含んでいる。第１要素の突起部が第２要素の陥凹部と係合して、第１及び第２要素の間に関節運動を提供する。
【０００８】
人工装置の一部を形成するための人工要素が提供されている。この人工要素は、側方進入法により椎骨に係合させるための、第１面に沿って実質的に側方に伸張するフランジを有する第１面と、第１面と対向関係にあって別の人工要素と係合するようになっている第２面と、を含んでいる。
【０００９】
更に別の実施形態では、側方進入法により椎間空間に人工装置を挿入するための方法が提供されている。この方法は、第１関節要素及び第１関節要素の面に沿って側方に伸張する第１フランジと、第２関節要素及び第２関節要素の面に沿って側方に伸張する第２フランジと、を有する人工装置を提供する段階を含んでいる。本方法は、第１関節要素を第１椎骨に側方挿入する段階と、第２関節要素を第１椎骨に隣接する第２椎骨に側方挿入する段階と、を更に含んでいる。
【００１０】
更に別の実施形態では、第１椎骨と第２椎骨の間の椎間円板空間に人工装置を側方挿入するための方法が提供されている。この方法は、第１関節要素を含む人工装置を提供する段階を含んでいる。第１関節要素は、支承面と関節面を含んでおり、支承面には第１椎骨と係合させるための実質的に側方に伸張するキールが形成され、関節面には陥凹部が形成されている。本方法は、更に、支承面と関節面とを含んでおり、支承面には第２椎骨と係合させるための実質的に側方に伸張するキールが形成され、関節面からは第１関節要素の陥凹部と係合させるための突起部が伸張している、第２関節要素を備えた人工装置を提供する段階を含んでいる。本方法は、更に、人工装置を椎間円板空間に実質的に側方から挿入して人工装置を第１及び第２椎骨に係合させる段階を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の原理の理解を深めるために、これより図面に示す実施形態、実施例を参照してゆくが、説明に際して特別な用語を使用する。しかしながら、これによって本発明の範囲を限定するものではない。本発明の関係する技術分野における当業者であれば、ここに示す実施形態に対する様々な変更及び修正、並びにここに示す発明の原理の別の用途が、当然のこととして想起されるであろう。而して、ここに別々に示す実施形態の個々の特徴を組み合わせて別の実施形態と成すこともできる。更には、脊椎すべり症のような変形症の例を論じているが、ここで説明している各種人工装置は根性脊椎症の椎骨間のみならず実質的に整列している椎骨にも使用できるよう適合させることができるものと理解されたい。
Ｉ．側方矯正
脊椎すべり症のような多くの変形症例では、１つ又は複数の椎体が他の椎骨又は仙骨に関して変位していることが多い。このような変形症では、変位した椎体をそれまでの位置から配置し直すことにより、変位の範囲を小さくするのが望ましい。脊椎すべり症の整復は、神経を傷つけたり周辺の軟組織を損なうことのないように十分な配慮を要する技術的に難易度の高い処理である。
【００１２】
さて図１は、脊柱１０の一部の側面図であり、自然の椎間円板Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３で分離された隣接する上下の椎骨Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の群を示している。４つの椎骨は一例として示しただけである。別の例としては、仙骨と１つの椎骨が考えられる。図に示すように、椎骨Ｖ２は椎骨Ｖ１から矢印２２で示す方向にずれている。同じく、椎骨Ｖ３は矢印２３で示す方向にずれており、椎骨Ｖ４は矢印２４で示す方向にずれている。椎骨Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の位置は、それら椎骨をそれぞれ矢印２２、２３、２４と反対の方向に移動させることにより矯正するのが望ましい。
【００１３】
次に図２では、別の例として、下側椎骨ＶＬと上側椎骨ＶＵとして示す２つの変位している椎骨について論じる。或る実施形態では、２つの椎骨ＶＬ、ＶＵの間にあった自然の円板の一部又は全てが、通常は椎間板切除術又は同様の外科的処置により切除されるが、その詳細は当業者には既知である。疾病の又は変性した円板を除去した結果、上側と下側の椎骨ＶＬ、ＶＵの間には椎間空間Ｓが生じる。
【００１４】
本実施形態では、２００２年１月９日出願の米国特許出願第１０／０４２，５８９号に記載の人工関節と同様の人工関節を椎間空間Ｓに挿入するのが望ましく、同出願を参考文献としてここに援用する。しかしながら、この人工関節には或る種の変更を加える必要がある。以下の説明では、議論と説明の対象とする人工関節は、以下の説明と示唆を除き前記特許出願に記載のものと同一と考えてもよい。これまで脊椎すべり症は、側方外科的進入法では矯正されてこなかった。しかしながら、場合によっては、脊椎すべり症の矯正は、血管及び／又は神経叢が存在することから、側方進入によるのが望ましい場合がある。幾つかの実施形態では、脊椎の腰部領域の脊椎すべり症を矯正する場合に側方進入が特に適しているが、脊椎の他の領域も考えられるものと理解されたい。
【００１５】
図３ａと図３ｂでは、側方進入によって、例えば椎骨ＶＬ、ＶＵに挿入するためにそれぞれ骨ねじ３０、３２を設けることにより、脊椎すべり症の矯正に対処している。或る実施形態では、骨ねじ３０、３２は双皮質性である。しかしながら、骨ねじは代わりに単皮質性でもよい。更に、骨ねじ３０、３２は、何らかの吸収性材料、チタニウム、ＰＥＥＫの様な各種材料で形成することもできる。ＰＥＥＫの実施形態は、ＰＥＥＫ材料を使用した場合に得られる放射線透過性質により好都合である。また、骨ねじ３０、３２は、他のどの様な機械的構造体であってもよく、例えばピンやリベットなどの形態を取ってもよい。また、骨ねじ３０、３２は、椎骨ＶＬ、ＶＵと係合させるのに、ねじ付き部分を有する構成に限定されるものではない。
【００１６】
骨ねじ３０、３２は、両方の骨ねじを中心に回転するよう構成されたロッド３４を介して互いに連結されている。なお、ロッド３４以外の各種接続部材を使用してもよい。例えば、骨ねじ３０、３２を連結するのに、不均一なリンク部材を使用してもよい。不均一なリンク部材は、骨ねじを中心とした回転を支援するために係合させることのできる複数のスロット及び／又は溝を提供する。ロッド３４は、骨ねじ３０、３２を椎骨ＶＬ、ＶＵに挿入する前に接続してもよいし、或いはねじを配置した後で接続してもよい。ロッド３４に矢印３６の方向の回転力を加えることにより、上側椎骨ＶＵは下側椎骨ＶＬに対して望ましい位置に復帰するよう付勢される。この回転力は、例えば、外科医が使用する回転レンチ（図示せず）により加えることができる。なお、上側椎骨ＶＵが下側椎骨ＶＬに対する完全な矯正位置まで一杯に戻らなくとも、変位は少なくとも整復されるものと理解されたい。
【００１７】
図示しないが、別の実施形態では、根性脊椎症の椎骨ＶＵ、ＶＬに対して両側方から対処することを考えている。この場合、骨ねじ３０、３２と実質的に同一の一対の骨ねじを、椎骨ＶＵ、ＶＬに、互いに反対側から相対する方向に挿入する。このような装置では、ロッド３４を、骨ねじ対のそれぞれに係合するラチェットシステムに置き換え、その状態で椎骨ＶＵ、ＶＬを互いに対して回転させ互いに対して望ましい位置に戻ることができるようにする。
【００１８】
また、ロッド３４は、外科医が使用する任意の数及び型式の回転工具を受け入れるための任意の数及び型式の係合手段を含んでいてもよい。例えば、ロッド３４を対応する回転工具に係合させるとき、キー付き接続部であれば安定性が高まる。別の例では、クランプ工具を使用し、クランプ工具を受け入れるための対応するクランプ用ノッチをロッド３４に形成している。このような装置は、回転に必要な力を実現する際に役立つ。
【００１９】
また、根性脊椎症の椎骨ＶＵ、ＶＬを回転させて互いに対して望ましい位置に復帰させるのに使用するものとして、追加的なロッド３４と骨ねじ３０、３２が考えられる。追加的なロッド３４と骨ねじ３０、３２は、処置の間の安定性を更に高める。
【００２０】
更に、実質的に側方挿入として示しているが、骨ねじ３０、３２の椎骨ＶＵ、ＶＬへの挿入は、側方方向に対して僅かに斜めであってもよい。挿入時にねじ３０、３２をこのように傾斜させると、外科医が椎骨ＶＵ、ＶＬの互いに対する回転を開始することができる好適な把持角を作り出すことができる。
【００２１】
図４ａ、図５、及び図６では、椎間空間Ｓ（図２）に挿入して脊椎すべり症の矯正を支援するためのオフセット型椎間関節式人工関節４０の或る実施形態を示している。関節式人工関節４０は、概ね縦軸Ｌに沿って伸張しており、第１関節要素４２と第２関節要素４４を含んでいる。関節要素４２、４４は、協働して、隣接する椎体ＶＵ、ＶＬ（図２）の間の椎間空間Ｓ（図２）に配置するのに適した寸法形状に作られた人工関節４０を形成する。
【００２２】
人工関節４０は、隣接する椎体の間で相対的な軸回転及び回転運動ができるようにして、自然の椎間板により与えられる正常な生体力学的動作と実質的に同様の動作を維持又は回復させる。より具体的には、関節要素４２、４４は、縦軸Ｌ回りに側方又は一方の側から他方の側への軸回転運動、及び横軸Ｔを中心とする前後の軸回転運動を含む、多数の軸回りに互いに対して軸回転することができる。なお、本開示の或る実施形態では、関節要素４２、４４は、縦軸Ｌ及び横軸Ｔと交差する平面内にあるどの様な軸の回りにでも互いに対して軸回転できるようになっているものと理解されたい。
【００２３】
更に、関節要素４２、４４は回転軸Ｒ回りに互いに対して回転することができる。人工関節４０は関節動作の特定の組み合わせを提供するものとして図示及び説明してきたが、その他の関節運動の組み合わせも可能であり、例えば、相対的な並進的又は直線的な動作なども可能であり、そのような運動は本開示の範囲内に含まれると考えることができるものと理解されたい。
【００２４】
人工関節４０の関節要素４２、４４は、多種多様な材料から製作することができるが、本開示の或る実施形態では、関節要素４２、４４は、コバルトクロムモリブデン合金（ＡＳＴＭ  Ｆ−７９９又はＦ−７５）で製作されている。しかしながら、本開示の別の実施形態では、関節要素４２、４４は、チタニウム又はステンレス鋼の様な他の材料、ポリエチレンの様な高分子材料、又は当業者には自明であるはずの何らかの他の生体適合性材料で製作されている。
【００２５】
関節要素４２、４４は、それぞれ支承面４６、４８を含んでおり、支承面は椎骨に直接接触した状態で配置され、例えばリン酸カルシウムから成るヒドロキシアパタイトコーティング剤の様な骨成長促進物質で被覆されているのが望ましい。また、関節要素４２、４４の支承面４６、４８は、それぞれ、骨の成長を更に強化するため骨成長促進物質を被覆する前に粗される。このように表面を粗すのは、例えば、酸腐食、ローレット切り、ビーズコーティングの塗布、又は当業者であれば想起できるその他の粗面加工法で行うことができる。
【００２６】
関節要素４２は、関節面５２と反対側の支承面４６を有する支持プレート５０を含んでいる。支持プレート５０は、隣接する椎体ＶＬ（図２）の椎骨終板の寸法形状に実質的に対応する寸法形状に作られている。支持プレート５０は、外科処置器具（図示せず）の対応する部分を受け入れ又はこれと係合し、隣接する椎体ＶＵ、ＶＬ（図２）の間の椎間空間Ｓ（図２）内で人工関節４０を操作及び挿入し易くするための１つ又は複数のノッチ５４又は他の型式の割出し部を含んでいる。外科処置器具（図示せず）は、人工関節４０の操作と挿入の際に関節要素４２、４４を互いに対して所定の向き及び空間関係に保持し、隣接する椎骨の間に関節要素４２、４４が正しく配置されたら係合を解くように構成されているのが望ましい。
【００２７】
本開示の或る実施形態では、関節要素４２は凸形状を有する突起部５６を含んでおり、この突起部は球形のボール（その半分を図示）として構成されている。なお、突起部５６の構成は他にも考えられ、例えば、筒状、楕円形又は他の弓形の形状、又は非弓形の形状も考えられる。また、関節要素４２の残りの部分は、平面でも非平面でもよく、例えば、突起部５６の周囲に伸張する傾斜又は円錐型の形状であってもよいものと理解されたい。
【００２８】
フランジ部材即ちキール５８は、支承面４６から伸張し、隣接する椎骨終板に事前に形成されている開口部内に配置されるように構成されている。支承面４６と同様に、キール５８は、例えばリン酸カルシウムから成るヒドロキシアパタイトコーティング剤の様な骨成長促進物質で被覆されている。キール５８は、骨の成長を更に強化するため骨成長促進物質で被覆される前に粗される。或る実施形態では、キール５８は横軸Ｔに沿って伸張し、支承面４６に沿って実質的に中心合わせされている。しかしながら、キール５８には、この他の配置及び向きも考えられるものと理解されたい。
【００２９】
或る実施形態では、キール５８は、関節要素４２の大部分に亘って横方向に伸張している。このような実施形態では、例えば前方進入法ではなく側方進入法を使用して人工関節４０を挿入できるようになる。別の実施形態では、キール５８は、角度を付け、先細にし、又はキールに対する機能的要求を実現し易くする何か別の形状にしてもよい。更に別の実施形態では、キール５８は、キール５８の本体部分と交差して伸張する側方部分（図示せず）を含む有翼キールとして構成されている。
【００３０】
或る実施形態では、キール５８には、隣接する椎体ＶＵ、ＶＬ（図２）に対する固定を強化するために骨が中を通って成長し易いように３つの孔６０が貫通して形成されている。しかしながら、キール５８を貫通して形成される孔６０の個数は幾つでもよく、１つの孔でも、２つ以上の孔でもよいと理解されたい。また、孔６０は必ずしもキール５８を貫通している必要はなく、代わりに部分的に彫り込まれていてもよい。更に、キール５８には、部分的に彫り込まれた孔、又は完全に貫通する孔６０が必ずしも形成されていなくてもよいものと理解されたい。また、孔６０は円形形状を有するものとして示しているが、孔６０の形状寸法はこれ以外でもよいものと理解されたい。
【００３１】
或る実施形態では、関節要素４４は、関節面７２と反対側の支承面４８とを有する支持プレート７０を含んでいる。支持プレート７０は、隣接する椎体ＶＵの椎骨終板の寸法形状と実質的に対応する寸法形状に作られている。支持プレート７０は、関節要素４２に関連して先に論じた様な、外科処置器具の対応する部分を受け入れてこれと係合するための１つ又は複数のノッチ７４又は他の型式の割出し部を含んでいる。或る実施形態では、関節面７２には陥凹部７６が設けられている。或る実施形態では、陥凹部７６は、凹型形状を有し、球状のソケットとして構成されている。しかしながら、陥凹部７６の構成は他にも考えられ、例えば、筒状、楕円形又は他の弓形の形状、又は非弓形の形状も考えられる。また、関節面７２の残りの部分は、傾斜状又は人工器官の挿入及び／又は使用をやり易くするように構成されたその他の形状であってもよい。
【００３２】
凹状の陥凹部７６は、概ね滑らかで連続する関節面を有するものとして示しているが、当接する関節要素４２、４４の間に存在する粒子状の屑の様な物質を除去するための手段を提供するため、表面くぼみ又は空洞を陥凹部７６の一部に沿って形成してもよい。その場合、突起部５６の凸状関節面が、代わりに概ね滑らかで連続する関節面を形成する。別の実施形態では、当接する関節要素４２、４４の間に存在する粒子状物質を除去し易くするため、凸型突起部５６と凹型陥凹部７６のそれぞれに表面くぼみが形成されている。
【００３３】
フランジ部材即ちキール６８は、関節要素４２のキール５８と同様に構成され、支承面４８から伸張している。或る実施形態では、キール６８は、横軸Ｔに沿って伸張し、支承面４８の中心からオフセットしている。このような実施形態では、側方進入法を使用して人工関節４０を挿入できるようになる。しかしながら、キール６８は、この他の形状、配置、及び向きも考えられると理解されたい。例えば、図４ｂと図４ｃでは、キール５８と６８は、静脈、動脈、骨部分、又は人工関節４０を挿入する際に存在する他の障害物を迂回し易いように、横軸Ｔに対して角度が付いている。別の実施形態では、キール６８は、角度を付け、先細にし、又はキールに対する機能的要求を実現し易くする何か別の形状にしてもよい。更に別の実施形態では、キール６８は、キール６８の本体部分と交差して伸張する横方向部分を含む有翼キールとして構成されている。
【００３４】
或る実施形態では、図５に示すように、キール６８にも、隣接する椎骨に対する固定を強化するため骨が中を通って成長し易いように３つの孔７０が貫通して形成されている。しかしながら、キール７０を貫通して形成される孔７０の個数は幾つでもよく、１つの孔でも、２つ以上の孔でもよいと理解されたい。また、孔７０は必ずしもキール６８を貫通している必要はなく、代わりに部分的に彫り込まれていてもよい。更に、キール６８には、部分的に彫り込まれた孔、又は完全に貫通する孔７０が必ずしも形成されていなくてもよいものと理解されたい。また、孔７０は円形形状を有するものとして示しているが、孔７０の形状寸法はこれ以外でもよいものと理解されたい。先に論じたように、椎骨に直接接触する支承面４６、４８は、骨成長促進物質で被覆されているのが望ましい。特に、支承面４８とキール６８の面は、隣接する椎体ＶＵとの骨係合を促すためにヒドロキシアパタイトで被覆することができる。先に論じたように、支承面４８とキール６８の面は、ヒドロキシアパタイトで被覆する前に粗される。実施形態の中には、キール５８、６８の一方又は両方が、図４の縁部６８ａで示している鋭利な前方縁部を含んでいるものもある。このような縁部を設けることにより、キールを関係する椎体へ挿入し易くなる。更に、縁部６８ａは、隣接する椎体にキール６８を受け入れるためのスロットが不要になる程度に鋭利な縁部とすることもできるが、これについては後に詳しく述べる。
【００３５】
図７に示すように、根性脊椎症の椎間空間内に、オフセットした人工関節４０を挿入できるようにするため、部分矯正される上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬには、その間に人工関節４０（図７ａに断面を示す）を受け入れるための前処理が施される。具体的には、細長い開口部又はスロット８０、８２を、上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬそれぞれの椎骨終板に沿って、所定の幅及び所定の深さで形成する。スロット８０、８２は、変位した椎骨ＶＬ及び／又はＶＵに対応するため互いに側方にオフセットさせることができる。或る実施形態では、細長いスロット８０、８２は、矩形形状であり、椎骨ＶＬ、ＶＵそれぞれを貫いて側方に伸張している。或る特定の実施形態では、スロット８０、８２は、のみ加工又は掻爬加工で形成される。しかしながら、スロット８０、８２の形成方法としては、当業者であれば想起されるであろう、例えば穿孔加工やリーマ加工など他の方法も考えられる。更に、人工関節４０の実施形態の中には、キール５８及び／又は６８が、それぞれ自身に対応するスロット８０、８２を形成できるものもある。図８に示すように、或る実施形態では、上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬが完全に矯正され、従って脊椎すべり症の矯正に別の関節式人工関節９０が使用されている。関節式関節９０は、関節式関節９０の各種要素の配置以外は、人工関節４０と実質的に同じである。例えば、完全矯正を施す上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬへの挿入に対応するため、関節式関節９０は、関節式関節の上側関節要素９４に実質的に中心が合わされた側方に伸張するキール９２と、下側関節要素９８に実質的に中心が合わされた側方に伸張するキール９６を含んでいる。また、上側関節要素９４は、下側関節要素９８から伸張する実質的に中心合わせされた突起部１０２に対応するよう実質的に中心合わせされた陥凹部１００を含んでいる。或る実施形態では、上側及び下側の関節要素９４、９８は、完全に矯正された上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬの間に配置されたとき互いに実質的に面一となる。
【００３６】
オフセットした人工関節９０を挿入できるようにするため、完全矯正される上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬには、その間に人工関節９０を受け入れるために前処理が施される。具体的には、細長い開口部又はスロット１０４、１０６を上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬそれぞれの椎骨終板に沿って、所定の幅及び所定の深さで形成する。スロット１０４、１０６は、完全矯正される上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬに対応するため互いに対して実質的に整列した状態に設けられる。或る実施形態では、細長いスロット１０４、１０６は、矩形形状であり、椎骨ＶＵ、ＶＬそれぞれを貫いて側方に伸張している。或る特定の実施形態では、スロット１０４、１０６は、のみ加工又は掻爬加工により形成される。しかしながら、スロット１０４、１０６の形成方法としては、当業者であれば想起されるであろう、例えば穿孔加工やリーマ加工など他の方法も考えられる。更に、人工関節の実施形態の中には、キール９２及び／又は９６が、それぞれ自身に対応するスロット８０、８２を形成できるものもある。
【００３７】
図９に示すように、別の実施形態では、脊椎すべり症を治療する際に側方進入をやり易くするため、滑動可能な人工関節１１０を使用している。滑動式関節１１０は、概ね縦軸Ｌに沿って伸張しており、第１滑動可能要素１１２と第２滑動可能要素１１４を含んでいる。滑動可能要素１１２、１１４は、協働して滑動式関節１１０を形成しており、この関節は隣接する椎体の間の椎間空間内に配置できる寸法形状に作られている。
【００３８】
滑動式関節１１０は、隣接する椎体の間で運動が行えるようにして、自然の椎間円板により与えられる正常な生体力学的動作と同様の動作を或る程度維持又は回復させる。より具体的には、滑動可能要素１１２、１１４は、軸方向平面内で互いに対して並進運動できるようになっている。
【００３９】
人工関節１１０の滑動可能要素１１２、１１４は、各種材料で製作することができ、或る実施形態では、滑動可能要素１１２、１１４は、コバルトクロムモリブデン合金（ＡＳＴＭ  Ｆ−７９９又はＦ−７５）で製作されている。しかしながら、別の実施形態では、滑動可能要素１１２、１１４は、チタニウム又はステンレス鋼の様な他の材料、ポリエチレンの様な高分子材料、又は当業者には自明の生体適合性を有するその他何らかの材料で製作してもよい。滑動可能要素１１２、１１４の椎骨と直接接触して配置される面は、例えばリン酸カルシウムから成るヒドロキシアパタイトコーティング剤のような、骨成長促進物質で被覆されているのが望ましい。また、滑動可能要素１１２、１１４の椎骨と直接接触して配置される面は、骨の成長を更に強化するため、骨成長促進物質で被覆する前に粗すのが望ましい。このように表面を粗すのは、例えば、酸腐食、ローレット切り、ビーズコーティングの塗布、又は当業者であれば想起できるその他の粗面加工法で行うことができる。
【００４０】
滑動可能要素１１２は、滑動可能面１１８及び反対側の支承面１２０を有する支持プレート１１６を含んでいる。支持プレート１１６は、隣接する椎体の椎骨終板の寸法形状に実質的に対応する寸法形状に作られているのが望ましい。支持プレート１１６は、外科処置器具（図示せず）の対応する部分を受け入れこれと係合し、隣接する椎体の間の椎間空間内で人工関節１１０を操作及び挿入し易くするための１つ又は複数のノッチ１２２又は他の形式の割出し部を含んでいる。外科処置器具（図示せず）は、人工関節１１０の操作と挿入の際に滑動可能要素１１２、１１４を互いに対して所定の向き及び空間関係に保持し、隣接する椎骨の間に滑動可能要素１１２、１１４が正しく配置されたら係合を解くように構成されているのが望ましい。
【００４１】
フランジ部材即ちキール１２４は、支承面１２０から伸張し、隣接する椎骨終板に事前に形成されている開口部内に配置されるように構成されている。或る実施形態では、キール１２４は支承面１２０から垂直方向に伸張しており、支承面１２０に沿って概ね中心に配置されている。しかしながら、キール１２４には、この他の配置及び向きも考えられるものと理解されたい。或る実施形態では、キール１２４は、支持プレート１１４の大部分に亘って横方向に伸びている。このような実施形態では、側方進入法を使用して人工関節１１０を挿入できるようになる。別の実施形態では、キール１２４は、角度を付け、先細にし、又はキールに対する機能的要求を実現し易くする何か別の形状にしてもよい。更に別の実施形態では、キール１２４は、キール１２４の本体部分と交差して伸張する横方向部分を含む有翼キールとして構成することもできる。
【００４２】
キール１２４には、隣接する椎体に対する固定を強化するため骨が中を通って成長し易いように孔１２６が貫通して形成されている。しかしながら、キール１２４を貫通して形成される孔１２６の個数は幾つでもよく、１つの孔でも、３つ以上の孔でもよいと理解されたい。また、孔１０４は必ずしもキール１２４を貫通している必要はなく、代わりに部分的に彫り込まれていてもよい。更に、キール１２４には、部分的に彫り込まれた孔、又は完全に貫通する孔１２６が必ずしも形成されていなくてもよいものと理解されたい。また、孔１２６は円形形状を有するものとして示しているが、孔１２６の寸法形状はこれ以外でもよいものと理解されたい。先に論じたように、滑動可能要素１１２の椎骨に直接接触する面は、骨成長促進物質で被覆されているのが望ましい。特に、支承面１２０とキール１２４の面は、隣接する椎骨との骨係合を促すためにヒドロキシアパタイトで被覆することができる。先に論じたように、支承面１２０とキール面１２４は、ヒドロキシアパタイトで被覆する前に粗される。
【００４３】
或る実施形態では、滑動可能要素１１４は、滑動可能面１３０と反対側の支承面１３２を有する支持プレート１２８を含んでいる。支持プレート１２８は、隣接する椎体の椎骨終板の寸法形状と実質的に対応する寸法形状に作られている。支持プレート１２８は、滑動可能要素１１２に関連して先に論じたような、外科処置器具の対応する部分を受けいれてこれと係合するための１つ又は複数のノッチ１３４又は他の形式の割出し部を含んでいる。
【００４４】
滑動可能要素１１２のキール１２４と同じように構成されたフランジ部材即ちキール１３６は、支承面１３２から伸張している。或る実施形態では、キール１３６は支承面１３２から垂直方向に伸張し、椎骨の根性脊椎症による変位に適応するため、支承面１３２沿いにオフセットしている。また、キール１３６をオフセットして配置することにより、静脈、動脈、骨部分、又は人工関節１１０を挿入する際に存在する他の障害物を迂回し易くなる。なお、キール１３６には、この他の位置、形状、向き及び量も考えられるものと理解されたい。また、キール１３６は、位置、形状、又は向きが異なっていてもよいし、或いは同様の理由又は別の理由から複数のキール１３６を使用してもよい。
【００４５】
或る実施形態では、キール１３６は、支持プレート１２８の大部分に亘って横方向に伸張している。このような実施形態では、前方進入法ではなく側方進入法を使用して人工関節１１０を挿入できるようになる。別の実施形態では、キール１３６は、角度を付け、先細にし、又はキールに対する機能的要求を実現し易くする何か別の形状にしてもよい。更に別の実施形態では、キール１３６は、キール１３６の本体部分と交差して伸張する横方向部分を含む有翼キールとして構成されている。
【００４６】
キール１３６には、隣接する椎体に対する固定を強化するため骨が中を通って成長し易いように３つの孔１３８が貫通して形成されている。しかしながら、キール１３６を貫通して形成される孔１３８の個数は幾つでもよく、１つの孔でも、３つ以上の孔でもよいと理解されたい。また、孔１３８は必ずしもキール１３６を貫通している必要はなく、代わりに部分的に彫り込まれていてもよい。更に、キール１３６には、部分的に彫り込まれた孔、又は完全に貫通する孔１３８が必ずしも形成されていなくてもよいものと理解されたい。また、孔１３８は円形形状を有するものとして示しているが、孔１３８の寸法形状はこれ以外でもよいものと理解されたい。先に論じたように、滑動可能要素１１４の椎骨に直接接触する面は、骨成長促進物質で被覆されているのが望ましい。特に、支承面１３２とキール１３６の面は、隣接する椎骨との骨係合を促すためにヒドロキシアパタイトで被覆することができる。先に論じたように、支承面１３２とキール１３６の面は、ヒドロキシアパタイトで被覆される前に粗される。
【００４７】
実施形態の中には、キール１２４、１３６の一方又は両方が、縁部１２４ａ、１３６ａで示している鋭利な前方縁部を含んでいるものもある。このような縁部を設けることにより、キール１２４、１３６を関係する椎体へ挿入し易くなる。更に、縁部１２４ａ、１３６ａは、隣接する椎体にキール１２４、１３６を受け入れるためのスロットが不要になる程度に鋭利な縁部とすることもできる、これについては後に詳しく述べる。
【００４８】
図１０に示すように、根性脊椎症の椎間空間内に人工関節１１０を挿入できるようにするため、下側及び上側の椎骨ＶＬ、ＶＵには、間に人工関節１１０を受け入れるための前処理が施される。具体的には、細長い開口部又はスロット１４２、１４４を下側及び上側の椎骨ＶＬ、ＶＵそれぞれの椎骨終板に沿って、所定の幅及び所定の深さで形成する。スロット１４２、１４４は、変位した椎骨ＶＬ及び／又はＶＵに対応するため互いに側方にオフセットさせることができる。本開示の或る実施形態では、細長いスロット１４２、１４４は、矩形形状であり、椎骨ＶＬ、ＶＵそれぞれを貫いて側方に伸張している。或る特定の実施形態では、スロット１４２、１４４はのみ加工又は掻爬加工で形成される。しかしながら、スロット１４２、１４４の形成方法としては、当業者であれば想起されるであろう、例えば穿孔加工やリーマ加工など他の方法も考えられる。また、人工関節の実施形態の中には、キール１２４及び／又は１３６が、それぞれ自身に対応するスロットを形成できるものもある。
【００４９】
図１１に示すように、或る実施形態では、上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬは完全に矯正され、従って脊椎すべり症の矯正に別の関節式関節１５０が使用されている。関節式関節１５０は、キールの配置以外は、人工関節１１０と実質的に同じである。例えば、完全矯正を施す上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬへの挿入に対応するため、関節式関節１５０は、関節式関節の上側関節要素１５４に実質的に中心が合わされたキール１５２と、下側関節要素１５８に実質的に中心が合わされたキール１５６を含んでいる。或る実施形態では、上側及び下側の関節要素１５４、１５８は、完全に矯正された上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬの間に配置されたとき互いに実質的に面一となる。
【００５０】
オフセットした人工関節１５０を挿入できるようにするため、完全矯正される上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬには、その間に人工関節１５０を受け入れるための前処理が施される。具体的には、細長い開口部又はスロット１６０、１６２を上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬそれぞれの椎骨終板に沿って、所定の幅及び所定の深さで形成する。スロット１６０、１６２は、完全矯正される椎骨ＶＵ、ＶＬに対応するため互いに対して実質的に整列した状態に設けられる。或る実施形態では、細長いスロット１６０、１６２は、矩形形状であり、椎骨ＶＵ、ＶＬそれぞれを貫いて側方に伸張している。或る特定の実施形態では、スロット１６０、１６２は、のみ加工又は掻爬加工により形成される。しかしながら、スロット１６０、１６２の形成方法としては、当業者であれば想起されるであろう、例えば穿孔加工やリーマ加工など他の方法も考えられる。更に、人工関節の実施形態の中には、キール１５２及び／又は１５６が、それぞれ自身に対応するスロット１６０、１６２を形成できるものもある。
【００５１】
図１２及び図１３に示すように、融合プレート及びケージの外側に１つ又はそれ以上のキールを装着し、従来の融合装置よりも優れた上記の動作維持型の実施形態に従ったやり方で側方挿入することもできる。具体的に図１２を参照すると、側方人工器官１７０は、ケージ１７２、上側キール１７４及び下側キール１７６を含んでいる。ケージ１７２は、上側及び下側のキール１７４、１７６に、それぞれ支持プレート１７８、１８０を通して接続されている。ケージ１７２は、テネシー州メンフィスのMeditronics Sofamor Danek社が提供しているＬＴ−ＣＡＧＥＴＭ腰部テーパ付き融合装置の多くの特徴を含んでおり、生体材料及び／又は他の骨成長促進物質を中に入れておくために使用される。更に、側方キール１７４、１７６は、融合が起きている間、矯正された椎骨の変位を維持するのを支援する。図１３を参照すると、人工器官１９０は、プレート１９２、上側キール１９４、下側キール１９６、上側支持プレート１９８及び下側支持プレート２００を含んでいる。プレート１９２は、２つの支持プレート１９８、２００の間の望ましい距離を保つと共に融合を促進するために使用される。プレート１９２は、比較的薄いので、円板空間の残り部分には生体材料、骨材料、及び他の骨成長促進材料を充填することができる。
ＩＩ．前方矯正
症例によっては、脊椎すべり症の矯正は前方進入によるのが望ましい場合がある。図１４から図１６では、本発明の別の実施形態による椎間関節式人工関節２１０を示している。人工関節２１０は、概ね縦軸Ｌに沿って伸張し、第１関節要素２１２と第２関節要素２１４を含んでいる。関節要素２１２、２１４は、協働して滑動式関節２１０を形成しているが、この関節は、隣接する椎体ＶＵ、ＶＬの間の椎間空間Ｓの様な、一対の椎体の間の椎間空間内に配置できる寸法形状に作られている。
【００５２】
人工関節２１０は、隣接する椎体の間で相対的な軸回転及び回転運動ができるようにして、自然の椎間円板が作り出す正常な生体力学的動作と実質的に同様な動作を維持又は回復させる。より具体的には、関節要素２１２、２１４は、縦軸Ｌ回りの側方又は一方の側から他方の側への軸回転運動、及び横軸Ｔ回りの前後軸回転運動を含め、数多くの軸回りに互いに対して軸回転することができる。なお、或る実施形態では、関節要素２１２、２１４は、縦軸Ｌ及び横軸Ｔと交差する平面内のどの様な軸の回りにでも互いに対して軸回転することができるものと理解されたい。また、関節要素２１２、２１４は、回転軸Ｒ回りに互いに対して回転することができる。人工関節２１０は関節動作の特定の組み合わせを提供するものとして図示し説明してきたが、他の関節運動の組み合わせ、例えば相対的並進又は直線運動なども行うことができ、これらも本開示の範囲内に含まれるものと理解されたい。
【００５３】
人工関節２１０の関節要素２１２、２１４は、多種多様な材料で製作することができ、或る実施形態では、関節要素２１２、２１４は、コバルトクロムモリブデン合金（ＡＳＴＭ  Ｆ−７９９又はＦ−７５）で製作されている。しかしながら、別の実施形態では、関節要素２１２、２１４は、チタニウム又はステンレス鋼の様な他の材料、ポリエチレンの様な高分子材料、又は当業者には自明の生体適合性を有するその他何らかの材料で製作されている。関節要素２１２、２１４の椎骨に直接接触して配置される面は、例えばリン酸カルシウムから成るヒドロキシアパタイトコーティング剤の様な骨成長促進物質で被覆されている。また、関節要素２１２、２１４の椎骨に直接接触して配置される面は、骨の成長を更に強化するため、骨成長促進物質で被覆される前に粗される。このように表面を粗すのは、例えば、酸腐食、ローレット切り、ビーズコーティングの塗布、又は当業者であれば想起できるその他の粗面加工法で行うことができる。
【００５４】
関節要素２１２は、関節面２１８と反対側の支承面２２０を有する支持プレート２１６を含んでいる。支持プレート２１６は、隣接する椎骨の椎骨終板の寸法形状と実質的に対応する寸法形状に作られている。支持プレート２１６は、外科処置器具（図示せず）の対応する部分を受け入れこれと係合し、隣接する椎骨の間の椎間空間内で人工関節２１０を操作及び挿入し易くするための１つ又は複数のノッチ２２又は他の形式の割出し部を含んでいる。外科処置器具（図示せず）は、人工関節２１０の操作と挿入の際に関節要素２１２、２１４を互いに対して所定の向き及び空間関係に保持し、隣接する椎骨の間に関節要素２１２、２１４が正しく配置されたら係合を解くように構成されているのが望ましい。
【００５５】
本開示の或る実施形態では、関節面２１８は、凸形状を有する突起部２２４を含んでおり、この突起部は球形のボール（その半分を図示）として構成されている。なお、突起部２２４の構成は他にも考えられ、例えば、筒状、楕円形又は他の弓形の形状、又は非弓形の形状も考えられる。また、関節面２１８の残りの部分は、平面でも非平面でもよく、例えば、突起部２２４の周囲に伸張する傾斜又は円錐型の形状であってもよいものと理解されたい。
【００５６】
或る実施形態では、突起部２２４の凸状関節面は、突起部２２４に沿って伸張する表面くぼみ又はキャビティ２２６で中断されている。或る実施形態では、この表面くぼみ２２６は、溝として構成されている。しかしながら、他の型式の表面くぼみも考えられ、くぼみの全くない構成も考えられるものと理解されたい。溝２２６の目的のひとつは、関節要素２１２、２１４の当接する部分の間に存在する物質を除去し易くすることである。より具体的には、溝２２６は、例えば要素２１２、２１４の当接する関節面の間に存在する粒子状物質の様な物質を取り除き易くする。
【００５７】
フランジ部材即ちキール２３０は、支承面２２０から伸張し、隣接する椎骨終板に事前に形成されている開口部内に配置されるように構成されている。或る実施形態では、キール２３０は支承面２３０から垂直方向に伸張し、支承面２３０に沿ってほぼ中央に配置されている。しかしながら、キール２３０には、この他の配置及び向きも考えられるものと理解されたい。或る実施形態では、キール２３０は、支持プレート２１６の実質的に全長に沿って伸張している。このような実施形態では、前方進入を使用して人工関節２１０を挿入できるようになる。別の実施形態では、キール２３０は、角度を付け、先細にし、又はキールに対する機能的要求を実現し易くする何か別の形状にしてもよい。更に別の実施形態では、キール２３０は、キール２３０の本体部分と交差して伸張する横方向部分（図示せず）を含む有翼キールとして構成されている。
【００５８】
キール２３０には、隣接する椎骨に対する固定を強化するために骨が中を通って成長し易いように一対の孔２３２が貫通して形成されている。しかしながら、キール２３０を貫通して形成される孔２３２の個数は幾つでもよく、１つの孔でも、３つ以上の孔でもよいと理解されたい。また、孔２３２は必ずしもキール２３０を貫通している必要はなく、代わりに部分的に彫り込まれていてもよい。更に、キール２３０には、部分的に彫り込まれた孔、又は完全に貫通する孔２３２が必ずしも形成されていなくてもよいものと理解されたい。また、孔２３２は円形形状を有するものとして示しているが、孔２３２の寸法形状は、これ以外でもよいものと理解されたい。先に論じたように、関節要素２１２の椎骨に直接接触する面は、骨成長促進物質で被覆されているのが望ましい。特に、支承面２２０とキール２３０の面は、隣接する椎骨との骨係合を促すためにヒドロキシアパタイトで被覆ことができる。先に論じたように、支承面２２０とキール２３０の面は、ヒドロキシアパタイトで被覆する前に粗らされる。
【００５９】
或る実施形態では、関節要素２１４は、関節面２４２と反対側の支承面２４４を有する支持プレート２４０を含んでいる。支持プレート２４０は、隣接する椎骨の椎骨終板の寸法形状と実質的に対応する寸法形状に作られている。支持プレート２４０は、関節要素２１２に関連して先に論じたように、外科処置器具の対応する部分を受け入れこれと係合するための１つ又は複数のノッチ２４６又は他の形式の割出し部を含んでいる。
【００６０】
或る実施形態では、関節面２４２には陥凹部２５０があり、この陥凹部２５０は、球形ソケット形状の様な凹型形状を有している。しかしながら、陥凹部２５０の構成は他にも考えられ、例えば、筒状、楕円形又は他の弓形の形状、又は非弓形の形状も考えられる。また、関節面２４２の残りの部分は、傾斜状又は関節式関節２１０の挿入及び／又は使用をやり易くするように構成されたその他の形状であってもよい。
【００６１】
凹状の陥凹部２５０は、概ね滑らかで連続する関節面を有するものとして示しているが、関節要素２１２、２１４の当接する関節面の間に存在する粒子状の屑の様な物質を除去し易くするため、表面くぼみ又は空洞を陥凹部２５０の一部に沿って形成してもよい。その場合、ボール２２４の凸状関節面が、代わりに概ね滑らかで連続する関節面を形成する。別の実施形態では、当接する関節面の間に存在する粒子状物質を除去し易くするため、凸型突起部２２４と凹型陥凹部２５０のそれぞれに表面くぼみが形成されている。
【００６２】
フランジ部材即ちキール２６０は、関節要素２１２のキール２３０と同様に構成され、支承面２４４から伸張している。或る実施形態では、キール２６０は、支承面２４４から垂直方向に伸張しており、支承面２４４に沿ってほぼ中央に配置されている。しかしながら、キール２６０はこの他の配置及び向きも考えられると理解されたい。なお、関節要素２１４は、支承面２４４から伸張する２つ又はそれ以上のキール２６０を含んでいてもよいものと理解されたい。
【００６３】
或る実施形態では、キール２６０は、支持プレート２４０の実質的に全長に沿って伸張している。このような実施形態では、前方進入法を使用して人工関節２１０を挿入できるようになる。別の実施形態では、キール２６０は、角度を付け、先細にし、又はキールに対する機能的要求を実現し易くする何か別の形状にしてもよい。更に別の実施形態では、キール２６０は、キール２６０の本体部分と交差して伸張する横方向部分（図示せず）を含む有翼キールとして構成されている。
【００６４】
キール２６０には、更に、隣接する椎骨に対する固定を強化するために骨が中を通って成長し易いように一対の貫通孔２６２が形成されている。しかしながら、キール２６０を貫通して形成される孔２６２の個数は幾つでもよく、１つの孔でも、３つ以上の孔でもよいと理解されたい。また、孔２６２は必ずしもキール２６０を貫通している必要はなく、代わりに部分的に彫り込まれていてもよい。更に、キール２６０には、部分的に彫り込まれた孔、又は完全に貫通する孔２６２が必ずしも形成されていなくてもよいものと理解されたい。また、孔２６２は円形形状を有するものとして示しているが、孔２６２の形状寸法はこれ以外でもよいものと理解されたい。先に論じたように、関節要素２１４の椎骨に直接接触する面は、骨成長促進物質で被覆されているのが望ましい。特に、支承面２４４とキール２６０の面は、隣接する椎骨との骨係合を促すためにヒドロキシアパタイトで被覆することができる。これも先に論じたように、支承面２４４とキール２６０の面は、ヒドロキシアパタイトで被覆する前に粗される。
【００６５】
実施形態の中には、キール２３０、２６０の一方又は両方が、図１４の縁部２６０ａで示している鋭利な前方縁部を含んでいるものもある。このような縁部を設けることにより、キールを関係する椎体へ挿入し易くなる。更に、縁部２６０ａは、椎体にキール２６０を受け入れるためのスロットが不要になる程度に鋭利な縁部とすることもできるが、これについては後に詳しく述べる。
【００６６】
図１の椎骨Ｖ１−Ｖ５の様な、脊椎すべり症に伴う転位した椎骨を処置する場合、根性脊椎症体節を完全に矯正及び整列させる作業は、外科医にとって実現できかねること又は望ましくないことであると認識されている。従って、本願に援用している同時係属の米国特許出願第１０／０４２，５８９号に記載の基本的な関節構造に、ここでは椎骨変位に対応する変位を持たせている。すなわち、２つの隣接する根性脊椎症の椎骨の間の変位量に合わせて、人口関節２１０の関節構造をこれに対応させている。実施形態の中には、このような変位を、１つ又はそれ以上の突起部２２４を関節要素２１２の関節面２１８上のオフセットした位置に配置し、１つ又はそれ以上の陥凹部２５０を関節要素２１４の関節面２４２上のオフセットした位置に配置することにより実現しているものもある。これによって、未矯正の又は部分的に矯正された変位部を動くようにすることができる。
【００６７】
より具体的には、図１４から図１７に示すように、突起部２２４が関節面２１８に対してオフセットしている。例えば、下側椎骨（図１７のＶＬ）が後方（図１７の矢印Ｐで図示）にオフセットしている場合、関節要素２１２は、突起２２４が関節面２１８に対して前方にオフセットするように構成される。引き続きこの例を説明すると、上側椎骨ＶＵは、従って下側椎骨ＶＬから前方にオフセットしており（図１７の矢印Ａで図示）、従って関節要素２１４は、陥凹部２５０が関節面２４２に対して後方にオフセットするように構成されている。このように、関節要素２１２、２１４は、突起部２２４と陥凹部２５０を介して互いに係合し、尚かつ互いにオフセットして図１７の上側及び下側の椎骨ＶＵとＶＬの根性脊椎症の関係に適応するように構成されている。次に図１６に示すように、別の実施形態では、関節式関節２１０は、支持プレート２１６が、図１７に比べてより顕著な変位に対応し、及び／又不全脱臼に抗して安定性を高めるために、延長部２７０を備えるように変更されている。関節要素２１２、２１４の間の更に顕著な変位に備えて、延長部２７０に突起部２４が配置されている。
【００６８】
図２と図１７に示すように、椎間空間Ｓ内に人工関節２１０を挿入できるようにするために、上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬには、その間に人工関節２１０を受け入れるための前処理が施される。具体的には、細長い開口部又はスロット２８０、２８２を上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬそれぞれの椎骨終板に沿って、所定の幅及び所定の深さで形成する。或る実施形態では、細長いスロット２８０、２８２は、矩形形状であり、椎骨ＶＵ、ＶＬそれぞれの前方側２８４から後方側に向けて伸張している。或る特定の実施形態では、スロット２８０、２８２はのみ加工又は掻爬加工により形成される。しかしながら、スロット２８０、２８２の形成方法としては、当業者であれば想起されるであろう、例えば穿孔加工やリーマ加工など他の方法も考えられる。また、人工関節２１０の実施形態によっては、キール２３０及び／又は２６０が、それぞれ自身に対応するスロット２８０、２８２を形成できるものもある。スロット２８０、２８２の前処理及びその寸法例については、本願に援用している同時係属の米国特許出願第１０／０４２，５８９に詳しく説明されている。
【００６９】
次に図１８から図２０に示すように、他の実施形態では、関節要素２１２、２１４の一方又は両方が、様々な個数のキール及び／又は変更されたキールを含んでいる。具体的に図１８では、２９０及び２９２として示す２つのキールが支承面２４４から伸張し、隣接する椎骨終板に事前に形成されている開口部内に配置されるよう構成されている。或る実施形態では、２つのキール２９０、２９２は、支承面２４４から垂直に伸張し、支承面２４４の中央部分に沿って平行且つ等間隔に配置されている。
【００７０】
図１９では、２９４及び２９６として示す２つのキールが支承面２２４から伸張し、隣接する椎骨終板に事前に形成されている開口部内に配置されるように構成されている。或る実施形態では、２つのキール２９４、２９６は、支承面２２４から垂直に伸張し、支承面２２４の中央部分に沿って平行且つ等間隔に配置されている。なお、キール２９０、２９２、２９４、２９６については、他の配置及び向きも考えられるものと理解されたい。
【００７１】
図２０では、キール２９８は、支承面２４４に相対する側方に伸張する「有翼」部３００を含んでいる点を除いて、図１４のキール２６０と同様に支承面２４４から伸張している。有翼部分３００は、支承面２４４を椎体ＶＵに密に押し当てて維持すること、並びに関節要素２１４の縦方向の運動を実質的に防ぐことを含め、幾つかの機能を提供することができる。同様に、キール３０２は、支承面２２４から伸張し、支承面２２４に相対する有翼部分３０４を含んでいる。有翼部分３０４は、支承面２２４を椎体ＶＬに密に押し当てて維持すること、並びに関節要素２１２の縦方向の運動を実質的に防ぐことを含め、幾つかの機能を提供することができる。
【００７２】
図２１から図２３では、椎間板空間Ｓ内に上記代替人工関節２１０を挿入できるようにするため、上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬには、その間に関節式関節２１０のそれぞれを受け入れるための前処理が施される。図２１では、図１８の人工関節２１０の構成に合わせて、上側椎骨ＶＵの椎骨終板に沿って複数のスロット３１０と３１２が形成され、下側椎骨ＶＬの椎骨終板に沿って１つのスロット３１４が形成されている。図２２では、図１９の人工関節２１０の構成に合わせて、上側椎骨ＶＵ及び下側椎骨ＶＬそれぞれの椎骨終板に沿って複数のスロット３１６、３１８及び３２０、３２２が形成されている。図２３では、図２０の人工関節２１０の構成に合わせて、上側椎骨ＶＵ及び下側椎骨ＶＬそれぞれの椎骨終板に沿って、有翼スロット３２４、３２６が形成されている。スロット３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２４、３２６の前処理は、図１７に関連して先に論じたのと同様のやり方で行うことができる。有翼スロット３２４、３２６では、標準的なのみを使用してもよいし、或いは専用の翼形状ののみを使用してもよい。
【００７３】
図２４では、人工関節２１０に加えて、２つの椎骨ＶＵＶＬの間の人口靭帯の役目を果たす整形外科用織移植片３３０が使用されている。織移植片の１つの実施形態については、参考文献として本願に援用している米国特許出願第１０／０８２，５７９号に開示されている。移植片３３０は、自然の靭帯が機能するように機能し、２つの椎骨ＶＵ、ＶＬを安定させて更に一体に固定するのを支援するとともに、それ以上変位しないようにする（又は変位が術前の状態に復帰しないようにする）。
【００７４】
図２５と図２６では、前方進入法による脊椎すべり症の矯正時に、関節突起３３４の様な後方要素を椎骨ＶＬに接続している骨要素３３２の骨折により示される様な周辺骨折部を治療することを考えている。骨折した骨要素３３２は、分かり易くするために図２５では誇張されているものと理解されたい。周辺骨折部は、ねじ部３３６ａと非ねじ部３３６ｂを有するラグねじ３３６を、骨要素３３２を通して椎体ＶＬの孔３３８にねじ込み、更に関節突起３３４にねじ込むことにより修復される。実施形態によっては、孔３３８の全て又は一部を、ドリル又はのみ（図示せず）で事前に穿孔しておくこともできる。ラグねじ３３６は、前方向から挿入されアクセスされるが、複数の突起部を修復する場合には複数のねじを使用してもよい。骨折した後方要素を捕捉してラグねじ３３６を締め付けることにより、椎骨ＶＬは修復される。
III．孔横断式人工関節
症例の中には、神経根、硬膜、黄色靭帯、棘間靭帯の様な重要な解剖学的構造を傷つけてしまう危険性のため、欠陥のある椎間円板空間に進入して清掃するのが難しいこともしばしばある。例えば、靭帯構造の保存は、体節及びそれに隣接する対応部位の生体力学的安定性の回復には非常に重要である。そのような状況では、経孔式進入法を使えば、神経孔の一方に開口を設けることにより椎間円板空間全体を清掃することができる。清掃が適切に行われた後、後方経脊椎茎伸延により、清掃された椎間区間を更に拡張することができる。この進入法は、経孔腰椎内融合術即ちＴＬＩＦの様な融合術に使用されてきたが、運動維持移植片ではこれまで使用されていない。
【００７５】
図２７に示すように、経孔侵入では、円板Ｖに対し、矢印４００で示すように進入が行われる。この進入法は、後方進入法と側方進入法の間にあり、症例によっては、この処置を実施するのに、円板の一方の側（右又は左）しか露出する必要がない場合もある。
【００７６】
図２８から図３０では、本開示の別の形態による椎間関節式人工関節４１０を示している。この関節式関節４１０は、概ね縦軸Ｌに沿って伸張しており、第１関節要素４１２と第２関節要素４１４を含んでいる。関節要素４１２、４１４は、協働して関節式関節４１０を形成しており、この関節は、隣接する椎体の間の椎間空間内に配置できる寸法形状に作られている。
【００７７】
人工関節４１０は、隣接する椎体の間で相対的な軸回転及び回転運動ができるようにして、自然の椎間円板が作り出す正常な生体力学的動作と実質的に同様な動作を維持又は回復させる。より具体的には、関節要素４１２、４１４は、縦軸Ｌ回りの側方又は一方の側から他方の側への軸回転運動、及び横軸Ｔ回りの前後軸回転運動を含め、数多くの軸回りに互いに対して軸回転することができる。なお、或る実施形態では、関節要素４１２、４１４は、縦軸Ｌ及び横軸Ｔと交差する平面内のどの様な軸の回りにでも互いに対して軸回転することができるものと理解されたい。加えて、関節要素４１２、４１４は、回転軸Ｒ回りに互いに対して回転できるのが望ましい。人工関節４１０は関節動作の特定の組み合わせを提供するものとして図示し説明してきたが、他の関節運動の組み合わせも可能であり、本開示内容の範囲に入るものと考えられる旨理解されたい。また、他の種類の関節運動、例えば相対的な並進又は直線運動なども考えられるものと理解されたい。
【００７８】
人工関節４１０の関節要素４１２、４１４は、多種多様な材料で製作することができ、或る実施形態では、関節要素４１２、４１４は、コバルトクロムモリブデン合金（ＡＳＴＭ  Ｆ−７９９又はＦ−７５）で製作されている。しかしながら、別の実施形態では、関節要素４１２、４１４は、チタニウム又はステンレス鋼の様な他の材料、ポリエチレンの様な高分子材料、又は当業者には自明の生体適合性を有するその他何らかの材料で製作されている。関節要素４１２、４１４の椎骨に直接接触して配置される面は、例えばリン酸カルシウムから成るヒドロキシアパタイトコーティング剤の様な骨成長促進物質で被覆されているのが望ましい。また、関節要素４１２、４１４の椎骨に直接接触して配置される面は、骨の成長を更に強化するため、骨成長促進物質で被覆される前に粗されるのが望ましい。このように表面を粗すのは、例えば、酸腐食、ローレット切り、ビーズコーティングの塗布、又は当業者であれば想起できるその他の粗面加工法で行うことができる。
【００７９】
関節要素４１２は、関節面４１８と反対側の支承面４２０を有する支持プレート４１６を含んでいる。支持プレート４１６は、隣接する椎骨の椎骨終板の寸法形状と実質的に対応する寸法形状に作られている。或る実施形態では、支持プレート４１６は、経孔挿入進入法をやり易くする形状に作られている。その場合、支持プレート４１６は、湾曲した側部４２２ａ、４２２ｂを含んでおり、それら側部は、所持プレート４１６の関節面４１８と支承面４２０の間に伸張する概ね細長い部分として形成されている。図示していないが、支持プレート４１６は、外科処置器具（図示せず）の対応する部分を受け入れこれと係合し、隣接する椎骨の間の椎間空間内で人工関節４１０を操作及び挿入し易くするための１つ又は複数のノッチ又は他の形式の割出し部を含んでいる。外科処置器具（図示せず）は、人工関節４１０の操作と挿入の際に関節要素４１２、４１４を互いに対して所定の向き及び空間関係に保持し、隣接する椎骨の間に関節要素４１２、４１４が正しく配置されたら係合を解くように構成されているのが望ましい。
【００８０】
或る実施形態では、関節面４１８は、凸形状を有する突起部４２４を含んでおり、この突起部は球形のボール（その半分を図示）として構成されている。なお、突起部４２４の構成は他にも考えられ、例えば、筒状、楕円形又は他の弓形の形状、又は非弓形の形状も考えられる。また、関節面４１８の残りの部分は、平面でも非平面でもよく、例えば、突起部４２４の周囲に伸張する傾斜又は円錐型の形状であってもよいものと理解されたい。
【００８１】
フランジ部材即ちキール４２６は、支承面４１０から伸張し、隣接する椎骨終板に事前に形成されている開口部内に配置されるように構成されている。或る実施形態では、キール４２６は、支承面４２０から垂直に伸張し、支承面４２０に沿ってほぼ中央に配置されている。しかしながら、キール４２６には、この他の配置及び向きも考えられるものと理解されたい。或る実施形態では、キール４２６は、支持プレート４１６の大部分に沿って横方向に伸張している。キール４２６は、図２７の矢印４００に概ね準じた方向に湾曲している。キール４２６の曲率の程度は、側部４２２ａ、４２２ｂの曲率の程度と実質的に同じで一致している。このような実施形態では、上記の前方又は側方進入法ではなく経孔進入法を使用して人工関節４１０を挿入できるようになる。別の実施形態では、キール４２６は、角度を付け、先細にし、又はキールに対する機能的要求を実現し易くする何か別の形状にしてもよい。更に別の実施形態では、キール４２６は、キール４２６の本体部分と交差して伸張する横方向部分（図示せず）を含む有翼キールとして構成されている。
【００８２】
キール４２６にも、隣接する椎骨に対する固定を強化するために骨が中を通って成長し易いように３つの孔４２８が貫通して形成されている。しかしながら、キール４２６を貫通して形成される孔４２８の個数は幾つでもよく、１つの孔でも、３つ以上の孔でもよいと理解されたい。また、孔４２８は必ずしもキール４２６を貫通している必要はなく、代わりに部分的に彫り込まれていてもよい。更に、キール４２６には、部分的に彫り込まれた孔、又は完全に貫通する孔４２８が、必ずしも形成されていなくてもよいものと理解されたい。また、孔４２８は円形形状を有するものとして示しているが、孔４２８の形状寸法は、これ以外でもよいものと理解されたい。先に論じたように、関節要素４１２の椎骨に直接接触する面は、骨成長促進物質で被覆されているのが望ましい。特に、支承面４２０とキール４２６の面は、隣接する椎骨との骨係合を促すためにヒドロキシアパタイトで被覆することができる。これも先に論じたように、支承面４２０とキール４２６の面は、ヒドロキシアパタイトで被覆する前に粗らされる。
【００８３】
或る実施形態では、関節要素４１４は、関節面４３２と反対側の支承面４３４を有する支持プレート４３０を含んでいる。支持プレート４３０は、隣接する椎骨の椎骨終板の寸法形状と実質的に対応する寸法形状に作られている。或る実施形態では、支持プレート４３０は、経孔挿入進入法をやり易くする形状に作られている。その場合、支持プレート４１６は湾曲した側部４３６ａ、４３６ｂを含んでおり、それら側部は、支持プレート４３０の関節面４３２と支承面４３４の間に伸張する概ね細長い部分として形成されている。図示はしていないが、所持プレート４３０は、関節要素４１２に関連して先に論じたように、外科処置器具の対応する部分を受け入れこれと係合するための１つ又は複数のノッチ７４又は他の形式の割出し部を含んでいる。
【００８４】
或る実施形態では、関節面４３２には凹形状を有する陥凹部４４０があり、球状ソケットとして構成されている。しかしながら、陥凹部４４０の構成は他にも考えられ、例えば、筒状、楕円形又は他の弓形の形状、又は非弓形の形状も考えられる。また、関節面４３２の残りの部分は、傾斜状又は人工器官の挿入及び／又は使用をやり易くするように構成されたその他の形状であってもよい。
【００８５】
凹状の陥凹部４４０は、概ね滑らかで連続する関節面を有するものとして示しているが、関節要素４１２、４１４の当接する関節面の間に存在する粒子状の屑の様な物質を除去するための手段を提供するために、表面くぼみ又は空洞を陥凹部４４０の一部に沿って形成してもよい。その場合、ボール４２４の凸状関節面が、代わりに概ね滑らかで連続する関節面を形成する。別の実施形態では、当接する関節面の間に存在する粒子状物質を除去し易くするため、凸型突起部４２４と凹型陥凹部４４０はそれぞれに表面くぼみが形成されている。
【００８６】
フランジ部材即ちキール４５０は、関節要素４１２のキール４２６と同様に構成され、支承面４３４から伸張している。或る実施形態では、キール４５０は、中央に位置し、キール４５０と一直線上に、又は平行に配置されている。キール４５０は、キール４２６と同じく図２７の矢印４００の方向に湾曲している。キール４５０の曲率の程度は、側部４３６ａ、４３６ｂの曲率の程度と実質的に同じで一致している。このような実施形態では、上記の前方又は側方進入法ではなく経孔進入法を使用して人工関節４１０を挿入できるようになる。実施形態の中には、キール４５０をオフセットして配置することにより、静脈、動脈、骨部分、又は人工関節４１０の挿入の際に存在する他の障害物を迂回し易くしているものもある。なお、キール４５０は、位置、形状、又は向きが異なっていてもよいし、或いは同様の理由又は別の理由から複数のキール４５０を使用してもよい。また、キール４５０は、角度を付け、先細にし、又はキールに対する機能的要求を実現し易くする何か別の形状にしてもよい。更に別の実施形態では、キール４５０は、キール４５０の本体部分と交差して伸張する横方向部分（図示せず）を含む有翼キールとして構成されている。
【００８７】
或る実施形態では、キール４５０には、隣接する椎骨に対する固定を強化するために骨が中を通って成長し易いように３つの孔４５２が貫通して形成されている。しかしながら、キール４５０を貫通して形成される孔４５２の個数は幾つでもよく、１つの孔でも、３つ以上の孔でもよいと理解されたい。また、孔４５２は必ずしもキール４５０を貫通している必要はなく、代わりに部分的に彫り込まれていてもよい。更に、キール４５０には、部分的に彫り込まれた孔、又は完全に貫通する孔４５２が、必ずしも形成されていなくてもよいものと理解されたい。また、孔４５２は円形形状を有するものとして示しているが、孔４５２の形状寸法は、これ以外でもよいものと理解されたい。先に論じたように、関節要素４１４の椎骨に直接接触する面は、骨成長促進物質で被覆されているのが望ましい。特に、支承面４３４とキール４５０の面は、隣接する椎骨との骨係合を促すためにヒドロキシアパタイトで被覆することができる。これも先に論じたように、支承面４３４とキール４５０の面は、ヒドロキシアパタイトで被覆する前に粗らされる。
【００８８】
実施形態の中には、キール４２６、４５０の一方又は両方が、図２８ｃの縁部４６０、４６２それぞれにより示している鋭利な前方縁部を含んでいるものもある。このような縁部を設けることにより、キールを関係する椎体へ挿入し易くなる。更に、縁部４６０、４６２は、椎体にキール４２６、４５０を受け入れるためのスロットが不要になる程度に鋭利な縁部とすることもできるが、これについては後に詳しく述べる。
【００８９】
図３１ａと図３１ｂに示すように、椎間空間内に人工関節４１０を挿入できるようにするために、上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬには、その間に人工関節４１０を受け入れるための前処理が施される。具体的に図３１ａでは、図２８から図３０の人工関節４１０の構成に合わせて、複数のスロット４７０、４７２が上側椎骨ＶＵと下側椎骨ＶＬの椎骨終板に沿って形成されている。スロット４７０、４７２は、キール４２６、４５０自身で形成してもよいし、事前に前処理で形成しておいてもよい。
【００９０】
図３２では、人工関節４１０を上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬの間に挿入する前に、１つ又はそれ以上のスロット４７０、４７２を前処理で形成しておくのが望ましい。スロット４７０、４７２は、挿入時に人工関節４１０を動かし易くするため、スロット４７２で示すように、湾曲したキール４２６、４５０に従って湾曲している。
【００９１】
図３３から図３５では、真っ直ぐなスロットしか切削できないのみ加工に代えて、ミリングガイド５００をミリング工具５０２と共に使用して、上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬに湾曲したスロット４７０、４７２（図３２では４７２で図示）を切削している。ミリングガイド５００とミリング工具５０２は、チタニウムの様な生体適合性材料を含め、どの様な材料で形成してもよい。ミリングガイド５００は、スロット４７０、４７２の望ましい湾曲の形状に対応する湾曲した開口部５０４を画定する細長い湾曲した部材５０３を含んでいる。無論、ミリングガイドの曲率、従って湾曲した開口部５０４の曲率は、スロット４７０、４７２の望ましい湾曲によって異なる。或る実施形態では、ミリングガイド５００は、湾曲した開口部５０４の曲率の程度がミリングガイドを交換することなく変更できるように、矯正すれば剛性のある形状を維持するしなやかな材料で形成されている。ミリングガイド５００、従って湾曲した開口部５０４は、スロット４７０、４７２を連続的に椎骨の後方要素内へ伸ばす必要がある場合には、そのようなスロットの延長が同時に行えるように、十分な長さを持っている。
【００９２】
具体的に図３４ａ及び図３４ｂに示すように、或る実施形態では、ミリング工具５０２は、湾曲した開口部５０４内で回転及び並進運動するように配置されたミリングビット５１０を含んでいる。或る実施形態では、ミリングビット５１０は、二重溝付きルーティングビットであり、上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬ内に同時に切り込むことができる。
【００９３】
ミリングビット５１０は、ミリングビットを湾曲した開口部５０４内で前後に動かせるようにするため、並進力も受けられるようになっている。図３４ｂに示すように、或る実施形態では、ミリングビット５３０は、何らかの従来的なやり方でハウジング５２２（一部を図示）に接続されている。ハンドル５３０は、ハウジング５２２から、ミリングガイド５００の外科医（非図示）に対して近位側の端部５３４に形成されたスロット５３２を通って伸張している。この様になっているので、外科医がハンドル５３０を並進運動させると、ミリングビット５１０が湾曲した開口部５０４を通って並進運動する。この様に、ハンドル５３０は、並進運動をミリングビット５１０に伝えることができるようになっている。ミリングビット５１０が湾曲した開口部５０４内で動けるようにするため、一対の軸受アッセンブリ５１２、５１４がハウジング５２２に隣接して配置され、ミリングビット５１０を湾曲した開口部に沿って案内するようになっている。
【００９４】
ハウジング５２２は、回転機構アッセンブリを収納しており、或る実施形態では、これはギヤアッセンブリ５２４である。ギヤアッセンブリ５２４は、回転軸５２８に接続されその周りに環状に伸張している駆動ギヤ５２６を含んでいる。軸５２８は、動力供給源５１６（図３５）で表されている外部動力源で回転させることができる。或る実施形態では、軸５２８は、ハンドル５３０内に収納されている。
【００９５】
ギヤアッセンブリ５２４は、更に、ビットギヤ５３０を含んでおり、ビットギヤは、ミリングビット５１０に接続されその周りに環状に伸張している。ビットギヤ５３０は、ビットギヤが駆動ギヤ５２６に直交し且つこれに接触した状態になるように、ミリングビット５１０上に配置されている。従って、軸５２８が回転すると、ギヤアッセンブリ５２４を介してミリングビット５１０に回転が伝えられる。図３４ｂで見て上下方向に滑ることなく、ミリングビットが湾曲した開口部５０４内で前後に容易に移動できるように、ミリングビット５１０には一対の環状肩部５３４、５３６も接続されている。なお、ギヤアッセンブリ５２４は、ミリングビット５１０に回転運動を伝えるために使用されるアッセンブリの一例に過ぎない旨理解されたい。本開示の範囲に入るものとして、空圧式システムの様な他の型式の回転伝達アッセンブリも考えられる。
【００９６】
図３４ｃに示すように、この様な実施形態の一例では、ミリングビット５１０に回転を伝えるために空圧システム５３８を採用している。或る実施形態では、空圧システムに動力（Ｐで表示）を供給するためにMedtronic Midas Rex LegendTMモーターが使用されている。ミリングビット５１０を回転させるために供給される空気の流れと圧力を制御するため従来型の弁５３９が使用されている。更に他の実施形態では、好適な動力供給源５１６（図３４ｂ）及びＰ（図３４ｃ）として、手動又は組み合わせ動力供給源を考えている。
【００９７】
図３４ａと図３４ｂに戻るが、ミリングビット５１０に対してミリングガイド５００を独立して動かせるようにするため、ガイドハンドル５４０が更に設けられている。而して、或る実施形態では、一方の手でガイドハンドル５４０を介してミリングガイド５００を保持しながら、他方の手でハンドル５３０を介してミリングビット５１０を湾曲した開口部５０４内で動かすことができる。実施形態の中には、図３４ｂに示すように、ハンドル５３０がガイドハンドル５４０を通って伸びているものもある。この結果、図３５に示すように、ミリングビット５１０は、矢印Ｒ１で示す方向に回転させることができ、矢印Ｒ２で示す方向に湾曲した開口部５０４内を並進移動させることができるようになる。
【００９８】
作動時、ミリングガイド５００とミリング工具５０２を使用して、椎体ＶＬにスロット４７２の様なスロットを切削し、人工関節４１０の下側部分を受け入れるための前処理を施す。外科医は、先ず、スロット４７２に与える望ましい曲率の量を選択して、対応するミリングガイド５００を選択又は構成する。次に、外科医は、経孔進入法により椎体ＶＬに進入し、ミリングガイド５００を上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬの間の円板空間内に配置して、ミリングビット５１０を上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬに当接させる。正しく位置決めしたら、外科医は、動力供給源５１６を介してミリング工具５０２を作動させ、ミリングビット５１０で上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬを切削開始する。
【００９９】
ミリングビット５１０がミリングガイドを通って並進運動している間に、ミリングガイドが動かないように、ミリングガイド５００は、外科医によって、又は外部器具を介して保持される。ミリングガイド５００の曲率によって、ミリングビット５１０は、経孔的に上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬを通るように案内され、図３２の下側椎骨ＶＬに示すスロット４７２の様な経孔的スロットを切削して、経孔式人工関節４１０を受け入れるための前処理を上側及び下側の椎骨に施す。別の実施形態では、人工関節４１０のキールは、関節の挿入時に使用される湾曲した経孔的進入を支援するために、別の形状と構成を採用している。図３６から図３８では、キール５５０及び５６０が、支承面４３４及び４２０からそれぞれ伸張している。キール５５０、５６０は、図２８から図３０のキール４５０、４２６に比較すると短く、従ってそれぞれ支承面４３４、４２０の短い区間に沿って伸張している。キール５５０、５６０が比較的短かいと、そのようなキールを開口部４７０、４７２に追随させ易くなる。加えて、キール５５０、５６０が短かく、そのようなキールは開口部４７０、４７２に追随させ易いことにより、キールを真っ直ぐなキール又は湾曲したキールの何れにも作れるようになり、人工関節４１０の設計オプションの幅が広がる。キール５５０、５６０は、上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬにキールを挿入し易いように先細にしてもよい。
IV．前方傾斜型人工関節
神経根、硬膜、黄色靭帯、棘間靱帯の様な重要な解剖学的構造を傷つけてしまう危険性を回避するために使用できる別の進入法として、前方斜め進入法がある。例えば、椎骨Ｌ４とＬ５並びに上位円板レベルの椎骨の間の円板空間に対する直線的な前方からの進入法では、脊椎の前面に主要な血管が付着していることから、全円板交換移植片の挿入時には外科処置上の危険性が高くなる。
【０１００】
図３９から図４１に、本開示の別の形態による椎間関節式人工関節６００を示す。人工関節６００は、概ね縦軸Ｌに沿って伸張し、第１関節要素６０２と第２関節要素６０４を含んでいる。関節要素６０２、６０４は協働して人工関節６００を形成しており、この関節は隣接する椎体の間の椎間空間内に配置できる寸法形状に作られている。
【０１０１】
人工関節６００は、隣接する椎体の間で相対的な軸回転及び回転運動ができるようにして、自然の椎間円板が作り出す正常な生体力学的動作と実質的に同様な動作を維持又は回復させる。より具体的には、関節要素６０２、６０４は、縦軸Ｌ回りの側方又は一方の側から他方の側への軸回転運動、及び横軸Ｔ回りの前後軸回転運動を含め、数多くの軸回りに互いに対して軸回転することができる。なお、或る好適な実施形態では、関節要素６０２、６０４は、縦軸Ｌ及び横軸Ｔと交差する平面内のどの様な軸の回りにでも互いに対して軸回転することができるものと理解されたい。加えて、関節要素６０２、６０４は、回転軸Ｒ回りに互いに対して回転することができる。関節式関節６００は関節動作の特定の組み合わせを提供するものとして図示し説明してきたが、他の関節運動の組み合わせも可能であり、本開示内容の範囲に入るものと考えられる旨理解されたい。また、他の種類の関節運動、例えば相対的な並進又は直線運動なども考えられるものと理解されたい。
【０１０２】
人工関節６００の関節要素６０２、６０４は、多種多様な材料で製作することができ、或る実施形態では、関節要素６０２、６０４は、コバルトクロムモリブデン合金（ＡＳＴＭ  Ｆ−７９９又はＦ−７５）で製作されている。しかしながら、本発明の別の実施形態では、関節要素６０２、６０４は、チタニウム又はステンレス鋼の様な他の材料、ポリエチレンの様な高分子材料、又は当業者には自明の生体適合性を有するその他何らかの材料で製作されている。関節要素６０２、６０４の椎骨に直接接触して配置される面は、例えばリン酸カルシウムから成るヒドロキシアパタイトコーティング剤の様な骨成長促進物質で被覆されているのが望ましい。また、関節要素６０２、６０４の椎骨に直接接触して配置される面は、骨の成長を更に強化するため、骨成長促進物質で被覆される前に粗されるのが望ましい。このように表面を粗すのは、例えば、酸腐食、ローレット切り、ビーズコーティングの塗布、又は当業者であれば想起できるその他の粗面加工法で行うことができる。
【０１０３】
関節要素６０２は、関節面６１２と反対側の支承面６１４を有する支持プレート６１０を含んでいる。支持プレート６１０は、隣接する椎骨の椎骨終板の寸法形状と実質的に対応する寸法形状に作られている。或る実施形態では、支持プレート６１０は、脊椎の左側又は右側何れかからの斜め方向挿入進入をやり易くするため三角形様の形状に作られており、従って辺部分Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を含んでいる。辺部分Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、湾曲（Ｐ２で図示）又は直線（Ｐ１及びＰ３で図示）形状を含め、各種形状を採ることができる。
【０１０４】
支持プレート６１０は、外科処置器具（図示せず）の対応する部分を受け入れこれと係合し、隣接する椎骨の間の椎間空間内で人工関節６００を操作及び挿入し易くするための１つ又は複数のノッチ６１６又は他の形式の割出し部を含んでいる。外科処置器具（図示せず）は、人工関節６００の操作と挿入の際に関節要素６０２、６０４を互いに対して所定の向き及び空間関係に保持し、隣接する椎骨の間に関節要素６０２、６０４が正しく配置されたら係合を解くように構成されているのが望ましい。
【０１０５】
或る実施形態では、関節面６１２は、凸形状を有する突起部６２０を含んでおり、この突起部は球形のボール（その半分を図示）として構成されている。なお、突起部６２０の構成は他にも考えられ、例えば、筒状、楕円形又は他の弓形の形状、又は非弓形の形状も考えられる。また、関節面６１２の残りの部分は、平面でも非平面でもよく、例えば、突起部６２０の周囲に伸張する傾斜又は円錐型の形状であってもよいものと理解されたい。フランジ部材即ちキール６４０は、支承面６１４から伸張し、隣接する椎骨終板に事前に形成されている開口部内に配置されるように構成されている。或る実施形態では、キール６４０は支承面６１４から垂直に伸張し、支承面６１４に沿ってほぼ中央に配置されている。しかしながら、キール６４０には、この他の配置及び向きも考えられるものと理解されたい。更に、同様の理由又は追加の理由により、使用するキールの個数を増やしてもよい。
【０１０６】
或る実施形態では、キール６４０は、支持プレート６１０の大部分に沿って伸張している。キール６４０は、真っ直ぐであるが、ノッチ６１６に向かう方向に沿って伸張しており、支持プレート６１０の辺部分の１つＰ１と平行である。本例では、キール６４０は横軸Ｔと縦軸Ｌの間に配置されている。このような実施形態では、上記の前方、側方又は経孔式進入法ではなく斜め方向からの進入法を使用して人工関節６００を挿入できるようになる。別の実施形態では、キール６４０は、角度を付け、先細にし、又はキールに対する機能的要求を実現し易くする何か別の形状にしてもよい。更に別の実施形態では、キール６４０は、キール６４０の本体部分と交差して伸張する横方向部分（図示せず）を含む有翼キールとして構成されている。
【０１０７】
キール６４０にも、隣接する椎骨に対する固定を強化するために骨が中を通って成長し易いように一対の孔６４６が貫通して形成されている。加えて、更に骨が中を通って成長し易いように、キール６４０には間隙６４８も形成されている。間隙６４８は、人口関節６００の挿入時に、Ｘ線を使って支持プレート６０２の位置と整列を評価することができるようにするための基準点も提供する。なお、キール６４０を貫通する孔６４６又は間隙６４８の個数は幾つでもよく、１つの孔又は間隙でも、複数の孔と間隙でもよいと理解されたい。また、孔６４６と間隙６４８は必ずしもキール６４０を貫通している必要はなく、代わりに部分的に彫り込まれていてもよいと理解されたい。また、キール６４０には、部分的な彫り込み又は完全に貫通する孔６４６又は間隙６４８が、必ずしも形成されていなくてもよいものと理解されたい。加えて、孔６４６は円形形状を有するものとして示しているが、孔６４６の寸法形状は、これ以外でもよいものと理解されたい。先に論じたように、関節要素６０２の椎骨に直接接触する面は、骨成長促進物質で被覆されている。特に、支承面６１４とキール６４０の面は、隣接する椎骨との骨係合を促すためにヒドロキシアパタイトで被覆することができる。これも先に論じたように、支承面６１４とキール６４０の面は、ヒドロキシアパタイトで被覆する前に粗らされる。
【０１０８】
或る実施形態では、関節要素６０４は、関節面６５２と反対側の支承面６５４を有する支持プレート６５０を含んでいる。支持プレート６５０は、隣接する椎骨の椎骨終板の寸法形状と実質的に対応する寸法形状に作られている。或る実施形態では、支持プレート６１０は、脊椎の左側又は右側何れかからの斜め方向挿入進入をやり易くするために三角形様の形状に作られており、従って辺部分Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６を含んでいる。辺部分Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６は、湾曲（Ｐ５で図示）又は直線（Ｐ４及びＰ６で図示）形状を含め各種形状を採ることができる。支持プレート６５０は、関節要素６０２に関連して先に論じたように、外科処置器具（図示せず）の対応する部分を受け入れこれと係合するための１つ又は複数のノッチ６５６又は他の形式の割出し部を含んでいる。
【０１０９】
或る実施形態では、関節面６５２には凸形状を有する陥凹部６６０があり、球状のソケットとして構成されている。しかしながら、陥凹部６６０の構成は他にも考えられ、例えば、筒状、楕円形又は他の弓形の形状、又は非弓形の形状も考えられる。また、関節面６５２の残りの部分は、傾斜状又は人工器官の挿入及び／又は使用をやり易くするように構成されたその他の形状であってもよい。
【０１１０】
凹状の陥凹部６６０は、概ね滑らかで連続する関節面を有するものとして示しているが、要素６０２、６０４の当接する関節面の間に存在する粒子状の屑の様な物質を除去するための手段を提供するために、表面くぼみ又は空洞を陥凹部６６０の一部に沿って形成してもよい。その場合、ボール６２０の凸状関節面が、代わりに概ね滑らかで連続する関節面を形成する。別の実施形態では、当接する関節面の間に存在する粒子状物質を除去し易くするため、凸型突起部６２０と凹型陥凹部６６０のそれぞれに表面くぼみが形成されている。
【０１１１】
フランジ部材即ちキール６７０は、関節要素６０２のキール６４０と同様に構成され、支承面６５４から伸張している。或る実施形態では、キール６７０は、中央に位置し、キール６４０と一直線上に、又は平行に配置されている。キール６４０は、真っ直ぐであるが、ノッチ６５６に向かう方向に沿って伸張しており、支持プレート６５０の辺部分の１つＰ４と平行である。このような実施形態では、上記の前方、側方又は経孔式進入法ではなく斜め方向からの進入法を使用して人工関節６００を挿入できるようになる。実施形態の中には、キール６７０をオフセットして配置することにより、静脈、動脈、骨部分、又は人工関節６００の挿入の際に存在する他の障害物を迂回し易くしているものもある。
【０１１２】
なお、キール６７０には、この他の位置、形状、向き及び量も考えられるものと理解されたい。また、同様の理由又は追加の理由により、使用するキール６７０の個数を増すこともできると理解されたい。また、キール６７０は、角度を付け、先細にし、又はキールに対する機能的要求を実現し易くする何か別の形状にしてもよい。更に別の実施形態では、キール６７０は、キール６７０の本体部分と交差して伸張する横方向部分（図示せず）を含む有翼キールとして構成されている。或る実施形態では、キール６７０にも、隣接する椎骨に対する固定を強化するために骨が中を通って成長し易いように一対の孔６７６が貫通して形成されている。加えて、更に骨が中を通って成長し易いように、キール６７０には間隙６７８も形成されている。間隙６７８は、人口関節６００の挿入時に、Ｘ線を使って支持プレート６０４の位置と整列を評価することができるようにするための基準点も提供する。なお、キール６７０を貫通する孔６７６又は間隙６７８の個数は幾つでもよく、１つの孔又は間隙でも、複数の孔又は間隙でもよいと理解されたい。また、孔６７６と間隙６７８は必ずしもキール６７０を貫通している必要はなく、代わりに部分的に彫り込まれていてもよいと理解されたい。また、キール６７０には、部分的な彫り込み又は完全に貫通する孔６７６又は間隙６７８が、必ずしも形成されていなくてもよいものと理解されたい。加えて、孔６７６又は円形形状を有するものとして示しているが、孔６７６の形状寸法は、これ以外でもよいものと理解されたい。先に論じたように、関節要素６０２の椎骨に直接接触する面は、骨成長促進物質で被覆されているのが望ましい。特に、支承面６５４とキール６７０の面は、隣接する椎骨との骨係合を促すためにヒドロキシアパタイトで被覆することができる。これも先に論じたように、支承面６５４とキール６７０の面は、ヒドロキシアパタイトで被覆する前に粗らされる。
【０１１３】
実施形態の中には、キール６４０、６７０の一方又は両方が、縁部６８０、６８２により示している鋭利な前方縁部を含んでいるものもある。このような縁部を設けることにより、キール６４０、６７０を関係する椎体へ挿入し易くなる。更に、縁部６８０、６８２は、椎体にキール６４０、６７０を受け入れるためのスロットが不要になる程度に鋭利な縁部とすることもできるが、これについては後に詳しく述べる。
【０１１４】
図４２から図４４ａに示すように、椎間空間内に人工関節６００を挿入できるようにするために、上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬには、その間に人工関節６００を受け入れるための前処理が施される。具体的に図４３では、図３８から図４０の人工関節６００の構成に合わせて、複数のスロット６９０、６９２が、上側及び下側の椎骨ＶＵ、ＶＬの椎骨終板に沿ってそれぞれ形成されている。スロット６９０、６９２は、キール６４０、６７０自身で形成してもよいし、上記方法の１つ又はそれ以上のやり方で事前に前処理で形成してもよい。図４２から図４４で分かるように、１つ又は複数の血管６９４が直線的な前方からの進入の障害となる場合は、斜め方向からの進入により前方／側方挿入が可能になる。移植辺６００の設計も、椎骨ＶＵ、ＶＬの骨終板との接触に関し十分な接触面積を確保できるようにしている。
【０１１５】
図４４ｂに示すように、或る実施形態では、人工関節６００は、同時係属中の米国特許出願第１０／４３０，４７３号に開示しているガイドの様な器具を介して椎間空間に挿入することができ、同出願をここに援用する。人工関節６００を挿入するための挿入過程の或る例では、画像化装置を使用して椎骨ＶＵ、ＶＬの中心線Ｍを見つけ出し、中心線に沿って上側椎骨ＶＵにピン６９５を挿入する。次いで、フランジ６９７を介して傾斜ガイド部材６９６をピン６９５に接続し、傾斜ガイド部材６９６に付帯しているハンドル（図示せず）を正しい位置に調整する。次に、傾斜ガイド部材６９６の傾斜ピン６９８を上側椎骨ＶＵに叩き込んで、傾斜ガイド部材を固定し、これにより人工関節６００の移植辺挿入の進入基準点と方向が示される。ここで、前方斜め方向からの進入法により椎間空間に人工関節６００を移植するためにガイド（図示せず）を使用するが、その詳細は同時係属中の米国特許出願第１０／４３０，４７３号に記載されている。
Ｖ．可動軸受型人工関節
別の実施形態では、上記人工関節は、並進運動並びに回転運動ができるように変更されている。例えば、図４２から図４７に、前方挿入用の可動軸受型人工関節を、全体として参照番号７００で示している。なお、分かり易くするために、可動軸受型人工関節７００を前方挿入に関して説明するが、可動軸受型人工関節には様々な挿入方向が考えられるものと理解されたい。
【０１１６】
人工関節７００は、概ね縦軸Ｌに沿って伸張し、第１関節要素７０２と第２関節要素７０４を含んでいる。関節要素７０２、７０４は、協働して関節式関節７００を形成しており、この関節は、隣接する椎体ＶＳ、ＶＩ（図４８）の間の椎間空間Ｓ１の様な一対の椎体の間の椎間空間内に配置できる寸法形状に作られている。
【０１１７】
人工関節７００は、隣接する椎体ＶＳ、ＶＩの間で相対的な軸回転及び回転運動ができるようにして、自然の椎間円板が作り出す正常な生体力学的運動と実質的に同様な動作を維持又は回復させるものであるが、並進運動の要素を更に備えている。より具体的には、関節要素７０２、７０４は、縦軸Ｌ回りの側方又は一方の側から他方の側への軸回転運動、及び横軸Ｔ回りの前後軸回転運動を含め、数多くの軸回りに互いに対して軸回転することができる。なお、或る実施形態では、関節要素７０２、７０４は、縦軸Ｌ及び横軸Ｔと交差する平面内のどの様な軸の回りにでも互いに対して軸回転することができるものと理解されたい。加えて、関節要素７０２、７０４は回転軸Ｒ回りに互いに対して回転することができる。更に、関節要素７０２、７０４は、互いに対して並進運動できるようになっているが、これについては後で詳しく説明する。
【０１１８】
人工関節７００の関節要素７０２、７０４は、多種多様な材料で製作することができ、或る実施形態では、関節要素７０２、７０４は、コバルトクロムモリブデン合金（ＡＳＴＭ  Ｆ−７９９又はＦ−７５）で製作されている。しかしながら、別の実施形態では、関節要素７０２、７０４は、チタニウム又はステンレス鋼の様な他の材料、ポリエチレンの様な高分子材料、又は当業者には自明の生体適合性を有するその他何らの材料で製作されている。関節要素７０２、７０４の椎骨に直接接触して配置される面は、例えばリン酸カルシウムから成るヒドロキシアパタイトコーティング剤の様な骨成長促進物質で被覆されている。また、関節要素７０２、７０４の椎骨に直接接触して配置される面は、骨の成長を更に強化するため、骨成長促進物質で被覆される前に粗される。このように表面を粗すのは、例えば、酸腐食、ローレット切り、ビーズコーティングの塗布、又は当業者であれば想起できるその他の粗面加工法で行うことができる。
【０１１９】
関節要素７０２は、関節面７０８と反対側の支承面７１０を有する支持プレート７０６を含んでいる。支持プレート７０６は、隣接する椎骨の椎骨終板の寸法形状と実質的に対応する寸法形状に作られている。支持プレート７０６は、外科処置器具（図示せず）の対応する部分を受け入れこれと係合し、隣接する椎体の間の椎間空間内で人工関節７００を操作及び挿入し易くするための１つ又は複数のノッチ７１２又は他の形式の割出し部を含んでいる。外科処置器具（図示せず）は、関節式関節７００の操作及び挿入の際に関節要素７０２、７０４を互いに対して所定の向き及び空間関係に保持し、隣接する椎骨の間に関節要素７０２、７０４が正しく配置されたら係合を解くように構成されているのが望ましい。
【０１２０】
或る実施形態では、図４９ａと図４９ｂに示すように、関節面７０８に陥凹部７１４が形成されている。関節面７０８に沿って陥凹部７１４を画定している円周縁部７１６は、陥凹面７１８と同心関係にあるが、末広がりの円周側面部７２０（図４９ｂ）により陥凹面に比較して直径が小さくなっている。円形状を有するように説明しているが、陥凹部７１４は、方形、三角形、又は矩形形状の様ないくつもの形状を採ることができるものと理解されたい。
【０１２１】
図５０ａと５０ｂに示すように、陥凹部７１４（図４９ｂ）は、モジュール式突起部材７２２の一部を受け入れるように設計されている。突起部材７２２は、陥凹部７１４の形状に対応する形状に作られたフランジ部７２４を含んでいる。而して、フランジ部７２４は、実質的に平坦な係合面７２８で終端する末広がりの円周側面部７２６を含んでいる。係合面７２８は、実質的に平坦な陥凹面７１８（図４９ｂ）と係合するようになっている。なお、実質的に平坦であるものとして説明しているが、係合面７２８と陥凹面７１８はその他多くの対応する形状を採ることができるものと理解されたい。係合面７２８の直径は、陥凹面７１８の直径よりも小さく、従ってモジュール式突起部材７２２が関節要素７０２に対して並進運動できるようになっている。
【０１２２】
モジュール式突起部材７２２の残り部分は、凸形状を有する突起部７３０を形成しており、球形のボールとして構成されている（その半分を図示）。なお、突起部７３０の構成は他にも考えられ、例えば、筒状、楕円形又は他の弓形の形状、又は非弓形の形状も考えられる。また、関節面７０８の残りの部分は、平面でも非平面でもよく、例えば、突起部２２４の周囲に伸張する傾斜又は円錐型の形状であってもよいものと理解されたい。
【０１２３】
或る実施形態では、突起部７３０の凸状の関節面は、突起部７３０に沿って伸張する表面くぼみ又は空洞７３２で中断されている。或る実施形態では、表面くぼみ７３２は、溝として構成されている。しかしながら、表面くぼみを一切設けない構成を含め、他の型式の表面くぼみも考えられるものと理解されたい。溝７３２の１つの目的は、関節要素７０２、７０４の当接する部分の間に存在する物質を除去し易くすることである。より具体的には、溝７３２は、例えば構成要素７０２、７０４の当接する関節面の間に存在する粒子状物質の様な物質を取り除くのに役立つ。
【０１２４】
図４５と図４９ｂに示すように、フランジ部材即ちキール７４０は、支承面７１０から伸張し、隣接する椎骨終板（図４７のＶＩなど）に事前に形成されている孔に配置されるように構成されている。或る実施形態では、キール７４０は、支承面７１０から垂直に伸張し、支承面７１０に沿ってほぼ中央に配置されている。しかしながら、キール７４０の配置と向きは他にも考えられるものと理解されたい。
【０１２５】
或る実施形態では、キール７４０は、支持プレート７０６の実質的に全長に沿って伸張している。このような実施形態では、前方進入法を使用して人工関節７００を挿入できるようになる。しかしながら、先に論じたように、人工関節７００の挿入には、側方、経孔式、又は前方斜め方向からの進入法の様な他の進入法も考えられる。別の実施形態では、キール７４０は、角度を付け、先細にし、又はキールに対する機能的要求を実現し易くする何か別の形状にしてもよい。更に別の実施形態では、キール７４０は、キール７４０の本体部分と交差して伸張する横方向部分（図示せず）を含む有翼キールとして構成されている。
【０１２６】
キール７４０には、隣接する椎骨に対する固定を強化するために骨が中を通って成長し易いように一対の孔７４２が貫通して形成されている。しかしながら、キール７４０を貫通して形成される孔７４２の個数は幾つでもよく、１つの孔でも、３つ以上の孔でもよいと理解されたい。また、孔７４２は必ずしもキール７４０を貫通している必要はなく、代わりに部分的に彫り込まれていてもよいと理解されたい。更に、キール７４０には、部分的に彫り込まれた孔、又は完全に貫通する孔７４２が、必ずしも形成されていなくてもよいものと理解されたい。また、孔７４２は円形形状を有するものとして示しているが、孔２３２の形状寸法は、これ以外でもよいものと理解されたい。先に論じたように、関節要素７０２の椎骨に直接接触する面は、骨成長促進物質で被覆されているのが望ましい。特に、支承面７１０とキール７４０の面は、隣接する椎骨との骨係合を促すためにヒドロキシアパタイトで被覆することができる。これも先に論じたように、支承面７１０とキール７４０の面は、ヒドロキシアパタイトで被覆する前に粗らされる。
【０１２７】
図４５から図４７に示すように、或る実施形態では、関節要素７０４は、関節面７５２と反対側の支承面７５４を有する支持プレート７５０を含んでいる。支持プレート７５０は、隣接する椎骨の椎骨終板の寸法形状と実質的に対応する寸法形状に作られている。支持プレート７５０は、関節要素７０２に関連して先に説明したように、外科処置器具の対応する部分を受け入れこれと係合するための１つ又は複数のノッチ７５６又は他の形式の割出し部を含んでいる。
【０１２８】
或る実施形態では、関節面７５２には陥凹部７５８（図４７）が形成されており、球状のソケットの様な凸形状を有している。しかしながら、陥凹部７５８の構成は他にも考えられ、例えば、筒状、楕円形又は他の弓形の形状、又は非弓形の形状も考えられる。関節面７５２の残りの部分は、傾斜状、又は関節式関節７００の挿入及び／又は使用をやり易くするように構成されたその他の形状であってもよい。凹状の陥凹部７５８は、概ね滑らかで連続する関節面を有するものとして示しているが、関節要素７０２、７０４の当接する関節面の間に存在する粒子状の屑の様な物質を除去し易くするために、表面くぼみ又は空洞を陥凹部７５８の一部に沿って形成してもよい。その場合、突起部７３０の凸状関節面が、代わりに、概ね滑らかで連続する関節面を形成する。別の実施形態では、当接する関節面の間に存在する粒子状物質を除去し易くするため、凸型突起部７３０と凹型陥凹部７５８のそれぞれに表面くぼみが形成されている。
【０１２９】
フランジ部材即ちキール７６０は、関節要素７０２のキール７４０と同様に構成され、支承面７５４から伸張している。或る実施形態では、キール７６０は、支承面７５４から垂直方向に伸張し、支承面７５４に沿って概ね中央に位置している。しかしながら、キール７６０には、他の配置及び向きも考えられるものと理解されたいまた、関節要素７０４は、支承面から伸張するキール７６０を２つ以上含んでいてもよいと理解されたい。
【０１３０】
或る実施形態では、キール７６０は、支持プレート７５０の実質的に全長に沿って伸張している。このような実施形態では、前方進入法を使用して人工関節７００を挿入できるようになる。しかしながら、先に論じたように、人工関節７００の挿入には、側方、経孔式、又は前方斜め方向からの進入法の様な他の進入法も考えられる。別の実施形態では、キール７６０は、角度を付け、先細にし、又はキールに対する機能的要求を実現し易くする何か別の形状にしてもよい。更に別の実施形態では、キール７６０は、キール７６０の本体部分と交差して伸張する横方向部分（図示せず）を含む有翼キールとして構成されている。
【０１３１】
キール７６０にも、隣接する椎骨に対する固定を強化するために骨が中を通って成長し易いように一対の孔７６２が貫通して形成されている。しかしながら、キール７６０を貫通して形成される孔７６２の個数は幾つでもよく、１つの孔でも、３つ以上の孔でもよいと理解されたい。また、孔７６２は必ずしもキール７６０を貫通している必要はなく、代わりに部分的に彫り込まれていてもよいと理解されたい。更に、キール７６０には、部分的に彫り込まれた孔、又は完全に貫通する孔７６２が、必ずしも形成されていなくてもよいものと理解されたい。また、孔７６２は円形形状を有するものとして示しているが、孔７６２の形状寸法は、これ以外でもよいものと理解されたい。先に論じたように、関節要素７０４の椎骨に直接接触する面は、骨成長促進物質で被覆されているのが望ましい。特に、支承面７５４とキール７６０の面は、隣接する椎骨との骨係合を促すためにヒドロキシアパタイトで被覆することができる。これも先に論じたように、支承面７５４とキール７６０の面は、ヒドロキシアパタイトで被覆する前に粗らされる。
【０１３２】
実施形態の中には、キール７４０、７６０の一方又は両方が、図４５及び図４６の縁部７６０ａにより示している鋭利な前方縁部を含んでいるものもある。このような縁部を設けることにより、キール７４０、７６０を関係する椎体へ挿入し易くなる。更に、縁部７６０ａは、椎体にキール７６０を受け入れるためのスロットが不要になる程度に鋭利な縁部とすることもできるが、これについては後に詳しく述べる。
【０１３３】
図４５に示すように、関節要素７０２の関節面７０８に形成された陥凹部７１４にモジュール式突起部７２２部材を挿入することにより、可動軸受け人工関節７００が組み立てられる。組み立てられると、人工関節７００は、隣接する椎体ＶＳ、ＶＩ（図４８）の間の円板空間Ｓ１に挿入する準備が整う。
【０１３４】
図４８に示すように、椎間空間Ｓ１内に人工関節７００を挿入するために、隣接する椎体ＶＳ、ＶＩには、その間に人工関節７００を受け入れるための前処理が施される。図４５から図４７の人工関節７００の構成に合わせて、スロット７７０、７７２が、椎骨ＶＳと椎骨ＶＩそれぞれの椎骨終板に沿って形成されている。スロット７７０、７７２は、キール７４０、７６０自身で形成してもよいし、上記方法の１つ又はそれ以上のやり方で事前に前処理で形成してもよい。
【０１３５】
人工関節７００を円板空間Ｓ１に挿入すると、モジュール式突起部７２２が関節要素７０４の凹状陥凹部７５８に係合しているので、関節要素７０４は、関節要素７０２に対して並進運動することができる。例えば、図５１は、モジュール式突起部材７２２が後方位置にある状態（関節要素７０４が後方Ｐ方向に動いた結果）を示しており、図５２は、モジュール式突起部材７２２が前方位置にある状態（関節要素７０４が前方Ａ方向に動いた結果）を示している。図５１と図５２は、無論、突起部材７２２とその対応する陥凹部７１４の装着により許容される並進運動の代表例を示したものに過ぎず、モジュール式突起部材７２２の、従って関節要素７０４の関節要素７０２に対する並進運動の量は、Ｐ方向及びＡ方向以外の方向も含めて変えることができる。更に、関節要素７０２の陥凹部７１４内にモジュール式突起部材７２２を配置することにより、モジュール式突起部が関節要素７０２に対して旋回できるようになる。つまり、このような実施形態では、モジュール式突起部材７２２は、関節要素７０４に与えられた並進運動とは独立して、（陥凹部７５８との係合を介して）関節要素７０４に回転を与えることができるという利点を更に提供している。並進運動と回転運動の間にこのような独立的関係があることにより、この人工関節７００では、並進運動が回転運動に依存しているか又はその逆の人工関節に比べて、もたらされる可動性の量が更に増える。
【０１３６】
以上、本開示内容を幾つかの好適な実施形態に関連付けて説明してきた。この開示内容を読んだ後で当業者に想起されるであろう改良点又は変更点は、本出願の精神と範囲内に含まれるものと考えられる。例えば、上記関節式関節の関節要素は、本開示内容の当該態様から逸脱することなく、逆にすることができる。従って、上記開示内容では、幾つかの修正、変更及び置換えができるものと考えられ、例を挙げると、開示内容のある種の特徴は他の特徴と対応付けて使用することなく、採用することができる。また、「縦方向」及び「横方向」の様な空間を示す用語は全て説明を目的としたものであり、本開示内容の範囲内で変更が可能であると理解されたい。従って、特許請求の範囲に述べる内容は、本開示の範囲に矛盾の無いやり方で広義に解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】根性脊椎症の脊柱の一部分の側面図である。
【図２】図１の一対の隣接する椎骨終板の側面図である。
【図３ａ】ロッドとねじ装置が装着された図２の一対の隣接する椎骨終板の側面図である。
【図３ｂ】図３ａの一対の隣接する椎体の縦部分断面図である。
【図４ａ】本開示の一の実施形態による側方挿入用関節式人工関節の斜視図である。
【図４ｂ】本開示の他の実施形態による側方挿入用関節式人工関節の斜視図である。
【図４ｃ】図４ｂの側方挿入用関節式人工関節の前面図である。
【図５】図４ａの人工関節の縦面図である。
【図６】図４ａの人工関節の側面図である。
【図７】一対の根性脊椎症椎骨終板の間に配置された図４ａの人工関節の側方部分断面図である。
【図８】一対の椎骨終板の間に配置された代わりの関節式人工関節の側方部分断面図である。
【図９】本開示の他の実施形態による代わりの関節式人工関節の斜視図である。
【図１０】一対の根性脊椎症椎骨終板の間に配置された図９の人工関節の側方部分断面図である。
【図１１】一対の椎骨終板の間に配置された代わりの関節式人工関節の側方部分断面図である。
【図１２】本開示の他の実施形態による人工円板器官の斜視図である。
【図１３】本開示の他の実施形態による代わりの人工円板器官の斜視図である。
【図１４】本開示の他の実施形態による前方挿入用の代わりの関節式人工関節の斜視図である。
【図１５】図１４の人工関節の縦面図である。
【図１６】図１４の人工関節の側面図である。
【図１７】一対の根性脊椎症椎骨終板の間に配置された図１４の人工関節の側面図である。
【図１８】本開示の他の実施形態による前方進入用の代わりの関節式人工関節の縦面図である。
【図１９】本開示の更に他の実施形態による前方進入用の代わりの関節式人工関節の縦面図である。
【図２０】本開示の更に他の実施形態による前方進入用の代わりの関節式人工関節を縦面図である。
【図２１】図１８の人工関節を受け入れるためのスロットを有する一対の椎骨終板の縦面図である。
【図２２】図１９の人工関節を受け入れるためのスロットを有する一対の椎骨終板の縦面図である。
【図２３】図２０の人工関節を受け入れるためのスロットを有する一対の椎骨終板の縦面図である。
【図２４】一対の根性脊椎症椎骨終板の間に配置された図１４の人工関節と矯正移植片の側方部分断面図である。
【図２５】一対の根性脊椎症椎骨終板の間に配置された図１４の人工関節とラグスクリューの側方部分断面図である。
【図２６】図２５に示した装置の概略上面図である。
【図２７】孔横断式挿入用の経路を示している、椎体の概略上面図である。
【図２８】本開示の他の実施形態による孔横断式挿入用の代わりの関節式人工関節の斜視図である。
【図２９】図２８の人工関節の側面図である。
【図３０】図２８の人工関節の縦面図である。
【図３１ａ】一対の椎骨終板間に配置された図２８の人工関節の側方部分断面図である。
【図３１ｂ】一対の椎骨終板間に配置された図２８の人工関節の縦部分断面図である。
【図３２】椎骨終板に形成された孔横断スロットを示している概略上面図である。
【図３３】椎骨終板上方に挿入されたミリング装置を示す概略上面図である。
【図３４ａ】一対の隣接する椎骨終板間に配置された図３３のミリング装置の側面図である。
【図３４ｂ】図３４ａのミリング装置のミリング工具の詳細図である。
【図３４ｃ】代わりのミリング工具の詳細図である。
【図３５】図３３のミリング装置の概略図である。
【図３６】本開示の他の実施形態による孔横断挿入用の代わりの関節式人工関節の斜視図である。
【図３７】図３６の人工関節の側面図である。
【図３８】図３６の人工関節の縦面図である。
【図３９】本開示の他の実施形態による前斜方向挿入用の代わりの関節式人工関節の斜視図である。
【図４０】図３９の人工関節の縦面図である。
【図４１】図３９の人工関節の側面図である。
【図４２】一対の椎骨終板間に配置された図３９の人工関節の側方部分断面図である。
【図４３】一対の椎骨終板間に配置された図３９の人工関節の縦部分断面図である。
【図４４ａ】図３９の人工関節を受け入れるための椎骨終板に形成されたスロットを示している上面概略図である。
【図４４ｂ】図３９の人工関節の挿入に伴うアライメント過程を示す概略図である。
【図４５】本開示の更に他の実施形態による代わりの人工関節の分解組立図である。
【図４６】図４５の人工関節の斜視図である。
【図４７】図４６の人工関節の縦面図である。
【図４８】一対の隣接する椎骨終板の縦面図である。
【図４９ａ】図４５の人工関節の関節要素の平面図である。
【図４９ｂ】図４９ａの関節要素の４９ｂ−４９ｂ線に沿う断面図である。
【図５０ａ】図４５の人工関節のモジュール式突起部材の平面図である。
【図５０ｂ】図５０ａのモジュール式突起部材の５０ｂ−５０ｂ線に沿う断面図である。
【図５１】図４９ａの関節要素に挿入された図５０ａのモジュール式突起部材の平面図である。
【図５２】図４９ａの関節要素に挿入された図５０ａのモジュール式突起部材の、図５１に対して異なる位置にあるモジュール式突起部材を示している平面図である。
【図１】
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【図２】
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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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図５１】
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【図５２】
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【図３５】
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【国際調査報告】
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