(57)【要約】椎間空間内へ挿入するための人工装置が提供される。人工装置は、その中に形成された第１のくぼみを有し、前記第１のくぼみが第１の構成要素のほぼ凹型のくぼみ表面を画定している第１の構成要素と、その中に形成された第２のくぼみを有し、前記第２のくぼみがほぼ平面状のくぼみ表面を画定している第２の構成要素と、第２のくぼみ表面と係合するように構成され、第１および第２の構成要素の間の連接運動を許すために第１のくぼみ表面と係合するように構成されている突起部材とを備える。
2006517453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その中に形成された第１のくぼみを有し、前記第１のくぼみが第１の構成要素のほぼ凹型のくぼみ表面を画定している第１の構成要素と、その中に形成された第２のくぼみを有し、前記第２のくぼみがほぼ平面状のくぼみ表面を画定している第２の構成要素と、前記第２のくぼみ表面と係合するように構成され、前記第１および第２の構成要素の間の関節運動を許すために前記第１のくぼみ表面と係合するように構成されている突起部材とを備える、椎間空間内へ挿入するための人工装置。
【請求項２】
前記第１のくぼみが、前記第１の構成要素の第１の関節結合表面内に形成され、前記第２のくぼみが、前記第２の構成要素の第２の関節結合表面内に形成されている、請求項１記載の人工装置。
【請求項３】
前記平面状のくぼみ表面が、前記第２の構成要素の前記第２の関節結合表面から離隔された関係にある、請求項２記載の人工装置。
【請求項４】
前記第２のくぼみが、前記第２の関節結合表面から前記平面状のくぼみ表面へ広くなるように形成されている、請求項３記載の人工装置。
【請求項５】
前記突起部材が、突起部分とフランジ部分とを備え、前記フランジ部分が、前記突起部分から前記フランジ部分の遠端部へ広くなるように構成されており、それによって前記フランジ部分の係合表面を画定している、請求項３記載の人工装置。
【請求項６】
前記係合表面が、前記平面状のくぼみ表面と係合するように構成され、前記係合表面が、前記突起部材の前記第２の構成要素に対する平行運動を許容するために前記平面状のくぼみ表面よりも小さい、請求項５記載の人工装置。
【請求項７】
前記突起部分が凸型であり、前記第１および第２の構成要素の間の回転および枢動運動を許すために前記凹型くぼみ表面と係合するように構成されている、請求項６記載の人工装置。
【請求項８】
前記第１の構成要素が、前記第１の関節結合表面と対向する関係にある第１の支持表面と、前記第１の支持表面から延びている第１のフランジとを備え、前記第１のフランジが第１の椎骨と係合するように構成されている、請求項２記載の人工装置。
【請求項９】
前記第２の構成要素が、前記第２の関節結合表面と対向する関係にある第２の支持表面と、前記第２の支持表面から延びている第２のフランジとを備え、前記第２のフランジが第２の椎骨と係合するように構成されている、請求項８記載の人工装置。
【請求項１０】
前記第１のフランジが、前記第１の椎骨内の予め形成された開口内に配置されるように構成されている、請求項８記載の人工装置。
【請求項１１】
前記第２のフランジが、前記第２の椎骨内の予め形成された開口内に配置されるように構成されている、請求項９記載の人工装置。
【請求項１２】
前記第１のフランジが、骨成長促進物質で被覆され、それを通る少なくとも１つの開口を備える、請求項８記載の人工装置。
【請求項１３】
前記第２のフランジが、骨成長促進物質で被覆され、それを通る少なくとも１つの開口を備える、請求項９記載の人工装置。
【請求項１４】
前記第１の構成要素が、その中に形成された１対の切欠きを備え、前記切欠きが、前記第１のフランジとほぼ平行な方向に前記第１の構成要素内に形成されている、請求項８記載の人工装置。
【請求項１５】
前記第２の構成要素が、その中に形成された１対の切欠きを備え、前記切欠きが、前記第２のフランジとほぼ平行な方向に前記第２の構成要素内に形成されている、請求項９記載の人工装置。
【請求項１６】
その中に形成された第１のくぼみを有し、前記第１のくぼみが第１のくぼみ表面を画定している第１の構成要素と、その中に形成された広くなるように形成されている第２のくぼみを有し、前記第２のくぼみが第２のくぼみ表面を画定している第２の構成要素と、前記第２のくぼみ表面と係合するための広くなるように形成されているフランジ部分および前記第１のくぼみ表面と係合するための凸型部分を有する突起部材とを備え、それによって前記突起部材の前記第１の構成要素および前記第２の構成要素との係合が、前記第１および前記第２の構成要素の間の少なくとも回転および平行運動を許容する、椎間空間内へ挿入するためのモジュラー式人工装置。
【請求項１７】
人工装置の一部分を形成するためのモジュラー式人工部材であって、その中に形成された広くなるように形成されているくぼみを有する第１のモジュラー部分と、前記くぼみと係合するためのフランジ部分を有する第２のモジュラー部分とを備え、それによって前記モジュラー式人工部材が、前記第２のモジュラー部分を介して別の人工部材と係合するように構成されている、人工装置の一部分を形成するためのモジュラー式人工部材。
【請求項１８】
前記くぼみが、前記第１のモジュラー部分の第１の表面内に形成されている、請求項１７記載のモジュラー式人工部材。
【請求項１９】
前記くぼみが、前記第１のモジュラー部分の前記第１の表面から離隔された関係にあるくぼみ表面を備える、請求項１８記載のモジュラー式人工部材。
【請求項２０】
前記くぼみが、前記第１の表面から前記くぼみ表面へ広くなるように形成されている、請求項１９記載のモジュラー式人工部材。
【請求項２１】
前記第２のモジュラー部分が突起部分をさらに備え、前記フランジ部分が、前記突起部分から前記フランジ部分の遠端部へ広くなるように形成されており、それによって前記フランジ部分の係合表面を画定している、請求項１９記載のモジュラー式人工部材。
【請求項２２】
前記係合表面が、前記くぼみ表面と係合するように構成され、前記係合表面が、前記第２のモジュラー部分の前記第１のモジュラー部分に対する平行運動を許容するために前記くぼみ表面よりも小さい、請求項２１記載のモジュラー式人工部材。
【請求項２３】
前記係合表面が円形であり、前記くぼみ表面が円形である、請求項２２記載のモジュラー式人工部材。
【請求項２４】
その中に形成された第１のくぼみを有する第１の構成要素と、その中に形成された広くなるように形成されている第２のくぼみを有する第２の構成要素と、それらの間の関節運動を許容するために前記第１および第２の構成要素のそれぞれと係合するように構成された突起部材とを有する人工装置を提供するステップと、
前記人工装置を第１の椎体と第２の椎体の間に画定された椎間空間内へ挿入するステップとを含む、
１対の椎体の間の関節運動を回復するための方法。
【請求項２５】
前記第１および第２の構成要素のそれぞれにフランジを設けるステップであって、前記第１のフランジが前記第１の椎体を貫通するように構成され、前記第２のフランジが前記第２の椎体を貫通するように構成されているフランジを設けるステップをさらに含む、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記第１および第２の椎体のそれぞれの中に開口を形成するステップをさらに含む、請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
前記第１および第２の構成要素のそれぞれにフランジを設けるステップであって、前記第１のフランジが前記第１の開口と係合するように構成され、前記第２のフランジが前記第２の開口と係合するように構成されているフランジを設けるステップをさらに含む、請求項２６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、整形外科および脊椎外科の分野に関し、いくつかの実施形態では、本開示は、自然の椎間板の全体的または部分的な交換に使用するための椎間人工関節、およびそれとともに使用するための方法および工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００３年２月１２日に提出された米国特許仮出願第６０／４４６，９６３号の利益を請求する。米国特許仮出願第６０／４４６，９６３号は、すべての正当な目的のために参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００３】
脊椎の運動セグメントに影響を与える病気、怪我または機能不全、および特に椎間板組織に影響を与えるものの治療では、変性した椎間板、断裂した椎間板または別様の欠陥のある椎間板の一部あるいは全部を除去することが、長い間公知であった。除去された椎間板組織やそうではなくて脊椎運動セグメントにない椎間板組織を含む場合、除去された椎間板組織によって前もって分離された椎骨の正確な間隔を確実にするために、正確な測定が行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
いくつかの例では、隣接する２つの椎骨が、移植骨組織、人工固定構成要素またはその他の合成物または装置を使用して、互いに固定される。しかし、脊椎固定術は、椎間固定の生体機械的剛性が隣接する脊椎運動セグメントを早く劣化させることで、医学界での関心を高めている。より具体的には、自然の椎間板とは異なり、脊椎の固定は、固定された椎骨が、互いに対して枢動および回転することを妨げる。このような運動性の欠如は、隣接する脊椎運動セグメントへの応力を増加させる。
【０００５】
また、椎間板の変性、椎間板ヘルニア、不安定性、脊椎狭窄、脊椎すべり症および脊椎関節炎を含む、いくつかの状態が隣接する脊椎運動セグメント内で生じることがある。したがって、多くの患者は、追加の椎間板除去術および／または脊椎固定術の結果としての別のタイプの外科処置を必要とすることがある。したがって、脊椎固定術の代替となるものが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
特に、本開示は、並進ならびに回転および枢動運動を提供することができる可動支持関節結合式の人工椎間板に関する。
椎間空間内へ挿入するための人工装置が提供される。人工装置は、その中に形成された第１のくぼみを有する第１の構成要素と、その中に形成された第２のくぼみを有する第２の構成要素とを有し、前記第１のくぼみが第１の構成要素のほぼ凹型のくぼみ表面を画定しており、前記第２のくぼみがほぼ平面状のくぼみ表面を画定しており、更に人工装置は第２のくぼみ表面と係合するように構成され第１および第２の構成要素の間の関節運動を許容する、第１のくぼみ表面と係合するように構成されている突起部材を備える。
別の実施形態では、椎間空間内へ挿入するためのモジュラー式人工装置が提供される。前記モジュラー式人工装置は、第１のくぼみ表面を画定している第１のくぼみが中に形成された第１の構成要素と、第２のくぼみ表面を画定している広くなるように形成されている第２のくぼみが中に形成された第２の構成要素と、第２のくぼみ表面と係合するため広くなるように形成されているフランジ部分および第１のくぼみ表面と係合するための凸型部分を有する突起部材とを備え、それによって突起部材の第１の構成要素および第２の構成要素との係合が、第１および第２の構成要素の間の少なくとも回転および平行運動を許容している。
【０００７】
さらに別の実施形態では、人工装置の一部分を形成するためのモジュラー式人工部材が提供される。前記モジュラー式人工部材は、その中に形成された広くなるように形成されているくぼみを有する第１のモジュラー部分と、前記くぼみと係合するためのフランジ部分を有する第２のモジュラー部分とを備え、それによって前記モジュラー式人工部材が、前記第２のモジュラー部分を介して別の人工部材と係合するように構成されている。
【０００８】
１対の椎体の間の関節運動を回復するための方法が提供される。前記方法は、第１のくぼみが中に形成された第１の構成要素と、広くなるように形成されている第２のくぼみが中に形成された第２の構成要素と、それらの間の関節運動を許容するために前記第１および第２の構成要素のそれぞれと係合するように構成された突起部材とを備える人工装置を提供するステップを含む。前記方法は、前記人工装置を第１の椎体と第２の椎体との間に画定された椎間空間内へ挿入するステップを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の原理についての理解を深める目的のために、図面に示され、それを説明するために特定の言語が使用されている、実施形態または実施例を参照する。それにもかかわらず、本発明の範囲を限定することがそれによって意図されていないことが理解されよう。説明される実施形態のいかなる変更およびさらなる修正、および本明細書で説明される本発明の原理のさらなる使用は、本発明が関連する当業者に通常行われるものであるように企図されている。同様に、別々に説明されている実施形態の個々の特徴は、追加の実施形態を形成するように結合されることができる。また脊椎すべり症などの奇形の例が議論される。しかし、本明細書で説明する様々な人工装置が、脊椎症の椎骨間だけでなく、ほぼ整列された椎骨間でも使用するように構成できることが理解される。
【００１０】
Ｉ  横方向矯正
脊椎すべり症などの変形の多くの場合、１つまたは複数の椎体が、他の椎骨または仙骨に対して変位されることがある。このような奇形では、前の位置から変位した椎体を再配置することによって、変位の量を減少させることが望ましい。脊椎すべり症の減少は、神経の障害および周囲の柔らかい組織への損傷を防止するために多大な注意を必要とする、技術を要求する手法でありうる。
【００１１】
図１を参照すると、自然の椎間板Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３によって分離されている、一群の隣接する上側および下側椎骨Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を示す、脊柱１０の一部分の側面図が示されている。４つの椎骨の図は、一例として意図されているに過ぎない。別の例は、仙骨と１つの椎骨であろう。図面に示すように、椎骨Ｖ２は、椎骨Ｖ１から矢印２２によって示す方向にずれている。同様に、椎骨Ｖ３は、矢印２３によって示す方向にずれており、椎骨Ｖ４は、矢印２４によって示す方向にずれている。椎骨Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の位置が、それぞれ矢印２２、２３、２４と反対の方向にそれらを移動させることによって矯正されることが望まれる。
【００１２】
さらなる例示のために図２をここで参照すると、下側椎骨ＶＬおよび上側椎骨ＶＵによって示されている変位された椎骨のうちの２つが、議論される。一実施形態では、２つの椎骨ＶＬ、ＶＵの間に配置された自然の椎間板のいくつかおよびすべてが、その詳細が当業者に公知である、椎間板切除術または類似の外科的手法を介して通常除去される。病気のまたは変性した椎間板の除去は、上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬの間の椎間空間Ｓの変形を結果として生じさせる。
【００１３】
本実施形態では、参照によって本明細書に組み込まれる２００２年１月９に提出された米国特許出願第１０／０４２，５８９に開示されている人工関節と同様に、人工関節を椎間空間Ｓ内に挿入することが望まれる。しかし、上記で参照した人工関節にある変更が必要である。以下の説明のために、議論および説明される人工関節は、上記で参照した特許出願に開示されているものと同一であってもよく、例外は以下で議論および示唆される。
【００１４】
脊椎すべり症は、以前は側方外科的アプローチによって矯正されなかった。しかし、いくつかの例では、脊椎すべり症の矯正は、血管および／または神経嚢の存在のため、側方アプローチによるものが望ましい。いくつかの実施形態では、側方アプローチは、脊椎の腰領域の脊椎すべり症を矯正するのに特に適しているが、脊椎の他の領域も企図されることを理解されたい。
【００１５】
図３ａおよび３ｂを参照すると、脊椎すべり症の矯正は、たとえば、椎骨ＶＵ、ＶＬそれぞれの中に挿入するための１対の骨ねじ３０、３２を設けることによって側方アプローチで対処されることができる。一実施形態では、骨ねじ３０、３２はバイコーティカルである。しかし、骨ねじは別法としてユニコーティカルであってもよいことを理解されたい。また、骨ねじ３０、３２は、吸収性材料、チタニウム、およびＰＥＥＫなどの様々な材料で形成されてもよい。ＰＥＥＫの実施形態は、ＰＥＥＫ材料の使用により生じる放射線透過性のため、有利である。骨ねじ３０、３２が、別法として他の機械的構造であってもよく、たとえばピンまたはリベットの形態をとってもよいことをさらに理解されたい。さらに、骨ねじ３０、３２は、椎骨ＶＵ、ＶＬと係合するためのねじ付き部分を有することを限定されない。
【００１６】
骨ねじ３０、３２は、両方の骨ねじの周りに回転するように構成されたロッド３４を介して互いに連結されてもよい。様々な接続部材が、ロッド３４以外に使用されてもよいことを理解されたい。たとえば、一様でない連結部材が、骨ねじ３０、３２を連結するために使用されてもよい。一様でない連結部材は、骨ねじの周りのその回転を補助するために係合されることができる複数のスロットおよび／または溝を提供してもよい。ロッド３４は、骨ねじ３０、３２の椎骨ＶＵ、ＶＬ内への挿入の前に接続されてもよく、または別法として、ねじの配置の後に続いて接続されてもよい。ロッド３４に矢印３６の方向の回転力を加えることによって、上側椎骨ＶＵが、下側椎骨ＶＬに対して所望の位置に戻される。回転力は、外科医によって使用されることができるたとえば回転自在なレンチ（図示せず）によって加えられることができる。上側椎骨ＶＵが、下側椎骨ＶＬに対して完全な矯正位置に完全に到達しないことがあるが、変位が、少なくとも最小にされることができることを理解されたい。
【００１７】
図示されていないが、別の実施形態では、脊椎にある椎骨ＶＵ、ＶＬが、両方の側方向から処置されることができることが企図されている。すなわち、骨ねじ３０、３２とほぼ同一である１対の骨ねじが、骨ねじ３０、３２の反対側から、骨ねじ３０、３２と対向する方向で、椎骨ＶＵ、ＶＬ内に挿入されてもよい。このような構成では、ロッド３４は、１対の骨ねじのそれぞれと係合するラチェットシステムで代替されることができ、同様に、椎骨ＶＵ、ＶＬが、椎骨を互いに対して所望の位置にするために互いに対して回転されてもよい。
【００１８】
さらに、ロッド３４が、外科医によって使用される任意の数およびタイプの回転工具を受けるために任意の数およびタイプの係合手段を備えてもよい。たとえば、キー付き接続部が、ロッド３４を対応する回転工具と係合させるとき、より大きな安定性を提供することができる。他の例では、締結工具が使用され、対応する締結切欠きが、締結工具を受けるためにロッド３４内に形成されてもよい。このような構成は、回転のために必要な力を達成することを補助することができる。
【００１９】
また、追加のロッド３４および骨ねじ３０、３２は、脊椎症の椎骨ＶＵ、ＶＬを、互いに対して所望の位置へ戻るように回転させるのに使用するように企図されている。追加のロッド３４および骨ねじ３０、３２は、処理中、追加の安定性を提供してもよい。
【００２０】
また、ほぼ横方向の挿入として示されているが、骨ねじ３０、３２の椎骨ＶＵ、ＶＬ内への挿入が、横方向に対してわずかに傾斜されてもよい。挿入中の骨ねじ３０、３２のこのような角度は、そこから外科医が椎骨ＶＵ、ＶＬの互いに対する回転を開始することができる好ましい把持角度を提供することができる。
【００２１】
図４ａ、図５および図６を参照すると、脊椎すべり症の矯正を補助するために椎間空間Ｓ（図２）内へ挿入するための椎間関節結合式の人工関節４０の一実施形態が示されている。関節結合式の人工関節４０は、ほぼ縦方向軸Ｌに沿って延びており、第１の関節構成要素４２および第２の関節構成要素４４を備える。関節構成要素４２、４４は、隣接する椎体ＶＵ、ＶＬの間の椎間空間Ｓ（図２）内に配置するようなサイズおよび形状にされた人工関節４０を形成するために協働する。
【００２２】
人工関節４０は、自然の椎間板によって供給される通常の生体の機械的運動とほぼ同様の運動を維持または回復するために、隣接する椎体の間の相対的な枢動および回転運動を供給する。より具体的には、関節構成要素４２、４４は、縦方向軸Ｌの周りの横方向または左右の枢動運動、および横方向軸Ｔの周りの前後の枢動運動を含む、いくつかの軸の周りで互いに対して枢動することを許されている。本開示の一実施形態では、関節構成要素４２、４４は、縦方向軸Ｌおよび横方向軸Ｔと交差する平面内にある任意の軸の周りで互いに対して枢動することを許されていることを理解されたい。
【００２３】
また、関節構成要素４２、４４は、回転軸Ｒの周りで互いに対して枢動することを許されている。人工関節４０は、特定の組合せの関節運動を供給するとして図示および説明されているが、たとえば相対的な直進または線形運動などの他の組合せの関節運動も可能であり、このような運動は、本開示の範囲内にあることを企図されていることを理解されたい。
【００２４】
人工関節４０の関節構成要素４２、４４は、多種多様な材料から形成されているが、本開示の一実施形態では、関節構成要素４２、４４は、コバルト・クロム・モリブデン金属合金（ＡＳＴＭ  Ｆ−７９９またはＦ−７５）で形成されている。しかし、本開示の代替となる実施形態では、関節構成要素４２、４４は、チタニウムまたはステンレス鋼、ポリエチレンなどのポリマー材料、または当業者に明らかであるその他の生体適合性材料などの他の材料で形成されてもよい。
【００２５】
関節構成要素４２、４４はそれぞれ、支持表面４６、４８を備え、支持表面は、椎骨に直接接触して配置されてもよく、好ましくは、たとえばリン酸カルシウムで形成されたハイドロキシアパタイトなどの骨成長促進物質で被覆されている。また、関節構成要素４２、４４の支持表面４６、４８はそれぞれ、成長中の骨をさらに強化するために骨成長促進物質で被覆される前に荒い面とされてもよい。このような表面の粗面化は、たとえば、酸エッチング、ローレット切り、ビード被膜の付着、または当業者に行われるその他の粗面化方法を用いて達成されてもよい。
【００２６】
関節構成要素４２は、関節結合表面５２および対向する支持表面４６を有する支持板５０を備える。支持板５０は、隣接する椎体ＶＬ（図２）の椎骨終板のサイズおよび形状にほぼ対応するサイズおよび形状にされている。支持板５０は、隣接する椎体ＶＵ、ＶＬ（図２）の間の椎間空間Ｓ（図２）内での人工関節４０の操作および挿入を補助するために、外科用器具（図示せず）の対応する部分を受けるまたはそれと係合するための１つまたは複数の切欠き５４またはその他の指標を備える。外科用器具（図示せず）は、関節構成要素４２、４４を人工関節４０の操作および挿入中所定の方向および互いに対する空間関係に保持し、隣接する椎骨の間に正確に配置された後、関節構成要素４２、４４を解放するように好ましくは構成されている。
【００２７】
本開示の一実施形態では、関節構成要素４２は、凸型形状を有する突起５６を備える。突起は、球状のボール（その半分が示されている）として構成されてもよい。たとえば、円筒形、楕円形またはその他の円弧状形状またはおそらくは非円弧状形状などの他の形状の突起５６も企図されることを理解されたい。関節構成要素４２の残りの部分は、たとえば、突起５６の周りに延びる四角い、または円錐形の形状などの平面状または非平面状の形状をとってもよいことを理解されたい。
【００２８】
フランジ部材またはキール５８が、支持表面４６から延びており、隣接する椎骨終板内に事前形成された開口内に配置するように構成されている。支持表面４６と同様に、キール５８は、たとえばリン酸カルシウムで形成されたハイドロキシアパタイト被覆などの骨成長促進物質で被覆されてもよい。また、キール５８は、成長中の骨をさらに強化するために骨成長促進物質で被覆される前に粗くされてもよい。一実施形態では、キール５８は、横方向軸Ｔに沿って延びており、支持表面４６に沿ってほぼ中央に配置されている。しかし、キール５８の他の位置および方向も企図されることを理解されたい。
【００２９】
一実施形態では、キール５８が、関節構成要素４２のほぼ一部に沿って横方向に延びている。このような実施形態は、たとえば前方アプローチとは逆の側方アプローチを使用した人工関節４０の挿入に対応する。さらなる実施形態では、キール５８は、キールの機能的な要求を容易にするように、傾斜、テーパ付けまたは他の形状に構成されてもよい。さらに別の実施形態では、キール５８は、キール５８の主本体部分を横切って延びる横部分（図示せず）を備える翼付きキールとして構成されてもよい。
【００３０】
一実施形態では、キール５８はキールを貫通する３つの開口６０を備える。３つの開口は、隣接する椎体ＶＵ、ＶＬ（図２）との固定を強化するよう、開口を通る骨の成長を容易にする。しかし、単一の開口または２つ以上の開口を含む、任意の数の開口６０が、キール５８を貫通して画定されてもよいことを理解されたい。開口６０は、キール５８を完全に貫通して延びる必要は必ずしもなく、別法としてそれを通って部分的に延びてもよいことも理解されたい。キール５８が、それを部分的にまたは全体的に通る開口６０を画定する必要は必ずしもないこともさらに理解されたい。また、開口６０は、円形の形状を有するように図示されているが、開口６０の他のサイズおよび形状も企図されることを理解されたい。
【００３１】
一実施形態では、関節構成要素４４は、関節結合表面７２および対向する支持表面４８を有する支持板７０を備える。支持板７０は、隣接する椎体ＶＵの椎骨終板のサイズおよび形状にほぼ対応するサイズおよび形状にされている。支持板７０は、関節構成要素４２を参照にして上記で議論したような、外科用器具の対応する部分を受けるまたはそれと係合するための１つまたは複数の切欠き７４またはその他の指標を備えることができる。
【００３２】
一実施形態では、関節結合表面７２は、くぼみ７６を備える。一実施形態では、くぼみ７６は、凹型の形状を有し、球形のソケットとして構成されている。しかし、たとえば、円筒形、楕円形またはその他の円弧状形状またはおそらくは非円弧状形状などの他のくぼみ７６の形状も企図されることを理解されたい。関節結合表面７２の残りの部分は、傾斜される、またはそうでない場合人工骨の挿入および／または使用を容易にするように構成されることができる。
【００３３】
凹型のくぼみ７６は、ほぼ滑らかな、連続的な表面を有するとして示されているが、当接する関節構成要素４２、４４の間に配置された、表面の陥没部または空洞が粒子状の塵などの物質を清浄するための手段を提供するためにくぼみ７６の一部分に沿って画定されてもよいことを理解されたい。このような場合、突起５６の凸型の円筒形表面が、ほぼ滑らかな、連続的な関節結合表面を別法として画定してもよい。別の実施形態では、凸型の突起５６および凹型のくぼみ７６は、当接する関節構成要素４２、４４の間に配置された粒子状の物質の除去を容易にするために表面の陥没部を画定してもよい。
【００３４】
関節構成要素４２のキール５８と同様に構成されたフランジ部材またはキール６８が、支持表面４８から延びている。一実施形態では、キール６８が、横方向軸Ｔに沿って延びており、支持表面４８の中心から偏移されている。このような実施形態は、側方アプローチを使用する人工関節４０の挿入に適合する。しかし、キール６８の他の形状、位置および方向も企図されることを理解されたい。たとえば、図４ｂおよび図４ｃでは、キール５８および６８が、静脈、動脈、骨部分、またはその他の人工関節４０の挿入中に配置される障害物の迂回を補助するために、横方向軸Ｔに対して傾斜されてもよい。また、キール６８は、傾斜、テーパ付け、またはキールの機能的な要求を容易にするようなある形状にされてもよい。さらに別の実施形態では、キール６８は、キールの主本体部分を横切って延びる横方向部分を備える翼付きキールとして構成されてもよい。
【００３５】
一実施形態では、および図５を参照すると、キール６８は、それを通って延びる３つの開口７０を備える。３つの開口は、隣接する椎骨との固定を強化するよう開口を通って骨が成長するのを容易にする。しかし、単一の開口または２つ以上の開口を含む、任意の数の開口７０が、キール６８を通って画定されてもよいことを理解されたい。開口７０は、キール６８を完全に貫通して延びる必要は必ずしもなく、別法としてそれを通って部分的に延びてもよいことも理解されたい。キール６８が、それを部分的にまたは全体的に通って延びる開口７０を画定する必要は必ずしもないこともさらに理解されたい。また、開口７０は、円形の形状を有するように図示されているが、開口７０の他のサイズおよび形状も企図されることを理解されたい。上記で議論したように、椎骨と直接接触する支持表面４６、４８は、好ましくは骨成長促進物質で被覆されている。特に、支持表面４８およびキール６８の表面は、隣接する椎体ＶＵとの骨の係合を促進するためにハイドロキシアパタイトで被覆されてもよい。これも上記で議論したように、支持表面４８およびキール６８の表面は、ハイドロキシアパタイト被覆の付着の前に粗く削られてもよい。
【００３６】
いくつかの実施形態では、キール５８、６８の一方または両方が、図４の縁部６８ａによって示される鋭利な前縁部を備えてもよい。このような縁部を有することによって、キールの関連する椎体への挿入が容易にされる。また、縁部６８ａは、隣接する椎体が、以下でより詳細に議論する、キール６８を受けるためのスロットを必要としないように十分鋭利であってもよい。
【００３７】
図７を参照すると、中心位置がずらされている人工関節４０の脊椎椎間空間内への挿入に対応するために、部分的に矯正された上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬが、人工関節４０（図７ａに断面を示す）をそれらの間で受けるように準備されてもよい。特に、細長い開口またはスロット８０、８２が、それぞれ上側および下側椎骨ＶＬ、ＶＵの椎骨終板に沿って、所定の幅で所定の深さまで形成されてもよい。スロット８０、８２は、変位した椎骨ＶＬおよび／またはＶＵに対応するために互いから横方向にオフセットされてもよい。一実施形態では、細長いスロット８０、８２は、矩形形状であり、椎骨ＶＵ、ＶＬに沿って横方向に延びている。特定の実施形態では、スロット８０、８２は、チゼルで彫ったりキューレットで掻爬したりすることで形成されている。しかし、たとえば穿孔したりまたはリーマーで孔を広げたりすることによるような、スロット８０、８２を形成するその他の方法も、当業者ならわかるように企図されている。また、人工関節４０のいくつかの実施形態では、キール５８および／または６８が、それぞれそれら自体の対応するスロット８０、８２を形成することができる。
【００３８】
図８を参照すると、一実施形態では、上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬは、完全に矯正され、したがって、代替となる人工関節９０が脊椎すべり症を矯正するのに使用できる。関節結合式の関節９０は、関節結合式の関節９０の様々な要素の方向を除いて人工関節４０とほぼ同様である。たとえば、完全に矯正された上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬ内への挿入に対応するために、関節結合式の関節９０は、関節結合式の関節の上側関節構成要素９４上のほぼ中央に配置された横方向に延びるキール９２と、下側関節構成要素９８上のほぼ中央に配置された横方向に延びるキール９６とを備えてもよい。また、上側関節構成要素９４は、下側関節構成要素９８から延びるほぼ中央に配置された突起１０２に対応するようにほぼ中央に配置されたくぼみ１００を備えてもよい。一実施形態では、上側および、下側関節構成要素９４、９８は、完全に矯正された上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬの間に配置されたとき、互いにほぼ同一平面状にある。
【００３９】
偏移された人工関節９０の挿入に対応するために、完全に矯正された上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬは、その間で人工関節９０を受けるように準備されてもよい。特に、細長い開口またはスロット１０４、１０６が、それぞれ上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬの椎骨終板に沿って所定の幅で所定の深さまで形成されてもよい。スロット１０４、１０６は、完全に矯正された上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬに対応するように互いにほぼ整列されてもよい。一実施形態では、細長いスロット１０４、１０６は、矩形であり、それぞれ椎骨ＶＵ、ＶＬを通って横方向に延びている。特定の実施形態では、スロット１０４、１０６は、チゼルで彫ったりキューレットで掻爬したりすることによって形成されている。しかし、当業者ならわかるように、たとえば穿孔したりまたはリーマーで広げるといった、スロット１０４、１０６を形成する他の方法も企図されている。また、人工関節のいくつかの実施形態では、キール９２および／または９６が、それぞれそれら自体の対応するスロット１０４、１０６を形成することができる。
【００４０】
図９を参照すると、代替となる実施形態では、滑動自在な人工関節１１０が、脊椎すべり症の治療のための側方アプローチを補助するために使用されることができる。滑動関節１１０は、ほぼ縦方向軸Ｌに沿って延びており、第１の滑動自在な構成要素１１２および第２の滑動自在な構成要素１１４を備える。滑動自在な構成要素１１２、１１４は、隣接する椎体の間の椎間空間内に配置するようなサイズおよび形状にされた滑動関節１１０を形成するために協働する。
【００４１】
滑動関節１１０は、自然の椎間板によって供給される通常の生体機械的運動とほぼ同様の運動を維持または回復するために、隣接する椎体の間の運動を供給する。より具体的には、滑動自在な構成要素１１２、１１４は、軸方向平面内で互いに対して平行運動することを許されている。人工関節１１０の滑動自在な構成要素１１２、１１４は、多種多様な材料から形成されてもよいが、一実施形態では、滑動自在な構成要素１１２、１１４は、コバルト・クロム・モリブデン金属合金（ＡＳＴＭ  Ｆ−７９９またはＦ−７５）で形成されている。しかし、本開示の代替となる実施形態では、滑動自在な構成要素１１２、１１４は、チタニウムまたはステンレス鋼、ポリエチレンなどのポリマー材料、または当業者に明らかであるその他の生体適合性材料などの他の材料で形成されてもよい。椎骨に直接接触して配置される滑動自在な構成要素１１２、１１４の表面は、好ましくは、たとえばリン酸カルシウムで形成されたハイドロキシアパタイト被覆などの骨成長促進物質で被覆されている。また、滑動自在な構成要素１１２、１１４の表面はそれぞれ、成長中の骨をさらに強化するために骨成長促進物質で被覆される前に荒く削られてもよい。このような表面の粗面化は、たとえば、酸エッチング、ローレット切り、ビード被膜の付着、または当業者に行われるその他の粗面化方法を用いて達成されてもよい。
【００４２】
滑動自在な構成要素１１２は、滑動自在な表面１１８および対向する支持表面１２０を有する支持板１１６を備える。支持板１１６は、好ましくは、隣接する椎骨の椎骨終板のサイズおよび形状にほぼ対応するサイズおよび形状にされている。支持板１１６は、隣接する椎骨の間の椎間空間内での人工関節１１０の操作および挿入を補助するために、外科用器具（図示せず）の対応する部分を受けるまたはそれと係合するための１つまたは複数の切欠き１２２またはその他の指標を備える。外科用器具（図示せず）は、滑動自在な構成要素１１２、１１４を人工関節１１０の操作および挿入中所定の方向および互いに対する空間関係に保持し、隣接する椎骨の間に正確に配置された後、滑動自在な構成要素１１２、１１４を解放するように好ましくは構成されている。
【００４３】
フランジ部材またはキール１２４が、支持表面１２０から延びており、隣接する椎骨終板内の事前形成された開口内に配置するように構成されている。一実施形態では、キール１２４は、支持表面１２０から垂直に延びており、支持表面１２０に沿ってほぼ中央に配置されている。しかし、キール１２４の他の位置および方向も企図されることを理解されたい。一実施形態では、キール１２４が、支持板１１４のほぼ一部に沿って横方向に延びている。このような実施形態は、側方アプローチを使用した人工関節１１０の挿入に対応する。さらなる実施形態では、キール１２４は、キールの機能的な要求を容易にするように、傾斜、テーパ付けまたは他の形状に構成されてもよい。さらに別の実施形態では、キール１２４は、キール１２４の主本体部分を横切って延びる横部分を備える翼付きキールとして構成されてもよい。
【００４４】
キール１２４は、キールを貫通して延びる開口１２６を備える。これは、隣接する椎骨との固定を強化するよう、開口を通る骨の成長を容易にする。しかし、単一の開口または３つ以上の開口を含む、任意の数の開口１２６が、キール１２４を通って画定されてもよいことを理解されたい。開口１０４は、キール１２４を完全に貫通して延びる必要は必ずしもなく、別法としてそれを部分的に通って延びてもよいことも理解されたい。キール１２４が、それを部分的にまたは全体的に通って延びる開口１２６を画定する必要は必ずしもないこともさらに理解されたい。また、開口１２６は、円形の形状を有するように図示されているが、開口１２６の他のサイズおよび形状も企図されることを理解されたい。上記で議論したように、椎骨と直接接触している滑動自在な構成要素１１２の表面は、好ましくは骨成長促進物質で被覆されている。特に、支持表面１２０およびキール１２４の表面は、隣接する椎骨との骨の係合を促進するためにハイドロキシアパタイトで被覆されてもよい。これも上記で議論したように、支持表面１２０およびキール１２４の表面は、ハイドロキシアパタイト被覆の付着の前に粗く削られてもよい。
【００４５】
一実施形態では、滑動自在な構成要素１１４は、滑動自在な表面１３０および対向する支持表面１３２を有する支持板１２８を備える。支持板１２８は、好ましくは、隣接する椎骨の椎骨終板のサイズおよび形状にほぼ対応するサイズおよび形状にされている。支持板１２８は、滑動自在な要素１１２を参照にして上記で説明したように、外科用器具の対応する部分を受けるまたはそれと係合するための１つまたは複数の切欠き１３４またはその他のタイプの指標を備えることができる。
【００４６】
滑動自在な要素１１２のキール１２４と同様に構成されたフランジ部材またはキール１３６が、支持表面１３２から延びている。一実施形態では、キール１３６は、支持表面１３２から垂直に延びており、椎骨の脊椎上での変位に対応するように支持表面１３２に沿って中心をずらして配置されている。また、中心をずらして配置されたキール１３６の位置は、静脈、動脈、骨部分、またはその他の関節１１０の挿入中に配置される障害物の迂回を補助する。キール１３６の他の位置、形状、方向および量もまた企図されることをさらに理解されたい。キール１３６は、異なる配置、形状または方向にされてもよく、あるいは同様のまたは追加の理由で、より多くのキール１３６が使用されることができることも理解されたい。
【００４７】
一実施形態では、キール１３６が、支持板１２８のほぼ一部に沿って横方向に延びている。このような実施形態は、たとえば前方アプローチ等の他のアプローチとは逆の側方アプローチを使用した人工関節１１０の挿入に対応する。さらなる実施形態では、キール１３６は、キールの機能的な要求を容易にするように、傾斜、テーパ付けまたは他の形状に構成されてもよい。さらに別の実施形態では、キール１３６は、キール１３６の主本体部分を横切って延びる横部分を備える翼付きキールとして構成されてもよい。
【００４８】
キール１３６は、キールを貫通して延びる３つの開口１３８を備える。これは、隣接する椎骨との固定を強化するよう、骨が開口を通って成長するのを容易にする。しかし、単一の開口または３つ以上の開口を含む、任意の数の開口１３８が、キール１３６を通って画定されてもよいことを理解されたい。開口１３８は、キール１３６を完全に貫通して延びる必要は必ずしもなく、別法としてそれを部分的に通って延びてもよいことも理解されたい。キール１３６が、それを部分的にまたは全体的に通って延びる開口１３８を画定する必要は必ずしもないこともさらに理解されたい。また、開口１３８は、円形の形状を有するように図示されているが、開口１３８の他のサイズおよび形状も企図されることを理解されたい。上記で議論したように、椎骨と直接接触している滑動自在な構成要素１１４の表面は、好ましくは骨成長促進物質で被覆されている。特に、支持表面１３２およびキール１３６の表面は、隣接する椎骨との骨の係合を促進するためにハイドロキシアパタイトで被覆されてもよい。これも上記で議論したように、支持表面１３２およびキール１３６の表面は、ハイドロキシアパタイト被覆の付着の前に粗くされてもよい。
【００４９】
いくつかの実施形態では、キール１２４、１３６の一方または両方が、縁部１２４ａ、１３６ａによって示される鋭利な前縁部を備えてもよい。このような縁部を有することによって、キール１２４、１３６の関連する椎体への挿入が容易にされる。また、縁部１２４ａ、１３６ａは、椎体が、以下でより詳細に議論する、キール１２４、１３６をそれぞれ受けるためのスロットを必要としないように十分鋭利であってもよい。
【００５０】
図１０を参照すると、脊椎椎間空間の人工関節１１０の挿入に対応するために、上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬが、人工関節１１０をそれらの間で受けるように準備されてもよい。特に、細長い開口またはスロット１４２、１４４が、それぞれ上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬの椎骨終板に沿って、所定の幅で所定の深さまで形成されてもよい。スロット１４２、１４４は、変位した椎骨ＶＬおよび／またはＶＵに対応するために互いから横方向にずらして配置されてもよい。本開示の一実施形態では、細長いスロット１４２、１４４は、矩形形状であり、椎骨ＶＵ、ＶＬに沿って横方向に延びている。特定の実施形態では、スロット１４２、１４４は、チゼルで彫られたりまたはキューレットで掻爬されることで形成されている。しかし、当業者ならわかるように、たとえば穿孔したりリーマで広げることでスロット１４２、１４４を形成するその他の方法も企図されている。また、人工関節のいくつかの実施形態では、キール１２４および／または１３６が、それぞれそれら自体の対応するスロット１４２、１４４を形成することができる。
【００５１】
図１１を参照すると、一実施形態では、上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬは、完全に矯正され、したがって、代替となる人工関節１５０が脊椎すべり症を矯正するのに使用されてもよい。関節結合式の関節１５０は、キールの方向を除いて人工関節１１０とほぼ同様である。たとえば、完全に矯正された上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬ内への挿入に対応するために、関節結合式の関節１５０は、関節結合式の関節の上側関節構成要素１５４上のほぼ中央に配置されたキール１５２と、下側関節構成要素１５８上のほぼ中央に配置されたキール１５６とを備えてもよい。一実施形態では、上側および下側関節構成要素１５４、１５８は、完全に矯正された上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬの間に配置されたとき、互いにほぼ同一平面状にある。
【００５２】
偏移された人工関節１５０の挿入に対応するために、完全に矯正された上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬは、その間で人工関節１５０を受け入れるように準備されてもよい。特に、細長い開口またはスロット１６０、１６２が、上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬの椎骨終板に沿って所定の幅で所定の深さまで形成されてもよい。スロット１６０、１６２は、完全に矯正された上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬに適合するように互いにほぼ整列されてもよい。一実施形態では、細長いスロット１６０、１６２は、矩形であり、それぞれ椎骨ＶＵ、ＶＬを通って横方向に延びている。特定の実施形態では、スロット１６０、１６２は、チゼルで彫ることで、またはキューレットで掻爬することで形成されている。しかし、当業者ならわかるように、たとえば穿孔したりまたはリーマで孔を広げたりすることでスロット１６０、１６２を形成する他の方法も企図されている。また、人工関節のいくつかの実施形態では、キール１５２および／または１５６が、それぞれそれら自体の対応するスロット１６０、１６２を形成することができる。
【００５３】
図１２および図１３を参照すると、上記で議論した運動保存実施形態と一致する、従来型の固定構成を超える方式で、固定板およびケージが１つまたは複数のキールを備えており、横方向に挿入できる。図１２を特に参照すると、横方向人工骨１７０は、ケージ１７２、上側キール１７４および下側キール１７６を備える。ケージ１７２は、それぞれ支持板１７８、１８０を通って上側および下側キール１７４、１７６と接続している。ケージ１７２は、テネシー州メンフィスのＭｅｄｔｒｏｎｉｃ  Ｓｏｆａｍｏｒ  Ｄａｎｅｋ社によって供給されているＬＴ―ＣＡＧＥテーパ付き腰部固定装置（登録商標）の多くの特徴を備えることができ、生体材料および／またはその他の骨成長促進材料を含むように使用されることができる。また、横方向キール１７４、１７６は、固定が行われている間、矯正された椎骨の変位を維持することを補助することができる。
【００５４】
図１３を参照すると、人工骨１９０は、板１９２、上側キール１９４、下側キール１９６、上側支持板１９８および下側支持板２００を備える。板１９２は、２つの支持板１９８、２００の間の所望の距離を維持し、固定を促進するために使用されることができる。プレート１９２が比較的薄くすることができるため、椎間空間の残りの部分が、生体材料、骨材料およびまたはその他の骨成長促進材料で充填されることができる。
【００５５】
ＩＩ  前方矯正
いくつかの例では、脊椎すべり症の矯正が、前方アプローチによるのが望ましいことがある。図１４〜図１６を参照すると、本発明の代替となる実施形態による椎間関節結合式の人工関節２１０が示されている。人工関節２１０は、ほぼ縦方向軸Ｌに沿って延びており、第１の関節構成要素２１２および第２の関節構成要素２１４を備える。関節構成要素２１２、２１４は、隣接する椎体ＶＵ、ＶＬの間の椎間空間Ｓのような、一対の隣接する椎体間の椎間空間内に配置するようなサイズおよび形状にされた人工関節２１０を形成するために協働する。
【００５６】
人工関節２１０は、自然の椎間板によってもたらされる正常な生体の機械的運動とほぼ同様の運動を維持または回復するために、隣接する椎体ＶＵ、ＶＬの間の相対的な枢動および回転運動を供給する。より具体的には、関節構成要素２１２、２１４は、縦方向軸Ｌの周りの横方向または左右の枢動運動、および横方向軸Ｔの周りの前後の枢動運動を含む、いくつかの軸の周りで互いに対して枢動することを許されている。本開示の一実施形態では、関節構成要素２１２、２１４は、縦方向軸Ｌおよび横方向軸Ｔと交差する平面内にある任意の軸の周りで互いに対して枢動することを許されていることを理解されたい。また、関節構成要素２１２、２１４は、回転軸Ｒの周りに互いに対して回転することを許されている。人工関節２１０は、関節運動の特定の組合せを提供するとして図示および説明されているが、たとえば、相対的な直進または線形運動などの関節運動の他の組合せも可能であり、本開示の範囲内にあると企図されることを理解されたい。
【００５７】
人工関節２１０の関節構成要素２１２、２１４は、多種多様な材料から形成されているが、本開示の一実施形態では、関節構成要素２１２、２１４は、コバルト・クロム・モリブデン金属合金（ＡＳＴＭ  Ｆ−７９９またはＦ−７５）で形成されている。しかし、本開示の代替となる実施形態では、関節構成要素２１２、２１４は、チタニウムまたはステンレス鋼、ポリエチレンなどのポリマー材料、または当業者に明らかであるその他の生体適合性材料などの他の材料で形成されてもよい。椎骨と直接接触して配置される関節構成要素２１２、２１４の表面は、たとえば、リン酸カルシウムで形成されたハイドロキシアパタイトなどの骨成長促進物質で被覆されている。また、椎体骨に直接接触して配置された関節構成要素２１２、２１４の表面は、成長中の骨をさらに強化するために骨成長促進物質で被覆される前に粗くされてもよい。このような表面の粗面化は、たとえば、酸エッチング、ローレット切り、ビード被膜の付着、または当業者に行われるその他の粗面化方法を用いて達成されてもよい。
【００５８】
関節構成要素２１２は、関節結合表面２１８および対向する支持表面２２０を有する支持板２１６を備える。支持板２１６は、隣接する椎骨の椎骨終板のサイズおよび形状にほぼ対応するサイズおよび形状にされている。支持板２１６は、隣接する椎骨の間の椎間空間内での人工関節２１０の操作および挿入を補助するために、外科用器具（図示せず）の対応する部分を受け入れて且つ係合するための１つまたは複数の切欠き２２２またはその他のタイプの指標を備える。外科用器具（図示せず）は、関節構成要素２１２、２１４を人工関節２１０の操作および挿入中所定の方向および互いに対する空間関係に保持し、隣接する椎骨の間に正確に配置された後、関節構成要素２１２、２１４を解放するように好ましくは構成されている。
【００５９】
一実施形態では、関節構成要素２１８は、凸型形状を有する突起２２４を備える。突起は、球状のボール（その半分が示されている）として構成されてもよい。たとえば、円筒形、楕円形またはその他の円弧状形状またはおそらくは非円弧状形状などの他の突起２２４の形状も企図されることを理解されたい。関節結合表面２１８の残りの部分は、たとえば、突起２２４の周りに延びる四角い、または円錐形の形状などの平面状または非平面状の形状をとってもよいことを理解されたい。
【００６０】
一実施形態では、突起２２４の凸型の関節結合表面が、突起２２４に沿って延びる表面陥没部または空洞２２６によって遮られている。一実施形態では、表面陥没部２２６は溝として構成されている。しかし、陥没部がないことを含む、他のタイプの表面陥没部も企図されることを理解されたい。溝２２６の一目的は、関節構成要素２１２、２１４の当接部分の間に配置された物質の除去を容易にすることである。より具体的には、溝２２６は、構成要素２１２、２１４の当接する関節結合表面の間に配置された粒子状材料などの物質を清浄するのを補助する。
【００６１】
フランジ部材またはキール２３０が、支持表面２２０から延びており、隣接する椎骨終板内に事前形成された開口内に配置するように構成されている。一実施形態では、キール２３０は、支持表面２２０から垂直に延びており、支持表面２２０に沿ってほぼ中央に配置されている。しかし、キール２３０の他の位置および方向も企図されることを理解されたい。
【００６２】
一実施形態では、キール２３０は、支持板２１６のほぼ全長に沿って延びている。このような実施形態は、前方アプローチを使用した人工関節２１０の挿入に対応する。さらなる実施形態では、キール２３０は、キールの機能的な要求を容易にするように、傾斜、テーパ付けまたは他の形状には構成されてもよい。さらに別の実施形態では、キール２３０は、キール２３０の主本体部分を横切って延びる横部分（図示せず）を備える翼付きキールとして構成されてもよい。
【００６３】
キール２３０は、それを通って延びる１対の開口２３２を備える。これは、隣接する椎骨との固定を強化するために骨が開口を通って成長するのを容易にする。しかし、単一の開口または３つ以上の開口を含む、任意の数の開口２３２が、キール２３０を通って画定されてもよいことを理解されたい。開口２３２は、キール２３０を完全に通って延びる必要は必ずしもなく、別法としてそれを通って部分的に延びてもよいことも理解されたい。キール２３０が、それを部分的にまたは全体的に通る開口２３２を画定する必要は必ずしもないこともさらに理解されたい。また、開口２３２は、円形の形状を有するように図示されているが、開口２３２の他のサイズおよび形状も企図されることを理解されたい。上記で議論したように、椎骨と直接接触する関節構成要素２１２の表面は、好ましくは骨成長促進物質で被覆されている。特に、支持表面２２０およびキール２３０の表面は、隣接する椎骨との骨の係合を促進するためにハイドロキシアパタイトで被覆されてもよい。これも上記で議論したように、支持表面２２０およびキール２３０の表面は、ハイドロキシアパタイト被覆の付着の前に粗くされてもよい。一実施形態では、関節構成要素２１４は、関節結合表面２４２および対向する支持表面２４４を有する支持板２４０を備える。支持板２４０は、隣接する椎骨の椎骨終板のサイズおよび形状にほぼ対応するサイズおよび形状にされている。支持板２４０は、関節構成要素２１２を参照にして上記で議論したように、外科用器具の対応する部分を受けるまたはそれと係合するための１つまたは複数の切欠き２４６またはその他の指標を備える。
【００６４】
一実施形態では、関節結合表面２４２は、球形のソケットの形状などの凹型の形状を有するくぼみ２５０を備える。しかし、たとえば、円筒形、楕円形またはその他の円弧状形状またはおそらくは非円弧状形状などの他のくぼみ２５０の形状も企図されることを理解されたい。関節結合表面２４２の残りの部分は、傾斜されており、またはそうでない場合、関節結合式の関節２１０の挿入および／または使用を容易にするように構成されている。
【００６５】
凹型のくぼみ２５０は、ほぼ滑らかな、連続的な表面を有するとして示されているが、当接する関節要素２１２、２１４の間に配置された、表面の陥没部または空洞が粒子状の塵などの物質を清浄するための手段を提供するためにくぼみ２５０の一部分に沿って画定されてもよいことを理解されたい。このような場合、ボール２２４の凸型の関節結合表面が、ほぼ滑らかな、連続的な関節結合表面を別法として画定してもよい。別の実施形態では、凸型の突起２２４および凹型のくぼみ２５０の各々が、当接する関節結合表面の間に配置された粒子状の物質の除去を容易にするために表面の陥没部を画定してもよい。
【００６６】
関節構成要素２１２のキール２３０と同様に構成されたフランジ部材またはキール２６０が、支持表面２４４から延びている。一実施形態では、キール２６０が、支持表面２４４から垂直に延びており、支持表面２４４に沿ってほぼ中央に配置されている。しかし、キール２６０の他の位置および方向も企図されることを理解されたい。関節構成要素２１４は、支持表面２４４から延びる２つ以上のキール２６０を備えてもよいことを理解されたい。
【００６７】
一実施形態では、キール２６０が、支持板２４０のほぼ全長に沿って延びている。このような実施形態は、前方アプローチを使用した人工関節２１０の挿入に対応している。さらなる実施形態では、キール２６０が、傾斜、テーパ付け、またはキールの機能的な要求を容易にするようなある形状にされてもよい。さらに別の実施形態では、キール２６０は、キール２６０の主本体部分を横切って延びる横方向部分（図示せず）を備える翼付きキールとして構成されてもよい。
【００６８】
キール２６０は、それを通って延びる１対の開口２６２を備える。これは、隣接する椎骨との固定を強化するために、骨が開口を通って成長することを容易にする。しかし、単一の開口または３つ以上の開口を含む、任意の数の開口２６２が、キール２６０を貫通して画定されてもよいことを理解されたい。開口２６２は、キール２６０を完全に貫通して延びる必要は必ずしもなく、別法としてそれを通って部分的に延びてもよいことも理解されたい。キール２６０が、それを部分的にまたは全体的に通る開口２６２を画定する必要は必ずしもないこともさらに理解されたい。また、開口２６２は、円形の形状を有するように図示されているが、開口２６２の他のサイズおよび形状も企図されることを理解されたい。上記で議論したように、椎骨と直接接触する関節構成要素２１４の表面は、好ましくは骨成長促進物質で被覆されている。特に、支持表面２４４およびキール２６０の表面は、隣接する椎骨との骨の係合を促進するためにハイドロキシアパタイトで被覆されてもよい。これも上記で議論したように、支持表面２４４およびキール２６０の表面は、ハイドロキシアパタイト被覆の付着の前に粗面化されてもよい。
【００６９】
いくつかの実施形態では、キール２３０、２６０の一方または両方は、図１４の縁部２６０ａによって示される鋭利な前縁部を備えてもよい。このような縁部を有することによって、関連する椎体へのキールの挿入が容易にされる。また、縁部２６０ａは、椎体が、以下でより詳細に議論する、キール２６０を受けるためのスロットを必要としないように十分鋭利であってもよい。
【００７０】
脊椎すべり症に関連する図１の椎骨Ｖ１〜Ｖ５などのずれた椎骨とともに働くためには、脊椎症のセグメントを完全に矯正および整列するという作業が、外科医によって達成可能でないまたは望ましくないことが認識されている。したがって、同時係属中の本明細書に組み込まれる米国特許第１０／０４２，５８９号に記載されている基本的な関節は、椎骨の変位に対応するための関連する変位を有する。すなわち、２つの隣接する脊椎症の椎骨の間の変位の量に対して、人工関節２１０の関節がそれに対応するように行われる。いくつかの実施形態では、このような変位は、関節構成要素２１２の関節結合表面２１８上の中心からずれた位置に１つまたは複数の突起２２４を配置し、関節構成要素２１４の関節結合表面２４２上の中心からずれた位置に１つまたは複数のくぼみ２５０を配置することによって行うことができる。このことは、未矯正のまたは部分的に矯正された偏移が移動されることを可能にする。
【００７１】
より具体的には、図１４および図１７を参照すると、突起２２４が、関節結合表面２１８に対して中心がずらされて配置されている。たとえば、下側椎骨（図１７のＶＬ）が後方方向へ（図１７の矢印Ｐによって示されている）ずれている場合、関節構成要素２１２は、突起２２４が関節結合表面２１８に対して前方方向へずらして配置されているように構成される。この例を続けると、したがって、上側椎骨ＶＵが前方方向へ（図１７の矢印Ａによって示されている）下側椎骨ＶＬからずらして配置されており、従って、くぼみ２５０が関節結合表面２４２に対して後方方向へずらして配置されるように関節構成要素２１４が構成される。このようにして、突起２２４およびくぼみ２５０を介して互いに係合するが、図１７の上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬのずれた関係に適合するように互いからまだずれて配置されているように、関節構成要素２１２、２１４を構成することができる。
【００７２】
図１６をここで参照すると、別の実施形態では、関節結合式の関節２１０は、図１７に対して（矢印２７２によって示す）、より目立った変位に対応するためにおよび／または亜脱臼に追加の安定性を提供するために、支持板２１６が延長セクション２７０を備えるように改良されてもよい。突起２２４は、関節構成要素２１２、２１４の間のより目立った変位を可能にするために延長セクション２７０上に配置されてもよい。
【００７３】
図２および図１７を参照すると、脊椎椎間空間Ｓの人工関節２１０の挿入に対応するために、上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬが、人工関節２１０をそれらの間で受けるように準備されてもよい。特に、細長い開口またはスロット２８０、２８２が、それぞれ上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬの椎骨終板に沿って、所定の幅で所定の深さまで形成されてもよい。本開示の一実施形態では、細長いスロット２８０、２８２は、矩形形状であり、椎骨ＶＵ、ＶＬの上側２８４から後方側に向かって延びている。特定の実施形態では、スロット２８０、２８２は、チゼルによって彫ったりキューレットで掻爬したりすることで形成されている。しかし、当業者ならわかるように、たとえば穿孔したりリーマで孔を大きくしたりすることでスロット２８０、２８２を形成する他の方法も企図されている。また、人工関節２１０のいくつかの実施形態では、キール２３０および／または２６０が、それぞれそれら自体の対応するスロット２８０、２８２を形成することができる。スロット２８０、２８２の準備および例示的なサイズが、同時係属中の本明細書に組み込まれる米国特許第１０／０４２，５８９号にさらに詳細に記載されている。図１８〜図２０を参照すると、他の実施形態では、関節構成要素２１２、２１４の一方または両方が、異なる数のキールおよび／または改良されたキールを備えてもよい。図１８を特に参照すると、２９０および２９２で示す２つのキールが、支持表面２４４から延びており、隣接する椎骨終板内の事前形成された開口内に配置されるように構成されている。一実施形態では、両方のキール２９０、２９２が、支持表面２４４から垂直に延びて、平行であり、支持表面２４４の中央部分に沿って均等に離隔されている。
【００７４】
図１９を特に参照すると、２９４および２９６で示す２つのキールが、支持表面２２４から延びており、隣接する椎骨終板内の事前形成された開口内に配置されるように構成されている。一実施形態では、両方のキール２９４、２９６が、支持表面２２４から垂直に延びて、平行であり、支持表面２２４の中央部分に沿って等しく離隔されている。キール２９０、２９２、２９４および２９６の他の配置および方向も企図されることを理解されたい。
【００７５】
図２０を特に参照すると、キール２９８が支持表面２４４に対向する横方向に延びる、すなわち「翼付き」部分３００を備えることを除いて、図１４のキール２６０と同様に、キール２９８が支持表面２４４から延びている。翼付き部分３００は、支持表面２４４を椎体ＶＵにきつく接して維持すること、および関節構成要素２１４のいかなる縦方向運動も実質的に防止することを含むいくつかの機能を提供する。同様に、キール３０２が、支持表面２２４から延びており、支持表面２２４に対向する翼付き部分３０４を備える。翼付き部分３０４は、支持表面２２４を椎体ＶＵにきつく接して維持すること、および関節構成要素２１２のいかなる縦方向運動も実質的に防止することを含むいくつかの機能を提供する。
【００７６】
図２１〜図２３を参照すると、上記で説明した代替となる人工関節２１０の椎間空間Ｓ内への挿入に適合するために、上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬを、人工関節２１０をそれらの間で受けるように準備することができる。図２１を特に参照すると、図１８の人工関節２１０の形状に対して、複数のスロット３１０および３１２が、上側椎骨ＶＵの椎骨終板に沿って形成され、単一のスロット３１４が、下側椎骨ＶＬの椎骨終板に沿って形成されている。図２２を特に参照すると、図１９の人工関節２１０の形状に対して、複数のスロット３１６、３１８および３２０、３２２が、それぞれ、上側椎骨ＶＵおよび下側椎骨ＶＬの椎骨終板に沿って形成されている。図２３を特に参照すると、図２０の人工関節２１０の形状に対して、翼付きスロット３２４、３２６が、それぞれ、上側椎骨ＶＵおよび下側椎骨ＶＬの椎骨終板に沿って形成されている。スロット３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６の準備は、図１７に関して上記で議論したのと同様の方式で達成されることができる。翼付きスロット３２４、３２６に対して、標準的なチゼルを使用することができる、または別法として、独自の翼形状のチゼルを使用することができる。
【００７７】
図２４を参照すると、人工関節２１０に加えて、織物状の矯正用インプラント３３０が、２つの椎骨ＶＵ、ＶＬの間の人工的な靭帯として作用するように使用されることができる。織物状インプラント３３０の一実施形態は、参照によって組み込まれる米国特許第１０／０８２，５７９号に開示されている。インプラント３３０は、２つの椎骨ＶＵ、ＶＬをともに安定化させ、さらに固定することを補助するために自然の靭帯が機能するように機能し、さらなる変位を防止することを助ける（または変位が術前にそうであった方式に戻ることを防止する）。
【００７８】
図２５および２６を参照すると、椎骨ＶＬに対する関節突起３３４のような後方要素と接続する骨要素３３２内の断面によって示されているような部分破壊もまた、前方アプローチによる脊椎すべり症の矯正中に処置されることが、企図されている。さらにわかりやすくするために、破壊された骨要素３３２が図２５では強調されていることを理解されたい。部分破壊は、骨要素３３２を通して椎体ＶＬ内の開口３３８内へ及び関節突起３３４内へ、ねじ付き部分３３６ａおよびねじなし部分３３６ｂを有するラグねじ３３６をねじ込むことによって修復できる。いくつかの実施形態では、開口３３８の全部または一部が、ドリルまたはチゼル（図示せず）で事前に穿孔されることができる。ラグねじ３３６が、前方方向を通って挿入およびアクセスされ、複数のねじが複数の突起を修復するために使用されることができる。破壊された後方要素を捕捉し、ラグねじ３３６を締結することによって、椎骨ＶＬが修復される。
【００７９】
ＩＩＩ  経椎間孔人工関節
いくつかの例では、神経根、硬膜、黄色靭帯および棘間靭帯などの重要な解剖学的構造の潜在的な損傷のため、障害のある椎間板空間に侵入して除去することが困難であることがよくある。たとえば靭帯構造の保存は、セグメントおよびその隣接する対応部分の生体機械的安定性を回復するために極めて重要である。これらの状況では、経椎間孔アプローチにより、片側に神経孔を開けることによって椎間板空間全体のクリアランスが可能となる。適切なクリアランスの後、後方突起間伸延によって、椎間区画のさらなる拡大を達成することが可能である。この手法は、経椎間孔腰椎椎体間固定術、すなわちＴＩＬＦなどの固定技術のために使用されているが、今まで運動保存インプラントとともに使用されていなかった。
【００８０】
図２７を参照すると、経椎間孔アプローチでは、椎間板Ｖは、矢印４００によって示すようにアプローチされる。このアプローチは、後方アプローチと側方アプローチとの間であり、いくつかの場合、椎間板の片側のみが、処置を行うために（右または左に）露出される必要がある。
【００８１】
図２８〜図３０を参照すると、本開示の別の形態による椎間関節結合式の人工関節４１０が示されている。関節結合式の関節４１０は、ほぼ縦方向Ｌに沿って延びており、第１の関節構成要素４１２および第２の関節構成要素４１４を備える。関節構成要素４１２、４１４は、隣接する椎体の間の椎間空間内に配置するようなサイズおよび形状にされた関節結合式の関節４１０を形成するために協働する。
【００８２】
人工関節４１０は、自然の椎間板によって供給される通常の生体機械的運動とほぼ同様の運動を維持または回復するために、隣接する椎体の間の相対的な枢動および回転運動を提供する。より具体的には、関節構成要素４１２、４１４は、縦方向軸Ｌの周りの横方向または左右の枢動運動、および横方向軸Ｔの周りの前後の枢動運動を含む、いくつかの軸の周りで互いに対して枢動することを許されている。本開示の一実施形態では、関節構成要素４１２、４１４は、縦方向軸Ｌおよび横方向軸Ｔと交差する平面内にある任意の軸の周りで互いに対して枢動することを許されていることを理解されたい。また、関節構成要素４１２、４１４は、好ましくは回転軸Ｒの周りで互いに対して枢動することを許されている。人工関節４１０は、特定の組合せの関節運動を提供するとして図示および説明されているが、他の組合せの関節運動も可能であり、本開示の範囲内にあることを企図されていることを理解されたい。たとえば相対的な直進または線形運動などの他のタイプの関節運動も企図されることを理解されたい。
【００８３】
人工関節４１０の関節構成要素４１２、４１４は、多種多様な材料から形成されているが、本開示の一実施形態では、関節構成要素４１２、４１４は、コバルト・クロム・モリブデン金属合金（ＡＳＴＭ  Ｆ−７９９またはＦ−７５）で形成されている。しかし、本開示の代替となる実施形態では、関節構成要素４１２、４１４は、チタニウムまたはステンレス鋼、ポリエチレンなどのポリマー材料、または当業者に明らかであるその他の生体適合性材料などの他の材料で形成されてもよい。椎骨に直接接触して配置される関節構成要素４１２、４１４の表面は、好ましくは、たとえばリン酸カルシウムで形成されたハイドロキシアパタイトなどの骨成長促進物質で被覆されている。また、椎骨に直接接触して配置される関節構成要素４１２、４１４の表面は、好ましくは、成長中の骨をさらに強化するために骨成長促進物質で被覆される前に粗くされてもよい。このような表面の粗面化は、たとえば、酸エッチング、ローレット切り、ビード被膜の付着、または当業者は思いつくであろう他の粗面化方法を用いて達成されてもよい。
【００８４】
関節構成要素４１２は、関節結合表面４１８および対向する支持表面４２０を有する支持板４１６を備える。支持板４１６は、隣接する椎体の椎骨終板のサイズおよび形状にほぼ対応するサイズおよび形状にされている。一実施形態では、支持板４１６は経椎間孔挿入アプローチを容易にするような形状にされている。同様に、支持板４１６は、関節結合表面４１８および支持表面４２０の間に延びる支持板４１６のほぼ細長い部分として画定されている湾曲した側部部分４２２ａ、４２２ｂを備える。図示されていないが、支持板４１６は、隣接する椎骨の間の椎間空間内での人工関節４１０の操作および挿入を補助するために、外科用器具（これも図示せず）の対応する部分を受けるまたはそれと係合するための１つまたは複数の切欠きまたはその他の指標を備える。外科用器具（図示せず）は、関節構成要素４１２、４１４を人工関節４１０の操作および挿入中所定の方向および互いに対する空間関係に保持し、隣接する椎骨の間に正確に配置された後関節構成要素４１２、４１４を解放するように好ましくは構成されている。
【００８５】
一実施形態では、関節結合表面４１８は、凸型形状を有する突起４２４を備える。突起は、球状のボール（その半分が示されている）として構成されてもよい。たとえば、円筒形、楕円形またはその他の円弧状形状またはおそらくは非円弧状形状などの突起４２４の他の形状も企図されることを理解されたい。関節結合表面４１８の残りの部分は、たとえば、突起４２４の周りに延びる四角い、または円錐形の形状などの平面状または非平面状の形状をとってもよいことを理解されたい。
【００８６】
フランジ部材またはキール４２６が、支持表面４１０から延びており、隣接する椎骨終板内に事前形成された開口内に配置するように構成されている。一実施形態では、キール４２６は支持表面４２０から垂直に延びており、支持表面４２０に沿ってほぼ中央に配置されている。しかし、キール４２６の他の位置および方向も企図されることを理解されたい。
【００８７】
一実施形態では、キール４２６が、支持板４１６のほぼ一部に沿って横方向に延びている。キール４２６は、図２７の矢印４００とほぼ同様の方向に曲げられている。キール４２６の曲率は、側部部分４２２ａ、４２２ｂの曲率とほぼ同様であり、一致している。このような実施形態は、上記で議論した前方アプローチまたは側方アプローチとは逆の経椎間孔アプローチを使用した人工関節４１０の挿入に適合している。さらなる実施形態では、キール４２６は、傾斜、テーパ付け、またはキールの機能的な要求を容易にするようなある形状にされてもよい。さらに別の実施形態では、キール４２６は、キール４２６の主本体部分を横切って延びる横方向部分（図示せず）を備える翼付きキールとして構成されてもよい。
【００８８】
キール４２６は、それを通って延びる３つの開口４２８を備える。これは、隣接する椎骨との固定を強化するために、骨が開口を通って成長することを容易にする。しかし、単一の開口または３つ以上の開口を含む、任意の数の開口４２８が、キール４２６を通って画定されてもよいことを理解されたい。開口４２８は、キール４２６を完全に通って延びる必要は必ずしもなく、別法としてそれを通って部分的に延びてもよいことも理解されたい。キール４２６が、それを部分的にまたは全体的に通る開口４２８を画定する必要は必ずしもないこともさらに理解されたい。また、開口４２８は、円形の形状を有するように図示されているが、開口４２８の他のサイズおよび形状も企図されることを理解されたい。上記で議論したように、椎骨と直接接触する関節構成要素４１２の表面は、好ましくは骨成長促進物質で被覆されている。特に、支持表面４２０およびキール４２６の表面は、隣接する椎体との骨係合を促進するためにハイドロキシアパタイトで被覆されてもよい。これも上記で議論したように、支持表面４２０およびキール４２６の表面は、ハイドロキシアパタイト被覆の付着の前に粗面化されてもよい。
【００８９】
一実施形態では、関節構成要素４１４は、関節結合表面４３２および対向する支持表面４３４を有する支持板４３０を備える。支持板４３０は、隣接する椎骨の椎骨終板のサイズおよび形状にほぼ対応するサイズおよび形状にされている。一実施形態では、支持板４３０は、経椎間孔挿入アプローチを容易にするような形状にされている。同様に、支持板４１６は、関節結合表面４３２と支持表面４３４との間を延びる支持板４３０の全体的に細長い部分として画定された、湾曲した側部部分４３６ａ、４３６ｂを備える。図示されていないが、支持板４３０は、関節要素４１２を参照にして上記で説明したように、外科用器具の対応する部分を受けるまたはそれと係合するための１つまたは複数の切欠きまたはその他のタイプの指標を備える。
【００９０】
一実施形態では、関節結合表面４３２は、凹型の形状を有し、球形のソケットとして構成されているくぼみ４４０を備える。しかし、たとえば、円筒形、楕円形またはその他の円弧状形状またはおそらくは非円弧状形状などの、くぼみ４４０の他の形状も企図されることを理解されたい。関節結合表面４３２の残りの部分は、傾斜される、またはそうでない場合人工骨の挿入および／または使用を容易にするように構成されることができる。凹型のくぼみ４４０は、ほぼ滑らかな、連続的な関節結合表面を有するとして示されているが、粒子状の塵などの物質を清浄するための手段を提供するために、当接する関節要素４１２、４１４の関節結合表面の間に配置される、表面の陥没部または空洞がくぼみ４４０の一部分に沿って画定されてもよいことを理解されたい。このような場合、ボール４２４の凸型の関節結合表面が、ほぼ滑らかな、連続的な関節結合表面を別法として画定してもよい。別の実施形態では、凸型の突起４２４および凹型のくぼみ４４０は、当接する関節結合表面の間に配置された粒子状の物質の除去を容易にするために表面の陥没部を画定してもよい。
【００９１】
関節構成要素４１２のキール４２６と同様に構成されたフランジ部材またはキール４５０が、支持表面４３４から延びている。一実施形態では、キール４５０が、中央に配置されることができ、直接またはキール４５０と平行に並べて配置される。キール４５０は、キール４２６と同様の図２７の矢印４００の方向に曲げられている。キール４５０の曲率は、側部部分４３６ａ、４３６ｂの曲率と実質的に同様であり一致している。このような実施形態は、上記で議論した前方アプローチまたは側方アプローチとは異なる経椎間孔アプローチを使用した人工関節４１０の挿入に適合している。いくつかの実施形態では、キール４５０の位置が、静脈、動脈、骨部分、または人工関節４１０の挿入中に配置される他の障害物を迂回するのを補助するために、中心をずらして配置されてもよい。
【００９２】
キール４５０はまた、異なるような配置、形状または方向にされてもよく、またはより多くのキール４５０が、同様のまたは更なる理由で使用されてもよい。キール４５０は、傾斜、テーパ付け、またはキールの機能的な要求を容易にするような他の形状にされてもよい。さらに別の実施形態では、キール４５０は、キールの主本体部分を横切って延びる横方向部分（図示せず）を備える翼付きキールとして構成されてもよい。
【００９３】
一実施形態では、キール４５０は、それを通って延びる３つの開口４５２を備える。これは、隣接する椎骨との固定を強化するために、骨が開口を通って成長することを容易にする。しかし、単一の開口または３つ以上の開口を含む、任意の数の開口４５２が、キール４５０を通って画定されてもよいことを理解されたい。開口４５２は、キール４５０を完全に貫通して延びる必要は必ずしもなく、別法としてキールを通って部分的に延びてもよいことも理解されたい。キール４５０が、キールを部分的にまたは全体的に通る開口４５２を画定する必要は必ずしもないこともさらに理解されたい。また、開口４５２は、円形の形状を有するように図示されているが、開口４５２の他のサイズおよび形状も企図されることを理解されたい。上記で議論したように、椎骨と直接接触する関節構成要素４１４の表面は、好ましくは骨成長促進物質で被覆されている。特に、支持表面４３４およびキール４５０の表面は、隣接する椎骨との骨係合を促進するためにハイドロキシアパタイトで被覆されてもよい。これも上記で議論したように、支持表面４３４およびキール４５０の表面は、ハイドロキシアパタイト被覆の付着の前に粗くされてもよい。いくつかの実施形態では、キール４２６、４５０の一方または両方が、図２８ｃの縁部４６０、４６２によって示される鋭利な前縁部を備えてもよい。このような縁部を有することによって、キールの関連する椎体への挿入が容易にされる。また、縁部４６０、４６２は、隣接する椎体が、以下でより詳細に議論する、キール４２６、４５０を受けるためのスロットを必要としないように十分鋭利であってもよい。
【００９４】
図３１ａおよび図３１ｂを参照すると、人工関節４１０の挿入に適合するように、上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬは、その間で人工関節４１０を受け入れるように準備されてもよい。図３１ａを特に参照すると、図２８〜図３０の人工関節４１０の形状に対して、複数のスロット４７０、４７２が、上側椎骨ＶＵおよび下側椎骨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自体によって作成してもよく、または事前に準備してもよい。
【００９５】
図３２を参照すると、人工関節４１０が上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬの間に挿入される前に、１つまたは複数のスロット４７０、４７２を準備することが望ましい。スロット４７０、４７２は、スロット４７２によって示すように、挿入中の人工関節４１０の運動を容易にするために、湾曲したキール４２６、４５０に従って曲げられてもよい。
【００９６】
図３３〜図３５を参照すると、直線状のスロットの切削しか可能でないチゼル切削の代替として、ミリングガイド５００を、上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬ内に湾曲したスロット４７０、４７２（図３２で４７２によって示されている）を切削するためのミリング工具５０２とともに使用することもできる。ミリングガイド５００およびミリング工具５０２は、チタニウムなどの生体適合性材料を含む任意の材料で形成できる。ミリングガイド５００は、スロット４７０、４７２のための所望の曲線の形状に対応するための湾曲した開口５０４を画定する、細長い湾曲した部材５０３を備える。もちろん、ミリングガイド５００、したがって湾曲した開口５０４の曲率は、スロット４７０、４７２の所望の湾曲に応じて様々であってよい。一実施形態では、ミリングガイド５００は、湾曲した開口５０４の曲率が、ミリングガイドを交換する必要なく変更されることができるように、再形成の際に正確な形状を維持する柔軟な材料で形成されている。ミリングガイド５００、したがって湾曲した開口５０４はまた、スロット４７０、４７２が椎骨の後方要素を通って連続される必要がある場合、スロットのこのような延長が同時に達成されることができるように十分な長さである。
【００９７】
図３４ａおよび３４ｂを特に参照すると、一実施形態では、ミリング工具５０２は、湾曲した開口５０４内で回転運動および平行運動されるように配置されたミリングビット５１０を備える。一実施形態では、ミリングビット５１０は、上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬ内に同時に延びることができる２溝彫りビットである。
【００９８】
ミリングビット５１０はまた、湾曲した開口５０４内で前後に移動されることができるように、直進方向の力を受けるように構成されている。図３４ｂを参照すると、一実施形態では、ミリングビットハンドル５３０が、ハウジング５２２（その一部が図示されている）と任意の従来型の方式で接続されている。ハンドル５３０は、ハウジング５２２から、外科医（図示せず）に対してミリングガイド５００の近端部５３４に形成されたスロット５３２を通って延びている。このようにして、ハンドル５３０は、外科医によって平行運動されることができ、それによって湾曲した開口５０４を通ってミリングビット５１０を平行運動させる。このようにして、ハンドル５３０は、ミリングビット５１０に平行運動を賦与するように構成されている。湾曲した開口５０４内のミリングビット５１０の運動に適合するように、１対の支持アセンブリ５１２、５１４が、ミリングビット５１０を湾曲した開口に沿ってガイドするためにハウジング５２２に隣接して配置されてもよい。
【００９９】
ハウジング５２２は、一実施形態ではギアアセンブリ５２４である回転アセンブリを収容している。ギアアセンブリ５２４は、回転自在なシャフト５２８と接続されてその周りに環状に延びている駆動ギア５２６を備える。シャフト５２８は、電源５１６（図３５）によって表される外部源を介して回転自在である。一実施形態では、シャフト５２８が、ハンドル５３０内に収容されている。
【０１００】
ギアアセンブリ５２４は、ミリングビット５１０と接続され、その周りに環状に延びているビットギア５３０をさらに備える。ビットギア５３０は、ビットギアが駆動ギア５２６に対して垂直であり、駆動ギアと接触するようにミリングビット５１０上に配置されている。すなわち、シャフト５２８の回転が、ギアアセンブリ５２４を介してミリングビット５１０に回転を賦与する。１対の環状のショルダ５３４、５３６もまた、ミリングビットが、図３４ｂに示すように上または下方向に滑ることなく湾曲した開口５０４を通って前後に容易に運動することができるようにミリングビット５１０と接続されている。ギアアセンブリ５２４は、ミリングビット５１０に回転運動を賦与するために使用されるアセンブリの例示に過ぎないことを理解されたい。空気圧タイプのシステムなど、他のタイプの回転賦与アセンブリが、本開示内にあるように企図される。
【０１０１】
図３４ｃを参照すると、このような一実施形態で、空気圧システム５３８が、ミリングビット５１０に回転を賦与するために採用されてもよい。一実施形態では、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ  Ｍｉｄａｓ  Ｒｅｘ（登録商標）Ｌｅｇｅｎｄ（商標）モータが、空気圧システムに動力（Ｐによって表される）を供給するために使用される。従来型のバルブ５３９が、ミリングビット５１０を回転させるために供給される空気流および圧力を制御するために使用される。さらに他の実施形態では、手動または組合せの電源が、好ましい電源５１６（図３４ｂ）およびＰ（図３４ｃ）であるように企図されている。
【０１０２】
図３４ａおよび図３４ｂを参照すると、ガイドハンドル５４０が、ミリングガイド５００がミリングビット５１０に対して独立に運動可能であるようにさらに設けられている。したがって、一実施形態では、ミリングガイド５００がガイドハンドル５４０を介して保持される一方、ミリングビット５１０がハンドル５３０を介して湾曲した開口５０４内で動かされるようにできる。いくつかの実施形態では、ハンドル５３０が、図３４ｂに示すようにガイドハンドル５４０を通って延びている。結果として、図３５を参照すると、ミリングビット５１０は、矢印Ｒ１によって示される方向に回転するように構成され、矢印Ｒ２によって示される方向に湾曲した開口５０４を通って平行運動するように構成されている。
【０１０３】
術中、ミリングガイド５００およびミリング工具５０２が、人工関節４１０の下側部分を受けるように椎体ＶＬを準備するために、スロット４７２などのスロットを切削するために使用されることができる。外科医は、スロット４７２に賦与するための所望の量の曲率を最初に選択し、対応するミリングガイド５００を選択または構成する。外科医は次に、ミリングガイド５００を上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬの間の椎間空間内に配置し、ミリングビット５１０を上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬと当接させるために、経椎間孔アプローチから椎体ＶＬに接近する。適切に配置すると、外科医は次に、ミリングビット５１０で上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬ内の切削を開始するために、電源５１６を介してミリング工具５０２を作動させる。
【０１０４】
ミリングガイド５００は、ミリングビット５１０がミリングガイドを通って平行運動している間、ミリングガイドが静止するように外科医によってまたは外部器具を介して保持されてもよい。ミリングガイド５００の曲率は、図３２の下側椎骨ＶＬ内に示されたスロット４７２などの経椎間孔スロットを切削し、上側および下側椎骨に椎間人工関節４１０を受け入れる準備をさせるように、上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬを通って椎間孔を経てミリングビット５１０をガイドする。
【０１０５】
代替となる実施形態では、人工関節４１０のキールが、関節を挿入するのに使用される、湾曲した、経椎間孔アプローチを補助するために代替となる形状および構成をとってもよい。図３６〜図３８を参照すると、符号５５０および５６０で示されているキールが、それぞれ支持表面４３４および４２０から延びている。キール５５０、５６０は、図２８〜図３０のキール４５０、４２６と比較して、比較的短く、したがって、それぞれ支持表面４３４および４２０の短い部分に沿って延びている。キール５５０、５６０が比較的に短いことは、このようなキールが、それぞれ開口４７０、４７２を追従することを補助する。加えて、キールが比較的短いこと及びそのようなキールが開口４７０、４７２にそれぞれ容易に追従できることで、キールが、直線状または湾曲したキールのいずれかとして構成されることを可能にし、このことは人工関節４１０の設計オプションを増加させる。キール５５０、５６０はまた、上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬ内へのキールの挿入を補助するためにテーパ付けされてもよい。
【０１０６】
ＩＶ  前方傾斜人工関節
神経根、硬膜、黄色靭帯および棘間靭帯などの重要な解剖学的構造の潜在的な損傷回避するために使用されることができる別のアプローチは、前方傾斜アプローチである。たとえば、椎骨Ｌ４およびＬ５の間の椎間空間、ならびに上側の椎間板レベルへの直線的な前方アプローチには、主要な血管が脊柱の前側に付着しているため、全椎間板代替インプラントの挿入中、高い外科的リスクが存在することがある。
【０１０７】
図３９〜図４１を参照すると、本開示の別の形態による椎間関節結合式の人工関節６００が示されている。人工関節６００は、ほぼ縦方向軸Ｌに沿って延びており、第１の関節構成要素６０２および第２の関節構成要素６０４を備える。関節構成要素６０２、６０４は、隣接する椎体の間の椎間空間内に配置するようなサイズおよび形状にされた人工関節６００を形成するために協働する。
【０１０８】
人工関節６００は、自然の椎間板によって提供される通常の生体機械的運動とほぼ同様の運動を維持または回復するために、隣接する椎体の間の相対的な枢動および回転運動を提供する。より具体的には、関節構成要素６０２、６０４は、縦方向軸Ｌの周りの横方向または左右の枢動運動、および横方向軸Ｔの周りの前後の枢動運動を含む、いくつかの軸の周りで互いに対して枢動することを許されている。一実施形態では、関節構成要素６０２、６０４は、縦方向軸Ｌおよび横方向軸Ｔと交差する平面内にある任意の軸の周りで互いに対して枢動することを許されていることを理解されたい。また、関節構成要素６０２、６０４は、回転軸Ｒの周りで互いに対して回転することを許されている。人工関節６００は、特定の組合せの関節運動を提供するものとして図示および説明されているが、他の組合せの関節運動も可能であり、このような運動は、本開示の範囲内にあることを企図されていることを理解されたい。たとえば相対的な直進または線形運動などの他のタイプの関節運動も企図されることを理解されたい。
【０１０９】
人工関節６００の関節構成要素６０２、６０４は、多種多様な材料から形成されているが、本開示の一実施形態では、関節構成要素６０２、６０４は、コバルト・クロム・モリブデン金属合金（ＡＳＴＭ  Ｆ−７９９またはＦ−７５）で形成されている。しかし、本開示の代替となる実施形態では、関節構成要素６０２、６０４は、チタニウムまたはステンレス鋼、ポリエチレンなどのポリマー材料、または当業者に明らかであるその他の生体適合性材料などの、他の材料で形成されてもよい。椎骨に直接接触して配置される関節構成要素６０２、６０４の表面は、好ましくは、たとえばリン酸カルシウムで形成されたハイドロキシアパタイトコーティングなどの骨成長促進物質で被覆されている。また、椎骨に直接接触して配置される関節構成要素６０２、６０４の表面は、好ましくは、成長中の骨をさらに強化するために骨成長促進物質で被覆される前に粗くされてもよい。このような表面の粗面化は、たとえば、酸エッチング、ローレット切り、ビード被膜の付着、または当業者に行われるその他の粗面化方法を用いて達成されてもよい。
【０１１０】
関節構成要素６０２は、関節結合表面６１２および対向する支持表面６１４を有する支持板６１０を備える。支持板６１０は、隣接する椎骨の椎骨終板のサイズおよび形状にほぼ対応するサイズおよび形状にされている。一実施形態では、支持板６１０は、脊柱の左または右側のいずれかからの傾斜挿入アプローチを容易にするように三角形様の形状にされ、側部部分Ｐ１、Ｐ２およびＰ３を備える。側部部分Ｐ１、Ｐ２およびＰ３は、湾曲した形状（Ｐ２によって図示）またはまっすぐな形状（Ｐ１およびＰ３によって図示）を含む様々な形状をとってよい。
【０１１１】
支持板６１０は、隣接する椎骨の間の椎間空間内での人工関節６００の操作および挿入を補助するために、外科用器具（これも図示せず）の対応する部分を受けるまたはそれと係合するための１つまたは複数の切欠き６１６または他のタイプの指標を備える。外科用器具（図示せず）は、関節構成要素６０２、６０４を、人工関節６００の操作および挿入中に所定の方向および互いに対する所定の空間関係に保持し、隣接する椎骨の間に正確に配置された後関節構成要素６０２、６０４を解放するように、好ましくは構成されている。
【０１１２】
一実施形態では、関節結合表面６１２は、凸型形状を有する突起６２０を備える。突起は、球状のボール（その半分が示されている）として構成されてもよい。たとえば、円筒形、楕円形またはその他の円弧状形状またはおそらくは非円弧状形状などの、他の形状の突起６２０も企図されることを理解されたい。関節結合表面６１２の残りの部分は、たとえば、突起６２０の周りに延びる四角い、または円錐形の形状などの平面状または非平面状の形状をとってもよいことを理解されたい。
【０１１３】
フランジ部材またはキール６４０が、支持表面６１４から延びており、隣接する椎骨終板内に事前形成された開口内に配置するように構成されている。一実施形態では、キール６４０は支持表面６１４から垂直に延びており、支持表面６１４に沿ってほぼ中央に配置されている。しかし、キール６４０の他の位置および方向も企図されることを理解されたい。また、より多くのキール６４０が、同様のまたは追加の理由で使用されてもよい。
【０１１４】
一実施形態では、キール６４０が、支持板６１０のほぼ一部に沿って横方向に延びている。キール６４０は直線状であるが、切欠き６１６に向かう方向に沿って延びており、支持板６１０の側部部分Ｐ１の一方と平行である。本実施例では、キール６４０は、横方向軸Ｔと側方軸Ｌの間に配置されている。このような実施形態は、上記で議論した前方アプローチ、側方アプローチまたは経椎間孔アプローチとは逆の、斜方アプローチを使用した人工関節６００の挿入に適合している。さらなる実施形態では、キール６４０は、傾斜、テーパ付け、またはキールの機能的な要求を容易にするような他のある形状にされてもよい。さらに別の実施形態では、キール６４０は、キール６４０の主本体部分を横切って延びる横方向部分（図示せず）を備える翼付きキールとして構成されてもよい。
【０１１５】
キール６４０は、それを通って延びる１対の開口６４６を備える。これは、隣接する椎骨との固定を強化するために、骨が開口を通って成長することを容易にする。また、隙間６４８がキール６４０内に形成されて、骨がそれを通って成長することを更に容易にすることもできる。隙間６４８はまた、人工関節６００の挿入中、支持板６０２の位置および整合性を評価するためにＸ線が使用されることができるように、基準点を提供する。単一の開口または隙間、またはいくつかの開口または隙間を含む、任意の数の開口６４６および隙間６４８が、キール６４０を通って画定されてもよいことを理解されたい。開口６４６および隙間６４８は、キール６４０を完全に貫通して延びる必要は必ずしもなく、別法としてそれを通って部分的に延びてもよいことも理解されたい。キール６４０が、キールを部分的にまたは全体的に通る開口６４６または隙間６４８を画定する必要は必ずしもないこともさらに理解されたい。また、開口６４６は、円形の形状を有するように図示されているが、開口６４６の他のサイズおよび形状も企図されることを理解されたい。上記で議論したように、椎骨と直接接触する関節構成要素６０２の表面は、骨成長促進物質で被覆されていてもよい。特に、支持表面６１４およびキール６４０の表面は、隣接する椎骨との骨係合を促進するためにハイドロキシアパタイトで被覆されてもよい。これも上記で議論したように、支持表面６１４およびキール６４０の表面は、ハイドロキシアパタイト被覆の付着の前に粗くされてもよい。
【０１１６】
一実施形態では、関節構成要素６０４は、関節結合表面６５２および対向する支持表面６５４を有する支持板６５０を備える。支持板６５０は、隣接する椎骨の椎骨終板のサイズおよび形状にほぼ対応するサイズおよび形状にされている。一実施形態では、支持板６１０は、脊柱の左または右側のいずれかからの傾斜挿入アプローチを容易にするように三角形様の形状にされ、側部部分Ｐ４、Ｐ５およびＰ６を備える。側部部分Ｐ４、Ｐ５およびＰ６は、湾曲した形状（Ｐ５によって図示）またはまっすぐな形状（Ｐ４およびＰ６によって図示）を含む様々な形状をとってよい。支持板６５０は、関節構成要素６０２を参照にして上記で議論したように、外科用器具の対応する部分を受けるまたはそれと係合するための１つまたは複数の切欠き６５６またはその他のタイプの指標を備えることができる。
【０１１７】
一実施形態では、関節結合表面６５２は、球形のソケットの形状などの凹型の形状を有するくぼみ６６０を備える。しかし、たとえば、円筒形、楕円形またはその他の円弧状形状またはおそらくは非円弧状形状などの、他の形状のくぼみ６６０も企図されることを理解されたい。関節結合表面６５２の残りの部分は、傾斜される、またはそうでない場合人工骨の挿入および／または使用を容易にするように構成されることができる。
【０１１８】
凹型のくぼみ６６０は、ほぼ滑らかな、連続的な表面を有するとして示されているが、関節構成要素６０２、６０４の当接する表面の間に配置された、表面の陥没部または空洞が、粒子状の塵などの物質を清浄するための手段を提供するためにくぼみ６６０の一部分に沿って画定されてもよいことを理解されたい。このような場合、ボール６２０の凸型の関節結合表面が、ほぼ滑らかな、連続的な関節結合表面を別法として画定してもよい。別の実施形態では、凸型の突起６２０および凹型のくぼみ６６０は、当接する関節結合表面の間に配置された粒子状の物質の除去を容易にするために表面の陥没部を画定してもよい。
【０１１９】
関節構成要素６０２のキール６４０と同様に構成されたフランジ部材またはキール６７０が、支持表面６５４から延びている。一実施形態では、キール６７０が、中央に配置されており、直接またはキール６４０と平行に並べて配置されている。キール６４０は直線状であるが、切欠き６５６に向かう方向に沿って延びており、支持板６５０の側部部分Ｐ４の一方と平行である。このような実施形態は、上記で議論した前方、側方、経椎間孔アプローチとは異なる傾斜アプローチを使用する人工関節６００の挿入に適合する。いくつかの実施形態では、キール６７０の位置が、静脈、動脈、骨部分、または人工関節６００の挿入中に配置される他の障害物の迂回を補助するように、中心をずらして配置されてもよい。
【０１２０】
キール６７０の他の位置、形状、方向および量が企図されることをさらに理解されたい。より多くのキール６７０が、同様のまたは追加の理由で使用されてもよいことも理解されたい。また、キール６７０は、傾斜、テーパ付け、またはキールの機能的な要求を容易にするような他の形状にされてもよい。さらに別の実施形態では、キール６７０は、キール６７０の主本体部分を横切って延びる横方向部分（図示せず）を備える翼付きキールとして構成されてもよい。一実施形態では、キール６７０はキールを通って延びる１対の開口６７６を備える。これは、隣接する椎骨との固定を強化するために、骨がその中を通って成長することを容易にする。また、隙間６７８が、それを骨が通って成長することを更に容易にするためにキール６７０内に形成されてもよい。隙間６７８はまた、人工関節６００の挿入中、支持板６０４の位置および整合性を評価するためにＸ線が使用されることができるように、基準点を提供する。単一の開口または隙間、またはいくつかの開口または隙間を含む、任意の数の開口６７６および隙間６７８が、キール６７０を通って画定されてもよいことを理解されたい。開口６７６および隙間６７８は、キール６７０を完全に貫通して延びる必要は必ずしもなく、別法としてキールを通って部分的に延びてもよいことも理解されたい。キール６７０が、キールを部分的にまたは全体的に通る開口６７６または隙間６７８を画定する必要は必ずしもないこともさらに理解されたい。また、開口６７６は、円形の形状を有するように図示されているが、開口６７６の他のサイズおよび形状も企図されることを理解されたい。上記で議論したように、椎骨と直接接触する関節構成要素６０２の表面は、好ましくは骨成長促進物質で被覆されている。特に、支持表面６５４およびキール６７０の表面は、隣接する椎骨との骨係合を促進するためにハイドロキシアパタイトで被覆されてもよい。これも上記で議論したように、支持表面６５４およびキール６７０の表面は、ハイドロキシアパタイト被覆の付着の前に粗くされてもよい。
【０１２１】
いくつかの実施形態では、キール６４０、６７０の一方または両方は、縁部６８０、６８２によって示される鋭利な前縁部を備えてもよい。このような縁部を有することによって、キール６４０、６７０の関連する椎体への挿入が容易にされる。また、縁部６８０、６８２は、椎体が、以下でより詳細に議論する、キール６４０、６７０を受けるためのスロットを必要としないように十分鋭利であってもよい。
【０１２２】
図４２〜図４４ａを参照すると、脊椎椎間空間の人工関節６００の挿入に適合するように、上側および下側椎骨ＶＵ、ＶＬを、人工関節６００をそれらの間で受けるように準備できる。図４３を特に参照すると、図３８〜図４０の人工関節６００の形状に対して、多数のスロット６９０、６９２が、それぞれ上側椎骨ＶＵおよび下側椎骨ＶＬの椎骨終板に沿って形成されている。スロット６９０、６９２は、キール６４０、６７０自体によって作成されてもよく、または上記で議論した１つまたは複数の方法によって事前に準備されてもよい。図４２〜図４４からわかるように、１つまたは複数の血管６９４が直線的な前方アプローチを妨害する場合、傾斜アプローチが、前方／側方挿入を可能にする。インプラント６００のデザインはまた、椎骨ＶＵ、ＶＬの椎骨終板と接触するための十分な接触表面を確保する。
【０１２３】
図４４ｂを参照すると、一実施形態では、人工関節６００は、参照によって本明細書に組み込まれる同時係属米国特許出願第１０／４３０，４７３号に記載の４イン１ガイドなどの機器を介して椎間空間内に挿入することができる。人工関節６００を挿入するための挿入プロセスの一例では、椎骨ＶＵ、ＶＬの中線Ｍが、撮像機器を使用して検出され、ピン６９５が中線に沿って上側椎骨ＶＵ内に挿入される。傾斜ガイド部材６９６が次に、フランジ６９７を介してピン６９５と接続され、傾斜ガイド部材６９６に付随するハンドル（図示せず）が次に適切な位置に調節される。傾斜ガイド部材の傾斜ピン６９８が次に、傾斜ガイド部材を固定するために上側椎骨ＶＵ内に打ち込まれ、それによって人工関節６００のための挿入基準点およびインプラント挿入方向を標示する。４イン１ガイド（図示せず）が次に、その詳細が、同時係属米国特許出願第１０／４３０，４７３号でより完全に議論される、前方傾斜アプローチによって人工関節６００を椎間空間内に埋め込むために使用される。
【０１２４】
Ｖ．可動支持人工関節
別の実施形態では、上記で説明した人工関節が、平行運動ならびに回転運動を可能にするように改良される。たとえば、図４５〜図４７を参照すると、前方挿入のための可動支持人工関節が全体的に符号７００によって示されている。可動支持人工関節７００は、わかりやすくするためだけに前方挿入に関して説明されており、したがって、様々な挿入方向が可動支持人工関節のために企図されることを理解されたい。
【０１２５】
人工関節７００は、ほぼ縦方向軸Ｌに沿って延びており、第１の関節構成要素７０２および第２の関節構成要素７０４を備える。関節構成要素７０２、７０４は、隣接する椎体ＶＳ、ＶＩ（図４８）の間の椎間空間Ｓ１などの、１対の椎体の間の椎間空間内に配置するようなサイズおよび形状にされた人工関節７００を形成するために協働する。
【０１２６】
人工関節７００は、自然の椎間板によって、ただし平行移動の追加の要素とともに提供される通常の生体機械的運動とほぼ同様の運動を維持または回復するために、隣接する椎体ＶＳ、ＶＩの間の相対的な枢動および回転運動を提供する。より具体的には、関節構成要素７０２、７０４は、縦方向軸Ｌの周りの横方向または左右の枢動運動、および横方向軸Ｔの周りの前後の枢動運動を含む、いくつかの軸の周りで互いに対して枢動することを許されている。一実施形態では、関節構成要素７０２、７０４は、縦方向軸Ｌおよび横方向軸Ｔと交差する平面内にある任意の軸の周りで互いに対する枢動を許されていることを理解されたい。また、関節構成要素７０２、７０４は、回転軸Ｒの周りで互いに対して回動することを許されている。また、関節構成要素７０２、７０４は、さらに説明するように互いに対して平行運動することを許されている。
【０１２７】
人工関節７００の関節構成要素７０２、７０４は、多種多様な材料から形成されているが、一実施形態では、関節構成要素７０２、７０４は、コバルト・クロム・モリブデン金属合金（ＡＳＴＭ  Ｆ−７９９またはＦ−７５）で形成されている。しかし、代替となる実施形態では、関節構成要素７０２、７０４は、チタニウムまたはステンレス鋼、ポリエチレンなどのポリマー材料、または当業者に明らかであるその他の生体適合性材料などの他の材料で形成されてもよい。椎骨に直接接触して配置される関節構成要素７０２、７０４の表面は、たとえばリン酸カルシウムで形成されたハイドロキシアパタイトなどの骨成長促進物質で被覆されていてもよい。また、椎骨に直接接触して配置される関節構成要素７０２、７０４の表面は、成長中の骨をさらに強化するために、骨成長促進物質で被覆される前に粗くされてもよい。このような表面の粗面化は、たとえば、酸エッチング、ローレット切り、ビード被膜の付着、または当業者に行われる他の粗面化方法を用いて達成されてもよい。
【０１２８】
関節構成要素７０２は、関節結合表面７０８および対向する支持表面７１０を有する支持板７０６を備える。支持板７０６は、隣接する椎体の椎骨終板のサイズおよび形状にほぼ対応するサイズおよび形状にされている。支持板７０６は、隣接する椎骨の間の椎間空間内での人工関節７００の操作および挿入を補助するために、外科用器具（これも図示せず）の対応する部分を受けるまたはそれと係合するための１つまたは複数の切欠き７１２またはその他の指標を備える。外科用器具（図示せず）は、好ましくは、構成要素７０２、７０４を人工関節７００の操作および挿入中に所定の方向および互いに対する所定の空間関係に保持し、隣接する椎骨の間に正確に配置された後構成要素７０２、７０４を解放するように構成されている。
【０１２９】
一実施形態では、および図４９ａおよび４９ｂを参照すると、くぼみ７１４が関節結合表面７０８内に形成されている。関節結合表面７０８に沿ってくぼみ７１４を画定する周縁部７１６はくぼみ表面７１８と同心関係にあるが、くぼみ７１４の拡がる円形の側面７２０（図４８ｂ）のため、周縁部はくぼみ表面に対して小さい直径を有する。円形の形状を有するものに関して説明されているが、くぼみ７１４は、正方形、三角形または矩形形状などの任意の数の形状をとってもよい。
【０１３０】
図５０ａおよび図５０ｂを参照すると、くぼみ７１４（図４９ｂ）は、モジュラー式突起部材７２２を受け入れるように設計されている。突起部材７２２は、くぼみ７１４の形状に対応するような形状にされたフランジ部分７２４を備える。同様に、フランジ部分７２４は、ほぼ平面状の係合表面７２８を終点とする広がりを有する周縁部７２６を備える。係合表面７２８は、ほぼ平面状のくぼみ表面７１８（図４９ｂ）と係合するように構成されている。しかし、ほぼ平面状の係合表面７２８であるとして示されているが、係合表面７２８およびくぼみ表面７１８は、任意の数の対応する形状をとってよいことを理解されたい。係合表面７２８の直径は、くぼみ表面７１８の直径よりも小さく、それによってモジュラー式突起部材７２２の関節構成要素７０２に対する平行運動を許す。
【０１３１】
モジュラー式突起部材７２２の残りの部分は、球状のボール（その半分が示されている）として構成されてもよい。たとえば、円筒形、楕円形またはその他の円弧状形状またはおそらくは非円弧状形状などの、他の形状の突起７３０も企図されることを理解されたい。関節結合表面７０８の残りの部分は、たとえば、突起２２４の周りに延びる四角い、または円錐形の形状などの平面状または非平面状の形状をとってもよいことを理解されたい。
【０１３２】
一実施形態では、突起７３０の凸型の関節結合表面が、突起７３０に沿って延びる表面陥没部または空洞７３２によって遮られている。一実施形態では、表面陥没部７３２は溝として構成されている。しかし、陥没部がないことを含む、他のタイプの表面陥没部も企図されることを理解されたい。溝７３２の一目的は、関節構成要素７０２、７０４の当接部分の間に配置された物質の除去を容易にすることである。より具体的には、溝７３２は、構成要素７０２、７０４の当接する関節結合表面の間に配置された粒子状材料などの物質を清浄するのを補助する。
【０１３３】
図４５および図４９ｂを参照すると、フランジ部材またはキール７４０が、支持表面７１０から延びており、隣接する椎骨終板（図４７のＶＩなど）内に事前形成された開口内に配置するように構成されている。一実施形態では、キール７４０は、支持表面７１０からほぼ垂直に延びており、支持表面７１０に沿ってほぼ中央に配置されている。しかし、キール７４０の他の位置および方向も企図されることを理解されたい。
【０１３４】
一実施形態では、キール７４０は、支持板７０６のほぼ全長に沿って延びている。このような実施形態は、前方アプローチを使用した人工関節７００の挿入に対応する。しかし、上記で議論したように、側方アプローチ、経椎間孔アプローチ、および前方傾斜アプローチ等の他のアプローチも、人工関節７００の挿入のために企図されている。さらなる実施形態では、キール７４０は、キールの機能的な要求を容易にするように、傾斜、テーパ付けまたは他の形状には構成されてもよい。さらに別の実施形態では、キール７４０は、キール７４０の主本体部分を横切って延びる横部分（図示せず）を備える翼付きキールとして構成されてもよい。
【０１３５】
キール７４０は、キールを通って延びる１対の開口７４２を備える。これは、隣接する椎骨との固定を強化するために、骨が中を通って成長することを容易にする。しかし、単一の開口または３つ以上の開口を含む、任意の数の開口７４２が、キール７４０を通って画定されてもよいことを理解されたい。開口７４２は、キール７４０を完全に貫通して延びる必要は必ずしもなく、別法としてキールを通って部分的に延びてもよいことも理解されたい。キール７４０が、キールを部分的にまたは全体的に通る開口７４２を画定する必要は必ずしもないこともさらに理解されたい。また、開口７４２は、円形の形状を有するように図示されているが、開口７４２の他のサイズおよび形状も企図されることを理解されたい。上記で議論したように、椎骨と直接接触する関節構成要素７０２の表面は、好ましくは骨成長促進物質で被覆されている。特に、支持表面７１０およびキール７４０の表面は、隣接する椎骨との骨の係合を促進するためにハイドロキシアパタイトで被覆されてもよい。これも上記で議論したように、支持表面７１０およびキール７４０の表面は、ハイドロキシアパタイト被覆の付着の前に粗くされてもよい。
【０１３６】
図４５〜図４７を参照すると、一実施形態では、関節構成要素７０４は、関節結合表面７５２および対向する支持表面７５４を有する支持板７５０を備える。支持板７５０は、隣接する椎骨の椎骨終板のサイズおよび形状にほぼ対応するサイズおよび形状にされている。支持板７５０は、関節構成要素７０２を参照にして上記で議論したように、外科用器具の対応する部分を受け入れるまたはそれと係合するための１つまたは複数の切欠き７５６またはその他のタイプの指標を備える。
【０１３７】
一実施形態では、関節結合表面７５２は、球形のソケットの形状などの凹型の形状を有するくぼみ７５８（図４７）を備える。しかし、たとえば、円筒形、楕円形またはその他の円弧状形状またはおそらくは非円弧状形状などの他の形状のくぼみ７５８も企図されることを理解されたい。関節結合表面７５２の残りの部分は、傾斜され、またはそうでない場合人工関節７００の挿入および／または使用を容易にするように構成されることができる。凹型のくぼみ７５８は、全体的に滑らかな、連続的な表面を有するとして示されているが、関節要素７０２、７０４の当接する表面の間に配置された、表面の陥没部または空洞が粒子状の塵などの物質を清浄するための手段を提供するためにくぼみ７５８の一部分に沿って画定されてもよいことを理解されたい。このような場合、突起７３０の凸型の関節結合表面が、全体的に滑らかな、連続的な関節結合表面を別法として画定してもよい。別の実施形態では、凸型の突起７３０および凹型のくぼみ７５８は、当接する関節結合表面の間に配置された粒子状の物質の除去を容易にするために、表面の陥没部を画定してもよい。
【０１３８】
関節構成要素７０２のキール７４０と同様に構成されたフランジ部材またはキール７６０が、支持表面７５４から延びている。一実施形態では、キール７６０が、支持表面７５４から垂直に延びており、支持表面７５４に沿ってほぼ中心に配置されている。しかし、キール７６０の他の位置および方向も企図されることを理解されたい。関節構成要素７０４は、支持表面７５４から延びる２つ以上のキール７６０を備えてもよいことを理解されたい。
【０１３９】
一実施形態では、キール７６０が、支持板７５０のほぼ全長に沿って延びている。このような実施形態は、前方アプローチを使用した人工関節７００の挿入に対応している。しかし、上記で議論したように、側方アプローチ、経椎間孔アプローチ、および前方傾斜アプローチ等の他のアプローチも、人工関節７００の挿入のために企図されている。さらなる実施形態では、キール７６０が、傾斜、テーパ付け、またはキールの機能的な要求を容易にするような他の形状にされてもよい。さらに別の実施形態では、キール７６０は、キール７６０の主本体部分を横切って延びる横方向部分（図示せず）を備える翼付きキールとして構成されてもよい。
【０１４０】
キール７６０は、それを通って延びる１対の開口７６２を備える。これは、隣接する椎骨との固定を強化するために骨がそれを通って成長することを容易にする。しかし、単一の開口または３つ以上の開口を含む、任意の数の開口７６２が、キール７６０を通って画定されてもよいことを理解されたい。開口７６２は、キール７６０を完全に貫通して延びる必要は必ずしもなく、別法としてキールを通って部分的に延びてもよいことも理解されたい。キール７６０が、キールを部分的にまたは全体的に通る開口７６２を画定する必要は必ずしもないこともさらに理解されたい。また、開口７６２は、円形の形状を有するように図示されているが、開口７６２の他のサイズおよび形状も企図されることを理解されたい。上記で議論したように、椎骨と直接接触する関節構成要素７０４の表面は、好ましくは骨成長促進物質で被覆されている。特に、支持表面７５４およびキール７６０の表面は、隣接する椎骨との骨係合を促進するためにハイドロキシアパタイトで被覆されてもよい。これも上記で議論したように、支持表面７５４およびキール７６０の表面は、ハイドロキシアパタイト被覆の付着の前に粗くされてもよい。
【０１４１】
いくつかの実施形態では、キール７４０、７６０の一方または両方は、図４５および４６の縁部７６０ａによって示される鋭利な前縁部を備えてもよい。このような縁部を有することによって、キール７４０、７６０の関連する椎体への挿入が容易にされる。また、縁部７６０ａは、椎体が、以下でより詳細に議論する、キール７６０を受けるためのスロットを必要としないように十分鋭利であってもよい。
【０１４２】
図４５を参照すると、可動支持人工関節７００は、モジュラー式突起７７２部材を関節構成要素７０２の関節結合表面７０８内に形成されたくぼみ７１４内に挿入することによって組立てられる。組立ての際、人工関節７００が、それぞれ隣接する椎体ＶＳ、ＶＩ（図４８）の間の椎間空間Ｓ１内に挿入されるように準備される。
【０１４３】
図４８を参照すると、椎間空間Ｓ１内の人工関節７００の挿入に適合するように、隣接する椎体ＶＳ、ＶＩは、それらの間で人工関節７００を受けるように準備されてもよい。図４５〜図４７の人工関節７００の形状に対して、スロット７７０、７７２が、それぞれ椎骨ＶＳおよび椎骨ＶＩ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自体によって作成されてもよく、または上記で議論した方法の１つまたは複数によって事前に準備されてもよい。
【０１４４】
椎間空間Ｓ１内への挿入の際、人工関節７００は、モジュラー式突起７２２の関節構成要素７０４の凹型のくぼみ７５８との係合のため、関節構成要素７０４の関節構成要素７０２に対する平行運動を許す。たとえば、図５１では、モジュラー式突起部材７２２が、後方位置（関節構成要素７０４の後方方向Ｐへの移動の結果である）で示されているが、図５２では、モジュラー式突起部材７２２が、前方位置（関節構成要素７０４の前方方向Ａへの移動の結果である）で示されている。図５１および５２はもちろん、モジュラー式突起部材７２２および対応するくぼみ７１４の実装によって可能にされた平行運動の例示に過ぎず、したがって、モジュラー式突起部材７２２、したがって関節構成要素７０４の関節構成要素７０２に対する平行運動の量は、ＰおよびＡ以外の方向を含めて、様々であってよい。
【０１４５】
また、関節構成要素７０２のくぼみ７１４内のモジュラー式突起部材７２２の配置は、モジュラー式突起が関節構成要素７０２に対して高速回転することを可能にする。したがって、このような実施形態では、モジュラー式突起部材７２２は、関節構成要素７０４に賦与される平行運動とは独立に、関節構成要素７０４に（くぼみ７５８との係合を介して）回転を賦与することができるという利点を追加する。平行運動と回転運動の間のこのような独立な関係は、平行運動が回転運動に依存するおよびその逆の人工関節と比較して、人工関節７００で受ける運動量を追加する。
【０１４６】
本開示は、いくつかの好ましい実施形態に対して説明されている。本開示を読んだ後に当業者に明らかになる改良および修正は、本出願の精神および範囲内にあると考えられる。たとえば、上記で説明した関節結合式の関節の関節構成要素は、本開示のある態様から逸脱することなく逆転されてもよい。したがって、いくつかの修正、変更および代替が、前述の開示で企図されており、いくつかの例では、本開示のいくつかの特徴が、他の特徴をそれに対応して使用することなく採用されることを理解されたい。
【０１４７】
「縦方向」および「横方向」などのすべての空間的な符号は、例示の目的のために過ぎず、本開示の範囲内で様々であってよいことも理解されたい。したがって、頭記の特許請求の範囲は、広範囲に、本開示の範囲に一致するように解釈されることを理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】脊柱の一部分の側面図である。
【図２】図１の隣接する１対の椎骨終板の側面図である。
【図３】図３ａはロッドおよびねじ構成を備える図２の隣接する１対の椎骨終板の側面図であり、図３ｂは図３ａの１対の隣接する椎体の縦方向部分断面図である。
【図４】図４ａは本開示の一実施形態による側方挿入のための関節結合式の人工関節の等角図であり、図４ｂは本開示の別の実施形態による側方挿入のための関節結合式の人工関節の等角図であり、図４ｃは図４ｂの側方挿入のための関節結合式の人工関節の正面図である。
【図５】図４ａの人工関節の縦方向図である。
【図６】図４ａの人工関節の側面図である。
【図７】１対の脊椎椎骨終板の間に配置された図４ａの人工関節の横方向部分断面図である。
【図８】１対の椎骨終板の間に配置された代替となる関節結合式の人工関節の横方向部分断面図である。
【図９】本開示の別の実施形態による代替となる関節結合式の人工関節の等角図である。
【図１０】１対の脊椎椎骨終板の間に配置された図９の人工関節の横方向部分断面図である。
【図１１】１対の椎骨終板の間に配置された代替となる関節結合式の人工関節の横方向部分断面図である。
【図１２】本開示の別の実施形態による人工椎間板の等角図である。
【図１３】本開示の別の実施形態による代替となる人工椎間板の等角図である。
【図１４】本開示の別の実施形態による前方挿入のための代替となる関節結合式の人工関節の等角図である。
【図１５】図１４の人工関節の縦方向図である。
【図１６】図１４の人工関節の側面図である。
【図１７】１対の脊椎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】本開示の別の実施形態による前方挿入のための代替となる関節結合式の人工関節の縦方向図である。
【図１９】本開示のさらに別の実施形態による前方挿入のための代替となる関節結合式の人工関節の縦方向図である。
【図２０】本開示のさらに別の実施形態による前方挿入のための代替となる関節結合式の人工関節の縦方向図である。
【図２１】図１８の人工関節を受けるためのスロットを有する１対の椎骨終板の縦方向図である。
【図２２】図１９の人工関節を受けるためのスロットを有する１対の椎骨終板の縦方向図である。
【図２３】図２０の人工関節を受けるためのスロットを有する１対の椎骨終板の縦方向図である。
【図２４】１対の脊椎椎骨終板と整形インプラントの間に配置された図１４の人工関節の横方向部分断面図である。
【図２５】１対の脊椎椎骨終板とラグねじの間に配置された図１４の横方向部分断面図である。
【図２６】図２５に示された構成の上面概略図である。
【図２７】経椎間孔挿入のための経路を示す椎体の上面概略図である。
【図２８】本開示の別の実施形態による経椎間孔挿入のための代替となる関節結合式の人工関節の等角図である。
【図２９】図２８の人工関節の側面図である。
【図３０】図２８の人工関節の縦方向図である。
【図３１】図３１ａは１対の椎骨終板の間に配置された図２８の人工関節の横方向部分断面図であり、図３１ｂは１対の椎骨終板の間に配置された図２８の人工関節の縦方向部分断面図である。
【図３２】椎骨終板内に形成された経椎間孔スロットを示す上面概略図である。
【図３３】椎骨終板の上方に挿入されて示されたミリング装置を示す上面概略図である。
【図３４ａ】隣接する１対の椎骨終板の間に配置されて示された図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】代替となる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】本開示の別の実施形態による経椎間孔挿入のための代替となる関節結合式の人工関節の等角図である。
【図３７】図３６の人工関節の側面図である。
【図３８】図３６の人工関節の縦方向図である。
【図３９】本開示の別の実施形態による前方傾斜挿入のための代替となる関節結合式の人工関節の等角図である。
【図４０】図３９の人工関節の縦方向図である。
【図４１】図３９の人工関節の側面図である。
【図４２】１対の椎骨終板の間に配置された図３９の人工関節の横方向部分断面図である。
【図４３】１対の椎骨終板の間に配置された図３９の人工関節の縦方向部分断面図である。
【図４４ａ】図３９の人工関節を受けるための椎骨終板内に形成されたスロットを示す上面概略図である。
【図４４ｂ】図３９の人工関節の挿入に関連する整列プロセスを示す概略図である。
【図４５】本開示のさらに別の実施形態による代替となる人工関節の分解図である。
【図４６】図４５の人工関節の等角図である。
【図４７】図４６の人工関節の縦方向図である。
【図４８】１対の隣接する椎骨終板の縦方向図である。
【図４９】図４９ａは図４５の人工関節の関節構成要素の縦方向図であり、図４９ｂは線４９ｂ−４９ｂに沿った図４９ａの関節構成要素の断面図である。
【図５０】図５０ａは図４５の人工関節のモジュラー式突起部材の平面図であり、図５０ｂは線５０ｂ−５０ｂに沿った図５０ａのモジュラー式突起部材の断面図である。
【図５１】図４９ａの関節構成要素内に挿入された図５０ａのモジュラー式突起部材の平面図である。
【図５２】図５１に対して異なる位置にあるモジュラー式突起部材を示す、図４９ａの関節構成要素内に挿入された図５０ａのモジュラー式突起部材の平面図である。
【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３５】
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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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【国際調査報告】
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