(57)【要約】【課題】骨の内部成長の能力を最適にしそして関節固定が生ずるまで椎骨を支持できるほど十分に強く、器具のセグメントでの正常な脊柱の解剖学的構造の維持または保存及び／または椎骨間に挿入される滑りの低下ができ、しかも神経の圧迫の発生を減少させるインプラントの提供。【解決手段】実質的な変形なしに少なくとも約１０ポンドの張力負荷を維持するようにデザインされた物質から形成された実質的に球形または長円体の本体を有し、該実質的に球形または長円体の本体の体積の約５０％より小さい体積が１つ以上の空洞を構成する人工インプラント。【選択図】図１
2004527317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的な変形なしに少なくとも約１０ポンドの張力負荷を維持するようにデザインされた物質から形成された実質的に球形または長円体の本体を有し、該実質的に球形または長円体の本体の体積の約５０％より小さい体積が１つ以上の空洞を構成する人工インプラントからなることを特徴とする人工インプラント。
【請求項２】
該実質的に球形または長円体の本体が、外部表面、手術部位に配置されている間少なくとも１つの非成長外面上の成長を少なくとも部分的に阻害する非成長外面を含む少なくとも１つの表面を含む該外部表面、手術部位に配置されている間少なくとも１つの成長促進外面の組織成長を少なくとも部分的に促進する成長促進外面、並びにこれらの組み合わせを含む請求項１の人工インプラント。
【請求項３】
該少なくとも１つの非成長外面、該少なくとも１つの成長促進外面、並びにこれらの組み合わせが、該実質的に球形または長円体の本体の全外面の面積の大部分を占める表面積を有する請求項２の人工インプラント。
【請求項４】
該少なくとも１つの非成長外面及び該成長促進外面が、該実質的に球形または長円体の本体の全外面の面積の少なくとも約６０％を占める表面積を有する請求項３の人工インプラント。
【請求項５】
該少なくとも１つの非成長外面及び該成長促進外面が、該実質的に球形または長円体の本体の全外面の面積の少なくとも約８０％を占める表面積を有する請求項４の人工インプラント。
【請求項６】
１つ以上の空洞の体積が該本体の体積の約３０％より小さい請求項１−５の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項７】
該空洞の少なくとも１つが実質的に円筒形の形状を有する請求項１−６の何れか１つの項の人工プラント。
【請求項８】
該本体が、該実質的に球形または長円体の本体の内部の少なくとも１つの空洞への流体の入口を少なくとも部分的に提供する少なくとも１つの開口を含む請求項１−７の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項９】
該少なくとも１つの空洞が、医薬、ヒト組織、動物組織、合成組織、ヒト細胞、動物細胞、合成細胞、骨または他の組織成長促進剤、インプラント拒絶阻害剤、感染阻害剤、炎症阻害剤、痛み阻害剤、周囲組織の治癒の促進剤、位置インジケーター、可視インジケーター及びこれらの組み合わせからなる群から選ばれる物質を少なくとも部分的に含む請求項１−８の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項１０】
該実質的に球形または長円体の本体が空洞を実質的に含まない請求項６の人工インプラント。
【請求項１１】
該少なくとも１つの非成長外面の少なくとも一部が、該実質的に球形または長円体の本体の該外部表面の少なくとも一部に適用される被覆物質により形成される請求項２−９の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項１２】
該少なくとも１つの成長促進外面の少なくとも一部が、該実質的に球形または長円体の本体の該外部表面の少なくとも一部に適用される被覆物質により形成される請求項２−９の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項１３】
該被覆物質が、該実質的に球形または長円体の本体の該外部表面の少なくとも１つの開口を少なくとも部分的にカバーしている請求項９または１０の人工インプラント。
【請求項１４】
少なくとも１つの開口が、該開口の組織の成長を少なくとも部分的に阻害する物質を含む請求項１０−１３の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項１５】
少なくとも１つの開口が、該開口の組織の成長を少なくとも部分的に促進する物質を含む請求項１０−１４の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項１６】
該被覆物質が、該被覆物質の組織の成長を少なくとも部分的に阻害する物質を含む請求項１１−１５の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項１７】
該被覆物質が、該被覆物質の組織の成長を少なくとも部分的に促進する物質を含む請求項１１−１５の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項１８】
該少なくとも１つの非成長外面、該少なくとも１つの成長促進外面及びこれらの組み合わせを含む該表面が、実質的に滑らかな表面である請求項２−１６の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項１９】
該少なくとも１つの非成長外面、該少なくとも１つの成長促進外面及びこれらの組み合わせを含む該表面が、実質的に滑らかではない表面である請求項２−１６の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項２０】
該実質的に球形または長円体の本体の該外部表面のまわりに少なくとも部分的に接続しそして少なくとも部分的に配置された少なくとも１つのスタビライザーを含み、該少なくとも１つのスタビライザーが、手術部位で該実質的に球形または長円体の本体の動作を少なくとも部分的に制限する請求項１−１９の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項２１】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該実質的に球形または長円体の本体の該外部表面のまわり全体に配置されている請求項２０の人工インプラント。
【請求項２２】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該実質的に球形または長円体の本体の中心軸の実質的なまわりに配置されている請求項２０または２１の人工インプラント。
【請求項２３】
該少なくとも１つのスタビライザーが実質的に円板の形状である請求項２０−２２の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項２４】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該少なくとも１つのスタビライザー上の組織の成長を少なくとも部分的に阻害する物質を含む請求項２０−２３の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項２５】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該少なくとも１つのスタビライザー上の組織の成長を少なくとも部分的に促進する物質を含む請求項２０−２３の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項２６】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該少なくとも１つのスタビライザー上の組織の成長を少なくとも部分的に阻害する物質を含む被覆物を含む請求項２０−２４の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項２７】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該少なくとも１つのスタビライザー上の組織の成長を少なくとも部分的に促進する物質を含む被覆物を含む請求項２０−２６の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項２８】
該少なくとも１つのスタビライザーが少なくとも１つの先細の縁を含む請求項２０−２７の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項２９】
該少なくとも１つのスタビライザーが、医薬、ヒト組織、動物組織、合成組織、ヒト細胞、動物細胞、合成細胞、骨活性化物質及びこれらの組み合わせからなる群から選ばれる物質を含む請求項２０−２８の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項３０】
該少なくとも１つのスタビライザーが、実質的に滑らかな表面を含む請求項２０−２９の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項３１】
該少なくとも１つのスタビライザーが、実質的に滑らかでない表面を含む請求項２０−３０の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項３２】
該少なくとも１つのスタビライザーが開口を含まない請求項２０−３１の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項３３】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該実質的に球形または長円体の本体の最大の半径の約３倍より小さい最大の放射状の幅を有する請求項２０−３２の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項３４】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該実質的に球形または長円体の本体の最大の半径の約１倍より小さい最大の放射状の幅を有する請求項３３の人工インプラント。
【請求項３５】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該実質的に球形または長円体の本体の最大の直径より小さい最大の厚さを有する請求項２０−３４の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項３６】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該実質的に球形または長円体の本体の最大の直径の約１．５倍より小さい最大の厚さを有する請求項２０−３４の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項３７】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該少なくとも１つのスタビライザーの外側の縁の最大の厚さより大きい該実質的に球形または長円体の本体に少なくとも密接に隣接する厚さを有する請求項２０−３６の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項３８】
該少なくとも１つのスタビライザーの該厚さが、該実質的に球形または長円体の本体に少なくとも密接に隣接する点から該少なくとも１つのスタビライザーの該外側の縁へほぼ一定の率で低下する請求項３７の人工インプラント。
【請求項３９】
該少なくとも１つのスタビライザー及び該実質的に球形または長円体の本体が、実質的に同じ物質から形成される請求項２０−３８の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項４０】
該本体が実質的に球形である請求項１−３９の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項４１】
該人工インプラントを手術部位に導くために器具を受容するように適合された器具の空洞、該人工インプラントをその位置に確保するためにコネクターを受容するように適合された器具の空洞、並びにこれらの組み合わせを含む請求項１−４０の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項４２】
該器具の空洞を少なくとも部分的にカバーするキャップを含む請求項４１の人工インプラント。
【請求項４３】
該実質的に球形または長円体の本体が、脊柱の相接する椎骨を少なくとも部分的に支持するように適合される請求項１−４２の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項４４】
該本体が、医薬、ヒト組織、動物組織、合成組織、ヒト細胞、動物細胞、合成細胞、骨活性化物質及びこれらの組み合わせからなる群から選ばれる物質を含む請求項１−４２の何れか１つの項の人工インプラント。
【請求項４５】
ａ．人工インプラント用の２つの骨または骨断片を少なくとも部分的に準備し、そして
ｂ．該２つの骨または骨断片の間に該人工インプラントを少なくとも部分的に配置し、該人工インプラントは、実質的に変形することなく少なくとも約１０ポンドの張力負荷を維持するようにデザインされた物質から形成された本体を有し、該本体の体積の約５０％より小さい体積が１つ以上の空洞を構成し、該本体は実質的に球形または長円体の形状を少なくとも部分的に含む
ことからなることを特徴とする２つの骨または骨断片の間の関節固定または関節形成を促進する方法。
【請求項４６】
人工インプラント用の２つの骨または骨断片を少なくとも部分的に準備する該工程が、相対する表面を有する１組の隣接する椎骨の間に位置する断裂した、平らになったまたは劣化した円板を部分的または完全に除き、人工インプラント用の椎骨の組に相対する表面を準備し、そして椎骨の組を少なくとも部分的に分離することを含む請求項４５の方法。
【請求項４７】
該実質的に球形または長円体の本体が、外部表面、手術部位に配置されている間少なくとも１つの非成長外面上の成長を少なくとも部分的に阻害する非成長外面を含む少なくとも１つの表面を含む該外部表面、手術部位に配置されている間少なくとも１つの成長促進外面の組織成長を少なくとも部分的に促進する成長促進外面、並びにこれらの組み合わせを含む請求項４５または４６の方法。
【請求項４８】
該少なくとも１つの非成長外面、該少なくとも１つの成長促進外面、並びにこれらの組み合わせが、該実質的に球形または長円体の本体の全外面の面積の大部分を占める表面積を有する請求項４５−４７の方法。
【請求項４９】
該少なくとも１つの非成長外面及び該成長促進外面が、該実質的に球形または長円体の本体の全外面の面積の少なくとも約６０％を占める表面積を有する請求項４７の方法。
【請求項５０】
該少なくとも１つの非成長外面及び該成長促進外面が、該実質的に球形または長円体の本体の全外面の面積の少なくとも約８０％を占める表面積を有する請求項４８の方法。
【請求項５１】
１つ以上の空洞の体積が該本体の体積の約３０％より小さい請求項４５−４９の何れか１つの項の方法。
【請求項５２】
該空洞の少なくとも１つが実質的に円筒形の形状を有する請求項４５−５０の何れか１つの項の方法。
【請求項５３】
該本体が、該実質的に球形または長円体の本体の内部の少なくとも１つの空洞への流体の入口を少なくとも部分的に提供する少なくとも１つの開口を含む請求項４５−５１の何れか１つの項の方法。
【請求項５４】
該少なくとも１つの空洞が、医薬、ヒト組織、動物組織、合成組織、ヒト細胞、動物細胞、合成細胞、骨または他の組織成長促進剤、インプラント拒絶阻害剤、感染阻害剤、炎症阻害剤、痛み阻害剤、周囲組織の治癒の促進剤、位置インジケーター、可視インジケーター及びこれらの組み合わせからなる群から選ばれる物質を少なくとも部分的に含む請求項４５−５２の何れか１つの項の方法。
【請求項５５】
該実質的に球形または長円体の本体が空洞を実質的に含まない請求項５０の方法。
【請求項５６】
該少なくとも１つの非成長外面の少なくとも一部が、該実質的に球形または長円体の本体の該外部表面の少なくとも一部に適用される被覆物質により形成される請求項４６−５４の何れか１つの項の方法。
【請求項５７】
該少なくとも１つの成長促進外面の少なくとも一部が、該実質的に球形または長円体の本体の該外部表面の少なくとも一部に適用される被覆物質により形成される請求項４６−５５の何れか１つの項の方法。
【請求項５８】
該被覆物質が、該実質的に球形または長円体の本体の該外部表面の少なくとも１つの開口を少なくとも部分的にカバーしている請求項５４または５５の方法。
【請求項５９】
少なくとも１つの開口が、該開口の組織の成長を少なくとも部分的に阻害する物質を含む請求項５３−５６の何れか１つの項の方法。
【請求項６０】
少なくとも１つの開口が、該開口の組織の成長を少なくとも部分的に促進する物質を含む請求項５３−５７の何れか１つの項の方法。
【請求項６１】
該被覆物質が、該被覆物質の組織の成長を少なくとも部分的に阻害する物質を含む請求項５４−５９の何れか１つの項の方法。
【請求項６２】
該被覆物質が、該被覆物質の組織の成長を少なくとも部分的に促進する物質を含む請求項５４−５９の何れか１つの項の方法。
【請求項６３】
該少なくとも１つの非成長外面、該少なくとも１つの成長促進外面及びこれらの組み合わせを含む該表面が、実質的に滑らかな表面である請求項４６−６１の何れか１つの項の方法。
【請求項６４】
該少なくとも１つの非成長外面、該少なくとも１つの成長促進外面及びこれらの組み合わせを含む該表面が、実質的に滑らかではない表面である請求項４６−６２の何れか１つの項の方法。
【請求項６５】
該実質的に球形または長円体の本体の該外部表面のまわりで少なくとも部分的に接続されそして少なくとも部分的に配置された少なくとも１つのスタビライザーを含み、該少なくとも１つのスタビライザーが、手術部位で該実質的に球形または長円体の本体の動作を少なくとも部分的に制限する請求項４５−６４の何れか１つの項の方法。
【請求項６６】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該実質的に球形または長円体の本体の該外部表面のまわり全体に配置される請求項６３の方法。
【請求項６７】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該実質的に球形または長円体の本体の中心軸の実質的なまわりに配置される請求項６３または６４の方法。
【請求項６８】
該少なくとも１つのスタビライザーが実質的に円板の形状である請求項６３−６５の何れか１つの項の方法。
【請求項６９】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該少なくとも１つのスタビライザー上の組織の成長を少なくとも部分的に阻害する物質を含む請求項６３−６６の何れか１つの項の方法。
【請求項７０】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該少なくとも１つのスタビライザー上の組織の成長を少なくとも部分的に促進する物質を含む請求項６３−６７の何れか１つの項の方法。
【請求項７１】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該少なくとも１つのスタビライザー上の組織の成長を少なくとも部分的に阻害する物質を含む被覆物を含む請求項６３−６８の何れか１つの項の方法。
【請求項７２】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該少なくとも１つのスタビライザー上の組織の成長を少なくとも部分的に促進する物質を含む被覆物を含む請求項６３−６９の何れか１つの項の方法。
【請求項７３】
該少なくとも１つのスタビライザーが少なくとも１つの先細の縁を含む請求項６３−７０の何れか１つの項の方法。
【請求項７４】
該少なくとも１つのスタビライザーが、医薬、ヒト組織、動物組織、合成組織、ヒト細胞、動物細胞、合成細胞、骨活性化物質及びこれらの組み合わせからなる群から選ばれる物質を含む請求項６３−７１の何れか１つの項の方法。
【請求項７５】
該少なくとも１つのスタビライザーが、実質的に滑らかな表面を含む請求項６３−７２の何れか１つの項の方法。
【請求項７６】
該少なくとも１つのスタビライザーが、実質的に滑らかでない表面を含む請求項６３−７４の何れか１つの項の方法。
【請求項７７】
該少なくとも１つのスタビライザーが開口を含まない請求項６３−７４の何れか１つの項の方法。
【請求項７８】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該実質的に球形または長円体の本体の最大の半径の約３倍より小さい最大の放射状の幅を有する請求項６３−７５の何れか１つの項の方法。
【請求項７９】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該実質的に球形または長円体の本体の最大の半径の約１倍より小さい最大の放射状の幅を有する請求項７６の方法。
【請求項８０】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該実質的に球形または長円体の本体の最大の直径より小さい最大の厚さを有する請求項６３−７７の何れか１つの項の方法。
【請求項８１】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該実質的に球形または長円体の本体の最大の直径の約１．５倍より小さい最大の厚さを有する請求項７８の方法。
【請求項８２】
該少なくとも１つのスタビライザーが、該少なくとも１つのスタビライザーの外側の縁の最大の厚さより大きい該実質的に球形または長円体の本体に少なくとも密接に隣接する厚さを有する請求項６３−７９の何れか１つの項の方法。
【請求項８３】
該少なくとも１つのスタビライザーの該厚さが、該実質的に球形または長円体の本体に少なくとも密接に隣接する点から該少なくとも１つのスタビライザーの該外側の縁へほぼ一定の率で低下する請求項８０の方法。
【請求項８４】
該少なくとも１つのスタビライザー及び該実質的に球形または長円体の本体が、実質的に同じ物質から形成される請求項６３−８１の方法。
【請求項８５】
該本体が実質的に球形である請求項４５−８２の何れか１つの項の方法。
【請求項８６】
該人工インプラントを手術部位に導くために器具を受容するように適合された器具の空洞、該人工インプラントをその位置に確保するためにコネクターを受容するように適合された器具の空洞、並びにこれらの組み合わせを含む請求項４５−８３の何れか１つの項の方法。
【請求項８７】
該器具の空洞を少なくとも部分的にカバーするキャップを含む請求項８４の方法。
【請求項８８】
該本体が、医薬、ヒト組織、動物組織、合成組織、ヒト細胞、動物細胞、合成細胞、骨活性化物質及びこれらの組み合わせからなる群から選ばれる物質を含む請求項４５−８７の何れか１つの項の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工インプラントに関し、さらに特に２つ以上の椎骨をともに固定する体内脊椎人工インプラントに関し、そしてより特に、椎間板の代用の提供及び／または２つの椎骨間の可撓性のスペーサーの提供を行う体内脊椎人工インプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒトの脊椎は、３３個の骨の柱及びそれらの相接する構造物から作られている。頭部に近い椎骨は、個々の運動を行うことのできる分離した骨である仙骨前椎骨として知られている。これらの椎骨の本体は、前部及び後部の靭帯によりそして一般に椎間板として知られている線維軟骨の円板により接続されている。これらの円板は、隣接する椎体の相対する面の間に位置する。椎骨及び椎間板のこの柱は、頭部及び胴を支持する中心軸を形成する。これらの椎骨は、また開口を経て脊髄が椎骨の間を通る開口を含む。
【０００３】
仙骨前椎骨は、身体の椎間板、靭帯及び筋系により互いにその位置に通常保持される。これらの椎骨は、隣接する椎骨に対して移動し、それにより頭部を身体に対して回転させ、そして脊柱に広い範囲の可撓性をもたらす。
【０００４】
社会における最もコストのかかる健康上の問題の１つは、背部痛及び脊柱の病理を含む。これらの問題は、すべての年令の個人に影響し、そして患者に大きな苦痛をもたらす。背部痛は、いくつかの因子、例えば先天性奇形、外傷性損傷、脊柱への変性変化などにより生ずる。これらの変化は、痛い余分な動作、または脊柱管の収縮そして消耗する痛み、麻痺またはその両者を引き起こす神経構造の圧縮（次に、神経根の圧縮または脊柱の狭窄をもたらす）を生ずる個々の動作の虚脱を生ずる。
【０００５】
神経伝導の障害は、また椎間板または椎骨それら自体に生ずる。これらの症状の１つは、椎間板ヘルニアであり、その場合、少量の組織が円板の側面から孔に突き出して脊髄を圧迫する。第二のよくある症状は、椎体の後部表面に沿って骨棘と呼ばれる小さい骨の棘突起の成長を含み、それはまた脊髄に衝突する。
【０００６】
これらの奇形の種類を調べて、手術が問題を治すのに必要とされる。椎間板のヘルニアまたは骨棘の形成に伴うこれらの問題について、これらの手術の１つは、椎骨板切除である。この手術では、関係する椎骨を露出させ、そして椎間板を除いて、厄介な組織を除くか、または骨棘の除去のためのアクセスをもたらす。脊椎固定と呼ばれる第二の方法は、次に椎骨をともに固定することが必要とされて、運動を防止し椎間板により初めから占められる間隙を維持する。この方法は、脊柱のいくらかの小さい損失及び可撓性を生じさせるが、比較的多数の椎骨によって、運動性の小さい損失は概して許容できる。
【０００７】
椎間板切除後の脊柱固定中、人工インプラントまたは脊椎インプラントは、椎骨間の間隙中に挿入される。この人工インプラントは、しばしば、患者の身体の他の部分から取り出された骨移植片であり、自家移植片と呼ばれる。患者の身体から取り出された骨の使用は、インプラントの拒絶を避ける重要な利点を有するが、いくつかの短所を有する。インプラントを得るのに第二の手術部位を開けるリスクが常に存在し、それは患者に感染または痛みをもたらし、そしてインプラントの部位は骨状材料の除去により弱められる。骨インプラントは、完璧に成形及び配置されず、インプラントの滑りまたは吸収、または椎骨との固定のインプラントの失敗をもたらす。
【０００８】
インプラントの移植源の他の選択肢は、同種移植と呼ばれる死者から取り出された骨、または異種移植と呼ばれる他の種から取り出された骨である。これらの場合では、感染または痛みの可能な源としての第二の手術部位を有しない利点があるが、移植拒絶の困難さ及び伝染性疾患にかかるリスクの増加が存在する。
【０００９】
他のアプローチは、骨移植片を使用することまたは身体及び椎骨と生物学的に適合する合成材料から製造される人工のインプラントを使用することである。これらインプラントのいくつかの組成及び形状が利用されてきており、材料の簡単なブロックから注意深く成形されたインプラントに及び、すべて成功するとは限らない。
【００１０】
完全な関節固定が少なくとも達成されるまで、椎間板を置換しそしてなお隣接する椎骨間に置かれた椎間板の安定性を維持するのに使用できる許容できる人工インプラントを開発する非常に多数の試みがなされている。これらの人工インプラントは、多くの形を有する。多くのタイプの合成の人工器具が提案されているが、成功率は低く、そして手術法が複雑であり、そしてしばしば患者にとり外傷を生じさせる。
【００１１】
これらの人工インプラントのより一般的なデザインの１つは、円筒状のインプラントの形をとる。これらのタイプの人工インプラントは、特許文献１及び２により示されている。これらの円筒状のインプラントでは、円筒の外部の部分は、ねじ切りされて人工器具の挿入を助ける。これらの人工インプラントのあるものは、椎間板の間隙及び椎骨の終板中にたたき込むようにデザインされている。これらのタイプの器具は、特許文献３及び４に示されている。特許文献１−４は、すべて、インプラントの横断面がインプラントの長さ方向を通して一定でありそして概して直円柱の形である人工インプラントを開示している。
【００１２】
一定の断面を有しない他の人工インプラントが開発されている。例えば、特許文献５は、椎骨の終板中に突き出している細長い突出部を有する半球体のインプラントを示す。特許文献６のインプラントは、隣接する椎骨の中心間に位置する球体の形である。
【００１３】
種々の人工インプラントは、一般に、２つの基本的なカテゴリーに分けられ、すなわち固体のインプラント、及び骨の内部成長を促進するようにデザインされたインプラントである。固体のインプラントは、特許文献１及び７により示される。上記の他の特許文献は、骨がインプラントにわたって成長するようにする或る態様を含む。自然の骨の内部成長を促進する器具は、より早くしかも安定な関節固定を達成することを見いだした。これらのインプラントは、代表的には、椎間板の間隙中への挿入前に自己由来の骨により満たされる。これらのインプラントは、代表的には、インプラント中の開口と連絡する孔を含み、それにより椎骨の終板とインプラント中の骨または骨代替物との間の組織の成長のための通路をもたらす。人工インプラントのための椎間板の間隙をつくるのに、椎骨の終板は、好ましくはインプラント内の組織成長を助けるために出血骨に小さくされる。
【００１４】
多数の困難さが、現在利用されている多くの人工インプラントについてなお存在している。インプラント内の骨または骨代替物の骨の内部成長を可能にする中空のインプラントが固定を達成するのに最適の技術であると認められているが、これらの器具の殆どは、少なくとも或る追加の安定化器具例えば棒または板の助けなしに、この固定を達成するのが難しい。その上、これらの器具のいくつかは、最も頻繁に固定された椎骨のレベル、主として下方の腰部脊柱におけるものに適用される重い負荷を支持するのに十分な強さを構造的に有しない。
【特許文献１】
米国特許４８７８９１５
【特許文献２】
米国特許４９６１７４０
【特許文献３】
米国特許４８３４７５７
【特許文献４】
米国特許５１９２３２７
【特許文献５】
米国特許４７１４４６９
【特許文献６】
米国特許４９３４８４８
【特許文献７】
米国特許４３４９９２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
人工インプラントに関連する技術の現在の状態からみて、骨の内部成長の能力を最適にしそして関節固定が生ずるまで椎骨を支持できるほど十分に強く、器具のセグメントで正常な脊柱の解剖学的構造を維持するかまたは保存する、及び／または椎骨間に挿入される低下された滑りを示し、そして神経の圧迫の発生を減少させる、新しいインプラントのデザインの必要性が常に存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、改良されたインプラントに関し、そしてさらに特に１つ以上の椎骨間の挿入用の改良された人工インプラント、及び１つ以上の椎骨間に人工インプラントを挿入する方法に関する。
【００１７】
本発明の主要な特徴によれば、ヒトにおける使用用の生物学的に適合できる材料から形成される人工インプラントが提供される。人工インプラントは、２つの椎骨間の挿入のために成形されそしてそのような大きさにされる。１つの特定の態様では、人工インプラントは、椎間板の少なくとも一部により既に占められる椎間板の間隙に置かれるようにデザインされる。椎間板は、椎骨間への人工インプラントの挿入前に部分的にまたは完全に除かれる。他の態様では、人工インプラントは、手術の困難さのチャンスを最小にして、確立された手術法により容易に挿入されるようにデザインされる。また他の態様では、人工インプラントの幾何学的構造は、手術中または術後の固定中の何れかで、椎骨について人工インプラントの転位の可能性を低下または最低にするように、適切な負荷の支持、望ましい負荷の支持及び椎骨による支持を確実にする。なお他の態様では、人工インプラントは、ほぼ球形または長円体の本体を含む。ほぼ球形または長円体の本体の最大の半径は、椎骨における人工インプラントの位置に応じて変化できる。代表的には、ほぼ球形または長円体の本体の最大の半径は、約３−１５ｍｍと変化するが、他の半径も使用できる。この態様の１つの態様では、ほぼ球形または長円体の本体の最大の半径は、ほぼ球形または長円体の本体が、脊柱の構造を完成する２つの隣接して位置する椎骨及び周囲の線維及び筋肉間の少なくとも部分的に配置できるように選択される。１つの特別な態様では、ほぼ球形または長円体の本体の最大の半径は、２つの隣接して位置する椎骨を、手術前のそれらの相対的な位置より大きい距離で互いに少なくとも部分的に分離させるように選択される。それらの初めの位置から隣接して位置する椎骨の広がりは、周囲の組織及び筋肉の弾力性を生じ、挿入された人工インプラントを椎骨間に圧縮して維持する。他の特別な態様では、ほぼ球形または長円体の本体の最大の半径は、２つの隣接して位置する椎骨が、手術前のそれらの相対的な位置にほぼ等しいまたはそれ以下の距離で互いに少なくとも部分的に分離されるように選択される。なお他の態様では、人工インプラントは、望ましい方法に応じて、隣接する椎骨間で関節固定（固定）及び／または関節形成（関節形成）を達成できる。そのままで、人工インプラントは、外科医に多方向の関節または２つ以上の椎骨間に形成される固定の何れかを可能にする。他の態様では、人工インプラントは、損傷したまたは除いた円板により生ずる神経圧を低下または排除する。
【００１８】
本発明の他の態様によれば、２つの隣接する椎骨間の空洞に挿入されるようにデザインされたほぼ球形または長円体の本体を含む人工インプラントが提供される。１つの態様では、人工インプラントは、実質的に球形である。他の態様では、人工インプラントは長円体である。なお他の態様では、人工インプラントは、椎骨及び／または椎骨のまわりの周囲組織と不活性であるかまたは生物学的に適合する材料から作られる。人工インプラントの材料は、骨、ステンレス鋼、チタン、クロムモリブデン、コバルトクロム合金、セラミック（酸化ジルコニウムセラミック、酸化アルミニウムセラミックなど）、クロムまたはクロム合金、コバルトまたはコバルト合金、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ガラス及び／または炭素繊維を満たしたポリスルホンタイプ、並びに種々のタイプのカーボン及び線維補強ポリマーを含むが、これらに限定されない。この態様の１つの態様では、材料は磨耗抵抗性である。この態様の他の態様では、材料は、増加した摩擦係数を有する。この態様のなお他の態様では、材料は、低下した摩擦係数を有する。他の態様では、人工インプラントは、円板の組織及び／または椎骨の終板に対して約１０−４０ポンドそしてさらに好ましくは約１５−３５ポンドの張力負荷を維持するようにデザインされる。この張力負荷は、椎骨間の位置に人工インプラントを維持しそしてもし骨成長が望ましいならば、椎骨間の骨の内部成長を加速するのを助ける。なお他の態様では、人工インプラントは、椎骨の弾性にほぼ等しい材料から作られる。さらに他の態様では、人工インプラントは、Ｘ線に露出されたとき、インプラントの可視性を増大させるためにＸ線透過性の材料により被覆、製造及び／または含有する。さらなる態様では、人工インプラントは、音波、光波、磁気波及び／または種々のタイプの電磁気波に露出されたとき、インプラントの可視性を増大させる材料により被覆、製造及び／または含有する。
【００１９】
本発明の他の態様によれば、人工インプラントのほぼ球形または長円体の本体は、実質的に滑らかな外面を含むか、または実質的に滑らかな外面を有する領域を含んで、人工インプラントのほぼ球形または長円体の本体の実質的に滑らかな表面上及び／または内部への骨の成長及び／または他の組織の成長を防ぐ。ほぼ球形または長円体の本体の実質的に滑らかな表面は、ほぼ球形または長円体の本体を２つの椎骨間を自由にまたは比較的自由に移動させる。ほぼ球形または長円体の本体中への骨または他の組織の成長は、ほぼ球形または長円体の本体が、１つまたは両方の椎骨に関する位置に捉えられるかまたは少なくとも部分的に維持されるようになる。１つの態様では、ほぼ球形または長円体の本体の外側の滑らかな表面材料は、磨耗抵抗性の比較的滑らかな材料を含む。材料は、また低い摩擦特性を有して、１つ以上の椎骨の間の良好な動きを可能にする。他の態様では、実質的に滑らかな表面は、ほぼ球形または長円体の本体の全表面積の少なくとも大部分を占める全表面積を有する。この態様の１つでは、実質的に滑らかな表面は、ほぼ球形または長円体の本体の全表面積の少なくとも約６０％を占める全表面積を有する。この態様の他の１つでは、実質的に滑らかな表面は、ほぼ球形または長円体の本体の全表面積の少なくとも約７０％を占める全表面積を有する。この態様のなお他の１つでは、実質的に滑らかな表面は、ほぼ球形または長円体の本体の全表面積の少なくとも約８０％を占める全表面積を有する。この態様のなお他の１つでは、実質的に滑らかな表面は、ほぼ球形または長円体の本体の全表面積の少なくとも約９０％を占める全表面積を有する。この態様のなお他の１つでは、実質的に滑らかな表面は、ほぼ球形または長円体の本体の全表面積の少なくとも約９５％を占める全表面積を有する。他の態様では、ほぼ球形または長円体の本体は、ほぼ球形または長円体の本体の外面の孔及び／または滑らかではない表面を縮小または排除する材料により少なくとも部分的に被覆される。この態様の１つでは、被覆物は、生体適合可能な材料である。使用できる材料（これらに限定されないが）は、ポリテトラフルオロエチレン、またはポリテトラフルオロエチレンを含むポリマー及び／またはコポリマーを含む。他の態様では、被覆された材料は、接着剤の結合、溶接、溶融、ハンダ付け、シュリンクラッピング、溶融、スプレイコーティング、加熱浸漬、電解メッキ、浸漬コーティング、ブラッシュコーティング、及び／または同等手段によりほぼ球形または長円体の本体に適用できる。被覆された材料は、生物学的に中性であるか、または骨及び／または他の組織の成長を阻害する１つ以上の物質を含む。この態様の１つでは、被覆物は、被覆された材料から周囲の組織に移動する１つ以上の物質を含む。１つの特定のデザインでは、１つ以上の物質は、周囲の組織中への１つ以上の物質の放出時間及び／または放出速度を少なくとも部分的にコントロールするように、被覆された材料に挿入、捕捉及び／または少なくとも部分的に結合される。他の態様では、被覆材料は、人工インプラントの強さ及び／または耐久性の増大及び／または人工インプラントの表面の硬化または軟化を行う。
【００２０】
本発明の他の態様によれば、人工インプラントのほぼ球形または長円体の本体は、１つ以上の滑らかな表面を含んで、人工インプラントのほぼ球形または長円体の本体の表面中への骨成長及び／または他の組織成長を促進させる。１つ以上の滑らかな表面は、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の表面を１つ以上の椎骨と部分的にまたは完全に融合させる。滑らかな表面は、デザインされて椎間板の間隙内に椎骨の下面を係合及び／または結合するように適合する。１つの態様では、ほぼ球形または長円体の本体の表面の少なくとも一部は、滑らかな表面を形成する材料により被覆される。被覆された材料は、生物学的に中性であるか、または骨または他の組織の成長を阻害及び／または促進する１つ以上の物質を含むことができる。なお他の態様の１つでは、被覆された材料は、天然及び／または合成の骨セメント；ポリマー、コポリマー及び／またはウレタンフォーム；同種成長化合物；粉末化骨、骨及び／または他の組織成長刺激物質、骨、ポリグリコレートポリマーまたは同族体、ラクチド、ポリジオキサモン、ポリグリコレート、ラクチド／グリコリドコポリマー、及び／または他の組織成長阻害物質及び／または医薬を含むが、これらに限定されない。他の態様では、被覆された材料は、接着剤の結合、溶接、溶融、ハンダ付け、シュリンクラッピング、溶融、スプレイコーティング、加熱浸漬、電解メッキ、浸漬コーティング、ブラッシュコーティング、及び／または同等手段によりほぼ球形または長円体の本体に適用できる。被覆された材料は、生物学的に中性であるか、または骨及び／または他の組織の成長を阻害する１つ以上の物質を含む。この態様の１つでは、被覆物は、被覆された材料から周囲の組織に移動する１つ以上の物質を含む。１つの特定のデザインでは、１つ以上の物質は、周囲の組織中への１つ以上の物質の放出時間及び／または放出速度を少なくとも部分的にコントロールするように、被覆された材料に挿入、捕捉及び／または少なくとも部分的に結合される。他の態様では、被覆材料は、人工インプラントの強さ及び／または耐久性を増大及び／または人工インプラントの表面の硬化または軟化を行う。
【００２１】
本発明のなお他の態様によれば、人工インプラントのほぼ球形または長円体の本体は、人工インプラントのほぼ球形または長円体の本体の表面及び／または内部への骨成長及び／または他の組織の成長を促進するために、ほぼ球形または長円体の本体中への１つ以上の滑らかではない表面及び／または開口を含む。ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の滑らかではない表面及び／または開口は、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の表面を１つ以上の椎骨と部分的にまたは完全に融合させる。滑らかではない表面は、デザインされて椎間板の間隙内に椎骨の下面を係合及び／または結合するように適合する。１つの態様では、滑らかではない表面は、隆起、溝、くぼみ、孔、ノッチ、スリット、スロット、チャンネル、波形などを含むが、これらに限定されない。１つの態様では、ほぼ球形または長円体の本体の表面の少なくとも一部は、滑らかではない表面を形成する材料により被覆される。被覆される材料は、代表的に生体適合性である。被覆される材料は、生物学的に中性であるか、または骨または他の組織の成長を阻害及び／または促進する１つ以上の物質を含むことができる。なお他の態様の１つでは、被覆される材料は、天然及び／または合成の骨セメント；ポリマー、コポリマー及び／またはウレタンフォーム；同種成長化合物；粉末化骨、骨及び／または他の組織成長刺激物質、骨、ポリグリコレートポリマーまたは同族体、ラクチド、ポリジオキサモン、ポリグリコレート、ラクチド／グリコリドコポリマー、及び／または他の組織成長阻害物質及び／または医薬を含むが、これらに限定されない。他の態様では、被覆される材料は、接着剤の結合、溶接、溶融、ハンダ付け、シュリンクラッピング、溶融、スプレイコーティング、加熱浸漬、電解メッキ、浸漬コーティング、ブラッシュコーティング、及び／または同等手段によりほぼ球形または長円体の本体に適用できる。被覆された材料は、生物学的に中性であるか、または骨及び／または他の組織の成長を阻害する１つ以上の物質を含む。この態様の１つでは、被覆物は、被覆された材料から周囲の組織に移動する１つ以上の物質を含む。１つの特定のデザインでは、１つ以上の物質は、周囲の組織中への１つ以上の物質の放出時間及び／または放出速度を少なくとも部分的にコントロールするように、被覆された材料に挿入、捕捉及び／または少なくとも部分的に結合される。他の態様では、被覆材料は、人工インプラントの強さ及び／または耐久性を増大及び／または人工インプラントの表面の硬化または軟化を行う。
【００２２】
本発明の他の態様によれば、ほぼ球形または長円体の本体は、１つ以上の内部の空洞を含む。これらの空洞は、ほぼ球形または長円体の本体の外面への１つ以上の通路を含むか、またはほぼ球形または長円体の本体の外面から少なくとも部分的に単離されている。１つの態様では、空洞の少なくとも１つは、実質的に空いている。他の態様では、空洞の少なくとも１つは、少なくとも２つの椎骨間の人工インプラントの有効性を促進する１つ以上の物質を含む。この態様の１つでは、物質の少なくとも１つは、１つ以上の椎骨間の移植の形成を助ける物質を含むが、これに限定されない。この物質は、医薬、ヒト組織、動物組織、合成組織、ヒト細胞、動物細胞、合成細胞などを含むが、これらに限定されない。この態様の他の１つは、物質の少なくとも１つは、人工インプラントの拒絶を阻害し、感染を減らし、炎症を減らし、痛みを軽減し、周囲組織の治癒を促進し、位置及び／または可視インジケーターとして機能し、及び／または同様な作用を行う骨または他の組織の成長を促進する化学化合物を含むが、これらに限定されない。この態様のなお他の１つでは、１つ以上の空洞は、骨活性化物質例えばヒドロキシアパタイト骨または蛋白、骨成長因子または軟骨活性化因子とともにまたはそれなしに、骨材料または合成材料により満たされる。他の態様では、ほぼ球形または長円体の本体の外面の１つ以上の空洞は、血液及び／または他の体液を供給させて、１つ以上の空洞の流入及び／または流出を行う。さらなる態様では、ほぼ球形または長円体の本体の外面への通路及び／または開口のサイズは、空洞を出る１つ以上の空洞の１つ以上の物質の量及び／または速度をコントロールするように選択できる。さらなる態様では、ほぼ球形または長円体の本体の外面への通路及び／または開口のサイズは、開口及び／または通路でそして１つ以上の空洞へ生ずる骨及び／または他の組織の成長の量及び／または速度をコントロールするように選択できる。なお他の態様では、１つ以上の空洞の物質は、１つ以上の椎骨間への人工インプラントの挿入前に空洞に少なくとも部分的に予め充填されるか、または物質は、人工インプラントが１つ以上の椎骨間に挿入された後に１つ以上の空洞中に少なくとも部分的に充填されるかまたはその両者である。なお他の態様では、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の空洞のそれぞれの体積は、ほぼ球形または長円体の本体の全体積より小さい。この態様の１つでは、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の空洞のそれぞれの体積は、ほぼ球形または長円体の本体の全体積の約５０％より小さい。２つ以上の空洞の体積は、同じかまたは異なる。この態様の他の１つでは、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の空洞のそれぞれの体積は、ほぼ球形または長円体の本体の全体積の約４０％より小さい。この態様の他の１つでは、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の空洞のそれぞれの体積は、ほぼ球形または長円体の本体の全体積の約３０％より小さい。この態様の他の１つでは、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の空洞のそれぞれの体積は、ほぼ球形または長円体の本体の全体積の約２０％より小さい。この態様の他の１つでは、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の空洞のそれぞれの体積は、ほぼ球形または長円体の本体の全体積の約１０％より小さい。他の態様では、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の空洞の体積の合計は、ほぼ球形または長円体の本体の全体積より小さい。この態様の１つでは、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の空洞の体積の合計は、ほぼ球形または長円体の本体の全体積の約５０％より小さい。この態様の他の１つでは、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の空洞の体積の合計は、ほぼ球形または長円体の本体の全体積の約４０％より小さい。この態様の他の１つでは、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の空洞の体積の合計は、ほぼ球形または長円体の本体の全体積の約３０％より小さい。この態様のなお他の１つでは、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の空洞の体積の合計は、ほぼ球形または長円体の本体の全体積の約２０％より小さい。この態様の他の１つでは、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の空洞の体積の合計は、ほぼ球形または長円体の本体の全体積の約１０％より小さい。本発明の他の態様では、ほぼ球形または長円体の本体の空洞の少なくとも２つは、互いに相交わっている。この態様の１つでは、２つ以上の空洞は、ほぼ球形または長円体の本体の実質的に中心で互いに相交わっている。この態様の他の１つでは、２つ以上の空洞は、ほぼ球形または長円体の本体のほぼ中心を外して互いに相交わっている。本発明のなお他の態様では、ほぼ球形または長円体の本体の空洞の少なくとも１つは、ほぼ円筒状の部分を少なくとも部分的に含む。この態様の１つでは、ほぼ球形または長円体の本体の空洞の少なくとも１つは、実質的に円筒状である。
【００２３】
本発明の他の態様によれば、人工インプラントのほぼ球形または長円体の本体は、人工インプラントのほぼ球形または長円体の本体の外壁に１つ以上の開口を含み、椎骨間の人工インプラントの配置を助ける、及び／または人工インプラントを椎間板の間隙内の正しい位置に確保する。１つの態様では、ほぼ球形または長円体の本体の外壁の１つ以上の開口は、脊柱中へ前部、後部、側面及び／または腹腔鏡的なアプローチにより脊柱の椎骨間に人工インプラントを導く及び／または挿入するための器具を受容するように適合される。１つ以上の開口は、外科医に椎間板の間隙に人工インプラントを挿入するための最適なアプローチを選択させる。この態様の１つは、器具の開口は、開口における確保するメカニズム例えばねじ切り（これに限定されない）を含み、開口内に器具を確保させる。
【００２４】
本発明の他の態様によれば、人工インプラントのほぼ球形または長円体の本体は、人工インプラントが１つ以上の椎骨間に挿入される前、その間及び／またはその後に、少なくとも部分的に閉じられうる人工インプラントのほぼ球形または長円体の本体の外壁に１つ以上の開口を含む。１つの態様では、キャップが、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の開口を少なくとも部分的に閉じるために使用される。この態様の１つでは、キャップは、１つ以上の開口を実質的にシールする。この態様の他の１つでは、キャップは、１つ以上の開口のサイズを変える。１つ以上の開口の変えられたサイズは、１つ以上の開口を出る物質の量及び／または速度のコントロール、及び／または開口に入る物質、骨及び／または他の組織の速度及び／または量のコントロールに使用できる。この態様の他の１つは、キャップは、多孔性材料または非多孔性材料から製造できる。他の態様では、キャップは、ほぼ球形または長円体の本体の１つ以上の開口にキャップを導く及び／または挿入するための器具を受容するように適合される。他の態様では、キャップは、生体適合性材料から製造される。この態様の１つでは、キャップは、ほぼ球形または長円体の本体を形成する材料と同じ材料である材料から製造されるかまたはそれを含む。この態様の他の１つは、キャップは、ほぼ球形または長円体の本体の材料とは異なる材料から製造されるかまたはそれを含む。他の態様では、キャップは、人工インプラントが１つ以上の椎骨間にある間、周囲の骨及び／または組織と融合する材料から製造される。他の態様では、キャップは、人工インプラントが１つ以上の椎骨間にある間、周囲の骨及び／または組織との融合に抵抗する材料から製造される。他の態様では、キャップは、人工インプラントが１つ以上の椎骨間に配置された後分解する材料から製造される。
【００２５】
本発明の他の態様によれば、人工インプラントの少なくとも１つ以上の表面は、鋭くないように丸くされる。表面を丸くすることは、個人に痛み、損傷及び／または麻痺をもたらす、脊髄から導かれる神経の狭窄の低下及び／または排除を行う。丸い表面は、脊髄を出る椎間の神経に働く神経圧を避けるかまたは最低にする。１つ以上の丸い表面は、また椎間板の間隙内への人工インプラントの挿入を助ける。１つの態様では、人工インプラントの実質的にすべての表面は丸くされる。本発明の他の態様によれば、人工インプラントは、人工インプラントのほぼ球形または長円体の本体の外面の少なくとも部分的のまわりに位置する少なくとも１つのスタビライザーを含む。スタビライザーは、１つ以上の椎骨間に人工インプラントを少なくとも部分的に方向づけすることを助けるようにデザインされ、１つ以上の椎骨間のほぼ球形または長円体の本体の動きの量を制限する、及び／または１つ以上の椎骨間への人工インプラントの挿入を助ける。１つの態様では、少なくとも１つのスタビライザーは、ほぼ球形または長円体の本体の実質的なまわりに配置される。この態様の１つでは、この態様の１つでは、少なくとも１つのスタビライザーは、ほぼ球形または長円体の本体の中心軸の実質的まわりに配置される。この態様の他の１つでは、少なくとも１つのスタビライザーは、ほぼ球形または長円体の本体の中心軸の中心を実質的に外れて配置される。他の態様では、スタビライザーは、実質的に円盤状に成形されるが、スタビライザーの形状は、この形状に制限されない。他の態様では、スタビライザーは、１つ以上の先細の縁を含む。他の態様では、スタビライザーは、多孔性の材料、非多孔性の材料、非生体適合性の材料及び／または生体分解性の材料から少なくとも部分的に製造される。なお他の態様では、スタビライザーは、骨及び／または他の組織の成長を促進する物質により被覆し、それを含有し、及び／または製造されて、人工インプラントの拒絶を阻害し、感染を低下させ、炎症を減少させ、痛みを減らし、周囲組織の治癒を促進し、位置及び／または可視のインジケーターとして働き及び／または同等の効果をえる。この態様の１つでは、スタビライザーは、医薬、ヒト組織、動物組織、合成組織、ヒト細胞、動物細胞、合成細胞及び／または骨活性化物質を含む物質を含むが、これらに限定されない。この態様の他の１つでは、スタビライザーは、骨、ステンレス鋼、チタン、クロムモリブデン、コバルトクロム合金、セラミック（酸化ジルコニウムセラミック、酸化アルミニウムセラミックなど）、クロムまたはクロム合金、コバルトまたはコバルト合金、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ガラス及び／または炭素繊維を満たしたポリスルホンタイプ、並びに種々のタイプのカーボン及び線維補強ポリマーを含むが、これらに限定されない。この態様の１つの態様では、材料は磨耗抵抗性である。この態様の他の態様では、材料は、増加した摩擦係数を有する。この態様のなお他の態様では、材料は、低下した摩擦係数を有する。この態様の他の１つでは、少なくとも部分的に被覆されたスタビライザー及び／または被覆物は、滑らかな表面、粗い表面、低い摩擦表面、磨耗抵抗性表面及び／または同等物をもたらす材料から製造できる。他の態様では、スタビライザーは、１つ以上の開口及び／または空洞を含むことができる。開口及び／または空洞は、種々のタイプの物質を含み、骨及び／または他の組織の成長を促進し、人工インプラントの拒絶を阻害し、感染を低下させ、炎症を減少させ、痛みを減らし、周囲組織の治癒を促進し、位置及び／または可視のインジケーターとして働き及び／または同等の効果をえる。他の態様では、スタビライザーは、被覆された材料から周囲の組織に移動する１つ以上の物質による被覆を含む。１つの特定のデザインでは、１つ以上の物質は、周囲組織中への１つ以上の物質の放出時間及び／または放出速度を少なくとも部分的にコントロールするように、被覆された材料に挿入、捕捉及び／または少なくとも部分的に結合される。他の態様では、被覆材料は、人工インプラントの強さ及び／または耐久性の増大及び／またはスタビライザーの表面の硬化または軟化を行う。さらなる態様では、スタビライザーは、人工インプラントのほぼ球形または長円体の本体から離されるか、またはそれに実質的に永久的に接続される。この態様の１つでは、スタビライザー及びほぼ球形または長円体の本体は単一の成分を構成する。さらなる態様では、スタビライザーの最大の放射状の幅は、人工インプラントのほぼ球形または長円体の本体の最大の半径の約３倍より小さい。この態様の１つでは、スタビライザーの最大の放射状の幅は、人工インプラントのほぼ球形または長円体の本体の最大の半径の約２倍より小さい。他の態様では、ほぼ球形または長円体の本体の外面に関するスタビライザーの関節の角度は一定であるか、または約０．０１°より小さい角度から約１８０°に変化する。なお他の態様では、スタビライザーの最大の厚さは、一般に、ほぼ球形または長円体の本体の最大の直径以下である。この態様の１つでは、スタビライザーの最大の厚さは、ほぼ球形または長円体の本体の最大の直径より小さい。この態様の他の１つでは、ほぼ球形または長円体の本体に少なくとも密接に隣接するスタビライザーの最大の厚さは、スタビライザーの外側の縁でスタビライザーの最大の厚さ以上である。１つの特別なデザインでは、スタビライザーの幅は、ほぼ球形または長円体の本体に少なくとも密接に隣接する点からスタビライザーの外側の縁に低下する。特定のデザインでは、逓減の度合いは、ほぼ一定である。
【００２６】
２つの椎骨間の挿入用の改良された人工インプラントを提供するのが本発明の目的である。
【００２７】
椎骨間の間隙を少なくとも部分的に模倣する人工インプラントを提供するのが本発明の他の目的及び／または別の目的である。
【００２８】
本発明の他の目的及び／または別の目的は、人工インプラントを椎骨間の正しい位置に確保することを助けるために１つ以上の滑らかでない表面を含む人工インプラントを提供することである。
【００２９】
隣接する椎骨間に安定性をもたらしそして形状が椎骨間に人工インプラントを確保することを助ける、改良された脊柱支持固定を提供する人工インプラントそして方法を提供することが、本発明の他の目的及び／または別の目的である。
【００３０】
本発明の他の目的及び／または別の目的は、ほぼ球形または長円体の本体を含む人工インプラントを提供することである。
【００３１】
本発明の他の目的及び／または別の目的は、スタビライザーを含む人工インプラントを提供することである。
【００３２】
本発明の他の目的及び／または別の目的は、滑らかな表面上の骨及び／または他の組織を阻害する１つ以上の滑らかな表面を含む人工インプラントを提供することである。
【００３３】
本発明の他の目的及び／または別の目的は、人工インプラントの外面の開口のサイズを少なくとも部分的に変えるキャップを含む人工インプラントを提供することである。
【００３４】
本発明の他の目的及び／または別の目的は、椎骨間に人工インプラントを配置することを少なくとも部分的に助ける器具を提供することである。
【００３５】
本発明の他の目的及び／または別の目的は、２つの隣接して位置する椎骨の融合及び／または人工インプラントの挿入後の治癒の進行を助けるために充填材料を受容できる１つ以上の開口を有する人工インプラントを提供することである。
【００３６】
本発明の他の目的及び／または別の目的は、２つの椎骨間に容易かつ有効に配置できそして椎骨間の人工インプラントの失敗率を低下させる人工インプラントを提供することである。
【００３７】
本発明の他の目的及び／または別の目的は、人工インプラントに密接に隣接する脊髄及び他の身体の部分による圧迫を低下する１つ以上の表面を含む人工インプラントを提供することである。
【００３８】
生体適合性の材料から少なくとも部分的に製造された人工インプラントを提供することが本発明の他の目的及び／または別の目的である。
【００３９】
Ｘ線、音波、光波、磁気波及び／または種々のタイプの電磁気波に曝されたとき、インプラントの可視性を増大する材料から少なくとも部分的に製造された及び／または含む人工インプラントを提供するのが、本発明の他の目的及び／または別の目的である。
【００４０】
椎骨及び／または椎間板の弾性に密接に等しい材料から少なくとも部分的に製造された人工インプラントを提供することが本発明の他の目的及び／または別の目的である。
【００４１】
本発明のこれらの目的及び他の目的は、図面とともに好ましい態様の以下の詳細な記述を読みそして理解することにより、当業者にとり明らかになるだろう。
【００４２】
本発明は、或るパーツ及びパーツの配置で物理的な形をとり、それらの好ましい態様は、図面で詳述されそして説明される。
【００４３】
図１は、本発明の人工インプラントの拡大透視図である。
【００４４】
図２は、２つの隣接して位置する椎骨間に配置された本発明の人工インプラントを含む脊柱の一部の拡大側面図である。
【００４５】
図３は、本発明の改変された人工インプラントの拡大透視図である。
【００４６】
図４は、本発明の他の改変された人工インプラントの拡大透視図である。
【００４７】
図５は、本発明のなお他の改変された人工インプラントの拡大透視図である。
【００４８】
図６は、本発明の他の改変された人工インプラントの拡大透視図である。
【００４９】
図７は、本発明の他の改変された人工インプラントの拡大透視図である。
【００５０】
図８は、本発明の他の改変された人工インプラントの拡大透視図である。
【００５１】
図９は、人工インプラントの本体の滑らかな外面に適用された被覆材料を示す人工インプラントの表面の拡大断面図である。
【００５２】
図１０は、複数の開口を有する人工インプラントの本体の滑らかな外面に適用された被覆材料を示す人工インプラントの表面の拡大断面図である。
【００５３】
図１１は、複数の開口を有する人工インプラントの本体の滑らかではない外面に適用された被覆材料を示す人工インプラントの表面の拡大断面図である。
【００５４】
図１２は、人工インプラントの本体の外面に適用された滑らかではない表面を有する被覆材料を示す人工インプラントの表面の拡大断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
図面（図面に示されているのは、本発明の好ましい態様を説明する目的のみであり、それを制限する目的のためではない）に関して、図１及び３−８は、脊柱の２つの椎骨間の椎間板の間隙に挿入されるようにデザインされた人工器具またはインプラント１０を示す。人工インプラント１０は、外面２２を有する球形の本体２０を有するように示されている。球形の本体２０は、例えば骨、ステンレス鋼、チタン、クロムモリブデン、コバルトクロム合金、セラミック（酸化ジルコニウムセラミック、酸化アルミニウムセラミックなど）、クロムまたはクロム合金、コバルトまたはコバルト合金、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ガラス及び／または炭素繊維を満たしたポリスルホンタイプ、並びに種々のタイプの炭素及び線維補強ポリマーのようなしかしこれらに限定されない種々の材料から製造できる。選択された特定の材料の１種以上は、一般に、インプラントの位置そしてインプラントにより達成されるべき種々の目的に依存する。さらに、球体の本体２０は、医薬、骨及び／または組織成長促進剤、骨及び／または組織成長阻害剤などを含むことができ、それらは、球形の本体の材料と混合されて、球形の本体２０から流出するかまたはそれ以外のやり方で離脱してインプラントのまわりの骨、組織及び／または流体に入る、及び／またはインプラントのまわりの骨、組織及び／または流体と相互に反応するようにデザインされる。
【００５６】
図１に関して、インプラント１０は、実質的に滑らかな外面２２を有する球形の本体２０を含む。球形の本体２０の内部は、固体、中空であるか、または１つ以上の空洞を有する。もし球形の本体が１つ以上の空洞を含むならば、空洞は、空であるか、または球形の本体２０の物理的特性（すなわち、重量分布、密度分布など）を変える材料、及び／または空所から流出またはそれ以外のやり方で離脱してインプラントのまわりの骨、組織及び／または流体に入るようにデザインされた材料（すなわち、医薬、骨及び／または組織成長促進剤、骨及び／または組織成長阻害剤など）により少なくとも部分的に満たされる。インプラント１０は、また球形の本体２０に接続されたスタビライザー３０を含む。スタビライザー３０は、円板状の形をもち、球形の本体２０の中心軸のまわりに延在する。スタビライザー３０及び球形の本体２０は、単一の材料片から形成されるように示される。一般に、スタビライザーは、球形の本体２０と同様な材料から製造されるが、スタビライザーは異なるまたは追加の材料を含むことができる。理解されるように、スタビライザー３０は、後で外面２２に接続される別のコンポーネントでもよい。スタビライザー３０は、１つ以上の椎骨間に人工インプラントを少なくとも部分的に方向付けすることを助けるようにデザインされ、１つ以上の椎骨間のほぼ球形または長円体の本体の移動量を制限し、及び／または１つ以上の椎骨間への人工インプラントの挿入を助ける。スタビライザー３０の縁３２は、丸く鋭くない縁である。スタビライザーの表面を丸くすることは、個人に痛み、損傷及び／または麻痺を生ずる脊髄から導かれる神経の圧迫を低下及び／または排除する。スタビライザー３０は、また距離が球形の本体２０から長くなるにつれ低下する厚さを有する。スタビライザー３０は、また球形の本体２０の直径より小さい最大の厚さを有する。一般に、スタビライザーの最大の厚さは、球形の本体２０の直径の約１．５倍より小さく、そして代表的には球形の本体２０の直径の約４倍より小さい。スタビライザー３０は、球形の本体２０から外側に放射状に延在するほぼ一定の幅を有することが示されるが、スタビライザーの幅は変化できる。一般に、スタビライザーの最大の幅は、球形の本体２０の直径の約２倍より小さく、そして代表的には球形の本体２０の直径の約１倍より小さい。
【００５７】
図２に関して、インプラント１０は、ヒトの脊柱４０中に挿入されているとして示されている。ヒトの脊柱４０は、いくつかの椎骨４２、４４、４６を含み、そして２つの隣接して位置する椎骨間にある椎間板５０を含む。インプラント１０は、損傷をうけた椎間板を部分的にまたは完全に置換するようにデザインされる。図２に示されるように、椎骨４２及び４４は、人工インプラント１０の球形の本体２０により分離され、そして少なくとも部分的に支持される。残りの椎骨は、相接する椎骨間の間隙を維持する椎間板５０に支持されそして分離されているとして示される。椎間板５０の損傷した部分は、人工インプラント１０がそれらの間に挿入される前に、椎骨４２と４４との間の領域から取り出されている。椎骨４２及び４４の内面は、またインプラントがそれらの間に挿入される前に、準備される。これらの準備は、代表的には、望ましくない材料の椎骨間の領域を清浄し、１つ以上の椎骨の表面から骨及び／または組織を除き、椎骨間にセパレーターを挿入することなどを含む。椎骨間の領域が準備された後、インプラント１０は椎骨間の間隙中に挿入される。インプラント１０のデザインに応じて、人工インプラントは、隣接する椎骨間に関節固定（融合）及び／または関節形成（関節形成）を達成する。いちどインプラント１０が椎骨４２と４４との間に挿入されると、スタビライザー３０は、椎骨間のインプラント１０の動作を制限する。
【００５８】
図３−９に関して、人工インプラントの他のデザインが示される。特に図３に関して、人工インプラント１０は、実質的に滑らかな外面２２を有する球形の本体２０を含む。球形の本体２０の内部は、固体、中空であるか、または１つ以上の空洞を有する。もし球形の本体２０が１つ以上の空洞を含むならば、空洞は、空であるか、または球形の本体２０の物理的特性（すなわち、重量分布、密度分布など）を変える材料、及び／または空所から流出またはそれ以外のやり方で離脱してインプラントのまわりの骨、組織及び／または流体に入るようにデザインされた材料（すなわち、医薬、骨及び／または組織成長促進剤、骨及び／または組織成長阻害剤など）により少なくとも部分的に満たされる。インプラント１０は、またスタビライザーを有しないものとして示されている。球形の本体２０は、いくつかの開口６０、６４及び７０を含む。開口は、円形の形状として画かれているが、他の形状も使用できる。開口のサイズは、種々の材料がその中に充填できる、及び／または骨及び／または組織が開口中で成長できて本体の椎骨への融合を助けるように選択される。材料が開口中に充填されるとき、充填された材料は、代表的に、医薬、組織、細胞などを含むが、これらに限定されない。１つ以上の開口は、また器具がインプラントに接続されて椎骨間へのインプラントの挿入及び／または配置を助けるのに使用できる。器具は、例えば前方、後方、側面及び／または腹腔鏡的アプローチから椎骨への多数の異なるアプローチで椎間板の間隙に人工インプラントを挿入するのに使用できる。器具の開口は、代表的に、ねじ切りされて、ねじの切られた器具を受容する。ねじ切りされた開口は、器具を人工インプラント１０に簡単に確保及び／または除去する。器具の開口は、また人工インプラントにペディクルねじを確保して人工インプラントへの棒または板の安定化系の付着を助けるのに使用される。
【００５９】
図４に関して、人工インプラント１０は、実質的に滑らかな外面２２を有する球形の本体２０を含む。インプラント１０は、またスタビライザーを有しないものとして示される。インプラント１０は、また複数の空洞８０、８２及び８４を含む。空洞は、実質的に円筒状の形状を有し、そしてインプラント１０を通して延在する。空洞は、すべて球形の本体２０を貫通しているものとして画かれているが、１つ以上の空洞は球形の本体２０を貫通しなくてもよいことは理解できるだろう。空洞８０は、開口６０及び６２を含み、空洞８２は開口６８及び７０を含み、そして空洞８４は、開口６４及び６６を含む。空洞は、代表的に、その中に充填された材料を含むが、空洞は空であって流体が流れ通ることもできる。１つ以上の開口は、また器具がインプラントに接続して椎骨間のインプラントの挿入及び／または配置を助けるのに使用できる。球形の本体２０の内部の残りの部分は、固体、中空であるか、または１つ以上の空洞を有する。もし球形の本体２０がこれらの空洞の１つ以上を含むならば、空洞は、空であるか、または球形の本体２０の物理的特性（すなわち、重量分布、密度分布など）を変える材料、及び／または空所を流れるかまたはそれ以外のやり方で離脱してインプラントのまわりの骨、組織及び／または流体に入るようにデザインされた材料（すなわち、医薬、骨及び／または組織成長促進剤、骨及び／または組織成長阻害剤など）により少なくとも部分的に満たされる。
【００６０】
図５に関して、人工インプラント１０は、実質的に滑らかな外面２２を有する球形の本体２０を含む。インプラント１０は、またスタビライザーを有しないものとして示される。インプラント１０は、さらに開口を有しないものとして画かれている。球形の本体２０の内部は、固体、中空であるか、または１つ以上の空洞を有する。もし球形の本体２０が１つ以上の空洞を含むならば、空洞は、空であるか、または球形の本体２０の物理的特性（すなわち、重量分布、密度分布など）を変える材料、及び／または空所を流れるかまたはそれ以外のやり方で離脱してインプラントのまわりの骨、組織及び／または流体に入るようにデザインされた材料（すなわち、医薬、骨及び／または組織成長促進剤、骨及び／または組織成長阻害剤など）により少なくとも部分的に満たされる。
【００６１】
図６に関して、人工インプラント１０は、実質的に滑らかな外面２２を有する球形の本体２０を含む。インプラント１０は、またスタビライザーを有しないものとして示される。インプラント１０は、さらに２つの開口６０及び６２、並びにそれらの間を延在する円筒状の空洞８０を有するものとして画かれている。空洞は、代表的には、その中に充填された材料を含むが、空洞は空であって流体が流れ通ることもできる。単一の空洞は、図４の空洞８０、８２及び８４の個々の体積より大きい体積を有するものとして画かれている。代表的に、図６の空洞８０の体積は、球形の本体２０の体積の半分より小さい。球形の本体２０の内部の残りの部分は、固体、中空であるか、または１つ以上の空洞を有する。もし球形の本体２０が１つ以上の空洞を含むならば、空洞は、空であるか、または球形の本体２０の物理的特性（すなわち、重量分布、密度分布など）を変える材料、及び／または空所を流れるかまたはそれ以外のやり方で離脱してインプラントのまわりの骨、組織及び／または流体に入るようにデザインされた材料（すなわち、医薬、骨及び／または組織成長促進剤、骨及び／または組織成長阻害剤など）により少なくとも部分的に満たされる。
【００６２】
図７に関して、インプラント１０は、図３に示されたインプラントに似ているが、単一の開口６０を含む。開口６０は、上記のような器具及び／またはキャップ１２０を受容するようにデザインされたねじを切った内部７２を含む。キャップ１２０は、開口６０を少なくとも部分的に閉じるように開口６０にねじ込まれるねじ切り１２２を含む。
【００６３】
図８に関して、インプラント１０は、図７に示されたインプラントに似ているが、外面２２は滑らかではない表面である。滑らかでない表面の開口は、インプラントが１つ以上の椎骨と部分的にまたは完全に融合するようにする。滑らかではない表面は、また椎間板の間隙内で椎骨の下面と係合及び／または固定されるようにデザインできる。
【００６４】
図９−１２に関して、インプラントは、被覆物９０により少なくとも部分的に被覆された外面２２を有するものとして示される。被覆物９０は、図９−１１に示されるように実質的に滑らかな外面９２を形成するか、または図１２に示されるように滑らかではない表面９２を形成する。被覆物９０は、種々の材料から製造される。代表的には、被覆物９０は、球形の本体２０の外面２２の材料組成とは異なる１つ以上の材料を含む。被覆物９０は、また種々の機能、例えば図９に示されるように実質的に滑らかなしかも耐久性のある表面を球形の本体２０の実質的に滑らかな外面２２の上に形成すること、図１０に示されるように実質的に滑らかなしかも耐久性のある表面を球形の本体２０の実質的に滑らかな外面２２の上に形成しそして球形の本体２０の表面の開口１００を少なくとも部分的にカバーすること、図１１に示されるように人工インプラントの実質的に滑らかなしかも耐久性のある表面を球形の本体２０の実質的に滑らかではない外面２２の上に形成しそして球形の本体２０の表面の開口１００を少なくとも部分的にカバーすること、または図１２に示されるように球形の本体２０の実質的に滑らかな外面の上に滑らかではない表面を形成することを有する。理解できるように、被覆物９０は、インプラントがスタビライザーを含むとき、インプラントのスタビライザー上を少なくとも部分的に被覆する。
【００６５】
図１０に示されるように、物質１１０は、開口１００から流れ出て被覆物９０を通る。被覆物９０は、開口１００からの物質１１０の流速をコントロールするように処方できる。物質は、骨及び／または他の組織の成長を促進し、人工インプラントの拒絶を阻害し、感染を減少させ、炎症を減らし、痛みを減らし、周囲組織の治癒を促進し、位置及び／または可視性のインジケーターとして機能し、及び／または同等の効果を有する多数の材料である。図１１及び１２に関して、被覆物９０は、被覆物から放出される物質１１２を含む。この物質は、骨及び／または他の組織の成長を促進し、人工インプラントの拒絶を阻害し、感染を減少させ、炎症を減らし、痛みを減らし、周囲組織の治癒を促進し、位置及び／または可視性のインジケーターとして機能し、及び／または同等の効果を有する多数の材料である。
【００６６】
本発明は、好ましい態様に関連して記載された。本発明の好ましい態様並びに他の態様のこれらそして他の改変は、本明細書の記述から明らかであり、それにより前記の記述は、本発明の例示としてのみ解釈されるべきであり、それを制限するものとしてはならない。それらが請求の範囲に入る限り、改変及び変更のすべてを含むことを目的としている。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の人工インプラントの拡大透視図である。
【図２】２つの隣接して位置する椎骨間に配置された本発明の人工インプラントを含む脊柱の一部の拡大側面図である。
【図３】本発明の改変された人工インプラントの拡大透視図である。
【図４】本発明の他の改変された人工インプラントの拡大透視図である。
【図５】本発明のなお他の改変された人工インプラントの拡大透視図である。
【図６】本発明の他の改変された人工インプラントの拡大透視図である。
【図７】本発明の他の改変された人工インプラントの拡大透視図である。
【図８】本発明の他の改変された人工インプラントの拡大透視図である。
【図９】人工インプラントの本体の滑らかな外面に適用された被覆材料を示す人工インプラントの表面の拡大断面図である。
【図１０】複数の開口を有する人工インプラントの本体の滑らかな外面に適用された被覆材料を示す人工インプラントの表面の拡大断面図である。
【図１１】複数の開口を有する人工インプラントの本体の滑らかではない外面に適用された被覆材料を示す人工インプラントの表面の拡大断面図である。
【図１２】人工インプラントの本体の外面に適用された滑らかではない表面を有する被覆材料を示す人工インプラントの表面の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０          インプラント
２０          球形の本体
２２          ２０の外面
３０          スタビライザー
３２          ３０の縁
４０          脊柱
４２          椎骨
４４          椎骨
４６          椎骨
５０          椎間板
６０          開口
６４          開口
７０          開口
７２          ねじ切りされた内部
８０          空洞
８２          空洞
８４          空洞
９０          被覆物
９２          ９０の表面
１００        開口
１１０        物質
１１２        物質
１２０        キャップ
１２２        ねじ切り
【国際公開パンフレット】
2004527317.tif 000003
2004527317.tif 000004
2004527317.tif 000005
2004527317.tif 000006
2004527317.tif 000007
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【国際調査報告】
2004527317.tif 000039