(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脊椎固定術において使用され、椎体間に挿入される椎間スペーサーであって、
第１の端部と、
第２の端部と、
前記第１および前記第２の端部と一体的に、かつそれ自体が一体的に形成され、前記第１および前記第２の端部を連結する骨組み構造と、を備え、
前記第１および第２の端部がそれぞれ、上下面、および前記上下面を接続する一対の側面を有し、
前記骨組み構造は、
前記第１および前記第２の端部の互いに対向する四隅同士を連結する４本の第１の連結部材と、
前記第１および前記第２の端部の中心同士を連結する芯部材と、
前記芯部材に結合するとともに、前記４本の第１の連結部材を交差状に連結する少なくとも１つの第２の連結部材と、を有し、
前記４本の第１の連結部材のうちの上側に位置する一対の第１の連結部材には、複数の上向きの突起が前記第１の連結部材の長さ方向に間隔をあけて設けられ、前記４本の第１の連結部材のうちの下側に位置する一対の第１の連結部材には、複数の下向きの突起が前記第１の連結部材の長さ方向に間隔をあけて設けられていることを特徴とする椎間スペーサー。
【請求項２】
前記骨組み構造の前記少なくとも１つの第２の連結部材は少なくとも１つのＸ字形板状部材を有し、
前記Ｘ字形板状部材の４本の腕の先端がそれぞれ対応する前記第１の連結部材の前記複数の上向きまたは下向きの突起のうちの１つを形成していることを特徴とする請求項１に記載の椎間スペーサー。
【請求項３】
複数の前記Ｘ字形板状部材が前記芯部材の長さ方向に間隔をあけて設けられていることを特徴とする請求項２に記載の椎間スペーサー。
【請求項４】
前記骨組み構造の前記少なくとも１つの第２の連結部材は、前記芯部材上の１点で互いに交差するとともに、前記椎間スペーサーの一方の側面側に位置するそれぞれの前記第１の連結部材上の２点と、前記椎間スペーサーの他方の側面側に位置するそれぞれの前記第１の連結部材上の２点を対角線方向に連結する４本の細長い部材の組を少なくとも１組有していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の椎間スペーサー。
【請求項５】
前記４本の細長い部材の組が複数組、前記椎間スペーサーの長さ方向に並んで配置されていることを特徴とする請求項４に記載の椎間スペーサー。
【請求項６】
前記第１および前記第２の端部および前記骨組み構造によって画定された空間を満たすとともに、前記第１および前記第２の端部および前記骨組み構造と一体的に形成された多孔質部分をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の椎間スペーサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脊椎固定術、特に、腰椎を対象とする固定術において使用され、椎体間に挿入される椎間スペーサーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
脊椎の損傷には、外傷、変性および腫瘍等の疾患による損傷と、それを治療するための手術手技による損傷（手術の際に、靭帯や関節等がやむなく切除されることによって生じる損傷）とがあるが、かかる脊椎損傷の治療手段の１つとして脊椎固定術がある。
【０００３】
脊椎固定術は不安定化した２つ以上の椎体をつなげて固定する外科的手法であり、脊椎固定術においては、椎間スペーサーが使用される。
【０００４】
従来の椎間スペーサーとして、前壁と、後壁と、前壁および後壁間にのびる一対の側壁とからなり、内側に上下にのびる開口部が形成されたフレーム形状をなし、一対の側壁の上下端面に複数の歯が設けられ、各側壁には内側の開口部に連通する１つまたは複数の開口が形成されたものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
そして、脊椎固定術において、この椎間スペーサーの１個または複数個が、内側の開口部内に患者から採取された骨片または骨代替材料が収容された状態で、患者の対象となる椎体間の所定位置に挿入される。
【０００６】
また、従来の椎間スペーサーとして、中実前壁、中実後壁、中実内側壁および中実外側壁とからなり、中央に空洞を有するフレーム部分と、フレーム部分の中央の空洞に充填された多孔性材料を有するものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
そして、脊椎固定術において、この椎間スペーサーの１個または複数個が、単独で、患者の対象となる椎体間の所定位置に挿入される。
【０００８】
挿入されたそれらの椎間スペーサーは、その上下面において隣接する２つの椎体と係合するとともに、２つの椎体の相対位置関係を一定に保ち、患者の骨成長を促す。そして、術後一定期間が経過すると、２つの椎体は椎間スペーサーを介して互いに癒合し、それによって、２つの椎体の固定が完了する。
【０００９】
すなわち、椎間スペーサーは、２つの椎体が癒合するまでの間、それらの椎体の相対位置関係を維持して、患者の骨成長を促進する役割を有しているので、容易に破損あるいは変形するものであってはならない。
【００１０】
ところで、椎体間に挿入された椎間スペーサーには、上方から圧力（圧縮力）が及ぼされるのみならず、患者の脊椎の動きに伴って、前後方向や横方向からもせん断応力等の力が及ぼされる。
【００１１】
しかしながら、基本的にフレーム状に形成された従来の椎間スペーサーは、その構造上、上方からの圧縮力に対して一定程度の強度を有するものの、前後方向や横方向の力（せん断応力等）に対する強度が十分でなく、そのため、術後、椎間スペーサーが患者の脊椎の動きの繰り返しによって次第に疲労し、破損または変形するおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第４３７８３４３号公報
【特許文献２】特開２０１６−１３５２４３号公報
【特許文献３】特開２０１９−５５１９１号公報（段落番号００２７、段落番号００３３、段落番号００３５〜００３６、図８〜１０、図２６Ａ〜図２７、図３２〜３５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の課題は、上方からの圧縮力だけでなく、前後方向や横方向に及ぼされる力に対しても十分な強度を有する椎間スペーサーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記課題を解決するため、本発明は、脊椎固定術において使用され、椎体間に挿入される椎間スペーサーであって、第１の端部と、第２の端部と、前記第１および前記第２の端部と一体的に、かつそれ自体が一体的に形成され、前記第１および前記第２の端部を連結する骨組み構造と、を備え、前記第１および第２の端部がそれぞれ、上下面、および前記上下面を接続する一対の側面を有し、前記骨組み構造は、前記第１および前記第２の端部の互いに対向する四隅同士を連結する４本の第１の連結部材と、前記第１および前記第２の端部の中心同士を連結する芯部材と、前記芯部材に結合するとともに、前記４本の第１の連結部材を交差状に連結する少なくとも１つの第２の連結部材と、を有し、前記４本の第１の連結部材のうちの上側に位置する一対の第１の連結部材には、複数の上向きの突起が前記第１の連結部材の長さ方向に間隔をあけて設けられ、前記４本の第１の連結部材のうちの下側に位置する一対の第１の連結部材には、複数の下向きの突起が前記第１の連結部材の長さ方向に間隔をあけて設けられていることを特徴とする椎間スペーサーを構成したものである。
【００２５】
本発明の好ましい実施例によれば、前記骨組み構造の前記少なくとも１つの第２の連結部材は少なくとも１つのＸ字形板状部材を有し、前記Ｘ字形板状部材の４本の腕の先端がそれぞれ対応する前記第１の連結部材の前記複数の上向きまたは下向きの突起のうちの１つを形成している。
【００２６】
本発明の別の好ましい実施例によれば、複数の前記Ｘ字形板状部材が前記芯部材の長さ方向に間隔をあけて設けられている。
【００２７】
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記骨組み構造の前記少なくとも１つの第２の連結部材は、前記芯部材上の１点で互いに交差するとともに、前記椎間スペーサーの一方の側面側に位置するそれぞれの前記第１の連結部材上の２点と、前記椎間スペーサーの他方の側面側に位置するそれぞれの前記第１の連結部材上の２点を対角線方向に連結する４本の細長い部材の組を少なくとも１組有している。
【００２８】
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記４本の細長い部材の組が複数組、前記椎間スペーサーの長さ方向に並んで配置されている。
【００２９】
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記椎間スペーサーは、さらに、前記第１および前記第２の端部および前記骨組み構造によって画定された空間を満たすとともに、前記第１および前記第２の端部および前記骨組み構造と一体的に形成された多孔質部分を備えている。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、椎間スペーサーが、第１の端部と、第２の端部と、第１および第２の端部と一体的にかつそれ自体が一体的に形成され、第１および第２の端部を連結する骨組み構造とを備え、骨組み構造が、第１および第２の端部の互いに対向する四隅同士を連結する４本の第１の連結部材と、第１および第２の端部の中心同士を連結する芯部材と、芯部材に結合するとともに、４本の第１の連結部材を交差状に連結する少なくとも１つの第２の連結部材を有するようにした。
【００３２】
それによって、椎間スペーサーは、上方からの圧縮力に対してだけでなく、前後方向や横方向に及ぼされるせん断応力等の力に対しても十分な強度を有するようになる。
こうして、脊椎固定術において患者の椎体間に挿入された後、椎間スペーサーが破損あるいは変形することが確実に防止され、術後の椎体の癒合が安定的にかつ確実に行われる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施例による椎間スペーサーを示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は側面図であり、（Ｃ）は平面図であり、（Ｄ）は第２の端部側から見た図であり、（Ｅ）は第１の端部側から見た図である。
【図２】本発明の第２実施例による椎間スペーサーを示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は側面図であり、（Ｃ）は平面図であり、（Ｄ）は骨組み構造の一部の斜視図である。
【図３】本発明の第３実施例による椎間スペーサーを示す図２に類似の図である。
【図４】本発明の第４実施例による椎間スペーサーを示す図２に類似の図である。
【図５】本発明の第５実施例による椎間スペーサーを示す図２に類似の図である。
【図６】本発明の第６実施例による椎間スペーサーを示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は側面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の軸方向の断面図であり、（Ｄ）は（Ａ）の側断面図であり、（Ｅ）は（Ａ）の軸に直交する方向の断面図である。
【図７】本発明の第７実施例による椎間スペーサーを示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は平面図であり、（Ｃ）は側面図であり、（Ｄ）は第２の端部側から見た図であり、（Ｅ）は第１の端部側から見た図である。
【図８】本発明の第８実施例による椎間スペーサーを示す図７に類似の図である。
【図９】本発明の第９実施例による椎間スペーサーを示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は側面図であり、（Ｃ）は（Ａ）の軸方向の断面図であり、（Ｄ）は（Ａ）の軸に直交する方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の構成を好ましい実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施例による椎間スペーサーの斜視図であり、図１（Ａ）は斜視図であり、図１（Ｂ）は側面図であり、図１（Ｃ）は平面図であり、図１（Ｄ）は第２の端部側から見た図であり、図１（Ｅ）は第１の端部側から見た図である。
【００３５】
図１を参照して、本発明の椎間スペーサー１は、第１の端部２と、第２の端部３と、第１および第２の端部２、３と一体的に、かつそれ自体が一体的に形成され、第１および第２の端部２、３を連結する骨組み構造４とを備えている。
【００３６】
第１の端部２は、椎間スペーサー１の長さ方向外向きに先細り状に形成され、上下面２ａ、２ｂと、上下面２ａ、２ｂを滑らかに接続する一対の側面２ｃ、２ｄと、上下面２ａ、２ｂおよび一対の側面２ｃ、２ｄを滑らかに接続する端面２ｅを有している。
【００３７】
第２の端部３は、矩形または正方形板状に形成され、上面３ａと、下面３ｂと、上下面３ａ、３ｂを滑らかに接続する一対の側面３ｃ、３ｄと、上下面３ａ、３ｂおよび一対の側面３ｃ、３ｄを滑らかに接続する端面３ｅを有している。
【００３８】
第１および第２の端部２、３の構成はこの実施例に限定されることはなく、第１および第２の端部２、３は、所定の強度を有し、椎体間の所定位置への円滑かつ安定的な挿入を可能とする任意の形状を有し得る。
【００３９】
骨組み構造４は、第１および第２の端部２、３の互いに対向する四隅同士を連結する４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄと、４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄによって画定された空間内において、第１および第２の端部２、３の上記四隅同士を対角線方向に連結する１組の第２の連結部材６とからなっている。
【００４０】
図１（Ｂ）および（Ｃ）から明らかなように、この実施例では、４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄのうち上下に対向する一対の第１の連結部材５ａ、５ｄ；５ｂ、５ｃは、第１の端部２側から第２の端部３側に向けて互いに徐々に近づくように傾斜して配置され、４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄのうちの左右に対向する一対の第１の連結部材５ａ、５ｂ；５ｃ、５ｄは、互いに平行に配置されている。
【００４１】
４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄは、第１および第２の端部２、３の互いに対向する四隅同士を連結するものであれば、どのような構成を有していてもよく、４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄの相対的な配置もこの実施例に限定されるものではない。
【００４２】
また、４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄのうちの上側に位置する一対の第１の連結部材５ａ、５ｂには、複数の上向きの突起８ａが第１の連結部材５ａ、５ｂの長さ方向に間隔をあけて設けられ、４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄのうちの下側に位置する一対の第１の連結部材５ｃ、５ｄには、複数の下向きの突起８ｂが第１の連結部材５ｃ、５ｄの長さ方向に間隔をあけて設けられている。
【００４３】
突起８ａ、８ｂは、この実施例では、関係する第１の連結部材５ａ〜５ｄの幅方向にのびるとともに、断面が三角形状をなし、第１の端部２側の面が関係する第１の連結部材５ａ〜５ｄと第１の端部２に向かう方向において鈍角をなしている。
【００４４】
なお、突起８ａ、８ｂの形状はこの実施例に限定されず、椎間スペーサー１の椎体間への挿入を妨げず、かつ挿入後に、隣接する椎体終板と確実に係合し得る任意の形状とすることができ、例えば、四角錐状または円錐状等であってもよい。
また、第１の端部２および／または第２の端部３の上下面２ａ、２ｂ；３ａ、３ｂの適当な領域に追加の突起が設けられていてもよい。
【００４５】
突起８ａ、８ｂによって、椎間スペーサー１は、椎体間に挿入されたとき、隣接する椎体終板と確実に係合し得る。
【００４６】
また、１組の第２の連結部材６は、互いに１点で交わる４本の細長い部材７ａ〜７ｄからなっている。
【００４７】
さらに、第２の端部３は、端面３ｅと反対側の面に突設され、椎間スペーサー１の中心軸に沿ってのびる円柱状凸部３ｆと、端面３ｅに開口して当該中心軸に沿って円柱状凸部３ｆ内にのびるネジ穴３ｇとを有している。
【００４８】
ネジ穴３ｇによって、椎間スペーサー１が、椎間スペーサー１を椎体間に挿入するための挿入器具（図示はしない）と係合し得る。
ネジ穴３ｇ（よって円柱状凸部３ｆ）は、本発明の必須構成要件ではなく、必要に応じて（ネジ係合式の挿入用具が使用される場合に）設けられる。
【００４９】
本発明によれば、椎間スペーサー１は、三次元積層造形技術に基づき、３Ｄプリンタを用いて、例えばチタンおよびチタン合金等の骨と親和性のある適当な金属材料やＰＥＥＫ等の適当な樹脂材料から形成される。
【００５０】
第１実施例による椎間スペーサー１は、ＰＬＩＦ（腰椎後方椎体間固定術）において使用するのに適した椎間スペーサーである。
【００５１】
椎間スペーサー１の使用に際しては、術者によって、椎間スペーサー１の第２の端部３のネジ穴３ｇに挿入器具（図示はしない）のネジ部分が係合せしめられる。
そして、椎間スペーサー１は、その骨組み構造４内に形成された空隙に患者から採取された骨片または骨代替材料が収容された状態で、挿入器具による操作によって、第１の端部２が患者の腹側に位置し、第２の端部３が患者の背側に位置する配置で椎体間の所定位置に挿入される。その後、挿入器具が椎間スペーサー１から取り外される。
【００５２】
挿入された椎間スペーサー１は、骨組み構造４の第１の連結部材５ａ〜５ｄの突起８ａ、８ｂによって、隣接する椎体終板と確実に係合し、椎体間の所定位置からずれることがない。
【００５３】
こうして、１個または複数個の椎間スペーサー１が椎体間に挿入され、椎間スペーサー１は、２つの椎体の相対位置関係を一定に保ち、患者の骨成長を促す。そして、術後一定期間が経過すると、２つの椎体は椎間スペーサー１を介して互いに癒合し、それによって、２つの椎体の固定が完了する。
【００５４】
本発明によれば、椎間スペーサー１が、第１および第２の端部２、３と、第１および第２の端部２、３と一体的にかつそれ自体が一体的に形成され、第１および第２の端部２、３を連結する骨組み構造４とを備え、骨組み構造４が、第１および第２の端部２、３の互いに対向する四隅同士を連結する４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄと、第１の連結部材５ａ〜５ｄによって画定された空間内において、上記四隅同士を対角線方向に連結する１組の第２の連結部材６を有するようにした。
【００５５】
それによって、椎間スペーサー１は、上方からの圧縮力に対してだけでなく、前後方向や横方向に及ぼされるせん断応力等の力に対しても十分な強度を有するようになる。
その結果、脊椎固定術において患者の椎体間に挿入された後、椎間スペーサー１が破損あるいは変形することが確実に防止され、術後の椎体の癒合が安定的にかつ確実に行われる。
【００５６】
図２は、本発明の第２実施例による椎間スペーサーを示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は側面図であり、（Ｃ）は平面図であり、（Ｄ）は骨組み構造の一部の斜視図である。
【００５７】
第２実施例は、第１実施例と、骨組み構造の第２の連結部材の構成が異なるだけである。よって、図２中、図１に示したものと同じ構成要素には同一番号を付し、以下ではそれらの詳細な説明を省略する。
【００５８】
図２に示すように、この実施例では、椎間スペーサー１０の骨組み構造１１の１組の第２の連結部材１２が、互いに１本の交線に沿って交わる一対のＸ字形板状部材１３ａ、１３ｂからなっている。
【００５９】
第２実施例の椎間スペーサー１０は、上方からの圧縮力および前後方向や横方向に及ぼされる力に対して、第１実施例の椎間スペーサー１と同程度の強度を有する。
【００６０】
図３は、本発明の第３実施例による椎間スペーサーを示す図２に類似の図である。
第３実施例は、第１実施例の骨組み構造にさらに別の連結部材を加えたものである。よって、図３中、図１に示したものと同じ構成要素には同一番号を付し、以下ではそれらの詳細な説明を省略する。
【００６１】
図３に示すように、この実施例では、椎間スペーサー２０の骨組み構造２１が、第１実施例の骨組み構造４に、さらに、骨組み構造４の４本の細長い部材７ａ〜７ｄ（１組の第２の連結部材６）に結合し、かつ第１および第２の端部２、３の中心同士を連結する芯部材２２を加えたものからなっている。
【００６２】
第３実施例の椎間スペーサー２０は、上方からの圧縮力および前後方向や横方向に及ぼされる力に対して、第１実施例の椎間スペーサー１よりも大きな強度を有する。
【００６３】
図４は、本発明の第４実施例による椎間スペーサーを示す図２に類似の図である。
第４実施例は、第３実施例の骨組み構造にさらに別の連結部材を加えたものである。よって、図４中、図３に示したものと同じ構成要素には同一番号を付し、以下ではそれらの詳細な説明を省略する。
【００６４】
図４に示すように、この実施例では、椎間スペーサー３０の骨組み構造３１が、第３実施例の骨組み構造６、２２に、さらに、芯部材２２に結合し、かつ４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄを交差状に連結する少なくとも１つの第３の連結部材３２を加えたものからなっている。
【００６５】
この場合、少なくとも１つの第３の連結部材３２は、芯部材２２の軸方向に間隔をあけて配置された３つのＸ字形板状部材３３ａ〜３３ｃからなり、３つのＸ字形板状３つのＸ字形板状部材３２のうち中間のＸ字形板状部材３２ｂは、芯部材２２および４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄと結合しているが、両外側のＸ字形板状部材３３ａ、３３ｃは、芯部材２２、４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄおよび４本の細長い部材７ａ〜７ｄと結合している。
【００６６】
そして、各Ｘ字形板状部材３２の４本の腕の先端がそれぞれ対応する第１の連結部材５ａ〜５ｄの複数の上向きまたは下向きの突起８ａ、８ｂのうちの１つを形成している。
【００６７】
なお、骨組み構造３１の第３の連結部材３２の構成は第４実施例に限定されず、第３の連結部材３２を、芯部材２２に結合され、かつ４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄを交差状に連結する少なくとも１つの任意の部材から構成し得る。
【００６８】
第４実施例の椎間スペーサー３０は、上方からの圧縮力および前後方向や横方向に及ぼされる力に対して、第３実施例の椎間スペーサー２０よりも大きな強度を有する。
【００６９】
図５は、本発明の第５実施例による椎間スペーサーを示す図２に類似の図である。
第５実施例は、第３実施例と、骨組み構造の第２の連結部材の構成、および第２の端部の構成が異なるだけである。よって、図５中、図１に示したものと同じ構成要素には同一番号を付し、以下ではそれらの詳細な説明を省略する。
【００７０】
図５に示すように、この実施例では、第２の端部３’はネジ穴を有していない。
また、この実施例では、椎間スペーサー４０の骨組み構造４１の第２の連結部材４２が、それぞれを芯部材２２が貫通する配置で芯部材２２に結合され、かつ第１の端部２の上記四隅のうちの上側の二隅および第２の端部３の上記四隅のうちの下側の二隅と、第１の端部２の上記四隅のうちの下側の二隅と第２の端部３の上記四隅のうちの上側の二隅を交差状に連結する一対の矩形または正方形板状部材４３ａ、４３ｂからなっている。
【００７１】
一対の矩形または正方形板状部材４３ａ、４３ｂは、それぞれ多孔体からなっている。
そのため、椎間スペーサー４０が椎体間に挿入されたとき、椎間スペーサー４０を挟んで隣り合う椎体間における体液の流れが妨げられず、骨成長の妨げになることがない。
【００７２】
第５実施例の椎間スペーサー４０は、上方からの圧縮力および前後方向や横方向に及ぼされる力に対して、第３実施例の椎間スペーサー２０と同程度の強度を有する。
【００７３】
第５実施例の椎間スペーサー４０は、使用に際し、第２の端部３’において、例えばクランプ式の挿入器具（図示はしない）によって挟持され、骨組み構造４１内に形成された空隙中に患者から採取された骨片または骨代替材料が収容された状態で患者の椎体間の所定位置に挿入される。
【００７４】
図６は、本発明の第６実施例による椎間スペーサーを示す図であり、図６（Ａ）は斜視図であり、図６（Ｂ）は側面図であり、図６（Ｃ）は図６（Ａ）の軸方向の断面図であり、図６（Ｄ）は図６（Ａ）の側断面図であり、図６（Ｅ）は図６（Ａ）の軸に直交する方向の断面図である。
【００７５】
第６実施例は、第４実施例にさらに別の構成を付加したものである。よって、図６中、図４に示したものと同じ構成要素には同一番号を付し、以下ではそれらの詳細な説明を省略する。
【００７６】
図６に示すように、この実施例では、椎間スペーサー５０は、第１および第２の端部２、３および骨組み構造３１によって画定された空間を満たすとともに、第１および第２の端部２、３および骨組み構造３１と一体的に形成された多孔質部分５１をさらに備えている。
【００７７】
多孔質部分５１は骨成長を促進し得る適当な空孔率および孔径を有しており、椎間スペーサー５０は、患者から採取された骨片や骨代替材料を併用することなく、単独で椎体間に挿入される。
【００７８】
第６実施例の椎間スペーサー５０は、上方からの圧縮力および前後方向や横方向に及ぼされる力に対して、第４実施例の椎間スペーサー３０よりも大きな強度を有する。
【００７９】
図７は、本発明の第７実施例による椎間スペーサーを示す図であり、図７（Ａ）は斜視図であり、図７（Ｂ）は平面図であり、図７（Ｃ）は側面図であり、図７（Ｄ）は第２の端部側から見た図であり、図７（Ｅ）は第１の端部側から見た図である。
【００８０】
図７を参照して、本発明の椎間スペーサー６０は、第１の端部６１と、第２の端部６２と、第１および第２の端部６１、６２と一体的に、かつそれ自体が一体的に形成され、第１および第２の端部６１、６２を連結する骨組み構造６３とを備えている。
【００８１】
第１および第２の端部６１、６２は、それぞれ、上面６１ａ、６２ａと、下面６１ｂ、６２ｂと、上下面６１ａ、６１ｂ；６２ａ、６２ｂを滑らかに接続する一対の側面６１ｃ、６１ｄ；６２ｃ、６２ｄと、上下面６１ａ、６１ｂ；６２ａ、６２ｂおよび一対の側面６１ｃ、６１ｄ；６２ｃ、６２ｄを滑らかに接続する端面６１ｅ、６２ｅとを有している。
【００８２】
この場合、上下面６１ａ、６１ｂ；６２ａ、６２ｂは、側面６１ｃ、６２ｃ側から側面６１ｄ、６２ｄ側に向けて互いに徐々に近づくよう傾斜する一方、一対の側面６１ｃ、６１ｄ；６２ｃ、６２ｄと端面６１ｅ、６２ｅは互いにほぼ平行にのびている。
【００８３】
第１および第２の端部６１、６２の構成はこの実施例に限定されることはなく、第１および第２の端部６１、６２は、所定の強度を有し、椎体間の所定位置への円滑かつ安定的な挿入を可能とする任意の形状を有し得る。
【００８４】
骨組み構造６３は、第１および第２の端部６１、６２の互いに対向する四隅同士を連結する４本の第１の連結部材６４ａ〜６４ｄと、第１および第２の端部６１、６２の中心同士を連結する芯部材６５と、芯部材６５に結合するとともに、４本の第１の連結部材６４ａ〜６４ｄを交差状に連結する少なくとも１つの第２の連結部材６６とからなっている。
【００８５】
図７（Ａ）〜（Ｃ）から明らかなように、この実施例では、４本の第１の連結部材６４ａ〜６４ｄは互いに平行に配置されている。
【００８６】
４本の第１の連結部材６４ａ〜６４ｄは、第１および第２の端部６１、６２の互いに対向する四隅同士を連結するものであれば、どのような構成を有していてもよく、４本の第１の連結部材６４ａ〜６４ｄの相対的な配置もこの実施例に限定されるものではない。
【００８７】
４本の第１の連結部材６４ａ〜６４ｄのうちの上側に位置する一対の第１の連結部材６４ａ、６４ｂには、複数の上向きの突起６７ａ、６７ｃが第１の連結部材６４ａ、６４ｂの長さ方向に間隔をあけて設けられている。
そして、複数の上向きの突起６７ａ、６７ｃのうち、中央の突起６７ｃが円錐形状を有し、残りの突起６７ａは、関係する第１の連結部材６４ａ、６４ｂの幅方向にのびるとともに、断面が三角形状をなし、第１の端部６１側の面が関係する第１の連結部材６４ａ、６４ｂと第１の端部６１に向かう方向において鈍角をなしている。
【００８８】
また、４本の第１の連結部材６４ａ〜６４ｄのうちの下側に位置する一対の第１の連結部材６４ｃ、６４ｄには、複数の下向きの突起６７ｂ、６７ｄが第１の連結部材６４ｃ、６４ｄの長さ方向に間隔をあけて設けられている。
そして、複数の下向きの突起６７ｄ、６７ｄのうち、中央の突起６７ｄが円錐形状を有し、残りの突起６７ｂは、関係する第１の連結部材６４ｃ、６４ｄの幅方向にのびるとともに、断面が三角形状をなし、第１の端部６１側の面が関係する第１の連結部材６４ｃ、６４ｄと第１の端部６１に向かう方向において鈍角をなしている。
【００８９】
なお、突起６７ａ〜６７ｄの形状はこの実施例に限定されず、椎間スペーサー６０の椎体間への挿入を妨げず、かつ挿入後に、隣接する椎体終板と確実に係合し得る任意の形状とすることができる。
【００９０】
また、第１および第２の端部６１、６２の上下面６１ａ、６１ｂ；６２ａ、６２ｂの両側に円錐状の突起６１ｆ、６２ｆが設けられている。
突起６１ｆ、６２ｆの形状はこの実施例に限定されず、または突起６１ｆ、６２ｆは必要に応じて設けられる。
【００９１】
第１の連結部材６４ａ〜６４ｄの突起６７ａ〜６７ｄ、および第１および第２の端部６１、６２の突起６１ｆ、６２ｆによって、椎間スペーサー６０は、椎体間に挿入されたとき、隣接する椎体終板と確実に係合し得る。
【００９２】
また、少なくとも１つの第２の連結部材６６は、それぞれの中心を芯部材６５が貫通する配置で芯部材６５の長さ方向に間隔をあけて設けられた複数のＸ字形板状部材６８からなり、各Ｘ字形板状部材６８の４本の腕がそれぞれ対応する第１の連結部材６４ａ〜６４ｄの複数の上向きまたは下向きの突起６７ａ〜６７ｄのうちの１つを形成している。
【００９３】
さらに、第２の端部６２に、端面６２ｅに開口して椎間スペーサー６０の中心軸に沿って第２の端部６２内にのびるネジ穴６２ｇが設けられている。
【００９４】
ネジ穴６２ｇによって、椎間スペーサー６０が、椎間スペーサー６０を椎体間に挿入するための挿入器具（図示はしない）と係合し得る。
ネジ穴６２ｇは、本発明の必須構成要件ではなく、必要に応じて（ネジ係合式の挿入用具が使用される場合に）設けられる。
【００９５】
本発明によれば、椎間スペーサー６０は、三次元積層造形技術に基づき、３Ｄプリンタを用いて、例えばチタンおよびチタン合金等の骨と親和性のある適当な金属材料やＰＥＥＫ等の適当な樹脂材料から形成される。
【００９６】
第７実施例による椎間スペーサー６０は、ＸＬＩＦ（腰椎側方椎体間固定術）において使用するのに適した椎間スペーサーである。
【００９７】
椎間スペーサー６０の使用に際しては、術者によって、椎間スペーサー６０の第２の端部６２のネジ穴６２ｇに挿入器具（図示はしない）のネジ部分が係合せしめられる。
そして、通常は一対の椎間スペーサー６０が、骨組み構造６３内に形成された空隙に患者から採取された骨片または骨代替材料が収容された状態で、挿入器具による操作によって、側面６１ｃ、６２ｃ同士が互いに内向きに対向し、それぞれの側面６１ｄ、６２ｄが外向きになる配置で椎体間の所定位置に挿入され、その後、挿入器具が椎間スペーサー６０から取り外される。
【００９８】
挿入された椎間スペーサー６０は、骨組み構造６３の第１の連結部材６４ａ〜６４ｄの突起６７ａ〜６７ｄと、第１および第２の端部６１、６２の突起６１ｆ、６２ｆによって、隣接する椎体終板と確実に係合し、椎体間の所定位置からずれることがない。
【００９９】
こうして、椎間スペーサー６０は、２つの椎体の相対位置関係を一定に保ち、患者の骨生成を促す。そして、術後一定期間が経過すると、２つの椎体は椎間スペーサー６０を介して互いに癒合し、それによって、２つの椎体の固定が完了する。
【０１００】
本発明によれば、椎間スペーサー６０が、第１および第２の端部６１、６２と、第１および第２の端部６１、６２と一体的にかつそれ自体が一体的に形成され、第１および第２の端部６１、６２を連結する骨組み構造６３とを備え、骨組み構造６３が、第１および第２の端部６１、６２の互いに対向する四隅同士を連結する４本の第１の連結部材６４ａ〜６４ｄと、第１および第２の端部６１、６２の中心同士を連結する芯部材６５と、芯部材６５に結合するとともに、４本の第１の連結部材６４ａ〜６４ｄを交差状に連結する少なくとも１つの第２の連結部材６６を有するようにした。
【０１０１】
それによって、椎間スペーサー６０は、上方からの圧縮力に対してだけでなく、前後方向や横方向に及ぼされるせん断応力等の力に対しても十分な強度を有するようになる。
その結果、脊椎固定術において患者の椎体間に挿入された後、椎間スペーサー６０が破損あるいは変形することが確実に防止され、術後の椎体の癒合が安定的にかつ確実に行われる。
【０１０２】
図８は、本発明の第８実施例による椎間スペーサーを示す図７に類似の図である。
第８実施例は、第７実施例と骨組み構造の第２の連結部材の構成が異なるだけである。よって、図８中、図７に示したものと同じ構成要素には同一番号を付し、以下ではそれらの詳細な説明を省略する。
【０１０３】
図８に示すように、この実施例では、椎間スペーサー７０の骨組み構造７１の少なくとも１つの第２の連結部材７２が、芯部材６５の中央部に設けられたＸ字形板状部材６８と、Ｘ字形板状部材６８および第１の端部６１間において、芯部材６５上の１点で互いに交差するとともに、椎間スペーサー７０の一方の側面側に位置するそれぞれの第１の連結部材６４ａ、６４ｄ上の２点と、椎間スペーサー７０の他方の側面側に位置するそれぞれの第１の連結部材６４ｂ、６４ｃ上の２点を対角線方向に連結する１組の４本の細長い部材７３ａ〜７３ｄと、Ｘ字形板状部材６８および第２の端部６２間において、芯部材６５上の１点で互いに交差するとともに、椎間スペーサー７０の一方の側面側に位置するそれぞれの第１の連結部材６４ａ、６４ｄ上の２点と、椎間スペーサー７０の他方の側面側に位置するそれぞれの第１の連結部材６４ｂ、６４ｃ上の２点を対角線方向に連結する１組の４本の細長い部材７３ｅ〜７３ｈとからなっている。
【０１０４】
第８実施例による椎間スペーサー７０は、上方からの圧縮力および前後方向や横方向に及ぼされる力に対して、第７実施例の椎間スペーサー６０と同程度の強度を有する。
【０１０５】
図９は、本発明の第９実施例による椎間スペーサーを示す図であり、図９（Ａ）は斜視図であり、図９（Ｂ）は側面図であり、図９（Ｃ）は図９（Ａ）の軸方向の断面図であり、図９（Ｄ）は図９（Ａ）の軸に直交する方向の断面図である。
【０１０６】
図９に示すように、この実施例は、第７実施例にさらに別の構成を付加したものである。よって、図９中、図７に示したものと同じ構成要素には同一番号を付し、以下ではそれらの詳細な説明を省略する。
【０１０７】
図９に示すように、この実施例では、椎間スペーサー８０は、第１および第２の端部６１、６２および骨組み構造６３によって画定された空間を満たすとともに、第１および第２の端部６１、６２および骨組み構造６３と一体的に形成された多孔質部分８１をさらに備えている。
【０１０８】
多孔質部分８１は骨成長を促進し得る適当な空孔率および孔径を有しており、椎間スペーサー８０は、患者から採取された骨片や骨代替材料を併用することなく、単独で椎体間に挿入される。
【０１０９】
第９実施例の椎間スペーサー８０は、上方からの圧縮力および前後方向や横方向に及ぼされる力に対して、第７実施例の椎間スペーサー６０よりも大きな強度を有する。
【０１１０】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明の構成は上記実施例には限定されず、当業者が本願の特許請求の範囲に記載した構成の範囲内で種々の変形例を案出し得ることは言うまでもない。
【０１１１】
例えば、第１〜第４実施例および第６実施例では、骨組み構造４、１１、２１、３１の第２の連結部材６、１２が、第１および第２の端部２、３の互いに対向する四隅同士を対角線方向に連結する１組の部材からなり、また、第５実施例では、骨組み構造４１の第２の連結部材４２が、第１の端部２の上記四隅のうちの上側の二隅および第２の端部３の上記四隅のうちの下側の二隅と、第１の端部２の上記四隅のうちの下側の二隅と第２の端部３の上記四隅のうちの上側の二隅を交差状に連結する一対の矩形または正方形板状部材からなっているが、第２の連結部材６、１２の構成は上記実施例には限定されず、第２の連結部材６、１２、４２は、４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄによって画定された空間内において、第１および第２の端部２、３を交差状に連結するものであればどのような構成を有していてもよい。
【０１１２】
また、例えば、第１〜第５実施例および第７〜第８実施例では、第５実施例の一対の第２の連結部材４２を除いて、椎間スペーサー１、１０、２０、３０、４０、６０、７０、８０の構成要素の全てが中実であるが、これらの構成要素の全てまたはいくつかが多孔性の表層を有するようにしてもよい。
この変形例によれば、椎間スペーサー１、１０、２０、３０、４０の椎体間への挿入後の骨生成がより促進されるようになる。
【符号の説明】
【０１１３】
１  椎間スペーサー
２  第１の端部
２ａ  上面
２ｂ  下面
２ｃ、２ｄ  側面
２ｅ  端面
３、３’  第２の端部
３ａ、３ａ’  上面
３ｂ  下面
３ｃ、３ｃ’、３ｄ  側面
３ｅ  端面
３ｆ  円柱状凸部
３ｇ  ネジ穴
４  骨組み構造
５ａ〜５ｄ  第１の連結部材
６  第２の連結部材
７ａ〜７ｄ  細長い部材
８ａ、８ｂ  突起
１０  椎間スペーサー
１１  骨組み構造
１２  第２の連結部材
１３ａ、１３ｂ  Ｘ字形板状部材
２０  椎間スペーサー
２１  骨組み構造
２２  芯部材
３０  椎間スペーサー
３１  骨組み構造
３２  第３の連結部材
３３ａ〜３３ｃ  Ｘ字形板状部材
４０  椎間スペーサー
４１  骨組み構造
４２  第２の連結部材
４３ａ、４３ｂ  矩形または正方形板状部材
４４  芯部材
５０  椎間スペーサー
５１  多孔質部分
６０  椎間スペーサー
６１  第１の端部
６１ａ  上面
６１ｂ  下面
６１ｃ、６１ｄ  側面
６１ｅ  端面
６１ｆ  突起
６２  第２の端部
６２ａ  上面
６２ｂ  下面
６２ｃ、６２ｄ  側面
６２ｅ  端面
６２ｆ  突起
６２ｇ  ネジ穴
６３  骨組み構造
６４ａ〜６４ｄ  第１の連結部材
６５  芯部材
６６  第２の連結部材
６７ａ、６７ｂ  突起
６７ｃ、６７ｄ  突起
６８  Ｘ字形板状部材
７０  椎間スペーサー
７１  骨組み構造
７２  第２の連結部材
７３ａ〜７３ｈ  細長い部材
８０  椎間スペーサー
８１  多孔質部分
【要約】
【課題】上方からの圧縮力だけでなく、前後方向や横方向に及ぼされる力に対しても十分な強度を有する椎間スペーサーを提供する。
【解決手段】第１及び第２の端部２、３と、第１及び第２の端部と一体的にかつそれ自体が一体的に形成され、第１及び第２の端部を連結する骨組み構造４を備える。骨組み構造は、少なくとも、第１及び第２の端部の互いに対向する四隅同士を連結する４本の第１の連結部材５ａ〜５ｄと、第１の連結部材によって画定された空間内において、第１および第２の端部の互いに対向する四隅同士を交差状に連結する１組の第２の連結部材６を有する。上側の一対の第１の連結部材５ａ、５ｂに、複数の上向きの突起８ａが第１の連結部材の長さ方向に間隔をあけて設けられ、下側の一対の第１の連結部材５ｃ、５ｄには、複数の下向きの突起８ｂが第１の連結部材の長さ方向に間隔をあけて設けられる。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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