(57)【要約】  本発明の様々な実施形態に係る改良された椎体伸延および癒合方法ならびに装置は、フレキシャ部材を利用する。フレキシャ部材は、複数の構造部材を、一端において、端板と連結させると共に、他端において、ブロックと連結させる。椎間板腔への挿入に際して、駆動ねじ、または同様の機構が、拡張ブロックを共に接近させるために作動させられ得、これにより、フレキシャ部材が屈曲させられて、構造部材の拡張、および端板の伸延に至る。次に、伸延させられた器具は、本体に留まると共に、椎体の癒合に用いられ得る。
2012513882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の生体の椎間板腔に埋め込むための伸延可能な椎体癒合器具であって、
椎間板腔の上位椎骨の終板と適合するように構成される上側支持面を有する上側端板と、
椎間板腔の下位椎骨の終板と適合するように構成される下側支持面を有する下側端板と、
上側端板および下側端板を連結させる少なくとも２個の支柱とを含み、各支柱は、第１および第２構造部材、ならびにブロックを含み、各構造部材は、一端が、フレキシャ部材により、一方の端板に連結されると共に、他端が、フレキシャ部材により、ブロックに連結されることと、ブロックは、拡張器具への操作接近を可能にする孔を含み、第１方向への拡張器具の作動は、ブロックを共に接近させて、支柱を拡張させることにより、上側端板および下側端板を互いに伸延させることとを特徴とする器具。
【請求項２】
前記上側端板、下側端板および少なくとも２個の支柱は、一片一体型本体を含む請求項１の器具。
【請求項３】
前記器具の第１側部に、少なくとも２個の支柱があると共に、前記器具の対向側部に、少なくとも２個の支柱がある請求項１の器具。
【請求項４】
前記第１側部に３個の支柱があると共に、前記対向側部に３個の支柱がある請求項３の器具。
【請求項５】
前記フレキシャ部材は、バンドフレキシャ、円形フレキシャ、楕円形フレキシャおよび葉形フレキシャからなる群から選択される請求項１の器具。
【請求項６】
前記端板の一方は、構造部材の一方を端板の一方と連結させる各フレキシャ部材の後支え部を備え、後支え部は、フレキシャ部材との回転接触をもたらすと共に、上側および下側端板が伸延するにつれて、フレキシャ部材の湾曲を案内するように構成される請求項１の器具。
【請求項７】
前記後支え部は凹状である請求項１の器具。
【請求項８】
前記後支え部は凸状である請求項１の器具。
【請求項９】
前記後支え部は平坦状である請求項１の器具。
【請求項１０】
前記上側端板、下側端板および少なくとも２個の支柱は、延性材料を含む請求項１の器具。
【請求項１１】
前記上側ベース板および下側ベース板各々は、器具によって画定される開放空間への骨の成長を可能にするように構成される開口を有する請求項１の器具。
【請求項１２】
前記上側支持面および下側支持面各々は、外方に延出する複数の歯を有する請求項１の器具。
【請求項１３】
椎体癒合および伸延方法であって、
伸延可能な椎体癒合器具を、隣接する椎骨間に画定される椎間板腔に挿入させる工程と、前記器具は、椎間板腔の上位椎骨の終板と適合するように構成される上側支持面を有する上側ベース板と、椎間板腔の下位椎骨の終板と適合するように構成される下側支持面を有する下側ベース板と、上側端板および下側端板を連結させる少なくとも２個の支柱とを含み、各支柱は、第１および第２構造部材ならびにブロックを含み、各構造部材は、一端において、フレキシャ部材によって端板の一方に連結されると共に、他端において、フレキシャ部材によってブロックに連結されることと、
前記ブロックを共に接近させるために、拡張器具を第１方向に作動させ、支柱を拡張させて、椎間板腔内の開口を拡張させるために、上側端板および下側端板を互いに伸延させることにより、前記器具を拡張形態に伸延させる工程とを含む方法。
【請求項１４】
前記器具を拡張形態に伸延させる工程は、各構造部材を端板の一方と連結させるフレキシャ部材を、各端板によって備えられ、上側および下側端板が伸延するにつれて、フレキシャ部材の湾曲を案内する後支え部と回転接触させる請求項１３の方法。
【請求項１５】
さらに、
前記椎間板腔への骨成長促進材料を、前記器具によって画定される開放空間へ挿入させる工程と、開放空間は、上側ベース板を貫通する開口と、下側ベース板を貫通する開口とを含むことと、
前記骨成長促進材料が、隣接する椎骨の椎間癒合を助けるのを可能にする一方、前記器具は椎骨を安定支持する工程とを含む請求項１３の方法。
【請求項１６】
前記器具は、その第１側部に少なくとも２個の支柱と、第２側部に少なくとも２個の支柱とを含み、器具を拡張形態に伸延させる工程は、器具の各側部にある支柱を同じ方向に拡張させる工程を含む請求項１３の方法。
【請求項１７】
前記器具は、該器具の第１側部に少なくとも２個の支柱と、該器具の第２側部少なくとも２個の支柱を含み、前記器具を拡張形態に伸延させる工程は、前記器具の各側部にある支柱を、異なる方向に拡張させる工程を含む請求項１３の方法。
【請求項１８】
伸延可能な椎体癒合器具を供給する工程と、該器具は、椎間板腔の上位椎骨の終板と適合するように構成される上側支持面を有する上側ベース板と、椎間板腔の下位椎骨の終板と適合するように構成される下側支持面を有する下側ベース板と、上側端板および下側端板を連結させる少なくとも２個の支柱とを含み、各支柱は、第１および第２構造部材ならびにブロックを含み、各構造部材は、一端において、フレキシャ部材によって端板の一方と連結されると共に、他端において、フレキシャ部材によってブロックと連結されることと、
椎体癒合および伸延方法を実行するための指示を、伸延可能な椎体癒合器具へ供給する工程とを含み、前記指示は、
上側支持面が、椎間板腔の上位椎骨の終板と適合すると共に、下側支持面が、椎間板腔の下位椎骨の終板と適合するように、伸延可能な椎体癒合器具を、隣接する椎骨間に画定される患者の椎間板腔に挿入する工程と、
ブロックを共に接近させるために、拡張器具を第１方向に作動させ、支柱を拡張させて、椎間板腔の開口を拡張させるために、上側端板および下側端板を互いに伸延させることにより、器具を拡張形態に伸延させる工程とを含む方法。
【請求項１９】
前記器具を拡張形態に伸延させる工程は、各構造部材を端板の一方と連結させるフレキシャ部材を、各端板によって備えられ、上側および下側端板が伸延するにつれて、フレキシャ部材の湾曲を案内する後支え部と回転接触させる請求項１８の方法。
【請求項２０】
前記指示はさらに、
前記椎間板腔への骨成長促進材料を、器具によって画定される開放空間に挿入する工程と、開放空間は、上側ベース板を貫通する開口と、下側ベース板を貫通する開口とを含み、
前記骨成長促進材料が、隣接する椎骨の椎間癒合を助けるのを可能にする一方、器具は、自由度を有さず、あるいは僅かな自由度で椎骨を安定支持する工程とを含む請求項１８の方法。
【請求項２１】
折り畳み形態から拡張形態に伸延可能な医療用器具であって、
上側端板と、
下側端板と、
上側端板および下側端板を連結する少なくとも２個の支柱とを含み、各支柱は、第１および第２構造部材ならびにブロックを含み、各構造部材は、一端において、フレキシャ部材によって端板の一方と連結されると共に、他端において、フレキシャ部材によってブロックと連結され、かつ、ブロックは、拡張器具への作動接近を可能にする孔を含み、拡張器具の第１方向への作動は、ブロックを共に接近させ、支柱を拡張させることにより、上側端板および下側端板を互いに伸延させる器具。
【請求項２２】
前記上側端板、下側端板および少なくとも２個の支柱は、一片一体型本体を含む請求項２１の器具。
【請求項２３】
前記端板の一方は、構造部材の一方を端板の一方と連結させる各フレキシャ部材の後支え部を備え、後支え部は、フレキシャ部材との回転接触をもたらすと共に、上側および下側端板が伸延するにつれて、フレキシャ部材の湾曲を案内するように構成される請求項２１の器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、椎体の伸延および癒合に関する。特に、本発明は、フレキシャ部材（ｆｌｅｘｕｒｅ  ｍｅｍｂｅｒ）を利用する椎体の伸延および癒合器具ならびに方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
椎間板切除術に続く頚椎および腰椎の椎間癒合の概念は、概して、１９６０年代に導入された。この概念は、股関節からの骨移植片の抜き取り、および、移植片の椎間板腔への移植を含んでいた。椎間板腔は、移植片と適合するように、腔を抜き取ることにより用意された。この概念の利点としては、骨接触のために、骨の大きな表面積を提供すると共に、骨伝導および誘発増強骨癒合を可能にする荷重力下で、移植片を載置することであった。しかしながら、この技術は、長い手術時間、椎間板腔の大部分の破壊、神経障害の高いリスク、および骨移植片の採取後における股関節痛を含み、多くの欠点から、今日は滅多に行われない。
【０００３】
現在、椎体癒合の椎間部を行うために、少なくとも２個の器具が、一般的に使用されている。最初のものは、伸延器具であり、また、第２のものは、椎体癒合器具であって、ケージと呼ばれることが多い。ケージは、独立型器具として、あるいは、椎弓根ねじおよびロッドを備えた円周癒合方法の一部として移植され得る。この概念としては、変形した椎間板を伸延させると共に、負荷分散が骨の形成を増進させるように、神経根の圧力を減少させる移植片を導入し、かつ、神経への最小減の収縮および引っ張りを伴う移植を可能にする程度に十分に小さい器具を移植することである。
【０００４】
典型的な椎体癒合方法において、椎間板の一部は、最初に、椎体間から除去される。これは、直接開放手法または最小侵襲手法のいずれかを介して行われ得る。椎間板シェーバ、下垂体骨鉗子、キューレット、および椎間板スクレーパの少なくともいずれかが、移植および内側椎間板腔への接近を可能にするために、神経核および前環または後環の一部を除去するように使用され得る。伸延器具は、椎間板腔を拡大させるために、空の腔に挿入され、かつ、椎体は、伸延器具を作動させることにより、隔離させられる。椎間板腔の拡大は、神経根が存在する孔も開放させるため、重要である。伸延工程の間に、椎間関節を過剰伸延させないことは重要である。次に、椎間癒合器具が、伸延させられた腔に挿入され、かつ、骨成長因子、例えば自家移植片、骨形態形成たんぱく質を伴うコラーゲンスポンジ等、または他の骨強化物質が、椎体の癒合を促すために、椎間癒合器具内の空間に挿入されてよい。
【０００５】
椎間癒合および伸延は、前方、後方、斜め、および側方から行われ得る。各手法は、それ自体が解剖学的挑戦であるが、一般的な概念としては、頚椎、胸椎、または腰椎の隣接する椎骨を癒合させることである。器具は、様々な材料から作られている。これらの材料には、死体の海綿骨、炭素繊維、チタン、およびポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含む。器具はまた、豆形、フットボール形、バナナ形、楔形、およびねじ切り円柱状ケージ等、様々な形状に作られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は上記した問題を解決することができる椎体伸延および癒合方法ならびに装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の様々な実施形態に係る改良された椎体伸延および癒合方法ならびに装置は、フレキシャ部材を利用する。フレキシャ部材は、複数の構造部材を、一端において、端板に連結させると共に、別端において、ブロックと連結させる。椎間板腔への挿入に際して、駆動ねじまたは同様の機構が、拡張ブロックを共に接近させるために作動させられ得、これにより、フレキシャ部材が屈曲して、構造部材の拡張および端板の伸延に至る。次に、伸延させられた器具は、体内に留まると共に、椎体癒合に用いられ得る。
【０００８】
一実施形態において、器具は、椎体の伸延および癒合の両方に使用され得る。器具は、延性材料からなる一片の器具本体を含む。器具本体は、一対の対向する端板、複数の構造部材、および各構造部材の一端を端板に取り付けると共に、各構造部材の他端をブロックに取り付けるフレキシャ部材を含み得る。器具本体は、各側方に２組の構造部材または支柱、または３個あるいはそれ以上の支柱を含み得る。例えば駆動ねじが、拡張ブロックを介して挿入させられると共に、拡張ブロックを共に接近させるために作動させられ得、これにより、フレキシャ部材が屈曲させられて、支柱が拡張させられると共に、端板が伸延させられる。フレキシャ部材は、一片器具が、複数の部品および回転ピン継手を有する器具と同様に作用するのを可能にする。
【０００９】
別の実施形態において、椎体伸延および癒合方法は、伸延可能な椎体癒合器具の移植を含む。器具が、移植器具を用いて椎間板腔に挿入されると、器具上でフレキシャ部材を屈曲させるために、駆動ねじが作動させられ得、端板が伸延させられる。端板が所望する伸延に達した後に、骨成長刺激物が、伸延させられた器具の開放領域に送達され得る。移植器具は後退させられ得、かつ、器具は、癒合工程を助けると共に、生体内荷重を支持するために、生体内にとどまり得る。別の実施形態において、骨成長刺激物は、器具の移植に先立ち、器具内の室に加えられ得る。
【００１０】
一実施形態において、フレキシャ部材は、２個の回転接触面間におけるフレキシャ要素の回転接触を可能にする両側回転フレキシャ構成を生じさせるように構成される。一実施形態において、２個の回転接触面は、各々、湾曲させられる。別の実施形態において、支柱要素に近い回転接触面は、真直である一方、他方の回転接触面は、支柱の長軸から見たときに、凸状である。このようにして、剛体バー、連結具、または支柱を有するシステムは、様々な実施形態において、回転継手として説明されるようなフレキシャ部材を使用することにより、複数のバー連結機構を形成し得る。これら構成の利点としては、装置の有効剛性、強度、および疲労寿命、ならびに座屈に抗する能力の増加を許容する一方で、大きな移動範囲を許容する。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の上記要約は、本発明の各例証実施形態または全ての実施を説明するように意図されていない。本要約は、本発明の基本的な理解を促すために、本発明の特定の態様の簡略化された概要を提示すると共に、本発明の主要または重要な要素を特定し、あるいは、本発明の範囲を正確に概説するように意図されていない。
【００１２】
本発明は、添付の図面と関連して、以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を考慮することで、より完全に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態を示す斜視図。図１Ｂは、図１Ａの伸延可能な椎体癒合器具の側面図。図１Ｃは、図１Ａの伸延可能な椎体癒合器具の端面図。
【図２】図２Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態を示す斜視図。図２Ｂは、図２Ａの伸延可能な椎体癒合器具の側面図。
【図３】本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具および挿入器具の一実施形態を示す斜視図。
【図４】本発明の一態様に係り、椎間板腔に挿入された伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態を示す側面図。
【図５】本発明の一態様に係り、椎間板腔に挿入された一対の伸延可能な椎体癒合器具を示す斜視図。
【図６】本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態を示す側面図。
【図７】本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態を示す側面図。
【図８】図８Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態の一部を示す部分図。図８Ｂは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態の一部を示す部分図。図８Ｃは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態の一部を示す部分図。図８Ｄは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態の一部を示す部分図。図８Ｅは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒器具の一実施形態の一部を示す部分図。図８Ｆは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態の一部を示す部分図。図８Ｇは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態の一部を示す部分図。
【図９】本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態を示す側面図。
【図１０】図９の伸延可能な椎体癒合器具の斜視図。
【図１１】図１１Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態の一部を示す部分図。図１１Ｂは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態の一部を示す部分図。図１１Ｃは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態の一部を示す部分図。
【図１２】本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態の一部を示す部分図。
【図１３】図１３Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態の一部を示す部分図。図１３Ｂは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態の一部を示す部分図。図１３Ｃは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態の一部を示す部分図。
【図１４】本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態を示す側面図。
【図１５】図１５Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態を示す簡略側面図。図１５Ｂは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の一実施形態を示す簡略側面図。
【図１６】円形フレキシャを示す側面図。
【図１７】楕円形フレキシャを示す側面図。
【図１８】葉形フレキシャを示す側面図。
【図１９】図１９Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具を示す斜視図。図１９Ｂは、図１９Ａの伸延可能な椎体癒合器具の側面図。
【図２０】図２０Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具を示す斜視図。図２０Ｂは、図２０Ａの伸延可能な椎体癒合器具の側面図。
【図２１】図２１Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具を示す斜視図。図２１Ｂは、図２１Ａの伸延可能な椎体癒合器具の側面図。
【図２２】図２２Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具を示す斜視図。図２２Ｂは、図２２Ａの伸延可能な椎体癒合器具の側面図。
【図２３】図２３Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具を示す斜視図。図２３Ｂは、図２３Ａの伸延可能な椎体癒合器具の側面図。
【図２４】本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具を示す端面図。
【図２５】本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具を示す斜視図。
【図２６】図２６Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具を示す斜視図。図２６Ｂは、図２６Ａの伸延可能な椎体癒合器具の側面図。
【図２７】図２７Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具を示す斜視図。図２７Ｂは、図２７Ａの伸延可能な椎体癒合器具の側面図。図２７Ｃは、図２７Ａの伸延可能な椎体癒合器具の簡略側面図。図２７Ｄは、図２７Ａの伸延可能な椎体癒合器具の簡略側面図。
【図２８】図２８Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具を示す斜視図。図２８Ｂは、図２８Ａの伸延可能な椎体癒合器具の側面図。
【図２９】図２９Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具を示す斜視図。図２９Ｂは、図２９Ａの伸延可能な椎体癒合器具の側面図。
【図３０】図３０Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具を示す斜視図。図３０Ｂは、図３０Ａの伸延可能な椎体癒合器具の側面図。図３０Ｃは、図３０Ａの伸延可能な椎体癒合器具の簡略側面図。図３０Ｄは、図３０Ａの伸延可能な椎体癒合器具の簡略側面図。
【図３１】図３１Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具を示す斜視図。図３１Ｂは、図３１Ａの伸延可能な椎体癒合器具の端面図。図３１Ｃは、図３１Ａの伸延可能な椎体癒合器具の側面図。
【図３２】図３２Ａは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具を示す斜視図。図３２Ｂは、図３２Ａの伸延可能な椎体癒合器具の端面図。
【図３３】図３３Ａは、本発明の一態様に係る挿入器具の一実施形態を示す部分斜視図。図３３Ｂは、図３３Ａの挿入器具および本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具の部分上面図。図３３Ｃは、図３３Ａの挿入器具の部分斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、様々な変形物および代替形態に変更可能であるが、その詳細は、図面において、一例として示されると共に、詳細に説明される。しかし当然のことながら、本発明を説明される特定の実施形態に限定することは意図されていない。対照的に、本発明の精神および範囲内に入る全ての変形物、同等物、および代替物を含むように意図される。
【００１５】
本発明の以下の詳細な説明において、本発明の完全な理解をもたらすために、多くの具体的詳細が記載される。しかしながら、当該技術分野に属する者であれば認識できるように、本発明は、これら具体的詳細がなく実施されてよい。他の事例において、周知の方法、手段、および構成部品は、本発明の様々な実施形態の態様を不必要に曖昧にしないように、詳細に説明されていない。
【００１６】
図１Ａ〜図１Ｃおよび図２Ａ〜図２Ｂを参照すると、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具１００が示されている。器具１００は、器具本体１０２を含む。器具本体１０２は、ノーズ部１０４、後部１０６、一対の対向端板１０８、構造部材１１０、および構造部材１１０の一端を端板１０８に取り付けると共に、構造部材１１０の他端をブロック１１４ａ，１１４ｂに取り付けるフレキシャ部材１１２を含んでよい。
【００１７】
器具本体１０２は、各側部に、２組の構造部材１１０即ち支柱を含んでよく（図１Ａ〜図１Ｄ）、あるいは、各側部に、３組以上の構造部材１１０を含んでよい（図２Ａ〜図２Ｂ）。本明細書においてさらに詳細に説明されるように、第３の支柱を付加することにより、器具１００により大きな安定性がもたらされる。フレキシャ部材１１２は、構造部材を端板１０８および拡張ブロック１１４と連結させる材料の薄帯である。フレキシャ部材１１２は、一片器具１００が、複数の部品および回転ピン継手を有する器具と同様に作用するのを可能にする。フレキシャ部材１１２は、例えば、バンドフレキシャ（図１Ａ〜図１Ｃおよび図２Ａ〜図２Ｂ）、円形フレキシャ（図１６）、楕円形フレキシャ（図１７および図２０Ａ〜図２０Ｂ）、または葉形フレキシャ（図１８、図１９Ａ〜図１９Ｂ，図２１Ａ〜図２１Ｂ、および図２２Ａ〜図２２Ｂ）であってよい。
【００１８】
一実施形態において、各端板１０８は、矩形開口１１６を含む。開口は、器具１００を通る骨成長を促すために使用され得る。他の実施形態において、開口１１６には、ゲル、ゴム、または椎間板の核を再生させると共に、フレキシャ１１２の強度を、圧縮、剪断、およびねじれ荷重状態で補い得る他の材料が充填されてよい。あるいは、概ね中実の面、あるいは複数の開口を備えた面が、各端板１０８に設けられてよい。端板１０８は、器具１００の偶発的な突出を阻止するために、椎骨の終板との摩擦を生じさせるように、粗面または歯を有してよい。一実施形態において、器具本体１０２、または器具本体１０２の一部は、器具の強度を補うために、高分子または他の材料で外側被覆されてよい。例えば、器具が伸延するにつれて、器具の安定性を付加するために、炭素ナノチューブがフレキシャの面に沿って整列するように、長い炭素ナノチューブ鎖が、器具の面に付与されてよい。
【００１９】
ノーズ部１０４は、椎間板腔への器具１００の挿入を促すために、テーパが付けられてよい。後部１０６にもテーパが付けられてよい。一実施形態において、ノーズ部１０４および後部１０６は、器具１００の端から端まで延出し得るテーパが付けられた送達軸を受入れるために、開放したままにされてよい。
【００２０】
駆動ねじ１１８は、後部１０６の案内孔１２０を介して、かつ拡張ブロック１１４を介して、挿入され得る。駆動ねじ１１８の作動は、ブロック１１４を共に接近させるように促し、これにより、フレキシャ部材１１２の屈曲が生じて、構造部材１１０の拡張、および端板１０８の伸延に至る。一実施形態において、図１Ａ〜図１Ｃのブロック１１４ｂは、駆動ねじ１１８を受入れるために、打ち込まれてよく、また、ブロック１１４ａは、ねじ１１８との隙間嵌めをもたらし得る。駆動ねじ１１８が作動させられたときに、これにより、ブロック１１４ａは、ブロック１１４ｂへ向けて引っ張られて、器具１００が伸延させられる。同様に、図２Ａ〜図２Ｂのブロック１１４ａおよび１１４ｃは、打ち込まれてよく、また、ブロック１１４ｂは、隙間嵌めをもたらし得る。このような形態において、ねじ１１８の六角形と反対側の端部は、ブロック１１４ｂをブロック１１４ｃおよび１１４ａへ向けて引っ張るために、肩部を有してよい。幾つかの実施形態において、駆動ねじ以外の機構が、器具を伸延させるために使用されてよい。このような機構には、例えば、ポップ‐リベット機構、サーディンキーおよびリボン、圧迫帯およびワイヤ、鋸歯／ラチェット、および形状記憶合金等の形状変化材料、または電導性ポリマーアクチュエータを含む。図２３Ａおよび図２３Ｂに図示される一実施形態において、ジップ‐タイ状駆動機構８１９が、器具８００の端板８０８を伸延させるために、使用され得る。後方ブロック８１４は、駆動機構８１９の歯８２３と係合する突起８２１を含んでよい。一実施形態において、圧電インチワームモータが、ブロック１１４の移動を作動させるために使用されてよい。別の実施形態において、バルーンが器具に挿入されると共に、器具を拡張させるために、膨張させられてよい。バルーンは器具内に留まると共に、椎間板の核のように機能してよい。
【００２１】
様々な実施形態において、器具本体１０２は、人間工学的に成形される。器具本体１０２は、様々な形状、例えば、矩形、腎臓形、またはフットボール形を有してよい。腎臓形またはフットボール形状の器具本体１０２は、椎骨の終板が僅かに凹状であるため、器具および椎体の間における接触を最大限にする。器具の一方または両方の端部はまた、挿入を促すために、テーパが付けられてよい。これにより、器具を最初に挿入させると共に、椎体を隔離するのに必要とされる力の量を最小にする。加えて、器具は、その長さおよびその幅の両方に沿って、凸状であってよく、あるいは、両凸状であってよい。器具１００は、椎骨の種類、および器具１００が用いられる患者の大きさに応じて、様々な寸法に構成され得る。
【００２２】
器具本体１０２はまた、様々な材料から構成され得る。一実施形態において、器具は、延性材料からなる。この材料には、例えば、チタン、ニチノール、および熱可塑性物質を含み得る。幾つかの実施形態において、フレキシャ１１２の端部付近における材料は、器具が伸延したときの、器具の剛度を高めるために、冷温作動させられ得る。機械加工応力を緩和させるために、熱処理が用いられてもよく、また、器具をより硬くするために、硬化処置が後に続いてもよい。加えて、幾つかの実施形態において、フレキシャが、器具の構造部材および端板と異なる一つの材料または複数の材料、あるいは、異なる処置が施された材料から作られるのを許容するために、後に続く製造工程において、フレキシャが器具に取り付けられ得る。フレキシャはまた、別の硬い材料の芯、発泡体等の軟質材料、または開口芯を有する積層梁であってもよい。軟質または開口芯を有することにより、フレキシャが支柱の湾曲面の周りで屈曲させられたときに、フレキシャの厚みが効果的に減少するのを可能にする。これにより、曲げに起因してフレキシャに存在する歪の量が減少して、器具が、より大きな機能的荷重を受け入れるのが可能になる。
【００２３】
器具１００は、隣接する椎骨または椎体の間に載置され得、また、隣接する椎体の終板を伸延させると共に、癒合器具として作用するように用いられ得る。挿入器具２００は、図３〜図５に示されるように、椎体１２４の間に器具を挿入させるために使用され得る。一実施形態において、挿入器具２００は、固定具２０４で駆動ねじ１１８に一時的に取り付けられる一対の平行なスクリューねじまたはレンチ２０２を含み得る。図３に示される一実施において、挿入器具２００は、器具１００から後方に延出してよい。別の実施形態において、挿入器具２００はまた、器具１００から遠位方向に延出してよい。このような実施形態において、器具１００は、器具が挿入器具２００にねじ入れられるのを可能にするために、開放ノーズ部１０４および後部１０６を含み得、かつ、挿入器具２００はまた、椎体を初期に伸延させるために使用され得る。任意で、挿入器具２００は、単一のハンドル２０１および歯車システム２０３を含んでよく、ハンドル２０１は、図３３Ａ〜図３３Ｃに示されるように、回転させられたときに、器具１００のネジを回転させる軸の外側歯車を回転させる内側歯車を有する。
【００２４】
器具１００は、最初に、テーパが付けられたノーズ部１０４が挿入される。一実施形態において、８〜２６ミリメートルの作用溝が、器具の挿入に必要とされる。１個の器具１００が挿入され得、あるいは、付加的な支持のために、図５に示されるように、２個の器具が挿入され得る。器具がより高い荷重に遭遇するより大柄の患者を治療するためには、２個の器具１００が特に有用である。別の実施形態において、向きおよび椎間板の間の距離を極めて精確に制御するために、３個またはそれ以上の小型の器具が、椎間板腔に挿入されてよい。３個またはそれ以上の伸延機構が、端板の極めて正確な制御および配向に至るように、２個の円形終板の間において、円周方向に位置決めされてよい。このような器具は、昆虫に似ている。別の実施形態において、高さまたは幅のいずれかにおける伸延を行う際に、調和して作動するために、２個またはそれ以上の器具が、椎間板腔においてかみ合わされ、あるいは組み立てられてよい。
【００２５】
椎間板腔に挿入されると、駆動ねじ１１８を回転させるために、挿入器具２０９が作動させられ得る。駆動ねじ１１８は、器具１００からの係脱に先立ち、挿入器具が器具１００を再度位置決めし、あるいは必要に応じて、器具１００を取り除くのを可能にするために、器具の後部１０６から作動させられ得る。駆動ねじ１１８は、２個の駆動ねじを備えた実施形態の両側において、均一な伸延のために、同じ量だけ作動させられ得、あるいは、器具１００の一方側が他方側よりも高い不均一伸延のために、異なる量だけ作動させられてもよい。不均一な伸延は、フレキシャにねじれ力を生じさせる。図２４は、不均一な伸延を有する器具１００を示す。あるいは、実施形態は、単一のフレキシャおよび単一の駆動ねじを伴い、あるいは、単一の駆動ねじ構成に複合化された複数のフレキシャを伴い、駆動され得る。
【００２６】
例えば、カージャッキ等、多くの一般的なシザージャッキと異なり、器具１００は、その最も低い、又は最も圧縮させられた状態から、容易に伸延させられ得る。これは、所定の構造部材の各端部にあるフレキシャ部材１１２が、フレキシャへの引張荷重が互いに向けて作用しない代わりに、通過する車のように、互いのそばを通過するように、配向されるからである（図１Ｂの矢印Ａおよび矢印Ｂを参照）。一般的なジャッキは、フレキシャ部材を利用せず、引張荷重が互いの正面（ｈｅａｄｓ  ｏｎ）で作用し得るので、最も低い状態から困難を伴い伸延し、器具を強力な内部水平圧縮状態に置くが、有意な力成分を、最も低い状態において、伸延を容易に開始し得る垂直方向に有していない。圧縮荷重を支持するために必要とされるフレキシャ部材の張力は、剛体リンクの正弦によって除算される剛体リンクの角度の余弦と掛けられる圧縮荷重と等しい。ゼロ度の正弦に起因して、圧縮状態における正常なシザージャッキの角度位置はゼロに等しく、初期伸延に必要とされる力は、効果的に極めて大きい。本発明の様々な実施形態の器具の剛体リンクは、ゼロ角度位置の位置において出発するが、フレキシャ部材は剛体リンクの対向側部にあるので、有効角度位置はゼロではなく、初期伸延に必要とされる力を有限に、かつ従来のシザージャッキよりも概して小さくする。
【００２７】
駆動ねじ１１８が作動させられるにつれて、器具１００は、図６および図７に示されるように、伸延させられる。駆動ねじ１１８（図６および図７には図示なし）は、拡張ブロック１１４を合わせて駆動させて、フレキシャ部材１１２を屈曲させることにより、端板１０８を伸延させるために、構造部材１１０を拡張させる。次に、図８Ａ〜図８Ｄを参照すると、図８Ａおよび図８Ｄは、伸延前におけるフレキシャ部材１１２および構造部材１１０を示しており、図８Ｂおよび図８Ｃは、伸延後を示す。各フレキシャ部材１１２は、構造部材１１０の湾曲端の周りに巻回され始めている。図８Ａで注目することとしては、フレキシャ部材１１２は、構造部材１１０の上に載っている。これにより、器具１００が、フレキシャ部材１１２を大きく変形させることなく、圧縮状態において、大きな圧縮荷重を支持することを可能にする。構造部材１１０が伸延させられると、フレキシャ部材１１２は、平坦になるように変形する。しかしながら、本実施形態においては、フレキシャ部材１１２は、湾曲させられた後支え部（ｂａｃｋｓｔｏｐ）１２２と接触するため、端板１０８の最大伸延においても平坦にはならない。これにより、器具１００は、フレキシャ１１２をさらに変形させることなく、伸延状態において、大きな圧縮荷重を支持することが可能となる。湾曲させられた後支え部１２２は、対向するフレキシャ部材１００に対して、対向する湾曲面をもたらすために、「ひそめ眉（ｆｒｏｗｎｉｎｇ  ｅｙｅｂｒｏｗｓ）」形態を有する。フレキシャ部材１１２は、完全な伸延に到達するために、完全に平坦になるまで曲げられる必要はないため、伸延を完了させるのに必要なフレキシャ部材１１２の歪み量は、最小減にされる。従って、器具の故障の可能性が低減される。
【００２８】
図８Ｅ〜図８Ｇは、器具が伸延させられたときのフレキシャの作用を示す。フレキシャ部材１１２は、湾曲させられた後支え部１２２およびフレキシャ部材１１２の間に第１開放領域、即ち切り溝１４０ａと、構造部材１１０の内周縁１４２およびフレキシャ部材１１２の間に第２切り溝１４０ｂを画定する。器具１００が折り畳み形態にあるときに（図８Ｅ）、切り溝１４０ａは、切り溝１４０ｂよりも幅が広い。器具が伸延させられると、フレキシャ部材１１２は、湾曲させられた後支え部１２２へ向けて平坦になり、切り溝１４０ａの幅が狭くなるにつれて、切り溝１４０ｂは幅が広くなる。フレキシャ部材１１２が周りで屈曲する支点は、矢印１４４ａおよび１４４ｂによって示される。図８Ｅ〜図８Ｇから分かるように、支点１４４ａ，１４４ｂは、フレキシャ部材１１２が曲がるにつて、フレキシャ部材１１２に沿って移動する。従って、支点１４４ａ，１４４ｂは、垂直方向および水平方向の両方に移動する。これにより、器具は一層伸延する。器具が伸延するにつれて、支点１４４ａ，１４４ｂがフレキシャ部材１１２に沿って移動するので、器具１００への圧縮荷重のより多くの部分が、構造部材１００によって支持され、従って、フレキシャ部材１１２への引張力が減少させられる。従って、本実施形態の器具１００は、完全に伸延させられたときに、最も頑丈である。
【００２９】
次に、図９および図１０を参照すると、伸延可能な椎体癒合器具３００の別の実施形態が示されている。器具３００は、ノーズ部３０４、後部３０６、一対の対向端板３０８、構造部材３１０、フレキシャ部材３１２、および駆動ブロック３１４を有する器具本体３０２を含む。幾つかの実施形態において、図９および図１０に示されるように、ノーズ部３０４および後部３０６は、開放していてよい。上述されたように、ノーズ部３０４および後部３０６は、器具３００の送達のために、挿入器具を受入れるように用いられ得る。
【００３０】
図９および図１０に示される実施形態において、駆動ブロック３１４および端板３０８は、（先の図面に図示される内方湾曲後支え部１２２と対照的に）フレキシャ部材３１２のために、外方湾曲後支え部３２２を備える。フレキシャ部材３１２は、器具３００が、図１１Ａ〜図１１Ｃに示されるように伸延させられるにつれて、後支え部３２２に沿って湾曲する。図１１Ａに示される折り畳み状態において、フレキシャ部材３１２は、構造部材３１０の内面３４２と平行である。器具３００が伸延するにつれて、フレキシャ部材３１２は、後支え部３２２に沿って曲がり、切り溝３４０ｂを広げると共に、切り溝３４０ａを狭める。矢印３４４ａ，３４４ｂによって示されるように、器具が伸延するにつれて、支点はフレキシャ部材３１２の全長に沿って（水平および垂直の両方向に）移動する。支点３４４ａ，３４４ｂは、常に、構造部材３１０の内面３４２と直角である。これにより、器具３００への荷重全体が、構造部材３１０によって、圧縮状態で支持される。従って、フレキシャ部材３１２への引張力は、わずかに存在し、あるいは存在しない。これにより、フレキシャ部材３１２は、本質的に無限の疲労寿命を享受するように、厚みまたは材料を有することが可能となる。本実施形態は、器具が、大きな寸法を有するときに、強力な圧縮支持をもたらすが、同じ材料の細長部材が張力下にあり、あるいは曲がっているときに、容易に歪むニチノール等の材料から構成されることを可能にする。図１２は、この原則を取り入れた別のフレキシャの実施形態を示す。図１２のフレキシャ３１２は、さらなる長さが、端板３０８となるように切断される。これは、器具の応力を低減させるのを助け得、また、疲労寿命を向上させ得る。
【００３１】
湾曲させられた後支え部３２２の曲げ半径に関連するフレキシャ部材３１２の厚みは、フレキシャの疲労寿命を決定する。幾つかの実施形態において、フレキシャは、極めて長い疲労寿命を有するように、構成および設計され得る。一実施形態において、ニチノールから作られ、好適には、後支え部３２２の曲げ半径の８パーセントから１０パーセントであるフレキシャ部材３１２の厚みを有し、１８パーセントの最大厚みを伴う器具は、無限の疲労寿命を有する。別の実施形態において、ＰＥＥＫから作られるフレキシャは、好適には、曲げ半径の４．５パーセントから６．４パーセントの厚みを有し、１５パーセントの最大厚みを伴う。さらなる実施形態において、燃鈍チタンからなるフレキシャは、曲げ半径の最大１８パーセントまでの厚みを有し得る。他の実施形態において、フレキシャは、予め定められた拡張および収縮の最大繰り返し数範囲に関連して、有限の疲労寿命を有するように、構成および設計され得る。
【００３２】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、さらなるフレキシャの実施形態を含む伸延可能な椎体癒合器具４００の部分図を示す。端板４０８上の後支え部４２２は平坦である。フレキシャ４１２は、構造部材４１０の内面４４２に沿って湾曲させられ始めると共に平坦になることにより、器具が伸延するにつれて、切り溝４４０ｂを広げると共に切り溝４４０ａを狭める。器具が伸延するにつれて、支点４４４ａ，４４４ｂは再度、フレキシャ部材４１２に沿って移動して、器具を一層伸延させる。器具が伸延すると、構造部材４１０は、圧縮状態で器具４００へのより多くの荷重を支持し、引張状態でフレキシャ部材４１２により支持される荷重はより少ない。
【００３３】
幾つかの実施形態において、器具の伸延に続き、骨成長刺激物、例えば自家移植片、骨形態形成たんぱく質、または骨強化材等が、器具に送達されてよい。一実施形態において、骨成長刺激物は、挿入器具が器具から解放される前に、挿入器具の中空室を通り送達される。器具は、癒合が椎体間で生じる間に、生体内荷重を支持すると共に、患者の体重の４倍までの軸方向荷重を支持し得る。一実施形態において、端板の開口は、器具を通る骨の成長を可能にする。
【００３４】
図６および図７に示されるように、器具の幾つかの実施形態は、一方向のみ、例えば垂直方向に伸延させられ得る。他の実施形態において、器具は、２方向、例えば垂直および水平の両方向に、伸延させられ得る。図２５に示される一実施形態において、器具６００は、垂直および水平の両方向に、伸延させられ得る。器具６００は、器具６００の４側面全てにおいて、複数の構造部材６１０およびフレキシャ部材６１２を含む。水平伸延および垂直伸延を制御するために、別個の駆動ねじ６１８が使用され得る。一実施形態において、全ての駆動ねじは、単一の駆動部材によって制御され得る。これにより、同時の水平および垂直伸延がもたらされる。示される別の実施形態において、各駆動ねじは、水平伸延および垂直伸延が、独立して行われることが可能となるように、別個に制御され得る。本器具は、極めて小さい開口を通り挿入され得、この開口はさらに、より高く伸延させられる前に、幅広くされ得る。本形態では、器具は、垂直圧縮の間、およびその後に、圧縮強度を保つ一方で、水平方向に伸延させられることが可能である。任意で、水平方向への拡張を作用させるねじが、合わせてタイミングが計られると共に駆動され、垂直方向への拡張を作用させるねじが、合わせてタイミングが測られると共に駆動されてよい。
【００３５】
上述されるように、第３支柱は、２個支柱構成よりも、器具の特定の実施形態に対して、より大きな安定性をもたらし得る。図１４を参照すると、２個支柱構成への過剰な力、または一様でない力の少なくともいずれかは、時として、器具１００を、図１４に示されるように、不全脱臼させる。不全脱臼は、端板１０８、構造部材１００、また移植の間であれば駆動ねじ１１８の位置合わせを誤らせる。これにより、椎間板腔の崩壊および変形の恐れを生じさせかねない。第３組の構造部材は、過剰な荷重、または一様でない荷重の少なくともいずれかの支持を助けると共に、不全脱臼を阻止するべく、安定性をもたらすために付加されてよい。また、第３支柱は、外科医が、幾つかの実施形態において、端板の平行を制御するために、柔軟性を可能にする。図１５Ａに示されるように、第３支柱１３４は、端板１０８を完全に平行に保つために、第１支柱１３２および第２支柱１３０から離れて位置決めされ得る。しかしながら、矢状の整列を確立するために、外科医は、端板１０８を、非平行位置に保つことを望むかもしれない。図１５Ｂに示されるように、これは、第３支柱１３４を、他の支柱１３０，１３２のより近くに、または、それらのより遠くに位置決めすることにより、あるいは、別個のねじ駆動装置を独立した速度で作動させることにより、達成され得る。このようにして、外科医は、端板１０８を、脊椎の湾曲と適合させるために、非平行位置に保つように、器具１００を構成させ得る。一実施形態において、非平行位置が構成され得る一方で、器具は、第２支柱１３２に対する第３支柱１３４の位置を調整するために、柔軟性を有する駆動機構を用いることにより、実行される。支柱１３４の長さは、支柱１３２の長さと異なっていてもよく、これにより、端板１０８は、実行の間に平行であるが、器具が伸延させられるにつれて、一層平行でなくなる。
【００３６】
図１９Ａ〜図１９Ｂは、葉形フレキシャ５１２を利用する伸延可能な椎体癒合器具５００を示す。本器具は小さい面とり５１３（ｆｉｌｌｅｔ）を含み、そこでフレキシャ部材５１２は、構造部材５１０と連結する。本実施形態において、フレキシャ部材５１２のいずれの部分も、器具の上に載っておらず、器具への荷重全体が、フレキシャによって支持される。図２１Ａ〜図２１Ｂ、および図２２Ａ〜図２２Ｂもまた、葉形フレキシャ５１２を利用する器具５００を示す。これら実施形態において、フレキシャ５１２および構造部材５１０の間の連結部分に、面とりは存在しない。図２０Ａ〜図２０Ｂは、楕円形フレキシャ７１２を利用する伸延可能な椎体癒合器具７００を示す。
【００３７】
図２７Ａ〜図２７Ｄは、本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具１０００の別の実施形態を示す。器具１０００は、器具１００の各側面上に、３組の構造部材１０１０を含むと共に、図８Ａ〜図８Ｇに示されるものと同様のフレキシャ１０１２を利用する。３組の支柱の使用は、より大きな強度をもたらすと共に、器具１０００の曲がりまたは崩壊の回避を助ける。図２７Ｃおよび図２７Ｄは、圧縮荷重下において、伸延させられた器具１０００の簡略図を示す。器具１０００の中間にあるフレキシャ１０１２は、器具の非対称に起因して、各端部のものと異なって変形する。本実施形態の端板１００８は、圧縮荷重下において、僅かに曲がって示されている。これは、端板が、椎体の終板の上方において、器具の支持荷重を均一に分散させるために、生体内で屈曲可能であるように、端板の厚みが選択され得ることに起因する。
【００３８】
図２８Ａおよび図２８Ｂは、図２７Ａ〜図２７Ｄの器具１０００の変形物を示しており、作動ねじ駆動手段１０１８を有する。これにより、器具の各側面上にあるフレキシャ１０１２が、異なる速度で駆動されることが可能となり、その結果、器具１０００が伸延させられると、器具の端板１００８の角度を制御することができる。図２９Ａおよび図２９Ｂは、器具１０００を伸延させるために、ブロック１０１４を合わせて駆動させる楔１０２５を各端部に含む器具１０００のさらなる変形物を示す。楔１０２５は、器具１０００が伸延させられると、フレキシャ１０１２が単独で行うよりも大きなレベルの圧縮強度を、器具１００にもたらす。楔１０２５はまた、器具が不全脱臼する可能性を低減させる。楔１０２５は、器具がフレキシャによって主に支持されると共に、僅かに不全脱臼するが、完全には不全脱臼しない能力を有するように、成形されると共に寸法が決められてよい。
【００３９】
本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具１１００の別の実施形態が、図３０Ａ〜図３０Ｄに示される。本実施形態は、図１１Ａ〜図１１Ｃに示されるものと同様のフレキシャ１１１２を使用する。器具１０００と同様に、器具１１０００の中間フレキシャ１１１２は、構造部材１１１０の非対称組に起因して、各端部のものと異なって変形する。本実施形態において、端板１１０８は、より厚く、また、圧縮荷重下において、変形しない。
【００４０】
本発明の一態様に係る伸延可能な椎体癒合器具１２００の別の実施形態が、図３１Ａ〜図３１Ｃに示される。器具１２００は、器具１２００の各側面上に、２組の構造部材１２１０およびフレキシャ１２１２を含む。器具１２００は、端板１２０８の間に延出し、器具１２００へのねじれ力に抗する４個の伸延ピン１２０７を含む。ピン１２０７はまた、器具の垂直方向への移動を制限すると共に、不全脱臼の可能性を排除する。一対の駆動ねじ１２１８は、器具を伸延させるために使用され得る。図３２Ａおよび図３２Ｂは、単一の駆動ねじ１２１８を利用する器具１２００の変形物を示す。図３２Ａおよび図３２Ｂはまた、前の実施形態において存在する切り溝を劇的に薄くするために、「ひそめ眉」を作り出すブロック１２１４および後支え部１２２２が、別個の部品として付加されている実施形態を示す。切り溝を薄くすることにより、フレキシャの局所的荷重および緊張を低減させると共に、疲労寿命を増加させる。
【００４１】
様々な実施形態において、伸延可能な椎体癒合器具は、伸延させられた、あるいは部分的に伸延させられた状態で製造され得る一片の器具本体を有する。これにより、複数片が別々に製造および組み立てられる必要がある器具よりも、費用の多大な節約がもたらされる。伸延状態における製造は、製造器具による組立ておよび接近のために、付加的な間隙をもたらし、その寸法は、製造費用と逆比例する。また、器具が伸延状態で製造されたときに、器具は、最小高さ位置に圧縮させられ得る一方、圧縮応力は、フレキシャ部材にとどまる。この圧縮応力は、負の平均応力に結果的に至り、これにより、器具の疲労寿命は延びる。一実施形態において、器具は、ワイヤまたはシンク放電加工を用いて製造され得る。別の実施形態において、器具は、三次元印刷技術等を用いて、製造され得る。幾つかの実施形態において、フレキシャの一部は、別々に機械加工されると共に、器具に溶接され得る。これにより、切り溝を有さないと共に、伸延させられると、後支え部に完全に載るフレキシャが可能となる。
【００４２】
一実施形態において、器具の表面は、表面粗さを最小減にすると共に、本体内における材料の点食を減少させるために、処理され得る。粗面またはくぼみは、器具への応力を増加させて、疲労寿命の短縮、および疲労強度の減少の少なくともいずれかに至りかねない。一実施形態において、表面は、電解研磨によって処置され得る。別の実施形態において、端板の粗面は、器具の偶発的な押出しを阻止するのを助けるため、表面は処置されないままでよい。一実施形態において、器具はまた、その疲労寿命を延ばすために、高い弾性不透過性材料が被覆され得る。特に、不透過性材料は、血液の腐食性質が、器具を劣化させるのを阻止する。別の実施形態において、器具は、生態適合性材料から構成されてよく、その結果、被膜は不要である。さらなる実施形態において、器具は、骨癒合後など、選択された治療工程段階において、生体内で分解するように構成される生体適合性材料から作られ得る。
【００４３】
多くの他の種類の支持体が、器具と共に用いられてよい。支持体は、器具の圧縮強度、曲げまたはねじれ強度を補足するために使用され得る。一実施形態において、１個またはそれ以上の剛性支持体が、端板をその伸延状態に保つのを助けるために、伸延後に、端板間の開放空間に挿入され得る。別の実施形態において、支柱へさらなる支持をもたらすために、各支柱において、構造部材の交点にチョークが載置され得る。さらなる実施形態において、椎体に固定されるアセンブリの一部として、ロッドおよびねじが器具に用いられ得る。
【００４４】
別の一実施形態において、図２６Ａ〜図２６Ｂに示される伸延可能な椎体癒合器具９００は、前後および横の少なくともいずれかに傾動可能な剛体ケージを含み得る。フレキシャ９１２およびばねの少なくともいずれかは、多様な軸での傾動を可能にするために、器具の周縁に配向され得る。傾動可能な器具は、器具に構築される付加的な柔軟度をもたらすことにより、骨の成長を促し、端板表面を横切る応力を分散させ、かつ、器具を個人の脊椎の湾曲に調整できるようにする点において、有益である。
【００４５】
さらなる実施形態において、構造部材、フレキシャ、およびブロックからなる支柱は、端板間に延出する大きなフレキシャに置き換えられ得る。このような器具は、伸延不能であると共に、様々な寸法の椎間板腔への挿入のために、様々な寸法で供給され得る。
【００４６】
様々な実施形態に係る器具は、頚椎、胸椎前腰椎、経椎間孔腰椎、腰椎外側部、および腰椎後部を含み、様々な椎間癒合用途に用いられ得る。一実施形態において、器具は、頚椎用途に対して、６ミリメートルの高さで挿入されると共に、１４ミリメートルに伸延させられ得、また、他の用途に対して、７ミリメートルで挿入されると共に、１６ミリメートルに伸延させられる。この器具の原型は、元の高さの２２０パーセントの伸延を首尾よく実証した。椎体の伸延に対して構成された従来技術のシザージャッキは、元の高さの２００パーセント未満しか伸延することができない。
【００４７】
これらの用途の実行方法の様々な実施形態は、以下のとおりである。
頚椎：器具は、前方アプローチにより、自家移植片を用いて、Ｃ３からＣ７レベルで実行される。器具は、補足的な前板固定で用いられる。
【００４８】
経椎間孔腰椎：器具は、後方アプローチにより、自家移植片を用いて、Ｌ２からＳ１レベルで実行される。器具は、補足的な後方ロッド固定で用いられる。
腰椎後部：器具は、後方アプローチにより、自家移植片を用いて、Ｌ２からＳ１レベルで実行される。２個の器具が実行され、椎間板腔の左側にある一方の器具と、椎間板腔の右側にある他方の器具である。器具は、補足的な後方ロッド固定で用いられる。
【００４９】
腰椎前部：器具は、前方アプローチにより、自家移植片を用いて、Ｌ３からＳ１レベルで実行される。器具は、後方ロッド固定の補足的な前方プレーティング固定で用いられる。
【００５０】
腰椎外側部：器具は、側部アプローチにより、自家移植片を用いて、Ｔ１２からＬ４レベルで実行される。器具は、補足的な後方ロッド固定で用いられる。
別の実施形態において、器具は、椎体置換に用いられ得る。欠損または腫瘍に起因して、椎体または複数の椎骨の切除後に、器具は、２個の別々の椎骨を橋渡しするために、伸延させられ得る。伸延させられた器具は、切除跡に残された空隙を架橋すると共に支持する。器具は、頚椎、胸椎、および腰椎椎骨の寸法差を受入れるために、異なる寸法で構成され得る。
【００５１】
別の実施形態において、器具は、棘突間伸延器具として用いられ得る。器具は、最小接近システムを介して、２個の隣接する棘突起間に載置され得る。器具は、載置を容易にするために、折り畳み形態で挿入され得る。所定位置に置かれると、器具は、椎骨を伸延位置に固定するために、作動させられ得る。器具は、棘突起を所定位置に固定するのを助けるために、棘突起との接触点において、把持歯を有し得る。
【００５２】
別の実施形態において、器具は、棘突間癒合に用いられ得る。器具は、折り畳み形態において、最小接近システムを介して、２個の隣接する棘突間に載置され得る。所定位置に置かれると、器具は、伸延位置において、椎骨を固定するために、作動させられ得る。器具は、器具を伸延位置で固定すると共に、棘突起を介して、固定板を固定するために、ボルト固定機構を有し得る。器具はまた、器具を所定位置に保つのを助けるために、外側に把持歯を有し得る。自家移植片または骨癒合強化材が、器具の開放空間に載置され得る。
【００５３】
別の実施形態において、器具は、椎間板置換に用いられ得る。器具は、髄核の除去後に、椎間板腔に載置され得る。次に、器具は、椎骨の種類、頚椎、胸椎、または腰椎に対して、適当な椎間板腔高さに伸延させられ得る。次に、器具は、機械式線維輪として機能する。器具は、それ自体で、あるいは、髄核移植片または軟質後方通線システムと組み合わせて、使用され得る。ＰＥＥＫまたはバイオゲル髄核移植片が、器具が伸延させられた後に、器具の開放領域に載置され得る。移植片および器具は、機械式椎間板器具として機能する。器具は、人間の椎間板と同様の特性を有する可撓性材料から構成され得る。
【００５４】
別の実施形態において、器具は、骨粗しょう症用に伸延可能なケージとして使用され得る。器具は、骨と同様の弾性率を備えた材料から構成されると共に、患者の骨の形成を強化させるために、ヒドロキシアパタイトで被覆され得る。
【００５５】
別の実施形態において、器具は、フレキシャ部材椎間関節置換に使用され得る。肥大性椎間関節の切除後に、器具が作動させられると共に、不全脱臼させられる。各不全脱臼板は、茎ねじを用いて、隣接する椎骨に固定され得る。これにより、椎間関節と同様の動きが可能になると共に、不安定さを回避する。器具は、軟癒合器具システムの一部となり得ると共に、椎間板置換器具と組み合わせて使用され得る。
【００５６】
別の実施形態において、器具は、倍率計および骨刺激物を備えたプログラム可能な伸延ケージとして用いられ得る。プログラム可能なマイクロマシンアクチュエータ器具は、器具内に埋め込まれ得る。器具は、実行の間に伸延させられると共に、手術後無線周波数コミュニケータを介して、力示度を供給し得る。器具の形状は、変化し得る一方、器具は、アクチュエータ器具で端板を伸延させることにより埋め込まれ、これにより、脊柱前湾、脊柱後湾、さらなる伸延、またはより少ない伸延に結果的に至る。一実施形態において、電池器具は、システムに電力を供給すると共に、また、骨刺激物として作用する磁界を形成し得る。電池寿命は、短期間、例えば一週間に制限されてよい。器具の小さな移動は、電池、蓄電器、または他のこのような電力貯蔵器具を充電させるために使用される圧電物質または導電性高分子で、電気エネルギを発生させるために使用され得る。あるいは、器具は、ＲＦ誘導または容量結合された構成を介して、電力が供給されてよい。
【００５７】
別の実施形態において、器具は、自己作動伸延ケージであってよい。器具は、折り畳み状態で、椎間板腔に挿入され得る。器具は解放されると、予め設定された高さに、ゆっくりと伸延し得る。本実施形態において、伸延は、フレキシャのばね作用によって、促進されてよい。
【００５８】
別の実施形態において、器具は、下顎骨の欠損のために、欠損伸長器具として顔上顎手術に用いられ得る。器具は、幅狭の端板を備えて構成され得、この端板は、穴と直角な板を有し、穴は、末端または先端欠損のいずれかに各端板を固定するのを可能にする。器具は、予め設定された高さへの低速ばね作用フレキシャ機構を介して、作動させられ得る。これにより、欠損骨損失、形成異常、形成不全の場合に、欠損を延長させることができる。
【００５９】
別の実施形態において、器具は、長い骨欠損の伸延のために、延長爪として、整形外科の用途において使用され得る。骨の損失を伴う整形外科的な欠損が生じた後に、伸延可能な長手状爪が、骨を延長させるために載置され得る。延長は、マイクロメートルの移動を伴い、数日に亘り生じる。本用途は、抗伸延力を作用させる爪の移動部分間に挿入される伸延器具を含み、これにより、骨の延長がもたらされる。
【００６０】
別の実施形態において、器具は、胃バンド用途において使用され得る。この胃バンドは、配管を介して絞られる内管ゴム膜を有し、この配管は、接近可能領域において、皮膚下に表層配置される小さい液だめに取り付けられる。絞り機構は、外科医によって、年に数回、液だめへの生理食塩水の注入を必要とする。フレキシャの実施形態は、対向する伸延力によって、中心を絞る２個のフレキシャ部材を有する楕円形器具を含む。器具は、腹部の上部周辺への載置を可能にするために、一端が開放している。器具は、フレキシャ部材を作動させるために、プログラム可能なマイクロマシーンを含み得る。器具はまた、腹底圧および腹部寸法における日週変動を測定し得る。
【００６１】
別の実施形態において、フレキシャ器具は、手の指節骨関節、脚の中足骨関節、踵骨距骨関節を置き換えるために、使用され得る。これら関節は、隣接する骨の移動を可能にすると共に、過剰伸延または過剰屈曲を制限するフレキシャ部材移植片を有し得る。
【００６２】
別の実施形態において、器具は、人工器官四肢を作り出すために使用され得る。特に、フレキシャ部材は、成長する四肢に合わせて調整し、あるいは、相同四肢の寸法に適合するために、僅かな調整を行うように延長し得る。
【００６３】
システム、器具、および方法の様々な実施形態が、本明細書に記載されている。これら実施形態は、一例としてのみ与えられていると共に、本発明の範囲を制限するように意図されていない。さらに、当然のことながら、記載されている実施形態の様々な特徴は、多くの付加的な実施形態を作り出すために、様々な方法で、組み合わせられてよい。さらに、開示される実施形態で使用するために、様々な材料、寸法、形状、移植位置等が記載されているが、それら開示されるものに加えて、他のものが、本発明の範囲を超えることなく利用されてよい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２７Ｄ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３０Ｃ】
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【図３０Ｄ】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３１Ｃ】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３３Ｃ】
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【国際調査報告】
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