JP2008516647A - 生理学的運動が可能な腰椎および頸椎用椎間板プロテーゼ - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
a) 第1摺動パートナーが、椎体に取り付けるための面と反対側の面が凸状表面領域(凸部)を有するように構成されており、
a. この凸部の曲率半径は、
i. 左右垂直横断面図において同一であり、割線と円周の交点間に位置する、より小さい方の部分の回転から得られるものであるが、この割線は円の中心を通らず、この回転は円周内部の割線部分を中心として行われるものであり、
ii. a)a.i.の要件により、前後垂直断面図において割線と円周の間の距離を半径とする円弧に相当し、
b. 凸部が縁部によって囲まれるものであり、
b) 第2摺動パートナーが、内側に凹状の関節領域(凹部)を有するように構成され、この凹部の幾何学構造が、
a. 第1摺動パートナーの凸部に対応する窪みを有することによって画定されるものであり、
b. この窪みが縁部によって囲まれ、
c) 両方の摺動パートナーの縁部は、
a. これらの縁部が、互いに対して外側に開いた角度(開口角)を有しており、
b. 摺動パートナーの最終傾斜時に縁部の最大限可能な接触域が確保されるように、これらの開口角が、中央前後垂直断面に比べ、少なくとも中央左右垂直断面において縁部の様々な傾斜によって異なっており、
c. 縁部の様々な傾斜が滑らかに相互に遷移し合い、これに対して、
d. 垂直断面における等しい開口角において、関節領域の両側で、縁部の傾斜が等しいまたは異なっており、
d) 前後垂直断面と左右垂直断面で曲率半径が異なるため、運動角度が、横から横への方向においてよりも背側から腹側への方向において大であり、
e) 摺動パートナー同士の互いに対する最大限可能な動きは、
a. 凸部の曲率半径と、各縁部に対する凸部の高さと、
b. 凸部に対応する各凹部の設計、特に対応する縁部に対する高さと、対応する凸部に対する形状と、
c. 凸部および凹部の傾斜したまたは水平の周囲縁部によって決まることである。
a) 中央の摺動パートナーが上面および下面に凸状湾曲と(凸部)を有しており、上面および下面の凸部の曲率半径は、
a. 左右垂直横断面図において同一であり、割線と円周の交点間に位置する円弧の、より小さい方の部分の回転から得られるが、この割線は円の中心を通らず、この回転は円周内部の割線部分を中心として行われるものであり、
b. a)a.の要件により、前後垂直断面図において割線と円周の間の距離を半径とする円弧に相当し、
b) 上方および下方の摺動パートナーが、内側に凹状の関節領域(凹部)を有するように構成され、上方および下方の摺動パートナーの凹部の幾何学構造がそれぞれ、縁部によって囲まれる中央の摺動パートナーの上面および下面の凸部に対応する窪みによって画定されるものであり、
c) 摺動パートナーの縁部が、互いに対して外側に開いた角度(開口角)を有しており、
a. 摺動パートナーの最終傾斜時に縁部の最大限可能な接触域が確保されるように、これらの開口角が、中央前後垂直断面に比べ、少なくとも中央左右垂直断面において縁部の様々な傾斜によって異なっており、
b. 縁部の様々な傾斜が滑らかに相互に遷移し合い、
c. 垂直断面における等しい開口角において、関節領域の両側で、縁部の傾斜が等しいまたは異なっており、
d) 前後垂直断面と左右垂直断面で曲率半径が異なるため、運動角度が、横から横への方向においてよりも背側から腹側への方向において大であり、
e) 摺動パートナー同士の互いに対する最大限可能な動きが、
a. 凸部の曲率半径および高さ、凸部に対応する各凹部の設計、特に対応する縁部に対する高さと、対応する凸部に対する形状と、
b. 凸部および凹部の傾斜したまたは水平の周囲縁部によって決まることとである。
図1a 円周および回転軸としての割線から得られる、同じように湾曲した上面および下面を有する中央の摺動パートナーの概略図である。
A:中央の摺動パートナーの中央左右垂直断面および中央横断面における凸部の最大高さと、中央前後垂直断面における直径の間の相関関係を示している。
B:中央左右垂直断面および中央横断面における、縁部を有していない中央の摺動パートナーの凸部を示している。Cは、中央断面における中央の摺動パートナーの凸部を示している。
図1b 左右垂直断面(左)および前後垂直断面(右)の概略図である。
図2 同一の回旋から得られる中央の摺動パートナーの縁部を有する本発明による3部式椎間板プロテーゼの左右垂直断面の概略図である。
a:摺動パートナーが傾斜していない状態を示している。
b:左側への摺動パートナーが最終傾斜している状態を示している。
図3a〜図3c 中央の摺動パートナーの縁部を有する本発明による3部式椎間板プロテーゼの前後垂直断面の概略図である。
a:摺動パートナーが傾斜していない状態を示している。
b:左側への摺動パートナーの最終傾斜している状態を示している。
c:扁平になった中央の摺動パートナーを示している。
図4a〜図4d 本発明による2部式椎間板プロテーゼの概略図である。左側に示した各プロテーゼでは傾斜がなく、右側に示した各プロテーゼでは摺動パートナーが最終傾斜し隙間が塞がれている。
a:左右垂直断面図を示している。
b:前後垂直断面図を示している。
c:凹部がある横断面図を示している。
d:横方向に広くなった凹部と凸部がある横断面図(左側は回転なし、右側は回転あり)を示している。
図5a〜図5g 中央の摺動パートナーの縁部を有する本発明による3部式椎間板プロテーゼの概略図である。左右垂直断面図および前後垂直断面図において、左側に示した各プロテーゼでは傾斜がなく、右側に示した各プロテーゼでは最終傾斜し隙間が塞がれている。
a:左右垂直断面図を示している。
b:前後垂直断面図を示している。
c:凹部のある横断面図を示している。
d:横方向に広くなった凹部と凸部がある横断面図(左側は回転なし、右側は回転あり)を示している。
e:凹部の回転中心が背側に移動した(腰椎用)横断面図を示している。
f:回転中心が背側に移動した(腰椎用)前後垂直断面図を示している。
g:横方向に広くなった凹部と凸部があり、回転中心が背側に移動しており(腰椎用)、凹部内の凸部の回転がない場合(左側)と回転がある場合(右側)の横断面図を示している。
図6a〜図6c 腰椎用の上方および下方の摺動パートナーの様々な形状の概略図である。
図7a,7b 腰椎用の上方および下方の摺動パートナーの外側における歯の配置を示す概略図である。
図8 本発明による椎間板プロテーゼの中央の摺動パートナーの概略図である(上記の図1aのように、下側の図の中央の摺動パートナーは左右垂直断面と前後垂直断面において同じ高さを有しているが、当初は大きかった摺動パートナーの対称部分が水平方向で減ったため、前後垂直断面においては関節領域が広くなっている)。
図9a〜図9c 上方および下方の摺動パートナーの縁部の設計を利用した中央の摺動パートナーの安全装置としての縁部を有する本発明による椎間板プロテーゼの変形形態の概略図である。右側と左側の図では、プロテーゼが傾斜しており、摺動パートナーの末端の隙間が塞がれている。
a:左右垂直断面図を示している。
b〜c:前後垂直断面図を示している。
12 下方の摺動パートナー
13 中央の摺動パートナー
14 縁部
16 凸部
17 凹部
18 割線
19 円周
20 繋留用歯
21 開口角
22 上方の関節領域
23 下方の関節領域
Claims (31)
- 腰椎および頸椎内の椎間板の全置換のための椎間板プロテーゼであって、該椎間板プロテーゼは、連節摺動パートナーを備え、前記摺動パートナーのうちの上方の摺動パートナーが上方の椎体にしっかりと取り付けられるための手段を有しており、下方の摺動パートナーが下方の椎体にしっかりと取り付けられるための手段を有しており、前記摺動パートナー間に摺動領域が配置されている椎間板プロテーゼにおいて、
a) 第1摺動パートナー(11、12)が椎体に取り付けられるための面と反対側の面が凸状湾曲(凸部、16)を有するように構成されており、
a. 前記凸部(16)の曲率半径は、
i. 左右垂直横断面において同一であり、割線(18)と円周(19)との交点間に位置する円弧の小さい部分の回転から得られるものであるが、前記割線(18)は円の中心を通らず、前記回転は前記円周(19)内部の前記割線(18)部分を中心として行われるものであり、
ii. a)a.i.の要件により、前後垂直断面図において前記割線(18)と前記円周(19)の間の距離を半径とする円弧に相当し、
b. 前記凸部(16)が縁部(14)によって囲まれるものであり、
b) 第2摺動パートナー(11、12)が、内側に凹状の連節領域(凹部17)を有するように構成され、前記凹部(17)の幾何学構造が、
a. 前記第1摺動パートナー(11、12)の前記凸部(16)に対応する窪みを有することによって画定されるものであり、
b. 前記窪みが縁部(14)によって囲まれ、
c) 両方の前記摺動パートナー(11、12)の前記縁部(14)は、
a. 互いに対して外側に開いた角度(開口角、21)を有しており、
b. 前記摺動パートナー(11、12)の最終動作時に前記縁部(14)の最大限可能な接触域が確保されるように、前記開口角(21)が、中央前後垂直断面に比べ、少なくとも中央左右垂直断面において前記縁部(14)の様々な傾斜によって異なっており、
c. 前記縁部(14)の前記様々な傾斜が滑らかに相互に遷移し合い、
d. 垂直断面における等しい前記開口角(21)において、前記連節領域の両側で、前記縁部(14)の前記傾斜が等しいまたは異なっており、
d) 前後垂直面と左右垂直面で曲率半径が異なるため、運動角度が、横から横への方向においてよりも背側から腹側への方向において大であり、
e) 前記摺動パートナー(11、12)同士の互いに対する最大限可能な動きは、
a. 前記凸部(16)の曲率半径と、前記各縁部(14)に対する前記凸部(16)の高さと、
b. 前記凸部に対応する前記各凹部(17)の設計、特に対応する前記縁部(14)に対する高さと、対応する前記凸部(16)に対する形状と、
c. 前記凸部(16)および前記凹部(17)の傾斜したまたは水平の前記周囲縁部(14)によって決まることを特徴とする椎間板プロテーゼ。 - 腰椎および頸椎の椎間板の全置換のための椎間板プロテーゼであって、該椎間板プロテーゼは、連節摺動パートナーを備え、前記摺動パートナーのうちの上方の摺動パートナーは上方の椎体にしっかりと取り付けられるための手段を有しており、下方の前記摺動パートナーは下方の椎体にしっかりと取り付けられるための手段を有しており、前記上方の摺動パートナーと前記下方の摺動パートナーの内側に対応する中央の摺動パートナーがさらに、前記上方の摺動パートナーと前記下方の摺動パートナーの間に配置されていることにより、上方および下方の摺動領域が形成されるものである椎間板プロテーゼにおいて、
a) 前記中央の摺動パートナー(13)が上面および下面に凸状湾曲(凸部、16)を有しており、前記上面および前記下面における前記凸部(16)の曲率半径は、
a. 左右垂直横断面において同一であり、割線(18)と円周(19)の交点間に位置する円弧の小さい部分の回転から得られるが、前記割線(18)は円の中心を通らず、前記回転は前記円周(19)内部の前記割線(18)部分を中心として行われるものであり、
b. a)a.の要件により、前後垂直断面において前記割線(18)と前記円周(19)の間の距離を半径とする円弧に相当し、
b) 前記上方および下方の摺動パートナー(11、12)が、内側に凹状の連節領域(凹部、17)を有するように構成され、前記上方および下方の摺動パートナー(11、12)の前記凹部(17)の幾何学構造がそれぞれ、縁部(14)によって囲まれる前記中央の摺動パートナー(13)の上面および下面の前記凸部(16)に対応する窪みによって画定されるものであり、
c) 前記摺動パートナー(11、12)の前記縁部(14)が、互いに対して外側に開いた角度(開口角、21)を有しており、
a. 前記摺動パートナー(11、12、13)の最終動作時に前記縁部(14)の最大限可能な接触域が確保されるように、前記開口角(21)が、中央前後垂直断面に比べ、少なくとも中央左右垂直断面において前記縁部(14)の様々な傾斜によって異なっており、
b. 前記縁部(14)の前記様々な傾斜が滑らかに相互に遷移し合い、
c. 垂直断面における等しい前記開口角(21)において、関節領域の両側で、前記縁部(14)の前記傾斜が等しいまたは異なっており、
d) 前後垂直断面と左右垂直断面で曲率半径が異なるため、運動角度が、横から横への方向においてよりも背側から腹側への方向において大であり、
e) 前記摺動パートナー(11、12、13)同士の互いに対する最大限可能な動きは、
a. 前記凸部(16)の曲率半径および高さ、前記凸部(16)に対応する前記各凹部(17)の設計、特に対応する前記各縁部(14)に対する高さと、対応する前記凸部(16)に対する形状と、
b. 前記凹部の傾斜したまたは水平の前記周囲縁部(14)によって決まることを特徴とする椎間板プロテーゼ。 - 前記中央の摺動パートナー(13)の前記凸部(16)がそれぞれ、上面および下面の全体に広がっているか、あるいは前記凸部が、等しいまたは異なる幅を有する前記縁部(14)によって囲まれている、請求項2に記載の椎間板プロテーゼ。
- 前記摺動パートナー(11、12、および13)が一体として構成されている、請求項1〜3の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 少なくとも1つの前記摺動パートナー(11、12、および13)が、少なくとも2つの永久的にまたは永久的でありながら可逆的に取り付けされる部分から成り、1つ以上の前記凸部(16)および/または1つ以上の前記凹部(17)が、対応する前記摺動パートナー(11、12、および13)に永久的にまたは永久的でありながら可逆的に取り付けされる部分であるか、あるいは1つ以上の前記凸部(16)および/または1つ以上の前記凹部(17)が、永久的なまたは永久的でありながら可逆的な取り付けのための適切な手段をその基部に有している、請求項1〜3の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 前記摺動パートナー(11、12、および13)および/またはその他の連結される各部分が同じまたは異なる材料から成っている、請求項1〜5の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 前記摺動パートナー(11、12、および13)および/またはその他の連結される各部分が同じまたは異なって被覆されている、請求項1〜6の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 前記永久的なまたは永久的でありながら可逆的な取り付けが、溝/ばね結合体、案内尾部およびこれに対応する窪み、スナップ機構、接着、またはねじ止めによって達成される、請求項5〜7のいずれか一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 前記上方および下方の摺動パートナー(11、12)が同じ材料から成っているか、あるいは同じに被覆されており、前記中央の摺動パートナー(13)が異なる材料から成っているか、あるいは異なって被覆されている、請求項2〜8のいずれか一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 前記中央の摺動パートナー(13)の上面および下面の前記凸部(16)の曲率半径が同じまたは異なっており、前記凸部(16)に対応する前記上方および下方の摺動パートナー(11、12)の前記凹部(17)の曲率半径が同じまたは異なっている、請求項2〜9のいずれか一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 前記中央の摺動パートナー(13)の前記凸部(16)の最大高さが、請求項2のa)a.の要件による円弧の共通回転軸の場合に比べ、上面および下面で同じ程度または異なる程度低くなり、および/または前記縁部(14)が存在する場合、その高さに変化がないか、その高さが同じ程度低くなるか、あるいはその高さが異なる程度低くなり、その結果、前記中央の摺動パートナー(13)の上面および下面の前記凸部(16)の最大高さが同じになるか異なるようになる、請求項2〜10のいずれか一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 伸展または屈曲の際に片側で前記摺動パートナー(11、12、および13)のギャップの閉鎖時の最大の前記開口角(21)が6〜10度であり、隙間が横側で塞がれたときの最大の前記開口角が3〜6度であり、あらゆる方向で3度の更なる許容差がある、請求項1〜11の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 仮想の中心垂直軸線の周りの前記連節摺動パートナー(11、12、および13)間の回転が、前記連節摺動パートナー(11、12、および13)間の1つ以上の前記凸部(16)および1つ以上の前記凹部(17)の一致時に抑制される、請求項1〜12の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 少なくとも1つの前記凹部(17)が、これに対応する前記凸部(16)よりも横方向に広くなった形状を有しているため、仮想の中心垂直軸線に対する前記摺動パートナー(11、12、および13)の制限された回転運動が可能であり、前記運動は腰椎部では最大3度、頸椎部では両側で最大6度であり、許容差が両側で2度である、請求項1〜13の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 前記凸部(16)に対応する前記凹部(17)が、中空のボール状の窪みとして構成され、前記凹部(17)の曲率半径が、これに対応する凸部(16)の最大曲率半径に相応するものである、請求項1〜14の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 1つ以上の前記凸部(16)およびこれに対応する1つ以上の前記凹部(17)が中央前後垂直断面から最大4mm背側に移動する、請求項1〜15の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 前記摺動パートナー(11、12、および13)の前記縁部(14)の外側末端が垂直であるか、あるいは角度があるか、湾曲しているか、または直線、曲線、および/または角度の組み合わせである、請求項1〜16の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 3つすべての前記摺動パートナー(11、12、13)のギャップの閉鎖時に前記プロテーゼから前記縁部(14)を有する前記中央の摺動パートナー(13)の滑落を防止する追加の安全装置として、前記上方および/または下方の摺動パートナー(11、12)の外側に配置された停止部が、前記中央の摺動パートナー(13)の前記縁部(14)の外側の一部であり、前記停止部が少なくとも上面および下面において、前記中央の摺動パートナー(13)の前記縁部(14)よりも高い、請求項2、または請求項2を参照する請求項の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 3つすべての前記摺動パートナー(11、12、13)のギャップの閉鎖時に前記プロテーゼから前記縁部(14)を有する前記中央の摺動パートナー(13)の滑落を防止す追加の安全装置として、停止部が前記中央の摺動パートナー(13)の縁部の一部であり、前記停止部が上側および/または下側において前記中央の摺動パートナー(13)の前記縁部(14)よりも高く、前記停止部が、前記摺動パートナー(11、12、13)の最大限の摺動運動に必要な遊びをもって、前記上方および/または下方の摺動パートナー(11、12)の縁部領域の溝内を案内されるものである、請求項2、または請求項2を参照する請求項の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 3つすべての前記摺動パートナー(11、12、13)のギャップの閉鎖時に前記プロテーゼから前記縁部(14)を有する前記中央の摺動パートナー(13)の滑落を防止する追加の安全装置として、前記中央の摺動パートナー(13)の前記縁部(14)の高さが、前記凸部(16)の遷移領域から周辺部にかけて部分的または全体的に連続して増し、前記上方および/または下方の摺動パートナー(11、12)の前記縁部が同じ程度平らになる、請求項2、または請求項2を引用する請求項3〜19のうち少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 3つすべての前記摺動パートナー(11、12、13)のギャップの閉鎖時に前記プロテーゼから前記縁部(14)を有する前記中央の摺動パートナー(13)の滑落を防止する追加の安全装置として、前記上方および/または下方の摺動パートナー(11、12)の外縁部が、前記外側摺動パートナーの方向において、完全なフック状であるか、垂直であるか、あるいは角度付き、湾曲状、またはこれらの組み合わせである、請求項2、または請求項2を参照する請求項の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 前記上方および下方の摺動パートナー(11、12)の外周の表面および形状が同等または同等でなく、そのため、前記摺動パートナーを取り付ける椎体の対応する大きさに適合させることができる、請求項1〜21の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 左右垂直断面図および/または前後垂直断面において、前記上方および/または下方の摺動パートナー(11、12)の外側および内側が平行または非平行であるように、前記上方および/または下方の摺動パートナー(11、12)が構成されている、請求項1〜22の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 2部式プロテーゼ(11、12)の前記凸部(16)および3部式プロテーゼの前記中央の摺動パートナー(13)の上面および下面が、水平線に対して平行または非平行であり、互いに所定の角度を成しており、1つ以上の前記凸部が対称または非対称である、請求項1〜23の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 前記上方および下方の摺動パートナー(11、12)が外面において平面状または凸状であり、生体活性的または生体不活性的に被覆されており、椎体への初期繋留のために、繋留用歯(20)の列を有しており、前記繋留用歯は、背側から腹側に側面に沿って直線的に配置されるか、もしくは傾斜して配置されるか、または背側および腹側に側面に沿って配置され、背側の列が、側面に沿って配置された繋留用歯(20)のみ有している、請求項1〜24の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 前記上方および/または下方の摺動パートナー(11、12)が、移植または外移植のための把手器具用の手段を有している、請求項1〜25の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 14〜48mmの最大幅(左右垂直断面図)、11〜35mmの最大奥行き(前後垂直断面図)、および4〜18mmの最大高さを有する、請求項1〜26の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 腰椎への移植に適しており、前記上方および下方の摺動パートナー(11、12)の外周が横断面において腹側にテーパーが付く、請求項1〜27の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 頸椎への移植に適しており、前記上方および下方の摺動パートナー(11、12)の外周が横断面において背側にテーパーが付く、請求項1〜27の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
- 前記上方および下方の摺動パートナー(11、12)の前記外周の前記テーパーが、いずれの場合にも両側面で常に同一の曲率を示すか、または非対称的である、請求項28または29に記載の椎間板プロテーゼ。
- 前記プロテーゼの非X線造影付与部分(11、12、および13)が、これらの部分の表面の下に1つ以上の放射線透過性タグをそれぞれ付けられている、請求項1〜30の少なくとも一項に記載の椎間板プロテーゼ。
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