JP4430360B2 - 椎骨または椎間板のための空間保持器 - Google Patents

Description

この発明は、椎骨または椎間板のための、請求項１のプリアンブルに従った空間保持器に関する。

ＥＰ ０ ２６８ １１５ Ｂから、上記の種類の空間保持器は公知である。これは、特に、椎骨と置換えられる場合に役立つ。空間保持器の要素はシリンダのケーシングの形状であり、この要素の開放端は、それぞれ、隣接する椎骨に係合し、このため、２つの隣り合う椎骨と介在する空間保持器との間に癒着が生じる。

ＤＥ ４３ ２３ ０３４から、上記の種類の空間保持器は公知であり、この空間保持器は、取除かれた椎間板の代替として２つの隣接する椎骨の間に挿入される。ここでも、空間保持器の開放端が、隣接する椎骨の隣接する壁に係合し、２つの隣り合う椎骨と取除かれた椎間板に置換わる空間保持器との間に癒着が生じる。
ＥＰ ０ ２６８ １１５ Ｂ ＤＥ ４３ ２３ ０３４

この発明の目的は、椎骨および椎間板の両方のための空間保持器を作製することであり、この空間保持器は、公知なものとして上述された空間保持器の特性を有し、空間保持器と隣り合う椎体との間の可動接続が可能である。

この目的は請求項１において特徴付けられる空間保持器によって達成される。
この発明のさらなる展開例は従属請求項において特徴付けられる。

この発明のさらなる特徴および利点は、図面を用いる実施例の記載から明らかとなる。

図１には、管状部分１００がその直径に対して比較的短くなるように構成される実施例が示される。管状部分１００の一方端部の上に要素１０１を有し、上部プレート１０２を有するこの要素１０１は、管状部分に相対して可動するように構成される。上部プレートおよび管状部分は共に、開放端上に、隣接する椎体端部面に係合するよう備えられた歯１０３および１０４を有する。短い管状部分を備えるこの種類の要素は、特に、取除かれた椎間板と置換えられることを意図する。

図２では、管状部分１０１′は、より長く構成され、図１におけるように１つの端部だけでなく、対応する上部プレートを備える要素と反対側の端部でも接続される。２つの要素１０１および１０１′の構成は好ましくは同じである。管状要素１０１′の対応する長さに応じて、この実施例は、特に、１つまたは２つ以上の椎骨の代替として役に立つ。図１および図２に見られるように、管状部分１００および１００′は、骨材料の食い込みを平易にする窪み１０５を有する。特に好ましい実施例が図に示される。管状部分１００または１００′は、円筒形に構成されたケーシングの形状であり、長手方向の対角線がケーシングの軸と平行な状態で延在する菱形の窪み１０５を有する。これら菱形の隣接する列はそれぞれ、菱形の高さを半分ずつずらして、ケーシングの軸方向に配列される。このようにして、互いに鋭角で交差し、菱形の長手方向の対角線に対してそれぞれ等しい角度で
傾斜する平坦な細片１０６および１０７の網目が形成される。上部端縁１０８および下部端縁１０９は、それぞれ、縦軸２に対し垂直な面に延在する。

以下に、空間保持器を形成する、それぞれの管状部分を備えた要素のさまざまな実施例が、図３から図１１を用いて記載される。

これらの図からわかるように、要素の各実施例は、基部プレートおよびこの反対側に位置する上部プレートを有する。

図３に示される実施例では、基部プレート７１は、円筒要素として構成され、上部プレート７２に面する側に平坦な端縁を備えた面を有し、この面の直径は上部プレート７２の直径と同じである。上部プレートとは反対側の側面に円筒部分７３が隣接するが、その直径の方が僅かに小さいので、上方に位置し、直径がより大きい部分が止めを形成する。部分７３は管状部分１００を受けるのに役立つ。管状部分１００は、部分７３に滑り嵌めで配置され、隣接する椎体との係合をもたらし得る歯１０４を開放端上に有する。管状部分はさらに、食い込む能力を著しく向上させる上述の窪み１０５を有する。

基部プレート７１は、上部プレート７２に面する側に、好ましくは球形に構成される、中心に配置された凸状接触面７４を有する。この凹状接触面は平坦な端縁に囲まれる。上部プレート７２は外面７６を有し、この外面は、図示される実施例では平坦に構成され、その外側端縁上に、外面と垂直に、外方向に延在する歯１０３を有する。この歯は、椎体端部プレートの隣接する壁に係合するのに役立つ。上部プレートは、外面７６と反対側の内面に凹状の窪み７７を有し、この構造体は凸状接触面７４と適合するように構成される。凹状の窪み７７に隣接し、これを囲む端縁区域７８が、外面７６と平行に延在する。図３からさらにわかるように、この端縁区域７８は、基部プレートに面し凹状の窪み７７に隣接する下側に、環状の窪み７９を有する。図示される実施例では、これは、円弧状の断面を有する。反対側の平坦な端縁７５は、直径が同じである環状の窪みを有し、これもまた、円弧状をした断面を有する。このように形成された対の環状の窪みにリングが配置される。

図４に示されるさらなる実施例では、上部プレートの構成は上部プレート７２と完全に一致する。基部プレート７１′は、凸状接触面７４ではなく、球形の湾曲部において上部プレート７２の凹状接触面７７と一致する凹状接触面８１を備えるという点で、上述の基部プレート７１とは異なる。他のすべての特徴については、基部プレートおよび管状部分は上述の実施例と一致する。

基部プレート７１′と上部プレート７２との間にコア８３がある。このコア８３は、対称軸８と対称的に配置され、かつ両凸レンズの形状である中心部９を有し、その凸状の外面は、各々の場合、これと協働する基部プレートおよび上部プレートの接触面７４および７７と同じ湾曲部、特に球形の湾曲部を有する。

さらに図示されるように、コア９はまた端縁区域１０を有し、その外径は基部プレートおよび上部プレートの直径と同じである。端縁区域の構成は、好ましくは、基部プレートおよび上部プレートに面する２つの面を互いに平行に、かつコアの対称面と平行に構成される。端縁区域１０はまた、両側にそれぞれ環状の窪み１１および１１′を有する。これらは、基部プレートおよび上部プレートの管状の窪みと同じ、円弧状の断面を有する。基部プレートとコア９との間、およびコアと上部プレートとの間の両方で、リング８０および８０′がそれぞれ溝に配置される。

上述の実施例では、基部プレートおよび上部プレートは、各々の場合、生体適合性材料
、特に鋼またはチタンでできている。図４に示される実施例におけるコアは、生体適合性のある高分子ポリエチレン合成材料から形成される。２つのリング８０および８０′は生体適合性のある弾性合成材料、たとえば医用級のシリコンゴムから形成される。図５および図６に示される実施例では、弾性中間層２９またはリング４８もまた、生体適合性のある弾性合成材料、たとえば医用級のシリコンゴムでできている。管状部分１００は、好ましくは、チタンまたは他の何らかの生体適合性材料から形成される。

図５に示される第３の実施例は、また、基部プレート２１、上部プレート２２、およびこれらの間にコア２３を有する。

基部プレート２１は、コア２３に面し対称軸８と対称をなすその表面に、凹状の窪み８１に対応する凹状の窪み２６を有する。第１の端縁区域２７が備えられるが、これは、第２の実施例と対比してみると、平坦にではなく、基部プレートの外側に向かって先細の円錐台の形状に構成される。

基部プレート２１の、コア２３と反対側の側面、および管状部分１００とのその接続は、上述の実施例におけるのと全く同じように構成される。

上部プレート２２はまた、外方向に突き出た歯２５を有する。外面２４′は、図５から最もよくわかるように、球形の円弧状の凸面として構成され、この表面の湾曲部は、接触させるべき椎体端部プレート面の典型的な凹状の湾曲部に実質的に対応するように選択される。

コア２３に面する上部プレート２２側は、コアに面する基部プレート２１の側面と全く同じように構成される。

コア２３は３つの部分で構成され、平面が互いに向き合う２つの平凸レンズ形体２８および２８′を含み、その間に面平行プレート２９が配置される。レンズ形体２８および２８′ならびにプレート２９は実質的に同じ断面を有する。レンズ形体の凸面の湾曲部は、これと協働する凹状の窪み２６および２６′の湾曲部に対応する。

図５から最もよくわかるように、コア２３は、このコアの対称面と垂直に延在し、このコアの中心点を通るボア３０を有する。適切な位置では、基部プレートおよび上部プレートは、これらプレートの対称軸に沿って延在する連続する窪み３１および３１′を有する。外面２４および２４′に面するそれぞれの側面上のこれら窪みは、皿穴ボア３２および３２′の分だけ直径が拡張される。ボア３０には、好ましくは生体適合性のある合成材料または金属でできた接続スリーブ３３が備えられ、その直径はボア３０の直径より小さく、長さはボア３０より長いので、この接続スリーブは、隣接するプレートの窪みにおけるそれぞれの開放端と係合する。図５からわかるように、このスリーブは、各々の場合、その端部に向かって先細になるように構成される。それぞれ、両側から窪み３１を介して案内されるねじ３４および３４′が、接続スリーブ３３へ螺合されており、ねじの頭部は常に、皿穴ボアの中にある。皿穴ボアはそれぞれの頭部より僅かに大きい。これらのねじは、基部プレート、上部プレートおよびコアが互いに接続されて、隣接する面が遊びなしに保持されるが互いに対して可動するような程度に締められる。

図５からわかるように、皿穴ボア３２および３２′の深さは、ねじ３４および３４′の頭部の厚さより僅かに大きい。皿穴ボアの外側の端部は、各々の場合カバープレート３５により外側に向かって覆われる。皿穴ボア３２および３２′の深さとねじ３４および３４′の頭部の厚さとの差は、弾性により椎間板の補填材全体が押圧されるときに、頭部がカバープレート３５に完全に当たらない程度に持ち上がるように選択される。

図６に示される実施例は、コアの構成においてのみ、図５に示される実施例とは異なる。他のすべての部分は上述の実施例と一致する。

コア４３はまた、２つの外側の平凸レンズ形体４８および４８′を有し、これらの凸面でもって、上述されるのと同様に基部プレートおよび上部プレートと協働する。中心のボア、ならびに接続スリーブおよびねじによる締結はまた同様に一致する。先の実施例と対比してみると、面平行プレート２９ではなく、弾性リング４９を備える。リング４９を受取り案内するために、互いに面するレンズ形体４８および４８′の平面は、断面が円弧状の環状の窪み５０および５０′を有し、ここにリング４９が保持される。

図７に示されるさらなる実施例では、上部プレートは図５に記載される上部プレートと一致する。

基部プレート２１′は、上部プレート２２に面する表面５７が平坦に構成されるという点においてのみ、図５および図６に示される基部プレートとは異なる。他のすべての特徴については、基部プレート２１′、管状部分１００および上部プレート２２は、図５および図６を用いて記載される実施例と一致する。

基部プレート２１′と上部プレート２２との間に、また、コアを備える。このコアは、上部プレート２２に面する側面に、図５に従った実施例の対応する部分と一致する平凸レンズ形部分２８を有する。これと基部プレート２１′の平面５７との間に、面平行プレート２９を備える。基部プレート、上部プレートおよびレンズ形体２８の材料は上述の実施例と同じである。面平行プレート２９のための材料の選択については、図５の面平行プレート２９の材料と一致する。

基部プレート９１は、断面がボア３０を直接囲む円弧状である環状の窪みを有するという点で、図７に記載の基部プレート２１′とは異なる。上述の実施例のコアではなく、平凸レンズ形体４８′を備える。この平凸レンズ形体４８′は、その凸状球面でもって上部プレート２２の接触面と協働し、かつ、基部プレートに面するその平面に、窪み９２の寸法に対応する環状の窪み５０′を有する。これら２つの環状の窪みにおいて保持されるリング４９を備える。

基部プレート、上部プレート、およびコアのレンズ形体の材料は、上述の実施例の材料と一致する。リング４９の材料の選択については、上述の実施例の面平行プレート２９の材料と一致する。

図９には、図５〜図８に記載の実施例の、カバープレート３５′とねじ３４′の頭部とを省いた上部プレートの平面図が示される。

端部が各々の場合先細になるよう面取りされたそれぞれのスリーブ３３が、六角形に構成されるのが、図９からわかる。ここでは、６つの角の間にある面は、各々の場合チャネルの態様で構成される。この六角形の部分を受けるそれぞれの窪み３１′も同様に六角形に構成され、２つの向かい合う角同士のそれぞれの直径は、各々の場合、この時点では接続スリーブの対応する直径より、予め定められた測定値分だけ僅かに大きい。各々の場合における２つの角の間にある面は、窪みの中心に向かって膨らんで構成され、膨らんだ湾曲部の半径は、各々の場合、チャネルの半径より予め定められた測定値分だけ僅かに大きい。

図１０および図１１に図示のとおり、こうして、寸法の差により予め定められた測定値
分だけ、スリーブと上部プレートとの間またはスリーブと基部プレートとの間で回転が起こり得る。このようにして、予め定められた角度に回転を制限する。

図示されるすべての実施例において、基部の外面とカバー面とが、食い込みを改善するために粗面化されてもよい。

上述のすべての実施例において、互いに隣接し、互いに対して相対運動を行なう面を、滑り接合として適切な材料で覆うことができる。このためには、セラミック層またはポリエチレンコーティングまたは他の適切な合金が特に好適である。

上述の実施例では、各々の場合における、隣接しかつ協働する凹状および凸状の球面が記載される。コアはこの中で、各々の場合、凸面を有し、上部プレートおよび基部プレートは関連する凹状球面を有する。変形例に従って、面の形状は、各々の場合逆にすることができる。言い換えれば、コアを両凹のレンズ形体として、または平凹のレンズ形体として構成することができ、こうすると、基部プレートおよび上部プレートの関連する接触面が、凹状球面に対応する凸状の球面に構成される。

図３〜図８を用いて上述される実施例は、椎間板の代替として特に好適である。管状部分１００が格子状に構成されるので、執刀医は、所望の長さ、たとえば図１に示される比較的短めにこの管状部分を切断することができる。次いで、椎間板の補填材としてこのように構成された空間保持器が、２つの椎骨の間に挿入され、その歯でもって、隣接する椎体端部プレートに係合するので、プレート自体は回転に対して固定されるように保持される。弾性リングは、過度の傾斜に対する椎間板の補填材の緩衝作用をもたらし、同時に、中心軸８の周りで過度に捩れるのを抑制する。各々の場合における弾性プレートは、軸方向に衝撃吸収をもたらす。応用例においては、基部プレートおよび上部プレートの外径は、隣接する椎体端部プレート面の最小の直径より僅かに小さくなるように選択される。

空間保持器が１つまたは２つ以上の椎骨と置換えられることを意図する場合、図２に示されるように、上述の要素が、各々の場合、一方側からだけでなく他方側からも、好ましくは滑り嵌めで管状部分１００′に挿入され、このため、現在の２つの上部プレートは、各々の場合、管状部分の中心軸を中心として上述のように傾斜可能に構成される。

応用例では、破損した椎体および関連する椎間板を除去した後、このように構成された空間保持器が、残った２つの椎骨の間に挿入され、その歯でもって、隣接する椎体端部プレートに係合し、これにより、反対側の上部プレートが回転に対して固定されるように保持される。合成材料でできたリングおよび面平行プレート等の個々の要素の機能は、上述のとおり実行される。

上部プレートとコア、または基部プレートとコアとの間の接触面は、望ましくは、各々の場合、特に良好な滑り接合をもたらす材料で覆われ得る。

一方側上に可動要素を備えた空間保持器の斜視図である。 各端部上に可動要素を備えた空間保持器の斜視図である。 第１の実施例の断面図である。 第２の実施例の断面図である。 第３の実施例の断面図である。 第４の実施例の断面図である。 第５の実施例の断面図である。 第６の実施例の断面図である。 図５〜図８に従った一実施例のある部分を部分的に示す平面図である。 拡大された図９の、第１の位置にある詳細図である。 図１０に示された、第２の位置にある詳細図である。

符号の説明

２ 縦軸、８ 対称軸、９ コア、１０ 端縁区域、１１ 環状の窪み、１１′ 環状の窪み、２１ 基部プレート、２１′ 基部プレート、２２ 上部プレート、２３ コア、２４ 外面、２４′ 外面、２５ 歯、２６ 凹状の窪み、２６′ 凹状の窪み、２７ 第１の端縁区域、２８ 平凸レンズ形体、２８′ 平凸レンズ形体、２９ 面平行プレート、３０ ボア、３１ 窪み、３１′ 窪み、３２ 皿穴ボア、３２′ 皿穴ボア、３３
接続スリーブ、３４ ねじ、３４′ ねじ、３５ カバープレート、３５′ カバープレート、４３ コア、４８ リング、４８ 平凸レンズ形体、４８′ 平凸レンズ形体、４９ 弾性リング、５０ 環状の窪み、５０′ 環状の窪み、５７ 表面、７１ 基部プレート、７１′ 基部プレート、７２ 上部プレート、７３ 円筒部分、７４ 凸状接触面、７５ 平坦な端縁、７６ 外面、７７ 凹状の窪み、７８ 端縁区域、７９ 環状の窪み、８０ リング、８０′ リング、８１ 凹状接触面、８３ コア、９１ 基部プレート、９２ 窪み、１００ 管状部分、１００′ 管状部分、１０１ 要素、１０１′ 管状要素、１０２ 上部プレート、１０３ 歯、１０４ 歯、１０５ 菱形の窪み、１０６ 平坦な細片、１０７ 平坦な細片、１０８ 上部端縁、１０９ 下部端縁。

Claims (17)

1. 椎骨または椎間板のための空間保持器であって、前記空間保持器のそれぞれの端部上に管状部分（１００）と歯（１０３、１０４）とを備え、
   前記部分の１つの端部に要素（１０１）を備え、この要素（１０１）は、前記部分の縦軸に対してある角度に傾斜可能な上部プレート（１０２）を有することにより、前記空間保持器とそれに隣接する椎体との間に可動な接続を提供し、
   前記要素は、上部プレート（７２）に対向する基部プレート（７１）を有し、前記基部プレートは、前記管状部分に接続され、前記上部プレートは前記歯を有することを特徴とする、空間保持器。
2. 前記プレートのうち１つは、他のプレートに面する側に凹状接触面（７７）を有し、前記他のプレートは隣り合う凸状接触面（７４）を有することを特徴とする、請求項１に記載の空間保持器。
3. 前記接触面のうち１つを囲む溝を備え、ここに、反対側の接触面と接触する弾性リングが埋込まれることを特徴とする、請求項２に記載の空間保持器。
4. 反対側の接触面をも囲む溝を備え、ここに前記リングが係合することを特徴とする、請求項３に記載の空間保持器。
5. 要素（１０１′）は、介在するコア（８３）を有し、前記プレートのうち少なくとも１つは、前記コアに面する側に第１の凹状接触面（７７、８１）を有し、前記コアは少なくとも１つの隣り合う第１の凸状接触面を有することを特徴とする、請求項１に記載の空間保持器。
6. 前記接触面のうち１つを囲む溝を備え、ここに、反対側の接触面と接触する弾性のある第１のリングが埋込まれることを特徴とする、請求項５に記載の空間保持器。
7. 反対側の接触面を同様に囲む溝を備え、ここに前記第１のリングが係合することを特徴
   とする、請求項６に記載の空間保持器。
8. 第２の接触面のうち１つを同様に囲む溝を備え、ここに、反対側の接触面と接触する弾性のある第２のリングが埋込まれることを特徴とする、請求項６または７に記載の空間保持器。
9. 前記第２のリングと接触する反対側の接触面をも囲む、対応する溝を備えることを特徴とする、請求項８に記載の空間保持器。
10. 前記要素は、接触するコア（２３）を有し、前記基部プレートと反対側に凸面を有し、前記上部プレートは、前記コアに面する側面に、凹状に構成される部分（２６）を有し、前記コアは、前記基部プレートに面する弾性層（２９）と、凸状部分を含む滑り面とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の空間保持器。
11. 前記基部プレートはまた凹状部分を有し、前記弾性層と隣り合う前記コアは、前記凹状部分と係合している凸状の滑り面を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の空間保持器。
12. 前記コアは両凸状に構成され、その中心部に弾性中間層を有することを特徴とする、請求項１１に記載の空間保持器。
13. 前記基部プレートから前記上部プレートに延在する中心軸に沿った心棒が、前記中心軸を中心とした、前記基部プレートと前記上部プレートとの間の相対運動を制限するよう備えられることを特徴とする、請求項１０から１２のいずれかに記載の空間保持器。
14. 各々の場合、前記基部プレートまたは前記上部プレートの接触面が凸状に構成され、前記コアの接触面が凹状に構成されることを特徴とする、請求項１から１３のいずれかに記載の空間保持器。
15. 請求項２から１４のいずれかに従った要素（１０１′）を、また、管状部分（１００′）の他方端部にも備えることを特徴とする、請求項１から１４のいずれかに記載の空間保持器。
16. 前記管状部分は、その表面にわたって分散して配置された複数の開口部または窪みを有することを特徴とする、請求項１から１５のいずれかに記載の空間保持器。
17. 前記窪みは、円周方向に互いに隣接する複数の菱形の窪みを含むことを特徴とする、請求項１６に記載の空間保持器。

Images