低侵襲性脊柱椎間板安定器および挿入ツール
本発明は、隣接する脊椎骨を安定化して生理学的運動を可能にするために２個の脊椎骨間に挿入されるための脊柱用インプラントに関する。本発明は、脊椎骨を支持する移植可能装置（２００）と、椎間腔内に装置を挿入して展開するための低侵襲的な方法を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大別して、脊柱用インプラントの分野に関し、より詳細には、隣接する脊椎骨を支持かつ安定化すると共に生理学的運動を許容するために椎間腔内に配置されるように構成されたインプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
脊椎動物の脊柱は骨格の軸心であり、該軸心上には身体の重量の相当部分が支持される。人間の場合、正常な脊柱は７個の頸椎、１２個の胸椎、および、５個の腰椎の各セグメントを有する。腰椎は仙骨上に着座し、仙骨は次に骨盤に結合し股関節および下肢骨により支持されている。脊柱の骨太の椎体は椎間板により分離され、該椎間板は関節として機能し、既知の度合いの屈曲、伸展、横曲げおよび軸回転を許容する。
【０００３】
典型的な脊椎骨は、椎体と呼称される厚い前部骨組織塊状体を有し、椎体の後部表面から立ち上がる神経(椎)弓を備えている。隣接する脊椎骨間の空間は、椎間板により支持される。各神経弓は椎体の後部表面と結合し、椎孔を囲繞している。隣接する脊椎骨の脊椎形態は脊椎管を形成するように整列され、脊椎管の中を脊柱嚢、脊髄および神経根糸が通っている。後方側に延び脊髄の後部側を保護するように機能する神経弓の部分は、薄膜として知られている。神経弓の後部領域からは、棘状突起が突出している。
【０００４】
椎間板は、主として、軸心方向骨格の脊椎骨セグメント間の運動を制御することを可能とさせる機械的緩衝体の役割を果たす。通常の椎間板は独特な混合構造であり、髄核(“核”)、線維輪(“環”)、および、２個の脊椎端板の３種の構成組織から成る。上記の２個の脊椎端板は、硬質で皮質性の薄層に重なる薄い軟骨から構成されており、これが椎体のスポンジ状の血管豊富な海綿骨に結合している。すなわち、端板は、隣接する脊椎骨を椎間板に対して結合するように機能する。換言すると、骨太の脊椎骨と展性を有した椎間板との間の遷移区域は、端板によって形成されている。
【０００５】
椎間板の環は、隣接する脊椎骨同士を相互に結合する強靱で線維性の外側リングである。上記線維性部分は、層状の自動車用タイヤと酷似しており、高さが約１０〜１５ミリメートルであり且つ厚みが約１５〜２０ミリメートルである。上記環の線維は重なり合う１５〜２０の層から成り、両方向において上側および下側の椎体内へと約４０°の角度で挿入される。角度付けされた線維の約半分は、脊椎骨がいずれかの方向に回転するときに、互いに対して締め付けられるため、この形態は捩れに対して特に耐性を有する。積み重ねられた各層は、互いに対してそれほど堅固には結合されていない。
【０００６】
環内には、核が位置している。健全な核は、高い含水量を有する殆どゲル状の物質であり、タイヤ内の空気のように、環を緊密でありながらも撓曲可能に維持する役割を果たす。核のゲルは、曲げ、揚動および他の動作の間において隣接する脊椎骨に対して力が及ぼされたときに、環内で僅かに移動する。
【０００７】
脊柱椎間板は、長期にわたる外傷、疾患、退行変性欠陥または摩耗に起因して偏移したり損傷したりすることがある。線維輪が脆弱化しまたは裂断されると共に核の内側組織が永続的に、その正常時の内部環の範囲から膨出、拡延または押出されると、椎間板ヘルニアが生ずる。ヘルニアとされ又は“滑動”した核組織の塊は、脊髄神経を圧迫し、脚部の痛覚、筋肉制御の喪失、又は、麻痺にさえ帰着し得る。あるいはまた、椎間板の退行変性では、核はその水締め能力を喪失し、タイヤの空気が抜けたように収縮する。これに続いて、核の高さが減少し、環は、積重なり層が無拘束的に結合される領域にて座屈する。環の重なり合うこれらの積重なり層が座屈および分離を開始するにつれ、周方向または径方向の環の裂断が生じ、持続的な又は身体に障害を引き起こす背痛を助長し得る。隣接する付随的な脊柱の柱面関節もまた乗り上げ位置へと押しやられ、付加的な背痛を生じさせ得る。
【０００８】
上述の損傷を受けた又は偏移した椎間板に関連する背痛は非常に一般的な健康問題であり、人生のある時点において多くの人々に影響を与える。座骨神経痛の無い背痛に対する現在の処置は、保存的な治療である。しかし、これが不首尾の場合には、脊柱セグメントの融合が最も一般的な実用的手法である。椎間板が除去され、各脊椎骨が、隣接する脊椎骨の融合を促進する種々のインプラントの設置により支持される。この処理によれば痛覚は軽減されるが、融合されたセグメントにおいては全ての椎間板運動が失われる。各椎間板は動作の欠如を補償するので、最終的に、この処置は融合したセグメントに隣接する椎間板に対して大きな応力を課し、おそらくは、これら隣接する椎間板の尚早な退行変性に繋がるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
脊柱セグメントの生理学的運動を維持することが好ましいであろうことが、脊柱外科医によって認識されている。したがって、脊椎骨融合に対する代替策として、運動を維持する人工椎間板として機能するように設計された多数のインプラントがある。初期のインプラントもしくは人工椎間板は、ボール・ベアリング、ばね、金属スパイクおよび他の着想の補助器具の如き多様な着想を具現するものである。これらの人工器具は全て、椎間板空間全体を置換するように作成されており、大寸で堅固である。移植の際には、装置の疑わしい適用可能性を超えて、本来的な困難性に直面する。これらの装置のサイズおよび非柔軟性のため、後方または後部側方からの移植の際に薄膜により呈される障壁、更に重要な点としては、脊髄および神経根糸により呈される障壁は回避することが困難であるので、これら装置は前方移植アプローチを必要とする。
【００１０】
しかしながら、前方移植は、手術の際に多数のリスクを伴い得る。損傷した椎間板領域に対して患者の前方から医師がアクセスをしようとするときに、種々の器官が物理的な障害を呈する。患者の腹部内への切開の後で医師は、干渉し合う器官の回りで索行を行うと共に、脊柱へのアクセス路を得るために、それらの器官を慎重に側方移動させることを強いられる。前方アプローチに起因する患者のリスクの一つは、処置の間にこれらの器官が偶発的に損傷され得ることである。現時点では、利用可能なインプラントの制限並びに現在の装置の外科的な移植に関する困難性および複雑さの結果として、前方アプローチの使用は限られている。
【００１１】
対照的に、椎間板の移植に対する後方アプローチによれば、身体器官を損傷するリスクは回避される。この利点にかかわらず、後方アプローチもまた、その使用を妨げる他の困難性を引き起こす。たとえば、後方アプローチは、脊髄を損傷するリスクを引き起こし得る。さらに、椎体の幾何学形状は、椎間板に対して限られたアクセスのみを許容する。よって、好首尾な後方または後部側方からの移植に対する重要事項は、脊髄および神経に対する接触を回避すること、ならびに、脊椎骨の骨組織の形状に起因して制限を受ける領域を通してインプラントを設置し得ることである。前方アプローチは後方アプローチの場合に生じる空間の制限を呈さないので、現在の人工椎間板の設計は後方アプローチで安全に使用するには嵩高すぎる。したがって、椎間腔内へ移植され得る低い断面輪郭（プロファイル）の人工脊柱椎間板、および、脊髄および神経に対して最小限の接触で且つ周囲の柔軟組織に対して最小限の損傷しか与えずに後方アプローチにより上記低い断面輪郭の人工脊柱椎間板を椎間腔内に外科的に移植する方法に対しては、相当な要望がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
人工椎間板に対しては２つの一般的なアプローチがあり、一方は関節全体の完全な置換であり、この場合、関節結合された補綴装置が隣接する各脊椎骨に堅固に取り付けられる。第２のアプローチは、椎間板の中央の“核”のみを、椎間板空間の中央において弾性的支持を提供するが線維輪及び支持靱帯の生来の支持を保持するインプラントで置換することである。本発明は両方の方策の利点を採用し、椎間板の中央には低侵襲性の支持装置を設ける一方、軸方向負荷は脊椎骨の周縁の堅牢な皮質骨に分散する。また、挿入には小さい入口しか必要としないので、該装置は環の大部分を維持する。該装置は、さらに、各椎体間における生理学的運動を可能にさせる。
【００１３】
一つの態様において、本発明は、少なくとも２個の細長要素を有する上側組立体と、少なくとも２個の細長要素を有する下側組立体とを備える椎間インプラントに関する。あるいはまた、上側組立体又は上記下側組立体のいずれかが、単一の細長要素又はプレートを有してもよい。上側組立体は、下側組立体に対して関節運動するように構成される。
【００１４】
他の態様において、本発明は、少なくとも一つの細長要素を有する上側組立体と、上側組立体と互いに係合する少なくとも一つの細長要素を有する下側組立体とを含む椎間インプラントに関する。上側組立体は、互いに係合された細長要素同士の間において例えば回転動作などの限定された範囲の運動を可能にするように構成され得る。
【００１５】
上述の態様の種々の実施形態において、上側組立体及び下側組立体の少なくとも一方の少なくとも２個の細長要素は互いと係合して、例えばＡ、Ｈ、Ｉ、Ｋ、Ｍ、Ｎ、Ｔ、Ｖ、Ｗ、ＹおよびＺのような種々の形状を形成する。細長要素のうちの少なくとも一個の細長要素は屈曲部を含み得る。一実施形態において、互いに係合された細長要素は、互いに係合した配置において、該細長要素間において制限された範囲の運動を可能にするために、間隙を該細長要素間に規定し得る。上側組立体及び下側組立体の少なくとも一方の少なくとも２個の細長要素は、閉じた位置と開いた位置との間で展開され得る。展開は、手動により、または、例えば形状記憶材料、ばね及び／又は他の機械的手段により自動的に、行われ得る。一実施形態において、少なくとも２個の細長要素は、閉じた位置において、Ｉ字形状、または、他の低いプロファイルの形状を形成する。幾つかの実施形態において、少なくとも２個の細長要素は、開いた位置において、上述の形状のうちの任意の形状を形成する。
【００１６】
さらに、少なくとも２個の細長要素は、閉じた位置と開いた位置との間において予め定められた角度範囲にわたり位置決めされ得る。種々の実施形態において、予め定められた角度範囲は、約０°より大きく且つ約１８０°より小さい値から成る。少なくとも２個の細長要素は、例えば旋回部又は同様の継手（ジョイント）により接続又は固着され得る。種々の実施形態において、椎間インプラントは、細長要素間の相対運動を防止するためのロック機構をさらに含む。ロック機構は、手動により、または、例えば形状記憶材料、ばね、ネジ、ピン、リンク機構、及び／又は、他の機械的手段により自動的に、作動され得る。
【００１７】
種々の実施形態において、椎間インプラント又はその構成要素は、例えばステンレス鋼、アルミニウム、タンタル、金、チタン、セラミック、クロム、コバルト、ニチノール、金属−セラミック・マトリクス、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、熱可塑性ポリウレタン(ＴＰＵ)、エチレン酢酸ビニル(ＥＶＡ)、熱可塑性ポリエーテル・ブロック・アミド、熱可塑性ポリエステル・エラストマ、ナイロン、シリコーン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)、および、それらの組み合わせのような任意の生体適合材料から製造され得る。
【００１８】
さらに、上側組立体及び下側組立体の少なくとも一方は、隣接する脊椎骨表面に係合するように構成され得る。例えば、上記組立体は、骨組織に係合するための突出部、または、骨組織の内方成長を可能にするための開口を含み得る。さらに、椎間インプラントは、例えば生物学的作用物質又は治療作用物質で被覆又は処理され得る。幾つかの実施形態において、椎間インプラントは、上側組立体及び下側組立体の各々に設けられた関節部領域を含む。関節部領域は、上側組立体及び下側組立体の一方の組立体に設けられた隆起部と、他方の組立体に設けられた嵌合凹部とを含み、隆起部及び凹部は少なくとも部分的に接触し得る。関節部領域は、例えば、ボール−ソケット形態、雄‐雌形態、互いに嵌合する弧状表面、又は対応するサドルとされ得る。一実施形態において、細長要素のうちの少なくとも一つの細長要素は長さ方向にテーパ付けされる。椎間インプラントは、上側組立体と下側組立体との間に配設されたスペーサを含み得る。さらに、関節部領域は、上側組立体と下側組立体との間の支承表面全体を増加させるように拡開可能とされ得る。
【００１９】
別の態様において、本発明は、第１の表面及び対向する第２の表面を有する第１の細長要素と、第１の表面及び対向する第２の表面を有する第２の細長要素とを含む椎間インプラントに関する。第１の表面は、実質的に平面状である。各第２の表面は、第１の細長要素及び第２の細長要素の相対運動を可能とさせるための相補的な嵌合関節部領域を含む。一実施形態において、各関節部領域は、各第２の表面上の中点の近傍に設けられる。
【００２０】
種々の実施形態において、第１の細長要素は、第２の細長要素と概略平行に配向される。第１の細長要素及び第２の細長要素の少なくとも一方の第１の表面は、隣接する脊椎骨表面に係合するように構成される。椎間インプラントの関節部領域は、細長要素の一方に設けられた隆起部と、他方の細長要素に設けられた嵌合凹部とを備え、隆起部及び凹部は少なくとも部分的に接触するようになっている。相補的な嵌合関節部領域は、例えば、ボール−ソケット形態、雄−雌形態、互いに嵌合する弧状表面、又は対応するサドルとされ得る。椎間インプラントは、第１の細長要素及び第２の細長要素の第２の表面同士の間に配設されたスペーサであって関節部領域を模するスペーサを含み得る。第１の細長要素及び第２の細長要素の第２の表面は、長さ方向にテーパ付けされ得る。椎間インプラントは、骨組織の内方成長を可能とさせるための少なくとも一個の開口又は孔を含み得る。
【００２１】
さらに、椎間インプラントは、第１の実質的に平面状の表面と、ノッチを規定する対向する第２の表面とを含む第３の細長要素を含むことができ、ノッチは第１の細長要素の第１の表面と係合するようになっている。一実施形態において、ノッチは第３の細長要素を二等分する。第３の細長要素は、第１の細長要素の上方に、該第１の細長要素に対して実質的に直交して設けられ得る。さらに、椎間インプラントは、実質的に平面状の第１の表面と、ノッチを規定する対向する第２の表面とを含む第４の細長要素を含むことができ、第４の細長要素のノッチは第２の細長要素に係合するようになっている。一実施形態において、第４の細長要素により規定されたノッチは該第４の細長要素を二等分する。第４の要素は、第２の細長要素の下方に、該第２の細長要素に対して実質的に直交して設けられ得る。一実施形態において、第１の細長要素及び第２の細長要素は各々、それらの第１の表面に設けられたノッチを規定する。第１の細長要素のノッチは第３の細長要素のノッチと嵌合し、第２の細長要素のノッチは第４の細長要素のノッチと嵌合する。第１の細長要素及び第３の細長要素、並びに、第２の細長要素及び第４の細長要素の一方の組の夫々の第１の表面は、実質的に共面的である。各ノッチは、各細長要素間の相対的回転運動のために該細長要素間に間隙を提供するための弧状の且つ／又はテーパ付けされた側壁を含み得る。
【００２２】
別の態様において、本発明は、少なくとも２個の接触領域において近傍の脊椎骨表面に接触するように構成された弾性本体を有する第１の細長要素と、少なくとも２個の接触領域において近傍の脊椎骨表面に接触するように構成された弾性本体を有する第２の細長要素とを含む椎間インプラントに関する。第１の細長要素及び第２の細長要素は、各接触領域間において各細長要素の夫々の弾性本体に沿って設けられた関節部領域を含む。第１の細長要素及び第２の細長要素は、各関節部領域を介して嵌合され得る。
【００２３】
上述の態様の種々の実施形態において、弾性本体の少なくとも一方は弧状形状を含む。第１の細長要素は、第２の細長要素に略直交して配向され得る。一実施形態において、各関節部領域は、第１の細長要素及び第２の細長要素に形成されたノッチ内に設けられる。
【００２４】
別の態様において、本発明は、第１の細長要素及び第２の細長要素を含む椎間インプラントに関する。第１の細長要素は、近傍の脊椎骨表面に係合するための第１のベースプレートと、第１のベースプレートに連結された第１の弾性プレートとを含む。第２の細長要素は、近傍の脊椎骨表面に係合するための第２のベースプレートと、第２のベースプレートに連結された第２の弾性プレートとを含む。第１の弾性プレート及び第２の弾性プレートは第１の細長要素と第２の細長要素との間の相対運動を許容するように互いに嵌合するように構成され得る。
【００２５】
一実施形態において、各弾性プレートは非平坦である。各プレートは、各々が長寸形状を有し得る。第１の弾性プレートはその両端部において第１のベースプレートに連結され、第２の弾性プレートはその両端部において第２のベースプレートに連結される。第１の弾性プレート及び第２の弾性プレートは、それらの外側表面に互いに係合するためのスロットを規定し得る。
【００２６】
別の態様において、本発明は、第１の要素及び第２の要素を含む椎間インプラントに関する。第１の要素は近位部分と遠位部分とを含み、各々の部分が第１要素の中央部分から延びている。近位部分及び遠位部分は逆方向に延び、第１の要素の長手方向軸線に対してオフセットされる。第２の要素は近位部分と遠位部分とを含み、各々の部分が第２要素の中央部分から延びている。近位部分及び遠位部分は逆方向に延び、第２の要素の長手方向軸線に対してオフセットされる。第１の要素は該第１要素の中央部分の第１の表面に設けられた第１の関節部領域を含み、第２の要素は該第２要素の中央部分の第１の表面に設けられ第１の関節部領域と嵌合するように構成された第２の関節部領域を含む。第１の関節部領域及び第２の関節部領域は、第１の要素と第２の要素との間の相対運動を可能にするように、少なくとも部分的に接触している。
【００２７】
種々の実施形態において、各長手方向軸線は第１の要素及び第２の要素の夫々の中央部分を二等分し、対応する近位部分及び遠位部分は、それらの夫々の長手方向軸線に関して均一に離間される。椎間インプラントは、さらに、近位部分と遠位部分とを含む第３の要素を含むことができ、各々の部分が当該第３要素の中央部分から延びている。近位部分及び遠位部分は逆方向に延び、第３の要素の長手方向軸線に対してオフセットされている。第３の要素の近位部分及び遠位部分は、第１の要素の近位部分及び遠位部分に対して相補的に配向される。第３の要素は、第１の要素の対向する第２の表面と嵌合する。第１の要素及び第３の要素の夫々の中央部分は、嵌合されたときに第３の要素の第１の表面が第１の要素の第２の表面と略共面的となるように、第１の要素及び第３の要素の近位部分及び遠位部分に対して減少した厚さを有している。
【００２８】
さらに、椎間インプラントは、近位部分と遠位部分とを含む第４の要素をさらに含むことができ、各々の部分が該第４要素の中央部分から延びている。近位部分及び遠位部分は逆方向に延び、第４の要素の長手方向軸線に対してオフセットされる。第４の要素の近位部分及び遠位部分は、第２の要素の近位部分及び遠位部分に対して相補的に配向される。第４の要素は、第２の要素の対向する第２の表面と嵌合する。第２の要素及び第４の要素の夫々の中央部分は、嵌合されたときに第４の要素の第１の表面が第２の要素の第２の表面と略共面的となるように、第２の要素及び第４の要素の近位部分及び遠位部分に対して減少した厚みを有している。
【００２９】
さらに、旋回継手により、第３の要素は第１の要素に対して旋回可能に接続され得ると共に、第４の要素は第２の要素に対して旋回可能に接続され得る。第３の要素及び第４の要素の夫々の第１の表面の少なくとも一部分は、脊椎骨表面と嵌合するように構成され得る。椎間インプラントは、第１の要素と第２の要素との間の相対運動を防止するためのロック機構を含み得る。第１の要素及び第２の要素は相対的回転運動を行うことができ、ロック機構は第１の要素を第２の要素に対して所定の回転角度でロックすることができる。上記角度は、約０°〜約９０°とされ得る。
【００３０】
別の態様において、本発明は、椎間インプラントを展開するためのツールに関する。該ツールは、椎間インプラントの第１の部分に連結されるように構成された第１の本体と、椎間インプラントの第２の部分に連結されるように構成された第２の本体とを含む。第２の本体は、第１の本体に対して摺動可能に連結される。第１の本体及び第２の本体は、舌部−溝式継手を介して摺動可能に連結され得る。第２の本体は、楔形状近位端部を含み得る。ツールは、第１の本体から延びるハンドルを含み得る。
【００３１】
種々の実施形態において、椎間インプラントが位置決めされたときに第２の本体の遠位端部が椎間インプラントに連結される。第２の本体は、椎間インプラントを展開するために近位端部を椎間インプラントに接触させるように配向させるために、第１の本体から結合解除されるように構成されている。椎間インプラントの展開は、第１の部分と第２の部分との間の楔形状近位端部を移動させ、第２の部分を椎間インプラントの第１の部分から離間移動させることを含み得る。椎間インプラントの第１の部分に対する第２の部分の相対的回転運動を可能にするために、椎間インプラントの第１の部分及び椎間インプラントの第２の部分は旋回可能に連結され得る。
【００３２】
別の態様において、本発明は、椎間インプラントを展開するためのツールに関する。該ツールは、インプラントの一部分に対して連結されるように構成された長寸本体と、該長寸本体から延びるハンドルとを含む。長寸本体は、該長寸本体の遠位部分から延びる楔形状突出部を有する。上記ツールの遠位部分は、椎間インプラントと嵌合し得る。上記ツールは、該ツールの回転時に、椎間インプラントの第１の部分を該椎間インプラントの第２の部分に対して変位させる。
【００３３】
別の態様において、本発明は、椎間インプラントを設置するための方法に関する。該方法は、椎間インプラントを準備する段階と、該椎間インプラントをツールに連結する段階と、椎間インプラントを２個の隣接する脊椎骨に対して身体内に移植する段階とを含む。椎間インプラントは相対運動し得る２個の部分を有し、上記ツールは、椎間インプラントの第１の部分に連結されるように構成された第１の本体と、椎間インプラントの第２の部分に連結されるように構成された第２の本体とを有する。第２の本体は、第１の本体に対して摺動可能に連結されており、楔形状近位端部を有する。上記方法は、さらに、第２の本体を上記ツールから結合解除する段階と、楔形状近位端部が椎間インプラントの少なくとも一部分に接触するように第２の本体を再配向して上記ツールに対して再連結する段階と、第２の本体を椎間インプラントに向けて移動させて第１の部分を第２の部分から離間させる段階とを含む。あるいはまた、上記方法はカニューレを用いて実施可能であり、この場合には、椎間腔内へのインプラントの挿入を容易にするために、椎間インプラントがツールに連結され、椎間インプラント及びツールの両者がカニューレを通して身体内に挿入される。カニューレに沿って、楔状部分を備えた長寸ツール、または、楔状又は他の適切な形状のツールが通され、椎間インプラントの第１の部分を椎間インプラントの第２の部分から離間させることができる。
【００３４】
種々の実施形態において、上記方法は、上記ツールを椎間インプラントから結合解除する段階をさらに含む。一実施形態において、上記移植する段階は、側方アプローチ、後側方アプローチ、および、前側方アプローチのうちの少なくとも一つで実施される。椎間インプラントの第１の部分は、相対的回転運動を可能とするために、椎間インプラントの第２の部分に対して旋回可能に連結され得る。上記方法は、さらに、椎間インプラントの第１の部分を椎間インプラントの第２の部分に対して所定角度でロックする段階を含み得る。
【００３５】
別の態様において、本発明は、第１の脊椎骨接触表面を規定する上側組立体と、第２の脊椎骨接触表面を規定すると共に上側組立体に対して関節運動するように構成された下側組立体とを含む椎間インプラントに関する。第１の脊椎骨接触表面及び第２の脊椎骨接触表面の少なくとも一方は、拡大可能な表面積を備える。
【００３６】
別の態様において、本発明は、上側組立体と、該上側組立体を支持すると共に該上側組立体に対して関節運動するように構成された下側組立体とを含む椎間インプラントに関する。上側組立体及び下側組立体の少なくとも一方は、拡張可能な脊椎骨接触表面積を含むように構成される。
【００３７】
別の態様において、本発明は、少なくとも２個の要素を有する上側組立体と、少なくとも２個の要素を備え上側組立体を支持する下側組立体とを備え、上側組立体の少なくとも２個の要素が上側組立体の脊椎骨接触表面領域のサイズを変更するように構成可能であり、下側組立体の少なくとも２個の要素が下側組立体の脊椎骨接触表面のサイズを変更するように構成可能になっている椎間インプラントに関する。
【００３８】
別の態様において、本発明は、上側組立体と、上側組立体に嵌合関節部領域を介して連結された下側組立体とを含む椎間インプラントに関する。関節部領域は、拡開可能な支承表面から成る。
【００３９】
これらの及び他の目的は、本明細書に開示された本発明の利点及び特徴と共に、以下の説明、添付図面及び各請求項を参照することで明らかとなろう。さらに、本明細書に記載された種々の実施形態の特徴は相互に排他的では無く種々の組み合わせおよび順序で存在し得ることを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
図中、異なる図面を通して、同様の参照符号は、概ね、同一の部材を表している。同様に、各図面は必ずしも縮尺通りでなく、代わりに、発明の原理を例示する際には概略的に強調されている。以下の記載において、本発明の種々の実施形態は添付図面を参照して説明されている。
【００４１】
本発明は、椎間板を置換し又は椎間板に対する応力を軽減するために脊柱の２個の脊椎骨間に移植するための装置を提供する。該装置は、少なくとも一つの上側組立体と一つの下側組立体とを備え、これら組立体は、上側組立体と下側組立体との間の機械的接続部周りに関節運動することで、当該少なくとも二つの組立体の制御された相対運動を許容し得るようになっている。結果として、２個の脊椎骨間に配置されてそれらに取り付けられ、または、それらに当接して着座したときに、上記インプラントは、置換された又は支持（または補助）を受ける椎間板により提供されるのと同様に、軸方向骨格の脊椎骨セグメント間の制御された動作を許容する。
【００４２】
本発明は、また、上記装置を椎間腔内に移植する方法および装置を提供する。上記方法は、上記インプラントの周りにおける柔軟組織の損傷を最少化する低侵襲的アプローチ、すなわち、開放側方アプローチ、前側方アプローチまたは後側方アプローチを採用する。インプラントを挿入するための装置は、インプラントを挿入する目的と共に椎間腔内での動作形態へインプラントを展開させる目的の両方で、使用され得る。
【００４３】
図１は、２個の平行な細長要素を備えた椎間インプラントの略斜視図である。インプラント１０は、上側細長要素１２と下側細長要素１４とを含み、これら要素は、概ね当該各要素の中央領域の周りに配置された嵌合関節部領域を通して互いと接触している。この形態において、嵌合関節部領域は上側細長要素１２および下側細長要素１４上の相補的部分を含み、上側細長要素１２上の凸状すなわち雄型の嵌合関節部領域１８が下側細長要素１４上の凹状すなわち雌型の嵌合関節部領域２０と嵌合するようになっている。
【００４４】
上側細長要素１２および下側細長要素１４は両者ともに、実質的に直線状の９０°縁辺を備えた実質的に矩形状のプロファイル（断面輪郭）を有する。代替実施形態において、上記細長要素は長楕円形、楕円形、または、他の適切な形状のプロファイルを形成してもよい一方、該細長要素の縁辺は、丸み付けされ、湾曲され、面取りされ、または椎間腔内への更に容易な挿入および更に良好で更に安全な使用を可能にする他の形状にすることができる。
【００４５】
上記嵌合関節部領域は、上側細長要素１２と下側細長要素１４との間の相対運動を許容し、上側細長要素１２および下側細長要素１４の誤整列なしでこれらの要素が嵌合関節部の中心周りに関節運動、旋回、ピッチ運動または回転するように、設計される。インプラント装置の上側要素と下側要素と間のこの関節運動は、屈曲、伸展、側方曲げおよび／または生理学的並進運動のような脊柱の生理学的運動を許容し得る。
【００４６】
幾つかの実施形態において、嵌合関節部の上側部分および下側部分は、無拘束的な接続を以て互いに嵌合し、２つの関節部間に一定量の遊びを許容するようにすることができる。結果として、上側細長要素１２および下側細長要素１４は、嵌合関節部の中心周りで自由に関節運動しまたは旋回し得る。特定の代替的形態においては、嵌合関節部の上側部分および下側部分は互いに対して緊密に嵌合して、インプラント１０の上記２個の要素を相互に堅固な位置で接続するか、または、該２個の要素間で可能な関節運動を所定量に制限することができる。嵌合関節部は、限定的なものとしてで無く、ボール−ソケットタイプ接続、隆起部およびサドル、または、他の適切な相補的関節接続を含み得る。適切な嵌合関節部を選択すると、各要素は、たとえば該各細長要素の長さ方向軸線に沿う唯一の方向において相互に関して旋回するか、または、該嵌合関節部の中心軸線周りにおける任意の方向に旋回することが許容され得る。
【００４７】
上側細長要素１２および下側細長要素１４は両者ともに、インプラント１０の外側部分を規定し上側および下側の脊椎骨に対して夫々が接触する脊椎骨表面２６と、インプラント１０の内側部分内の関節表面２８とを含む。各要素の脊椎骨表面２６は実質的に平坦である一方、各要素の関節表面２８は、各要素がその端部にて薄くなり且つ中央領域に向かい厚くなるように傾斜して斜面状に形成される。各要素の関節表面２８のこの斜面形成もしくはテーパ付けは、上側細長要素１２および下側細長要素１４が嵌合関節部周りに互いに対して関節運動または旋回するときに、より大きな範囲の運動を可能とさせる。したがって、各関節表面２８上の傾斜角度を変えると、インプラント１０に対して可能な運動範囲が変更され得る。
【００４８】
本発明の代替実施形態において、関節表面２８は、限定的なものとしてでは無く、インプラント１０の必要な関節運動に依存して、平坦なまたは湾曲した表面のような異なる形状とされ得る。一定の実施形態においては、上側細長要素１２および下側細長要素１４の夫々の関節表面２８の形状は異なり得る一方、他の実施形態においては、一つの要素の各側における関節表面２８の形状も異なり得る。本発明の幾つかの実施形態においては、インプラント１０の一方若しくは両方の要素の脊椎骨表面２６もまた、該インプラントの特定要件に依存して、斜面形成され且つ／又は湾曲された部分を含み得る。
【００４９】
突出部１６は、インプラント１０の一方又は両方の要素の脊椎骨表面２６上に取付けられ若しくは形成され、インプラント１０の直上および直下の脊椎骨に対して脊椎骨表面２６が更に良好に接触または固定することを可能にさせることができる。突出部１６は、脊椎骨と確実に相互作用を及ぼすように種々の形態を有し得る。これらの形態としては、限定的なものとしてでは無いが、単一又は複数のスパイク、フック、または、脊椎骨内へ確実に着床する他の隆起要素が挙げられる。代替実施形態においては、突出部１６は、脊椎骨表面の刻み付き領域、溝付き領域、リブ付き領域、または、織り目加工された領域を含むことで、インプラント１０の上下の脊椎骨との更に確実な接触を提供し得る。別の代替実施形態において、突出部１６は、限定的なものとしてでは無いが、生物学的接着剤のような接着物質であって、一個以上の細長要素の脊椎骨表面２６の所定領域及び／又は一つ以上の側に配置されて脊椎骨とインプラント１０との間の接触を改善させ得る接着物質により、置き換えられ又は支援され得る。
【００５０】
インプラントの上側要素および下側要素は、突出部１６及び／又は上述の接着剤と組み合わせて又はそれに代えて、インプラント１０の各要素の脊椎骨表面２６および両側に沿い、限定的なものとしてでは無いが、孔、間隙又は他の表面特性のような単一又は複数の凹部２２を含み得る。これらの凹部は、骨組織がインプラント内へ成長して該インプラントを脊椎骨に対して融合させることを促進し得る。
【００５１】
本発明の代替実施形態において、突出部１６、接着剤及び／又は凹部２２は、インプラント１０の上側要素１２および下側要素１４の一方上にのみ配置され得る。一定の実施形態において、凹部２２は、例えば各細長要素の脊椎骨表面２６上のみのように、各要素の一定の表面上にのみ配置され得る。インプラント１０と脊椎骨との間の接触を改善する上記方法の任意の組み合せは、外側表面(すなわち各要素１２、１４の脊椎骨表面２６と側部と端部)の内の任意の面上に配置され得ると共に、任意の２つの側面を同一組み合わせとする必要はないことに留意すべきである。このように、インプラント１０の特定要件と患者の脊柱の特定の幾何学的形状および生理機能とに依存して、異なる形態の接触改善方法が異なる表面上で採用され得る。別の代替実施形態においては、インプラント１０の上下の脊椎骨からの圧力により該インプラント１０を所定位置に保持することで、細長要素の一方又は両方は、一切の突出部１６、凹部２２及び／又は接着剤なしとすることができる。別の代替実施形態においては、椎間腔内で別体のロック要素を展開させてインプラント１０を脊椎骨に留めることができる。
【００５２】
さらに、たとえば骨成長を促進し又は感染症に対処するために、インプラント１０を生物学的又は治療的な作用物質で被覆若しくは処理することができる。別の代替実施形態において、内部又は外部の貯留リザーバから生物学的又は治療的作用物質を脊柱に供給するために、インプラントは、限定的なものとしてでは無いが、カニューレ及びマイクロポンプのような機構を含むことができる。
【００５３】
図２は、２つの平行な細長要素を備えた代替的な椎間インプラント１０の略側面図であり、インプラント１０の上側細長要素１２および下側細長要素１４上の凹状すなわち雌型の嵌合関節部領域３４、３６の間に別体のスペーサ要素２４が配置されている。ここでも、インプラント１０の各要素は、実質的に平坦な脊椎骨表面２６および傾斜した関節部表面２８を含んでいる。上述したように、各要素の脊椎骨表面２６および関節部表面２８の形状は、本発明の代替実施形態においては、所定インプラント１０の特定の要件に合うように変更され得る。一定の実施形態においては、上側細長要素１２および下側細長要素１４もまた、該要素を周囲の脊椎骨に対して更に良好に接続するために、その脊椎骨表面２６及び／又は側面上に突出部１６、凹部２２及び／又は接着物質を含み得る。代替実施形態において、嵌合関節部領域３４、３６は、少なくとも一つ、有力な候補としては二つの凸状隆起部を含み、対応するスペーサ２４が、上側要素１２および下側要素１４の関節部領域３４、３６と嵌合するように適合した凹状側面を含み得る。
【００５４】
スペーサ要素２４は、２個の要素が上述されたように互いに対して関節運動又は旋回することを可能とさせる。スペーサ２４は関節部領域を再現することができ、楕円面、または、嵌合関節部領域３４、３６に適した他の相補的形状、例えば、限定的なものとしてでは無いが、ボール形状、両凸形状又は両凹形状とすることができる。スペーサ２４は、インプラント１０の細長要素と同一の材料から構成することもでき、周囲の細長要素とは異なる材料から構成することもできる。スペーサ２４に異なる材料を使用することで、たとえば、インプラント１０の寿命を改善させたり、関節部領域の摩擦特性を変えて２個の細長要素の相対運動を容易とさせ又は可能性として妨げたりすることが可能となる。
【００５５】
図３は、２個の脊椎骨間に挿入された図１の椎間インプラントの概略図である。各脊椎骨３０は椎間板３２を介して接続される。インプラント１０は、２個の脊椎骨３０の間の椎間板３２を置換又は補助的に支持するために使用され得る。図３に示されているように、上側細長要素１２および下側細長要素１４の脊椎骨表面２６は、周囲の脊椎骨３０の表面に当接して着座する。インプラント１０は、上側細長要素１２および下側細長要素１４が嵌合関節部領域を通して互いに対して関節運動することを許容して、健康な椎間板３２により許容される運動と同様にして脊柱が運動および屈曲することを可能とさせる。
【００５６】
インプラント１０は、限定的なものとしてでは無いが、インプラント周りの柔軟組織の損傷を最少化させる低侵襲的アプローチ、すなわち、開放側方アプローチ、前側方アプローチ又は後側方アプローチを含む多数の様式で、椎間腔内へ挿入され得る。図４Ａ及び図５は、インプラント１０を２個の脊椎骨の間に挿入する可能な２つの方法を示している。
【００５７】
図４Ａは、後側方アプローチにより椎間腔内に挿入されつつある図１の椎間インプラント１０の略平面図である。この方法では、インプラント１０の端部のプロファイルが小さいため、インプラントは患者の背部における小さい切開部を通して椎間腔内に挿入され得る。切開部は背部において脊柱の側面に、たとえば脊柱の前後方向軸線に対して４５°の角度にて作成され得る。代替実施形態において、この角度は、患者の生理機能、体格および体型、および、挿入時におけるインプラント１０の要件に依存して、増減され得る。
【００５８】
椎間腔内へのインプラントの挿入を容易にさせるために、患者の背部に形成された切開部内にカニューレ３８又は他の適切な中空管を挿入することができる。次に、インプラント１０は、介在組織などに強制的に貫通させる必要なしに、中空カニューレ３８を通して椎間腔内へ挿入され得る。インプラント１０の挿入は、挿入ツールを使用して、インプラント１０を適切な箇所に位置決めし、位置決めされたインプラント１０を有効な設定に展開することを含み得る。たとえば、インプラント１０は、内蔵のロック機構又は別体のロック要素を用いて非関節運動形態でロックされ得る。インプラントの挿入時には、このロック機構は、挿入ツールにより解除され、上側細長要素１２および下側細長要素１４の相対関節運動を可能とさせることができる。代替実施形態においては、カニューレ及び／又はロック機構と共に、または、その必要性なしに、インプラント１０を椎間腔内へ挿入するために、標準的な手術器具が使用され得る。
【００５９】
カニューレ３８は、インプラント１０に対する経路を提供するために切開部を通して患者の体内へ挿入され得る堅固な又は撓曲可能な管とすることができる。一定の実施形態において、この管はその最終形態で身体内へ挿入され得るが、他の実施形態では、この管は、挿入時における管のプロファイルを最小化するために折り潰され又は部分的に折り潰された形態で身体内へと挿入され、挿入後に管の最終形態へ拡開され得る。カニューレ３８は、円筒形、正方形、矩形又は他の適切な形状の管とすることができ、また、インプラント１０のプロファイルと相補的な形状にすることもできる。カニューレは、本発明の幾つかの実施形態において、完全に閉鎖された断面を有し得るが、他の実施形態では、一方の側にて少なくとも部分的に開放され名目的に“Ｃ”字形状の断面を形成する挿入ハウジング３９により置き換えられ得る。幾つかの実施形態において、挿入ハウジング３９の開放部分は軌道を提供することができ、この軌道は、挿入の際にインプラントを安定化させるために、または、インプラント１０を挿入するときに身体物質がチャネルから抜け出るのを許容するために、使用され得る。図４Ｂには、例示の挿入ハウジング３９の端面図が示されており、名目的に“Ｃ”字形状断面のハウジング３９が、インプラント１０の通過のための中空中央チャネル４１と、インプラント１０のための軌道並びに該ハウジング３９内の任意の物質のための流出手段（脱出手段）を提供する間隙４３とを提供する。さらに、カニューレ３８又はハウジング３９は、隣接する脊椎骨同士を離間拡開させるために又はインプラントの挿入を容易にするために、身体内における近位端部に楔形状のような幾何学的形状を含み得る。
【００６０】
図５は、側方アプローチにより椎間腔内へ挿入されつつある図１の椎間インプラント１０の略平面図である。この方法においては、脊柱の前後方向軸線に対して９０°の角度にてインプラント１０が挿入される結果となる箇所にて患者の側部に切開部が形成される。次に、インプラント１０は、図４Ａの後側方アプローチについて記載されたのと同一の方法および装置のうちの何れかの方法および装置を用いて椎間腔内へ挿入され得る。
【００６１】
図６Ａは、十字形状の椎間インプラントの２個の外側セグメントの略斜視図である。この形態において、インプラント４０は、中央の嵌合関節部領域にて相互作用する上側十字形状要素および下側十字形状要素として構成されるインプラント４０を生成するように組み合わされる４個の細長要素から成る。図６Ａは、インプラント４０の２個の外側セグメントを示している。ここで、上側副要素４２および下側副要素４４は、互いに対して平行に位置決めされる。副要素４２、４４の脊椎骨表面は、インプラント４０を当接脊椎骨に更に確実に接続するために使用され得る突出部５０を含む。これら突出部５０は、図１から図５の各実施形態について記載された形態のうちの任意の形態を取り得る。副要素４２、４４は、また、ここでも図１から図５の実施形態について記載されたような凹部及び／又は接着剤部分を含み得る。
【００６２】
副要素４２、４４の各々の関節表面の中央部は、それぞれ、ノッチ４６、４８を含み、副要素４２、４４がインプラント４０の十字要素上の任意選択の相補的ノッチと互いにロックすることを可能にさせている。これらの十字要素は、図６Ｂに示されている。ここで、上側主要素６０および下側主要素６２は、上側副要素４２および下側副要素４４に対して９０°となるように、互いと平行に位置決めされる。上側主要素６０および下側主要素６２は、それぞれ、任意選択のノッチ６４、６６を含み、主要素６０、６２が図６Ａに示されている副要素４２、４４に対して９０°で互いにロックすることを可能にさせている。
【００６３】
主要素６０、６２は、また、関節運動又は旋回するように上側要素６０が下側要素６２に接続されることを可能とさせる嵌合関節部領域を含む。示されている実施形態において、上側要素６０に取り付けられた上側関節部要素は凸状すなわち雄状の隆起部６８から成る一方、下側要素６２に取り付けられた下側関節部要素は対応する凹状すなわち雌状の受容部７０から成る。図１から図５の実施形態について上述したように、嵌合関節部領域は、限定的なものとしてでは無いが、相補的な雄状関節部および雌状関節部、あるいは、相補的スペーサを備えた２個の雌状関節部、若しくは、１個の雌状関節部および１個の雄状関節部、若しくは、２個の雄状関節部、ボール−ソケット関節部、一対のサドル、または、他の任意の適切な嵌合要素のような多数の可能的な配置機構を含み得る。図１から図５の実施形態の場合と同様に、嵌合関節部は、一定の実施形態においては一つの長手方向軸線のみに沿い関節運動又は旋回することを許容し、または、他の実施形態においては嵌合関節部の中心軸線周りの任意の方向へのインプラント４０の旋回を許容し得る。
【００６４】
細長要素４２、４４、６０、６２は全てが関節表面上でテーパ状にすることで、インプラント４０を旋回又は関節運動させるときに大きな範囲の運動を可能にさせる。一定の実施形態において、テーパは各細長要素上で等しくして、インプラント４０が各方向に等しく旋回することを可能とさせることができる。他の実施形態において、各細長要素は、異なるテーパ又は形状を有し、インプラント４０が一定方向において旋回し得る角度を増減させることができる。たとえば、患者の脊柱の運動の範囲は全方向において必ずしも等しくはないことから、各細長要素の形状およびテーパを慎重に選択することにより２個の脊椎骨の互いに対する運動の範囲は全方向において適合され得る。
【００６５】
各要素上のノッチの箇所にて上側主要素６０および副要素４２を相互に且つ下側主要素６２および副要素４４を相互に係合（ロック）すると、図７に示された組立後のインプラント４０になる。十次形状を形成するインプラントを構築することで、インプラントの安定性を高めることができると共に、上側要素および下側要素が全方向において更に良好に旋回することが可能になる。十次形状の構成は、また、各要素の脊椎骨表面が脊椎骨に接触する表面積を増大させる。このことは、インプラントおよびこれと対応付けられた脊椎骨との間の負荷を分散させる手助けとなり、したがって、インプラントが経時的に脊椎骨内へ沈降若しくは着床して可能性として脊椎骨を損傷さ得るという根付きを回避させる助けとなり得る。
【００６６】
図８及び図９においては、身体内に挿入された十字形状インプラントの例が示されている。図８は、当該箇所にて損傷された椎間板を置換し又は補助的に支持し得るように、２個の脊椎骨３０の間において脊柱内に挿入された椎間インプラント４０の側面図を示している。図９は、２個の脊椎骨３０の間に配置された十字形状インプラント４０の平面図を示している。本発明の一定の実施形態において、インプラントの十字要素は互いに対して９０°とされ得る一方、図９のインプラントのような他の実施形態においては、十字要素間の角度は９０°より小さくされ得る。補助的に支持される脊椎骨の幾何学的形状およびサイズ、並びに、患者の生理機能のような要因に依存して、異なる交差角度を有するインプラントが使用され得る。
【００６７】
十字形状インプラント４０のプロファイルは更に大きいことから、椎間腔内にインプラント４０を挿入するためには、患者に対して、より大きい切開部が必要とされ得る。しかしながら、これは、自身の断面プロファイルを最小化するために折り畳まれ又は折り潰された形態で身体内に挿入され得るインプラントを使用することで低減させることができ、このようなインプラントは、挿入後に、椎間腔内で十字形状形態へ展開される。あるいはまた、副セグメント４２、４４は、脊柱の一方側から後側方アプローチで挿入され得る一方、主セグメント６０、６２は脊柱の他方側から後側方アプローチで挿入される。次に、主要素及び副要素は、椎間腔内の所定位置とされながら相互にロック又は係合される。たとえば、一実施形態において、組み立て済みの副要素のノッチは横坑を形成し、この横坑を通して、組み立て済みの２個の主要素が逆側から挿入され得る。この方法は、形成される必要があるのは、一つの大きな切開部ではなく、２個の小さい切開部のみであることを意味する。
【００６８】
本発明の別の実施形態において、十字形状インプラント１００は、中央の嵌合関節部領域にて交差する２個の単一の細長要素１０２、１０４から形成され得る。図１０から図１５には、インプラント１００の種々の実施形態が示されている。各細長要素は上述されたような特性を備える脊椎骨表面を有しており、示されている実施形態においては、細長要素は突出部１０６を含んでいる。一定の代替実施形態において、突出部１０６は、凹部及び／又は接着要素により置き換えることができ、また、それらと組み合わせて機能することもできる。ここでも、インプラント１００の特定の要件に依存して、各要素は可変角度でテーパ付けされ得るか又は各要素の断面プロファイルが変更され得る。
【００６９】
図１０は、隣接する脊椎骨３０の間の椎間腔内に挿入されたインプラント１００の平面図を示している。２個の要素は９０°未満の角度で交差しているが、代替実施形態においては、この角度は９０°まで増大されることもでき、０°に向けて減少せることもできる。図１１に示されているように、上側細長要素１０２および下側細長要素１０４は、嵌合関節部組立体にて、各要素の関節表面の実質的に中央において互いと接触する。嵌合関節部は、上側要素１０６上のサドル形状表面１０８と、下側要素１０４上の対応するサドル形状表面１１０とを含む。
【００７０】
サドル形状表面１０８、１１０は、上側細長要素１０２および下側細長要素１０４が互いに対して関節運動し、旋回し、枢動し、旋回し、または、回転し得る。図１０に示されているように、サドル形状表面１０８、１１０は対応要素の幅を僅かに超えて延びており、これにより、２個の要素が互いに対して旋回することと共に、２個の要素間の角度を増減させることを可能にさせている。このことは、運動の間に脊柱が旋回するのを許容する上で利点となり得る。代替実施形態において、サドル形状表面１０８、１１０は互いに対して更に緊密に嵌合することで、２個の要素１０２、１０４の間の旋回を制限又は停止させ得る。
【００７１】
インプラント１００の代替実施形態において、サドル型の嵌合関節部は、限定的なものとしてでは無いが、相補的な雄状および雌状の関節部、２個の雌状又は雄状の関節部および相補的スペーサ、ボール−ソケット関節部、ピン式接続、又は、他の任意の適切な嵌合要素のような他の適切な嵌合関節部により置き換えられ得る。上述したように、インプラント１００は、後側方アプローチにより、患者の背部にて脊柱の両側に一つずつ設けられた２個の小さな切開部を通して椎間腔内に挿入され得る。
【００７２】
上記又は下記にて言及される本発明の各実施形態のうちの任意の実施形態において、細長要素は、図１２のばね細長要素１２０又は図１３に示されている弧状細長要素１３０のようなばね要素により置き換えられ得る。
【００７３】
図１２は、弧状の又は湾曲したバー１２４と、直線状又は平坦なバー１２６と、２個のバーをそれらの外側端部にて互いに保持するコネクタ１２８とから成るばね型細長要素１２０を示している。この形態は、“リーフスプリング（板ばね）”効果を提供する要素１２０に帰着し得る。要素１２０は、別の細長要素１２０と嵌合するノッチ１２２も含んでいる。ばね型細長要素１２０の使用は、インプラントに対して可撓性を付加する上で利点となり得ると共に、一定の実施形態においては、上側要素および下側要素を代替的に互いに固定形態で接続することにより、上側要素と下側要素との間の関節接続の必要性が除去され得る。この形態において、インプラントの必要とされる運動範囲は、細長要素自体のばね動作により提供され得る。
【００７４】
代替実施形態において、ノッチ１２２は、上述の他の嵌合関節部のうちの任意の嵌合関節部により置き換えられ得る。本発明の幾つかの実施形態においては、所定のインプラントの唯一の又は幾つかの細長要素がばね型細長要素１２０とされ得る一方、他の実施形態においては、インプラントにおける全ての細長要素がばね型細長要素１２０とされ得る。
【００７５】
図１３は、弧状部を支持する２個の端部組立体１３４から成る弧状細長要素１３０を示しており、孤状部上にサドル型嵌合関節部１３２が設けられている。代替実施形態において、サドル１３２は、上述の他の嵌合関節部又は接続部のうちの任意のものにより置き換えられ得る。上述のばね型細長要素１２０の場合と同様に、弧状細長要素１３０は、インプラントの可撓性を高める上で、または、インプラントの上側要素と下側要素との間の嵌合関節部を置き換える上で利点となり得る“リーフスプリング（板ばね）”効果を提供し得る。
【００７６】
上記又は下記において言及される本発明の実施形態のうちの任意の実施形態において、細長要素の幾つか又は全ては、その関節表面上にスロット形成部分を含み得る。これは、使用中にインプラントの安定性を提供する上で、且つ／又は、椎間腔内への設置の際に各要素を整列させる手段を提供する上で利点となり得る。スロットの側部は、幾つかの実施形態においては、テーパ付け又は丸み付けされることで、インプラントの上側要素と下側要素との間における軸回転又は旋回運動のための間隙を許容し得る。図１０に描かれた角度付きノッチ１０５により示されているように、たとえばノッチが形成された又はサドル状に形成された嵌合関節部の各側部は、角度付け又は丸み付けされることで、間隙を提供すると共に、各要素が互いに対して水平方向に旋回することを可能とさせ得る。
【００７７】
図１４においては、サドル型嵌合関節部１３２を備えた弧状細長要素１３０を用いたインプラントの一実施形態が示されている。ここで、インプラントは、細長要素１０２、１０４を一対の弧状要素１３０で置き換えて、図９および図１０の２要素十字インプラント１００と同様の形状に形成される。弧状細長要素１３０の端部１３４は、インプラントを所定位置に固定するために、当接する脊椎骨内へ確実に着床される。弧状要素の端部のこの着床は、挿入の時点で外科的に達成されるか、または、インプラントに対して脊柱により及ぼされる圧力により引き起こされる沈降によって経時的に自然に生じ得る。図１５には、弧状細長要素１３０による十字型インプラントの平面図が示されている。
【００７８】
図１６においては、相補的な雄状関節部１４２および雌状関節部１４４を備えた弧状細長要素１３０を用いたインプラント１４０の実施形態が示されている。この形態においては、図１から図５の実施形態の細長要素１２、１４を２個の平行な弧状細長要素１３０で置き換えている。平行形態を用いることで、単一の切開部を用いてインプラントを椎間腔内へ挿入することを可能とさせている。
【００７９】
本発明の別の実施形態は、ピン型の接続により相互に接続された２個の細長要素による鋏型の設計態様を採用し得る。この実施形態において、インプラントの各要素は挿入の際におけるインプラントの断面プロファイルを最小化するために挿入の際には平行に配置されるが、挿入後には開かれて交差型形態を形成する。この実施形態は、二要素交差形態および四要素交差形態の両方に対して採用され得る。鋏型形態は、単一のインプラントが、該インプラントの別個の細長要素間の角度が約０°〜約１８０°の任意の所望の角度となるように展開され得る。鋏型インプラントは、また、上述されたように脊柱の両側に二つの切開部を要するのではなく患者の背部に設けられた単一の切開部を通して十字インプラントを挿入することを可能とさせる点においても有利である。一定の実施形態において、ピン形式接続は、弾性ピン、または、別の適切で柔軟な材料からなる取付具を含み、ピン止めされた接続の屈曲が許容されると共に、接続箇所周りにおける上側要素および下側要素の相対関節運動が許容され得る。
【００８０】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、それぞれ、挿入形態および展開形態における二要素鋏型インプラント１５０を示している。インプラント１５０は、上側細長要素１５４および下側細長要素１５６を含んでいる。これらの２個の要素１５４、１５６は、各要素の中央を貫通するピン１５２により接続される。インプラント１５０は図１７Ａに示されているような閉じた形態又は挿入形態で椎間腔内へ挿入可能であり、この形態では、インプラントは小さい断面プロファイルを有することから挿入の際における柔軟組織に対する損傷を最小化し得る。椎間腔内への設置時に、インプラント１５０は図１７Ｂに示されているような開いた形態へ展開され得る。本発明の一定の実施形態においては、インプラント１５０を挿入して展開するために特別に設計された挿入ツールが使用され得る一方、代替的形態においては、インプラント１５０を挿入して展開するために標準的な手術用具が使用され得る。インプラント１５０の各要素は、図１から図１１の実施形態について記載されたように、２個のテーパ付き要素から作成され得る一方、代替実施形態においては、弧状細長要素が使用され得る。
【００８１】
代替的形態において、ピン１５２は、限定的なものでは無いが、相補的な雄状および雌状の関節部、相補的なスペーサを備えた２個の雌状又は雄状の関節部、ボール−ソケット関節部、一対のサドル、若しくは、他の任意で適切な嵌合要素のような前述の嵌合関節部のうちの任意のもので置き換えられ得る。単一切開部を通して挿入するためにこれらの嵌合関節部のうちの一つを備えた鋏型インプラントに対しては、挿入の際に各ピースを一体的に保持する挿入ツールが必要となり得る。
【００８２】
図１８から図２２においては、四本アーム式鋏型インプラント２００を含む本発明の実施形態が示されている。この実施形態において、上側鋏組立体２０２は、嵌合関節部２０６を通して下側鋏組立体２０４と嵌合する。上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４は両者ともに、旋回部、ピン又は他の適切な接続部を介して接続され得る２個の別体の細長要素であって各要素の中心周りに互いに対して回転し得る単一の鋏組立体を形成し得る細長要素を含む。嵌合関節部２０６は、ボール−ソケット関節部を含んでいる。本発明の代替実施形態においては、ボール−ソケット２０６の代わりに、上述のような他の嵌合関節部が採用され得る。
【００８３】
一定の実施形態において、インプラント２００は、限定的なものでは無いが、脊椎骨表面上の突出部、凹部、接着区画、可変的にテーパ付けされた又は湾曲された細長要素、平坦な細長要素、および、弧状要素又はばね要素など、前述の本発明の各実施形態において論じられた任意の特徴又は一群の特徴を含み得る。
【００８４】
図１８は、閉じた形態又は挿入形態になっているインプラント２００の側面図を示している。図１９においては、上側鋏組立体２０２を見下ろした閉じた形態の対応する平面図が示されている。図２０及び図２１においては、開いた形態又は展開形態のインプラント２００の側面図及び平面図がそれぞれ示されている。
【００８５】
上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４の各々は、当該細長要素の中央領域周りで旋回可能に接続された２個の細長要素を含んでいる。各要素の中央領域から外方に延びる該要素の部分は該要素の中央長手方向軸線からオフセットされており、各組立体の一方の要素のオフセットはその組立体の他方の要素のオフセットの鏡映である。結果として各組立体の２個の要素は、図１８及び図１９に示されているように、単一の平坦表面を形成するように、閉じた形態へ相互に旋回し得る。これにより、上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４の両方に対し、実質的に平坦な脊椎骨表面を生成させる。インプラントの展開時に、図２０及び図２１に示されているように、各組立体に対する実質的に平坦な脊椎骨表面を維持しながら、各組立体の各要素の延長部分はその組立体の中央領域の旋回可能接続部周りで回転する。
【００８６】
本発明の代替実施形態において、各組立体の鋏要素は、一方の要素の延長部分はその組立体の他方の要素の延長部分の下方で旋回するように構成され、これによって、挿入されるときにインプラントの断面プロファイルを減少させることができる。この実施形態において、各鋏要素はノッチ又は他の凹部を含み、展開されるときに内側要素の上側表面のノッチが上側要素の下側表面上のノッチと合致して脊椎骨表面が一つの平坦表面として構成されることを可能にするようにし得る。別の代替実施形態において、このノッチは含まれなくても良い。
【００８７】
図２２は、自身の中央の嵌合関節部２０６周りで関節運動するインプラント２００の側面図を示している。上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４の相補的な関節表面は、上側組立体２０２及び下側組立体２０４が生理学的運動で互いに対して移動することを可能にさせる。脊柱動作に関して、関節部は、回転、屈曲、伸展、側方曲げ、および、幾つかの実施形態においては、生理学的並進移動を許容する。関節表面の形状に依存して、一つ以上の方向において並進移動に対しては一定程度の拘束が可能とされ得る。たとえば細長要素のテーパ付けを少なくすると、その要素に対する回転運動範囲が制限される。矢印２０８は、上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４の相対運動の一例を示している。上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４は別体ピースであるので、幾つかの実施形態においては、上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４が単一組立体として一体的に挿入されることを可能とさせるために、挿入ツール又は移植ツールが必要とされ得る。
【００８８】
図２３から図２６は、それぞれ、一実施形態の挿入ツール２２０に対して取り付けられたインプラント２００の平面図、左側面図、右側面図及び端面図を示している。挿入ツールは、第１本体すなわち主本体２２２及び第２本体すなわち“ダミー”支持本体２２４を含む。２つの本体２２２、２２４は舌部／溝インタフェース２２６により接続され、ダミー支持本体２２４が主本体２２２の長さ方向に摺動することを可能とさせている。代替実施形態においては、主本体２２２及びダミー支持本体２２４を摺動可能に接続する軌道又は他の適切な手段が、舌部／溝インタフェース２２６に成り代わり得る。
【００８９】
挿入ツール２２０は、該挿入ツール２２０の２個の本体２２２、２２４のネジ孔２３４の間隙を通して挿入される一群の４本のネジ２２８であってインプラント２００の４個の細長要素の遠位端部のネジ孔内に螺合されるネジ２２８により、インプラント２００に対して解除可能に固定され得る。ネジ２２８は、六角穴つきドライバ、平坦ヘッド又は十字ヘッドネジ回し、または他の適切な手段により旋回され得る。代替実施形態において、挿入ツール２２０とインプラント２００との間のネジ取り付けは、限定するものではないが、ラッチ、キーロック、または、磁石接続のような他の適切な解除可能な接続により置き換えられ得る。
【００９０】
主本体２２２及びダミー支持本体２２４の遠位端部は、上側鋏要素２０２及び下側鋏要素２０４の関節表面のテーパ付けにより、インプラント２００の側部間の間隙と嵌合する楔形状突出部２３０を有する。本発明の代替実施形態において、主本体２２２及びダミー支持本体２２４の遠位端部は平坦な端部を有し、挿入ツール２２０の端部とインプラント２００の内側部分との間に間隙を残すようにすることができる。
【００９１】
主本体２２２及びダミー支持本体２２４は両者とも、２個のネジ孔２３４を有する。したがって、主本体２２２はこれら２個のネジ孔２３４を通して、インプラント２００の上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４の両者の細長要素の一方の遠位端部に接続される。このようにして、インプラント２００の２個の半体は、挿入ツール２２０の主本体２２２のみを用いて一体的に保持され得る。インプラント２００の細長要素の他方の２個の遠位端部は挿入ツール２２０のダミー支持本体２２４に対して固定され得るので、インプラント２００を更に支持すると共に、インプラント２００の各鋏組立体が開くことを防止することができる。このように、挿入ツール２２０及びインプラント２００は、挿入に先立ちインプラント２００を保管するため並びにインプラント２００を椎間腔内へ挿入して展開するために使用され得る単一組立体を形成する。
【００９２】
挿入ツール２２０の主本体２２２には、インプラント２００の挿入を手助けするために、ハンドル２３２が取り付けられている。このハンドル２２２は、挿入ツール２２０に対して永続的に取り付けられていてもよく、挿入ツールに対して着脱自在に取り付けられていてもよい。代替実施形態において、ハンドル２２２は、使用されないときには主本体２２２内に折り畳めるようにしてもよい。ハンドル２２２は、限定するものではないが、円筒状、矩形状、または、他の多角形状のような単純な形状で形成され得る。代替実施形態において、ハンドル２２２は、たとえばハンドル２２２に対するユーザの保持を助力するために、孔又は取手を備えた更に人間工学的に設計された形状から形成されてもよい。
【００９３】
インプラント２００は、患者の背部又は側部に形成された単一切開部を通して、前述の後側方アプローチ又は側方アプローチを用いて椎間腔内へ挿入され得る。身体内へのインプラント２００の挿入を容易にするために、チャネル形状の挿入ハウジング又はカニューレが採用され得るが、幾つかの実施形態において、挿入ハウジングは必要とされないこともある。椎間腔内に一旦正しく位置決めさると、挿入ツール２２０は、インプラント２００を解放して取り出される前に、インプラント２００をその動作形態へ展開するために使用され得る。
【００９４】
図２７から図３４は、挿入ツール２２０による椎間腔内への挿入後におけるインプラント２００の展開の各段階を示している。図２７は、完全に接続された挿入形態になっているインプラント２００及び挿入ツール２２０の平面図を示している。ここで、全ての４個のネジ２２８は、所定位置にあり、主本体２２２及びダミー支持本体２２４の両者をインプラント２００に接続している。一旦正しく挿入されると、ダミー支持本体２２４内の２個のネジ２２８は図２８に示されているように、除去される。次に、ダミー支持本体２２４は、該ダミー支持本体２２４を主本体２２２に連結している舌部／溝式摺動接続部に沿って外方へ該本体２２４を摺動させることにより、図２９に示されているように取り外され得る。
【００９５】
次に、図３０に示されているように、主本体２２２上の摺動接続部に沿って、拡開用楔２３８が所定位置へ摺動され得る。この楔形状本体２３８は、インプラント２００が展開されるべき必要角度に依存する所定角度に設定された楔形状の遠位端部を有した別体ピースとされ得る。その遠位端部に異なる角度の楔を備えた拡開用楔２３８を選択することで、インプラント２００を異なる角度で展開することができる。一定の実施形態において、拡開用楔２３８は可変の遠位端部を有し、単一ピースを使用して任意の必要な角度でインプラント２００を展開することを可能とさせることができる。代替実施形態においては、ダミー支持本体２２４が楔形状の遠位端部を有し、該ダミー支持本体が拡開用楔２３８として機能することを可能とさせることにより、インプラント２００を展開するために別体ピースを使用する必要性を排除させることができる。たとえばダミー支持本体２２４は、挿入の全体にわたりインプラント２００から最も遠い端部に楔形状を有し得る。次に、ダミー支持本体２２４は、図２７から図２９に記載されているように、取り外され、転回され、楔状端部をインプラント２００に向けて再挿入され得る。
【００９６】
次に、拡開用楔２３８は摺動機構に沿って前進させられ、図３１に示されているように鋏状インプラント２００の各細長要素と係合し得る。拡開用楔２３８は進み得る限り前進させられ、該楔の角度及びサイズにより予め定められた角度にインプラント２００の鋏型細長要素の展開角度を設定した後、拡開用楔２３８は図３２に示されているように取り外され得る。一定の実施形態において、拡開用楔２３８はインプラント２００の上側鋏組立体及び下側鋏組立体の両方を同一の展開角度に設定するように構成され得る一方、代替的形態において、拡開用楔２３８は上側鋏組立体及び下側鋏組立体の各々に接触する該拡開用楔２３８の部分を異なる幾何学形状とすることにより各鋏組立体を異なる展開角度に設定するように構成され得る。
【００９７】
インプラント２００の展開は、限定するものではないが、機械的手段、ばね、電気的手段、または、他の適切な手段のような他の手段により行われ得る。一定の実施形態において、インプラントは、熱依存性ポリマのような形状記憶材料から構成され得る。インプラントはその展開形態で鋳造された後、温度が一定の間はポリマが折り潰された形態を維持するように、折り潰し状態に形成されて冷却される。次に、インプラントは折り潰し状態で椎間腔内へ挿入され、その時点で身体の熱がインプラントを加熱し、ポリマがその元の展開形態へ戻り拡開することを可能とさせる。熱依存性ポリマは、また、インプラント２００が挿入に適した折り潰し形態で構成されるが一旦挿入されたならば身体の熱の結果として一方又は両方の組立体の各細長要素間に挿入されたポリマ要素が拡開するように、インプラント２００の一部のみに挿入されてばねとして機能させることも可能である。このポリマ要素は、次に、インプラントの細長要素を展開させて所定位置にロックさせることができる。
【００９８】
別の例においては、たとえば挿入ツールの主本体２２２を貫通するワイヤ又は他の接続部材によりラッチ又はピンが解除されると同時にばねが各鋏要素を必要角度へ強制的に開かせるように、ばね及びラッチ構造がインプラントに含まれ得る。これらの実施形態においては、拡開用楔２３８、更にはダミー支持本体２２４さえも一切必要とされない。一定の実施形態においては、インプラント２００を展開するために、ピストン形式要素も使用され得る。
【００９９】
次に、インプラント２００は、使用中にインプラントが移動することを防止するために、展開形態にロックされ得る。これは、一実施形態においては、図３３に示されているように、主本体２２２をインプラント２００に接続しているネジ２２８をロック孔２３６内に螺合させて、インプラント２００の上側鋏要素及び下側鋏要素の両方に挿通されることにより達成され得る。これらのロック孔２３６は、必要な展開角度が設定されたときにインプラント２００の各細長要素内のネジ孔と嵌合するように、インプラント２００内に配置されたネジ孔又は非ネジ孔とされ得る。本発明の一定の実施形態において、インプラント２００は、限定するものではないが、ピン、ラッチ、または、キーロック機構のような別のロック機構を用いてインプラントの展開位置にロックされ得る。別の実施形態においては、インプラント２００用のロック機構は無く、周囲の脊椎骨により、または、突出部、凹部及び／又は接着剤を使用することで、インプラント２００を所定位置に保持するに十分な力がインプラント２００に及ぼされ得る。
【０１００】
ネジ２２８がインプラント２００内に一旦挿入され、もはやインプラント２００を挿入ツール２２０の主本体２２２に接続しないなら、主本体２２２は取り外され、図３４に示されているように、インプラント２００を椎間腔内の所定位置に残置し得る。挿入チャネル又はカニューレを含む実施形態においては、それもまたこの時点にて取り外され得る。
【０１０１】
図３５は、４セグメント式“鋏”型の椎間インプラント２００のうちの２個のセグメントと代替的な挿入ツール２２０の主本体２２２との略斜視図である。図２５は、上側鋏要素２０２及び下側鋏要素２０４の関節表面のテーパ付けによりインプラント２００における間隙と嵌合する主本体２２２の楔形状端部２３０を示している。また、挿入ツール２２０の主本体２２２におけるネジ孔２３４を通りインプラント２００の各細長要素の遠位端部におけるネジ孔内へと延びるネジ２２８の整列経路も示されている。
【０１０２】
本発明の代替実施形態において、インプラント２００の展開は、挿入ツール２２０の取り外しに先立ち挿入ツールの少なくとも一部分を旋回することにより達成又は助力され得る。たとえば主本体２２２の楔形状端部２３０は、挿入ツール２２０の取り外しに先立ち上側組立体及び下側組立体を展開させるために、旋回され得る。このことは、下側組立体の遠位端部が上側組立体の遠位端部の直下には位置しないように上側組立体及び下側組立体の細長要素の遠位端部が脊椎骨上で異なる角度にて展開されるべきであるという構成において利点となり得る。挿入ツール２２０の旋回動作は、インプラント２００内におけるばね機構のような展開機構をトリガするためにも使用され得る。
【０１０３】
図３６及び図３７は、脊柱の椎間腔内への挿入のための４セグメント式“鋏”型の椎間インプラントの代替実施形態を示している。このインプラント３００は図１８から図２２について上述されたインプラントと同様であり、上側鋏組立体３１４及び下側鋏組立体３１６は、各々がそれらの中央箇所周りで旋回する２個の細長要素を含むと共に、挿入ツール３１０から一旦解除されると、中央の嵌合関節部周りで自由に関節運動する。インプラント３００は、ネジ３１２により、挿入ツール３１０に着脱自在に接続される。挿入ツールは図２３から図３５について記載されたのと同様に作用するが、この場合には、挿入の際にインプラントにダミー支持本体を取り付ける必要はない。
【０１０４】
身体内へ挿入されるときのインプラント３００の前側遠位端部３０２すなわちインプラント３００の前縁部は、身体内への更に容易な挿入を可能にするために湾曲される。一定の実施形態において、前縁部３０２の形状及びインプラント３００の完全な断面プロファイルの形状は、柔軟組織の損傷を制限するために、身体内への更に容易な挿入を可能にするように設定され得る。幾何学形状に対するこれらの変更は、前縁部及び側縁部の更なる曲率、前縁部における鋭角的な箇所、または、インプラントに対する弾丸形状の前縁部の形成を含み得る。
【０１０５】
インプラント３００の細長要素のうちの２個の細長要素の後縁部３０４は、面取りされる。これは、拡開用楔が誤整列することなしに各細長要素に接触して展開させることを可能にする上で利点となり得る。代替実施形態において、インプラント３００の後縁部は、拡開用楔の特定形、必要とされる展開の角度及び形態に依存し、限定するものではないが、正方形、丸形、尖頭形または楔形など様々な形状を形成するように設計され得る。
【０１０６】
図３７に示されているように、挿入ツール３１０は、インプラント３００の上側鋏組立体３１４及び下側鋏組立体３１６に対する取り付けのためのＴ形状遠位端部３１８を含む。代替実施形態において、この遠位端部３１８は、限定するものではないが、中実ブロック、Ｖ形状、Ｕ形状又はＮ形状のような他の形態を取り得る。
【０１０７】
図３８は、挿入ツール３１０に取り付けられたインプラント３００の平面図を示している。挿入の際にユーザが挿入ツール３１０及びインプラント３００を案内且つ操作することを手助けするために、挿入ツール３１０は人間工学的ハンドル３２０に取り付けられている。一定の実施形態において、ハンドル３２０は、挿入ツールを通してラッチ及びばね又は他の適切な機構に接続され得るトリガ又は他の機構を収容しており、拡開用楔を必要とせずにインプラント３００を展開し得る。
【０１０８】
図３９は、挿入ハウジング３３０内に挿入されつつあるインプラント３００及び挿入ツール３１０を示している。挿入ハウジング３３０は長寸で中空の本体を含み、この本体は、インプラント３００及び挿入ツール３１０が内部を貫通することを許容するような寸法を有している。ハウジング３３０は、３つの側にて閉じられており且つ第４の側にて少なくとも部分的に開放された実質的な“Ｃ”字形状の外殻を有し得る。部分的に開放された第４の側における間隙は、挿入ハウジング３３０に沿って挿入ツール３１０及び／又はインプラント３００を案内し且つ／又は挿入の際にハウジング３３０に進入し得る身体物質を逃がすことを許容するための軌道として使用され得る。
【０１０９】
挿入ハウジング３３０は、さらに、その遠位端部に、スペーサ３３２及び楔形状前縁部３３４を含んでいる。スペーサ３３２は、挿入ハウジング３３０の遠位端部における実質的に湾曲した又は尖頭形とされた延長部であり、この延長部は、脊椎骨同士を拡開させ且つインプラント３００の挿入を容易化するために使用され得る。楔形状前縁部３３４は、身体内への挿入ハウジング３３０の挿入を容易化するために、鋭角的な縁部、または、湾曲された縁部、若しくは、尖頭形の縁部を含み得る。スペーサ３３２は、また、身体内へのハウジング３３０の挿入の容易化も助力し得る。挿入ハウジング３３０は、インプラント３００及びこれに取り付けられた挿入ツール３１０がハウジング３３０内に挿入されるに先立ち身体内に挿入されることができ、また、代替実施形態においては、インプラント３００及びこれに取り付けられた挿入ツール３１０が先ずハウジング３３０内に挿入されてから全体的な装置が身体内に挿入される。先行実施形態に対するのと同様に、インプラント３００は、後側方アプローチ、前側方アプローチ又は側方アプローチにより挿入され得る。図４０は、挿入ハウジング３３０内に挿入されたインプラント３００及び挿入ツール３１０を示している。ハウジング３３０及び挿入ツール３１０は、挿入ツール３１０のハンドル３２０が常に身体の外側に留まるように、ハウジングの端部が患者の皮膚を越えて外方に延びるのを許容するに十分なほど長寸とされるべきである。
【０１１０】
インプラント３００をその最終的な伸展形態へ展開するために、挿入ツール３１０及び挿入ハウジング３３０に沿って拡開用楔３３６が通され、インプラント３００の面取り端部３０４に接触させることができる。拡開用楔３３６は、次に、図４１に示されているように、拡開用楔３３６の端部のサイズ及び幾何学的形状により決定される角度へ鋏要素を拡開させ得る。次に、拡開用楔３３６が取り外されて、その後、ネジ３１２が六角穴つきドライバ又はネジ回しを用いてインプラントから取り外され得ると共に、挿入ツール３１０が取り外され得る。最後に、ハウジング３３０が身体から取り外されることで、脊椎骨が所定位置に整定されることが許容され且つインプラントは所定位置に残置される。
【０１１１】
図４２Ａ及び図４２Ｂには、本発明の更なる実施形態が示されている。この実施形態において、インプラント３５０は、鋏形態で２個の細長要素を含んでいる。上側細長要素３５２及び下側細長要素３５４は、嵌合関節部３５６及び／又は頑丈若しくは柔軟なピン式継手により接続され得る。図４２Ａは、移植形態におけるインプラント３５０の平面図を示している。この形態において、細長要素３５２、３５４は、挿入の際にインプラント３５０の前縁部が可能な最小のプロファイルを形成するように旋回される。本発明の代替実施形態において、各前縁部は、該前縁部の断面プロファイルを更に減少することによりインプラント３５０の挿入を容易化するために、湾曲され、尖頭形とされ、または、別様に形状化され得る。
【０１１２】
更なる代替実施形態において、細長要素の各延長アームは、インプラント３５０の挿入の際、該アーム同士が一体的に折畳まれ且つ挿入後においてのみ展開形態へ拡開且つロックされるように、枢着され得る。枢着されたこれらアームは、インプラントの挿入を容易化するために、先に言及された各実施形態のうちの任意の実施形態に適用され得る。
【０１１３】
図４３Ａ及び図４３Ｂには、本発明の付加的実施形態が示されている。この実施形態において、装置３５７は、２つの平行な細長要素を有するインプラント３５８と、挿入ツール３５９とを含む。インプラント３５８は、鋏型形態を含め、本明細書に記載された任意の設計態様又は形態を有し得る。挿入ツール３５９は、インプラント３５８の上側細長要素及び下側細長要素の端部が互いに対して上下動することを可能にさせるスロット状接続部３６１を含む。結果として、インプラント３５８は、該インプラント３５８の上側細長要素及び下側細長要素の前縁部が互いに対して着座することにより該前縁部において減少された断面を備えた実質的に楔形状のプロファイルを形成して挿入を容易化するように、旋回され得る。インプラント３５７を挿入ツール３５９に結合するネジ、ピン又は他の接続要素をスロット状接続部３６１と共に摺動させることにより、インプラント３５７は、開いた形態へ展開されるに先立ち、その中立若しくは平行形態へ復帰され得る。あるいはまた、インプラント３５７は、挿入ツール３５９による解除に先立ち、患者の体内へ挿入されている間に該インプラントの平行形態へ復帰し得る。たとえば各細長要素の前縁部は、インプラントの挿入のために楔形状のプロファイルへ手動で位置決めされ、挿入の際に各細長要素に作用する組織及び／又は脊椎骨の力により平行形態へ自動的に復帰され得る。一実施形態において、挿入ツール３５９上のスロット状接続部３６１は、各細長要素が比較的に自由に垂直方向に移動することを許容する一方、インプラント３５８が開いた形態へ展開することを防止する。
【０１１４】
図４３Ｂは、代替的な挿入ツール３６３に接続されたインプラント３５８を示している。この形態においては、挿入ツール３６３の上側要素及び下側要素は軸３６５周りに旋回することができ、枢動挿入ツール３６３の端部を同時に挟持することでインプラント３５８を挿入形態にさせて該インプラント３５８の上側細長要素及び下側細長要素の前縁部が互いに対して着座させ、該前縁部において減少された断面積を有する実質的に楔形状のプロファイルを形成して挿入を容易化させるようになっている。挿入時に又は挿入の間に、インプラント３５８は、挿入ツール３６３の上側要素及び下側要素を平行形態へ戻すように旋回させることにより、中立形態へ旋回され得る。あるいはまた、挿入ツール３６３は、インプラントの拡開により、挟持力の除去時に平行形態へ付勢され得る。さらに、挿入ツール３５９、３６３は、前述の挿入ツールと同様の構造を含み且つ同様に動作し得る。また、図４２及び図４３について記載されたインプラントの種々の特徴は、インプラントの前縁部の断面積の垂直寸法及び水平寸法の両方を減少すべく組み合わされ得る。
【０１１５】
代替実施形態において、挿入ツールは、インプラントが楔形状挿入形態及び展開形態の両方に位置決めされることを可能にする多数の代替的機構を含み得る。これら機構としては、限定するものではないが、ネジ、ワイヤ、テレスコープ、ばね（スプリング）、ポンプ、ジャッキ、または、別の適切な機構が挙げられる。幾つかの実施形態において、この機構はインプラント３５８を手動で移動させ得る一方、他の実施形態においては、ユーザのトリガ入力時に自動的にインプラント３５８を移動する装置が採用され得る。一定の実施形態において、挿入ツールはインプラントを中立形態すなわち開いた形態へ能動的に付勢する必要はなく、例えば、インプラント３５８は、該インプラント３５８が挿入されるときに又は挿入ツールが取り外された後、上側及び下側の脊椎骨の力のみにより挿入形態から中立形態へ移動され得るようになっていてもよい。
【０１１６】
上述のインプラントは、上述の形状以外の多数の異なる形状も取り得る。たとえば、インプラントは、限定するものではないが、Ａ、Ｈ、Ｉ、Ｋ、Ｍ、Ｎ、Ｔ、Ｗ、ＹおよびＺのような形態で形状化された上側組立体及び／又は下側組立体を含み得る。これら組立体は、固定されていてもよく、挿入の際に折り畳まれ、椎間腔内へ挿入された後に最終形状へ展開されるようになっていてもよい。
【０１１７】
図４４Ａから図４４Ｆには、多数の異なる形状を取入れた本発明の代替実施形態が示されている。図４４Ａは“Ｚ”形状組立体３６０を示し、図４４Ｂは“Ｈ”形状組立体３７０を示し、図４４Ｃは“Ｔ”形状組立体３８０を示し、図４４Ｄは“Ｙ”形状組立体３９０を示し、図４４Ｅは“Ａ”形状組立体４００を示し、且つ、図４４Ｆは“Ｗ”形状組立体４１０を示している。
【０１１８】
これらの実施形態の各々は、組立体の中央部分に又はその近傍に嵌合関節点３６２を含むインプラントの平面図を示している。嵌合関節部３６２は、先に言及された例示的な実施形態において記載されたインプラントの上側組立体及び下側組立体を嵌合させる任意の方法を包含し得る。また、これら組立体は、挿入の際にインプラントの長寸アームを折り畳んで最小限の断面プロファイルにさせることを可能にさせるために、枢着又はピン止め接続３６４若しくは他の適切な接続機構を含む。これらアームは、その後、先に言及された実施形態において記載されたような動作形態（作業形態）へ展開され得る。
【０１１９】
図４４Ｅの“Ａ”形状組立体４００のような一定の実施形態においては、各細長要素が挿入に適した最小限の断面プロファイルへ折り畳まれることを容易にするために、スロット４０２又は他の適切なチャネル若しくは関節運動部材が含まれ得る。
【０１２０】
本発明の別の実施形態において、インプラントの上側組立体及び下側組立体は、それらが最小限の断面プロファイルを有した挿入形態で身体内へ挿入されてから動作形態へ展開され、展開時には脊椎骨接触表面の面積が増大され得るように、構成され得る。これにより、インプラントと脊椎骨との間の接触点は拡大及び／又は再配分され得る。
【０１２１】
図４５Ａ及び図４５Ｂは、嵌合関節部領域から細長いアームが延び且つ各フィンガ間にウェブを備える複数の旋回可能フィンガを備えたインプラントの一実施形態を示している。図４５Ａに示されているような挿入形態において、インプラント４２０は、一体的に折り畳まれた複数のフィンガであって嵌合関節箇所４２４にて接続されたフィンガ４２４を含む。インプラント４２０の展開時に、フィンガ４２２は外方に旋回し、各フィンガ４２２の間に緊密な又は強靱な表面を形成して脊椎骨に接触する表面積を拡大させるウェブ材料４２６を拡開する。ウェブ４２６は、限定するものではないが、弾性材料、繊維性材料、または、強靱な波形材料のような材料で作成され得る。
【０１２２】
図４６Ａ及び図４６Ｂは、展開時に増大され得る表面積を有するインプラントの別実施形態を示している。この構成において、インプラント４３０は第１の実質的に半円形の要素４３２を含み、この半円形要素は、その径方向中央に嵌合関節部４３４を備える。第２の実質的に半円形の要素４３６は、該要素が第１半円形要素４３２の下側で旋回し又は外方に旋回して第１の半円形要素４３２と共に実質的に円形の表面を形成し得るように、第１の半円形要素４３２に対して旋回可能に連結される。一実施形態において、第２の半円形要素は、実質的に平坦で円形の接触表面が形成されるように、展開時に第１の半円形要素と実質的に面一に構成され得る。図４６Ａは、椎間腔内への移植のための最小化形態になっているインプラント４３０を示している。図４６Ｂは、インプラント４３０の表面積を最大化するように展開された第２の実質的に半円形の要素４３６を示している。
【０１２３】
図４５Ａ、図４５Ｂ、図４６Ａ、及び図４６Ｂの実施形態は、脊椎骨の最大面積にわたり負荷を分散することで、インプラントの存在により引き起こされる応力による脊椎骨に対する損傷の最小化を助力する上で有利となり得る。展開時におけるこの表面積の増大は本発明の他の実施形態においても達成可能であり、その場合、一定の鋏型の実施形態におけるように、挿入の際には一方の表面が他方の表面の下側に位置される。代替実施形態においては、インプラントの表面積の増大を促進するために、一定温度にて膨張する熱依存性ポリマが使用され得る。
【０１２４】
本発明の代替実施形態において、嵌合関節部領域は、挿入形態から展開形態への変換時に変化され得る。嵌合関節部領域に対するこの変化としては、該嵌合領域の表面積の増大、および／または、展開形態における嵌合関節部の位置の変更が挙げられる。嵌合関節部のサイズ及び／又は位置のこれらの変化は、挿入の際におけるインプラントのプロファイルを制限することにより挿入の際における周囲組織への損傷を制限する上で有利となり得る。展開時における嵌合関節部領域のサイズの増大は、また、インプラントの上側組立体と下側組立体との間に負荷を分散させる上で有利となり得ると共に、特定インプラントの要件に依存して嵌合関節部の多様なサイズ及び形状も許容し得る。展開のための嵌合関節部の位置の変更は、また、特に展開済みインプラントの重心が該インプラントの任意の細長要素の中心と一致しない形態において、各細長要素が拡開された後において嵌合関節部を展開済みインプラントの重心へ移動することを可能にする上で有利となり得る。本発明の一定の実施形態において、嵌合関節部は、限定するものではないが、ピン止め、スロット式、螺着、磁気式、または他の適切な接続機構などの接続を介して上側組立体又は下側組立体の少なくとも一つの細長要素に対して取り付けられ得る一個以上の別個で別体的な要素を含み得る。この接続機構によれば、嵌合関節部はインプラント上の位置を挿入箇所から展開箇所へ変更し得る。
【０１２５】
図４７Ａから図４７Ｃ、図４８Ａ、及び図４８Ｂにおいては、拡開可能及び／又は移動可能な嵌合関節部を備えたインプラントの例が示されている。図４７Ａから図４７Ｃは、第１の嵌合関節要素４５４と第２の嵌合関節要素４５６とを含む嵌合関節部を備えたインプラント４５０を示している。この嵌合関節部は、スロット状接続部４５８を介してインプラント４５０の細長要素４５２に接続される。図４７Ａにおいて、第２の嵌合関節要素４５６は、椎間腔内への挿入のためにインプラント４５０の断面プロファイルを最小化するために、第１の嵌合関節要素４５４内に位置されている。椎間腔内の適切な位置へと一旦挿入されると、インプラント４５０は展開され得る。これは、図４７Ｂに示されているように、第２の嵌合関節要素４５６を第１の嵌合関節要素４５４から外方に回転又は移動させることにより嵌合関節部を開くことを含み得る。一定の実施形態においては、嵌合関節部を拡開した後、または、可能性として、拡開する前に、嵌合関節部の中心が新たな展開箇所へ移動され得るように、嵌合関節部を細長要素４５２に対して取り付けるために、スロット状接続部４５８が使用され得る。図４７Ｃにおいては、嵌合関節部の最終的な展開位置への位置決めが示されている。関節表面を拡開する他の手段としては、図４５Ａ及び図４５Ｂについて記載された手段が挙げられる。
【０１２６】
図４８Ａ及び図４８Ｂはインプラント４６０の実施形態を示しており、ここでは、嵌合関節部４６６は、該インプラント４６０の挿入のための一つの位置から、該インプラント４６０の展開のための第２位置へ移動され得る。図４８Ａは、インプラント４６０をその挿入形態で示しており、インプラント４６０の断面プロファイルは椎間腔内への挿入を容易化するために最小化されている。インプラント４６０は、展開形態において嵌合関節部４６６の位置で互いと接触する上側組立体４６２及び下側組立体４６４を含む。挿入形態では、嵌合構造部がインプラント４６０の重心から離間移動されて該インプラント４６０のプロファイルを低くする。この移動は、スロット式軌道４６８又は他の適切な手段により容易にされ得る。代替実施形態においては、嵌合関節部を一つの形態から別の形態へ移動させるために、旋回機構が使用され得る。
【０１２７】
椎間腔内へ一旦挿入されると、インプラント４６０はその展開形態に設定される。これは、嵌合関節部４６６をそのスロット式軌道４６８に沿ってインプラント４６０の重心へ移動させることを含む。本発明の一定の実施形態において、重心は必ずしも特定細長要素の中心にある必要は無く、細長要素の遠位縁部又は側縁部若しくはそれらの近傍にあってもよい。一定の実施形態において、嵌合関節部４６６の展開形態への設定は、挿入ツール又は適切な手術用具により可能とされ得る。代替実施形態においては、展開時に嵌合関節部が自動的にその展開位置及び／又は形態へ付勢されるように、嵌合関節部を展開位置へ付勢するばね又は他の適切な機構が含まれ得る。他の実施形態において、嵌合関節部は、嵌合関節部のサイズの増大を容易にするように又は挿入形態から展開形態への嵌合関節部の移動を助力するように挿入後に拡開し得る熱依存性ポリマのような形状記憶材料を含み得る。たとえば、図４８Ａ及び図４８Ｂに示されているインプラント４６０のスロット４６８内には、挿入後に体温まで加熱されたときに拡開して交合関節部４６６を展開形態へ押圧する材料が配置され得る。
【０１２８】
本発明の種々の実施形態において(例えば、図１８及び図１９を参照)、インプラントは以下のような全体寸法を有し得る。インプラントＨの高さは、約４ミリメートル(ｍｍ)〜約２０ｍｍ、好ましくは約７ｍｍ〜約１８ｍｍ、さらに好ましくは約９ｍｍ〜約１６ｍｍとされ得る。インプラントＷの幅は、約５ｍｍ〜約２０ｍｍ、好ましくは約６ｍｍ〜約１６ｍｍ、さらに好ましくは約８ｍｍ〜約１２ｍｍとされ得る。インプラントの長さは、約１５ｍｍ〜約６０ｍｍ、好ましくは約２４ｍｍ〜約４５ｍｍ、さらに好ましくは約２８ｍｍ〜約３８ｍｍとされ得る。
【０１２９】
本発明の一実施形態において、インプラントは、約１２ｍｍの高さ、約１０ｍｍの幅、及び、約４３ｍｍの長さ、又は、記載された範囲内における他の任意の寸法を有し得る。これらの寸法は、椎間腔内にインプラントが配置される箇所、患者のサイズ、形状及び生理機能、並びに、挿入されるべきインプラントの機械的要件に依存して変更され得る。
【０１３０】
上記の各実施形態のうちの任意の実施形態において、椎間インプラント、関節要素及び／又は挿入ツールは、限定するものではないが、ステンレス鋼、アルミニウム、タンタル、金、チタン、セラミック、クロム、コバルト、ニチノール、金属／セラミック・マトリクス、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、熱可塑性ポリウレタン(ＴＰＵ)；エチレン酢酸ビニル(ＥＶＡ)；熱可塑性ポリエーテル・ブロック・アミド；熱可塑性ポリエステル・エラストマ、ナイロン、シリコーン；ポリエチレン；ポリアミド；および、ポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)などの単一又は複数の材料から作成され得る。インプラント、関節要素及び挿入ツールは、任意の適切な様式で加工、鋳造、型成形、押出し成形又は製造され得る。一定の実施形態において、各要素は同一材料から構成され得るが、他の実施形態においては、本発明の種々の要素に対して異なる材料が使用可能であり、装置を構築するために複数の材料が使用され得る。
【０１３１】
本発明は、その精神又は本質的特徴から逸脱せずに他の特定形態で具現化され得る。したがって、上記の実施形態は、全ての面において、本明細書に記載された発明を制限するものではなく例示的なものであると考えられるべきである。よって、本発明の有効範囲は、上記記載によってではなく、添付の各請求項により表され、各請求項の均等物の意味及び範囲内に収まる全ての変更は有効範囲内に包含されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の一実施形態による２個の平行な細長要素を備えた椎間インプラントの略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による別体のスペーサ要素を有する２個の平行な細長要素を備えた代替的な椎間インプラントの略側面図である。
【図３】本発明の一実施形態による２個の脊椎骨間に挿入された図１の椎間インプラントの略側面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による後側方アプローチにより椎間腔内へ挿入されている図１の椎間インプラントの概平面図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による図４Ａに示されている挿入ツールの略端面図である。
【図５】本発明の一実施形態による側方アプローチにより椎間腔内へ挿入されている図１の椎間インプラントの略平面図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による十字形状の椎間インプラントの２個の外側セグメントの略斜視図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による十字形状の椎間インプラントの２個の内側セグメントの略斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態による組立後の十字形状の椎間インプラントの略斜視図である。
【図８】２個の脊椎骨間に挿入された図７の椎間インプラントの略側面図である。
【図９】椎間腔内へ挿入された図７の椎間インプラントの略平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による椎間腔内へ挿入された２個の交差要素から成る代替的な椎間インプラントの略平面図である。
【図１１】図１０の椎間インプラントの略斜視図である。
【図１２】本発明の一実施形態による椎間インプラントの“リーフ・スプリング（板バネ）”の略側面図である。
【図１３】本発明の一実施形態による椎間インプラントの弧状要素の略斜視図である。
【図１４】２個の脊椎骨間に交差形態で挿入された２個の弧状要素の略側面図である。
【図１５】図１４の形態の略平面図である。
【図１６】本発明の一実施形態による２個の平行な弧状要素から成る椎間インプラントの略側面図である。
【図１７Ａ】本発明の一実施形態による閉じた形態になっている椎間インプラントの２要素“鋏”型要素の略平面図である。
【図１７Ｂ】開いた形態になっている図１７Ａの“鋏”型要素の略平面図である。
【図１８】本発明の一実施形態による閉じた形態になっている４セグメント“鋏”型椎間インプラントの略側面図である。
【図１９】閉じられた図１８の４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの略平面図である。
【図２０】本発明の一実施形態による開いた形態になっている４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの略側面図である。
【図２１】開かれた図２０の４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの略平面図である。
【図２２】本発明の一実施形態による自身の中心軸線周りに関節運動する４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの略側面図である。
【図２３】本発明の一実施形態による挿入ツール上に取付けられた４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの略平面図である。
【図２４】図２３の椎間インプラントおよび挿入ツールの略左側面図である。
【図２５】図２３の椎間インプラントおよび挿入ツールの略右側面図である。
【図２６】図２３の挿入ツールの略端面図である。
【図２７】本発明の一実施形態による全ての取付ネジが所定位置にある状態で挿入ツール上に取り付けられた４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの略平面図である。
【図２８】右側の取付ネジが椎間インプラントから取り外された状態の図２７の椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図２９】挿入ツールの右側部を取り外した状態の図２７の椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図３０】挿入ツールの右側が展開形態で取り付けられた状態の図２７の椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図３１】椎間インプラントの各セグメントを展開するべく挿入ツールの右側を前進させた状態の図２７の椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図３２】挿入ツールの右側部が取り外され且つ椎間インプラントが開いた形態となっている状態の図２７の椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図３３】取付ネジが挿入ツールから取り外された状態の図２７の開いた椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図３４】挿入ツールを取り外した状態で開かれてロックされた位置の図２７の椎間インプラントの略平面図である。
【図３５】本発明の一実施形態による挿入ツールのハンドル側および４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの２個のセグメントの略斜視図である。
【図３６】本発明の一実施形態による４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの一例の略平面図である。
【図３７】本発明の一実施形態による代替的な挿入ツールに取り付けられた図３６の椎間インプラントの略側面図である。
【図３８】図３６の椎間インプラントおよび図３７の挿入ツールの略平面図である。
【図３９】挿入ハウジングの中に挿入されつつある図３７の椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図４０】図３９の挿入ハウジング内に挿入された椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図４１】拡開用楔がインプラントを展開させた状態の図４０の形態の略平面図である。
【図４２Ａ】本発明の一実施形態による挿入に適した最小断面プロファイルとなるように構成された２セグメント“鋏”型の椎間インプラントの略平面図である。
【図４２Ｂ】図４２Ａの椎間インプラントの略側面図である。
【図４３Ａ】本発明の一実施形態による２セグメント式の椎間インプラントおよび挿入時に前縁部にて最小断面プロファイルを備えるようになっているスロット付き挿入ツールの略斜視図である。
【図４３Ｂ】旋回可能な挿入ツールを備えた図４３Ａの椎間インプラントの略側面図である。
【図４４Ａ】本発明の種々の実施形態による代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４４Ｂ】本発明の種々の実施形態による代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４４Ｃ】本発明の種々の実施形態による代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４４Ｄ】本発明の種々の実施形態による代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４４Ｅ】本発明の種々の実施形態による代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４４Ｆ】本発明の種々の実施形態による代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４５Ａ】本発明の一実施形態による拡開可能な接触表面を含む代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４５Ｂ】本発明の一実施形態による拡開可能な接触表面を含む代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４６Ａ】本発明の一実施形態による拡開可能な接触表面を含む別の代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４６Ｂ】本発明の一実施形態による拡開可能な接触表面を含む別の代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４７Ａ】本発明の一実施形態による拡開可能で移動可能な嵌合関節部を含む代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４７Ｂ】本発明の一実施形態による拡開可能で移動可能な嵌合関節部を含む代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４７Ｃ】本発明の一実施形態による拡開可能で移動可能な嵌合関節部を含む代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４８Ａ】本発明の一実施形態による移動可能な嵌合関節部を含む別の代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４８Ｂ】本発明の一実施形態に係る移動可能な嵌合関節部を含む別の代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大別して、脊柱用インプラントの分野に関し、より詳細には、隣接する脊椎骨を支持かつ安定化すると共に生理学的運動を許容するために椎間腔内に配置されるように構成されたインプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
脊椎動物の脊柱は骨格の軸心であり、該軸心上には身体の重量の相当部分が支持される。人間の場合、正常な脊柱は７個の頸椎、１２個の胸椎、および、５個の腰椎の各セグメントを有する。腰椎は仙骨上に着座し、仙骨は次に骨盤に結合し股関節および下肢骨により支持されている。脊柱の骨太の椎体は椎間板により分離され、該椎間板は関節として機能し、既知の度合いの屈曲、伸展、横曲げおよび軸回転を許容する。
【０００３】
典型的な脊椎骨は、椎体と呼称される厚い前部骨組織塊状体を有し、椎体の後部表面から立ち上がる神経(椎)弓を備えている。隣接する脊椎骨間の空間は、椎間板により支持される。各神経弓は椎体の後部表面と結合し、椎孔を囲繞している。隣接する脊椎骨の脊椎形態は脊椎管を形成するように整列され、脊椎管の中を脊柱嚢、脊髄および神経根糸が通っている。後方側に延び脊髄の後部側を保護するように機能する神経弓の部分は、薄膜として知られている。神経弓の後部領域からは、棘状突起が突出している。
【０００４】
椎間板は、主として、軸心方向骨格の脊椎骨セグメント間の運動を制御することを可能とさせる機械的緩衝体の役割を果たす。通常の椎間板は独特な混合構造であり、髄核(“核”)、線維輪(“環”)、および、２個の脊椎端板の３種の構成組織から成る。上記の２個の脊椎端板は、硬質で皮質性の薄層に重なる薄い軟骨から構成されており、これが椎体のスポンジ状の血管豊富な海綿骨に結合している。すなわち、端板は、隣接する脊椎骨を椎間板に対して結合するように機能する。換言すると、骨太の脊椎骨と展性を有した椎間板との間の遷移区域は、端板によって形成されている。
【０００５】
椎間板の環は、隣接する脊椎骨同士を相互に結合する強靱で線維性の外側リングである。上記線維性部分は、層状の自動車用タイヤと酷似しており、高さが約１０〜１５ミリメートルであり且つ厚みが約１５〜２０ミリメートルである。上記環の線維は重なり合う１５〜２０の層から成り、両方向において上側および下側の椎体内へと約４０°の角度で挿入される。角度付けされた線維の約半分は、脊椎骨がいずれかの方向に回転するときに、互いに対して締め付けられるため、この形態は捩れに対して特に耐性を有する。積み重ねられた各層は、互いに対してそれほど堅固には結合されていない。
【０００６】
環内には、核が位置している。健全な核は、高い含水量を有する殆どゲル状の物質であり、タイヤ内の空気のように、環を緊密でありながらも撓曲可能に維持する役割を果たす。核のゲルは、曲げ、揚動および他の動作の間において隣接する脊椎骨に対して力が及ぼされたときに、環内で僅かに移動する。
【０００７】
脊柱椎間板は、長期にわたる外傷、疾患、退行変性欠陥または摩耗に起因して偏移したり損傷したりすることがある。線維輪が脆弱化しまたは裂断されると共に核の内側組織が永続的に、その正常時の内部環の範囲から膨出、拡延または押出されると、椎間板ヘルニアが生ずる。ヘルニアとされ又は“滑動”した核組織の塊は、脊髄神経を圧迫し、脚部の痛覚、筋肉制御の喪失、又は、麻痺にさえ帰着し得る。あるいはまた、椎間板の退行変性では、核はその水締め能力を喪失し、タイヤの空気が抜けたように収縮する。これに続いて、核の高さが減少し、環は、積重なり層が無拘束的に結合される領域にて座屈する。環の重なり合うこれらの積重なり層が座屈および分離を開始するにつれ、周方向または径方向の環の裂断が生じ、持続的な又は身体に障害を引き起こす背痛を助長し得る。隣接する付随的な脊柱の柱面関節もまた乗り上げ位置へと押しやられ、付加的な背痛を生じさせ得る。
【０００８】
上述の損傷を受けた又は偏移した椎間板に関連する背痛は非常に一般的な健康問題であり、人生のある時点において多くの人々に影響を与える。座骨神経痛の無い背痛に対する現在の処置は、保存的な治療である。しかし、これが不首尾の場合には、脊柱セグメントの融合が最も一般的な実用的手法である。椎間板が除去され、各脊椎骨が、隣接する脊椎骨の融合を促進する種々のインプラントの設置により支持される。この処理によれば痛覚は軽減されるが、融合されたセグメントにおいては全ての椎間板運動が失われる。各椎間板は動作の欠如を補償するので、最終的に、この処置は融合したセグメントに隣接する椎間板に対して大きな応力を課し、おそらくは、これら隣接する椎間板の尚早な退行変性に繋がるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
脊柱セグメントの生理学的運動を維持することが好ましいであろうことが、脊柱外科医によって認識されている。したがって、脊椎骨融合に対する代替策として、運動を維持する人工椎間板として機能するように設計された多数のインプラントがある。初期のインプラントもしくは人工椎間板は、ボール・ベアリング、ばね、金属スパイクおよび他の着想の補助器具の如き多様な着想を具現するものである。これらの人工器具は全て、椎間板空間全体を置換するように作成されており、大寸で堅固である。移植の際には、装置の疑わしい適用可能性を超えて、本来的な困難性に直面する。これらの装置のサイズおよび非柔軟性のため、後方または後部側方からの移植の際に薄膜により呈される障壁、更に重要な点としては、脊髄および神経根糸により呈される障壁は回避することが困難であるので、これら装置は前方移植アプローチを必要とする。
【００１０】
しかしながら、前方移植は、手術の際に多数のリスクを伴い得る。損傷した椎間板領域に対して患者の前方から医師がアクセスをしようとするときに、種々の器官が物理的な障害を呈する。患者の腹部内への切開の後で医師は、干渉し合う器官の回りで索行を行うと共に、脊柱へのアクセス路を得るために、それらの器官を慎重に側方移動させることを強いられる。前方アプローチに起因する患者のリスクの一つは、処置の間にこれらの器官が偶発的に損傷され得ることである。現時点では、利用可能なインプラントの制限並びに現在の装置の外科的な移植に関する困難性および複雑さの結果として、前方アプローチの使用は限られている。
【００１１】
対照的に、椎間板の移植に対する後方アプローチによれば、身体器官を損傷するリスクは回避される。この利点にかかわらず、後方アプローチもまた、その使用を妨げる他の困難性を引き起こす。たとえば、後方アプローチは、脊髄を損傷するリスクを引き起こし得る。さらに、椎体の幾何学形状は、椎間板に対して限られたアクセスのみを許容する。よって、好首尾な後方または後部側方からの移植に対する重要事項は、脊髄および神経に対する接触を回避すること、ならびに、脊椎骨の骨組織の形状に起因して制限を受ける領域を通してインプラントを設置し得ることである。前方アプローチは後方アプローチの場合に生じる空間の制限を呈さないので、現在の人工椎間板の設計は後方アプローチで安全に使用するには嵩高すぎる。したがって、椎間腔内へ移植され得る低い断面輪郭（プロファイル）の人工脊柱椎間板、および、脊髄および神経に対して最小限の接触で且つ周囲の柔軟組織に対して最小限の損傷しか与えずに後方アプローチにより上記低い断面輪郭の人工脊柱椎間板を椎間腔内に外科的に移植する方法に対しては、相当な要望がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
人工椎間板に対しては２つの一般的なアプローチがあり、一方は関節全体の完全な置換であり、この場合、関節結合された補綴装置が隣接する各脊椎骨に堅固に取り付けられる。第２のアプローチは、椎間板の中央の“核”のみを、椎間板空間の中央において弾性的支持を提供するが線維輪及び支持靱帯の生来の支持を保持するインプラントで置換することである。本発明は両方の方策の利点を採用し、椎間板の中央には低侵襲性の支持装置を設ける一方、軸方向負荷は脊椎骨の周縁の堅牢な皮質骨に分散する。また、挿入には小さい入口しか必要としないので、該装置は環の大部分を維持する。該装置は、さらに、各椎体間における生理学的運動を可能にさせる。
【００１３】
一つの態様において、本発明は、少なくとも２個の細長要素を有する上側組立体と、少なくとも２個の細長要素を有する下側組立体とを備える椎間インプラントに関する。あるいはまた、上側組立体又は上記下側組立体のいずれかが、単一の細長要素又はプレートを有してもよい。上側組立体は、下側組立体に対して関節運動するように構成される。
【００１４】
他の態様において、本発明は、少なくとも一つの細長要素を有する上側組立体と、上側組立体と互いに係合する少なくとも一つの細長要素を有する下側組立体とを含む椎間インプラントに関する。上側組立体は、互いに係合された細長要素同士の間において例えば回転動作などの限定された範囲の運動を可能にするように構成され得る。
【００１５】
上述の態様の種々の実施形態において、上側組立体及び下側組立体の少なくとも一方の少なくとも２個の細長要素は互いと係合して、例えばＡ、Ｈ、Ｉ、Ｋ、Ｍ、Ｎ、Ｔ、Ｖ、Ｗ、ＹおよびＺのような種々の形状を形成する。細長要素のうちの少なくとも一個の細長要素は屈曲部を含み得る。一実施形態において、互いに係合された細長要素は、互いに係合した配置において、該細長要素間において制限された範囲の運動を可能にするために、間隙を該細長要素間に規定し得る。上側組立体及び下側組立体の少なくとも一方の少なくとも２個の細長要素は、閉じた位置と開いた位置との間で展開され得る。展開は、手動により、または、例えば形状記憶材料、ばね及び／又は他の機械的手段により自動的に、行われ得る。一実施形態において、少なくとも２個の細長要素は、閉じた位置において、Ｉ字形状、または、他の低いプロファイルの形状を形成する。幾つかの実施形態において、少なくとも２個の細長要素は、開いた位置において、上述の形状のうちの任意の形状を形成する。
【００１６】
さらに、少なくとも２個の細長要素は、閉じた位置と開いた位置との間において予め定められた角度範囲にわたり位置決めされ得る。種々の実施形態において、予め定められた角度範囲は、約０°より大きく且つ約１８０°より小さい値から成る。少なくとも２個の細長要素は、例えば旋回部又は同様の継手（ジョイント）により接続又は固着され得る。種々の実施形態において、椎間インプラントは、細長要素間の相対運動を防止するためのロック機構をさらに含む。ロック機構は、手動により、または、例えば形状記憶材料、ばね、ネジ、ピン、リンク機構、及び／又は、他の機械的手段により自動的に、作動され得る。
【００１７】
種々の実施形態において、椎間インプラント又はその構成要素は、例えばステンレス鋼、アルミニウム、タンタル、金、チタン、セラミック、クロム、コバルト、ニチノール、金属−セラミック・マトリクス、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、熱可塑性ポリウレタン(ＴＰＵ)、エチレン酢酸ビニル(ＥＶＡ)、熱可塑性ポリエーテル・ブロック・アミド、熱可塑性ポリエステル・エラストマ、ナイロン、シリコーン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)、および、それらの組み合わせのような任意の生体適合材料から製造され得る。
【００１８】
さらに、上側組立体及び下側組立体の少なくとも一方は、隣接する脊椎骨表面に係合するように構成され得る。例えば、上記組立体は、骨組織に係合するための突出部、または、骨組織の内方成長を可能にするための開口を含み得る。さらに、椎間インプラントは、例えば生物学的作用物質又は治療作用物質で被覆又は処理され得る。幾つかの実施形態において、椎間インプラントは、上側組立体及び下側組立体の各々に設けられた関節部領域を含む。関節部領域は、上側組立体及び下側組立体の一方の組立体に設けられた隆起部と、他方の組立体に設けられた嵌合凹部とを含み、隆起部及び凹部は少なくとも部分的に接触し得る。関節部領域は、例えば、ボール−ソケット形態、雄‐雌形態、互いに嵌合する弧状表面、又は対応するサドルとされ得る。一実施形態において、細長要素のうちの少なくとも一つの細長要素は長さ方向にテーパ付けされる。椎間インプラントは、上側組立体と下側組立体との間に配設されたスペーサを含み得る。さらに、関節部領域は、上側組立体と下側組立体との間の支承表面全体を増加させるように拡開可能とされ得る。
【００１９】
別の態様において、本発明は、第１の表面及び対向する第２の表面を有する第１の細長要素と、第１の表面及び対向する第２の表面を有する第２の細長要素とを含む椎間インプラントに関する。第１の表面は、実質的に平面状である。各第２の表面は、第１の細長要素及び第２の細長要素の相対運動を可能とさせるための相補的な嵌合関節部領域を含む。一実施形態において、各関節部領域は、各第２の表面上の中点の近傍に設けられる。
【００２０】
種々の実施形態において、第１の細長要素は、第２の細長要素と概略平行に配向される。第１の細長要素及び第２の細長要素の少なくとも一方の第１の表面は、隣接する脊椎骨表面に係合するように構成される。椎間インプラントの関節部領域は、細長要素の一方に設けられた隆起部と、他方の細長要素に設けられた嵌合凹部とを備え、隆起部及び凹部は少なくとも部分的に接触するようになっている。相補的な嵌合関節部領域は、例えば、ボール−ソケット形態、雄−雌形態、互いに嵌合する弧状表面、又は対応するサドルとされ得る。椎間インプラントは、第１の細長要素及び第２の細長要素の第２の表面同士の間に配設されたスペーサであって関節部領域を模するスペーサを含み得る。第１の細長要素及び第２の細長要素の第２の表面は、長さ方向にテーパ付けされ得る。椎間インプラントは、骨組織の内方成長を可能とさせるための少なくとも一個の開口又は孔を含み得る。
【００２１】
さらに、椎間インプラントは、第１の実質的に平面状の表面と、ノッチを規定する対向する第２の表面とを含む第３の細長要素を含むことができ、ノッチは第１の細長要素の第１の表面と係合するようになっている。一実施形態において、ノッチは第３の細長要素を二等分する。第３の細長要素は、第１の細長要素の上方に、該第１の細長要素に対して実質的に直交して設けられ得る。さらに、椎間インプラントは、実質的に平面状の第１の表面と、ノッチを規定する対向する第２の表面とを含む第４の細長要素を含むことができ、第４の細長要素のノッチは第２の細長要素に係合するようになっている。一実施形態において、第４の細長要素により規定されたノッチは該第４の細長要素を二等分する。第４の要素は、第２の細長要素の下方に、該第２の細長要素に対して実質的に直交して設けられ得る。一実施形態において、第１の細長要素及び第２の細長要素は各々、それらの第１の表面に設けられたノッチを規定する。第１の細長要素のノッチは第３の細長要素のノッチと嵌合し、第２の細長要素のノッチは第４の細長要素のノッチと嵌合する。第１の細長要素及び第３の細長要素、並びに、第２の細長要素及び第４の細長要素の一方の組の夫々の第１の表面は、実質的に共面的である。各ノッチは、各細長要素間の相対的回転運動のために該細長要素間に間隙を提供するための弧状の且つ／又はテーパ付けされた側壁を含み得る。
【００２２】
別の態様において、本発明は、少なくとも２個の接触領域において近傍の脊椎骨表面に接触するように構成された弾性本体を有する第１の細長要素と、少なくとも２個の接触領域において近傍の脊椎骨表面に接触するように構成された弾性本体を有する第２の細長要素とを含む椎間インプラントに関する。第１の細長要素及び第２の細長要素は、各接触領域間において各細長要素の夫々の弾性本体に沿って設けられた関節部領域を含む。第１の細長要素及び第２の細長要素は、各関節部領域を介して嵌合され得る。
【００２３】
上述の態様の種々の実施形態において、弾性本体の少なくとも一方は弧状形状を含む。第１の細長要素は、第２の細長要素に略直交して配向され得る。一実施形態において、各関節部領域は、第１の細長要素及び第２の細長要素に形成されたノッチ内に設けられる。
【００２４】
別の態様において、本発明は、第１の細長要素及び第２の細長要素を含む椎間インプラントに関する。第１の細長要素は、近傍の脊椎骨表面に係合するための第１のベースプレートと、第１のベースプレートに連結された第１の弾性プレートとを含む。第２の細長要素は、近傍の脊椎骨表面に係合するための第２のベースプレートと、第２のベースプレートに連結された第２の弾性プレートとを含む。第１の弾性プレート及び第２の弾性プレートは第１の細長要素と第２の細長要素との間の相対運動を許容するように互いに嵌合するように構成され得る。
【００２５】
一実施形態において、各弾性プレートは非平坦である。各プレートは、各々が長寸形状を有し得る。第１の弾性プレートはその両端部において第１のベースプレートに連結され、第２の弾性プレートはその両端部において第２のベースプレートに連結される。第１の弾性プレート及び第２の弾性プレートは、それらの外側表面に互いに係合するためのスロットを規定し得る。
【００２６】
別の態様において、本発明は、第１の要素及び第２の要素を含む椎間インプラントに関する。第１の要素は近位部分と遠位部分とを含み、各々の部分が第１要素の中央部分から延びている。近位部分及び遠位部分は逆方向に延び、第１の要素の長手方向軸線に対してオフセットされる。第２の要素は近位部分と遠位部分とを含み、各々の部分が第２要素の中央部分から延びている。近位部分及び遠位部分は逆方向に延び、第２の要素の長手方向軸線に対してオフセットされる。第１の要素は該第１要素の中央部分の第１の表面に設けられた第１の関節部領域を含み、第２の要素は該第２要素の中央部分の第１の表面に設けられ第１の関節部領域と嵌合するように構成された第２の関節部領域を含む。第１の関節部領域及び第２の関節部領域は、第１の要素と第２の要素との間の相対運動を可能にするように、少なくとも部分的に接触している。
【００２７】
種々の実施形態において、各長手方向軸線は第１の要素及び第２の要素の夫々の中央部分を二等分し、対応する近位部分及び遠位部分は、それらの夫々の長手方向軸線に関して均一に離間される。椎間インプラントは、さらに、近位部分と遠位部分とを含む第３の要素を含むことができ、各々の部分が当該第３要素の中央部分から延びている。近位部分及び遠位部分は逆方向に延び、第３の要素の長手方向軸線に対してオフセットされている。第３の要素の近位部分及び遠位部分は、第１の要素の近位部分及び遠位部分に対して相補的に配向される。第３の要素は、第１の要素の対向する第２の表面と嵌合する。第１の要素及び第３の要素の夫々の中央部分は、嵌合されたときに第３の要素の第１の表面が第１の要素の第２の表面と略共面的となるように、第１の要素及び第３の要素の近位部分及び遠位部分に対して減少した厚さを有している。
【００２８】
さらに、椎間インプラントは、近位部分と遠位部分とを含む第４の要素をさらに含むことができ、各々の部分が該第４要素の中央部分から延びている。近位部分及び遠位部分は逆方向に延び、第４の要素の長手方向軸線に対してオフセットされる。第４の要素の近位部分及び遠位部分は、第２の要素の近位部分及び遠位部分に対して相補的に配向される。第４の要素は、第２の要素の対向する第２の表面と嵌合する。第２の要素及び第４の要素の夫々の中央部分は、嵌合されたときに第４の要素の第１の表面が第２の要素の第２の表面と略共面的となるように、第２の要素及び第４の要素の近位部分及び遠位部分に対して減少した厚みを有している。
【００２９】
さらに、旋回継手により、第３の要素は第１の要素に対して旋回可能に接続され得ると共に、第４の要素は第２の要素に対して旋回可能に接続され得る。第３の要素及び第４の要素の夫々の第１の表面の少なくとも一部分は、脊椎骨表面と嵌合するように構成され得る。椎間インプラントは、第１の要素と第２の要素との間の相対運動を防止するためのロック機構を含み得る。第１の要素及び第２の要素は相対的回転運動を行うことができ、ロック機構は第１の要素を第２の要素に対して所定の回転角度でロックすることができる。上記角度は、約０°〜約９０°とされ得る。
【００３０】
別の態様において、本発明は、椎間インプラントを展開するためのツールに関する。該ツールは、椎間インプラントの第１の部分に連結されるように構成された第１の本体と、椎間インプラントの第２の部分に連結されるように構成された第２の本体とを含む。第２の本体は、第１の本体に対して摺動可能に連結される。第１の本体及び第２の本体は、舌部−溝式継手を介して摺動可能に連結され得る。第２の本体は、楔形状近位端部を含み得る。ツールは、第１の本体から延びるハンドルを含み得る。
【００３１】
種々の実施形態において、椎間インプラントが位置決めされたときに第２の本体の遠位端部が椎間インプラントに連結される。第２の本体は、椎間インプラントを展開するために近位端部を椎間インプラントに接触させるように配向させるために、第１の本体から結合解除されるように構成されている。椎間インプラントの展開は、第１の部分と第２の部分との間の楔形状近位端部を移動させ、第２の部分を椎間インプラントの第１の部分から離間移動させることを含み得る。椎間インプラントの第１の部分に対する第２の部分の相対的回転運動を可能にするために、椎間インプラントの第１の部分及び椎間インプラントの第２の部分は旋回可能に連結され得る。
【００３２】
別の態様において、本発明は、椎間インプラントを展開するためのツールに関する。該ツールは、インプラントの一部分に対して連結されるように構成された長寸本体と、該長寸本体から延びるハンドルとを含む。長寸本体は、該長寸本体の遠位部分から延びる楔形状突出部を有する。上記ツールの遠位部分は、椎間インプラントと嵌合し得る。上記ツールは、該ツールの回転時に、椎間インプラントの第１の部分を該椎間インプラントの第２の部分に対して変位させる。
【００３３】
別の態様において、本発明は、椎間インプラントを設置するための方法に関する。該方法は、椎間インプラントを準備する段階と、該椎間インプラントをツールに連結する段階と、椎間インプラントを２個の隣接する脊椎骨に対して身体内に移植する段階とを含む。椎間インプラントは相対運動し得る２個の部分を有し、上記ツールは、椎間インプラントの第１の部分に連結されるように構成された第１の本体と、椎間インプラントの第２の部分に連結されるように構成された第２の本体とを有する。第２の本体は、第１の本体に対して摺動可能に連結されており、楔形状近位端部を有する。上記方法は、さらに、第２の本体を上記ツールから結合解除する段階と、楔形状近位端部が椎間インプラントの少なくとも一部分に接触するように第２の本体を再配向して上記ツールに対して再連結する段階と、第２の本体を椎間インプラントに向けて移動させて第１の部分を第２の部分から離間させる段階とを含む。あるいはまた、上記方法はカニューレを用いて実施可能であり、この場合には、椎間腔内へのインプラントの挿入を容易にするために、椎間インプラントがツールに連結され、椎間インプラント及びツールの両者がカニューレを通して身体内に挿入される。カニューレに沿って、楔状部分を備えた長寸ツール、または、楔状又は他の適切な形状のツールが通され、椎間インプラントの第１の部分を椎間インプラントの第２の部分から離間させることができる。
【００３４】
種々の実施形態において、上記方法は、上記ツールを椎間インプラントから結合解除する段階をさらに含む。一実施形態において、上記移植する段階は、側方アプローチ、後側方アプローチ、および、前側方アプローチのうちの少なくとも一つで実施される。椎間インプラントの第１の部分は、相対的回転運動を可能とするために、椎間インプラントの第２の部分に対して旋回可能に連結され得る。上記方法は、さらに、椎間インプラントの第１の部分を椎間インプラントの第２の部分に対して所定角度でロックする段階を含み得る。
【００３５】
別の態様において、本発明は、第１の脊椎骨接触表面を規定する上側組立体と、第２の脊椎骨接触表面を規定すると共に上側組立体に対して関節運動するように構成された下側組立体とを含む椎間インプラントに関する。第１の脊椎骨接触表面及び第２の脊椎骨接触表面の少なくとも一方は、拡大可能な表面積を備える。
【００３６】
別の態様において、本発明は、上側組立体と、該上側組立体を支持すると共に該上側組立体に対して関節運動するように構成された下側組立体とを含む椎間インプラントに関する。上側組立体及び下側組立体の少なくとも一方は、拡張可能な脊椎骨接触表面積を含むように構成される。
【００３７】
別の態様において、本発明は、少なくとも２個の要素を有する上側組立体と、少なくとも２個の要素を備え上側組立体を支持する下側組立体とを備え、上側組立体の少なくとも２個の要素が上側組立体の脊椎骨接触表面領域のサイズを変更するように構成可能であり、下側組立体の少なくとも２個の要素が下側組立体の脊椎骨接触表面のサイズを変更するように構成可能になっている椎間インプラントに関する。
【００３８】
別の態様において、本発明は、上側組立体と、上側組立体に嵌合関節部領域を介して連結された下側組立体とを含む椎間インプラントに関する。関節部領域は、拡開可能な支承表面から成る。
【００３９】
これらの及び他の目的は、本明細書に開示された本発明の利点及び特徴と共に、以下の説明、添付図面及び各請求項を参照することで明らかとなろう。さらに、本明細書に記載された種々の実施形態の特徴は相互に排他的では無く種々の組み合わせおよび順序で存在し得ることを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
図中、異なる図面を通して、同様の参照符号は、概ね、同一の部材を表している。同様に、各図面は必ずしも縮尺通りでなく、代わりに、発明の原理を例示する際には概略的に強調されている。以下の記載において、本発明の種々の実施形態は添付図面を参照して説明されている。
【００４１】
本発明は、椎間板を置換し又は椎間板に対する応力を軽減するために脊柱の２個の脊椎骨間に移植するための装置を提供する。該装置は、少なくとも一つの上側組立体と一つの下側組立体とを備え、これら組立体は、上側組立体と下側組立体との間の機械的接続部周りに関節運動することで、当該少なくとも二つの組立体の制御された相対運動を許容し得るようになっている。結果として、２個の脊椎骨間に配置されてそれらに取り付けられ、または、それらに当接して着座したときに、上記インプラントは、置換された又は支持（または補助）を受ける椎間板により提供されるのと同様に、軸方向骨格の脊椎骨セグメント間の制御された動作を許容する。
【００４２】
本発明は、また、上記装置を椎間腔内に移植する方法および装置を提供する。上記方法は、上記インプラントの周りにおける柔軟組織の損傷を最少化する低侵襲的アプローチ、すなわち、開放側方アプローチ、前側方アプローチまたは後側方アプローチを採用する。インプラントを挿入するための装置は、インプラントを挿入する目的と共に椎間腔内での動作形態へインプラントを展開させる目的の両方で、使用され得る。
【００４３】
図１は、２個の平行な細長要素を備えた椎間インプラントの略斜視図である。インプラント１０は、上側細長要素１２と下側細長要素１４とを含み、これら要素は、概ね当該各要素の中央領域の周りに配置された嵌合関節部領域を通して互いと接触している。この形態において、嵌合関節部領域は上側細長要素１２および下側細長要素１４上の相補的部分を含み、上側細長要素１２上の凸状すなわち雄型の嵌合関節部領域１８が下側細長要素１４上の凹状すなわち雌型の嵌合関節部領域２０と嵌合するようになっている。
【００４４】
上側細長要素１２および下側細長要素１４は両者ともに、実質的に直線状の９０°縁辺を備えた実質的に矩形状のプロファイル（断面輪郭）を有する。代替実施形態において、上記細長要素は長楕円形、楕円形、または、他の適切な形状のプロファイルを形成してもよい一方、該細長要素の縁辺は、丸み付けされ、湾曲され、面取りされ、または椎間腔内への更に容易な挿入および更に良好で更に安全な使用を可能にする他の形状にすることができる。
【００４５】
上記嵌合関節部領域は、上側細長要素１２と下側細長要素１４との間の相対運動を許容し、上側細長要素１２および下側細長要素１４の誤整列なしでこれらの要素が嵌合関節部の中心周りに関節運動、旋回、ピッチ運動または回転するように、設計される。インプラント装置の上側要素と下側要素と間のこの関節運動は、屈曲、伸展、側方曲げおよび／または生理学的並進運動のような脊柱の生理学的運動を許容し得る。
【００４６】
幾つかの実施形態において、嵌合関節部の上側部分および下側部分は、無拘束的な接続を以て互いに嵌合し、２つの関節部間に一定量の遊びを許容するようにすることができる。結果として、上側細長要素１２および下側細長要素１４は、嵌合関節部の中心周りで自由に関節運動しまたは旋回し得る。特定の代替的形態においては、嵌合関節部の上側部分および下側部分は互いに対して緊密に嵌合して、インプラント１０の上記２個の要素を相互に堅固な位置で接続するか、または、該２個の要素間で可能な関節運動を所定量に制限することができる。嵌合関節部は、限定的なものとしてで無く、ボール−ソケットタイプ接続、隆起部およびサドル、または、他の適切な相補的関節接続を含み得る。適切な嵌合関節部を選択すると、各要素は、たとえば該各細長要素の長さ方向軸線に沿う唯一の方向において相互に関して旋回するか、または、該嵌合関節部の中心軸線周りにおける任意の方向に旋回することが許容され得る。
【００４７】
上側細長要素１２および下側細長要素１４は両者ともに、インプラント１０の外側部分を規定し上側および下側の脊椎骨に対して夫々が接触する脊椎骨表面２６と、インプラント１０の内側部分内の関節表面２８とを含む。各要素の脊椎骨表面２６は実質的に平坦である一方、各要素の関節表面２８は、各要素がその端部にて薄くなり且つ中央領域に向かい厚くなるように傾斜して斜面状に形成される。各要素の関節表面２８のこの斜面形成もしくはテーパ付けは、上側細長要素１２および下側細長要素１４が嵌合関節部周りに互いに対して関節運動または旋回するときに、より大きな範囲の運動を可能とさせる。したがって、各関節表面２８上の傾斜角度を変えると、インプラント１０に対して可能な運動範囲が変更され得る。
【００４８】
本発明の代替実施形態において、関節表面２８は、限定的なものとしてでは無く、インプラント１０の必要な関節運動に依存して、平坦なまたは湾曲した表面のような異なる形状とされ得る。一定の実施形態においては、上側細長要素１２および下側細長要素１４の夫々の関節表面２８の形状は異なり得る一方、他の実施形態においては、一つの要素の各側における関節表面２８の形状も異なり得る。本発明の幾つかの実施形態においては、インプラント１０の一方若しくは両方の要素の脊椎骨表面２６もまた、該インプラントの特定要件に依存して、斜面形成され且つ／又は湾曲された部分を含み得る。
【００４９】
突出部１６は、インプラント１０の一方又は両方の要素の脊椎骨表面２６上に取付けられ若しくは形成され、インプラント１０の直上および直下の脊椎骨に対して脊椎骨表面２６が更に良好に接触または固定することを可能にさせることができる。突出部１６は、脊椎骨と確実に相互作用を及ぼすように種々の形態を有し得る。これらの形態としては、限定的なものとしてでは無いが、単一又は複数のスパイク、フック、または、脊椎骨内へ確実に着床する他の隆起要素が挙げられる。代替実施形態においては、突出部１６は、脊椎骨表面の刻み付き領域、溝付き領域、リブ付き領域、または、織り目加工された領域を含むことで、インプラント１０の上下の脊椎骨との更に確実な接触を提供し得る。別の代替実施形態において、突出部１６は、限定的なものとしてでは無いが、生物学的接着剤のような接着物質であって、一個以上の細長要素の脊椎骨表面２６の所定領域及び／又は一つ以上の側に配置されて脊椎骨とインプラント１０との間の接触を改善させ得る接着物質により、置き換えられ又は支援され得る。
【００５０】
インプラントの上側要素および下側要素は、突出部１６及び／又は上述の接着剤と組み合わせて又はそれに代えて、インプラント１０の各要素の脊椎骨表面２６および両側に沿い、限定的なものとしてでは無いが、孔、間隙又は他の表面特性のような単一又は複数の凹部２２を含み得る。これらの凹部は、骨組織がインプラント内へ成長して該インプラントを脊椎骨に対して融合させることを促進し得る。
【００５１】
本発明の代替実施形態において、突出部１６、接着剤及び／又は凹部２２は、インプラント１０の上側要素１２および下側要素１４の一方上にのみ配置され得る。一定の実施形態において、凹部２２は、例えば各細長要素の脊椎骨表面２６上のみのように、各要素の一定の表面上にのみ配置され得る。インプラント１０と脊椎骨との間の接触を改善する上記方法の任意の組み合せは、外側表面(すなわち各要素１２、１４の脊椎骨表面２６と側部と端部)の内の任意の面上に配置され得ると共に、任意の２つの側面を同一組み合わせとする必要はないことに留意すべきである。このように、インプラント１０の特定要件と患者の脊柱の特定の幾何学的形状および生理機能とに依存して、異なる形態の接触改善方法が異なる表面上で採用され得る。別の代替実施形態においては、インプラント１０の上下の脊椎骨からの圧力により該インプラント１０を所定位置に保持することで、細長要素の一方又は両方は、一切の突出部１６、凹部２２及び／又は接着剤なしとすることができる。別の代替実施形態においては、椎間腔内で別体のロック要素を展開させてインプラント１０を脊椎骨に留めることができる。
【００５２】
さらに、たとえば骨成長を促進し又は感染症に対処するために、インプラント１０を生物学的又は治療的な作用物質で被覆若しくは処理することができる。別の代替実施形態において、内部又は外部の貯留リザーバから生物学的又は治療的作用物質を脊柱に供給するために、インプラントは、限定的なものとしてでは無いが、カニューレ及びマイクロポンプのような機構を含むことができる。
【００５３】
図２は、２つの平行な細長要素を備えた代替的な椎間インプラント１０の略側面図であり、インプラント１０の上側細長要素１２および下側細長要素１４上の凹状すなわち雌型の嵌合関節部領域３４、３６の間に別体のスペーサ要素２４が配置されている。ここでも、インプラント１０の各要素は、実質的に平坦な脊椎骨表面２６および傾斜した関節部表面２８を含んでいる。上述したように、各要素の脊椎骨表面２６および関節部表面２８の形状は、本発明の代替実施形態においては、所定インプラント１０の特定の要件に合うように変更され得る。一定の実施形態においては、上側細長要素１２および下側細長要素１４もまた、該要素を周囲の脊椎骨に対して更に良好に接続するために、その脊椎骨表面２６及び／又は側面上に突出部１６、凹部２２及び／又は接着物質を含み得る。代替実施形態において、嵌合関節部領域３４、３６は、少なくとも一つ、有力な候補としては二つの凸状隆起部を含み、対応するスペーサ２４が、上側要素１２および下側要素１４の関節部領域３４、３６と嵌合するように適合した凹状側面を含み得る。
【００５４】
スペーサ要素２４は、２個の要素が上述されたように互いに対して関節運動又は旋回することを可能とさせる。スペーサ２４は関節部領域を再現することができ、楕円面、または、嵌合関節部領域３４、３６に適した他の相補的形状、例えば、限定的なものとしてでは無いが、ボール形状、両凸形状又は両凹形状とすることができる。スペーサ２４は、インプラント１０の細長要素と同一の材料から構成することもでき、周囲の細長要素とは異なる材料から構成することもできる。スペーサ２４に異なる材料を使用することで、たとえば、インプラント１０の寿命を改善させたり、関節部領域の摩擦特性を変えて２個の細長要素の相対運動を容易とさせ又は可能性として妨げたりすることが可能となる。
【００５５】
図３は、２個の脊椎骨間に挿入された図１の椎間インプラントの概略図である。各脊椎骨３０は椎間板３２を介して接続される。インプラント１０は、２個の脊椎骨３０の間の椎間板３２を置換又は補助的に支持するために使用され得る。図３に示されているように、上側細長要素１２および下側細長要素１４の脊椎骨表面２６は、周囲の脊椎骨３０の表面に当接して着座する。インプラント１０は、上側細長要素１２および下側細長要素１４が嵌合関節部領域を通して互いに対して関節運動することを許容して、健康な椎間板３２により許容される運動と同様にして脊柱が運動および屈曲することを可能とさせる。
【００５６】
インプラント１０は、限定的なものとしてでは無いが、インプラント周りの柔軟組織の損傷を最少化させる低侵襲的アプローチ、すなわち、開放側方アプローチ、前側方アプローチ又は後側方アプローチを含む多数の様式で、椎間腔内へ挿入され得る。図４Ａ及び図５は、インプラント１０を２個の脊椎骨の間に挿入する可能な２つの方法を示している。
【００５７】
図４Ａは、後側方アプローチにより椎間腔内に挿入されつつある図１の椎間インプラント１０の略平面図である。この方法では、インプラント１０の端部のプロファイルが小さいため、インプラントは患者の背部における小さい切開部を通して椎間腔内に挿入され得る。切開部は背部において脊柱の側面に、たとえば脊柱の前後方向軸線に対して４５°の角度にて作成され得る。代替実施形態において、この角度は、患者の生理機能、体格および体型、および、挿入時におけるインプラント１０の要件に依存して、増減され得る。
【００５８】
椎間腔内へのインプラントの挿入を容易にさせるために、患者の背部に形成された切開部内にカニューレ３８又は他の適切な中空管を挿入することができる。次に、インプラント１０は、介在組織などに強制的に貫通させる必要なしに、中空カニューレ３８を通して椎間腔内へ挿入され得る。インプラント１０の挿入は、挿入ツールを使用して、インプラント１０を適切な箇所に位置決めし、位置決めされたインプラント１０を有効な設定に展開することを含み得る。たとえば、インプラント１０は、内蔵のロック機構又は別体のロック要素を用いて非関節運動形態でロックされ得る。インプラントの挿入時には、このロック機構は、挿入ツールにより解除され、上側細長要素１２および下側細長要素１４の相対関節運動を可能とさせることができる。代替実施形態においては、カニューレ及び／又はロック機構と共に、または、その必要性なしに、インプラント１０を椎間腔内へ挿入するために、標準的な手術器具が使用され得る。
【００５９】
カニューレ３８は、インプラント１０に対する経路を提供するために切開部を通して患者の体内へ挿入され得る堅固な又は撓曲可能な管とすることができる。一定の実施形態において、この管はその最終形態で身体内へ挿入され得るが、他の実施形態では、この管は、挿入時における管のプロファイルを最小化するために折り潰され又は部分的に折り潰された形態で身体内へと挿入され、挿入後に管の最終形態へ拡開され得る。カニューレ３８は、円筒形、正方形、矩形又は他の適切な形状の管とすることができ、また、インプラント１０のプロファイルと相補的な形状にすることもできる。カニューレは、本発明の幾つかの実施形態において、完全に閉鎖された断面を有し得るが、他の実施形態では、一方の側にて少なくとも部分的に開放され名目的に“Ｃ”字形状の断面を形成する挿入ハウジング３９により置き換えられ得る。幾つかの実施形態において、挿入ハウジング３９の開放部分は軌道を提供することができ、この軌道は、挿入の際にインプラントを安定化させるために、または、インプラント１０を挿入するときに身体物質がチャネルから抜け出るのを許容するために、使用され得る。図４Ｂには、例示の挿入ハウジング３９の端面図が示されており、名目的に“Ｃ”字形状断面のハウジング３９が、インプラント１０の通過のための中空中央チャネル４１と、インプラント１０のための軌道並びに該ハウジング３９内の任意の物質のための流出手段（脱出手段）を提供する間隙４３とを提供する。さらに、カニューレ３８又はハウジング３９は、隣接する脊椎骨同士を離間拡開させるために又はインプラントの挿入を容易にするために、身体内における近位端部に楔形状のような幾何学的形状を含み得る。
【００６０】
図５は、側方アプローチにより椎間腔内へ挿入されつつある図１の椎間インプラント１０の略平面図である。この方法においては、脊柱の前後方向軸線に対して９０°の角度にてインプラント１０が挿入される結果となる箇所にて患者の側部に切開部が形成される。次に、インプラント１０は、図４Ａの後側方アプローチについて記載されたのと同一の方法および装置のうちの何れかの方法および装置を用いて椎間腔内へ挿入され得る。
【００６１】
図６Ａは、十字形状の椎間インプラントの２個の外側セグメントの略斜視図である。この形態において、インプラント４０は、中央の嵌合関節部領域にて相互作用する上側十字形状要素および下側十字形状要素として構成されるインプラント４０を生成するように組み合わされる４個の細長要素から成る。図６Ａは、インプラント４０の２個の外側セグメントを示している。ここで、上側副要素４２および下側副要素４４は、互いに対して平行に位置決めされる。副要素４２、４４の脊椎骨表面は、インプラント４０を当接脊椎骨に更に確実に接続するために使用され得る突出部５０を含む。これら突出部５０は、図１から図５の各実施形態について記載された形態のうちの任意の形態を取り得る。副要素４２、４４は、また、ここでも図１から図５の実施形態について記載されたような凹部及び／又は接着剤部分を含み得る。
【００６２】
副要素４２、４４の各々の関節表面の中央部は、それぞれ、ノッチ４６、４８を含み、副要素４２、４４がインプラント４０の十字要素上の任意選択の相補的ノッチと互いにロックすることを可能にさせている。これらの十字要素は、図６Ｂに示されている。ここで、上側主要素６０および下側主要素６２は、上側副要素４２および下側副要素４４に対して９０°となるように、互いと平行に位置決めされる。上側主要素６０および下側主要素６２は、それぞれ、任意選択のノッチ６４、６６を含み、主要素６０、６２が図６Ａに示されている副要素４２、４４に対して９０°で互いにロックすることを可能にさせている。
【００６３】
主要素６０、６２は、また、関節運動又は旋回するように上側要素６０が下側要素６２に接続されることを可能とさせる嵌合関節部領域を含む。示されている実施形態において、上側要素６０に取り付けられた上側関節部要素は凸状すなわち雄状の隆起部６８から成る一方、下側要素６２に取り付けられた下側関節部要素は対応する凹状すなわち雌状の受容部７０から成る。図１から図５の実施形態について上述したように、嵌合関節部領域は、限定的なものとしてでは無いが、相補的な雄状関節部および雌状関節部、あるいは、相補的スペーサを備えた２個の雌状関節部、若しくは、１個の雌状関節部および１個の雄状関節部、若しくは、２個の雄状関節部、ボール−ソケット関節部、一対のサドル、または、他の任意の適切な嵌合要素のような多数の可能的な配置機構を含み得る。図１から図５の実施形態の場合と同様に、嵌合関節部は、一定の実施形態においては一つの長手方向軸線のみに沿い関節運動又は旋回することを許容し、または、他の実施形態においては嵌合関節部の中心軸線周りの任意の方向へのインプラント４０の旋回を許容し得る。
【００６４】
細長要素４２、４４、６０、６２は全てが関節表面上でテーパ状にすることで、インプラント４０を旋回又は関節運動させるときに大きな範囲の運動を可能にさせる。一定の実施形態において、テーパは各細長要素上で等しくして、インプラント４０が各方向に等しく旋回することを可能とさせることができる。他の実施形態において、各細長要素は、異なるテーパ又は形状を有し、インプラント４０が一定方向において旋回し得る角度を増減させることができる。たとえば、患者の脊柱の運動の範囲は全方向において必ずしも等しくはないことから、各細長要素の形状およびテーパを慎重に選択することにより２個の脊椎骨の互いに対する運動の範囲は全方向において適合され得る。
【００６５】
各要素上のノッチの箇所にて上側主要素６０および副要素４２を相互に且つ下側主要素６２および副要素４４を相互に係合（ロック）すると、図７に示された組立後のインプラント４０になる。十次形状を形成するインプラントを構築することで、インプラントの安定性を高めることができると共に、上側要素および下側要素が全方向において更に良好に旋回することが可能になる。十次形状の構成は、また、各要素の脊椎骨表面が脊椎骨に接触する表面積を増大させる。このことは、インプラントおよびこれと対応付けられた脊椎骨との間の負荷を分散させる手助けとなり、したがって、インプラントが経時的に脊椎骨内へ沈降若しくは着床して可能性として脊椎骨を損傷さ得るという根付きを回避させる助けとなり得る。
【００６６】
図８及び図９においては、身体内に挿入された十字形状インプラントの例が示されている。図８は、当該箇所にて損傷された椎間板を置換し又は補助的に支持し得るように、２個の脊椎骨３０の間において脊柱内に挿入された椎間インプラント４０の側面図を示している。図９は、２個の脊椎骨３０の間に配置された十字形状インプラント４０の平面図を示している。本発明の一定の実施形態において、インプラントの十字要素は互いに対して９０°とされ得る一方、図９のインプラントのような他の実施形態においては、十字要素間の角度は９０°より小さくされ得る。補助的に支持される脊椎骨の幾何学的形状およびサイズ、並びに、患者の生理機能のような要因に依存して、異なる交差角度を有するインプラントが使用され得る。
【００６７】
十字形状インプラント４０のプロファイルは更に大きいことから、椎間腔内にインプラント４０を挿入するためには、患者に対して、より大きい切開部が必要とされ得る。しかしながら、これは、自身の断面プロファイルを最小化するために折り畳まれ又は折り潰された形態で身体内に挿入され得るインプラントを使用することで低減させることができ、このようなインプラントは、挿入後に、椎間腔内で十字形状形態へ展開される。あるいはまた、副セグメント４２、４４は、脊柱の一方側から後側方アプローチで挿入され得る一方、主セグメント６０、６２は脊柱の他方側から後側方アプローチで挿入される。次に、主要素及び副要素は、椎間腔内の所定位置とされながら相互にロック又は係合される。たとえば、一実施形態において、組み立て済みの副要素のノッチは横坑を形成し、この横坑を通して、組み立て済みの２個の主要素が逆側から挿入され得る。この方法は、形成される必要があるのは、一つの大きな切開部ではなく、２個の小さい切開部のみであることを意味する。
【００６８】
本発明の別の実施形態において、十字形状インプラント１００は、中央の嵌合関節部領域にて交差する２個の単一の細長要素１０２、１０４から形成され得る。図１０から図１５には、インプラント１００の種々の実施形態が示されている。各細長要素は上述されたような特性を備える脊椎骨表面を有しており、示されている実施形態においては、細長要素は突出部１０６を含んでいる。一定の代替実施形態において、突出部１０６は、凹部及び／又は接着要素により置き換えることができ、また、それらと組み合わせて機能することもできる。ここでも、インプラント１００の特定の要件に依存して、各要素は可変角度でテーパ付けされ得るか又は各要素の断面プロファイルが変更され得る。
【００６９】
図１０は、隣接する脊椎骨３０の間の椎間腔内に挿入されたインプラント１００の平面図を示している。２個の要素は９０°未満の角度で交差しているが、代替実施形態においては、この角度は９０°まで増大されることもでき、０°に向けて減少せることもできる。図１１に示されているように、上側細長要素１０２および下側細長要素１０４は、嵌合関節部組立体にて、各要素の関節表面の実質的に中央において互いと接触する。嵌合関節部は、上側要素１０６上のサドル形状表面１０８と、下側要素１０４上の対応するサドル形状表面１１０とを含む。
【００７０】
サドル形状表面１０８、１１０は、上側細長要素１０２および下側細長要素１０４が互いに対して関節運動し、旋回し、枢動し、旋回し、または、回転し得る。図１０に示されているように、サドル形状表面１０８、１１０は対応要素の幅を僅かに超えて延びており、これにより、２個の要素が互いに対して旋回することと共に、２個の要素間の角度を増減させることを可能にさせている。このことは、運動の間に脊柱が旋回するのを許容する上で利点となり得る。代替実施形態において、サドル形状表面１０８、１１０は互いに対して更に緊密に嵌合することで、２個の要素１０２、１０４の間の旋回を制限又は停止させ得る。
【００７１】
インプラント１００の代替実施形態において、サドル型の嵌合関節部は、限定的なものとしてでは無いが、相補的な雄状および雌状の関節部、２個の雌状又は雄状の関節部および相補的スペーサ、ボール−ソケット関節部、ピン式接続、又は、他の任意の適切な嵌合要素のような他の適切な嵌合関節部により置き換えられ得る。上述したように、インプラント１００は、後側方アプローチにより、患者の背部にて脊柱の両側に一つずつ設けられた２個の小さな切開部を通して椎間腔内に挿入され得る。
【００７２】
上記又は下記にて言及される本発明の各実施形態のうちの任意の実施形態において、細長要素は、図１２のばね細長要素１２０又は図１３に示されている弧状細長要素１３０のようなばね要素により置き換えられ得る。
【００７３】
図１２は、弧状の又は湾曲したバー１２４と、直線状又は平坦なバー１２６と、２個のバーをそれらの外側端部にて互いに保持するコネクタ１２８とから成るばね型細長要素１２０を示している。この形態は、“リーフスプリング（板ばね）”効果を提供する要素１２０に帰着し得る。要素１２０は、別の細長要素１２０と嵌合するノッチ１２２も含んでいる。ばね型細長要素１２０の使用は、インプラントに対して可撓性を付加する上で利点となり得ると共に、一定の実施形態においては、上側要素および下側要素を代替的に互いに固定形態で接続することにより、上側要素と下側要素との間の関節接続の必要性が除去され得る。この形態において、インプラントの必要とされる運動範囲は、細長要素自体のばね動作により提供され得る。
【００７４】
代替実施形態において、ノッチ１２２は、上述の他の嵌合関節部のうちの任意の嵌合関節部により置き換えられ得る。本発明の幾つかの実施形態においては、所定のインプラントの唯一の又は幾つかの細長要素がばね型細長要素１２０とされ得る一方、他の実施形態においては、インプラントにおける全ての細長要素がばね型細長要素１２０とされ得る。
【００７５】
図１３は、弧状部を支持する２個の端部組立体１３４から成る弧状細長要素１３０を示しており、孤状部上にサドル型嵌合関節部１３２が設けられている。代替実施形態において、サドル１３２は、上述の他の嵌合関節部又は接続部のうちの任意のものにより置き換えられ得る。上述のばね型細長要素１２０の場合と同様に、弧状細長要素１３０は、インプラントの可撓性を高める上で、または、インプラントの上側要素と下側要素との間の嵌合関節部を置き換える上で利点となり得る“リーフスプリング（板ばね）”効果を提供し得る。
【００７６】
上記又は下記において言及される本発明の実施形態のうちの任意の実施形態において、細長要素の幾つか又は全ては、その関節表面上にスロット形成部分を含み得る。これは、使用中にインプラントの安定性を提供する上で、且つ／又は、椎間腔内への設置の際に各要素を整列させる手段を提供する上で利点となり得る。スロットの側部は、幾つかの実施形態においては、テーパ付け又は丸み付けされることで、インプラントの上側要素と下側要素との間における軸回転又は旋回運動のための間隙を許容し得る。図１０に描かれた角度付きノッチ１０５により示されているように、たとえばノッチが形成された又はサドル状に形成された嵌合関節部の各側部は、角度付け又は丸み付けされることで、間隙を提供すると共に、各要素が互いに対して水平方向に旋回することを可能とさせ得る。
【００７７】
図１４においては、サドル型嵌合関節部１３２を備えた弧状細長要素１３０を用いたインプラントの一実施形態が示されている。ここで、インプラントは、細長要素１０２、１０４を一対の弧状要素１３０で置き換えて、図９および図１０の２要素十字インプラント１００と同様の形状に形成される。弧状細長要素１３０の端部１３４は、インプラントを所定位置に固定するために、当接する脊椎骨内へ確実に着床される。弧状要素の端部のこの着床は、挿入の時点で外科的に達成されるか、または、インプラントに対して脊柱により及ぼされる圧力により引き起こされる沈降によって経時的に自然に生じ得る。図１５には、弧状細長要素１３０による十字型インプラントの平面図が示されている。
【００７８】
図１６においては、相補的な雄状関節部１４２および雌状関節部１４４を備えた弧状細長要素１３０を用いたインプラント１４０の実施形態が示されている。この形態においては、図１から図５の実施形態の細長要素１２、１４を２個の平行な弧状細長要素１３０で置き換えている。平行形態を用いることで、単一の切開部を用いてインプラントを椎間腔内へ挿入することを可能とさせている。
【００７９】
本発明の別の実施形態は、ピン型の接続により相互に接続された２個の細長要素による鋏型の設計態様を採用し得る。この実施形態において、インプラントの各要素は挿入の際におけるインプラントの断面プロファイルを最小化するために挿入の際には平行に配置されるが、挿入後には開かれて交差型形態を形成する。この実施形態は、二要素交差形態および四要素交差形態の両方に対して採用され得る。鋏型形態は、単一のインプラントが、該インプラントの別個の細長要素間の角度が約０°〜約１８０°の任意の所望の角度となるように展開され得る。鋏型インプラントは、また、上述されたように脊柱の両側に二つの切開部を要するのではなく患者の背部に設けられた単一の切開部を通して十字インプラントを挿入することを可能とさせる点においても有利である。一定の実施形態において、ピン形式接続は、弾性ピン、または、別の適切で柔軟な材料からなる取付具を含み、ピン止めされた接続の屈曲が許容されると共に、接続箇所周りにおける上側要素および下側要素の相対関節運動が許容され得る。
【００８０】
図１７Ａ及び図１７Ｂは、それぞれ、挿入形態および展開形態における二要素鋏型インプラント１５０を示している。インプラント１５０は、上側細長要素１５４および下側細長要素１５６を含んでいる。これらの２個の要素１５４、１５６は、各要素の中央を貫通するピン１５２により接続される。インプラント１５０は図１７Ａに示されているような閉じた形態又は挿入形態で椎間腔内へ挿入可能であり、この形態では、インプラントは小さい断面プロファイルを有することから挿入の際における柔軟組織に対する損傷を最小化し得る。椎間腔内への設置時に、インプラント１５０は図１７Ｂに示されているような開いた形態へ展開され得る。本発明の一定の実施形態においては、インプラント１５０を挿入して展開するために特別に設計された挿入ツールが使用され得る一方、代替的形態においては、インプラント１５０を挿入して展開するために標準的な手術用具が使用され得る。インプラント１５０の各要素は、図１から図１１の実施形態について記載されたように、２個のテーパ付き要素から作成され得る一方、代替実施形態においては、弧状細長要素が使用され得る。
【００８１】
代替的形態において、ピン１５２は、限定的なものでは無いが、相補的な雄状および雌状の関節部、相補的なスペーサを備えた２個の雌状又は雄状の関節部、ボール−ソケット関節部、一対のサドル、若しくは、他の任意で適切な嵌合要素のような前述の嵌合関節部のうちの任意のもので置き換えられ得る。単一切開部を通して挿入するためにこれらの嵌合関節部のうちの一つを備えた鋏型インプラントに対しては、挿入の際に各ピースを一体的に保持する挿入ツールが必要となり得る。
【００８２】
図１８から図２２においては、四本アーム式鋏型インプラント２００を含む本発明の実施形態が示されている。この実施形態において、上側鋏組立体２０２は、嵌合関節部２０６を通して下側鋏組立体２０４と嵌合する。上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４は両者ともに、旋回部、ピン又は他の適切な接続部を介して接続され得る２個の別体の細長要素であって各要素の中心周りに互いに対して回転し得る単一の鋏組立体を形成し得る細長要素を含む。嵌合関節部２０６は、ボール−ソケット関節部を含んでいる。本発明の代替実施形態においては、ボール−ソケット２０６の代わりに、上述のような他の嵌合関節部が採用され得る。
【００８３】
一定の実施形態において、インプラント２００は、限定的なものでは無いが、脊椎骨表面上の突出部、凹部、接着区画、可変的にテーパ付けされた又は湾曲された細長要素、平坦な細長要素、および、弧状要素又はばね要素など、前述の本発明の各実施形態において論じられた任意の特徴又は一群の特徴を含み得る。
【００８４】
図１８は、閉じた形態又は挿入形態になっているインプラント２００の側面図を示している。図１９においては、上側鋏組立体２０２を見下ろした閉じた形態の対応する平面図が示されている。図２０及び図２１においては、開いた形態又は展開形態のインプラント２００の側面図及び平面図がそれぞれ示されている。
【００８５】
上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４の各々は、当該細長要素の中央領域周りで旋回可能に接続された２個の細長要素を含んでいる。各要素の中央領域から外方に延びる該要素の部分は該要素の中央長手方向軸線からオフセットされており、各組立体の一方の要素のオフセットはその組立体の他方の要素のオフセットの鏡映である。結果として各組立体の２個の要素は、図１８及び図１９に示されているように、単一の平坦表面を形成するように、閉じた形態へ相互に旋回し得る。これにより、上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４の両方に対し、実質的に平坦な脊椎骨表面を生成させる。インプラントの展開時に、図２０及び図２１に示されているように、各組立体に対する実質的に平坦な脊椎骨表面を維持しながら、各組立体の各要素の延長部分はその組立体の中央領域の旋回可能接続部周りで回転する。
【００８６】
本発明の代替実施形態において、各組立体の鋏要素は、一方の要素の延長部分はその組立体の他方の要素の延長部分の下方で旋回するように構成され、これによって、挿入されるときにインプラントの断面プロファイルを減少させることができる。この実施形態において、各鋏要素はノッチ又は他の凹部を含み、展開されるときに内側要素の上側表面のノッチが上側要素の下側表面上のノッチと合致して脊椎骨表面が一つの平坦表面として構成されることを可能にするようにし得る。別の代替実施形態において、このノッチは含まれなくても良い。
【００８７】
図２２は、自身の中央の嵌合関節部２０６周りで関節運動するインプラント２００の側面図を示している。上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４の相補的な関節表面は、上側組立体２０２及び下側組立体２０４が生理学的運動で互いに対して移動することを可能にさせる。脊柱動作に関して、関節部は、回転、屈曲、伸展、側方曲げ、および、幾つかの実施形態においては、生理学的並進移動を許容する。関節表面の形状に依存して、一つ以上の方向において並進移動に対しては一定程度の拘束が可能とされ得る。たとえば細長要素のテーパ付けを少なくすると、その要素に対する回転運動範囲が制限される。矢印２０８は、上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４の相対運動の一例を示している。上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４は別体ピースであるので、幾つかの実施形態においては、上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４が単一組立体として一体的に挿入されることを可能とさせるために、挿入ツール又は移植ツールが必要とされ得る。
【００８８】
図２３から図２６は、それぞれ、一実施形態の挿入ツール２２０に対して取り付けられたインプラント２００の平面図、左側面図、右側面図及び端面図を示している。挿入ツールは、第１本体すなわち主本体２２２及び第２本体すなわち“ダミー”支持本体２２４を含む。２つの本体２２２、２２４は舌部／溝インタフェース２２６により接続され、ダミー支持本体２２４が主本体２２２の長さ方向に摺動することを可能とさせている。代替実施形態においては、主本体２２２及びダミー支持本体２２４を摺動可能に接続する軌道又は他の適切な手段が、舌部／溝インタフェース２２６に成り代わり得る。
【００８９】
挿入ツール２２０は、該挿入ツール２２０の２個の本体２２２、２２４のネジ孔２３４の間隙を通して挿入される一群の４本のネジ２２８であってインプラント２００の４個の細長要素の遠位端部のネジ孔内に螺合されるネジ２２８により、インプラント２００に対して解除可能に固定され得る。ネジ２２８は、六角穴つきドライバ、平坦ヘッド又は十字ヘッドネジ回し、または他の適切な手段により旋回され得る。代替実施形態において、挿入ツール２２０とインプラント２００との間のネジ取り付けは、限定するものではないが、ラッチ、キーロック、または、磁石接続のような他の適切な解除可能な接続により置き換えられ得る。
【００９０】
主本体２２２及びダミー支持本体２２４の遠位端部は、上側鋏要素２０２及び下側鋏要素２０４の関節表面のテーパ付けにより、インプラント２００の側部間の間隙と嵌合する楔形状突出部２３０を有する。本発明の代替実施形態において、主本体２２２及びダミー支持本体２２４の遠位端部は平坦な端部を有し、挿入ツール２２０の端部とインプラント２００の内側部分との間に間隙を残すようにすることができる。
【００９１】
主本体２２２及びダミー支持本体２２４は両者とも、２個のネジ孔２３４を有する。したがって、主本体２２２はこれら２個のネジ孔２３４を通して、インプラント２００の上側鋏組立体２０２及び下側鋏組立体２０４の両者の細長要素の一方の遠位端部に接続される。このようにして、インプラント２００の２個の半体は、挿入ツール２２０の主本体２２２のみを用いて一体的に保持され得る。インプラント２００の細長要素の他方の２個の遠位端部は挿入ツール２２０のダミー支持本体２２４に対して固定され得るので、インプラント２００を更に支持すると共に、インプラント２００の各鋏組立体が開くことを防止することができる。このように、挿入ツール２２０及びインプラント２００は、挿入に先立ちインプラント２００を保管するため並びにインプラント２００を椎間腔内へ挿入して展開するために使用され得る単一組立体を形成する。
【００９２】
挿入ツール２２０の主本体２２２には、インプラント２００の挿入を手助けするために、ハンドル２３２が取り付けられている。このハンドル２２２は、挿入ツール２２０に対して永続的に取り付けられていてもよく、挿入ツールに対して着脱自在に取り付けられていてもよい。代替実施形態において、ハンドル２２２は、使用されないときには主本体２２２内に折り畳めるようにしてもよい。ハンドル２２２は、限定するものではないが、円筒状、矩形状、または、他の多角形状のような単純な形状で形成され得る。代替実施形態において、ハンドル２２２は、たとえばハンドル２２２に対するユーザの保持を助力するために、孔又は取手を備えた更に人間工学的に設計された形状から形成されてもよい。
【００９３】
インプラント２００は、患者の背部又は側部に形成された単一切開部を通して、前述の後側方アプローチ又は側方アプローチを用いて椎間腔内へ挿入され得る。身体内へのインプラント２００の挿入を容易にするために、チャネル形状の挿入ハウジング又はカニューレが採用され得るが、幾つかの実施形態において、挿入ハウジングは必要とされないこともある。椎間腔内に一旦正しく位置決めさると、挿入ツール２２０は、インプラント２００を解放して取り出される前に、インプラント２００をその動作形態へ展開するために使用され得る。
【００９４】
図２７から図３４は、挿入ツール２２０による椎間腔内への挿入後におけるインプラント２００の展開の各段階を示している。図２７は、完全に接続された挿入形態になっているインプラント２００及び挿入ツール２２０の平面図を示している。ここで、全ての４個のネジ２２８は、所定位置にあり、主本体２２２及びダミー支持本体２２４の両者をインプラント２００に接続している。一旦正しく挿入されると、ダミー支持本体２２４内の２個のネジ２２８は図２８に示されているように、除去される。次に、ダミー支持本体２２４は、該ダミー支持本体２２４を主本体２２２に連結している舌部／溝式摺動接続部に沿って外方へ該本体２２４を摺動させることにより、図２９に示されているように取り外され得る。
【００９５】
次に、図３０に示されているように、主本体２２２上の摺動接続部に沿って、拡開用楔２３８が所定位置へ摺動され得る。この楔形状本体２３８は、インプラント２００が展開されるべき必要角度に依存する所定角度に設定された楔形状の遠位端部を有した別体ピースとされ得る。その遠位端部に異なる角度の楔を備えた拡開用楔２３８を選択することで、インプラント２００を異なる角度で展開することができる。一定の実施形態において、拡開用楔２３８は可変の遠位端部を有し、単一ピースを使用して任意の必要な角度でインプラント２００を展開することを可能とさせることができる。代替実施形態においては、ダミー支持本体２２４が楔形状の遠位端部を有し、該ダミー支持本体が拡開用楔２３８として機能することを可能とさせることにより、インプラント２００を展開するために別体ピースを使用する必要性を排除させることができる。たとえばダミー支持本体２２４は、挿入の全体にわたりインプラント２００から最も遠い端部に楔形状を有し得る。次に、ダミー支持本体２２４は、図２７から図２９に記載されているように、取り外され、転回され、楔状端部をインプラント２００に向けて再挿入され得る。
【００９６】
次に、拡開用楔２３８は摺動機構に沿って前進させられ、図３１に示されているように鋏状インプラント２００の各細長要素と係合し得る。拡開用楔２３８は進み得る限り前進させられ、該楔の角度及びサイズにより予め定められた角度にインプラント２００の鋏型細長要素の展開角度を設定した後、拡開用楔２３８は図３２に示されているように取り外され得る。一定の実施形態において、拡開用楔２３８はインプラント２００の上側鋏組立体及び下側鋏組立体の両方を同一の展開角度に設定するように構成され得る一方、代替的形態において、拡開用楔２３８は上側鋏組立体及び下側鋏組立体の各々に接触する該拡開用楔２３８の部分を異なる幾何学形状とすることにより各鋏組立体を異なる展開角度に設定するように構成され得る。
【００９７】
インプラント２００の展開は、限定するものではないが、機械的手段、ばね、電気的手段、または、他の適切な手段のような他の手段により行われ得る。一定の実施形態において、インプラントは、熱依存性ポリマのような形状記憶材料から構成され得る。インプラントはその展開形態で鋳造された後、温度が一定の間はポリマが折り潰された形態を維持するように、折り潰し状態に形成されて冷却される。次に、インプラントは折り潰し状態で椎間腔内へ挿入され、その時点で身体の熱がインプラントを加熱し、ポリマがその元の展開形態へ戻り拡開することを可能とさせる。熱依存性ポリマは、また、インプラント２００が挿入に適した折り潰し形態で構成されるが一旦挿入されたならば身体の熱の結果として一方又は両方の組立体の各細長要素間に挿入されたポリマ要素が拡開するように、インプラント２００の一部のみに挿入されてばねとして機能させることも可能である。このポリマ要素は、次に、インプラントの細長要素を展開させて所定位置にロックさせることができる。
【００９８】
別の例においては、たとえば挿入ツールの主本体２２２を貫通するワイヤ又は他の接続部材によりラッチ又はピンが解除されると同時にばねが各鋏要素を必要角度へ強制的に開かせるように、ばね及びラッチ構造がインプラントに含まれ得る。これらの実施形態においては、拡開用楔２３８、更にはダミー支持本体２２４さえも一切必要とされない。一定の実施形態においては、インプラント２００を展開するために、ピストン形式要素も使用され得る。
【００９９】
次に、インプラント２００は、使用中にインプラントが移動することを防止するために、展開形態にロックされ得る。これは、一実施形態においては、図３３に示されているように、主本体２２２をインプラント２００に接続しているネジ２２８をロック孔２３６内に螺合させて、インプラント２００の上側鋏要素及び下側鋏要素の両方に挿通されることにより達成され得る。これらのロック孔２３６は、必要な展開角度が設定されたときにインプラント２００の各細長要素内のネジ孔と嵌合するように、インプラント２００内に配置されたネジ孔又は非ネジ孔とされ得る。本発明の一定の実施形態において、インプラント２００は、限定するものではないが、ピン、ラッチ、または、キーロック機構のような別のロック機構を用いてインプラントの展開位置にロックされ得る。別の実施形態においては、インプラント２００用のロック機構は無く、周囲の脊椎骨により、または、突出部、凹部及び／又は接着剤を使用することで、インプラント２００を所定位置に保持するに十分な力がインプラント２００に及ぼされ得る。
【０１００】
ネジ２２８がインプラント２００内に一旦挿入され、もはやインプラント２００を挿入ツール２２０の主本体２２２に接続しないなら、主本体２２２は取り外され、図３４に示されているように、インプラント２００を椎間腔内の所定位置に残置し得る。挿入チャネル又はカニューレを含む実施形態においては、それもまたこの時点にて取り外され得る。
【０１０１】
図３５は、４セグメント式“鋏”型の椎間インプラント２００のうちの２個のセグメントと代替的な挿入ツール２２０の主本体２２２との略斜視図である。図２５は、上側鋏要素２０２及び下側鋏要素２０４の関節表面のテーパ付けによりインプラント２００における間隙と嵌合する主本体２２２の楔形状端部２３０を示している。また、挿入ツール２２０の主本体２２２におけるネジ孔２３４を通りインプラント２００の各細長要素の遠位端部におけるネジ孔内へと延びるネジ２２８の整列経路も示されている。
【０１０２】
本発明の代替実施形態において、インプラント２００の展開は、挿入ツール２２０の取り外しに先立ち挿入ツールの少なくとも一部分を旋回することにより達成又は助力され得る。たとえば主本体２２２の楔形状端部２３０は、挿入ツール２２０の取り外しに先立ち上側組立体及び下側組立体を展開させるために、旋回され得る。このことは、下側組立体の遠位端部が上側組立体の遠位端部の直下には位置しないように上側組立体及び下側組立体の細長要素の遠位端部が脊椎骨上で異なる角度にて展開されるべきであるという構成において利点となり得る。挿入ツール２２０の旋回動作は、インプラント２００内におけるばね機構のような展開機構をトリガするためにも使用され得る。
【０１０３】
図３６及び図３７は、脊柱の椎間腔内への挿入のための４セグメント式“鋏”型の椎間インプラントの代替実施形態を示している。このインプラント３００は図１８から図２２について上述されたインプラントと同様であり、上側鋏組立体３１４及び下側鋏組立体３１６は、各々がそれらの中央箇所周りで旋回する２個の細長要素を含むと共に、挿入ツール３１０から一旦解除されると、中央の嵌合関節部周りで自由に関節運動する。インプラント３００は、ネジ３１２により、挿入ツール３１０に着脱自在に接続される。挿入ツールは図２３から図３５について記載されたのと同様に作用するが、この場合には、挿入の際にインプラントにダミー支持本体を取り付ける必要はない。
【０１０４】
身体内へ挿入されるときのインプラント３００の前側遠位端部３０２すなわちインプラント３００の前縁部は、身体内への更に容易な挿入を可能にするために湾曲される。一定の実施形態において、前縁部３０２の形状及びインプラント３００の完全な断面プロファイルの形状は、柔軟組織の損傷を制限するために、身体内への更に容易な挿入を可能にするように設定され得る。幾何学形状に対するこれらの変更は、前縁部及び側縁部の更なる曲率、前縁部における鋭角的な箇所、または、インプラントに対する弾丸形状の前縁部の形成を含み得る。
【０１０５】
インプラント３００の細長要素のうちの２個の細長要素の後縁部３０４は、面取りされる。これは、拡開用楔が誤整列することなしに各細長要素に接触して展開させることを可能にする上で利点となり得る。代替実施形態において、インプラント３００の後縁部は、拡開用楔の特定形、必要とされる展開の角度及び形態に依存し、限定するものではないが、正方形、丸形、尖頭形または楔形など様々な形状を形成するように設計され得る。
【０１０６】
図３７に示されているように、挿入ツール３１０は、インプラント３００の上側鋏組立体３１４及び下側鋏組立体３１６に対する取り付けのためのＴ形状遠位端部３１８を含む。代替実施形態において、この遠位端部３１８は、限定するものではないが、中実ブロック、Ｖ形状、Ｕ形状又はＮ形状のような他の形態を取り得る。
【０１０７】
図３８は、挿入ツール３１０に取り付けられたインプラント３００の平面図を示している。挿入の際にユーザが挿入ツール３１０及びインプラント３００を案内且つ操作することを手助けするために、挿入ツール３１０は人間工学的ハンドル３２０に取り付けられている。一定の実施形態において、ハンドル３２０は、挿入ツールを通してラッチ及びばね又は他の適切な機構に接続され得るトリガ又は他の機構を収容しており、拡開用楔を必要とせずにインプラント３００を展開し得る。
【０１０８】
図３９は、挿入ハウジング３３０内に挿入されつつあるインプラント３００及び挿入ツール３１０を示している。挿入ハウジング３３０は長寸で中空の本体を含み、この本体は、インプラント３００及び挿入ツール３１０が内部を貫通することを許容するような寸法を有している。ハウジング３３０は、３つの側にて閉じられており且つ第４の側にて少なくとも部分的に開放された実質的な“Ｃ”字形状の外殻を有し得る。部分的に開放された第４の側における間隙は、挿入ハウジング３３０に沿って挿入ツール３１０及び／又はインプラント３００を案内し且つ／又は挿入の際にハウジング３３０に進入し得る身体物質を逃がすことを許容するための軌道として使用され得る。
【０１０９】
挿入ハウジング３３０は、さらに、その遠位端部に、スペーサ３３２及び楔形状前縁部３３４を含んでいる。スペーサ３３２は、挿入ハウジング３３０の遠位端部における実質的に湾曲した又は尖頭形とされた延長部であり、この延長部は、脊椎骨同士を拡開させ且つインプラント３００の挿入を容易化するために使用され得る。楔形状前縁部３３４は、身体内への挿入ハウジング３３０の挿入を容易化するために、鋭角的な縁部、または、湾曲された縁部、若しくは、尖頭形の縁部を含み得る。スペーサ３３２は、また、身体内へのハウジング３３０の挿入の容易化も助力し得る。挿入ハウジング３３０は、インプラント３００及びこれに取り付けられた挿入ツール３１０がハウジング３３０内に挿入されるに先立ち身体内に挿入されることができ、また、代替実施形態においては、インプラント３００及びこれに取り付けられた挿入ツール３１０が先ずハウジング３３０内に挿入されてから全体的な装置が身体内に挿入される。先行実施形態に対するのと同様に、インプラント３００は、後側方アプローチ、前側方アプローチ又は側方アプローチにより挿入され得る。図４０は、挿入ハウジング３３０内に挿入されたインプラント３００及び挿入ツール３１０を示している。ハウジング３３０及び挿入ツール３１０は、挿入ツール３１０のハンドル３２０が常に身体の外側に留まるように、ハウジングの端部が患者の皮膚を越えて外方に延びるのを許容するに十分なほど長寸とされるべきである。
【０１１０】
インプラント３００をその最終的な伸展形態へ展開するために、挿入ツール３１０及び挿入ハウジング３３０に沿って拡開用楔３３６が通され、インプラント３００の面取り端部３０４に接触させることができる。拡開用楔３３６は、次に、図４１に示されているように、拡開用楔３３６の端部のサイズ及び幾何学的形状により決定される角度へ鋏要素を拡開させ得る。次に、拡開用楔３３６が取り外されて、その後、ネジ３１２が六角穴つきドライバ又はネジ回しを用いてインプラントから取り外され得ると共に、挿入ツール３１０が取り外され得る。最後に、ハウジング３３０が身体から取り外されることで、脊椎骨が所定位置に整定されることが許容され且つインプラントは所定位置に残置される。
【０１１１】
図４２Ａ及び図４２Ｂには、本発明の更なる実施形態が示されている。この実施形態において、インプラント３５０は、鋏形態で２個の細長要素を含んでいる。上側細長要素３５２及び下側細長要素３５４は、嵌合関節部３５６及び／又は頑丈若しくは柔軟なピン式継手により接続され得る。図４２Ａは、移植形態におけるインプラント３５０の平面図を示している。この形態において、細長要素３５２、３５４は、挿入の際にインプラント３５０の前縁部が可能な最小のプロファイルを形成するように旋回される。本発明の代替実施形態において、各前縁部は、該前縁部の断面プロファイルを更に減少することによりインプラント３５０の挿入を容易化するために、湾曲され、尖頭形とされ、または、別様に形状化され得る。
【０１１２】
更なる代替実施形態において、細長要素の各延長アームは、インプラント３５０の挿入の際、該アーム同士が一体的に折畳まれ且つ挿入後においてのみ展開形態へ拡開且つロックされるように、枢着され得る。枢着されたこれらアームは、インプラントの挿入を容易化するために、先に言及された各実施形態のうちの任意の実施形態に適用され得る。
【０１１３】
図４３Ａ及び図４３Ｂには、本発明の付加的実施形態が示されている。この実施形態において、装置３５７は、２つの平行な細長要素を有するインプラント３５８と、挿入ツール３５９とを含む。インプラント３５８は、鋏型形態を含め、本明細書に記載された任意の設計態様又は形態を有し得る。挿入ツール３５９は、インプラント３５８の上側細長要素及び下側細長要素の端部が互いに対して上下動することを可能にさせるスロット状接続部３６１を含む。結果として、インプラント３５８は、該インプラント３５８の上側細長要素及び下側細長要素の前縁部が互いに対して着座することにより該前縁部において減少された断面を備えた実質的に楔形状のプロファイルを形成して挿入を容易化するように、旋回され得る。インプラント３５７を挿入ツール３５９に結合するネジ、ピン又は他の接続要素をスロット状接続部３６１と共に摺動させることにより、インプラント３５７は、開いた形態へ展開されるに先立ち、その中立若しくは平行形態へ復帰され得る。あるいはまた、インプラント３５７は、挿入ツール３５９による解除に先立ち、患者の体内へ挿入されている間に該インプラントの平行形態へ復帰し得る。たとえば各細長要素の前縁部は、インプラントの挿入のために楔形状のプロファイルへ手動で位置決めされ、挿入の際に各細長要素に作用する組織及び／又は脊椎骨の力により平行形態へ自動的に復帰され得る。一実施形態において、挿入ツール３５９上のスロット状接続部３６１は、各細長要素が比較的に自由に垂直方向に移動することを許容する一方、インプラント３５８が開いた形態へ展開することを防止する。
【０１１４】
図４３Ｂは、代替的な挿入ツール３６３に接続されたインプラント３５８を示している。この形態においては、挿入ツール３６３の上側要素及び下側要素は軸３６５周りに旋回することができ、枢動挿入ツール３６３の端部を同時に挟持することでインプラント３５８を挿入形態にさせて該インプラント３５８の上側細長要素及び下側細長要素の前縁部が互いに対して着座させ、該前縁部において減少された断面積を有する実質的に楔形状のプロファイルを形成して挿入を容易化させるようになっている。挿入時に又は挿入の間に、インプラント３５８は、挿入ツール３６３の上側要素及び下側要素を平行形態へ戻すように旋回させることにより、中立形態へ旋回され得る。あるいはまた、挿入ツール３６３は、インプラントの拡開により、挟持力の除去時に平行形態へ付勢され得る。さらに、挿入ツール３５９、３６３は、前述の挿入ツールと同様の構造を含み且つ同様に動作し得る。また、図４２及び図４３について記載されたインプラントの種々の特徴は、インプラントの前縁部の断面積の垂直寸法及び水平寸法の両方を減少すべく組み合わされ得る。
【０１１５】
代替実施形態において、挿入ツールは、インプラントが楔形状挿入形態及び展開形態の両方に位置決めされることを可能にする多数の代替的機構を含み得る。これら機構としては、限定するものではないが、ネジ、ワイヤ、テレスコープ、ばね（スプリング）、ポンプ、ジャッキ、または、別の適切な機構が挙げられる。幾つかの実施形態において、この機構はインプラント３５８を手動で移動させ得る一方、他の実施形態においては、ユーザのトリガ入力時に自動的にインプラント３５８を移動する装置が採用され得る。一定の実施形態において、挿入ツールはインプラントを中立形態すなわち開いた形態へ能動的に付勢する必要はなく、例えば、インプラント３５８は、該インプラント３５８が挿入されるときに又は挿入ツールが取り外された後、上側及び下側の脊椎骨の力のみにより挿入形態から中立形態へ移動され得るようになっていてもよい。
【０１１６】
上述のインプラントは、上述の形状以外の多数の異なる形状も取り得る。たとえば、インプラントは、限定するものではないが、Ａ、Ｈ、Ｉ、Ｋ、Ｍ、Ｎ、Ｔ、Ｗ、ＹおよびＺのような形態で形状化された上側組立体及び／又は下側組立体を含み得る。これら組立体は、固定されていてもよく、挿入の際に折り畳まれ、椎間腔内へ挿入された後に最終形状へ展開されるようになっていてもよい。
【０１１７】
図４４Ａから図４４Ｆには、多数の異なる形状を取入れた本発明の代替実施形態が示されている。図４４Ａは“Ｚ”形状組立体３６０を示し、図４４Ｂは“Ｈ”形状組立体３７０を示し、図４４Ｃは“Ｔ”形状組立体３８０を示し、図４４Ｄは“Ｙ”形状組立体３９０を示し、図４４Ｅは“Ａ”形状組立体４００を示し、且つ、図４４Ｆは“Ｗ”形状組立体４１０を示している。
【０１１８】
これらの実施形態の各々は、組立体の中央部分に又はその近傍に嵌合関節点３６２を含むインプラントの平面図を示している。嵌合関節部３６２は、先に言及された例示的な実施形態において記載されたインプラントの上側組立体及び下側組立体を嵌合させる任意の方法を包含し得る。また、これら組立体は、挿入の際にインプラントの長寸アームを折り畳んで最小限の断面プロファイルにさせることを可能にさせるために、枢着又はピン止め接続３６４若しくは他の適切な接続機構を含む。これらアームは、その後、先に言及された実施形態において記載されたような動作形態（作業形態）へ展開され得る。
【０１１９】
図４４Ｅの“Ａ”形状組立体４００のような一定の実施形態においては、各細長要素が挿入に適した最小限の断面プロファイルへ折り畳まれることを容易にするために、スロット４０２又は他の適切なチャネル若しくは関節運動部材が含まれ得る。
【０１２０】
本発明の別の実施形態において、インプラントの上側組立体及び下側組立体は、それらが最小限の断面プロファイルを有した挿入形態で身体内へ挿入されてから動作形態へ展開され、展開時には脊椎骨接触表面の面積が増大され得るように、構成され得る。これにより、インプラントと脊椎骨との間の接触点は拡大及び／又は再配分され得る。
【０１２１】
図４５Ａ及び図４５Ｂは、嵌合関節部領域から細長いアームが延び且つ各フィンガ間にウェブを備える複数の旋回可能フィンガを備えたインプラントの一実施形態を示している。図４５Ａに示されているような挿入形態において、インプラント４２０は、一体的に折り畳まれた複数のフィンガであって嵌合関節箇所４２４にて接続されたフィンガ４２４を含む。インプラント４２０の展開時に、フィンガ４２２は外方に旋回し、各フィンガ４２２の間に緊密な又は強靱な表面を形成して脊椎骨に接触する表面積を拡大させるウェブ材料４２６を拡開する。ウェブ４２６は、限定するものではないが、弾性材料、繊維性材料、または、強靱な波形材料のような材料で作成され得る。
【０１２２】
図４６Ａ及び図４６Ｂは、展開時に増大され得る表面積を有するインプラントの別実施形態を示している。この構成において、インプラント４３０は第１の実質的に半円形の要素４３２を含み、この半円形要素は、その径方向中央に嵌合関節部４３４を備える。第２の実質的に半円形の要素４３６は、該要素が第１半円形要素４３２の下側で旋回し又は外方に旋回して第１の半円形要素４３２と共に実質的に円形の表面を形成し得るように、第１の半円形要素４３２に対して旋回可能に連結される。一実施形態において、第２の半円形要素は、実質的に平坦で円形の接触表面が形成されるように、展開時に第１の半円形要素と実質的に面一に構成され得る。図４６Ａは、椎間腔内への移植のための最小化形態になっているインプラント４３０を示している。図４６Ｂは、インプラント４３０の表面積を最大化するように展開された第２の実質的に半円形の要素４３６を示している。
【０１２３】
図４５Ａ、図４５Ｂ、図４６Ａ、及び図４６Ｂの実施形態は、脊椎骨の最大面積にわたり負荷を分散することで、インプラントの存在により引き起こされる応力による脊椎骨に対する損傷の最小化を助力する上で有利となり得る。展開時におけるこの表面積の増大は本発明の他の実施形態においても達成可能であり、その場合、一定の鋏型の実施形態におけるように、挿入の際には一方の表面が他方の表面の下側に位置される。代替実施形態においては、インプラントの表面積の増大を促進するために、一定温度にて膨張する熱依存性ポリマが使用され得る。
【０１２４】
本発明の代替実施形態において、嵌合関節部領域は、挿入形態から展開形態への変換時に変化され得る。嵌合関節部領域に対するこの変化としては、該嵌合領域の表面積の増大、および／または、展開形態における嵌合関節部の位置の変更が挙げられる。嵌合関節部のサイズ及び／又は位置のこれらの変化は、挿入の際におけるインプラントのプロファイルを制限することにより挿入の際における周囲組織への損傷を制限する上で有利となり得る。展開時における嵌合関節部領域のサイズの増大は、また、インプラントの上側組立体と下側組立体との間に負荷を分散させる上で有利となり得ると共に、特定インプラントの要件に依存して嵌合関節部の多様なサイズ及び形状も許容し得る。展開のための嵌合関節部の位置の変更は、また、特に展開済みインプラントの重心が該インプラントの任意の細長要素の中心と一致しない形態において、各細長要素が拡開された後において嵌合関節部を展開済みインプラントの重心へ移動することを可能にする上で有利となり得る。本発明の一定の実施形態において、嵌合関節部は、限定するものではないが、ピン止め、スロット式、螺着、磁気式、または他の適切な接続機構などの接続を介して上側組立体又は下側組立体の少なくとも一つの細長要素に対して取り付けられ得る一個以上の別個で別体的な要素を含み得る。この接続機構によれば、嵌合関節部はインプラント上の位置を挿入箇所から展開箇所へ変更し得る。
【０１２５】
図４７Ａから図４７Ｃ、図４８Ａ、及び図４８Ｂにおいては、拡開可能及び／又は移動可能な嵌合関節部を備えたインプラントの例が示されている。図４７Ａから図４７Ｃは、第１の嵌合関節要素４５４と第２の嵌合関節要素４５６とを含む嵌合関節部を備えたインプラント４５０を示している。この嵌合関節部は、スロット状接続部４５８を介してインプラント４５０の細長要素４５２に接続される。図４７Ａにおいて、第２の嵌合関節要素４５６は、椎間腔内への挿入のためにインプラント４５０の断面プロファイルを最小化するために、第１の嵌合関節要素４５４内に位置されている。椎間腔内の適切な位置へと一旦挿入されると、インプラント４５０は展開され得る。これは、図４７Ｂに示されているように、第２の嵌合関節要素４５６を第１の嵌合関節要素４５４から外方に回転又は移動させることにより嵌合関節部を開くことを含み得る。一定の実施形態においては、嵌合関節部を拡開した後、または、可能性として、拡開する前に、嵌合関節部の中心が新たな展開箇所へ移動され得るように、嵌合関節部を細長要素４５２に対して取り付けるために、スロット状接続部４５８が使用され得る。図４７Ｃにおいては、嵌合関節部の最終的な展開位置への位置決めが示されている。関節表面を拡開する他の手段としては、図４５Ａ及び図４５Ｂについて記載された手段が挙げられる。
【０１２６】
図４８Ａ及び図４８Ｂはインプラント４６０の実施形態を示しており、ここでは、嵌合関節部４６６は、該インプラント４６０の挿入のための一つの位置から、該インプラント４６０の展開のための第２位置へ移動され得る。図４８Ａは、インプラント４６０をその挿入形態で示しており、インプラント４６０の断面プロファイルは椎間腔内への挿入を容易化するために最小化されている。インプラント４６０は、展開形態において嵌合関節部４６６の位置で互いと接触する上側組立体４６２及び下側組立体４６４を含む。挿入形態では、嵌合構造部がインプラント４６０の重心から離間移動されて該インプラント４６０のプロファイルを低くする。この移動は、スロット式軌道４６８又は他の適切な手段により容易にされ得る。代替実施形態においては、嵌合関節部を一つの形態から別の形態へ移動させるために、旋回機構が使用され得る。
【０１２７】
椎間腔内へ一旦挿入されると、インプラント４６０はその展開形態に設定される。これは、嵌合関節部４６６をそのスロット式軌道４６８に沿ってインプラント４６０の重心へ移動させることを含む。本発明の一定の実施形態において、重心は必ずしも特定細長要素の中心にある必要は無く、細長要素の遠位縁部又は側縁部若しくはそれらの近傍にあってもよい。一定の実施形態において、嵌合関節部４６６の展開形態への設定は、挿入ツール又は適切な手術用具により可能とされ得る。代替実施形態においては、展開時に嵌合関節部が自動的にその展開位置及び／又は形態へ付勢されるように、嵌合関節部を展開位置へ付勢するばね又は他の適切な機構が含まれ得る。他の実施形態において、嵌合関節部は、嵌合関節部のサイズの増大を容易にするように又は挿入形態から展開形態への嵌合関節部の移動を助力するように挿入後に拡開し得る熱依存性ポリマのような形状記憶材料を含み得る。たとえば、図４８Ａ及び図４８Ｂに示されているインプラント４６０のスロット４６８内には、挿入後に体温まで加熱されたときに拡開して交合関節部４６６を展開形態へ押圧する材料が配置され得る。
【０１２８】
本発明の種々の実施形態において(例えば、図１８及び図１９を参照)、インプラントは以下のような全体寸法を有し得る。インプラントＨの高さは、約４ミリメートル(ｍｍ)〜約２０ｍｍ、好ましくは約７ｍｍ〜約１８ｍｍ、さらに好ましくは約９ｍｍ〜約１６ｍｍとされ得る。インプラントＷの幅は、約５ｍｍ〜約２０ｍｍ、好ましくは約６ｍｍ〜約１６ｍｍ、さらに好ましくは約８ｍｍ〜約１２ｍｍとされ得る。インプラントの長さは、約１５ｍｍ〜約６０ｍｍ、好ましくは約２４ｍｍ〜約４５ｍｍ、さらに好ましくは約２８ｍｍ〜約３８ｍｍとされ得る。
【０１２９】
本発明の一実施形態において、インプラントは、約１２ｍｍの高さ、約１０ｍｍの幅、及び、約４３ｍｍの長さ、又は、記載された範囲内における他の任意の寸法を有し得る。これらの寸法は、椎間腔内にインプラントが配置される箇所、患者のサイズ、形状及び生理機能、並びに、挿入されるべきインプラントの機械的要件に依存して変更され得る。
【０１３０】
上記の各実施形態のうちの任意の実施形態において、椎間インプラント、関節要素及び／又は挿入ツールは、限定するものではないが、ステンレス鋼、アルミニウム、タンタル、金、チタン、セラミック、クロム、コバルト、ニチノール、金属／セラミック・マトリクス、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、熱可塑性ポリウレタン(ＴＰＵ)；エチレン酢酸ビニル(ＥＶＡ)；熱可塑性ポリエーテル・ブロック・アミド；熱可塑性ポリエステル・エラストマ、ナイロン、シリコーン；ポリエチレン；ポリアミド；および、ポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)などの単一又は複数の材料から作成され得る。インプラント、関節要素及び挿入ツールは、任意の適切な様式で加工、鋳造、型成形、押出し成形又は製造され得る。一定の実施形態において、各要素は同一材料から構成され得るが、他の実施形態においては、本発明の種々の要素に対して異なる材料が使用可能であり、装置を構築するために複数の材料が使用され得る。
【０１３１】
本発明は、その精神又は本質的特徴から逸脱せずに他の特定形態で具現化され得る。したがって、上記の実施形態は、全ての面において、本明細書に記載された発明を制限するものではなく例示的なものであると考えられるべきである。よって、本発明の有効範囲は、上記記載によってではなく、添付の各請求項により表され、各請求項の均等物の意味及び範囲内に収まる全ての変更は有効範囲内に包含されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の一実施形態による２個の平行な細長要素を備えた椎間インプラントの略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による別体のスペーサ要素を有する２個の平行な細長要素を備えた代替的な椎間インプラントの略側面図である。
【図３】本発明の一実施形態による２個の脊椎骨間に挿入された図１の椎間インプラントの略側面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による後側方アプローチにより椎間腔内へ挿入されている図１の椎間インプラントの概平面図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による図４Ａに示されている挿入ツールの略端面図である。
【図５】本発明の一実施形態による側方アプローチにより椎間腔内へ挿入されている図１の椎間インプラントの略平面図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による十字形状の椎間インプラントの２個の外側セグメントの略斜視図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による十字形状の椎間インプラントの２個の内側セグメントの略斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態による組立後の十字形状の椎間インプラントの略斜視図である。
【図８】２個の脊椎骨間に挿入された図７の椎間インプラントの略側面図である。
【図９】椎間腔内へ挿入された図７の椎間インプラントの略平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による椎間腔内へ挿入された２個の交差要素から成る代替的な椎間インプラントの略平面図である。
【図１１】図１０の椎間インプラントの略斜視図である。
【図１２】本発明の一実施形態による椎間インプラントの“リーフ・スプリング（板バネ）”の略側面図である。
【図１３】本発明の一実施形態による椎間インプラントの弧状要素の略斜視図である。
【図１４】２個の脊椎骨間に交差形態で挿入された２個の弧状要素の略側面図である。
【図１５】図１４の形態の略平面図である。
【図１６】本発明の一実施形態による２個の平行な弧状要素から成る椎間インプラントの略側面図である。
【図１７Ａ】本発明の一実施形態による閉じた形態になっている椎間インプラントの２要素“鋏”型要素の略平面図である。
【図１７Ｂ】開いた形態になっている図１７Ａの“鋏”型要素の略平面図である。
【図１８】本発明の一実施形態による閉じた形態になっている４セグメント“鋏”型椎間インプラントの略側面図である。
【図１９】閉じられた図１８の４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの略平面図である。
【図２０】本発明の一実施形態による開いた形態になっている４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの略側面図である。
【図２１】開かれた図２０の４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの略平面図である。
【図２２】本発明の一実施形態による自身の中心軸線周りに関節運動する４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの略側面図である。
【図２３】本発明の一実施形態による挿入ツール上に取付けられた４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの略平面図である。
【図２４】図２３の椎間インプラントおよび挿入ツールの略左側面図である。
【図２５】図２３の椎間インプラントおよび挿入ツールの略右側面図である。
【図２６】図２３の挿入ツールの略端面図である。
【図２７】本発明の一実施形態による全ての取付ネジが所定位置にある状態で挿入ツール上に取り付けられた４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの略平面図である。
【図２８】右側の取付ネジが椎間インプラントから取り外された状態の図２７の椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図２９】挿入ツールの右側部を取り外した状態の図２７の椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図３０】挿入ツールの右側が展開形態で取り付けられた状態の図２７の椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図３１】椎間インプラントの各セグメントを展開するべく挿入ツールの右側を前進させた状態の図２７の椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図３２】挿入ツールの右側部が取り外され且つ椎間インプラントが開いた形態となっている状態の図２７の椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図３３】取付ネジが挿入ツールから取り外された状態の図２７の開いた椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図３４】挿入ツールを取り外した状態で開かれてロックされた位置の図２７の椎間インプラントの略平面図である。
【図３５】本発明の一実施形態による挿入ツールのハンドル側および４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの２個のセグメントの略斜視図である。
【図３６】本発明の一実施形態による４セグメント“鋏”型の椎間インプラントの一例の略平面図である。
【図３７】本発明の一実施形態による代替的な挿入ツールに取り付けられた図３６の椎間インプラントの略側面図である。
【図３８】図３６の椎間インプラントおよび図３７の挿入ツールの略平面図である。
【図３９】挿入ハウジングの中に挿入されつつある図３７の椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図４０】図３９の挿入ハウジング内に挿入された椎間インプラントおよび挿入ツールの略平面図である。
【図４１】拡開用楔がインプラントを展開させた状態の図４０の形態の略平面図である。
【図４２Ａ】本発明の一実施形態による挿入に適した最小断面プロファイルとなるように構成された２セグメント“鋏”型の椎間インプラントの略平面図である。
【図４２Ｂ】図４２Ａの椎間インプラントの略側面図である。
【図４３Ａ】本発明の一実施形態による２セグメント式の椎間インプラントおよび挿入時に前縁部にて最小断面プロファイルを備えるようになっているスロット付き挿入ツールの略斜視図である。
【図４３Ｂ】旋回可能な挿入ツールを備えた図４３Ａの椎間インプラントの略側面図である。
【図４４Ａ】本発明の種々の実施形態による代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４４Ｂ】本発明の種々の実施形態による代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４４Ｃ】本発明の種々の実施形態による代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４４Ｄ】本発明の種々の実施形態による代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４４Ｅ】本発明の種々の実施形態による代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４４Ｆ】本発明の種々の実施形態による代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４５Ａ】本発明の一実施形態による拡開可能な接触表面を含む代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４５Ｂ】本発明の一実施形態による拡開可能な接触表面を含む代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４６Ａ】本発明の一実施形態による拡開可能な接触表面を含む別の代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４６Ｂ】本発明の一実施形態による拡開可能な接触表面を含む別の代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４７Ａ】本発明の一実施形態による拡開可能で移動可能な嵌合関節部を含む代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４７Ｂ】本発明の一実施形態による拡開可能で移動可能な嵌合関節部を含む代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４７Ｃ】本発明の一実施形態による拡開可能で移動可能な嵌合関節部を含む代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４８Ａ】本発明の一実施形態による移動可能な嵌合関節部を含む別の代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【図４８Ｂ】本発明の一実施形態に係る移動可能な嵌合関節部を含む別の代替的なインプラント組立体の略平面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２個の細長要素を備える上側組立体と、
少なくとも２個の細長要素を備える下側組立体と、
を備え、前記上側組立体が前記下側組立体に対して関節運動するように構成されていることを特徴とする椎間インプラント。
【請求項２】
前記上側組立体及び前記下側組立体の少なくとも一方の少なくとも２個の細長要素が互いと係合してＸ字形状を形成する、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項３】
前記上側組立体及び前記下側組立体の少なくとも一方の少なくとも２個の細長要素が互いと係合して、Ａ、Ｈ、Ｉ、Ｋ、Ｍ、Ｎ、Ｔ、Ｖ、Ｗ、ＹおよびＺから成る群から選択される形状を形成する、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項４】
前記細長要素のうちの少なくとも一個の細長要素が屈曲部を備える、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項５】
前記椎間インプラントは、ステンレス鋼、アルミニウム、タンタル、金、チタン、セラミック、クロム、コバルト、ニチノール、金属−セラミック・マトリクス、ポリテトラフルオロエチレン、熱可塑性ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル、熱可塑性ポリエーテル・ブロック・アミド、熱可塑性ポリエステル・エラストマ、ナイロン、シリコーン、ポリエチレン、ポリアミド、及びポリエーテルエーテルケトンから成る群から選択された材料から成る、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項６】
前記細長要素は、互いに係合した配置において、該細長要素間において制限された範囲内での運動を可能にするために、間隙を該細長要素間に規定する、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項７】
前記上側組立体及び前記下側組立体の少なくとも一方の少なくとも２個の細長要素が閉じた位置と開いた位置との間で展開可能になっている、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項８】
展開は形状記憶材料により行われる、請求項７に記載の椎間インプラント。
【請求項９】
前記少なくとも２個の細長要素は、前記閉じた位置において、Ｉ字形状を構成する、請求項７に記載の椎間インプラント。
【請求項１０】
前記少なくとも２個の細長要素は、前記開いた位置において、Ｘ字形状及びＹ字形状の少なくとも一方を構成する、請求項７に記載の椎間インプラント。
【請求項１１】
前記少なくとも２個の細長要素は、前記閉じた位置と前記開いた位置との間において予め定められた角度範囲にわたり位置決め可能である、請求項７に記載の椎間インプラント。
【請求項１２】
前記予め定められた角度範囲は、０°より大きく且つ１８０°より小さい値から成る、請求項１１に記載の椎間インプラント。
【請求項１３】
前記少なくとも２個の細長要素は旋回部により接続される、請求項７に記載の椎間インプラント。
【請求項１４】
前記細長要素間の相対運動を防止するためのロック機構をさらに備える、請求項７に記載の椎間インプラント。
【請求項１５】
前記ロック機構は形状記憶材料から成る、請求項１４に記載の椎間インプラント。
【請求項１６】
前記上側組立体及び前記下側組立体の少なくとも一方が隣接する脊椎骨表面に係合するように構成されている、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項１７】
前記上側組立体及び前記下側組立体の各々に設けられた関節部領域をさらに備える、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項１８】
前記関節部領域は、前記上側組立体及び前記下側組立体の一方の組立体に設けられた隆起部と、他方の組立体に設けられた嵌合凹部とを含み、前記隆起部及び前記凹部は少なくとも部分的に接触する、請求項１７に記載の椎間インプラント。
【請求項１９】
前記関節部領域は、ボール−ソケット形態、雄−雌形態、互いに嵌合する弧状表面、及び、対応するサドルから成る群から選択される、請求項１７に記載の椎間インプラント。
【請求項２０】
前記細長要素のうちの少なくとも一つの細長要素は長さ方向にテーパ付けされる、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項２１】
前記細長要素のうちの少なくとも一つの細長要素は骨組織の内方成長を可能とするために少なくとも一個の孔を規定している、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項２２】
前記椎間インプラントは前記上側組立体と前記下側組立体との間に配設されたスペーサを備える、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項２３】
少なくとも一つの細長要素を備える上側組立体と、
前記上側組立体と互いに係合される少なくとも一つの細長要素を備える下側組立体と、
を備え、前記上側組立体が前記互いに係合される細長要素同士の間において限定された範囲の運動を可能とするように構成されていることを特徴とする椎間インプラント。
【請求項２４】
少なくとも２個の要素を備える上側組立体と、
少なくとも２個の要素を備え、前記上側組立体を支持する下側組立体と、
を備え、前記上側組立体の前記少なくとも２個の要素が、前記上側組立体の脊椎骨接触表領域のサイズを変更するように構成可能であり、前記下側組立体の前記少なくとも２個の要素が、前記下側組立体の脊椎骨接触表面のサイズを変更するように構成可能であることを特徴とする椎間インプラント。
【請求項２５】
前記関節部領域は前記上側組立体と前記下側組立体との間の支承接触表面を増加させるように拡開可能である、請求項１７に記載の椎間インプラント。
【請求項２６】
上側組立体と、
嵌合関節部領域を介して前記上側組立体に連結された下側組立体と、
を備え、前記関節部領域が拡開可能な支承表面から成ることを特徴とする椎間インプラント。
【請求項１】
少なくとも２個の細長要素を備える上側組立体と、
少なくとも２個の細長要素を備える下側組立体と、
を備え、前記上側組立体が前記下側組立体に対して関節運動するように構成されていることを特徴とする椎間インプラント。
【請求項２】
前記上側組立体及び前記下側組立体の少なくとも一方の少なくとも２個の細長要素が互いと係合してＸ字形状を形成する、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項３】
前記上側組立体及び前記下側組立体の少なくとも一方の少なくとも２個の細長要素が互いと係合して、Ａ、Ｈ、Ｉ、Ｋ、Ｍ、Ｎ、Ｔ、Ｖ、Ｗ、ＹおよびＺから成る群から選択される形状を形成する、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項４】
前記細長要素のうちの少なくとも一個の細長要素が屈曲部を備える、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項５】
前記椎間インプラントは、ステンレス鋼、アルミニウム、タンタル、金、チタン、セラミック、クロム、コバルト、ニチノール、金属−セラミック・マトリクス、ポリテトラフルオロエチレン、熱可塑性ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル、熱可塑性ポリエーテル・ブロック・アミド、熱可塑性ポリエステル・エラストマ、ナイロン、シリコーン、ポリエチレン、ポリアミド、及びポリエーテルエーテルケトンから成る群から選択された材料から成る、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項６】
前記細長要素は、互いに係合した配置において、該細長要素間において制限された範囲内での運動を可能にするために、間隙を該細長要素間に規定する、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項７】
前記上側組立体及び前記下側組立体の少なくとも一方の少なくとも２個の細長要素が閉じた位置と開いた位置との間で展開可能になっている、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項８】
展開は形状記憶材料により行われる、請求項７に記載の椎間インプラント。
【請求項９】
前記少なくとも２個の細長要素は、前記閉じた位置において、Ｉ字形状を構成する、請求項７に記載の椎間インプラント。
【請求項１０】
前記少なくとも２個の細長要素は、前記開いた位置において、Ｘ字形状及びＹ字形状の少なくとも一方を構成する、請求項７に記載の椎間インプラント。
【請求項１１】
前記少なくとも２個の細長要素は、前記閉じた位置と前記開いた位置との間において予め定められた角度範囲にわたり位置決め可能である、請求項７に記載の椎間インプラント。
【請求項１２】
前記予め定められた角度範囲は、０°より大きく且つ１８０°より小さい値から成る、請求項１１に記載の椎間インプラント。
【請求項１３】
前記少なくとも２個の細長要素は旋回部により接続される、請求項７に記載の椎間インプラント。
【請求項１４】
前記細長要素間の相対運動を防止するためのロック機構をさらに備える、請求項７に記載の椎間インプラント。
【請求項１５】
前記ロック機構は形状記憶材料から成る、請求項１４に記載の椎間インプラント。
【請求項１６】
前記上側組立体及び前記下側組立体の少なくとも一方が隣接する脊椎骨表面に係合するように構成されている、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項１７】
前記上側組立体及び前記下側組立体の各々に設けられた関節部領域をさらに備える、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項１８】
前記関節部領域は、前記上側組立体及び前記下側組立体の一方の組立体に設けられた隆起部と、他方の組立体に設けられた嵌合凹部とを含み、前記隆起部及び前記凹部は少なくとも部分的に接触する、請求項１７に記載の椎間インプラント。
【請求項１９】
前記関節部領域は、ボール−ソケット形態、雄−雌形態、互いに嵌合する弧状表面、及び、対応するサドルから成る群から選択される、請求項１７に記載の椎間インプラント。
【請求項２０】
前記細長要素のうちの少なくとも一つの細長要素は長さ方向にテーパ付けされる、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項２１】
前記細長要素のうちの少なくとも一つの細長要素は骨組織の内方成長を可能とするために少なくとも一個の孔を規定している、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項２２】
前記椎間インプラントは前記上側組立体と前記下側組立体との間に配設されたスペーサを備える、請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項２３】
少なくとも一つの細長要素を備える上側組立体と、
前記上側組立体と互いに係合される少なくとも一つの細長要素を備える下側組立体と、
を備え、前記上側組立体が前記互いに係合される細長要素同士の間において限定された範囲の運動を可能とするように構成されていることを特徴とする椎間インプラント。
【請求項２４】
少なくとも２個の要素を備える上側組立体と、
少なくとも２個の要素を備え、前記上側組立体を支持する下側組立体と、
を備え、前記上側組立体の前記少なくとも２個の要素が、前記上側組立体の脊椎骨接触表領域のサイズを変更するように構成可能であり、前記下側組立体の前記少なくとも２個の要素が、前記下側組立体の脊椎骨接触表面のサイズを変更するように構成可能であることを特徴とする椎間インプラント。
【請求項２５】
前記関節部領域は前記上側組立体と前記下側組立体との間の支承接触表面を増加させるように拡開可能である、請求項１７に記載の椎間インプラント。
【請求項２６】
上側組立体と、
嵌合関節部領域を介して前記上側組立体に連結された下側組立体と、
を備え、前記関節部領域が拡開可能な支承表面から成ることを特徴とする椎間インプラント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２Ａ】
【図４２Ｂ】
【図４３Ａ】
【図４３Ｂ】
【図４４Ａ】
【図４４Ｂ】
【図４４Ｃ】
【図４４Ｄ】
【図４４Ｅ】
【図４４Ｆ】
【図４５Ａ】
【図４５Ｂ】
【図４６Ａ】
【図４６Ｂ】
【図４７Ａ】
【図４７Ｂ】
【図４７Ｃ】
【図４８Ａ】
【図４８Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２Ａ】
【図４２Ｂ】
【図４３Ａ】
【図４３Ｂ】
【図４４Ａ】
【図４４Ｂ】
【図４４Ｃ】
【図４４Ｄ】
【図４４Ｅ】
【図４４Ｆ】
【図４５Ａ】
【図４５Ｂ】
【図４６Ａ】
【図４６Ｂ】
【図４７Ａ】
【図４７Ｂ】
【図４７Ｃ】
【図４８Ａ】
【図４８Ｂ】
【公表番号】特表２００８−５２０４００（Ｐ２００８−５２０４００Ａ）
【公表日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５４３５６４（Ｐ２００７−５４３５６４）
【出願日】平成１７年１１月２３日（２００５．１１．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４２８９２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０５８２８１
【国際公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【出願人】（５０７１６５４２０）
【出願人】（５０７１６５４５３）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２３日（２００５．１１．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４２８９２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０５８２８１
【国際公開日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【出願人】（５０７１６５４２０）
【出願人】（５０７１６５４５３）
【Ｆターム（参考）】
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