椎間インプラント
【課題】椎間に挿入されて柔軟性、弾力性、衝撃緩衝性を発揮し、故障、破損が生じ難く、長年の使用に適し、挿入が容易で、簡単に脱落しない椎間インプラントの提供を課題とする。
【解決手段】基体部１０と上部プレート片２０と下部プレート片３０とを備えた断面略コ字状の一体物からなる椎間インプラント１であって、、上部プレート片２０と下部プレート片３０は、上部プレート片２０の上面２０ａと下部プレート片３０の下面３０ｂとがそれぞれ基端から先端方向に向けて相互に傾斜拡開するように構成すると共に上部プレート片２０の上面２０ａ先端と下部プレート片３０の下面３０ｂ先端との間隙寸法が椎間の間隙寸法よりも大きくなるように構成し、且つ上部プレート片２０の上面２０ａと下部プレート片３０の下面３０ｂとの間隙が少なくとも平行になるまでは弾性変形がなされると共に弾性復帰力が働くように構成してある。
【解決手段】基体部１０と上部プレート片２０と下部プレート片３０とを備えた断面略コ字状の一体物からなる椎間インプラント１であって、、上部プレート片２０と下部プレート片３０は、上部プレート片２０の上面２０ａと下部プレート片３０の下面３０ｂとがそれぞれ基端から先端方向に向けて相互に傾斜拡開するように構成すると共に上部プレート片２０の上面２０ａ先端と下部プレート片３０の下面３０ｂ先端との間隙寸法が椎間の間隙寸法よりも大きくなるように構成し、且つ上部プレート片２０の上面２０ａと下部プレート片３０の下面３０ｂとの間隙が少なくとも平行になるまでは弾性変形がなされると共に弾性復帰力が働くように構成してある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は頸椎や脊椎の椎間に埋め込まれる椎間インプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
頸椎、腰椎を構成する脊椎においては、椎間板によって各椎に所定の間隔がもたらされている。
従って、例えば前記椎間板に何らかの問題が生じることで、各椎間の間隙が正常な状態を保てなくなる場合が生じる。
従来、狭くなった椎間を正常な状態に矯正するために、人工椎間板、椎間スペーサ等とも称される椎間インプラントを用いて、前記狭くなった椎間を矯正することが行われている。
特開平８−１０２７５号公報（特許文献１）には、ネジ式の椎間スペーサーが開示されている。
特開平９−１２２１６０号公報（特許文献２）には、平面視がドーナツ形で上下の椎体に接する上下面間を連通する貫通孔（４）を設けたブロック状の人工椎間スペーサーが開示されている。
特開２００２−９５６８５号公報（特許文献３）には、立方体状〜直方体状のブロック状であって、平坦な上下面（１１）、（１２）に突起を設けた人工椎間スペーサーが開示されている。
特開２００４−７３５４７号公報（特許文献４）には、上下両面（５、７）をその前後方向の中間部分が頂部（１３）をなす曲面とした椎間スペーサが開示されている。
特表２００７−５３０１８２号公報（特許文献５）には、上部同格板（７）と下部同格板（８）とが、両者間の中心軸上に配置されるバネ（２０）によって、弾性等を付与されてなる椎間インプラントが開示されている。
特表２００８−５０９７９２号公報（特許文献６）には、１対の終板アセンブリ（２２）、（２４）が、上下の位置から中心体（２６）に嵌合されることで、関節運動ができるようにされた脊椎インプラント（２０）が開示されている。
特開平７−２１３５３３号公報（特許文献７）には、椎間インプラントとして断面が略コ字状の椎骨体腔壁間ケージが開示されている。この椎骨体腔壁間ケージでは、椎間のサイズに応じて調整するために、隔離用ころ（３７）をＶ字形の溝穴（３４２）に圧入することで、上下の分岐（３１）、（３２）間を拡げる構成となされている。
特開２００４−１３００７７号公報（特許文献８）には、椎間インプラントとして上下のエンドプレート（１１）、（３１）の外面をドーム状とした人工椎間板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１０２７５号公報
【特許文献２】特開平９−１２２１６０号公報
【特許文献３】特開２００２−９５６８５号公報
【特許文献４】特開２００４−７３５４７号公報
【特許文献５】特表２００７−５３０１８２号公報
【特許文献６】特表２００８−５０９７９２号公報
【特許文献７】特開平７−２１３５３３号公報
【特許文献８】特開２００４−１３００７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示するネジ式の椎間スペーサーの場合は、椎間に挿入しやすく、挿入後はズレが生じ難いという利点があるが、断面形状が必然的に円形となるので、椎間に挿入した際に、椎間の幅に対して挿入幅が不十分となる問題がある。
上記特許文献２、３、４に開示する椎間スペーサーの場合は、形状がブロック状であるので、椎間に挿入した際に、挿入面積が不足するといったことは回避できる。しかしながら、椎間スペーサーそのものが剛性のブロックであるので、椎間板の持つ役割としての、柔軟性、弾力性、衝撃緩衝性等を役代わりすることができないという問題がある。
上記特許文献５に開示する椎間インプラントは、椎間板のもつ柔軟性、弾力性、衝撃緩衝性を備えてはいるが、上下の同格板（７）、（８）と、その間を連結するバネ（２０）等の複数の部材を必要とし、複雑な構造にて構成されているため、破損耐久性の問題や耐故障性の問題が大きい。
上記特許文献６に開示する脊椎インプラントは、関節機能を発揮することができるものではあるが、やはり複数の部材を用いて複雑に構成されているため、破損耐久性や故障が生じやすい問題がある。また柔軟性、衝撃緩衝性はあるが、弾力性（バネ性）が十分とは言えない。
上記特許文献７に開示の椎骨体腔壁間ケージは、隔離用ころ（３７）を用いなければ上下の分岐（３１）、（３２）の間隙を拡げることができない問題がある。また上下の分岐（３１）、（３２）の間隙を拡げた状態では、その間隙を狭める方向に復帰力が加わり、隔離用ころ（３７）を取り去ることができない問題がある。
上記特許文献８に開示の並進方式の人工椎間板は、関節連結面（１７）を必要とするもので、上下のエンドプレート（１１）、（３１）の連結機構が複雑となると共に、故障や耐久性の面で不安がある。
【０００５】
そこで本発明は上記従来技術の問題点、欠点を解消し、椎間に挿入されて柔軟性、弾力性、衝撃緩衝性を発揮すると共に、故障、破損が生じ難く、長年の使用に適し、また挿入が容易で、簡単に脱落することのない椎間インプラントの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の椎間インプラントは、椎間に装着されて上下の椎骨をその間で支える椎間インプラントであって、基体部と、該基体部の上部から突出して上の椎骨を支える上部プレート片と、前記基体部の下部から突出して下の椎骨を支える下部プレート片とを備えた断面略コ字状の一体物からなり、前記上部プレート片と下部プレート片は、該上部プレート片の上面と下部プレート片の下面とがそれぞれ基端から先端方向に向けて相互に傾斜拡開するように構成すると共に上部プレート片の上面先端と下部プレート片の下面先端との間隙寸法が椎間の間隙寸法よりも大きくなるように構成し、且つ上部プレート片と下部プレート片は、上部プレート片の上面と下部プレート片の下面との間隙が少なくとも平行になるまでは弾性変形がなされると共に弾性復帰力が働くように構成してあることを第１の特徴としている。
また本発明の椎間インプラントは、上記第１の特徴に加えて、上部プレート片と下部プレート片は、それぞれ基端から先端方向に向けてその肉厚が徐々に減じる傾斜肉厚に構成することで、椎骨からプレート片に加わる荷重をプレート片全体で分散して受けるようにしてあることを第２の特徴としている。
また本発明の椎間インプラントは、上記第１又は第２の特徴に加えて、基体部の上面と上部プレート片の上面とからなる椎間インプラントの上面、及び基体部の下面と下部プレート片の下面とからなる椎間インプラントの下面を、それぞれ幅方向の中央が膨出し且つ両側にいくにしたがって低くなる傾斜面に構成してあることを第３の特徴としている。
また本発明の椎間インプラントは、上記第１〜第３の何れかの特徴に加えて、上部プレート片の上面先端付近と基体部の上面基端付近、及び下部プレート片の下面先端付近と基体部の下面基端付近に、それぞれ椎骨に対する噛み込み用スパイクを構成してあることを第４の特徴としている。
また本発明の椎間インプラントは、上記第１〜第４の何れかの特徴に加えて、上部プレート片の先端付近と下部プレート片の先端付近に、上部プレート片の上面と下部プレート片の下面とによる傾斜拡開状態を少なくとも平行状態になるまで強制縮小して椎間への装着を行う冶具を受けるための冶具受け部を構成してあることを第５の特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の椎間インプラントによれば、基体部と、該基体部の上部から突出して上の椎骨を支える上部プレート片と、前記基体部の下部から突出して下の椎骨を支える下部プレート片とを備えた断面略コ字状の一体物からなるので、
椎間インプラントを基体部と上下部のプレート片からなる比較的簡素な構造からなる一体物として、扱いやすく、故障や破損が生じ難くて耐久性のある椎間インプラントを提供することができる。
また前記上部プレート片と下部プレート片は、該上部プレート片の上面と下部プレート片の下面とがそれぞれ基端から先端方向に向けて相互に傾斜拡開するように構成すると共に上部プレート片の上面先端と下部プレート片の下面先端との間隙寸法が椎間の間隙寸法よりも大きくなるように構成し、且つ上部プレート片と下部プレート片は、上部プレート片の上面と下部プレート片の下面との間隙が少なくとも平行になるまでは弾性変形がなされると共に弾性復帰力が働くように構成してあるので、
椎間インプラントを、その上下部のプレート片を弾性変形させることで椎間に装着することができると共に、上部プレート片と下部プレート片とによる弾性復帰力を上下の椎骨に及ぼすことができる。よって椎間インプラントを、椎間寸法の多少の変動にも十分対応して、且つ椎間に隙間が生じるようなことなく、きっちりと椎間に装着して維持することができる。加えて、後述する噛み込み用スパイクの椎骨への噛み込みを弾性復帰力によって助け、良好な噛み込みを達成、維持することができる。
加えて、上部プレート片と下部プレート片が有する弾性変形、弾性復帰力によって、身体の動作に伴う椎骨の動きに追従して椎間インプラントが柔軟に弾性変位することが可能となり、椎間板機能としての柔軟性及び衝撃緩衝性を大いに発揮することができる。よってまた、隣接する椎間板への動的負荷の集中も確実に軽減することができる。
【０００８】
また請求項２に記載の椎間インプラントによれば、上記請求項１に記載の構成による作用効果に加えて、上部プレート片と下部プレート片は、それぞれ基端から先端方向に向けてその肉厚が徐々に減じる傾斜肉厚を構成することで、椎骨からプレート片に加わる荷重をプレート片全体で分散して受けるようにしてあるので、
椎骨から受ける荷重をプレート片の各部が少しずつ変形することで応力分散して受けることが可能となり、よって荷重が上部及び下部のプレート片の各基端（基体部への付け根）に応力集中するのを防止することができる。即ち、椎間インプラントの柔軟性を高め、且つ耐破損性の向上を図ることが可能となる。
【０００９】
また請求項３に記載の椎間インプラントによれば、上記請求項１又は２に記載の構成による効果に加えて、基体部の上面と上部プレート片の上面とからなる椎間インプラントの上面、及び基体部の下面と下部プレート片の下面とからなる椎間インプラントの下面を、それぞれ幅方向の中央が膨出し且つ両側にいくにしたがって低くなる傾斜面に構成してあるので、
椎間の左右方向（椎の配列方向に直角な、人体の左右方向）の形状（中央部の上下間隙が広く、両側にいくにしたがって徐々に狭くなる形状）に合わせた挿入が可能となり、椎間インプラントが椎間からその左右方向（椎の配列方向に直角な、人体の左右方向）へ脱落するのをより確実に防止することができると共に、装着された椎間インプラントの椎間内での左右方向のズレを確実に防止して、安定した位置に保持することが可能となる。
また身体の動作に伴う、頸椎や脊椎の左右方向の動きに対する椎間インプラントによる抵抗を減じることができ、頸椎、脊椎の左右方向への滑らかな動きを保証することができる。
【００１０】
また請求項４に記載の椎間インプラントによれば、上記請求項１〜３の何れかに記載の構成による作用効果に加えて、上部プレート片の上面先端付近と基体部の上面基端付近、及び下部プレート片の下面先端付近と基体部の下面基端付近に、それぞれ椎骨に対する噛み込み用スパイクを形成したので、
椎間インプラントを、椎間に装着した状態で、上部プレート片の上面先端付近と基体部の上面基端付近、及び下部プレート片の下面先端付近と基体部の下面基端付近の４箇所において集中して、噛み込み用スパイクを上下の椎骨に噛み込ませることができ、椎間インプラントの装着をより確実に且つ安定して行うことができる。
特に、上部プレート片の上面先端付近と下部プレート片の下面先端付近に形成された噛み込み用スパイクは、基体部から先端方向に向けて拡開する上下部のプレート片によるバネ付勢力によって、強力に椎骨に噛み込ませることが可能となり、椎間インプラントをより安定して且つ確実に椎間に装着、固定させることが可能となる。
【００１１】
また請求項５に記載の椎間インプラントによれば、上記請求項１〜４の何れかに記載の構成による作用効果に加えて、上部プレート片の先端付近と下部プレート片の先端付近に、上部プレート片の上面と下部プレート片の下面とによる傾斜拡開状態を少なくとも平行状態になるまで強制縮小して椎間への装着を行う冶具を受けるための冶具受け部を構成してあるので、
椎間インプラントを椎間へ装着させる際、上下部のプレート片を掴んで、その拡開状態を縮小させる作業を容易、確実に行うことができ、椎間への椎間インプラント装着を容易、確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る椎間インプラントの全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る椎間インプラントの全体を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る椎間インプラントの正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る椎間インプラントの左側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る椎間インプラントの平面図である。
【図６】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る椎間インプラントの装着を説明する図で、（Ａ）は椎間インプラントの上下部のプレート片を冶具によって強制的に狭めた状態を示し、（Ｂ）は上下部のプレート片を強制的に狭めた椎間インプラントを椎間に冶具によって挿入した時点の状態を示し、（Ｃ）は椎間に挿入された椎間インプラントから冶具が外されて装着が完了した状態を示す。
【図８】他の実施形態に係る椎間インプラントの全体を示す斜視図である。
【図９】他の実施形態に係る椎間インプラントの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態の椎間インプラントを以下に説明する。
先ず図１、図２を参照して、本発明の実施形態に係る椎間インプラント１は、基体部１０と、上部プレート片２０と下部プレート片３０とを備えた断面略コ字状の一体物からなる。
この椎間インプラント１は、チタン、若しくはチタン合金を好ましく用いて作製することができる。この作製は一体物として作製することができる。
チタン、チタン合金が好ましいのは、骨等との生体親和性がよいことによるものである。
またチタン、チタン合金による場合は、金属としての弾性変位域をもっているため、金属が有する機械的強度の他に弾性を利用することができる。
勿論、椎間インプラント１は、必ずしもチタンやチタン合金である必要はない。ステンレス鋼、その他、生体内での耐腐食性が良好な金属、生体親和性がよい金属を用いることが可能である。更には、椎間を維持する強度を備え、且つ適当な弾性を有する材料であれば、金属以外の材料を用いることも可能である。
椎間インプラント１は、勿論であるが、椎間にその全体が装着されて、椎間内に収まり得る寸法とする。ただし、装着する対象が、頸椎の椎間か脊椎の椎間かによって、更には頸椎、脊椎における何番目の椎間であるかによっても、椎間インプラント１の全体としての寸法を変更、調整するものとすることができる。
【００１４】
図３〜図６も参照して、前記基体部１０は、その上部から上部プレート片２０を突出させ、また下部から下部プレート片３０を突出させており、それら上部プレート片２０と下部プレート片３０の基部としての役割を果たすものである。
基体部１０の幅は椎の幅（椎の配列方向に直角な、人体の左右方向の幅）内に丁度収まるような幅とすることができる。また基体部１０の高さは椎間（上の椎と下の椎との隙間寸法）内に丁度収まる高さとすることができる。勿論、前記丁度収まる幅や高さよりも多少小さい寸法とすることも可能である。
基体部１０には、その上面１０ａの基端付近と下面１０ｂの基端付近にスパイク１１を一体に突出して構成している。
その他、基体部１０には、冶具を取り付けるための冶具取付孔１２を、必要に応じて、中央付近やその他の位置に設けることができる。
【００１５】
前記上部プレート片２０と下部プレート片３０は、上下対称に構成している。上部プレート片２０は基体部１０と一体物として、基体部１０の上部から突出させて構成している。同様に、下部プレート片３０も基体部１０と一体物として、基体部１０の下部から突出して構成している。
上部プレート片２０の上面２０ａの先端付近と下部プレート片３０の下面３０ｂの先端付近には、それぞれスパイク２１、３１を一体に突出して構成している。
【００１６】
上部プレート片２０と下部プレート片３０は、基体部１０から同方向に、同長で突出するように構成されており、これにより椎間インプラント１が断面略コ字状を呈した一体物として構成されている。
前記上部プレート片２０と下部プレート片３０とは、実際には基体部１０から先端方向に向けて相互に平行状態よりも少し拡開するように構成している。より詳細に言えば、上部プレート片２０の上面２０ａと下部プレート片３０の下面３０ｂとが、それぞれ基端から先端方向に向けて相互に平行状態よりも少し傾斜拡開するように構成されている。
平行状態よりも少し拡開させる理由の１つは、人間の椎間は前方が僅かに拡開しているので、その形に合わせるためであるが、本発明はそれだけではない。
特に本発明では、上部プレート片２０の上面２０ａと下部プレート片３０の下面３０ｂとの拡開範囲Ｐを、前記椎間の間隙寸法よりも更に少し大きくなるように拡開させている。椎間の拡開範囲よりも上下部のプレート片２０、３０の拡開範囲Ｐを大きくすることにより、椎間寸法の多少の変動にも追従して、椎間インプラント１をきっちりと椎間に装着して維持することができる。また椎間インプラント１を椎間に強制的に装着させた際に、上下部のプレート片２０、３０による弾性復帰力を椎骨Ｂ（図７参照）に作用させることができ、これによって上下部のプレート片２０、３０のスパイク２１、３１をより確実に椎骨Ｂに食い込ませることができる。
前記上下部のプレート片２０、３０による拡開範囲Ｐは、前記スパイク２１、３１の食い込みを考慮して、椎間の間隙寸法よりも、前記スパイク２１、３１の各突出寸法分程度乃至もう少し大きくすることができる。
前記上下部のプレート片２０、３０による弾性復帰力を利用したスパイク２１、３１の椎骨Ｂへの食い込み力は、例えばプレート片２０、３０による椎骨押圧荷重が５〜３５ｋｇとなるように設定することができる。
【００１７】
また上下部のプレート片２０、３０は、前記拡開範囲Ｐ内での屈曲（変位）が、少なくとも、上下部のプレート片２０、３０の弾性変位域内にあるように構成する。別の言い方をすれば、上下部のプレート片２０、３０は、その上部プレート片２０の上面２０ａと下部プレート片３０の下面３０ｂとの間隙が少なくとも平行になるまでは弾性変形（弾性圧縮）がなされ且つ弾性復帰力が働くように材料構成する。前記弾性変位域とは、荷重を材料に加えて一旦変位させても、荷重を取り除くと材料の変位もなくなり、元の状態に復帰するような領域を言う。チタン及びチタン合金を含む金属材料には、一般に荷重に対する弾性変位域が存在し、且つその弾性変位域の大きさは材料の種類、熱処理、加工、寸法等により、ある程度調整することが可能である。
【００１８】
前記上下部のプレート片２０、３０の屈曲が弾性変位域内で行われることで、上下の椎骨Ｂに大きな負荷が加わった際に、プレート片２０、３０が適当に弾性変位し、その負荷を緩和すると共に、椎骨Ｂの動きに追従した動きが可能となる。また負荷がなくなったときにはプレート片２０、３０の有する弾性復帰力により元の状態に復帰することができる。これにより、人体動作に伴う頸椎や脊椎の動きを柔軟でスムーズなものにすることができると共に、椎骨Ｂに加わる衝撃を緩和して、椎骨損傷等を防ぐことも可能となる。
【００１９】
上下部のプレート片２０、３０は、それぞれ基体部１０側の基端から先端方向に向けて、その厚みＤが徐々に減じる傾斜肉厚を設けることで、椎骨Ｂからプレート片２０、３０に加わる荷重をプレート片２０、３０の全体で分散して受けるように構成している。即ち、例えばプレート片２０、３０の先端付近に椎骨Ｂからの押圧荷重が加わった場合に、その荷重に対する応力がプレート片２０、３０の基端（付け根）に集中するのではなく、プレート片２０、３０の全体に分散されるように、傾斜肉厚を設けている。このような傾斜肉厚を設けることによって、椎骨Ｂからの負荷に対してプレート片２０、３０全体がしなるように弾性変位するよう構成することで、特定箇所への応力集中を回避して、椎間インプラント１に良好な柔軟性と耐破損性を兼備させることが可能となる。
【００２０】
前記上部プレート片２０の上面２０ａは基体部１０の上面１０ａと面一に連続して構成されている。また下部プレート片３０の下面３０ｂは基体部１０の下面と面一に連続して構成されている。
基体部１０の上面１０ａと上部プレート片２０の上面２０ａとを含む椎間インプラント１の上面（１０ａ、２０ａ）は、その幅Ｗ方向の中央が膨出し、両側にいくにしたがって徐々に低くなる傾斜面、例えば弧状の傾斜面に構成している。基体部１０の下面１０ｂと下部プレート片３０の下面３０ｂとを含む椎間インプラント１の下面（１０ｂ、３０ｂ）についても、同様に幅方向Ｗの中央が膨出し、両側にいくにしたがって徐々に低くなる傾斜面に構成している。
前記椎間インプラント１の上下面を、幅Ｗ方向の中央が膨出し両側が低くなる傾斜面とした理由は、椎間の上面及び下面がやはり同様な傾斜面を持つことによる。
本発明の椎間インプラント１では、そのような傾斜面を上下面の幅Ｗ方向に持つことで、椎間の形状に沿わせた装着を可能としている。これによって椎間インプラント１が椎間から左右方向（椎の配列方向に直角な、人体の左右方向）へ脱落するのを予防すると共に、椎間内での左右方向（幅Ｗ方向）へのズレを防止して、安定な配置を確保している。
また椎間インプラント１の上下面を上記のような幅Ｗ方向の傾斜面とすることで、身体の動作に伴う頸椎や脊椎の左右方向の動きに対して、椎間インプラント１の存在による抵抗を十分に軽減することが可能となり、頸椎、脊椎の左右方向への滑らかな動きが良好に保証される。
【００２１】
上部プレート片２０と下部プレート片３０との間は、深くなだらかに湾曲した間隙Ｖにしている。深くなだらかな間隙Ｖを構成することで、椎間インプラント１の重量を軽減することができる。また上下部のプレート片２０、３０の傾斜拡開状態を無理なく強制縮小することができる。椎間インプラント１を椎間に取り付けるための冶具等を用いる場合においては、間隙Ｖを利用することで冶具等の作業を容易にすることが可能になる。
上部プレート片２０の下面２０ｂは、その傾斜を前記上面２０ａの傾斜よりも大きくしている。これにより上部プレート片２０の厚み（Ｄ）が基端から先端方向に向けて徐々に減じる傾斜肉厚を構成している。同様に、下部プレート片３０の上面３０ａの傾斜を前記下面３０ｂの傾斜よりも大きくしている。これにより傾斜肉厚を構成している。
上部プレート片２０の下面２０ｂの基部（基体部１０への付け根）は弧状とすることで、上部プレート片２０の基体部１０への付け根が弧状に拡大して応力集中を防止すると共に、上部プレート片２０の強度を向上させている。下部プレート片３０の上面３０ａも上部プレート片２０の下面２０ｂと同様の形状にしている。
【００２２】
なお椎間インプラント１の全長Ｌ１に対する前記基体部１０の長さＬ２は、Ｌ２／Ｌ１＝１０〜３５％とするのが好ましい。基体部１０は上下の椎骨Ｂ間にあって、その椎間が圧潰されるのを防止する基本的な支持体となるものである。また上部プレート片２０と下部プレート片３０とを連結させる役割を果たす。一方、上部プレート片２０と下部プレート片３０は、椎間インプラント１に弾力性、柔軟性をもたらすと共に、椎間インプラント１の重さを軽減する役割を果たす。
基体部１０の長さＬ２と椎間インプラントの長さＬ１との比をＬ２／Ｌ１＝１０〜３５％とすることで、上記基体部１０と上下部のプレート片２０、３０の各機能を良好に発揮させることができる。
本実施形態では、椎間インプラント１の長さＬ１を１０〜１５ｍｍ、基端部１０の長さＬ２を３〜４ｍｍ、基体部１０及び上下部のプレート片２０、３０の幅Ｗを１０〜１５ｍｍとしている。
【００２３】
前記スパイク１１、２１、３１は、本実施形態では２列に設けられており、１列当たり６個設けられている。しかし、この数に限定されるものではない。ただし、上部プレート片２０の上面２０ａ先端付近と、基体部１０の上面１０ａ基端付近と、下部プレート片３０の下面３０ｂの先端付近と、基体部１０の下面１０ｂの基端付近との４箇所に集中してスパイク１１、２１、３１を設けることで、全面に設ける場合に比べて、個々のスパイク１１、２１、３１の食い込みをよくしている。
前記基体部１０の上下面１０ａ、１０ｂの基端付近にあるスパイク１１は、その突出形状を、基端側において垂直突出壁１１ａ形状にすると共に、その反対側を傾斜突出壁１１ｂ形状にしている。また上下部のプレート片２０、３０の先端付近にあるスパイク２１、３１は、その突出形状を、先端側において垂直突出壁２１ａ、３１ａ形状にすると共に、その反対側を傾斜突出壁２１ｂ、３１ｂ形状にしている。
スパイク１１、２１、３１の突出形状を上記のように構成することで、椎間に挿入、装着された椎間インプラント１は、スパイク１１の垂直突出壁１１ａによりそれ以上後に動くのを阻止され、またスパイク２１、３１の垂直突出壁２１ａ、３１ａにより、挿入、装着された椎間インプラント１が前方向に動くのを阻止される。これによって椎間に装着された椎間インプラント１の前後方向へのズレを良好に防止することができる。
【００２４】
上部プレート片２０の先端付近と、下部プレート片３０の先端付近に、冶具受け部２２、３２を一対で構成している。この冶具受け部２２、３２は、椎間インプラント１を椎間に装着する際に使用する冶具Ｇ（図７参照）を受ける部分である。即ち、本発明の椎間インプラント１の場合、それを椎間に装着する際、上部プレート片２０と下部プレート片３０との間隙を狭めた状態にして、椎間に挿入する必要がある。しかし冶具受け部２２、３２を設けることにより、冶具Ｇを用いて上下部のプレート片２０、３０を挟み付けて、容易にその間隙Ｖを狭めることが可能となり、その後の挿入、装着が容易に行える。
【００２５】
図７の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を参照して、椎間インプラント１を椎間に装着する手順を説明する。
先ず図７の（Ａ）を参照して、冶具Ｇを用いて、椎間インプラント１の冶具受け部２２、３２を掴み、上部プレート片２０と下部プレート片３０との間隙Ｖを狭める。この際、上部プレート片２０と下部プレート片３０は弾性変形して、拡開状態が狭まる。これによって椎間への挿入が可能となる。
次に図７の（Ｂ）を参照して、プレート片２０、３０の間隙Ｖを狭めた状態の椎間インプラント１を、その基体部１０を前にして、上下の椎骨Ｂ、Ｂの間（椎間）に前方（身体の前側）から挿入する。この際、基体部１０のスパイク１１が上下の椎骨Ｂ、Ｂに食い込む。
次に図７の（Ｃ）を参照して、冶具Ｇを椎間インプラント１から取り外す。これにより上部プレート片２０及び下部プレート片３０が元の状態に弾性復帰しようとして拡開し、プレート片２０、３０のスパイク２１、３１を上下の椎骨Ｂ、Ｂに食い込ませる。これにより椎間インプラント１の椎間への装着が完了する。装着が完了した状態では、椎間インプラント１の上部プレート片２０と下部プレート片３０は、上下の椎骨Ｂ、Ｂに対して押圧力を付勢した状態にあるか或いは押圧力を殆ど付勢していない状態にある。
【００２６】
図８、図９を参照して、本発明の他の実施形態に係る椎間インプラントを説明する。同一の機能を奏する部材、要素については既述の実施形態と同じ符号を付している。
本実施形態では上部プレート片２０と下部プレート片３０とにそれぞれ開口４０を設けている。開口４０を設けることで、椎骨Ｂからの骨伝導能をよくして、開口４０の裏側への骨の進出を促し、骨と椎間インプラントとの骨癒合をよくすることができる。また椎間インプランとの重量を軽減することができる。
開口４０は、上部プレート片２０と下部プレート片３０とにおいて、同形、同寸法とする。また最適には楕円形状とし、次善的には長円形とする。楕円形状とすることで、開口４０への応力集中を他の形状よりも小さくすることができる。
開口４０の配置は、上部プレート片２０、下部プレート片３０の幅（Ｗ）方向の中心軸上に開口４０の中心軸がくるようにし、また基体部１０のスパイク１１と上下部プレート片２０、３０のスパイク２１、３１の直ぐ後方までの間に設ける。このように配置することで、上部プレート片２０及び下部プレート片３０のバネ変形能を左右バランスよく且つ更に向上させることができる。
【００２７】
椎間インプラントの全長Ｌ１を１３．５ｍｍ、幅Ｗを１２．０ｍｍ、高さ（スパイク１１を除いた基体部１０の高さ）Ｈを６．４２ｍｍとすると、楕円形状若しくは長円形状の開口４０の長さＬ３を８．５ｍｍ、幅Ｌ４を２ｍｍとするのが最適である。
また椎間インプラントは、その全長Ｌ１を１０〜１５ｍｍ、幅Ｗを１０〜１５ｍｍ、高さＨを５〜８ｍｍの許容範囲とし、そのときの開口４０の許容長さＬ３を１〜９ｍｍ、許容幅Ｌ４を１〜８ｍｍとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の椎間インプラントは、狭くなった椎間を正常な状態に矯正する人工椎間板として、産業上の利用可能性が大である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 椎間インプラント
１０ 基体部
１０ａ 上面
１０ｂ 下面
１１ スパイク
１１ａ 垂直突出壁
１１ｂ 傾斜突出壁
１２ 冶具取付孔
２０ 上部プレート片
２０ａ 上面
２０ｂ 下面
２１ スパイク
２１ａ 垂直突出壁
２１ｂ 傾斜突出壁
２２ 冶具受け部
３０ 下部プレート片
３０ａ 上面
３０ｂ 下面
３１ スパイク
３１ａ 垂直突出壁
３１ｂ 傾斜突出壁
３２ 冶具受け部
４０ 開口
Ｂ 椎骨
Ｄ 厚み
Ｌ１ 椎間インプラントの全長
Ｌ２ 基体部の長さ
Ｌ３ 開口の長さ
Ｌ４ 開口の幅
Ｇ 冶具
Ｈ スパイクを除いた基体部の高さ
Ｐ 拡開範囲
Ｖ 間隙
Ｗ 椎間インプラントの幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は頸椎や脊椎の椎間に埋め込まれる椎間インプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
頸椎、腰椎を構成する脊椎においては、椎間板によって各椎に所定の間隔がもたらされている。
従って、例えば前記椎間板に何らかの問題が生じることで、各椎間の間隙が正常な状態を保てなくなる場合が生じる。
従来、狭くなった椎間を正常な状態に矯正するために、人工椎間板、椎間スペーサ等とも称される椎間インプラントを用いて、前記狭くなった椎間を矯正することが行われている。
特開平８−１０２７５号公報（特許文献１）には、ネジ式の椎間スペーサーが開示されている。
特開平９−１２２１６０号公報（特許文献２）には、平面視がドーナツ形で上下の椎体に接する上下面間を連通する貫通孔（４）を設けたブロック状の人工椎間スペーサーが開示されている。
特開２００２−９５６８５号公報（特許文献３）には、立方体状〜直方体状のブロック状であって、平坦な上下面（１１）、（１２）に突起を設けた人工椎間スペーサーが開示されている。
特開２００４−７３５４７号公報（特許文献４）には、上下両面（５、７）をその前後方向の中間部分が頂部（１３）をなす曲面とした椎間スペーサが開示されている。
特表２００７−５３０１８２号公報（特許文献５）には、上部同格板（７）と下部同格板（８）とが、両者間の中心軸上に配置されるバネ（２０）によって、弾性等を付与されてなる椎間インプラントが開示されている。
特表２００８−５０９７９２号公報（特許文献６）には、１対の終板アセンブリ（２２）、（２４）が、上下の位置から中心体（２６）に嵌合されることで、関節運動ができるようにされた脊椎インプラント（２０）が開示されている。
特開平７−２１３５３３号公報（特許文献７）には、椎間インプラントとして断面が略コ字状の椎骨体腔壁間ケージが開示されている。この椎骨体腔壁間ケージでは、椎間のサイズに応じて調整するために、隔離用ころ（３７）をＶ字形の溝穴（３４２）に圧入することで、上下の分岐（３１）、（３２）間を拡げる構成となされている。
特開２００４−１３００７７号公報（特許文献８）には、椎間インプラントとして上下のエンドプレート（１１）、（３１）の外面をドーム状とした人工椎間板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１０２７５号公報
【特許文献２】特開平９−１２２１６０号公報
【特許文献３】特開２００２−９５６８５号公報
【特許文献４】特開２００４−７３５４７号公報
【特許文献５】特表２００７−５３０１８２号公報
【特許文献６】特表２００８−５０９７９２号公報
【特許文献７】特開平７−２１３５３３号公報
【特許文献８】特開２００４−１３００７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示するネジ式の椎間スペーサーの場合は、椎間に挿入しやすく、挿入後はズレが生じ難いという利点があるが、断面形状が必然的に円形となるので、椎間に挿入した際に、椎間の幅に対して挿入幅が不十分となる問題がある。
上記特許文献２、３、４に開示する椎間スペーサーの場合は、形状がブロック状であるので、椎間に挿入した際に、挿入面積が不足するといったことは回避できる。しかしながら、椎間スペーサーそのものが剛性のブロックであるので、椎間板の持つ役割としての、柔軟性、弾力性、衝撃緩衝性等を役代わりすることができないという問題がある。
上記特許文献５に開示する椎間インプラントは、椎間板のもつ柔軟性、弾力性、衝撃緩衝性を備えてはいるが、上下の同格板（７）、（８）と、その間を連結するバネ（２０）等の複数の部材を必要とし、複雑な構造にて構成されているため、破損耐久性の問題や耐故障性の問題が大きい。
上記特許文献６に開示する脊椎インプラントは、関節機能を発揮することができるものではあるが、やはり複数の部材を用いて複雑に構成されているため、破損耐久性や故障が生じやすい問題がある。また柔軟性、衝撃緩衝性はあるが、弾力性（バネ性）が十分とは言えない。
上記特許文献７に開示の椎骨体腔壁間ケージは、隔離用ころ（３７）を用いなければ上下の分岐（３１）、（３２）の間隙を拡げることができない問題がある。また上下の分岐（３１）、（３２）の間隙を拡げた状態では、その間隙を狭める方向に復帰力が加わり、隔離用ころ（３７）を取り去ることができない問題がある。
上記特許文献８に開示の並進方式の人工椎間板は、関節連結面（１７）を必要とするもので、上下のエンドプレート（１１）、（３１）の連結機構が複雑となると共に、故障や耐久性の面で不安がある。
【０００５】
そこで本発明は上記従来技術の問題点、欠点を解消し、椎間に挿入されて柔軟性、弾力性、衝撃緩衝性を発揮すると共に、故障、破損が生じ難く、長年の使用に適し、また挿入が容易で、簡単に脱落することのない椎間インプラントの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の椎間インプラントは、椎間に装着されて上下の椎骨をその間で支える椎間インプラントであって、基体部と、該基体部の上部から突出して上の椎骨を支える上部プレート片と、前記基体部の下部から突出して下の椎骨を支える下部プレート片とを備えた断面略コ字状の一体物からなり、前記上部プレート片と下部プレート片は、該上部プレート片の上面と下部プレート片の下面とがそれぞれ基端から先端方向に向けて相互に傾斜拡開するように構成すると共に上部プレート片の上面先端と下部プレート片の下面先端との間隙寸法が椎間の間隙寸法よりも大きくなるように構成し、且つ上部プレート片と下部プレート片は、上部プレート片の上面と下部プレート片の下面との間隙が少なくとも平行になるまでは弾性変形がなされると共に弾性復帰力が働くように構成してあることを第１の特徴としている。
また本発明の椎間インプラントは、上記第１の特徴に加えて、上部プレート片と下部プレート片は、それぞれ基端から先端方向に向けてその肉厚が徐々に減じる傾斜肉厚に構成することで、椎骨からプレート片に加わる荷重をプレート片全体で分散して受けるようにしてあることを第２の特徴としている。
また本発明の椎間インプラントは、上記第１又は第２の特徴に加えて、基体部の上面と上部プレート片の上面とからなる椎間インプラントの上面、及び基体部の下面と下部プレート片の下面とからなる椎間インプラントの下面を、それぞれ幅方向の中央が膨出し且つ両側にいくにしたがって低くなる傾斜面に構成してあることを第３の特徴としている。
また本発明の椎間インプラントは、上記第１〜第３の何れかの特徴に加えて、上部プレート片の上面先端付近と基体部の上面基端付近、及び下部プレート片の下面先端付近と基体部の下面基端付近に、それぞれ椎骨に対する噛み込み用スパイクを構成してあることを第４の特徴としている。
また本発明の椎間インプラントは、上記第１〜第４の何れかの特徴に加えて、上部プレート片の先端付近と下部プレート片の先端付近に、上部プレート片の上面と下部プレート片の下面とによる傾斜拡開状態を少なくとも平行状態になるまで強制縮小して椎間への装着を行う冶具を受けるための冶具受け部を構成してあることを第５の特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の椎間インプラントによれば、基体部と、該基体部の上部から突出して上の椎骨を支える上部プレート片と、前記基体部の下部から突出して下の椎骨を支える下部プレート片とを備えた断面略コ字状の一体物からなるので、
椎間インプラントを基体部と上下部のプレート片からなる比較的簡素な構造からなる一体物として、扱いやすく、故障や破損が生じ難くて耐久性のある椎間インプラントを提供することができる。
また前記上部プレート片と下部プレート片は、該上部プレート片の上面と下部プレート片の下面とがそれぞれ基端から先端方向に向けて相互に傾斜拡開するように構成すると共に上部プレート片の上面先端と下部プレート片の下面先端との間隙寸法が椎間の間隙寸法よりも大きくなるように構成し、且つ上部プレート片と下部プレート片は、上部プレート片の上面と下部プレート片の下面との間隙が少なくとも平行になるまでは弾性変形がなされると共に弾性復帰力が働くように構成してあるので、
椎間インプラントを、その上下部のプレート片を弾性変形させることで椎間に装着することができると共に、上部プレート片と下部プレート片とによる弾性復帰力を上下の椎骨に及ぼすことができる。よって椎間インプラントを、椎間寸法の多少の変動にも十分対応して、且つ椎間に隙間が生じるようなことなく、きっちりと椎間に装着して維持することができる。加えて、後述する噛み込み用スパイクの椎骨への噛み込みを弾性復帰力によって助け、良好な噛み込みを達成、維持することができる。
加えて、上部プレート片と下部プレート片が有する弾性変形、弾性復帰力によって、身体の動作に伴う椎骨の動きに追従して椎間インプラントが柔軟に弾性変位することが可能となり、椎間板機能としての柔軟性及び衝撃緩衝性を大いに発揮することができる。よってまた、隣接する椎間板への動的負荷の集中も確実に軽減することができる。
【０００８】
また請求項２に記載の椎間インプラントによれば、上記請求項１に記載の構成による作用効果に加えて、上部プレート片と下部プレート片は、それぞれ基端から先端方向に向けてその肉厚が徐々に減じる傾斜肉厚を構成することで、椎骨からプレート片に加わる荷重をプレート片全体で分散して受けるようにしてあるので、
椎骨から受ける荷重をプレート片の各部が少しずつ変形することで応力分散して受けることが可能となり、よって荷重が上部及び下部のプレート片の各基端（基体部への付け根）に応力集中するのを防止することができる。即ち、椎間インプラントの柔軟性を高め、且つ耐破損性の向上を図ることが可能となる。
【０００９】
また請求項３に記載の椎間インプラントによれば、上記請求項１又は２に記載の構成による効果に加えて、基体部の上面と上部プレート片の上面とからなる椎間インプラントの上面、及び基体部の下面と下部プレート片の下面とからなる椎間インプラントの下面を、それぞれ幅方向の中央が膨出し且つ両側にいくにしたがって低くなる傾斜面に構成してあるので、
椎間の左右方向（椎の配列方向に直角な、人体の左右方向）の形状（中央部の上下間隙が広く、両側にいくにしたがって徐々に狭くなる形状）に合わせた挿入が可能となり、椎間インプラントが椎間からその左右方向（椎の配列方向に直角な、人体の左右方向）へ脱落するのをより確実に防止することができると共に、装着された椎間インプラントの椎間内での左右方向のズレを確実に防止して、安定した位置に保持することが可能となる。
また身体の動作に伴う、頸椎や脊椎の左右方向の動きに対する椎間インプラントによる抵抗を減じることができ、頸椎、脊椎の左右方向への滑らかな動きを保証することができる。
【００１０】
また請求項４に記載の椎間インプラントによれば、上記請求項１〜３の何れかに記載の構成による作用効果に加えて、上部プレート片の上面先端付近と基体部の上面基端付近、及び下部プレート片の下面先端付近と基体部の下面基端付近に、それぞれ椎骨に対する噛み込み用スパイクを形成したので、
椎間インプラントを、椎間に装着した状態で、上部プレート片の上面先端付近と基体部の上面基端付近、及び下部プレート片の下面先端付近と基体部の下面基端付近の４箇所において集中して、噛み込み用スパイクを上下の椎骨に噛み込ませることができ、椎間インプラントの装着をより確実に且つ安定して行うことができる。
特に、上部プレート片の上面先端付近と下部プレート片の下面先端付近に形成された噛み込み用スパイクは、基体部から先端方向に向けて拡開する上下部のプレート片によるバネ付勢力によって、強力に椎骨に噛み込ませることが可能となり、椎間インプラントをより安定して且つ確実に椎間に装着、固定させることが可能となる。
【００１１】
また請求項５に記載の椎間インプラントによれば、上記請求項１〜４の何れかに記載の構成による作用効果に加えて、上部プレート片の先端付近と下部プレート片の先端付近に、上部プレート片の上面と下部プレート片の下面とによる傾斜拡開状態を少なくとも平行状態になるまで強制縮小して椎間への装着を行う冶具を受けるための冶具受け部を構成してあるので、
椎間インプラントを椎間へ装着させる際、上下部のプレート片を掴んで、その拡開状態を縮小させる作業を容易、確実に行うことができ、椎間への椎間インプラント装着を容易、確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る椎間インプラントの全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る椎間インプラントの全体を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る椎間インプラントの正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る椎間インプラントの左側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る椎間インプラントの平面図である。
【図６】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る椎間インプラントの装着を説明する図で、（Ａ）は椎間インプラントの上下部のプレート片を冶具によって強制的に狭めた状態を示し、（Ｂ）は上下部のプレート片を強制的に狭めた椎間インプラントを椎間に冶具によって挿入した時点の状態を示し、（Ｃ）は椎間に挿入された椎間インプラントから冶具が外されて装着が完了した状態を示す。
【図８】他の実施形態に係る椎間インプラントの全体を示す斜視図である。
【図９】他の実施形態に係る椎間インプラントの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態の椎間インプラントを以下に説明する。
先ず図１、図２を参照して、本発明の実施形態に係る椎間インプラント１は、基体部１０と、上部プレート片２０と下部プレート片３０とを備えた断面略コ字状の一体物からなる。
この椎間インプラント１は、チタン、若しくはチタン合金を好ましく用いて作製することができる。この作製は一体物として作製することができる。
チタン、チタン合金が好ましいのは、骨等との生体親和性がよいことによるものである。
またチタン、チタン合金による場合は、金属としての弾性変位域をもっているため、金属が有する機械的強度の他に弾性を利用することができる。
勿論、椎間インプラント１は、必ずしもチタンやチタン合金である必要はない。ステンレス鋼、その他、生体内での耐腐食性が良好な金属、生体親和性がよい金属を用いることが可能である。更には、椎間を維持する強度を備え、且つ適当な弾性を有する材料であれば、金属以外の材料を用いることも可能である。
椎間インプラント１は、勿論であるが、椎間にその全体が装着されて、椎間内に収まり得る寸法とする。ただし、装着する対象が、頸椎の椎間か脊椎の椎間かによって、更には頸椎、脊椎における何番目の椎間であるかによっても、椎間インプラント１の全体としての寸法を変更、調整するものとすることができる。
【００１４】
図３〜図６も参照して、前記基体部１０は、その上部から上部プレート片２０を突出させ、また下部から下部プレート片３０を突出させており、それら上部プレート片２０と下部プレート片３０の基部としての役割を果たすものである。
基体部１０の幅は椎の幅（椎の配列方向に直角な、人体の左右方向の幅）内に丁度収まるような幅とすることができる。また基体部１０の高さは椎間（上の椎と下の椎との隙間寸法）内に丁度収まる高さとすることができる。勿論、前記丁度収まる幅や高さよりも多少小さい寸法とすることも可能である。
基体部１０には、その上面１０ａの基端付近と下面１０ｂの基端付近にスパイク１１を一体に突出して構成している。
その他、基体部１０には、冶具を取り付けるための冶具取付孔１２を、必要に応じて、中央付近やその他の位置に設けることができる。
【００１５】
前記上部プレート片２０と下部プレート片３０は、上下対称に構成している。上部プレート片２０は基体部１０と一体物として、基体部１０の上部から突出させて構成している。同様に、下部プレート片３０も基体部１０と一体物として、基体部１０の下部から突出して構成している。
上部プレート片２０の上面２０ａの先端付近と下部プレート片３０の下面３０ｂの先端付近には、それぞれスパイク２１、３１を一体に突出して構成している。
【００１６】
上部プレート片２０と下部プレート片３０は、基体部１０から同方向に、同長で突出するように構成されており、これにより椎間インプラント１が断面略コ字状を呈した一体物として構成されている。
前記上部プレート片２０と下部プレート片３０とは、実際には基体部１０から先端方向に向けて相互に平行状態よりも少し拡開するように構成している。より詳細に言えば、上部プレート片２０の上面２０ａと下部プレート片３０の下面３０ｂとが、それぞれ基端から先端方向に向けて相互に平行状態よりも少し傾斜拡開するように構成されている。
平行状態よりも少し拡開させる理由の１つは、人間の椎間は前方が僅かに拡開しているので、その形に合わせるためであるが、本発明はそれだけではない。
特に本発明では、上部プレート片２０の上面２０ａと下部プレート片３０の下面３０ｂとの拡開範囲Ｐを、前記椎間の間隙寸法よりも更に少し大きくなるように拡開させている。椎間の拡開範囲よりも上下部のプレート片２０、３０の拡開範囲Ｐを大きくすることにより、椎間寸法の多少の変動にも追従して、椎間インプラント１をきっちりと椎間に装着して維持することができる。また椎間インプラント１を椎間に強制的に装着させた際に、上下部のプレート片２０、３０による弾性復帰力を椎骨Ｂ（図７参照）に作用させることができ、これによって上下部のプレート片２０、３０のスパイク２１、３１をより確実に椎骨Ｂに食い込ませることができる。
前記上下部のプレート片２０、３０による拡開範囲Ｐは、前記スパイク２１、３１の食い込みを考慮して、椎間の間隙寸法よりも、前記スパイク２１、３１の各突出寸法分程度乃至もう少し大きくすることができる。
前記上下部のプレート片２０、３０による弾性復帰力を利用したスパイク２１、３１の椎骨Ｂへの食い込み力は、例えばプレート片２０、３０による椎骨押圧荷重が５〜３５ｋｇとなるように設定することができる。
【００１７】
また上下部のプレート片２０、３０は、前記拡開範囲Ｐ内での屈曲（変位）が、少なくとも、上下部のプレート片２０、３０の弾性変位域内にあるように構成する。別の言い方をすれば、上下部のプレート片２０、３０は、その上部プレート片２０の上面２０ａと下部プレート片３０の下面３０ｂとの間隙が少なくとも平行になるまでは弾性変形（弾性圧縮）がなされ且つ弾性復帰力が働くように材料構成する。前記弾性変位域とは、荷重を材料に加えて一旦変位させても、荷重を取り除くと材料の変位もなくなり、元の状態に復帰するような領域を言う。チタン及びチタン合金を含む金属材料には、一般に荷重に対する弾性変位域が存在し、且つその弾性変位域の大きさは材料の種類、熱処理、加工、寸法等により、ある程度調整することが可能である。
【００１８】
前記上下部のプレート片２０、３０の屈曲が弾性変位域内で行われることで、上下の椎骨Ｂに大きな負荷が加わった際に、プレート片２０、３０が適当に弾性変位し、その負荷を緩和すると共に、椎骨Ｂの動きに追従した動きが可能となる。また負荷がなくなったときにはプレート片２０、３０の有する弾性復帰力により元の状態に復帰することができる。これにより、人体動作に伴う頸椎や脊椎の動きを柔軟でスムーズなものにすることができると共に、椎骨Ｂに加わる衝撃を緩和して、椎骨損傷等を防ぐことも可能となる。
【００１９】
上下部のプレート片２０、３０は、それぞれ基体部１０側の基端から先端方向に向けて、その厚みＤが徐々に減じる傾斜肉厚を設けることで、椎骨Ｂからプレート片２０、３０に加わる荷重をプレート片２０、３０の全体で分散して受けるように構成している。即ち、例えばプレート片２０、３０の先端付近に椎骨Ｂからの押圧荷重が加わった場合に、その荷重に対する応力がプレート片２０、３０の基端（付け根）に集中するのではなく、プレート片２０、３０の全体に分散されるように、傾斜肉厚を設けている。このような傾斜肉厚を設けることによって、椎骨Ｂからの負荷に対してプレート片２０、３０全体がしなるように弾性変位するよう構成することで、特定箇所への応力集中を回避して、椎間インプラント１に良好な柔軟性と耐破損性を兼備させることが可能となる。
【００２０】
前記上部プレート片２０の上面２０ａは基体部１０の上面１０ａと面一に連続して構成されている。また下部プレート片３０の下面３０ｂは基体部１０の下面と面一に連続して構成されている。
基体部１０の上面１０ａと上部プレート片２０の上面２０ａとを含む椎間インプラント１の上面（１０ａ、２０ａ）は、その幅Ｗ方向の中央が膨出し、両側にいくにしたがって徐々に低くなる傾斜面、例えば弧状の傾斜面に構成している。基体部１０の下面１０ｂと下部プレート片３０の下面３０ｂとを含む椎間インプラント１の下面（１０ｂ、３０ｂ）についても、同様に幅方向Ｗの中央が膨出し、両側にいくにしたがって徐々に低くなる傾斜面に構成している。
前記椎間インプラント１の上下面を、幅Ｗ方向の中央が膨出し両側が低くなる傾斜面とした理由は、椎間の上面及び下面がやはり同様な傾斜面を持つことによる。
本発明の椎間インプラント１では、そのような傾斜面を上下面の幅Ｗ方向に持つことで、椎間の形状に沿わせた装着を可能としている。これによって椎間インプラント１が椎間から左右方向（椎の配列方向に直角な、人体の左右方向）へ脱落するのを予防すると共に、椎間内での左右方向（幅Ｗ方向）へのズレを防止して、安定な配置を確保している。
また椎間インプラント１の上下面を上記のような幅Ｗ方向の傾斜面とすることで、身体の動作に伴う頸椎や脊椎の左右方向の動きに対して、椎間インプラント１の存在による抵抗を十分に軽減することが可能となり、頸椎、脊椎の左右方向への滑らかな動きが良好に保証される。
【００２１】
上部プレート片２０と下部プレート片３０との間は、深くなだらかに湾曲した間隙Ｖにしている。深くなだらかな間隙Ｖを構成することで、椎間インプラント１の重量を軽減することができる。また上下部のプレート片２０、３０の傾斜拡開状態を無理なく強制縮小することができる。椎間インプラント１を椎間に取り付けるための冶具等を用いる場合においては、間隙Ｖを利用することで冶具等の作業を容易にすることが可能になる。
上部プレート片２０の下面２０ｂは、その傾斜を前記上面２０ａの傾斜よりも大きくしている。これにより上部プレート片２０の厚み（Ｄ）が基端から先端方向に向けて徐々に減じる傾斜肉厚を構成している。同様に、下部プレート片３０の上面３０ａの傾斜を前記下面３０ｂの傾斜よりも大きくしている。これにより傾斜肉厚を構成している。
上部プレート片２０の下面２０ｂの基部（基体部１０への付け根）は弧状とすることで、上部プレート片２０の基体部１０への付け根が弧状に拡大して応力集中を防止すると共に、上部プレート片２０の強度を向上させている。下部プレート片３０の上面３０ａも上部プレート片２０の下面２０ｂと同様の形状にしている。
【００２２】
なお椎間インプラント１の全長Ｌ１に対する前記基体部１０の長さＬ２は、Ｌ２／Ｌ１＝１０〜３５％とするのが好ましい。基体部１０は上下の椎骨Ｂ間にあって、その椎間が圧潰されるのを防止する基本的な支持体となるものである。また上部プレート片２０と下部プレート片３０とを連結させる役割を果たす。一方、上部プレート片２０と下部プレート片３０は、椎間インプラント１に弾力性、柔軟性をもたらすと共に、椎間インプラント１の重さを軽減する役割を果たす。
基体部１０の長さＬ２と椎間インプラントの長さＬ１との比をＬ２／Ｌ１＝１０〜３５％とすることで、上記基体部１０と上下部のプレート片２０、３０の各機能を良好に発揮させることができる。
本実施形態では、椎間インプラント１の長さＬ１を１０〜１５ｍｍ、基端部１０の長さＬ２を３〜４ｍｍ、基体部１０及び上下部のプレート片２０、３０の幅Ｗを１０〜１５ｍｍとしている。
【００２３】
前記スパイク１１、２１、３１は、本実施形態では２列に設けられており、１列当たり６個設けられている。しかし、この数に限定されるものではない。ただし、上部プレート片２０の上面２０ａ先端付近と、基体部１０の上面１０ａ基端付近と、下部プレート片３０の下面３０ｂの先端付近と、基体部１０の下面１０ｂの基端付近との４箇所に集中してスパイク１１、２１、３１を設けることで、全面に設ける場合に比べて、個々のスパイク１１、２１、３１の食い込みをよくしている。
前記基体部１０の上下面１０ａ、１０ｂの基端付近にあるスパイク１１は、その突出形状を、基端側において垂直突出壁１１ａ形状にすると共に、その反対側を傾斜突出壁１１ｂ形状にしている。また上下部のプレート片２０、３０の先端付近にあるスパイク２１、３１は、その突出形状を、先端側において垂直突出壁２１ａ、３１ａ形状にすると共に、その反対側を傾斜突出壁２１ｂ、３１ｂ形状にしている。
スパイク１１、２１、３１の突出形状を上記のように構成することで、椎間に挿入、装着された椎間インプラント１は、スパイク１１の垂直突出壁１１ａによりそれ以上後に動くのを阻止され、またスパイク２１、３１の垂直突出壁２１ａ、３１ａにより、挿入、装着された椎間インプラント１が前方向に動くのを阻止される。これによって椎間に装着された椎間インプラント１の前後方向へのズレを良好に防止することができる。
【００２４】
上部プレート片２０の先端付近と、下部プレート片３０の先端付近に、冶具受け部２２、３２を一対で構成している。この冶具受け部２２、３２は、椎間インプラント１を椎間に装着する際に使用する冶具Ｇ（図７参照）を受ける部分である。即ち、本発明の椎間インプラント１の場合、それを椎間に装着する際、上部プレート片２０と下部プレート片３０との間隙を狭めた状態にして、椎間に挿入する必要がある。しかし冶具受け部２２、３２を設けることにより、冶具Ｇを用いて上下部のプレート片２０、３０を挟み付けて、容易にその間隙Ｖを狭めることが可能となり、その後の挿入、装着が容易に行える。
【００２５】
図７の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を参照して、椎間インプラント１を椎間に装着する手順を説明する。
先ず図７の（Ａ）を参照して、冶具Ｇを用いて、椎間インプラント１の冶具受け部２２、３２を掴み、上部プレート片２０と下部プレート片３０との間隙Ｖを狭める。この際、上部プレート片２０と下部プレート片３０は弾性変形して、拡開状態が狭まる。これによって椎間への挿入が可能となる。
次に図７の（Ｂ）を参照して、プレート片２０、３０の間隙Ｖを狭めた状態の椎間インプラント１を、その基体部１０を前にして、上下の椎骨Ｂ、Ｂの間（椎間）に前方（身体の前側）から挿入する。この際、基体部１０のスパイク１１が上下の椎骨Ｂ、Ｂに食い込む。
次に図７の（Ｃ）を参照して、冶具Ｇを椎間インプラント１から取り外す。これにより上部プレート片２０及び下部プレート片３０が元の状態に弾性復帰しようとして拡開し、プレート片２０、３０のスパイク２１、３１を上下の椎骨Ｂ、Ｂに食い込ませる。これにより椎間インプラント１の椎間への装着が完了する。装着が完了した状態では、椎間インプラント１の上部プレート片２０と下部プレート片３０は、上下の椎骨Ｂ、Ｂに対して押圧力を付勢した状態にあるか或いは押圧力を殆ど付勢していない状態にある。
【００２６】
図８、図９を参照して、本発明の他の実施形態に係る椎間インプラントを説明する。同一の機能を奏する部材、要素については既述の実施形態と同じ符号を付している。
本実施形態では上部プレート片２０と下部プレート片３０とにそれぞれ開口４０を設けている。開口４０を設けることで、椎骨Ｂからの骨伝導能をよくして、開口４０の裏側への骨の進出を促し、骨と椎間インプラントとの骨癒合をよくすることができる。また椎間インプランとの重量を軽減することができる。
開口４０は、上部プレート片２０と下部プレート片３０とにおいて、同形、同寸法とする。また最適には楕円形状とし、次善的には長円形とする。楕円形状とすることで、開口４０への応力集中を他の形状よりも小さくすることができる。
開口４０の配置は、上部プレート片２０、下部プレート片３０の幅（Ｗ）方向の中心軸上に開口４０の中心軸がくるようにし、また基体部１０のスパイク１１と上下部プレート片２０、３０のスパイク２１、３１の直ぐ後方までの間に設ける。このように配置することで、上部プレート片２０及び下部プレート片３０のバネ変形能を左右バランスよく且つ更に向上させることができる。
【００２７】
椎間インプラントの全長Ｌ１を１３．５ｍｍ、幅Ｗを１２．０ｍｍ、高さ（スパイク１１を除いた基体部１０の高さ）Ｈを６．４２ｍｍとすると、楕円形状若しくは長円形状の開口４０の長さＬ３を８．５ｍｍ、幅Ｌ４を２ｍｍとするのが最適である。
また椎間インプラントは、その全長Ｌ１を１０〜１５ｍｍ、幅Ｗを１０〜１５ｍｍ、高さＨを５〜８ｍｍの許容範囲とし、そのときの開口４０の許容長さＬ３を１〜９ｍｍ、許容幅Ｌ４を１〜８ｍｍとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の椎間インプラントは、狭くなった椎間を正常な状態に矯正する人工椎間板として、産業上の利用可能性が大である。
【符号の説明】
【００２９】
１ 椎間インプラント
１０ 基体部
１０ａ 上面
１０ｂ 下面
１１ スパイク
１１ａ 垂直突出壁
１１ｂ 傾斜突出壁
１２ 冶具取付孔
２０ 上部プレート片
２０ａ 上面
２０ｂ 下面
２１ スパイク
２１ａ 垂直突出壁
２１ｂ 傾斜突出壁
２２ 冶具受け部
３０ 下部プレート片
３０ａ 上面
３０ｂ 下面
３１ スパイク
３１ａ 垂直突出壁
３１ｂ 傾斜突出壁
３２ 冶具受け部
４０ 開口
Ｂ 椎骨
Ｄ 厚み
Ｌ１ 椎間インプラントの全長
Ｌ２ 基体部の長さ
Ｌ３ 開口の長さ
Ｌ４ 開口の幅
Ｇ 冶具
Ｈ スパイクを除いた基体部の高さ
Ｐ 拡開範囲
Ｖ 間隙
Ｗ 椎間インプラントの幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
椎間に装着されて上下の椎骨をその間で支える椎間インプラントであって、基体部と、該基体部の上部から突出して上の椎骨を支える上部プレート片と、前記基体部の下部から突出して下の椎骨を支える下部プレート片とを備えた断面略コ字状の一体物からなり、前記上部プレート片と下部プレート片は、該上部プレート片の上面と下部プレート片の下面とがそれぞれ基端から先端方向に向けて相互に傾斜拡開するように構成すると共に上部プレート片の上面先端と下部プレート片の下面先端との間隙寸法が椎間の間隙寸法よりも大きくなるように構成し、且つ上部プレート片と下部プレート片は、上部プレート片の上面と下部プレート片の下面との間隙が少なくとも平行になるまでは弾性変形がなされると共に弾性復帰力が働くように構成してあることを特徴とする椎間インプラント。
【請求項２】
上部プレート片と下部プレート片は、それぞれ基端から先端方向に向けてその肉厚が徐々に減じる傾斜肉厚に構成することで、椎骨からプレート片に加わる荷重をプレート片全体で分散して受けるようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項３】
基体部の上面と上部プレート片の上面とからなる椎間インプラントの上面、及び基体部の下面と下部プレート片の下面とからなる椎間インプラントの下面を、それぞれ幅方向の中央が膨出し且つ両側にいくにしたがって低くなる傾斜面に構成してあることを特徴とする請求項１又は２に記載の椎間インプラント。
【請求項４】
上部プレート片の上面先端付近と基体部の上面基端付近、及び下部プレート片の下面先端付近と基体部の下面基端付近に、それぞれ椎骨に対する噛み込み用スパイクを構成してあることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の椎間インプラント。
【請求項５】
上部プレート片の先端付近と下部プレート片の先端付近に、上部プレート片の上面と下部プレート片の下面とによる傾斜拡開状態を少なくとも平行状態になるまで強制縮小して椎間への装着を行う冶具を受けるための冶具受け部を構成してあることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の椎間インプラント。
【請求項１】
椎間に装着されて上下の椎骨をその間で支える椎間インプラントであって、基体部と、該基体部の上部から突出して上の椎骨を支える上部プレート片と、前記基体部の下部から突出して下の椎骨を支える下部プレート片とを備えた断面略コ字状の一体物からなり、前記上部プレート片と下部プレート片は、該上部プレート片の上面と下部プレート片の下面とがそれぞれ基端から先端方向に向けて相互に傾斜拡開するように構成すると共に上部プレート片の上面先端と下部プレート片の下面先端との間隙寸法が椎間の間隙寸法よりも大きくなるように構成し、且つ上部プレート片と下部プレート片は、上部プレート片の上面と下部プレート片の下面との間隙が少なくとも平行になるまでは弾性変形がなされると共に弾性復帰力が働くように構成してあることを特徴とする椎間インプラント。
【請求項２】
上部プレート片と下部プレート片は、それぞれ基端から先端方向に向けてその肉厚が徐々に減じる傾斜肉厚に構成することで、椎骨からプレート片に加わる荷重をプレート片全体で分散して受けるようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の椎間インプラント。
【請求項３】
基体部の上面と上部プレート片の上面とからなる椎間インプラントの上面、及び基体部の下面と下部プレート片の下面とからなる椎間インプラントの下面を、それぞれ幅方向の中央が膨出し且つ両側にいくにしたがって低くなる傾斜面に構成してあることを特徴とする請求項１又は２に記載の椎間インプラント。
【請求項４】
上部プレート片の上面先端付近と基体部の上面基端付近、及び下部プレート片の下面先端付近と基体部の下面基端付近に、それぞれ椎骨に対する噛み込み用スパイクを構成してあることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の椎間インプラント。
【請求項５】
上部プレート片の先端付近と下部プレート片の先端付近に、上部プレート片の上面と下部プレート片の下面とによる傾斜拡開状態を少なくとも平行状態になるまで強制縮小して椎間への装着を行う冶具を受けるための冶具受け部を構成してあることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の椎間インプラント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１５２１５６（Ｐ２０１１−１５２１５６Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３５１０７（Ｐ２００９−２３５１０７）
【出願日】平成２１年１０月９日（２００９．１０．９）
【出願人】（３０３０２６２３５）株式会社湊川金属テストピース製作所 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月９日（２００９．１０．９）
【出願人】（３０３０２６２３５）株式会社湊川金属テストピース製作所 (7)
【Ｆターム（参考）】
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