説明

超音波インプラント修正装置

結合成長した骨を椎間インプラント(12)から解放するセルフタッピンコネクタを有する超音波装置(40)が開示される。椎間インプラントは第1および第2のエンドプレート組立体(22、24)を含み、第1のエンドプレート組立体はねじ山のない開口(24)を含む。結合成長した骨を解放する方法は、第1のエンドプレート組立体のねじ山のない開口にセルフタッピンコネクタでタップを立てるステップと、超音波エネルギーをセルフタッピンコネクタから第1のエンドプレート組立体に通過させるステップを含む。この方法はまた、結合成長した骨の第1の部分を椎間インプラントからはずすために、第1のエンドプレート組立体を超音波で振動させるステップも含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、脊椎インプラント器具を修正するための新しい装置および方法に関する。
【背景技術】
【0002】
脊椎運動および椎間板組織に影響を与える疾病、外傷または奇形の治療では、変性椎間板、椎間板ヘルニア、またはその他の椎間板故障の一部分または全てを除去するのが長い間一般的な慣行であった。椎間板または脊椎の組織の欠損または除去の後は、治療部位に対する脊椎の固定、回復動作を促進するため、あるいは脊椎の痛みを緩和するために、脊椎インプラント器具が埋め込まれる。時として、脊椎への脊椎インプラント器具の設置または固定の後に、その器具を変更または除去するための修正処置が必要になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
したがって、脊椎インプラント器具の安全かつ効率的な除去を可能にする方法および装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【0004】
一実施形態は、椎体の対の間に配設されたインプラントから、結合成長した骨を解放するために超音波修正装置を使用する方法について記載する。この方法は、修正装置の端部分をインプラントにねじ込むステップと、超音波エネルギーを修正装置の端部分を通してインプラントへ通過させるステップを含む。インプラントは、結合成長した骨を砕くために超音波で振動させられる。
【0005】
他の実施形態は、インプラントと骨との間の骨境界面を解放するためのインプラント修正装置について記載する。この装置は、超音波作動装置と、超音波作動装置によって駆動され、インプラントと結合するように適合されたインプラント係合部分とを備える。超音波作動装置は、インプラント係合部分に超音波運動を生成して、骨の境界面を劣化させ、インプラントを解放する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
本開示は一般に整形外科分野に関し、より詳細には脊椎インプラント修正処置のための装置使用および技術に関する。本発明の原理の理解を深めるために、ここで実施形態または図面に示した例を参照し、それについて特定の文言を使用するが、それによって本発明の範囲がなんら限定されるものではないことは理解されよう。本発明に関係する当業者なら通常思いつくはずの、本明細書に記載の実施形態における変更および追加の改変と、本明細書に記載の本発明の原理によるその他の適用はいずれも企図されている。
【0007】
図1を参照すると、参照番号10は全般に、脊椎インプラント12が椎体14と16の間に延びる脊柱を示す。この実施形態では、脊椎インプラントは椎間インプラントであるが、椎体インプラントおよび椎体切除インプラントを含む他のタイプの脊椎インプラントに、本発明の方法および装置を適用できることが理解されよう。ケージおよびプレートなどの固定器具もまた、本明細書に記載の技法を使用して修正することができる。
【0008】
図2を参照すると、一実施形態では、可動性維持インプラント20を脊椎インプラント12として使用することができる。インプラント20は、エンドプレート組立体22、24およびコア構成部品26を含む。エンドプレート組立体22は、少なくとも1つの自由度で、エンドプレート組立体24に対して可動とすることができる。エンドプレート組立体22、24は、外部表面28、30を含む。エンドプレート組立体22はまた、開口34を有する装置取付部分32も含むことができる。図2の実施形態では、開口34は、ねじ山のない貫通孔でもよい。
【0009】
エンドプレート組立体22、24は、コバルト−クロム合金、チタン合金、ニッケルチタン合金、および/またはステンレス鋼合金などの金属を含む、任意の適当な生物学的適合材料から形成されてもよい。特定のセラミック材料またはポリマー材料もまた、適している可能性がある。
【0010】
外部表面28、30は、その埋め込んだ人工補綴物の中および周りの骨成長を促進することによってその固定を強化する、テクスチャまたはコーティングを含むことができる。例えば、この表面を、化学エッチング、ビートブラスト、プラズマ溶射ポーラスコーティング、研磨、研削、セレーション加工、および/またはダイヤモンド切削などによって粗面化することができる。外部表面28、30のすべてまたは一部分をさらに、あるいは代替方法として、ヒドロキシアパタイト(HA)などの生物学的に適合する骨伝導材料、または骨形成蛋白質などの骨誘導コーティングでコーティングしてもよい。恒久的または一時的な接着材料を、骨成長が進み、より安定した固定が形成されるまでインプラント20を定位置に保持させるために使用してもよい。
【0011】
インプラント20は、前方、前外側、側方、または当業者に知られているその他の到達法を使用して、椎体14と16の間に埋め込むことができる。インプラント20は、上記のテクスチャまたはコーティングを使用して、椎体14、16に付着させることができる。椎体14、16への固定速度は、使用するテクスチャまたはコーティングのタイプと、患者ごとに固有の特性によってばらつきがある。
【0012】
インプラント20が付着した後に、更なる脊椎疾病/外傷、インプラントの劣化、インプラントの移動、または技術の向上などの、インプラントの修正を必要とする状況が生じる可能性がある。超音波修正ツール40を、脊椎インプラント20を解放するかつ/または除去するために使用することができる。ツール40は、頸部領域を含む、脊椎の任意の領域に使用することができる。ツール40は、電源装置42、ハンドピース44、および超音波先端部分46を含むことができる。電源装置42は、超音波発生器、周波数調節制御機構、流体送達制御機構、および術者が超音波修正ツール40を制御できるようにするその他の装置を含む、様々な装置(図示せず)を含むことができる。ハンドピース44は、電気的な超音波エネルギーを、超音波レンジすなわち20キロヘルツを超える周波数を有する機械的な超音波振動に変換するための変換器などの作動装置(図示せず)を含むことができる。超音波先端部分46は、シャフト部分48、フランジ50、および係合部分52を含むことができる。シャフト部分48は、把持領域54を含むことができる。把持領域54は例えば、シャフト部分48上のフライス加工された平面または刻み付き領域である。係合部分52は、セルフタッピンねじ56および/またはその他の機械式コネクタを含むことができる。構成部品42〜56の形状、サイズ、構造は単なる例であり、任意の様々な代替構成が望ましくなる可能性がある。
【0013】
修正ツール40の構成部品は、例えば蒸気または瞬間高圧滅菌、ガス滅菌、および/または消毒液への浸漬などによって医療水準に滅菌できる、ステンレス鋼、硬質被膜の陽極処理アルミニウム、またはチタンなどの、耐久性のある医学的に許容される材料で形成することができる。したがって、修正ツール40は、繰り返して使用するように設計しても、しなくてもよい。代替実施形態では、効率および滅菌を促進するために、超音波先端部分46は使い捨てであってもよい。
【0014】
前方から到達するインプラント修正処置では、インプラント20は、装置取付部分32がインプラントの前側に位置するように配置することができる。修正処置中、超音波先端部分46を、把持領域54で保持することができ、セルフタッピンねじ56で、装置取付部分32の開口34の中にタップを立てることができる。セルフタッピンねじ56を開口34内に通すと、フランジ50を取付部分32に引き寄せて密接させることができる。
【0015】
運転時、電源装置42は、周波数が高く振幅が小さい超音波エネルギーをハンドピース44に供給することができ、ハンドピース44は、超音波振動を超音波先端部分46に供給することができる。いくつかの実施形態では、超音波周波数は20キロヘルツ以上にすることができる。先端部分46は超音波周波数で動いているが、その実際の変位は比較的小さくてもよく、例えば数ミリメータより小さくてもよい。フランジ50と取付部分32の間の密接した連結が、超音波振動を修正ツール40からインプラント20に効率的に伝達する働きをすることができる。先端部分46からインプラント20に伝達された超音波振動によって、隣接する骨の結合成長および過成長を砕いて、周囲の骨または軟組織に対する外傷を最小限に抑えながら、インプラント20を隣接する椎体14、16から解放させることができる。インプラント20を、機械的機構(例えば、表面テクスチャ、タブ、アンカー)と骨の過成長/結合成長を組み合わせることによって定位置に保持することができるので、超音波運動は、セメントマントル上ではなくインプラントに隣接する骨に作用する。
【0016】
インプラント20が緩み始めたときに、その解放を進めるために、弧状運動、直線状の往復運動、またはランダム運動などの、超音波先端部分46のより大きい運動を超音波振動に補足してもよい。超音波先端部分46の運動の速度、力、およびその他の特性は、例えば超音波周波数または振幅を変動させることによって調節することができる。超音波振動によって生じた超音波先端部分46およびインプラント20の変位は、数ミリメータより小さくてもよいが、特定の用途にはそれよりも大きいあるいは小さい変位が適切な場合もある。
【0017】
修正ツール40によって、鋭い鑿、金槌、あるいは、周囲の組織に潜在的に損傷を与える、かつ/または患者をひどく傷つける可能性のあるその他の装置の必要性をなくす、あるいは減らすことができる。説明したように、ツール40は、適用領域の硬い組織を砕くことができるが、周囲の軟組織に与える衝撃は比較的害のないものにすることができる。骨が結合成長/過成長すると、インプラントのサイズおよび形状が不明瞭になる可能性がある。こういった環境で、ここに開示するツール40は、インプラントをむき出しにすることを必要とせずにそのインプラントに最も近接した領域まで骨を除去することを達成目標にすることによって、椎体に生じる損傷を最小限にすることができる。また、インプラントを除去または再配置するために超音波振動を使用すると、振動によって解放された骨片がインプラント領域に再沈着して、その後のインプラント周りの骨の結合成長を刺激することができるので、再配置したインプラントまたは置換インプラントの長期的な安定性が促進される可能性もある。
【0018】
次に図3〜図5を参照すると、超音波先端部分の代替実施形態を様々な脊椎のインプラントに取り付けるように構成することができる。図3に示すように、円筒形のインプラント70が例えば、雄ねじと骨結合成長の組合せによって隣接する骨に固定される椎間固定インプラントであってもよい。超音波先端部分72は、下記の記述を除いて先端部分46にかなり類似してもよい。先端部分72は、フランジ74および係合部分76を含むことができる。係合部分52は、インプラント70の対応するねじに係合するように、ねじ山を設けることができる。係合部分76がインプラント70にねじ込まれると、超音波振動が先端部分72からインプラント70まで通過することができる。インプラント70の超音波運動によって、周囲の骨を砕き解放することができる。インプラント70を超音波で激しく動かしながらトルクまたは直線運動を先端部分72に与えることによって、インプラント70の解放を進めることができる。
【0019】
次に図4を参照すると、インプラント80は、例えば、外部アンカー81と骨結合成長の組合せによって隣接する骨に固定される椎間インプラントとすることができる。超音波先端部分82は、下記の記述を除いて先端部分46にかなり類似してもよい。先端部分82は、フランジ84および係合部分86を含むことができる。係合部分86は、インプラント80上の対応する開口に係合するフック87を含むことができる。係合部分86がインプラント80に引っ掛けられると、超音波振動が先端部分82からインプラント80まで通過することができる。インプラント80の超音波運動によって、周囲の骨を粒状化し解放することができる。インプラント80を超音波で激しく動かしながら弧状または直線運動を先端部分82に与えることによって、インプラント80の解放を進めることができる。
【0020】
図5を参照すると、インプラント90は、例えば、外部アンカー91と骨結合成長の組合せによって隣接する骨に固定される椎間インプラントとすることができる。超音波先端部分92は、下記の記述を除いて先端部分46にかなり類似してもよい。先端部分92は、フランジ94および係合部分96を含むことができる。係合部分96は、インプラント90上の対応する開口に係合するクランプ97を含むことができる。係合部分96がインプラント90にクランプ固定されると、超音波振動が先端部分92からインプラント90まで通過することができる。インプラント90の超音波運動によって、周囲の骨を劣化させ解放することができる。インプラント90を超音波で激しく動かしながら弧状または直線運動を先端部分92に与えることによって、インプラント90の解放を進めることができる。
【0021】
次に図6〜図8を参照すると、超音波先端部分の係合部分を、インプラントに直接結合するのではなく、骨/インプラント境界面の周辺部またはその近くに配置するように、超音波修正ツールの代替実施形態を構成することができる。超音波先端部分100、110、120はそれぞれ、係合部分102、112、122を含む。骨/インプラント境界面にアクセスし、そこに超音波エネルギーを加える点に多様性をもたらすために、係合部分は、直線状(図6)でも、曲線状(図7)でも、鉤状(図8)でもよい。係合部分は、オステオトーム(骨切りのみ)、やすり、またはその他のタイプの彫刻/分離装置であってもよい。例えば図6を参照すると、比較的まっすぐなオステオトームとなる係合部分102を、インプラント12と椎体14の境界面に配置することができる。超音波振動が、先端部分100を通過して、インプラント12を取り囲む骨を砕く、あるいは解放することができる。
【0022】
次に図9〜図10を参照すると、超音波修正ツール130は、下記の違いを除いてツール40にかなり類似してもよい。ツール130は、超音波エネルギーによって励起されると全般に直線状の往復経路134を動く、湾曲した係合部分132を含むことができる。この超音波運動を、インプラント12と椎体との境界面に加えて、それによってインプラントを取り囲む骨を分離させることができる。ツール130はまた、インプラント12上に生じた望ましくない骨の沈着を分離/除去するために使用することもできる。
【0023】
代替実施形態では、超音波修正ツール40、130はさらに、インプラントを解放するときに水などの流体を係合部分の領域に施す、流体送達システムを含むことができる。この洗浄は、冷却剤、潤滑材、および/または洗浄剤として作用することができる。
【0024】
本開示で説明したツールなどの超音波修正ツールはまた、人体の他の領域でのインプラントの除去にも使用することができる。ここに開示する発明は、インプラントの領域に骨の結合成長または過成長が生じている、多くの用途に役立てることができる。
【0025】
電力供給される修正装置を上記に開示したが、空気式、電池式、またはガソリン式の装置を含む、代替電力装置を選択してもよいことが理解されよう。これらの代替電力装置は、追加の構成部品または代替構成部品によって支持することができる。電源装置の構成部品もやはり、ハンドピースと一体的に形成することができる。
【0026】
本開示は、セルフタッピンコネクタを有する超音波装置を使用して、結合成長した骨を椎間インプラントから解放する方法を提供する。この方法は、椎間インプラントに外科的にアクセスするステップを含む。椎間インプラントは、第1および第2のエンドプレート組立体を含み、第1のエンドプレート組立体はねじ山のない開口を含む。この方法はさらに、第1のエンドプレート組立体のねじ山のない開口に、セルフタッピンコネクタでタップを立てるステップと、超音波エネルギーをセルフタッピンコネクタを介して第1のエンドプレート組立体に通過させるステップを含む。この方法はまた、結合成長した骨の第1の部分を椎間インプラントからはずすために、第1のエンドプレート組立体を超音波で振動させるステップも含む。
【0027】
本開示の他の実施形態は、隣接する椎体の対から脊椎のインプラントを分離する方法を提供する。この方法は、修正装置を超音波で激しく動かすステップと、隣接する椎体を超音波で激しく動かすステップと、椎体と脊椎インプラントの間に延びる骨結合成長の層を砕くステップと、脊椎インプラントを隣接する骨から分離するステップを含む。
【0028】
本開示の他の実施形態は、骨への付着を促進するように適合された外部表面と、セルフタッピン付きの超音波修正装置を受けるように適合されたねじ山のない開口を含む装置結合部分とを備える修正可能な椎間インプラントを提供する。超音波修正装置から装置結合部分を介して受ける超音波振動によって、外部表面と骨の間の癒着が解放される。
【0029】
本発明の実施形態の例を2、3個だけ上記に詳細に説明したが、本発明の新規な教示および利点から実質的に逸脱することなく、この実施形態の例に多くの変更を行うことができることは当業者に容易に理解されよう。したがって、かかる変更および代替方法はすべて、以下の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲内に含まれるためのものである。当業者であればまた、かかる変更形態および等価構造物または方法が本開示の趣旨および範囲から逸脱しないこと、本明細書における様々な変更、代替、および改変を本開示の趣旨および範囲から逸脱せずに行うことができることも理解されたい。「水平」、「垂直」、「上端」、「上側」、「下側」、「下端」、「左」、「右」などの空間的基準はすべて例示のためのだけものであり、本開示の範囲内で変更できることが理解されよう。特許請求の範囲のミーンズプラスファンクション節は、記載の機能を実施する本明細書に記載の構造物と、構造的な均等物だけでなく均等な構造物とを包含するためのものである。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】脊椎インプラント器具を含む脊柱の側面図である。
【図2】本発明の一実施形態による超音波修正ツールおよび修正可能なインプラントの斜視図である。
【図3】超音波ツール部分の代替実施形態の図である。
【図4】超音波ツール部分の代替実施形態の図である。
【図5】超音波ツール部分の代替実施形態の図である。
【図6】超音波ツール部分の代替実施形態の図である。
【図7】超音波ツール部分の代替実施形態の図である。
【図8】超音波ツール部分の代替実施形態の図である。
【図9】本発明の他の実施形態による超音波修正ツールの側面図である。
【図10】図9の超音波修正ツールの直交図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
セルフタッピンコネクタを有する超音波装置を使用して、結合成長した骨を椎間インプラントから解放する方法であって、
第1および第2のエンドプレート組立体を含み、前記第1のエンドプレート組立体がねじ山のない開口を含む、前記椎間インプラントに外科的にアクセスするステップと、
前記第1のエンドプレート組立体の前記ねじ山のない開口に、前記セルフタッピンコネクタを使用してタップを立てるステップと、
超音波エネルギーを前記セルフタッピンコネクタを通して前記第1のエンドプレート組立体に通過させるステップと、
前記結合成長した骨の第1の部分を前記椎間インプラントからはずすために、前記第1のエンドプレート組立体を超音波で振動させるステップとを含む方法。
【請求項2】
前記超音波エネルギーを第1のエンドプレート組立体を通して前記第2のエンドプレート組立体に通過させるステップをさらに含み、前記第1のエンドプレート組立体が、少なくとも1つの自由度で、前記第2のエンドプレート組立体に対して可動である、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記第2のエンドプレート組立体がねじ山のない開口を含む、請求項1に記載の方法であって、
前記セルフタッピンコネクタを使用して、前記第2のエンドプレート組立体の前記ねじ山のない開口にタップを立てるステップと、
前記超音波エネルギーを前記セルフタッピンコネクタを通して前記第2のエンドプレート組立体に通過させるステップと、
前記結合成長した骨の第2の部分を前記椎間インプラントからはずすために、前記第2の脊椎の組立体を超音波で振動させるステップとを、さらに含む方法。
【請求項4】
前記超音波エネルギーが、少なくとも30キロヘルツの周波数を有する、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記椎間インプラントに外科的にアクセスするステップが、前記椎間インプラントの前方部分に外科的にアクセスするステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記椎間インプラントを椎体の対の間から除去するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記椎間インプラントが、椎間の可動性を維持する椎間板置換体である、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記椎間インプラントが固定インプラントである、請求項1に記載の方法。
【請求項9】
脊椎インプラントを隣接する椎体の対から分離する方法であって、
修正装置を超音波で激しく動かすステップと、
前記隣接する椎体を超音波で激しく動かすステップと、
前記椎体と前記脊椎インプラントの間に延びる骨結合成長の層を砕くステップと、
前記脊椎インプラントを前記隣接する骨から分離するステップとを含む方法。
【請求項10】
前記修正装置を前記脊椎インプラントのエンドプレート組立体に結合するステップと、
超音波振動を前記修正装置から前記脊椎インプラントに導くステップとをさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記修正装置が、前記脊椎インプラントのコバルト−クロム合金製エンドプレート組立体に結合される、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記修正装置が、前記脊椎インプラントのチタン合金製のエンドプレート組立体に結合される、請求項10に記載の方法。
【請求項13】
前記修正装置が、前記脊椎インプラントのステンレス鋼合金製のエンドプレート組立体に結合される、請求項10に記載の方法。
【請求項14】
前記修正装置を前記脊椎インプラントに結合するステップが、前記脊椎インプラントの前記エンドプレート組立体にあるねじ山のない貫通孔に前記修正装置のセルフタッピンでタップを立てるステップを含む、請求項10に記載の方法。
【請求項15】
前記修正装置を前記脊椎インプラントに結合するステップが、前記脊椎インプラントの前記エンドプレート組立体に前記修正装置のフックを引っ掛けるステップを含む、請求項10に記載の方法。
【請求項16】
前記修正装置を前記脊椎インプラントに結合するステップが、前記脊椎インプラントの前記エンドプレート組立体に前記修正装置をクランプ固定するステップを含む、請求項10に記載の方法。
【請求項17】
前記脊椎インプラントと前記隣接する椎体の間に境界面を位置決めするステップと、
前記脊椎インプラントと前記隣接する椎体の間の前記境界面に前記修正装置を配置するステップと、
前記骨結合成長の層を砕くために、前記境界面に超音波的振動を導くステップとをさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項18】
前記修正装置がまっすぐなオステオトームを含む、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記修正装置が湾曲したオステオトームを含む、請求項17に記載の方法。
【請求項20】
前記修正装置がやすりを含む、請求項17に記載の方法。
【請求項21】
前記修正装置から洗浄流体を射出するステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
【請求項22】
脊椎のインプラントと隣接する椎体の間の骨境界面を解放するインプラント修正装置であって、
超音波作動装置と、
前記超音波作動装置によって駆動され、前記脊椎インプラントのねじ山のない開口にセルフタッピン式にタップを立てるように適合された、インプラント係合部分とを備え、
前記超音波作動装置が、前記インプラント係合部分に、前記骨の境界面を劣化させ、前記脊椎インプラントを解放するための超音波運動を生成する、インプラント修正装置。
【請求項23】
前記超音波作動装置が変換器である、請求項22に記載のインプラント修正装置。
【請求項24】
前記超音波作動装置に電力を供給するための電源装置をさらに備える、請求項22に記載のインプラント修正装置。
【請求項25】
骨への付着を促進するように適合された外部表面と、
セルフタッピン付きの超音波修正装置を受けるように適合されたねじ山のない開口を含む装置結合部分とを備え、
前記超音波修正装置から前記装置結合部分を介して受けられる超音波振動が、前記外部表面と前記骨の間の前記付着を解放する、修正可能な椎間インプラント。
【請求項26】
前記外部表面が骨結合成長を促進するための粗面化された表面テクスチャを含む、請求項25に記載の修正可能な椎間インプラント。
【請求項27】
前記外部表面が滑らかな表面を含む、請求項25に記載の修正可能な椎間インプラント。
【請求項28】
前記外部表面が骨伝導または骨誘導材料でコーディングされる、請求項25に記載の修正可能な椎間インプラント。
【請求項29】
前記装置結合部分がコバルト−クロム合金で形成される、請求項25に記載の修正可能な椎間インプラント。
【請求項30】
前記装置結合部分がチタン合金で形成される、請求項25に記載の修正可能な椎間インプラント。
【請求項31】
前記装置結合部分がステンレス鋼合金で形成される、請求項25に記載の修正可能な椎間インプラント。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公表番号】特表2008−519615(P2008−519615A)
【公表日】平成20年6月12日(2008.6.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−540356(P2007−540356)
【出願日】平成17年11月1日(2005.11.1)
【国際出願番号】PCT/US2005/039227
【国際公開番号】WO2006/052498
【国際公開日】平成18年5月18日(2006.5.18)
【出願人】(506298792)ウォーソー・オーソペディック・インコーポレーテッド (366)
【Fターム(参考)】