JP4087568B2 - 入れ子式の脊椎人工補装具 - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、特許請求の範囲第１項の前提項に記載された人間の脊柱の椎体を代用するための装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
椎体に疾患があり、あるいは椎体に欠陥があると、椎体は脊柱から除去されなければならない。従来の技術から、欠けている椎体を代用するための、幾つかのスペーサー−インプラントが公知である。このようなインプラントは、とりわけ歯車装置を用いてインプラントの長さの調節を許容する普通の形式で相対的に移動可能な部分と、隣接する健全な椎体にインプラントを固定するために使用される２つの特別な端部プレートとから成っている。
【０００３】
例えば椎体人工補装具はＫＡＰＰ等の米国特許第４，５５４，９１４号明細書から知られており、この椎体人工補装具は、欠陥のある椎体を除去した後に、この椎体に隣接する健康な両方の椎体の間に嵌め込まれる。このような公知の椎体人工補装具は、長手方向に調節可能な一対の支持エレメントと固定部材とから成っている。このような長手方向に調節可能な支持エレメントは、欠陥のある椎体を除去することによって生じる、隣接する健康な椎体の間の中空室内に嵌め込まれる。そのために、中空室が生ぜしめられた後に、突張り装置が、隣接する椎体の互いに向かい合う椎体面の間に挿入され、この突張り装置を用いてこれらの椎体が引き離され、かつ代用される椎体の正常な高さが再び生ぜしめられる。前記の支持エレメントは、隣接する椎体を軸方向で支持しており、かつ隣接する椎体の間の軸方向の中間室を調整する。付加的に、長さ調節可能な支持エレメントの周りに、流動でき、かつ硬化される材料が嵌め込まれ、その結果、支持エレメントは、この材料の中に埋め込まれる。この支持エレメントは、内ねじ山を有している孔を備えているスリーブと、前記内ねじ山に捩じ込まれることができるねじとから成っている。さらに、前記スリーブは、その外側の端部において円錐状の尖端部を有しており、これに対して、前記ねじは、その外側の端部において楔状に形成されている。支持エレメントを椎体の間の中空室内で拡張させることによって、スリーブ及びねじの外側の端部が、隣接する椎体の中に侵入するということが達成される。円錐状の尖端部は、スリーブが回転することができるということを許しており、これに対して、ねじの楔状の外側の端部は、ねじの回転を阻止しており、その結果、支持エレメントの長さの調節はスリーブの回転によって行うことができる。固定部材は、凹部及びねじ孔を有しているそれぞれ２つの細長いプレートから成っている。このようなプレートは、脊柱の両側において椎体の背側の突起に当て付けられ、かつ捩じ込まれる。プレートにおけるねじ孔は、ねじが椎体の背側の突起を貫通し、かつこれによって脊柱を脊椎人工補装具の範囲において固定するように配置されている。
【０００４】
このような公知の脊椎人工補装具における欠点は、支持エレメントが、正確に軸方向で負荷する場合にしか十分な安定性を与えることができないということである。さらに、２つのこのような支持エレメントを隣接する健康な椎体の間の中空室内に入れること、及びねじ山による支持エレメントの長さ整合に手間がかかる。
１つの椎体の人工補装具の置換のための更なる装置は、ＤＥ３０２３９４２ ＫＥＬＬＥＲから公知である。この公知の装置は、各々隣接の椎体に対して固定するための支持端部を有し、同軸に嵌め込み可能な２つの部材を含む。この両部材の嵌め込み可能な部分は、第１の部材におけるロッド及び他の部材における相補性の穿孔穴を含む。該ロッドと穿孔穴は卵形の断面を備えており、これらの卵形の断面の長軸が合わさったならば、穿孔穴内のロッドの軸方向の移動をさせる位置合わせにシステムを形成する。もしこれらの２つの部材が互いに対して長手軸の回りに９０°回転させられたならば、このロッドのねじ山は穿孔穴中のねじ山と噛み合い、これに伴って、これらの２つの部材は軸方向に固定される。この公知の装具の欠点は、両部材が支持端部として供するプレートと一緒に互いに対して回転されなければならないことであり、椎体の表面を傷つけると共に隣接の椎体と接触することである。
【０００５】
本発明の課題は、除去された椎体にもかかわらず、脊柱のバイオメカニクスの、及び生理学上の特性を保持する、安定的な、長さ調節可能な、かつ内部手術により簡単に操作可能な脊椎人工補装具を提供することにある。
【０００６】
（発明の開示）
本発明は、請求の範囲第１項に記載された特徴を含む装置によって、前述の課題を解決する。
【０００７】
本発明による装置の有利な実施例において、この装置は、中央軸線に沿って互いに内外に移動可能かつ入れ子式に嵌め込み可能である２つの中空円筒体と、この両方の中空円筒体の中央軸線に対して同心的に配置された中空円筒状の固定リングを含み、この固定リングは、外側の中空円筒体の内側の周面の内部に形成された溝内に中央軸線を中心にして回転可能に支承されている。内側の中空円筒体の外側の周面には、扇形に複数の隆起部が形成されており、これら隆起部は、ピッチなしのねじ山の形状を有している。このような隆起部に一致して、固定リングにおける孔の表面に同様に扇形に複数の凹部が形成されており、その結果、隆起部が凹部内に係合する場合に、両方の中空円筒体の相対的な軸方向のロックが形成される。固定リングにおける凹部を有している３つのセクター及び内側の中空円筒体における隆起部を有している同じ３つのセクターは、６０°のセクター角度を有している。隆起部もしくは凹部を備えているこのようなセクターの間に交互に、同様に６０°のセクター角度を有しているセクターが位置しており、このセクター内では、内側の中空円筒体において隆起部は形成されておらず、かつ固定リングにおいて凹部は形成されておらず、かつ前記セクターの直径は、内側の中空円筒体と外側の中空円筒体との相対的な軸方向の移動が可能であるように決められている。このため、固定リングの第１の回転角度位置（ポジションＡ）では、隆起部と凹部とが互いに噛み合っていて、かつこれによって両方の中空円筒体は中央軸線の方向で互いに相対的にロックされており、これに対して、固定リングの第２の回転角度位置（ポジションＢ）では、隆起部と凹部とが互いに噛み合っておらず、その結果、両方の中空円筒体は中央軸線の方向で互いに相対的に自由に運動できる。
【０００８】
内側及び外側の中空円筒体の自由端部には、端部プレートが取り付けられており、この端部プレートは、内側もしくは外側の中空円筒体の直径より大きい直径を有している。これらの端部プレートは、隣接する脊椎骨に当て付けるために規定された自由面において、円錐状あるいはピラミッド状の尖端部から成っている三次元の構造体を備えている。本発明の装置を埋め込む際に、このような尖端部が突っ張られ、この場合、これらの尖端部は、隣接する椎体の表面内に打ち込まれ、かつこれによってインプラントは、除去された脊椎室の内部でのずり落ちに対して安全にされる。
【０００９】
両方の中空円筒体は、中央軸線に沿って連続して孔を空けられている。これによって達成された本装置の中空室は、骨削り片によって塞がれることができ、これによって、本装置の中空室内での隣接する両方の椎体の合生が促進される。インプラントにおける隣接する椎体の生長を促進するために、本装置のこのような椎体に隣接する端部プレートに孔が空けられている。
【００１０】
両方の中空円筒体の回動に対する安全性のために、外側の中空円筒体の内側の周面において、中央軸線に沿って延びている溝が形成されていて、かつ内側の中空円筒体には、前記の溝に係合する突起が形成されている。これによって、固定リングが一方の位置から他方の位置へ回転する際に、中空円筒体が相対的に回動されることが阻止される。
【００１１】
固定リングの外側の周面に突出部が形成されており、この突出部が、外側の中空円筒体における相応する切欠き部の中で運動することができるので、固定リングは、ポジションＡ）とＢ）との間で回転運動することができ、さらに固定リングの突出部は、ポジションＡ）において前記切欠き部の一方の側壁に、かつポジションＢ）において前記切欠き部の他方の側壁に当て付けられる。このようにして達成された、固定リングにおける突出部のための側方のこのようなストッパは、両方の中空円筒体が軸方向で不動であるような固定リングの第１の回転角度、及び両方の中空円筒体が軸方向で移動できるような固定リングの第２の回転角度を容易に確認することを可能にする。選ばれた位置において固定リングを安全にするために、突出部に軸方向で突出するＶ−字形状の隆起部が形成されており、この隆起部が、切欠き部における相応する溝内に係止するようになっており、その結果、固定リングは、ポジションＡ）及びＢ）において脱着可能に固定されることができる。
【００１２】
本発明によって達成される利点は、大体において、本発明による装置のおかげで、軸方向に負荷する際に高い安定性が達成され、かつ隣接する椎体が十分に大きい横断面にわたって合生することができるということである。本発明の装置が、除去された脊椎室内に入れられる際に、本装置は、中空円筒体における端部プレートが隣接する健康な椎体に突き当たりかつ尖端部が十分に深くこのような椎体内に侵入するまでの間、拡開鉗子を介して伸ばされる。このために、前述のように固定リングは所定の第２の回転角度位置（ポジションＢ）にもたらされる。本インプラントが必要な長さに達した後に、この固定リングは、固定リング内にこのために特別に設けられた孔内に入れられることができる棒によって、所定の第１の回転角度位置（ポジションＡ）にもたらされ、かつこれによって本装置は所望の長さにおいてロックされる。本インプラントのこのような長さロックは、本装置を埋め込む際に簡単な操作を保証している。
【００１３】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明及び本発明の改良を、以下の複数の実施例の部分的に概略的に示された図面を用いてなお詳しく説明する。
【００１４】
図１は、本発明による装置の有利な実施例を縦断面図で示している。前記の装置は、内側の中空円筒体１と、外側の中空円筒体２と、固定リング１５を含んでいる。この内側の中空円筒体１及び外側の中空円筒体２は、中央軸線３に対して同心的に次のように、つまり、前記内側の中空円筒体１が、外側の中空円筒体２のやはり同心的に延びている中空室３７内に前記中央軸線３に沿って移動することができるように、配置されている。これによって、両方の中空円筒体１；２の入れ子式に嵌め込み可能な配置が生ぜしめられる。装置の図１に示された配置においては、内側の中空円筒体１が、外側の中空円筒体２の中空室内にできるだけ深く入れられており、それによって、このように示された装置は、その可能な限りの最小の高さを占めている。内側の中空円筒体１は、その上方の端部３０において、多角形状の端部プレート１１と、この端部プレートに接続された円形円筒状の回動部３１と、外側の周面４を有している円筒状の部分とから成っており、この場合、このような外側の周面４は、複数の隆起部２７を備えており、これらの隆起部は、第１の連結エレメント５として使用される。これらの隆起部２７は、外側の周面４において、６０°の角度を有するセクター８に配置されており、この場合、隆起部２７を備えているこれらセクター８の間には、隆起部２７を備えていないセクター１０が交互に位置している。セクター１０は、やはり６０°の角度を成している。隆起部２７は、ピッチなしのねじ山の形状及び輪郭を有している。外側の中空円筒体２は、その下方の端部３２における比較的広い多角形状の端部プレート１２と、この端部プレートに接続された円形円筒状の中央部分と、この中央部分より大きい直径を有している、上方の端部３３に向かってやはり円形円筒状の上方部分とから成っている。外側の中空円筒体２の、中央軸線３に対して同心的に延びている円形円筒状の中空室３７は、その直径において、内側の中空円筒体１が、第１の連結エレメント５を備えている部分で以って中央軸線３の方向でこの中空室３７の内部において移動することができるように設計されている。さらに、外側の中空円筒体２の中空室３７の周面６において、中央軸線３に対して平行に溝２０が形成されており、この溝の寸法は、内側の中空円筒体１の下方の端部２９において形成された突起１９がこの溝２０内に係合することができるように決められており、これによって、両方の中空円筒体１；２の互いに相対的な回動が阻止される。溝２０の軸方向の長さは、内側の中空円筒体１が、第１の連結エレメント５を備えているその長さにおいて入れ子式に嵌め込むことができるように設計されている。外側の中空円筒体２に対する内側の中空円筒体１の軸方向の位置を固定するために、外側の中空円筒体２の内側の周面６において中央軸線３に対して同心的に形成された環状の溝１６内に、第２の連結エレメント７を有している固定リング１５が、中央軸線３を中心にして回転可能に嵌め込まれている。固定リング１５は円筒状のリングの形状を有しており、このリングの内側の周面１７が複数の凹部２８を備えており、これら凹部が第２の連結エレメント７として使用される。これら凹部２８は、内側の周面１７において、６０°の角度を有するセクター１０に配置されており、この場合、凹部２８を備えているこれらセクター１０の間には、凹部２８を備えていないセクター９が交互に位置している。セクター９は、やはり６０°の角度を成している。凹部２８は、内側の中空円筒体１の外側の周面４における隆起部２７に一致する、ピッチなしのねじ山の形状及び輪郭を有している。図１及び図２においては、内側の中空円筒体１において形成された第１の連結エレメント５及び固定リング１５において形成された第２の連結エレメント７がポジションＢ）で示されている。すなわち、連結エレメント５；７は互いに噛み合っておらず、かつ両方の中空円筒体１；２は、中央軸線３の方向で互いに相対的に自由に運動できる。ポジションＡ）及びＢ）を比較的簡単に調節するために、固定リング１５が突出部２２を備えており、この突出部は、外側の中空円筒体２において形成された切欠き部２１に係合しており、この場合、この切欠き部２１は、この切欠き部が固定リング１５の回転運動をポジションＡ）とＢ）との間で許すように設計されている。さらに、突出部２２には軸方向で突出するＶ−字形状の隆起部２５が形成されており、この隆起部は、切欠き部２１における相応する溝２３；２４内に係止し、その結果、固定リング１５は、ポジションＡ）及びＢ）に解離可能に固定されることができる。同様に、突出部２２には半径方向の孔２６が形成されている。固定リング１５を、一方のポジションＡ）；Ｂ）からそれぞれ他方のポジションＡ）；Ｂ）へ回転するために、一般的な心棒（図示せず）が孔２６内に導入され、かつ、てこ腕として使用されることができる。
【００１５】
図３において、本発明による装置は、伸ばされたかつロックされたポジションで示されている。そのために、図４において示されるように、固定リングはポジションＡ）を占めており、すなわち、連結エレメント５；７は噛み合っている。このようなポジションＡ）において、凹部２８は、隆起部２７と一緒に形状接続的な結合部を形成しており、このような結合部は、両方の中空円筒体１；２の、中央軸線３の方向における相対的な移動を阻止する。本発明による装置の図３において示された実施例は、その他に、外側の中空円筒体２の下方の端部３２における、及び内側の中空円筒体１の上方の端部３０における自由な端部面に円錐状の尖端部１３が形成されており、これら尖端部が、それぞれ隣接する健康な椎体内に入り込むことができるということによってのみ、図１に示された実施例と異なっている。同様に、両方の端部プレート１１；１２は孔を空けられており、これによって、埋め込まれた装置における隣接する椎体の生長が促進される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 噛み合っていない連結エレメントを有していて、その最小の高さにおける本発明による装置の有利な実施例の縦断面図である。
【図２】 本発明による装置の図１において示された実施例の横断面図である。
【図３】 増大された高さ及び噛み合っている連結エレメントを有している本発明による装置の有利な実施例の縦断面図である。
【図４】 本発明による装置の図３において示された実施例の横断面図である。

Claims (17)

1. 人間の体における椎体を代用するための装置であって、内側の縦の中空体（１）と外側の縦の中空体（２）とを含み、これらの中空体は中央軸線（３）に沿って互いに同軸的に滑動することができかつ前記中央軸線（３）の方向に互いに相対的に移動することができ、前記内側の中空体（１）がその外側の周面（４）において第１の連結エレメント（５）を備えており、外側の中空体（２）の中空室（３７）内に第２の連結エレメント（７）が配置され、かつ前記第１の連結エレメント（５）と噛み合うことができるようになっており、
   この場合、前記第１及び第２の連結エレメント（５；７）は、これら連結エレメントが相対的な回動によって互いに選択的に少なくとも２つの異なるポジション、つまり、
   前記第１及び第２の連結エレメント（５；７）が互いに噛み合っており、従って、両方の中空体（１；２）が中央軸線（３）の方向で互いに相対的にロックされている第１のポジション（Ａ）と、
   前記第１及び第２の連結エレメント（５；７）が互いに噛み合っておらず、従って、両方の中空体（１；２）が中央軸線（３）の方向で互いに相対的に自由に運動できる第２のポジション（Ｂ）、
   とに動かすことができるように互いに配置されている装置において、
   前記外側の中空体（２）が、付加的に、前記中央軸線（３）に対して同心的に配置された中空円筒状の固定リング（１５）を有しており、この固定リングが、内側の周面（６）の内部に形成された溝（１６）内に回転可能に支承されており、さらに、第２の連結エレメント（７）が、前記固定リング（１５）に取り付けられていることを特徴とする、人間の体における椎体を代用するための装置。
2. 前記第１の連結エレメント（５）が、外側の周面（４）における複数の隆起部から成っており、前記第２の連結エレメント（７）が、外側の中空体（２）の内側の周面（６）における複数の凹部から成っており、これら凹部が、前記の隆起部と一致するようになっていることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記第１の連結エレメント（５）は、自己の外側の周面（４）に、１又は複数のセクター（８）を有し、前記第２の連結エレメント（７）は、自己の内側の周面（６）に、１又は複数のセクター（１０）を有し、前記セクター（８；１０）の各々は、セクター頂角が互いに等しい請求項２記載の装置。
4. それらの内部に連結エレメント（５；７）が形成されているようなセクター（８；１０）が、連結エレメント（５；７）を有していないセクター（９；１８）と交互に配置されていることを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 前記外側の中空体（２）が、付加的に中央軸線（３）に対して同心的に配置された中空円筒状の固定リング（１５）を含んでおり、この固定リングが、内側の周面（６）の内部に形成された溝（１６）内に回転可能に支承されており、前記第２の連結エレメント（７）が前記固定リング（１５）の孔（１７）の周面表面上に形成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
6. 前記第１の連結エレメント（５）が、外側の周面（４）における複数の隆起部から成っており、前記第２の連結エレメント（７）が、孔（１７）の周面表面における複数の凹部から成っており、これら凹部が、前記の隆起部と一致するようになっていることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 前記第１の連結エレメント（５）が、外側の周面（４）の１又は複数のセクター（８）において制限されており、前記第２の連結エレメント（７）が、孔（１７）の１又は複数のセクター（１０）において制限されており、この場合、外側の周面（４）におけるセクター（８）及び孔（１７）の周面表面におけるセクター（１０）が同じ角度を有していることを特徴とする請求項５または６記載の装置。
8. それらの内部に連結エレメント（５；７）が形成されているようなセクター（８；１０）が、連結エレメント（５；７）を有していないセクター（９；１８）と交互に配置されていることを特徴とする請求項７記載の装置。
9. 両方の中空体（１；２）が中空円筒状であることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１記載の装置。
10. 前記両方の中空体（１；２）が、円形状でない横断面を有していることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１記載の装置。
11. 前記内側の中空体（１）の自由端部において端部プレート（１１）が取り付けられていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１記載の装置。
12. 前記外側の中空体（２）の自由端部において端部プレート（１２）が取り付けられていることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１記載の装置。
13. 前記端部プレート（１１；１２）の、脊椎骨に当て付けるために規定された自由な面が、三次元の構造体（１３）を有していることを特徴とする請求項１１または１２記載の装置。
14. 前記端部プレート（１１；１２）の、脊椎骨に当て付けるために規定された自由な面が、穿孔（１４）を有していることを特徴とする請求項１１または１２記載の装置。
15. 前記外側の中空体（２）が、その内側の周面（６）において中央軸線（３）に沿って延びている溝（２０）を備えており、かつ前記内側の中空体（１）が、前記の溝内に係合する突起（１９）を含んでおり、その結果、両方の中空体（１；２）が、互いに回動することができないようになっていることを特徴とする請求項５から１４までのいずれか１記載の装置。
16. 前記の固定リング（１５）が突出部（２２）を備えており、この突出部が、外側の中空体（２）において形成された切欠き部（２１）に係合しており、この場合、前記の切欠き部（２１）は、この切欠き部が固定リング（１５）の回転運動をポジションＡ）とＢ）との間で許すように設計されていることを特徴とする請求項５から１５までのいずれか１記載の装置。
17. 前記の突出部（２２）に、軸方向で突出するＶ−字形状の隆起部（２５）が形成されており、この隆起部が相応する溝（２３；２４）内に係止しており、その結果、前記の固定リング（１５）がポジションＡ）及びＢ）に脱着可能に固定されることができることを特徴とする請求項１６記載の装置。

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