JP4734321B2 - 椎間板プロテーゼまたは人口椎体 - Google Patents

Description

本発明は特許請求項１の上位概念に基づく椎間板プロテーゼまたは人工椎体に関する。

特許文献１から、内部に圧縮ばね素子を備えた２枚の同格板を含む同じ種類の椎間板プロテーゼが周知である。前記圧縮ばね素子の周囲には、中空円柱状の外郭が配置されている。前記圧縮ばねは、体温によって超弾性的特性を示す形状記憶合金から成り、またはその他の実施形態においては、同じ剛性を持つ皿ばねから編組された皿ばね柱から成る。前記周知の椎間板プロテーゼの欠点は、圧縮ばね素子のばね特性曲線が線形であるため、衝撃力を吸収するべき圧縮ばね素子の場合、特に圧力が少ないと、圧縮ばね要素の軟性が不十分であり、そのため当該範囲の脊椎の移動自由度が制限される。
ＤＥ １０１ ３２ ５８８ ＦＥＨＬＩＮＧ

本発明はここで是正を講じるものである。本発明は通常市場にある素子から編組可能で、累進的ばね特性曲線を有す椎間板プロテーゼおよび人工椎体を造る課題と基礎としている。
本発明は請求項１の特徴を有す椎間板プロテーゼまたは人工椎体以って、与えられた課題を解決する。

本発明によって達成される利点は本質的に、発明による椎間板プロテーゼまたは人工椎体によって得られる下記事実にある：
− 小さな圧力の場合、十分に大きな弾性的柔軟性および減衰が保証されている。それによってその範囲の椎体の十分な移動自由度が保証される。
− 大きな圧力負荷または衝撃負荷の場合、圧力を吸収するために大きなばね変位が必要ない。
− 健康な脊椎節とプロテーゼを取り付けた脊椎節との間の剛性段差は調和的に減衰されるため、健康な椎間板の場合のような挙動が達成される。

優先的な実施形態においては、弾性手段は少なくとも２つの、同軸に配置された皿ばねを含む。
特別な実施形態においては、弾性手段のために復元装置が備えられている。前記復元装置によって皿ばねは滑り落ちることがなく、その位置に維持される。さらに復元装置により、寄せ合った皿ばねが非常に大きな力を吸収することができ、安全性に寄与する。
それ以外の実施形態において、復元装置は柔軟に形成されているため円錐範囲内では軸案内にもなっている。それによって得られる利点は、椎間板プロテーゼは同軸に弾性的に形成されているばかりではなく、同格板が斜め、または回動的に相対して移動が可能である。
それ以外の実施形態において、皿ばねは中心穴を有し、復元装置は内部の、前記穴によって実現された蛇腹として形成されている。

それ以外の実施形態において、少なくとも２つの皿ばねが異なる剛性を有す。それによって累進的なばね特性曲線が皿ばねから成るばねのみで造られる。それ以外の利点は非常に大きな受け面にある。これは小さな面圧と少ない摩耗につながる。
それ以外の実施形態において、皿ばねが、同方向に層状に重ねられた複数の皿ばねの皿ばねパケットに統合されている。これは累進的ばね特性曲線が皿ばねから成るばねのみで造られるという利点を有す。蛇腹と組み合わせると、ばね特性曲線に付加的に影響を与え得るという付加的な利点が生まれる。
それ以外の実施形態において、中央部分は引張りばねとしても圧縮ばねとしても有効な同軸に配置されたばねを含む。それによってコイルばねは捻り力も吸収できる。

それ以外の実施形態において、ばねのみが距離がＸ≠０になるまで両同格板に留まる。得られる利点は累進的なばね特性曲線にある。第二のばねは皿ばねの復元装置としても役立つ。それ以外の利点は、偶発的な摩耗粒子が患者の体に拡散することがない点にある。またこの実施形態は、低い剛性の延長運動および活用運動を可能にし、結合組織の根付きを防ぐ。
それ以外の実施形態において、中央部分は外側に蛇腹から成る外郭を有す。前記外郭は体液の侵入を防ぐ。
それ以外の実施形態において、中央部分は嵌合具によって２枚の同格板に緩嵌可能である。

それ以外の実施形態において、同格板は、優先的に磁器材料から成る、滑り軸受けを通じて中央部分に結合されている。滑り軸受けは、都合の良いことに、同格板が中央部分に対して、縦軸に直角に限定移動するように形成されている。
前記移動は優先的には±０.５ｍｍである。こうして滑り軸受けを通じて、皿ばねの収容を通じて、およびプロテーゼの縦軸周り±３０°の回動を通じて全６自由度をカバーする。
それ以外の実施形態においては、皿ばねはその圧縮を限定するストッパーを有す。前記ストッパーは皿ばねを過負荷から保護する。これによって皿ばねに過剰な負荷を与えることなく大きな力を収容できる。

発明と発明の再形成について、以降に多くの実施例を部分的に図解により詳細に説明する。
図１は、発明による椎間板プロテーゼの、ひとつの実施形態の中央横断面である。
図２は、発明による椎間板プロテーゼの、それ以外の実施形態の中央横断面である。

図１に示した椎間板プロテーゼ１の実施形態は本質的に、蛇腹２１として形成された外殻３、上端部４、下端部５および中心縦軸６を備えた中空体状円柱の弾性手段１、ならびに中央部分１の上端部４に縦軸５に直角に配置され、椎体の基板への装着に好適な上端同格板７、および前記中央部分１の下端部５に縦軸６に直角に配置され、椎体の覆板への装着に好適な下端同格板８を含む。前記両同格板７、８は凸状に外側に折り上げている外表面９を持ち、内側に向いた軸ジャーナル１０および１１を有す。外郭３は、この実施形態において、両同格板７、８に固定された蛇腹１２から成る。材料によっては、蛇腹１２は同格板７、８に溶接、コーキング、あるいは圧接されている。

上部同格板７は中央部分２に対向した下部表面１３を有し、同様に同格板８は前記中央部分２に対向した上部表面１４を有す。前記下部および上部表面１３、１４はここで、それぞれ円環状に配置され、蛇腹１２の端部１６、１７に固定された覆板２６の収容のためのノッチ１５を備える。ジャーナル１０、１１は、覆板２６の縦軸６に同心の外表面の窪み２９に、縦軸６に同軸に嵌込する。同格板７、８が中央部分２に対して横にスライド可能なように、窪み２９は縦軸６に直角に同格板１０、１１の内部可動ジャーナル１０、１０より大きな直径を有す。同格板７、８の上部および下部表面１３、１４の円環状ノッチ１５内には縦軸６に同心に外部リング素子２８が植込まれている。これは覆板２６の外部表面に結合された内部リング要素２７に乗る。対に重なる内部および外部リング要素２７、２８は、同格板７、８がジャーナル１０、１１および窪み２９によって許された遊びによって中央部２に対してスライド可能なような滑り軸受けを形成している。

コイルばね２１の周囲には、皿ばね２０から編組されている弾性手段１９が配置されている。ここで示された実施形態において、椎間板プロテーゼ１が無負荷のときは、前記コイルばね２１のみ覆板２６と接触しているので、椎間板プロテーゼに負荷がかかると、先ずコイルばね２１が圧縮される。ばね変位ｓ＝Ｘだけ変位したとき弾性手段１９も両同格板７、８と接触するようになるため、二つの同格板７，８がさらに相対変位ｓ＞Ｘするとより高いばね率が有効になる。ここで示された実施形態において、弾性手段１９は同じ皿ばね２０による皿ばねパケット２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄから編組されている。しかしここで、第一の皿ばねパケット２２ａは３つの同方向に層を成す皿ばね２０を含む皿ばねグループから成り、第二および第三の皿ばねパケット２２ｂ、２２ｃはそれぞれ対向したグループ毎にそれぞれ同方向に層を成す皿ばねから成り、および第四の皿ばね２２ｄは２つの対向した皿ばね２０から成る。前記皿ばねパケット２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの前記形態によって弾性手段１９の累進的なばね特性曲線が得られる。

図２に示した椎間板プロテーゼ１の実施形態は、図１に示した実施形態と次の点でのみ異なる。第一に、同格板７、８間にばね１８に替わり内部の蛇腹２３が配置されていること。第二に、弾性手段１９が第一の皿ばね２０ａを備えた第一の皿ばねパケット２２ａから成り、および第二の皿ばね２０ｂを備えたさらに４つの皿ばねパケット２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅから成ること。第三に、覆板２６のない中央部分２（図１）が同格板７、８と接合していること。その際、第一の皿ばね２０ａは第二の皿ばね２０ｂより高い剛性を示すため、弾性手段１９は累進的なばね特性曲線を示す。内部蛇腹２３は皿ばね２０の孔２４によって縦軸６に平行に案内され、そして皿ばね２０の復元装置として役立つ。内部蛇腹２３は軸方向および曲げに関して柔軟であるため同格板７、８は斜めにも相対して移動可能になり、縦軸６は円錐範囲内で曲げることが可能になる。

発明による椎間板プロテーゼの、ある実施形態の中央横断面である。 発明による椎間板プロテーゼの、それ以外の実施形態の中央横断面である。

符号の説明

１ 椎間板プロテーゼ ２ 中央部分 ３ 外郭 ４ 上端末 ５ 下端部
６ 中心縦軸 ７ 上部同格板 ８ 下部同格板 １９ 弾性手段
２０ 皿ばね

Claims (13)

1. 椎間板プロテーゼ（１）または脊椎間インプラントであって
   Ａ）中心縦軸（６）、上端部（４）および下端部（５）を伴う中央部（２）を含み、
   Ｂ）前記中央部（２）の前記上端部（４）に、前記縦軸（６）に直角に配置され、椎体の基板への装着に好適な上部同格板（７）を含み、
   Ｃ）前記中央部（２）の前記下端部（５）に、前記縦軸（６）に直角に配置され、椎体の覆板への装着に好適な下部同格板（８）を含み、およびそこで
   Ｄ）前記中央部（２）が弾性手段（１９）を含み
   Ｅ）前記弾性手段（１９）が累進的なばね特性曲線を示すこと
   Ｆ）前記中央部（２）が、それと同軸に配置されて引張ばねとしても圧縮ばねとしても作用するばね（２１）を含むこと
   Ｇ）前記弾性手段（１９）と前記ばね（２１）は前記縦軸（６）に沿って同軸に配置されること
   を特徴とする椎間板プロテーゼまたは脊椎間インプラント。
2. 弾性手段（１９）が少なくとも２つの、同軸に配置された皿ばね（２０）を含むことを特徴とする請求項１に記載の椎間板プロテーゼ（１）。
3. 前記皿ばね（２０）の少なくとも２つが、異なる剛性を示すことを特徴とする請求項２に記載の椎間板プロテーゼ（１）。
4. 前記皿ばね（２０）が、同方向に層状に重ねられた複数の皿ばね（２０）が皿ばねパケット（２２）に編組されていることを特徴とする請求項２または３に記載の椎間板プロテーゼ（１）。
5. 中央部（２）が中空体状に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の椎間板プロテーゼ（１）。
6. 前記縦軸（６）が柔軟に形成されていること、および円錐範囲内に軸方向に案内されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の椎間板プロテーゼ（１）。
7. 皿ばね（２０）が中心孔（２４）を有すこと、および前記縦軸（６）が内部の、前記中心孔（２４）によって案内された蛇腹として形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の椎間板プロテーゼ（１）。
8. 軸方向のばね変位がＸ≠０になるまで、前記ばね（１８）のみが両同格板（７、８）に留まることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の椎間板プロテーゼ（１）。
9. 中央部（２）が外側に、蛇腹（１２）から成る外郭（３）を有すことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の椎間板プロテーゼ（１）。
10. 中央部（２）が嵌合具によって２つの同格板（７，８）と緩嵌していることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の椎間板プロテーゼ（１）。
11. 前記同格板（７，８）が、優先的には磁器材料から成る滑り軸受け（２５）を通して、中央部（２）と結合していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の椎間板プロテーゼ（１）。
12. 前記滑り軸受け（２５）が、同格板（７，８）が中央部（２）に対向して縦軸（６）に直角に限定移動ができるように形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の椎間板プロテーゼ（１）。
13. 皿ばね（２０）が、その圧縮を制限するストッパーを有すことを特徴とする請求項２から１２のいずれか一項に記載の椎間板プロテーゼ（１）。

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