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JPH02261446A - 人工椎体 - Google Patents

人工椎体

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JPH02261446A
JPH02261446A JP8427489A JP8427489A JPH02261446A JP H02261446 A JPH02261446 A JP H02261446A JP 8427489 A JP8427489 A JP 8427489A JP 8427489 A JP8427489 A JP 8427489A JP H02261446 A JPH02261446 A JP H02261446A
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JP
Japan
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vertebral body
artificial
length
vertebra
bevel gear
Prior art date
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Application number
JP8427489A
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English (en)
Inventor
Nobuo Matsuno
松野　伸男
Hiroyuki Matsui
博之 松井
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、悪性腫瘍等で損なわれた背骨椎体部の代替物
として使用される人工椎体に関するものである。
〈従来の技術〉 近年、を推転穆性悪性腫瘍やけがなどで損なわれた椎体
を、積極的に人工椎体置換することが行われるようにな
ってきた。
従来行なわれてきた方法を第９図ないし第１３図に例示
する。
第９図は、正常な椎体１が、椎間板３を介して連続して
いるを椎の一部を示すものであるが、椎体の一部が種々
の原因で損なわれた推体２となった場合を説明している
。
第１０図は、損傷を受けた椎体（第９図参照）を除去し
た後、その上下に存在する正常な推体１の中央部に穴を
あけてから、除去した椎体部分と穴にボーンセメント４
を押し込んで充填する方法を示している。　また、第１
１図では、ボーンセメント４を押し込んで充填する際に
ボーンセメント４内に金属棒５をさし込んで補強する方
法を示している。
第１２図は、除去した椎体部分に、適当な長さを持った
セラミック等でできた中空材または棒材６をさし込み、
その内部に、ボーンセメトド４を押し込む方法を示して
いる。　さ　ら　には、第１３図に示すように上下の正
常な椎体に対しボーンスクリュー７をさし込み、さし込
んだボーンスクリュー７間を金属棒８で連結させる方法
などが行なわれている。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、従来の方法には、下記のような問題があった
。
すなわち第１０図に示す方法では、イ）多量のボーンセ
メント４を使用するため固まる時の発熱が大きく、この
ため周囲骨組織が壊死に至る。　口）ボーンセメント４
隼体ではを椎のように大きな力の加わるところでは、強
度的に問題があり、長期使用に耐えられない。
ハ）ボーンセメント４を埋め込んだ後、長さの調整が不
可能である。　二）骨切除量が多いため、出血量が多い
。
第１１図および第１２図に示す方法は、第１０図に示す
方法での、口）強度的に問題があり、長期使用に耐えら
れないという問題を解決するために、椎体除去部に、金
属または、セラミック等の補強材を挿入したものである
が、イ）固まる時の発熱が大きく、周囲骨組織が壊死に
至る。　ハ）埋め込んだ後、長さの調節が不可能である
。　等の問題は解決されておらず、ざらに除去すべき椎
体部分の長さを術前に予測することが難しいため、数種
類の長さのものを術前に予め用意しておく必要があった
。
しかし椎体の大きさは、患者により一人ひとり異なりさ
らに症状によって、骨の摘出量が異なるため適正な長さ
のものを入れることは難しかった。
さらに、９１３図に示す方法は、第１０図〜第１２に示
す方法とは全く異なり、椎体の外側から金属棒８を取り
付けて固定する方法であるが、長期の使用により、金属
棒８が破壊しやすいなどの問題があった。
本発明は、上記の問題点を解決するため、長さが可変で
あり、取りつけが容易で、耐久性に優れた人工椎体を提
供することを目的としている。
く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために本発明によれば、損なわれた
椎体の代替とな令人工椎体において、長さ方向に延在し
て、前記長さ方向に長さの調節が可能に設けられた基幹
部材と調節部材とを有し、前記基幹部材および／または
調節部材は正常椎体と接合するための固定部分を有する
ことを特徴とする人工椎体が提供される。
ここで、前記固定部分が、前記長さ方向に正常椎体側に
延在する突起部を有する平板であるのが好ましい。
また、前記基幹部材が、長さ方向にわたるねじ部を有す
る中芯部であり、前記調節部材が、該中芯部に嵌挿され
た外筒部と、この外筒部上に設けられ、前記中芯部のね
じ部に螺合する長さ調節リングと、前記長さ調節リング
の長さ方自移動を制限する外筒部上のストッパとを有す
るのが好ましい。
前記長さの調節は、中心軸および笠歯車を有するベベル
ギア手段を用いて行ない、前記調節部材の外筒部は前記
ベベルギア手段の中心軸を挿入できる少なくとも１個の
横孔を有し、前記調節部材の調節リングは前記ベベルギ
ア手段の笠歯車に嵌合する歯を有するのが好ましい。
前記横孔がねじ付き貫通孔であるのが好ましい。
以下に本発明を図面に示す好適実施例に基づいてさらに
詳細に説明する。
第１図〜第３図は、それぞれ本発明の人工椎体の縦断面
図、側断面図および平断面図である。
基幹部材９は、長さ方向にわたるねじ部１０を有する中
芯部１１と、その長さ方向の一端に平°板１２を介して
延設された突起部１３とで構成されている。　前記平板
１２と突起部１３は、正常椎体と接合するための固定部
分となるものである。
前記中芯部１１の形状は、第３図に示すように扇を２つ
接続した断面形状となっているがこれに限定するもので
はない、　　また、その円弧部分にねじ部１０が設けら
れている。
調節部材１４は、長さ方向の中心軸に対して前記中芯部
１１と同軸に設けられた外筒部１５と、その長さ方向の
一端に平板１６を介して延設された突起部１７と、その
長さ方向の他端に設けられ前記ねじ部１０に螺合するね
じ部１８を有し、中芯部１１と同軸的に長さ方向に移動
する長さ調節リング１９と、外筒部１５の好ましくは他
端部に設けられ前記長さ調節リング１９の長さ方向移動
を制限するストッパ２０とで構成されている。　前記平
板１６と突起部１７は、正常椎体と接合するための固定
部分となるものである。
前記外筒部１５は、前記中芯部１１の断面形状に部分的
に外接する断面形状の溝穴を有し、中芯部１１が外筒部
１５の中をスライドして出し入れできるようになってい
る。
前記長さ調節リング１９は、例えば、動力伝達用のベベ
ルギア手段を用い、第４図に示すように前記ベベルギア
手段の笠歯車２１の回転により、長さ調節リング１９が
回転するようその外周下面に前記笠歯車２１の歯２１ａ
に嵌合する歯１９ａを設けるとともに、前記外筒部１５
に笠歯車２１の中心軸２１ｂを受ける横孔２２を設け、
この横孔２２に笠歯車２１の中心軸２１ｂの先端を嵌合
させて回転させるようにすれば、本発明の人工椎体を生
体内へ埋込み後に作業スペースの極めて狭い生体内で人
工椎体の長さを調節する場合に具合がよい。
前記ストッパ２０は、前記中芯部１１が長さ調節リング
１９とともに外筒部１５から抜けるのを防止するための
もので、はめ込み式など適宜のものを用いればよい。　
また、前記ベベルギア手段を用いるようにした場合には
、前記ストッパ２０に加えて第５図に示すように外筒部
１５に設けた横孔２２を利用してこれにねじ部を設け、
これに螺合するストッパ２３を取付けることができる。
　この場合には、生体の動きにともなう人工椎体へのく
り返しの荷重による長さ調節リング１９のゆるみやがた
つきによる摩耗などが防止できる。
なお、横孔２２はねじ付き貫通孔の例で説明したが、ね
じをきらなくても貫通孔でなくてもよい。
前記基幹部材９および／または調節部材１４に設けられ
る固定部分は、それぞれ平板１２と突起部１３および／
または平板１６と突起部１７で構成され、各突起部１３
．１７は各平板１２．１６のほぼ中央に設けられて上下
の正常椎体に後述するボーンセメントにより接合される
ようになっている。　これら固定部分のボーンセメント
と接する面には、第６図に示すように表面を粗面化した
り凹部または凸部２４を設けると、ボーンセメントとの
接合強度を向上させることができる。
前記本発明の人工椎体を構成する各部材の材買としては
、生体適合性の優れた材料であればよく、特にＴＩ合金
は好ましい。
つぎに、本発明の人工椎体を生体内に取り付ける具体例
について説明する。
第７ａ図に示す正常椎体１の間にある損なわれた推体２
に第１図に示す人工椎体を置換する場合には、まず前記
損なわれた椎体２と、その上下に存在する椎間板３を通
常の方法によって除去する（第７ｂ図参照）。
つぎに、前記除去された椎体２およびその上下の椎間板
３の両側に残された正常椎体１に、置換する人工椎体の
突起部１３および１７を装着するための溝２５を穿設す
る（第７Ｃ図参照）、　この溝２５は椎体の周方向およ
び長さ方向に貫通させないよう穿設すると正常椎体１の
強度が損なわれないので好ましい。　また、正常推体端
部のｌａ＠骨（エンドプレート）は摂なわれた推体２と
ともに除去してもよいが、残した方が強度的に好ましい
。
つぎに、穿設された前記各溝２５ヘボーンセメント４を
挿入したのち（第７ｄ図参照）、基幹部材９と調節部材
１４を第１図に示すように不良椎体除去長さよりも人工
椎体の長さを短くして第７ｅ図に示すように位置させ、
長さ調節リング１９を廻しながら人工椎体の全長を伸長
させ両突起部１３．１７をそれぞれ前記両溝２５へ挿入
していく（第７ｅ図参照）。　なお、溝２５へ挿入する
前に、予め突起部１３．１７の表面および平板１２．１
６の突起部側表面にそれぞれボーンセメント４を塗布し
ておくとよい、　前記ボーンセメントを塗布する各部分
を予め粗面化し、または前記部分に凹部あるいは凸部を
設けておくと、接合強度を向上できる。
最後に、長さ調節リング１９を廻しつづけて両手板１２
．１６が各エンドプレートに密着するようにして人工椎
体の装着を完了する（第７ｆ図参照）。
なお、人工椎体の伸縮は上述した調節リングの手動ある
いはベベルギア手段で行えばよい。
人工椎体の固定は調節部材の外筒部に横孔を設けこれに
ストッパを取付ければより確実になる。
上記社よりて固定される本発明の人工椎体は、従来のも
のに比べ垂直荷重およびねじり荷重が同等以上であり高
度の耐久性を有している。
〈実施例〉 以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
大男体骨のを椎を実測し、椎体と椎間板の大きさを調査
した。　この結果に基づき、Ｈａ用、胸腰椎用、頚胸推
用、類推用の４ｆｆＩの人工椎体を作製した。
素材として生体適合性に優れたＴ　Ｌ−６ＡＩＬ−４Ｖ
合金を用い、第８図に示す■：長さ調節範囲、■：突起
部長さ、■：平板の大きさをそれぞれ表−１のとおりと
したほかは第４図に示す形状とした。
ボーンセメントと接する面は格子状に溝を設けた。
つぎに、これらの人工椎体を生理食塩水中で垂直荷重３
００ｋｇｆでｌＸｌ０’サイクルの疲労試験を行なりた
が、いずれも破壊−につながるような損傷は認められな
かった。
また、同様に生理食塩水中で、２ｋｇｆ−ｍのねじりモ
ーメントを加えて疲労試験を行なったが、やはり損傷は
認められなかった。　実際の生体内で人工椎体にかかる
荷重として垂直荷重３００ｋｇｆ、ねじりモーメント２
ｋｇｆ−ｍはほとんどあり得ない大きな値であり、この
ことから強度は十分あることが立証された。
また、これらの人工椎体は固体差によらず損なわれた椎
体の代替として長さを調節するだけで適合できた。
表−１ （単位：　ｍｍ） 〈発明の効果〉 本発明は、以上説明したように構成されているので、従
来の椎体置換術と比較し手術手段が簡単で骨との固定力
に優れ、かつ椎体への埋込み前、後においても、その長
さの調節が可能であり、椎体傷害に悩む患者の救済に役
立つこと大である。
また、本発明の人工椎体は、長さ調節範囲、突起部長さ
および平板の大籾さを変化させるだけで腰椎用、胸腰椎
用、頚胸椎用および頚椎用の人工椎体とすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の人工椎体の縦断面図である。 第２図および第３図は、それぞれ第１図のＩＩ　−ＩＩ
線およびＩＩＩ　−ｒ■線断面図である。 第４図は、ベベルギヤ機構取り付けた部分の説明図であ
る。 第５図は、他のストッパを取り付けた部分の説明図であ
る。 第６図は、ボーンセメントと接する面に凸部を設けた図
である。 第７ａ図〜第７ｆ図は、人工椎体の取り付は工程の説明
図である。 第８図は、入用人工椎体４種の各寸法の位置を示す図で
ある。 第９図は、正常椎体と損なわれた椎体との関係を示す図
である。 第１０図〜第１３図は、それぞれ従来の人工椎体置換例
を示す図である。 符号の説明 １・・・正常椎体、 ２・・・損なわれた椎体、 ３・・・椎間板、 ４・・・ボーンセメント、 ５・・・金属棒、 ６・・・中空材または溝材、 ７・・・ボーンスクリュー ８・・・金属棒、 ９・・・基幹部材、 １０・・・ねじ部、 １１・・・中芯部、 １２・・・平板、 １３・・・突起部、 １４・・・調節部材、 １５・・・外筒部、 １６・・・平板、 １７・・・突起部、 １８・・・ねじ部、 １９・・・長さ調節リング、 ９　ａ・・・歯、 Ｏ・・・ストッパ、 １・・・ベベルギア手段の笠歯車、 １ａ・・・歯、 １ｂ・・・中心軸、 ２・・・横孔、 ３・・・ストッパ、 ４・・・凹部または凸部、 ５・・・溝 ＦＩＧ Ｆ　Ｉ　Ｇ、　２ ■二 Ｆ　Ｉ　Ｇ、　３ ↑ 看 會 ＦＩＧ、４ Ｆ　Ｉ　Ｇ、　６ ＦＩＧ、９ Ｆ　Ｉ　Ｇ、１０ ＦＩＧ Ｆ　Ｉ　Ｇ、　１２ Ｆ　Ｉ　Ｇ、　１３

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　損なわれた椎体の代替となる人工椎体において
    、長さ方向に延在して、前記長さ方向に長さの調節が可
    能に設けられた基幹部材と調節部材とを有し、前記基幹
    部材および／または調節部材は正常椎体と接合するため
    の固定部分を有することを特徴とする人工椎体。
  2. （２）　前記固定部分が、前記長さ方向に正常椎体側に
    延在する突起部を有する平板である請求項１記載の人工
    椎体。
  3. （３）　前記基幹部材が、長さ方向にわたるねじ部を有
    する中芯部であり、前記調節部材が、該中芯部に嵌挿さ
    れた外筒部と、この外筒部上に設けられ、前記中芯部の
    ねじ部に螺合する長さ調節リングと、前記長さ調節リン
    グの長さ方向移動を制限する外筒部上のストッパとを有
    する請求項１または２記載の人工椎体。
  4. （４）　前記長さの調節は、中心軸および笠歯車を有す
    るベベルギア手段を用いて行ない、前記調節部材の外筒
    部は前記ベベルギア手段の中心軸を挿入できる少なくと
    も１個の横孔を有し、前記調節部材の調節リングは前記
    ベベルギア手段の笠歯車に嵌合する歯を有する請求項３
    記載の人工椎体。
  5. （５）　前記横孔がねじ付き貫通孔である請求項４記載
    の人工椎体。
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