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人工椎間板-未来は明るい

アメリカ人の約80％は一生に一度は大きな腰痛を経験しており、多くの人にとって脊椎障害は生涯にわたる問題です。この広範囲にわたる問題に関連する個人的および金銭的なコストは膨大です。腰痛と脊椎障害の主な原因の1つは、脊椎円板の変性です。椎間板変性は痛みを伴い、しばしば治療が困難です。現在開発されている最も有望な外科的選択肢の1つは、人工椎間板の使用です。

脊椎ディスクとは何ですか？
脊椎の各椎骨（脊椎円板）間のスペースは、脊椎の衝撃吸収材として機能します。年齢とともに、これらのディスクは劣化する可能性があります。これが起こると、彼らは衝撃吸収能力を失い、脊椎の痛みと摩耗を引き起こします。

現在の治療オプション
首や背中の痛みがある人のための非外科的選択肢には、休息、熱、鎮痛剤、理学療法、カイロプラクティック操作が含まれます。残念ながら、これらの治療はかなりの数の患者で失敗します。

非外科的治療オプションが失敗した場合、多くの場合、手術が次のステップです。これは通常、脊椎固定術を意味します。残念ながら、脊椎固定術を受けるには多くの欠点があります。まず、骨が常に正しく治癒または「融合」するとは限りません。実際、これらの手順の全体的な成功率は48％から89％です。第二に、1つ以上のレベルでの脊椎固定術は、脊椎の硬直と運動の減少を引き起こします。第三に、1つ以上のレベルでの脊椎固定術は、脊椎の残りの部分へのストレスを増加させます。この移されたストレスは、他のレベルで新たな問題を引き起こす可能性があり、追加の背部手術につながる場合があります。明らかに、代替の治療オプションが必要です。

人工椎間板-なぜ重要なのですか？
私たちは皆、股関節と膝の置換手術について聞いたことがあります。これらの手順は、これらの領域で痛みに苦しんでいる人々に多くの救済を提供しています。しかし、脊椎ディスクの交換はどうですか？これは数百万人の背中の痛みの患者が探しているオプションですか？

脊椎椎間板置換の考え方は新しいものではありません。 40年前、外科医が100人以上の患者の椎間板腔にステンレス鋼のボールを植え付けたのが最初の試みでした。これらの先駆的な努力に続いて、人工椎間板を製造するための真剣な努力が再開される前に、脊椎、脊椎生体力学および生体材料の変性プロセスに関する10年以上の研究が行われました。今日、人工椎間板置換は実験的と見なされており、食品医薬品局（FDA）によってまだ承認されていませんが、目標は可動性と機能を維持しながら椎間板変性によって引き起こされる痛みを解消するデバイスを開発することです。

人工椎間板-主な設計機能
設計者が人工椎間板を開発する際に留意しなければならないさまざまな要因があります。デバイスは、適切な椎間スペースを維持し、可動域全体を確保し、安定性を提供できる必要があります。また、患者の身長と間隔のニーズに対応するために、さまざまなサイズが必要です。天然の椎間板と同様に、人工椎間板は、特に一度に複数のレベルの脊椎で使用される場合、ショックアブソーバーとして機能する必要があります。最後に、人工椎間板は非常に耐久性がなければなりません。腰椎椎間板置換を必要とする患者の平均年齢は約35歳です。これは、修正手術の必要性を回避するために、人工椎間板が少なくとも50年間持続することを意味します。個人は1年に200万歩を踏み、125, 000回屈曲すると推定されています。したがって、人工椎間板の50年の平均寿命では、1億600万サイクルを超えることになります。この推定には、私たちが1年に600万回呼吸するたびに生じる微妙な椎間板の動きも含まれていません！

人工椎間板の製造元も、この技術の開発における重要な要素です。それは、人体に埋め込まれ、アレルギー反応を引き起こさず、脊椎の他の部分を損傷しない安全な材料で作られていなければなりません。また、人工椎間板がX線または他の画像検査で簡単に見ることができる材料でできていれば理想的です。これにより、外科医が人工椎間板の有効性を経時的に監視しやすくなります。

人工椎間板-地平線上にあるもの
現在、4つの「タイプ」の人工椎間板が研究およびテストされています。複合ディスク、油圧ディスク、弾性ディスク、機械ディスクが含まれます。以下はそれぞれの簡単な説明です。

複合ディスク
これまでで最も広く移植されたディスクは、Link SBCharitéディスク（現在のCHARITÉ人工ディスク、DePuy Spine、Inc.）と呼ばれる複合ディスクです。このデバイスは、ポリエチレンスペーサーと2つの独立した金属製エンドプレートで構成されており、サイズが異なります。また、X線で見えるようにするためのリングもあります。

シャリテ人工ディスク
写真提供：DePuy Spine、Inc.

食品医薬品局（FDA）は、変性椎間板疾患に伴う痛みの治療に使用するために、CHARITÉArtificial Disc（マサチューセッツ州レイナムのDePuy Spine、Inc.）を承認しました。このデバイスは、少なくとも6か月間の非外科的治療後に腰痛が緩和されていない患者に対して、腰椎の1つのレベル（L4-S1から）での使用が承認されました。

このデバイスは、ヨーロッパの1000人以上の患者に移植されており、比較的良い結果が得られています。このデバイスを使用した追加の臨床試験は、ヨーロッパ、米国、アルゼンチン、中国、韓国、オーストラリアで進行中です。

もともとイギリスのブリストルで開発された人工頸椎椎間板からの結果に関するいくつかの報告がありました。このディスクは、ステンレス鋼製のボールとソケットのタイプのデバイスです。ネジで椎骨に固定されています。このデバイスの結果は良好であり、ヨーロッパとオーストラリアで追加の臨床研究が行われています。

ブリストルディスク

ブライアン頚椎椎間板システムは、2つの解剖学的形状の金属板を備えた低摩擦、耐摩耗性、弾性の核で設計された別の複合型人工椎間板です。柔軟な膜は密閉された空間を形成し、摩擦と摩耗を減らす潤滑剤を含んでいます。インプラントは通常の可動域を可能にし、5つのサイズがあります。 Bryan Total Cervical Disc Prosthesisの最初の臨床経験は有望でした。

ブライアン頚椎椎間板補綴

油圧人工ディスク
油圧式人工椎間板は、しっかりと編まれたポリエチレン「ジャケット」で覆われたゲル状のコアを持っています。移植する前に、ペレット状のヒドロゲルコアを圧縮して脱水し、サイズを最小限にします。それが埋め込まれると、外側の織られたカバーは、流体がコアに通過することを可能にし、コアはすぐに流体を吸収し、膨張し始めます。ハイドロゲルのコアが最大の膨張に達するには約4〜5日かかりますが、ほとんどの膨張は手術後の最初の24時間で行われます。椎間板スペース内に2つの油圧インプラントを配置すると、通常、ほとんどの患者の椎間板スペースの高さを回復および維持するために必要な揚力が得られます。

PDN人工椎間板核

このタイプの人工椎間板は広範囲にテストされており、結果は良好です。現在、ヨーロッパ、南アフリカ、米国でさらなる臨床評価が行われています。

弾性ディスク
弾性タイプの人工椎間板は、2つのチタン製エンドプレートに接着されたゴム製コアで構成されています。テストの結果はさまざまです。このタイプの人工椎間板を受け取った6人の患者が最低3年後に評価され、その時点で結果は次のように格付けされました。結果が悪い患者の弾性円板の1つがゴムに裂け目を生じました。その時以来、ゴムではなくシリコンで作られた第二世代の弾性ディスクがより多くのテストのために承認されました。

アクロフレックスディスク

メカニカルディスク
腰椎用にいくつかのピボットまたはボール型人工椎間板が開発されています。金属製のヒンジ付きプレートにスプリングを挿入したデバイスは、羊でテストされ、良好な結果が得られています。別のデバイスには、ポリエチレンコアと2つの垂直翼を持つ金属製エンドプレートがあります。このインプラントを受けた患者は、良好から優れた結果を報告しました。

未来は明るい
人工椎間板の置換は可能であるだけでなく、脊椎変性の治療に革命をもたらし、数百万人の腰痛患者に緩和をもたらす可能性があります。人工椎間板の開発にはまだ多くの課題がありますが、最初の努力の結果は有望です。お楽しみに…未来は明るい。