JPH06319760A - 椎間人工器官及びその移植方法 - Google Patents

椎間人工器官及びその移植方法

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JPH06319760A
JPH06319760A JP6083471A JP8347194A JPH06319760A JP H06319760 A JPH06319760 A JP H06319760A JP 6083471 A JP6083471 A JP 6083471A JP 8347194 A JP8347194 A JP 8347194A JP H06319760 A JPH06319760 A JP H06319760A
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JP
Japan
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support member
cavity
support
prosthesis
intervertebral disc
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JP6083471A
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English (en)
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Walter Baumgartner
バウムガルトナー ヴァルター
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Sulzer Medizinaltechnik AG
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Abstract

(57)【要約】 【目的】移植時における高精度な医療技術を必要せず、
製造コストを低く抑えた椎間板への移植材、およびその
移植方法の提供を目的とする。 【構成】弾性プラスチックから形成される複数の支持部
材(7)からなる移植材は、椎間板(3)の中心部のう
ち、荷重に耐えられなくなった部分の代替物として提供
される。支持部材(7)は、管(6)を介し椎間板
(3)の外環状部(4)を越えて、中心部に形成された
中央部空洞(5)へ、空洞(5)が支持部材で満たされ
るまで一個づつ挿入される。空洞(5)が支持部材
(7)で満たされた時、支持部材は外環状部(4)の境
界壁に接するとともに互いに接触し合うよう配置され、
応力下で弾性変形を起こす。あらゆる形状の空洞(5)
に適合し、比較的コンパクトな弾性構造を備えた万能移
植材の提供が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は椎間板の中心部の中央部
空洞への移植が可能であり、前記中心部の代替物として
圧縮力の伝達に適した移植材を有する椎間人工器官(Z
wischenwirbelprothese)、およ
びその移植方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の椎間人工器官として、荷重方向に
対する支圧を目的とし、管を介し椎間板の外環状部(線
維輪)を越え、中心部(髄核)内へ挿入される椎間板の
移植材がある。外科医は、荷重に耐えられなくなった椎
間板の中心部を移植材と交換するため、中空部材を介
し、切骨器等の補助器具を中心部へ挿入し、荷重に耐え
られなくなった中心部を除去し、移植材の挿入のための
空洞を形成する。この際、中心部に形成される空洞は既
成の移植材に適合した大きさに形成される。その後、移
植材を中空部材を介し空洞内へ移植する。この中空部材
の一例としては、椎間板の中心部への挿入が可能な一
方、コイル状態への変形が可能であり、コイル状態にお
ける非圧縮性流体による充填が可能な中空部材が、欧州
特許公開公報第0453393号に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】外科医は既成の移植材
を使用する場合、移植材に整合した大きさの空洞を椎間
板の中心部に形成する必要があり、高精度な外科医療技
術を要した。また従来の移植材は、移植材が最適に機能
するために不可欠とされる流体の流出に抗した永続的な
移植材の堅固性を確保するために、製造コストが高くな
る。
【0004】本発明はこれらの欠点の克服を目指し、移
植時における高精度な医療技術を必要とせず、製造コス
トを低く抑えた移植材、およびその移植方法の提供を目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、弾性プラスチックから形成される複数の支持部材
からなる移植材が、椎間板の中心部のうち、荷重に耐え
られなくなった部分の代替物として提供される。支持部
材は、管を介し椎間板の外環状部を越えて、中心部に形
成された中央部空洞へ、空洞が支持部材で満たされるま
で1個づつ挿入される。空洞が支持部材で満たされた
時、支持部材は外環状部の境界壁に接するとともに互い
に接触し合い、応力下で弾性的に変形する。これによ
り、あらゆる形状の空洞に適合し、比較的コンパクトに
て弾性的な構造を備えた万能移植材の提供が可能にな
る。
【0006】
【作用】上記の構成によれば、弾性プラスチックから形
成される複数の支持部材からなる移植材を用いるため、
椎間板の中心部に形成される空洞の大きさを、移植材の
大きさに合わせて形成する必要がなくなる。椎間板の中
心部が支持部材により満たされた際、支持部材は線維輪
の境界壁と接し、弾性変形可能な支持部材の軸方向に加
わる圧縮力が、線維輪内の端部応力へと変換され、椎間
板の中心部全体にわたる圧縮力の伝達及び最適な圧縮力
の分散が可能となる。
【0007】
【実施例】本発明の好適実施例に基づき、支持部材を弾
性プラスチックから形成することが許容される。体が許
容し得る一方、生産価格が低く、形状が永続的に安定し
た適当なプラスチック材料から形成される移植材は、入
手が簡単である。
【0008】支持部材は、最適な均一圧縮力の伝達を可
能とする、回転可能な固形物(Rotationsko
epern)として形成されることが好ましい。この結
果、球状の形態が特に有利といえる。
【0009】異なる寸法の支持部材を用いることによ
り、充填密度の増加が可能である。支持部材中にダクト
を配置することにより、固形部材と比較し、更に大きな
限定的弾性変形量を許容するキャビティの形成が可能で
ある。移植材の剛性を制御するために、固形部材及び中
空部材の混合物を挿入することが可能である。支持部材
としては無方向性の球体に始まり、レンズ型および豆
型、そして楕円型、円柱型、ソーセージ型を含む複数の
形状がある。
【0010】糸のように柔軟な支持部材を形成するため
に、幾つかの支持部材をチェーン状に連結することが可
能である。この際、挿入時の支持部材が、180度にわ
たる方向転換を行うことを許容するため、2つの支持部
材間の距離は少なくとも1つの支持部材の直径に相当す
る長さを要する。柔軟性を有し、比較的薄い形状の複数
の中間片を備えた1本のチェーンを、同一材料から形成
することが可能である。柔軟性を備えた管を用い、支持
部材を互いに離間させることも可能である。チェーン状
支持部材の利点としては、第1に支持部材がチェーン状
であることにより中央部空洞から開口部を介し容易に飛
び出すことがないこと、第2に支持部材が互いに連結さ
れているためチェーン状支持部材全体を中央部空洞から
抜き去ることが容易であり、大きな時間的損失を伴うこ
となく手術の進行を戻すことが可能な点である。管を介
し空洞内へ挿入される際に長手方向に変形し、中央部空
洞へ挿入された際、形状を復元し更に大きな断面を示す
ことを特徴とする、弾性変形可能な延張要素を備えた支
持部材を用いることにより、支持部材の開口部からの飛
び出しが防止され、空洞内において、チェーン状支持部
材と同様の保持作用の達成が可能である。
【0011】所定の方向に対する支持部材の別の挿入方
法としては、管の断面を支持部材の案内面に整合させ、
支持部材をプランジャーを用いて管の内部に案内し、管
から押し出すことにより、ちょうど昆虫が卵を産むよう
に、支持部材を中央部空洞へ挿入する方法がある。例え
ば、支持部材の平坦面が隣接する椎骨に面するようレン
ズ状支持部材を挿入することが可能である。
【0012】タンタル(Tantal)のようなエック
ス線不透過物から形成され、包含物としての位置表示要
素を支持部材が備える場合、支持部材の挿入及びその後
の位置の変更の制御が可能である。
【0013】例えばポリウレタンは支持部材用プラスチ
ックとして適する。さらにヒドロゲル(Hydroge
l)のような他の材料から支持部材を形成することも可
能である。また、支持部材を適当なフォーム(Scha
umstoff)から形成することも可能である。さら
にプラスチック糸または金属糸から形成される繭型コイ
ル(Kokonartigen Wickel)のよう
な別のデザインも考えられる。
【0014】支持部材の挿入時の安全性、および空洞内
での支持部材の保持性を高めるために、支持部材の挿入
前に、合成繊維またはプラスチックフィルムから形成さ
れるバッグを管を介し、中央部空洞へ挿入することが可
能であり、バッグの開口部はこの際、管の外側に位置す
る。管により支持されるバッグの開口部を介し支持部材
が挿入される。中央部空洞及びバッグが、支持部材で満
たされた際、支持部材の飛び出しを防止するためにクラ
ンプまたはワイヤーでバッグの開口部を閉じることが可
能である。
【0015】図1及び図2に示される実施例では、2つ
の椎体1及び2の間に位置する椎間板3は、中心部を取
り囲む、人体組織からなる外環状部4を有する。椎間板
のうち損傷を受け、荷重に耐えられなくなった中心部全
体、またはその一部、或いは必要に応じて外環状部4の
一部まで含め、切除することにより中心部に空洞5が事
前に形成される。外環状部4に形成された開口部30を
介し、最初に説明した欧州特許公開公報第045339
3号に開示されるような管6の形態をなすものに代表さ
れる管状案内部材を背中側から椎体1と椎体2の間を介
し椎間板3の中心部まで比較的軽く挿入する従来の方法
に基づき、空洞5の形成に加えて荷重に耐えられなくな
った組織の除去が行われる。空洞形成および切除された
組織の除去に用いられる切骨器は、挿入された管6の内
部を通り中心部まで挿入される。
【0016】空洞5への個々の挿入が可能であり、ポリ
ウレタン等の体が許容し得る弾性プラスチックから形成
される幾つかの支持部材7を含む、移植材の形態をなす
椎間人工器官は、除去された中心部の少なくとも一部の
代替物として提供される。支持部材7は、管6を介し空
洞5へ挿入され得る大きさであり、実施例中の球体に代
表される回転可能な固形物として形成される。支持部材
7は、必要に応じてプランジャー8を用いることによ
り、空洞が支持部材7で十分に満たされ、支持部材7が
互いに密着し合うまで空洞5へ挿入され、この結果、支
持部材7は圧縮力の伝達が可能な椎間板3の新たな中心
部を形成する。支持部材7の数および大きさは、充填さ
れる空洞5の大きさ及び形、並びに管6の横断面に基づ
き任意に変更が可能である。この結果、例えば適当な大
きさにデザインされた3つの支持部材7と比較し、更に
多くの支持部材7を構成要件とすることが可能である。
数々の異なる寸法または、実施例中に示されるように同
一直径を備えるよう支持部材7をデザインすることが可
能である。支持部材間の距離を一定にしたり、または変
化させたりして、単一層中に支持部材7を配置したデザ
インとすることも可能である。
【0017】図1の右側に位置する背中側より開口部3
0aを介し、空洞5への挿入が可能な、管6aに代表さ
れる第2の管状案内部材を用いることにより、空洞が満
杯となったことが検知可能であり、空洞が満杯となった
際、外環状部4から従来方法に基づき管6、または管
6、6aの両方を抜き去り、次いで管6、管6aのそれ
ぞれに対応する開口部30、30aが最後に挿入された
支持部材7の正面でそれぞれ閉じられる。これは支持部
材が管6または管6aの通し孔を通り抜け出すことを困
難とする下記の保持手段とともに提供され得る。
【0018】空洞5内の除去状況および/または移植手
術の状況を観察するために管6aを通し観察用具9を挿
入することが可能であり、除去作業及び移植作業を補助
するために補助器具(図示略)を挿入することも可能で
ある。管6、6aの代わりに、他のあらゆる形状及びデ
ザインをなす適当な保護要素および/または案内要素を
用いることが可能である。図3において、図1および図
2と互いに対応する部分には同一符号が用いられてい
る。本実施例に基づき空の状態で管6内を介し空洞5へ
挿入され、管6の外側に位置する開口部を介し挿入され
る支持部材7で満たされるバッグ10に代表されるよう
な被覆物中に支持部材7を配置することが可能である。
バッグ10は、織物、メリヤス、または体が許容し得る
弾性プラスチックまたはポリエチレン等からなるフィル
ムから形成することが可能である。バッグ10が支持部
材7で満たされ、椎体1及び2の間における圧縮力の伝
達に適するコンパクトな弾性移植材が形成された際、支
持部材7を一体化するためにバッグ10を封印部11付
近で、クランプまたは図に示されるような予め挿入して
おいたワイヤー・ループ等により閉じることが可能であ
る。その後バッグ10の端部を切断し、管6の外側に連
なるバッグの残存部分を管6とともに引き出す。
【0019】一般的な解剖学上の条件に基づき、図3
(a)に顕著に示されるように、所定の形状をなす充填
先の空洞5に対し、バッグ10の形状を適合させること
が可能である。
【0020】支持部材7は数多くの態様に変更が可能で
ある。例えば、支持部材7を回転可能な固形物に代えて
多面体とすることが可能である。図4(a)に示される
ように、支持部材7は球面体にて形成することができ
る。この支持部材7は密閉されたキャビティ12を備
え、このキャビティ12内には、球状の挿入物13が設
けられている。前記挿入物13はタンタルに代表される
エックス線不透過材から形成され、支持部材7の位置表
示体として機能する。なお、キャビティ内の挿入物13
を省略することも可能であり、この場合はキャビティ1
2により支持部材7の更に大きな弾性変形が可能であ
る。
【0021】図4(b)に示されるように少なくとも1
つの支持部材7は異なる直径DまたはD1を有し、内部
にダクト14を備えたデザインとしてもよい。なお、ダ
クト14を省略することも可能である。ダクト14を備
えた設計では、ダクト14の端部に開口部を形成する
か、または図示されるように、挿入物15の方位確認を
可能とする位置表示体として、エックス線不透過材から
形成されたロッド型挿入物15を設けることが可能であ
る。
【0022】図4(c)に示すように端部を丸くした円
柱状に支持部材7を形成してもよい。そして、支持部材
7の内部にダクト14を形成することも可能である。ま
た、ダクト14内にロッド型挿入物15、または支持部
材7の軸方向において互いに離間した、エックス線不透
過材から形成される同一の2つ挿入物を設けてもよい。
これらの支持部材7は、さらに異なる直径DまたはD1
を有すること、および/または異なる長さLまたはL1
を有することも可能である。 図4(d)に示されるよ
うに、少なくとも1つの支持部材7を、図中の楕円形に
代表されるようなレンズ状に形成することが可能であ
り、この支持部材7が挿入された際に隣接する椎体1、
2と対向することを許容する支持面16を備えた適当な
形状にすることも可能である。図4(d)に示される卵
形に代表されるような、支持部材7に対応する横断面を
備えた形状に管6を形成することが可能であり、支持部
材7の支持面16に対する案内面17が管6の内面上に
形成されている。
【0023】図4(e)に示されるように、例えば空洞
5へ最後に挿入される支持部材7は、拡張した状態で支
持部材7から支持部材7の長さ方向に直交する方向へ延
出する延張要素18を備えている。図5に示すように延
張要素18は、支持部材7が管の内部へ同管の長手方向
に沿って挿入される時は、応力が加わった状態18aと
なるよう変形し、そして空洞5内で管6から離脱して拡
張する。そして延張要素18は、弾性的な変形をするこ
とにより支持部材7が管6の通し孔の開口部を介し、空
洞5から抜け出ることを防止する。
【0024】図6に示すように、幾つかの支持部材7を
柔軟性を有する帯状または糸状の支持体20上にネック
レスにおける真珠のように配置し、支持体20と連結さ
せることにより結合力を備えた移植材を形成することが
可能である。支持体20は、好ましくは支持部材7間に
おいて、少なくとも支持部材7の直径に相当する長さの
最低間隔Bを有する。また、複数の支持部材7の大きさ
が異なる場合には、両側に位置する支持部材7の半径の
合計に相当する長さの最低間隔Bを有する。さらに、支
持体20は、所定の最低間隔Bを維持するために、図に
示すような支持体20上に形成された結び目に代表され
る停止部21を各支持部材7間に設けている。
【0025】図7に示すように、支持部材7及び支持体
20が同一材料から形成され、互いに結合して一体をな
す移植材を形成することが可能である。この場合、支持
体20はスペーサーとしても作用する。図8に示すよう
に、被覆22にて、支持部材7を固く締め付けて包囲し
てもよい。この場合には、支持部材7を被覆22に対し
連結することにより、結合力を備えた移植材を形成する
ことが可能になる。被覆22はバッグ10と同様に織
物、メリヤスまたはフィルムから形成することができ
る。
【0026】以上、本発明によれば、弾性プラスチック
から形成される複数の支持部材からなる移植材を用いる
ため、椎間板の中心部に形成される空洞の大きさを、移
植材の大きさに合わせて形成する必要がなく、ひいては
精度の高い外科医療技術を不要とする。従って、椎間板
に移植材を移植するにあたって外科手術を容易にする。
椎間板の中心部が支持部材により満たされた際、支持部
材は線維輪の境界壁と接し、弾性変形可能な支持部材の
軸方向に加わる圧縮力が、線維輪内の端部応力へと変換
され、椎間板の中心部全体にわたる圧縮力の伝達及び最
適な圧縮力の分散が可能となる一方、支持部材に使用さ
れる弾性プラスチックは、生産価格が低く、形状が永続
的に安定しているため、比較的安価で圧縮力の伝達及び
分散に優れた支持部材の提供が可能である。
【0027】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
移植時における高精度な医療技術を必要せず、製造コス
トを低く抑えた移植材、およびその移植方法が提供され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】管を介し挿入される支持部材により構成される
移植材を備えた椎間板の横断面とともに椎骨本体を示す
平面図である。
【図2】図1のA−A線における椎間板の縦断面図であ
る。
【図3】(a)は限定的実施例に基づく移植材を備えた
椎間板の横断面図である。(b)は支持部材を内部に含
むバッグの横断面図である。
【図4】(a)から(e)は、それぞれ本発明の支持部
材の変更例を示す図である。
【図5】図4(e)に示す支持部材の、挿入時における
管内での位置を示す縦断面図である。
【図6】一実施例に基づき幾つかの支持部材が互いに連
結さた移植材を示す図である。
【図7】別の実施例に基づき幾つかの支持部材が互いに
連結さた移植材を示す図である。
【図8】更に別の実施例に基づき幾つかの支持部材が互
いに連結さた移植材を示す図である。
【符号の説明】 1,2…椎体、3…椎間板、4…外環状部、5…中央部
空洞、6…管、6a…第2の管、7…支持部材、8…プ
ランジャー、9…観察用具、10,22…被覆、11…
封印部、12…キャビティ、13…球状挿入物、14…
ダクト、15…ロッド型挿入物、16…支持面、17…
案内面、18…延張要素、20…柔軟性支持体、21…
停止部、30…開口部、30a…第2の開口部、B…最
低間隔、D,D1…支持部材の直径、L,L1…支持部
材の長さ。

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 椎間板(3)の中心部の中央部空洞
    (5)への挿入が可能であり、前記中心部の代替物とし
    て圧縮力の伝達に適した移植材を有する椎間人工器官に
    おいて、 前記移植材は、中央部空洞(5)への挿入及び同空洞
    (5)内に配置可能な弾性変形可能な少なくとも3つの
    支持部材(7)を有することを特徴とする椎間人工器
    官。
  2. 【請求項2】 前記支持部材(7)が弾性プラスチック
    から形成されることを特徴とする請求項1に記載の人工
    器官。
  3. 【請求項3】 前記支持部材(7)が回転可能な固形物
    の形状をなすことを特徴とする請求項1または2に記載
    の人工器官。
  4. 【請求項4】 前記支持部材(7)が異なる寸法(D,
    D1,L,L1)に形成されることを特徴とする請求項
    1乃至3のいずれか1項に記載の人工器官。
  5. 【請求項5】 前記支持部材(7)のうち少なくとも1
    個の内部にはダクト(14)が貫設されていることを特
    徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の人工器
    官。
  6. 【請求項6】 前記支持部材(7)のうち少なくとも1
    個が密閉されたキャビティ(12)を有することを特徴
    とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の人工器
    官。
  7. 【請求項7】 前記支持部材(7)のうち少なくとも1
    個が、タンタル等のエックス線不透過材から形成される
    少なくとも1個の挿入物(13、15)を有することを
    特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の人工
    器官。
  8. 【請求項8】 前記支持部材(7)が、支持部材(7)
    相互間の所定の最低間隔(B)を維持するための保持手
    段を備えた、例えば糸状をなす柔軟性支持体(20)上
    にパールネックレス状に配置されることを特徴とする請
    求項1乃至7のいずれか1項に記載の人工器官。
  9. 【請求項9】 前記支持部材(7)の相互間における最
    低間隔(B)が1つの支持部材(7)の少なくとも直径
    (D)に、ほぼ相当する長さを備えることを特徴とする
    請求項8に記載の人工器官。
  10. 【請求項10】 前記保持手段は、例えば柔軟性支持体
    (20)上の支持部材(7)の相互間に形成される結び
    目に代表される少なくとも1つの停止部(21)を有す
    ることを特徴とする請求項8または9に記載の人工器
    官。
  11. 【請求項11】 前記支持部材(7)及び前記柔軟性支
    持体(20)は、同一材料から形成されるとともに互い
    に連結され、一体をなす移植材を形成することを特徴と
    する請求項8または9に記載の人工器官。
  12. 【請求項12】 前記支持部材(7)が、支持部材
    (7)を包囲する被覆(10、22)中に配置されるこ
    とを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載
    の人工器官。
  13. 【請求項13】 前記支持部材(7)のうち少なくとも
    1つが、同支持部材(7)の長さ方向に直交する方向へ
    突出する弾性変形可能な少なくとも1つの延張要素(1
    8)を備えることを特徴とする請求項1乃至12のいず
    れか1項に記載の人工器官。
  14. 【請求項14】 前記支持部材(7)のうち少なくとも
    1つが、案内部材である管(6)の内面に形成された案
    内面(17)と協働し、支持部材(7)を空洞(5)内
    の限定された場所へ配置することを可能とする支持面
    (16)を有することを特徴とする請求項1乃至13の
    いずれか1項に記載の人工器官。
  15. 【請求項15】 少なくとも3つの弾性変形可能な支持
    部材(7)を有し、椎間板(3)の中心部への挿入が可
    能な移植材を含む椎間人工器官の移植方法であって、 前記椎間板(3)の外環状部(4)に、前記外環状部
    (4)の外周面から前記椎間板(3)の中心部まで達す
    る開口部(30)を形成する第1の工程と、 前記開口部(30)を介し、切骨器を前記中心部へ挿入
    し、椎間板の中心部のうち荷重に耐えられなくなった組
    織を切除することにより中央部空洞5を形成し、切除さ
    れた組織を前記開口部(30)を介し摘出する第2の工
    程と、 前記開口部(30)を経由して支持部材(7)を空洞
    (5)へ挿入し、これにより空洞(5)を支持部材
    (7)で充填し、耐圧性支持構造を形成する第3の工程
    と、 最後の支持部材の挿入後、前記開口部(30)を閉じる
    第4の工程とからなることを特徴とする椎間人工器官の
    移植方法。
  16. 【請求項16】 前記切骨器及び前記支持部材(7)を
    椎間板の中心部へ挿入するための、管状保護および/ま
    たは案内部材である管(6)を、外環状部(4)内に延
    びる開口部(30)内へ挿入することを特徴とする請求
    項15に記載の移植方法。
  17. 【請求項17】 第2の開口部(30a)を前記外環状
    部(4)に設けることと、 空洞(5)内の損傷組織の摘出、および/または空洞
    (5)内への支持部材(7)の挿入を観察するか、また
    はこれらの作業に対し影響を及ぼすための、第2の案内
    部材である管(6a)を第2の開口部(30a)を介
    し、前記中心部に向けて挿入することとを特徴とする請
    求項15または16に記載の移植方法。
  18. 【請求項18】 前記中央部空洞(5)内の損傷組織の
    摘出後、支持部材(7)を後から挿入するための被覆
    (10)を、同被覆(10)の開口部が外環状部(4)
    の外側に位置するように前記中央部空洞(5)内へ挿入
    することを特徴とする請求項15乃至17のいずれか1
    項に記載の移植方法。
JP6083471A 1993-04-21 1994-04-21 椎間人工器官及びその移植方法 Pending JPH06319760A (ja)

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