JP2004305262A

JP2004305262A - 生体組織接合具

Info

Publication number: JP2004305262A
Application number: JP2003099019A
Authority: JP
Inventors: Koji Hakamazuka; 康治袴塚; Yuji Takamiya; 裕児高宮; Katsuya Sadamori; 克也貞森
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】接合強度及び生体親和性が高く、生体組織形成に優れ、治癒速度を向上させる生体組織接合具を提供すること。
【解決手段】骨を接合して固定するものであって、生体吸収性材料（例えば、ＰＬＡ）で構成されている接合具本体１１を備えている。接合具本体１１は、先端の一部が尖鋭でテーパ面を有する略円柱形状のピンであって、他端部側から中空部１２が形成されている。この中空部１２には、カルシウム化合物からなる、例えば、β―リン酸三カルシウム（β―ＴＣＰ）で構成された骨補填材（生体組織補填材）１３が顆粒状態で充填されている。骨補填材１３には、細胞の活性を高める成長因子１４が含浸されている構成とした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、骨接合材等の生体組織接合具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
骨等の生体組織を骨折等によって切断した際、切断された骨同士を互いに接合して再生するために、接合状態を維持させる様々な骨接合具が用いられている。
この骨接合具に使用される材料には、毒性がなく、固定に必要な強度とともに生体親和性等が要求されており、従来から様々な金属材料やセラミックス材料、生体内吸収性材料が使用されている。最近では、強度的に問題なくしかも遅発性化学反応の少ないポリ乳酸（ＰＬＡ：ＰｏｌｙＬａｃｔｅｃＡｃｉｄ）が使用されるようになってきている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】
水野耕作、「骨接合材の現況と展望」、整形外科におけるバイオマテリアルの現況と展望−その可能性、整形外科、１９９７年７月、第４８巻、第８号、ｐ１０９４−１０９８
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の骨接合具の材料であるＰＬＡは、生分解性があっても骨伝導能に乏しい。そのため、重症度が大きい患部に使用した場合、骨形成に時間がかかる一方、ＰＬＡが生体に吸収されるので接合強度が低下してしまい、接合した箇所に分離方向の力が作用すると、接合箇所に緩みや位置ずれが生じたり極端な場合には分離して、接合箇所の治癒に時間がかかるという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、接合強度及び生体親和性が高く、生体組織形成に優れ、治癒速度を向上させる生体組織接合具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の生体組織接合具は、生体吸収性材料で構成され内部に中空部が形成された接合具本体を備え、前記中空部にカルシウム化合物からなる生体組織補填材が充填されていることを特徴とする。
【０００６】
この生体組織接合具によれば、生体吸収性材料で構成される接合具本体内部に、カルシウム化合物からなる生体組織補填材が充填されているので、接合具本体が生体内に吸収されて接合強度が低下しても、それに伴って内部に充填された生体組織補填材が周囲の生体組織と接触して生体組織形成作用を誘導する。そのため、生体組織補填材を足場として新しい生体組織が形成されてくるので接合部の強度を維持でき、患部の治癒速度を高めることができる。
【０００７】
また、本発明では、前記生体組織接合具であって、前記生体組織補填材が、顆粒状リン酸三カルシウムであることが好ましい。
さらに、本発明では、前記生体組織接合具であって、前記生体組織補填材に、細胞の活性を高める成長因子が含有されていることが好ましい。
この生体組織接合具によれば、生体組織の活性がさらに高まり生体組織形成が促進するので、接合強度が維持されるとともに、患部の治癒速度をより速めることができる。
【０００８】
本発明では、前記生体組織接合具であって、前記接合具本体に、外部と前記中空部とを連通する孔が設けられていることが好ましい。
この生体組織接合具によれば、孔を介して生体組織補填材と生体組織との接触が促進されるので、接合初期から生体組織形成を行うことができ、患部の治癒速度をより向上することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態に係る生体組織接合具について、図１及び図２を参照して説明する。
本実施形態に係る骨接合具（生体組織接合具）１０は、骨（生体組織）を接合して固定するものであって、図１に示すように、生体吸収性材料（例えば、ＰＬＡ）で構成されている接合具本体１１を備えている。
接合具本体１１は、先端の一部が尖鋭でテーパ面を有する略円錐形状のピンであって、他端部側から内部に中空部１２が形成されている。
【００１０】
この中空部１２には、カルシウム化合物、例えば、β―リン酸三カルシウム（β―ＴＣＰ）で構成された骨補填材（生体組織補填材）１３が顆粒状態で充填されている。
骨補填材１３には、細胞の活性を高める成長因子１４が含浸されている。成長因子１４としては、例えば、ＰＲＰ（ｐｌａｔｅｌｅｔ−ｒｉｃｈｐｌａｓｍａ）等のサイトカインであって、骨の再生や血管形成などを促す作用を有する。
【００１１】
次に、以上の構成からなる本実施形態の骨接合具１０の作用を説明する。
この骨接合具１０を、図２に示すように、事故等によって分離した骨同士を接合する際に使用する。
まず、一方の骨１５に設けられた挿入部１６から挿入し、他方の骨１７に圧入して両者を接合する。骨接合具１０の挿入後しばらくすると、接合具本体１１を構成するＰＬＡが加水分解し始めて周囲の生体内に吸収される。一方、内部に充填された骨補填材１３及び成長因子１４と周囲の骨組織とが接触し始める。
すると、成長因子１４によって周囲の骨細胞の活性が高められて骨形成を誘導し、骨補填材１１を足場とした新しい自家骨が形成される。
こうして、接合具本体１１が体内に吸収されることによって接合具としての強度が低下しても新しい自家骨が形成されてくるので、一方の骨１５と他方の骨１７との接合が維持され、やがて両者は再び一体化した骨となって治癒する。
治癒後はＰＬＡの加水分解が更に進行して全てが生体内に吸収され、最終的には自家骨と置換される。
【００１２】
この骨接合具１０によれば、接合具本体１１が生体内に吸収されることにより、骨同士の接合強度が低下しても新しい骨組織が形成されて、強度低下をカバーするので接合強度が維持され、患部の治癒速度を高めることができる。
【００１３】
次に、本発明に係る第２の実施形態について、図３及び図４を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態において説明した構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
第２の実施形態が上記第１の実施形態と異なる点は、第２の実施形態では接合具本体１８の中空部１２と外部とを連通させる貫通孔（孔）１９が設けられているとした点である。
【００１４】
本実施形態に係る骨接合具２０の接合具本体１８は、第１の実施形態と同じＰＬＡで構成されており、図３に示すように、先端の一部が尖状に突出しテーパ面を有する略円柱形状に形成され、スクリューとして円柱形状部の外周部にネジ山を有している。他端部２１側からは接合具本体１８の内部に向かって中空部１２が形成されている。そして、接合具本体１８の壁部には、中空部１２と外部とを連通させる貫通孔１９が設けられている。
中空部１２には、第１の実施形態と同様に成長因子１４が含浸された骨補填材１３が充填されており、他端部２１には蓋２２が配設されている。
【００１５】
次に、以上の構成からなる本実施形態の骨接合具２０の作用について説明する。
図４に示すように、一方の骨１５と他方の骨１７との間に人工骨スペーサ２３をわたして、人工骨スペーサ２３に設けられた挿入口２４から骨接合具２０を挿入して螺着し、一方の骨１５と他方の骨１７とを接合する。接合後しばらくすると、接合具本体１８を構成するＰＬＡが加水分解し始めて生体内の吸収が開始する。同時に、貫通孔１９に生体内の水分等が流入し、これを介して骨補填材１３が成長因子１４とともに一方の骨１５及び他方の骨１７と接触する。すると、骨細胞の活性が高まるので新しい骨が形成される。
この骨接合具２０によれば、接合初期から接合した周囲の骨細胞の活性を高めて骨形成を行うことができるので、接合具本体１８が生体内に吸収されて強度が低下しても、並行して骨補填材１３及び成長因子１４の働きによって新しい自家骨を形成し、一方の骨１５と他方の骨１７との接合を維持した状態でより短時間で治癒させることができる。
【００１６】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、接合具本体１８に貫通孔１９を設けているが、図５に示すように、多数の孔を有する多孔体として接合具本体２５を作製しても構わない。
また、接合具本体の材質は、生体親和性を有し接合部同士の分離を抑制できる強度を有する材質であればＰＬＡに限らない。そして、内部に充填する生体組織補填材もβ―ＴＣＰのみならず、生体適合性があって、細胞が生体組織形成作用を生ずる際の足場となるものであればよく、ＨＡＰ（ＨｙｄｏｒｏｘｙＡＰａｔｉｔｅ）、α―ＴＣＰ等他のカルシウム化合物材料でもよい。
【００１７】
さらに、成長因子としては、ＰＲＰに限らず生体組織の再生において必要なものであればよく、ＢＭＰ（ＢｏｎｅＭｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃＰｒｏｔｅｉｎ）、ＦＧＦ（ＦｉｂｒｏｂｌａｓｔＧｒｏｗｔｈＦａｃｔｏｒ）、ＴＧＦ−β（ＴｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇＧｒｏｗｔｈＦａｃｔｏｒ−β）、ＩＧＦ（Ｉｎｓｕｌｉｎ−ｌｉｋｅＧｒｏｗｔｈＦａｃｔｏｒ）、ＰＤＧＦ（Ｐｌａｔｅｌｅｔ−ＤｅｒｉｖｅｄＧｒｏｗｔｈＦａｃｔｏｒ）、ＶＥＧＦ（ＶａｓｃｕｌａｒＥｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｃｅｌｌＧｒｏｗｔｈＦａｃｔｏｒ）などを単独又はこれらを複合させたものを補填してもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明した本発明の生体組織接合具においては以下の効果を奏する。
本発明によれば、生体組織同士の接合強度を低下させずに接合状態を維持することができる。また、生体組織形成作用に優れるので、患部の治癒速度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における骨接合具の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態における骨接合具の使用例を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態における骨接合具の断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態における骨接合具の使用例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態における骨接合具の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０、２０骨接合具（生体組織接合具）
１１、１８、２５接合具本体
１２中空部
１３骨補填材（生体組織補填材）
１４成長因子
１９貫通孔（孔）

Claims

生体吸収性材料で構成され内部に中空部が形成された接合具本体を備え、
前記中空部にカルシウム化合物からなる生体組織補填材が充填されていることを特徴とする生体組織接合具。
前記生体組織補填材が、顆粒状リン酸三カルシウムであることを特徴とする請求項１記載の生体組織接合具。
前記生体組織補填材に、細胞の活性を高める成長因子が含有されていることを特徴とする請求項１又は２記載の生体組織接合具。
前記接合具本体に、外部と前記中空部とを連通する孔が設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の生体組織接合具。