JP3207255B2 - 人体物質を生体内で処置するための制御された剛性を備えた吸収可能な固定装置および該装置の挿入器 - Google Patents
人体物質を生体内で処置するための制御された剛性を備えた吸収可能な固定装置および該装置の挿入器Info
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Description
裂けた人体物質を生体内で処置するための吸収可能な固
定装置および請求項18の前文に記載の該装置を埋め込
むための挿入器に関するものである。
骨の内部固定は通常種々のタイプの金属性動的圧縮プレ
ート、ミニプレートおよび適切なねじを用いて行われ
る。金属性埋込体は満足な固定および良好な骨折治癒を
もたらすが、骨折治癒の完了後それを取除くことが好ま
しい。その理由は基本的に、埋込体の腐食の可能性、埋
込体の下側での骨吸収および埋込体による炎症の可能性
によるものである。適切な機械的性質および吸収速度を
有する吸収可能な埋込体を使用すればこれらの問題点を
解決することが可能である。
は半月板の裂傷を招くことがある。裂けた半月板の当初
の治療方法は半月板の部分切除または全切除術からなる
ものであった。
となり、しばしば変形性関節症および膝の不安定性を招
いた。半月板疾患修復の新技術は関節切開術および関節
鏡検査法を用いた半月板の縫合からなるものである。関
節切開術は、関節に到達するために大きな切開を必要と
するのでそれ自身外傷を形成することになる。関節鏡で
のぞきながら縫合の案内を可能にする関節鏡検査法も同
様に関節鏡検査法で使用される標準の切開より大きい切
開を必要とするが、その外傷はより小さい。
4,884,572号によって、裂けた軟骨性または他
の人体組織、とくに裂けた半月組織を関節鏡を用いた手
術の間に修復するための固定装置が既知である。タック
の形のこの既知の修復装置は半径方向に突出するかぎ
(引っ掛かり:barb)部材と長手方向内孔とを備え
た軸部分を有する。これは組織の所要治癒期間より長い
分解時間を有するように選択された生体内分解が可能な
物質、すなわちグリコリドおよびラクチド共重合体から
作られている。通常設計のこの既知の装置は小さな切開
を必要とするにすぎないので、これは裂けた半月板の処
置技術を改善するように見える。しかしながらこれは十
分な剛性を有していないので、小さな断片の処置にこれ
を使用することはできない。
50,976号によって、2つの別個の脚部を有する拡
張型一体成形ファスナが既知である。これは相互に軸方
向に可動な内部要素と外部要素との2つの組合せ要素か
ら形成されている。ファスナは先端が裂けていて、ファ
スナを穴に挿入すると2つの脚部は相対運動をなしこれ
によりファスナは該穴内に固定される。分割ファスナは
曲がりやすいのでこの分割先端はファスナの挿入をかな
り困難にする。さらにこの分割構造のために、このファ
スナの剛性はきわめて小さい。
骨折、大腿骨の顆状骨折、手の掌部および指骨の骨折、
上腕骨の顆状骨折などの処置に吸収可能ピン(ORTH
OSORB,ETHIPINおよびBIOFIXの商標
で市販)を使用することがさらに既知である。これらの
既知のピンは円形断面と滑らかな表面とを有する。後者
は、滑らかな表面が骨孔内を滑ってピンを抜けやすくす
る。さらにそれらの現在の設計およびサイズでは、それ
らは1つの剛性でしか入手できない。
明はこれらの欠点を改良することを目的としたものであ
る。これは裂けた人体物質を生体内で処置するための、
制御された剛性を備えた吸収可能な固定装置の設計方法
の課題を解決するものである。
求項18の特徴を有する挿入器とを用いて上記課題を解
決する。
(1)と、頭部(2)と、前記先端部(1)および前記
頭部(2)の間に存在する円筒形状軸部分(3)とを有
しており、前記軸部分(3)が、該軸部分(3)を長手
方向に人体物質内に前記先端部(1)から前記頭部
(2)へ前進軸方向に挿入することを容易にしかつ前記
軸部分(3)の前記人体物質内における前記前進軸方向
とは逆の後退軸方向への運動を拘束するための半径方向
に突出する少なくとも1つの止め要素(4)を有してい
る、裂けた人体物質を生体内で処置するための吸収可能
な固定装置であって:前記軸部分(3)が少なくとも1
つの半径方向開口(5)を備えた中空本体(9)を有し
ており、該開口(5)が前記中空本体(9)を包囲する
壁(6)内を横方向に貫通伸長しかつ前記軸部分(3)
を半径方向に弾性的にしていることと;前記壁(6)
に、前記中空本体(9)を包囲する該壁(6)の内側面
に沿って配置されかつ該中空本体(9)内を貫通する少
なくとも1つの補剛要素(7)が設けられていること
と;前記半径方向開口(5)が、前記軸部分(3)を少
なくとも前記先端部(1)において結合された2つの横
セグメント(31,32)に分割する長手方向スリット
の形状をなしていることとを特徴とするものである。
備えた伸長円筒形状を有することと;ねじ付中空円筒部
材(22)の上部部分と係合するねじ付プッシャ(2
1)を具備し、該中空円筒部材(22)が下部円錐部分
内の縦切込み(26)と荷重伝達ボール(23)とを有
しており、プッシャ(21)を前方にねじ込むことによ
り該ボール(23)が中空円筒部材(22)の下部円錐
部分を押しつけて固定装置(10)のグリップ部分
(8)を受け入れるためにジョー(25)を開き、また
プッシャ(21)をねじって戻すことにより荷重伝達ボ
ール(23)が開かれたジョー(25)によって押し戻
されて該ジョー(25)が固定装置(10)のグリップ
部分(8)を着脱式に挟持することとを特徴とするもの
である。
においてはその補剛要素(stiffening el
ements)が該固定装置の中空本体を包囲する壁の
内側に沿って配置されかつその中を貫通している。該補
剛要素の数および幾何形状は広範囲に変化させることが
可能である。固定装置の全体の剛性は補剛要素の数およ
び形状を変えることによって変化させることができ、し
たがってその剛性を特定用途に合わせることができる。
定装置に対して、中空本体内に設けられた補剛要素の数
を増加すること、すなわち個々の要素間の間隔を減少す
ることによって個々の装置の全体剛性が増大する。
を有する固定装置は、X形、S形およびD形形状および
中空断面を有する固定装置よりも大きい剛性を有する。
は、固定装置の頭部は軸を通る半径方向開口またはスリ
ットにより分割され、これによりスリットによって形成
された2つの横セグメントの横方向運動を可能にして該
装置を拡大可能にしている。
本体を使用することによって、埋込体を製作するのに必
要な重合体の量が減少し、したがって長期組織炎症の可
能性が低減する。さらに重合体材料は開口を介して全側
面から体液に接するので、該材料の吸収可能性は向上す
る。
最善の接触を、したがって固定の安定性を達成するよう
にいろいろに変化できる。本発明の他の好ましい実施態
様においては、頭部に隣接する上部軸部分内の止め要素
(retention elements)の向きは反
対方向を向いている。この設計は組織の固定の安定性を
向上させかつ骨折片の圧縮を可能にする。
野によって、頭部にグリップ部分を設けたものまたはそ
れを設けないもののいずれも使用可能である。グリップ
部分は、固定装置と着脱式係合が可能な中空挿入器を用
いて固定装置の取扱いおよびそれの人体組織内への挿入
を行いやすくするものである。グリップ部分には所定の
破断点を設けることが好ましく、装置が組織内に挿入さ
れたときグリップ部分は最終的に切断または破断され
る。
とくに請求の範囲に記載されており、これらは本開示の
一部を形成するものである。本発明、その操作上の利点
およびその使用により達成される特定の目的をよりよく
理解するために、本発明の好ましい実施態様が図示され
かつ説明されている添付図面およびそれらの説明を参照
されたい。
2〜図12は補剛要素および止め要素の種々の配置を有
する本発明による種々の固定装置の縦断面図;図13は
分割頭部部分および拡大可能軸セグメントを備えた本発
明による固定装置の縦断面図;図14は本発明による固
定装置を挿入するのに使用されるねじ作動式挿入器の側
面図;図15は図14による挿入器の縦断面図;図16
はグリップ部分を備えた本発明による固定装置を挿入す
るのに使用されるばね作動式挿入器の縦断面図;図17
はグリップ部分のない本発明による固定装置を挿入する
のに使用されるばね作動式挿入器の側面図;および図1
8は図17による挿入器の断面図である。
基本的には先端部1と、頭部2と、前記先端部1および
前記頭部2の間に存在する円筒形状中空軸部分3とを備
えた伸長円筒本体10からなる。軸部分3の断面は矩形
であるが、円形でもよい。軸部分3の長さはあらかじめ
決定され、適用領域に応じて異なってくる。軸部分3は
それから半径方向に突出する複数の止め要素4を有し、
これにより前記軸部分3を前記の裂けた人体物質内に前
記先端部1から前記頭部2へ伸びる前進軸方向に挿入す
ることを容易にしかつ前記軸部分3の前記人体物質内に
おける前記前進方向とは逆の後退軸方向への運動を拘束
する。軸部分3は半径方向開口5を備えた中空本体9を
具備し、該開口5は前記中空本体9を包囲する壁6内を
横方向に貫通伸長する長手方向スリットの形状をなして
いる。軸部分3を先端部1と頭部2とで結合された2つ
の横セグメント31および32に分割する半径方向開口
5を備えた軸部分3のこの構造は、軸部分3に半径方向
の弾性を与える。
に沿って中空管セグメントの形状の多数の補剛要素7が
配置され、該補剛要素7は中空本体9内を貫通してい
る。補剛要素7は軸部分3の軸方向に沿って規則的なパ
ターンをなして配置されかつ2つの横セグメント31お
よび32を結合して軸部分3に制御された剛性をもたら
している。
の形状を有することができる。図1、5、6、9および
12に示すような中空管セグメントの代わりに、たとえ
ば矩形形状(図10)、中実断面(図11)、X形構造
(図7および8)、Z形構造(図3)、S形構造(図
4)または格子構造(図2)の種々の他の補剛要素もま
た適している。
頭部2を有し、該頭部2にはグリップ部分8を設けるこ
とが好ましい(図1〜8および10〜12)。グリップ
部分は以下に説明するように中空挿入器に着脱式係合が
可能なように設計されており、前記グリップ部分8には
所定の破断または切断点を設けることが好ましい。
トの形状をなす前記半径方向開口5によって分割されこ
れにより前記2つの横セグメント31および32を結合
する前記先端部1の周りにこれらのセグメント31およ
び32の横方向運動を可能にする該頭部2を備えた固定
装置の好ましい実施態様が示されている。
前記頭部2に隣接する上部軸部分3における止め要素4
の向きは先端部1に隣接する止め要素4とは逆方向を向
いている。
20はねじ付中空円筒部材22の上部部分と係合するね
じ付プッシャ21を具備し、該中空円筒部材22は下部
円錐部分内に縦切込み26と荷重伝達ボール23とを有
している。プッシャ21をねじ込むことにより該プッシ
ャ21は荷重伝達ボール23を前進方向に押しつけ、一
方該ボール23は中空円筒部材22の下部円錐部分を押
しつけて固定装置10のグリップ部分8を受け入れるた
めにジョー(jaw)25を開く。プッシャ21をねじ
って外に抜き出すことにより荷重伝達ボール23は開か
れたジョー25によって押し戻されて該ジョー25は図
15に示すように固定装置10のグリップ部分8を着脱
式に挟持する。次に固定装置10を組織内に埋込みかつ
グリップ部分8を切り離すことが可能である。
44用環状ストッパ47を備えたばね作動式プッシャ4
1を具備し、該ばね44は中空円筒部材42の上部部分
と係合し、該中空円筒部材42はばね44用の環状スト
ッパ48を有しかつ下部円錐部分内の縦切込み46と荷
重伝達ボール43とを有している。これは、挿入器40
のジョー45の開閉がばね44により作動されることお
よびばね44の作用によりプッシャ41がそのレスト位
置に戻ることを除いてはねじ作動式挿入器20と同じ原
理を使用している。
50はばね54用環状ストッパ57を備えたばね作動式
プッシャ51を具備し、該ばね54はスリットのない中
空円筒部材52の上部部分と係合し、該中空円筒部材5
2はばね54用の環状ストッパ58と、頭部2にグリッ
プ部分を有しない固定装置17を受け入れるように設計
された円筒埋込体室57とを備えている。
る固定装置の良好な取扱いおよび容易な埋込を可能にす
る。
吸収可能な材料は主として、高純度ポリヒドロキシ酸、
ポリアミン、ポリアミノ酸、アミノ酸とグルタミン酸と
の共重合体、ポリオルトエステル、ポリ無水物、ポリア
ミド、ポリジオキサノン、ポリジオキサンジオン、ポリ
エステルアミド、ポリリンゴ酸、ジオールとシュウ酸お
よび/またはコハク酸とのポリエステル、ポリカプロラ
クトン、コポリシュウ酸塩、ポリカーボネートまたはポ
リ(グルタミン−コ−ロイシン)のような重合体であ
る。好んで使用されるポリヒドロキシ酸には、ポリカプ
ロラクトン、ポリ(L−ラクチド)、ポリ(D−ラクチ
ド)、ポリ(L/D−ラクチド)、ポリ(L/DL−ラ
クチド)ポリグリコリド、種々の組成のラクチドとグリ
コリドとの共重合体、前記ラクチドおよび/またはグリ
コリドと他のポリエステルとの共重合体、グリコリドと
トリメチレンカーボネートとの共重合体、ポリ(グリコ
リド−コ−トリメチレンカーボネート)、ポリヒドロキ
シブチレート、ポリヒドロキシバレレート、種々の組成
のヒドロキシブチレートとヒドロキシバレレートとの共
重合体が包含される。
可能な重合体マトリックスと、処理する前に重合体に添
加されるたとえばリン酸三石灰および/またはヒドロキ
シリン灰石をベースにした吸収可能なガラスおよびセラ
ミックスとを含む複合系である。
度および機械的性質の低下は、治癒期間中はその機能性
の維持を可能にするように設計されなければならない。
吸収速度は、重合体の分子量、結晶化度、重合体の鎖結
合配向、物質の純度、鎖結合内の共重合体単位の存在お
よび空げきの存在(多孔度)のような因子が吸収速度に
影響することを考慮することによって制御可能である。
一般に吸収速度は、空げき、孔、不純物、共重合体単位
を有する物質が存在すると増大する。分解速度は、重合
体の分子量、結晶化度および鎖結合配向の増大と共に減
少する。重合体材料は6週間〜24カ月の範囲内の生体
内分解速度を有するのが好ましい。本発明による固定装
置の製作に適した重合体の粘度平均分子量は30,00
0〜900,000の範囲内とすべきであり、軟質組織
埋込体に対しては150,000が好ましくまた硬質組
織埋込体に対しては300,000〜400,000の
範囲内が好ましい。
99%の範囲内とすべきであり、5〜35%の範囲内が
好ましい。
の多分散性を有するのが好ましく、1.5〜3.0の範
囲内が最も好ましい。
Paを越えるべきであり、100MPaを越えることが
好ましい。その弾性率は7MPaを越えるべきであり、
10MPaを越えることが好ましい。
能なまたは分解可能な重合体材料および/または重合体
−セラミック材料は、1〜50GPaの範囲内のヤング
率および0.1〜20.0GPaの範囲内の引張強さを
有するべきである。上記ヤング率は5〜15GPaの範
囲内にあることが好ましく、7〜10GPaの範囲内に
あることが最も好ましい。上記引張強さは0.5〜3.
0GPaの範囲内にあることが好ましく、0.7〜2.
5GPaの範囲内にあることが最も好ましい。
された構造を有するのが好ましい。本発明による吸収可
能な固定装置は重合体プロセスの標準的な技術を用い
て、主として、射出成形、圧縮成形および型内重合によ
り製作可能である。
装置の代表的な絶対寸法は次のとおりである: −長さ6〜8mm: −直径1.8〜2.5mm。
置のための固定装置の寸法は次のとおりである: −長さ20〜40mm; −直径1.5〜4.0mm。
実施態様を示すものであるが、本発明の真の精神および
範囲から逸脱することなく種々の変更態様および修正態
様が形成可能であることは当業者に明らかなところであ
る。
する本発明による種々の固定装置の縦断面図;
を備えた本発明による固定装置の縦断面図;
されるねじ作動式挿入器の側面図;
置を挿入するのに使用されるばね作動式挿入器の縦断面
図;
を挿入するのに使用されるばね作動式挿入器の側面図;
および
め要素、5:半径方向開口、6:壁、7:補剛要素、
9:中空本体、31,32:横セグメント。
Claims (20)
- 【請求項1】 先端部(1)と、頭部(2)と、前記先
端部(1)および前記頭部(2)の間に存在する円筒形
状軸部分(3)とを有しており、前記軸部分(3)が、
該軸部分(3)を長手方向に人体物質内に前記先端部
(1)から前記頭部(2)へ前進軸方向に挿入すること
を容易にしかつ前記軸部分(3)の前記人体物質内にお
ける前記前進軸方向とは逆の後退軸方向への運動を拘束
するための半径方向に突出する少なくとも1つの止め要
素(4)を有している、裂けた人体物質を生体内で処置
するための吸収可能な固定装置であって: 前記軸部分(3)が少なくとも1つの半径方向開口
(5)を備えた中空本体(9)を有しており、該開口
(5)が前記中空本体(9)を包囲する壁(6)内を横
方向に貫通伸長しかつ前記軸部分(3)を半径方向に弾
性的にしていることと; 前記壁(6)に、前記中空本体(9)を包囲する該壁
(6)の内側面に沿って配置されかつ該中空本体(9)
内を貫通する少なくとも1つの補剛要素(7)が設けら
れていることと; 前記半径方向開口(5)が、前記軸部分(3)を少なく
とも前記先端部(1)において結合された2つの横セグ
メント(31,32)に分割する長手方向スリットの形
状をなしていることと; を特徴とする前記装置。 - 【請求項2】 複数の前記補剛要素(7)が前記軸方向
に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の装
置。 - 【請求項3】 前記補剛要素(7)が前記2つの横セグ
メント(31,32)に結合されていることを特徴とす
る請求項1または2に記載の装置。 - 【請求項4】 前記頭部(2)もまた長手方向スリット
の形状をなす前記半径方向開口(5)によって分割され
ており、それによって前記2つの横セグメント(31,
32)を結合する前記先端部(1)の周りのこれらのセ
グメント(31,32)の横方向運動が可能になってい
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の装
置。 - 【請求項5】 曲げ強さが60MPaを超えることを特
徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の装置。 - 【請求項6】 弾性率が7MPaを超えることを特徴と
する請求項1〜5のいずれかに記載の装置。 - 【請求項7】 1〜50GPaの範囲内のヤング率と、
0.1〜20.0GPaの範囲内の引張強さとを有する
吸収可能なまたは分解可能な重合体材料および/または
重合体−セラミック材料を含むことを特徴とする請求項
1〜6のいずれかに記載の装置。 - 【請求項8】 前記ヤング率が5〜15GPaの範囲内
にある請求項7に記載の装置。 - 【請求項9】 前記引張強さが0.5〜3.0GPaの
範囲内にある請求項7に記載の装置。 - 【請求項10】 前記重合体材料の少なくとも90重量
%が100,000〜900,000の範囲内の分子量
を有する請求項7〜9のいずれかに記載の装置。 - 【請求項11】 前記重合体材料が1.2〜100.0
の範囲内の多分散性を有する請求項7〜10のいずれか
に記載の装置。 - 【請求項12】 前記重合体材料が、高純度ポリヒドロ
キシ酸、ポリアミン、ポリアミノ酸、アミノ酸とグルタ
ミン酸との共重合体、ポリオルトエステル、ポリ無水
物、ポリアミド、ポリジオキサノン、ポリジオキサンジ
オン、ポリエステルアミド、ポリリンゴ酸、ジオールと
シュウ酸および/またはコハク酸とのポリエステル、ポ
リカプロラクトン、コポリシュウ酸塩、ポリカーボネー
トまたはポリ(グルタミン−コ−ロイシン)を包含する
請求項7〜11のいずれかに記載の装置。 - 【請求項13】 前記ポリヒドロキシ酸が、ポリカプロ
ラクトン、ポリ(L−ラクチド)、ポリ(D−ラクチ
ド)、ポリ(L/D−ラクチド)、ポリ(L/DL−ラ
クチド)ポリグリコリド、ラクチドとグリコリドとの共
重合体、ポリ(DL−ラクチド−コ−グリコリド)、ポ
リ(DL−ラクチド−コ−カプロラクトン)、グリコリ
ドとトリメチレンカーボネートとの共重合体、ポリ(グ
リコリド−コ−トリメチレンカーボネート)、ポリヒド
ロキシブチレート、ポリヒドロキシバレレート、ヒドロ
キシブチレートとヒドロキシバレレートとの共重合体を
包含する請求項12に記載の装置。 - 【請求項14】 前記重合体材料が6週間〜24カ月の
範囲内の生体内分解速度を有する請求項7〜13のいず
れかに記載の装置。 - 【請求項15】 前記重合体材料が少なくとも部分的に
配向された構造を有する請求項7〜14のいずれかに記
載の装置。 - 【請求項16】 前記頭部(2)が中空挿入器に着脱式
係合するためのグリップ部分(8)として設計されてい
ることを特徴とする請求項7〜15のいずれかに記載の
装置。 - 【請求項17】 前記頭部(2)に隣接する上部軸部分
(3)内の前記止め要素(4)の向きが、先端部(1)
に隣接する止め要素とは逆方向を向いていることを特徴
とする請求項15に記載の装置。 - 【請求項18】 グリップ部分を備えた伸長円筒形状を
有することと; ねじ付中空円筒部材(22)の上部部分と係合するねじ
付プッシャ(21)を具備し、該中空円筒部材(22)
が下部円錐部分内の縦切込み(26)と荷重伝達ボール
(23)とを有しており、プッシャ(21)を前方にね
じ込むことにより該ボール(23)が中空円筒部材(2
2)の下部円錐部分を押しつけて固定装置(10)のグ
リップ部分(8)を受け入れるためにジョー(25)を
開き、またプッシャ(21)をねじって戻すことにより
荷重伝達ボール(23)が開かれたジョー(25)によ
って押し戻されて該ジョー(25)が固定装置(10)
のグリップ部分(8)を着脱式に挟持することと; を特徴とする、請求項1〜17のいずれかに記載の吸収
可能な固定装置を埋め込むための挿入器。 - 【請求項19】 ばね(44)用環状ストッパ(47)
を備えたばね作動式プッシャ(41)を具備し、該ばね
(44)が中空円筒部材(42)の上部部分と係合し、
該中空円筒部材(42)がばね(44)用の環状ストッ
パ(48)を備えかつ下部円錐部分内の縦切込み(4
6)と荷重伝達ボール(43)とを有しており、プッシ
ャ(41)をばね(44)の力に対抗して前方に押すこ
とにより該ボール(43)が中空円筒部材(42)の下
部円錐部分を押しつけて固定装置(10)のグリップ部
分(8)を受け入れるためにジョー(45)を開き、ま
たプッシャ(41)を離して戻すことにより荷重伝達ボ
ール(43)が開かれたジョー(45)によって押し戻
されて該ジョー(45)が固定装置(10)のグリップ
部分(8)を着脱式に挟持することを特徴とする請求項
18に記載の挿入器。 - 【請求項20】 ばね(54)用環状ストッパ(57)
を備えたばね作動式プッシャ(51)を具備し、該ばね
(54)がスリットのない中空円筒部材(52)の上部
部分と係合し、該中空円筒部材(52)がばね(54)
用の環状ストッパ(58)とグリップ部分を有しない固
定装置(17)全体を受け入れるように設計された円筒
埋込体室(57)とを備えていることを特徴とする請求
項18または19に記載の挿入器。
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