【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は骨固定用くぎ、更に詳細には骨折等（こより生
ずる生体骨の破断若しくは切断部位（こ使用する骨固定
用くぎに関する。
従来より、生体骨の破断若しくは切断部位を固定するｔ
こめに、ステンレスのプレート材やスフ１ツユ−、アル
ミナのスクリュー等の固定用具カイ用し）られることが
多いが、ステンレス製のものを用Ｌ）た場合には再度手
術により固定用具をとりだす必要があるし、後者におい
てもインブラントした固定用具と生体とは結合組織を介
して接しており、一体化せず、場合によってはルーズニ
ングカ５生し再手術により固定用具を取り出さざるを得
なし）という事態となる。
一方、上記固定用具の表面にリン酸カルシウム化合物を
コーティングし、固定用具と骨組織と生体との適合性を
改良しようとするこころみもなされているが、コーティ
ングしたリン酸カルシウム化合物はそのまま生体中で残
存せず、溶解するため、一定期間の後上記と同様の問題
が生ずる。
また、ステンレスワイヤーや手術用縫合糸により骨の固
定を行うという手法をとることもあるが、この場合にも
これら物質は生体にとって異物であるため、生体が異物
反応を起こし、再手術等により摘出する必要がある。
上記のような問題があるため実際の臨床においては、力
学的に大きな力の加わらない部位ではやむを得ず、その
ままにしたり、若しくは破断又は切断部付近にある骨膜
でまくという手法がとられることもある。しかし、その
ままにしておいｔこ場合には骨は本来存在した部位から
移、動して接合してしまうことが多く、骨膜でまけば少
しは移動がおさえられるものの、やはり本来の部位とほ
ぼ同じ形で接合することはほとんどなく、本来の生体組
織の形状とは異なるものとなってしまう。また、切断部
：よ破断じた骨が十分固定されていないため、骨組織の
回復に時間がかかるという問題も生ずる。
本発明者らはかかる現状に鑑み、これらの欠点のない骨
固定用具を得ろへく種々検討を重ねた結果、本発明を完
成するに到った。
すなわち、本発明によれば、再手術により取り出す必要
がなく、最終的に（よ骨組織と一体化する生体適合性に
優れた骨固定用くぎを提供することを目的とする。
本発明の骨固定用くぎはリン酸カルシウム化合物からな
り、圧縮強度が５００ ｋｇ’ ／ ｃｎ１以上の強度
を有し、生体骨と一体化することを特徴とする。
以下本発明を詳細に述べる。
本発明の骨固定用くぎに用いるリン酸カルシウム化合物
としてはリン酸三カルシウム、七ドロキンアパタイト、
リン酸四カルシウム、オキシアパタイト、ピロリン酸カ
ルシウム、フッ素アパタイト、ビトロキシアパタイトの
水酸基の１部がフッ素イオンで置換された化合物及びこ
れらの混合物の生成速度が早く、生体骨組織との一体化
が早いものでしかも生体適合性に優れたものとしてはリ
ン酸三カルシウム、ヒドロキンアパタイト、フッ素アパ
タイト若しくはリン酸四カルシウムのうちから選ばれた
１種若しくは２種以上の混合物を挙げることができる。
中でも、ヒドロキシアパタイトは新生骨生成速度が最も
早いことがら、最も好ましいものと言える。
本発明に使用するリン酸カルシウム化合物は、公知の製
造方法により、人工的に合成されたものであっても、又
１よ骨などから得られる天然のものを用いてもよい。
本発明の骨固定用くぎの製造方法としてはあらかじめリ
ン酸カルシウム化合物の焼結体を作成し、これを加工す
る乙とにより若しくはあらかじめ目的とする形状のもの
を焼成時の収縮を考慮して成形体を乾式ラバープレス旋
盤などにより作成し、これを焼成し、作成することも可
能である。
本発明において用いる骨固定用くぎの圧縮強度は５００
ｋｇ／ｃイ息上、好ましくは８００ｋｇ／ｃ＋＃以上、
更に好ましくは１２００ｋｇ／ｃｆ以上とする。５００
ｋｇ ／ ｃｔ未渦の圧縮強度では骨の破断部若しく
The present invention relates to bone fixing nails, and more particularly to bone fixing nails used for fractures or cut sites in living bones caused by bone fractures.
In this case, fixing tools such as stainless steel plates, sutures, and alumina screws are often used, but if stainless steel plates are used, it is necessary to remove the fixing tools through surgery again. In the latter case, the implanted fixation device and the living body are in contact with each other through connective tissue, so they do not become integrated, and in some cases, a loosening force may occur, necessitating the removal of the fixation device in a reoperation). A situation arises. On the other hand, attempts have been made to coat the surface of the fixation device with a calcium phosphate compound to improve the compatibility between the fixation device, bone tissue, and living body, but the coated calcium phosphate compound does not remain in the body as it is. Due to dissolution, problems similar to those described above occur after a period of time. In addition, the bone may be fixed using stainless steel wire or surgical sutures, but in this case, as these substances are foreign to the living body, the living body may react to the foreign body, and the bone may be removed by re-surgery. There is a need to. Due to the above-mentioned problems, in actual clinical practice, it is unavoidable to leave the tissue as it is, or to cover it with periosteum near the rupture or cut, in areas where mechanically large forces are not applied. However, if left as is, the bone often moves from its original location and joins together, and although the movement can be suppressed a little by wrapping it with periosteum, it is still almost the same as its original location. They rarely join in shape, resulting in a shape that differs from the original living tissue. Furthermore, since the broken bone is not sufficiently fixed at the cut site, there is a problem in that it takes time for the bone tissue to recover. In view of the current situation, the present inventors have conducted various studies in an effort to obtain a bone fixation device that does not have these drawbacks, and as a result, have completed the present invention. That is, according to the present invention, it is an object of the present invention to provide a bone fixing nail with excellent biocompatibility that does not require removal through reoperation and is ultimately integrated with bone tissue.The bone of the present invention The fixing nail is made of a calcium phosphate compound, has a compressive strength of 500 kg'/cn1 or more, and is characterized by being integrated with living bone.The present invention will be described in detail below.For bone fixation of the present invention Calcium phosphate compounds used for nails include tricalcium phosphate, heptadrochin apatite,
Compounds in which part of the hydroxyl groups of tetracalcium phosphate, oxyapatite, calcium pyrophosphate, fluoroapatite, and bitroxyapatite are replaced with fluorine ions, and mixtures thereof, which are produced quickly and integrate quickly with living bone tissue. Moreover, examples of the material having excellent biocompatibility include one or a mixture of two or more selected from tricalcium phosphate, hydroquinapatite, fluoroapatite, and tetracalcium phosphate. Among them, hydroxyapatite can be said to be the most preferable because it has the fastest new bone formation rate. The calcium phosphate compound used in the present invention may be artificially synthesized by a known production method, or may be a natural compound obtained from bones or the like. The method of manufacturing the bone fixation nail of the present invention involves preparing a sintered body of a calcium phosphate compound in advance, and processing the sintered body or molding it into a desired shape in advance, taking into account shrinkage during firing. It is also possible to create it using a dry rubber press lathe or the like and then fire it. The compressive strength of the bone fixation nail used in the present invention is 500
kg/c+, preferably 800 kg/c+# or more,
More preferably, it is 1200 kg/cf or more. 500
kg/ct unvortex compressive strength
【よ切断部を固定する乙とができず、使用できなし）。
上限は特に限定されるものではないが、リン酸カルシウ
ム化合物の性質上、上限は実際上鉤１ｏ、 ｏｏ。
ｋｇ ／ ｃｔＺ程度である。
第１図及び第２図を参照して説明するが、本発明の骨固
定用くぎの形状は角柱１０、若しくは円柱２０とし、少
なくともその先端部１１を図示のようにテーパー状とし
、先端に端面１２を有するようにするのが好ましい。こ
のような形状とした場合には、生体骨の所定固定個所に
骨固定用くぎ１０の断面Ｓの寸度ｌより小さい寸度の孔
をあけ、テーパー状の先端部１１を該孔に打ち込んで堅
固に固定でき、しかも必要とする以上に孔の内部に入っ
てしまうことがなく、打込み時端面１２ζζ力が集中す
るので打込みやすいので好適である。また、テーパーを
設けない場合には打込みに力を要するので骨固定用くぎ
が破断する場合がある。第３図に示すように多角柱３０
とし、テーパー状の先端部１１の占める割合を大として
もよく、又第４図及び第５図に示すように円錐台形状４
０若しくは角錐台形状５０とし、テーパ一部１３を先端
部のみでなく側面全域に拡張してもよい。端面］２を設
けた場合には、鋭利な先端を有する場合に比し、生体組
織に刺激が加わり、発癌したりする恐れがなく好ましい
。
更にまた、第６図に示すように円柱と角錐台とを組合わ
せた形状６０としてもよく、角柱と円錐台とを組合わせ
た形状（第７図７０）等積々の形状が考えられる。第８
図に示すように、骨固定用くぎ８０の先端部１１の一側
のみをテーパー状としてもよい。
骨固定用くぎ１０．２０．３０．４０．５０．６０．７
０．８０の断面積Ｓは４ＩＩＩｍ２以上が好ましい。断
面が４鴫２以下の場合には固定の際の打ち込み時、くぎ
の強度が十分でなく、破断が生じることがある。
固定用くぎのテーパ一部１１の端面１２の面積は１ｍｍ
２息上９ｍｍ”以下が好ましい。１胴２以下の場合には
打ち込み時テーパ一部１１での破断が生ずることがあり
、また９ｍｍ２以上の場合ζこは固定に先ｔ！ち端面１
２よりも若干大きな孔をあけ、打ち込む必要があるがそ
の孔が大きくなるため、該部位での再骨折のおそれがあ
る。
以下本発明を実施例により、具体的に述べろ。
〔実施例１〕
家兎の大腿骨及び頭骨の４ケ所を５ ｍｍの大きさで切
り出し、生じた骨片をリン酸カルシウム、ヒドロキシア
パタイト及びリン酸四カルンウムからなりテーパー加工
をほどこした端面１２を有する円柱２０て該円柱の断面
Ｓの面積が４ｍｍ２、端面１２の面積が１ｍｍ２、先端
部１１の高さが３ ｍｍ、高さ１０ｍｍの形状を有ずろ
骨固定用くぎ２０にて３ケ所を固定後、固定に不要な部
分を切断し、残り１ケ所は骨片をそのままもどし、骨膜
にて縫合した。
骨固定用くぎとして用いた各試料の圧縮強度を５Ｘ ５
Ｘ ５風の試料により万能試験機（インストロン社製
）を用いて測定したところ各々１８００．２５００．１
０００ ｋｇ／ｃ＋＋＋であった。
術後４週にて家兎なと殺し、固定部位の観察を行ったと
ころ、固定用具を用いない場合には、骨片は欠損部から
斜めに飛び出した状態で骨と接合していた。一方、リン
酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト及びリン酸四カ
ルシウムからなり、テーパー加工をほどこした端面を有
する円柱２０を用いて固定を行っｔこものについてはい
ずれの場合も、作製した欠損部に骨片はきっちりと固定
されていた。これら王者を固定用くぎを含む面で切断し
、骨組酸と固定用くぎの界面の観察を行ったところ、い
ずれも異物反応は見られず、固定用くぎと骨組織とは新
たに生成した多量の新生骨により直接接合しているのが
認められた。
〔実施例２〕
ヒドロキシアパタイトからなり、テーパー加工をほどこ
した端面１２を有する四角錐台５０で断面Ｓの面積が２
．４、ｌｒ、２５．３６ｍｍ２、端面１２の面積が０５
．１．４．９．２５１Ｗ１２からなり、高さはいずれも
５ＩＩＩＩ１１からなるものおよび、四角柱１０でテー
パー加工せずに断面の面積が２．４．１０．２５．３６
ｍｍ２て高さはいずれも５ｍ＋ｎからなるものを牛の大
腿骨に断面Ｓより若干小さい孔をあけ、こねに各５本づ
つ打ち込み、打ち込み可能本ｒＡ′Ｉ（破断しなかった
ものの数）を調べた。また、ヒドロキシアパタイトの圧
縮強度を実施例１と同様の方法にて測定した。これらの
結果を表１に示す。
〔実施例３〕
種々の圧縮強度を有するヒドロキンアノでタイトからな
り、テーパー加工をほどこした端面１２を有する四角柱
１０で該四角柱の断面Ｓの面積力τ９ｍ１１１２であり
、端面１２の面積が４ｍｍ２、先端部１】の高さ４ｍｍ
、高さ１０ｍｍのものを各５本づつ牛の大腿骨にあけた
７師φの孔に打ち込み、打ち込み可能な本数を調べた。
また、圧縮強度（ζつし）でも 、実施例１と同様の方
法で測定した。これらの結果を表２に示す。
〔比較例１〕
家兎大腿骨及び頚骨に実施例１と同様の方法（こて同じ
大きさの欠損を作成し、生じた骨片をアルミナ製スクリ
ュー及びステンレス製スクリューにて固定し、４週経過
後、固定部位をとり出し、固定用具を含む面にて切断し
組織標本を作成した。
乙の結果、ステンレス製スクリューを用いた場合ではス
テンレスと骨組織との界面には異物巨細胞が多数認めら
れ、強い異物反応のあることがわかった。
一方、アルミナ製スクリューを用いた場合では、ステン
レスのような強い異物反応は認められないものの、アル
ミナと骨組織の界面では一層のｍ雄性の結合組織が存在
し、アルミナと骨組織とは直接接合しているという所見
は得られなかった。[Cannot be used because it is not possible to fix the cut part.] The upper limit is not particularly limited, but due to the nature of the calcium phosphate compound, the upper limit is practically 1o, oo. It is about kg/ctZ. As will be explained with reference to FIGS. 1 and 2, the shape of the bone fixing nail of the present invention is a prism 10 or a cylinder 20, and at least the tip 11 thereof is tapered as shown in the figure, and the tip has an end surface. It is preferable to have 12. In the case of such a shape, a hole having a size smaller than the dimension l of the cross section S of the bone fixation nail 10 is made at a predetermined fixation location of the living bone, and the tapered tip 11 is driven into the hole. This is preferable because it can be firmly fixed, it does not enter the hole more than necessary, and the force on the end face 12ζζ is concentrated during driving, making it easier to drive. Furthermore, if no taper is provided, the bone fixing nail may break because force is required for driving. As shown in Fig. 3, a polygonal prism 30
The ratio of the tapered tip 11 may be increased, or the truncated conical shape 4 may be made larger as shown in FIGS. 4 and 5.
0 or a truncated pyramid shape 50, and the tapered portion 13 may extend not only to the tip but also to the entire side surface. When the end face] 2 is provided, it is preferable because there is no risk of irritation to living tissue and carcinogenesis compared to the case where the end face is sharp. Furthermore, as shown in FIG. 6, it may be a shape 60 that is a combination of a cylinder and a truncated pyramid, or a stacked shape such as a combination of a prism and a truncated cone (70 in FIG. 7) is conceivable. 8th
As shown in the figure, only one side of the distal end portion 11 of the bone fixing nail 80 may be tapered. Bone fixation nails 10.20.30.40.50.60.7
The cross-sectional area S of 0.80 is preferably 4IIIm2 or more. If the cross section is 4 squares or less, the strength of the nail will not be sufficient when driving for fixing, and breakage may occur. The area of the end surface 12 of the tapered part 11 of the fixing nail is 1 mm.
It is preferable that the diameter is 9 mm or less.If the diameter is less than 2, breakage may occur at the taper part 11 during driving, and if the diameter is 9 mm or more, the end face 1 may be broken before fixing.
It is necessary to drill a hole slightly larger than 2 and drive it in, but since the hole becomes larger, there is a risk of re-fracture at that site. The present invention will be specifically described below with reference to Examples. [Example 1] Four parts of the femur and skull of a domestic rabbit were cut out to a size of 5 mm, and the resulting bone fragments were made into cylinders made of calcium phosphate, hydroxyapatite, and tetracarunum phosphate and having tapered end surfaces 12. 20, the cross section S of the cylinder has an area of 4 mm2, an end face 12 has an area of 1 mm2, a tip end 11 has a height of 3 mm, and the height is 10 mm. After fixing at three locations with the bone fixing nails 20, The part unnecessary for fixation was cut off, and the remaining bone fragment was returned to its original position and sutured with periosteum. The compressive strength of each sample used as a nail for bone fixation was 5X 5
When measured using a universal testing machine (manufactured by Instron) using X5 wind samples, each was 1800.2500.1.
000 kg/c+++. When the rabbit was sacrificed 4 weeks after the surgery and the fixation site was observed, it was found that when no fixation tool was used, the bone fragments protruded obliquely from the defect and joined to the bone. On the other hand, fixation was performed using a cylinder 20 made of tricalcium phosphate, hydroxyapatite, and tetracalcium phosphate and having a tapered end surface. was firmly fixed. When these champions were cut along the surface containing the fixing nails and the interface between the framework acid and the fixing nails was observed, no foreign body reaction was observed in either case. It was observed that the bones were directly connected by new bone. [Example 2] A truncated quadrangular pyramid 50 made of hydroxyapatite and having a tapered end surface 12 has an area of cross section S of 2.
．． 4, lr, 25.36mm2, area of end face 12 is 05
．． 1.4.9.251W12 with a height of 5III11, and a square prism 10 with a cross-sectional area of 2.4.10.25.36 without tapering.
Drill a hole slightly smaller than the cross section S in the cow's femur bone with mm2 and height of 5 m + n, drive 5 holes into each hole, and check the number of holes rA'I that can be driven (the number of holes that did not break). Ta. Furthermore, the compressive strength of hydroxyapatite was measured in the same manner as in Example 1. These results are shown in Table 1. [Example 3] A rectangular prism 10 made of tight hydroquine having various compressive strengths and having a tapered end face 12. The area force of the cross section S of the rectangular prism is τ9m1112, and the area of the end face 12 is 4 mm2, Height of tip 1: 4mm
The number of holes that could be driven into a cow's femur was determined by driving five of each type with a height of 10 mm into a 7-diameter hole drilled in a cow's femur. Compressive strength (ζ strength) was also measured in the same manner as in Example 1. These results are shown in Table 2. [Comparative Example 1] The same method as in Example 1 was performed on the femur and tibia of a domestic rabbit (a defect of the same size was created with a trowel, the resulting bone fragments were fixed with an alumina screw and a stainless steel screw, and After a week had passed, the fixed site was taken out and cut along the plane containing the fixation tool to create a tissue specimen.As a result, when stainless steel screws were used, foreign giant cells were found at the interface between the stainless steel and the bone tissue. On the other hand, when alumina screws were used, although a strong foreign body reaction like stainless steel was not observed, there was a strong foreign body reaction at the interface between alumina and bone tissue. There was no finding that connective tissue was present and that alumina and bone tissue were directly connected.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明の骨固定用くぎを示し、角柱状のものの
斜視図、第２図は本発明の骨固定用くぎを示し、円柱状
のものの斜視図、第３図は本発明の骨固定用くぎで多角
柱状のものの斜視図、第４図は本発明の骨固定用くざで
円錐台形状のものの斜視図、第５図は角錐台形状のもの
の斜視図、第６図、第７図及び第８図は本発明の骨固定
用くぎの他の形状を示す斜視図である。
図中、１０，２０．３０．４０．５０．６０．７０．８
０は骨固定用くぎ、１１はテーパー状の先端部、１２（
よ端面を示す。
特許出願人 三菱鉱業セメント株式会社手続補正書（
自発）
昭和５８年ｒ月≧１日
特許庁長官 若杉和夫殿
１ 事件の表示
昭和５８年 特 許 願 第７４１１６号２ 発明の名
称
骨固定用くぎ
３ 補正をする者
事件との関係 特許出願人
三菱鉱業セメント株式会社
４代理人
（２）明細書の「発明の詳細な説明」の項６ 補正の内
容
（ｊ） 本願明細書中、「特許請求の範囲」を次のよ
うに訂正する。
ｒリン酔カリシウム化合物からなり、圧縮強度が５００
１ノｊ以上の強度を有し、生体骨と一体化することを特
徴とする骨固定用くぎ。」（２） 本願明細書中、下
記の個所を訂正する。FIG. 1 shows a bone fixing nail of the present invention, a perspective view of a prismatic nail, FIG. 2 shows a bone fixing nail of the present invention, a perspective view of a cylindrical nail, and FIG. FIG. 4 is a perspective view of a fixing nail in the shape of a polygonal prism, FIG. 4 is a perspective view of a truncated cone-shaped bone fixing nail of the present invention, FIG. 5 is a perspective view of a truncated pyramid shape, and FIGS. 8 and 8 are perspective views showing other shapes of the bone fixation nail of the present invention. In the figure, 10, 20.30.40.50.60.70.8
0 is a nail for bone fixation, 11 is a tapered tip, 12 (
The end face is shown. Patent applicant: Mitsubishi Mining and Cement Co., Ltd. Procedural Amendment (
Spontaneous) Date: r.1, 1980 Kazuo Wakasugi, Commissioner of the Japan Patent Office1 Indication of the case 1988 Patent Application No. 741162 Name of the invention Bone fixing nail3 Relationship with the amended party Patent applicant Mitsubishi Mining Cement Co., Ltd. 4 Agent (2) Section 6 of "Detailed Description of the Invention" of the Specification Contents of Amendment (j) In the specification of the present application, the "Scope of Claims" is amended as follows. Composed of phosphorescent calcium compound, compressive strength is 500
A bone fixing nail characterized by having a strength of 1 or more and being integrated with a living bone. (2) The following points in the specification of the present application are corrected.