トップ :: A 生活必需品 :: A61 医学または獣医学;衛生学




【発明の名称】 腱または靱帯固定用インターフェアランススクリュー、および、腱または靱帯固定セット
【発明者】 【氏名】敷波 保夫
【要約】 【課題】移植腱または移植靱帯の端部の移植骨片の癒合期間を短縮でき、生体骨と全置換されて空洞が残らない状態で固定部分を復元できる腱または靱帯固定用インターフェアランススクリュー、及び、腱または靱帯固定セットを提供する。

【構成】腱または靱帯固定用インターフェアランススクリューは、生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体からなるインターフェアランススクリュー１に貫通孔１ｃが穿孔され、該貫通孔に上記ポリマーの気孔質複合体からなる詰め物２が充填され、該詰め物に生物学的骨成長因子が含浸された構成とする。腱または靱帯固定用セットはスクリューと詰め物と骨成長因子の組合わせ、スクリューと骨成長因子含浸の詰め物の組合わせ、スクリューと骨成長因子未含浸の詰め物の組合わせとする。骨成長因子で骨癒合期間を短縮しバイオセラミックス粉体で生体骨置換を促進する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体からなるインターフェアランススクリューにキルシュナーワイヤを挿通する貫通孔が穿孔され、この貫通孔に、生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体からなる詰め物が充填され、この詰め物に生物学的骨成長因子が含浸されていることを特徴とする、腱または靱帯固定用インターフェアランススクリュー。
【請求項２】
インターフェアランススクリューを構成する緻密質複合体のバイオセラミックス粉体の含有率が３０〜６０質量％であり、詰め物を構成する気孔質複合体のバイオセラミックス粉体の含有率が６０〜８０質量％であることを特徴とする請求項１に記載の腱または靱帯固定用インターフェアランススクリュー。
【請求項３】
詰め物を構成する気孔質複合体の気孔率が６０〜９０％であって、連続気孔が気孔全体の５０％以上を占め、連続気孔の孔径が５０〜６００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の腱または靱帯固定用インターフェアランススクリュー。
【請求項４】
生物学的骨成長因子が、ＢＭＰ（Bone Morphogenic Protein）、ＴＧＦ−β（Transforming Growth Factor-b）、ＥＰ４（Prostanoid Receptor）、ｂ−ＦＧＦ（basic Fibroblast Growth Factor）、ＰＲＰ（platelet-rich plasma）のいずれか単独又は二種以上の混合物であることを特徴とする請求項１に記載の腱または靱帯固定用インターフェアランススクリュー。
【請求項５】
生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体からなり、キルシュナーワイヤを挿通する貫通孔が穿孔されたインターフェアランススクリューと、
生体内吸収性かつ生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体からなり、上記貫通孔に充填される詰め物と、
上記詰め物に含浸される生物学的骨成長因子と、
を組み合わせたことを特徴とする腱または靱帯固定用セット。
【請求項６】
生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体からなり、キルシュナーワイヤを挿通する貫通孔が穿孔されたインターフェアランススクリューと、
生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体からなる詰め物であって、生物学的骨成長因子が含浸され、上記貫通孔に充填される詰め物と、
を組み合わせたことを特徴とする腱または靱帯固定用セット。
【請求項７】
生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体からなり、キルシュナーワイヤを挿入する貫通孔が穿孔されたインターフェアランススクリューと、
生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体からなり、上記貫通孔に充填される詰め物と、
を組み合わせたことを特徴とする腱または靱帯固定用セット。
【請求項８】
インターフェアランススクリューを構成する緻密質複合体のバイオセラミックス粉体の含有率が３０〜６０質量％であり、詰め物を構成する気孔質複合体のバイオセラミックス粉体の含有率が６０〜８０質量％であることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の腱または靱帯固定セット。
【請求項９】
詰め物を構成する気孔質複合体の気孔率が６０〜９０％であって、連続気孔が気孔全体の５０％以上を占め、連続気孔の孔径が５０〜６００μｍであることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の腱または靱帯固定セット。
【請求項１０】
生物学的骨成長因子が、ＢＭＰ（Bone Morphogenic Protein）、ＴＧＦ−β（Transforming Growth Factor-b）、ＥＰ４（Prostanoid Receptor）、ｂ−ＦＧＦ（basic Fibroblast Growth Factor）、ＰＲＰ（platelet-rich plasma）のいずれか単独又は二種以上の混合物であることを特徴とする請求項５または請求項６のいずれかに記載の腱または靱帯固定セット。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、腱または靱帯の再建固定に使用される生体内分解吸収性のインターフェアランススクリュー、および、腱または靱帯固定セットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、腱や靱帯の再建固定には、金属製又はセラミックス製のインターフェアランススクリューが使用されている。しかしながら、これらのスクリューは弾性率が高く、特に、金属製のインターフェアランススクリューは金属イオンの溶出によって生体に害を与える恐れがあるため、治癒後早期に体外に取り出す再手術をしなければならないという問題があった。
【０００３】
このような事情から、本出願人は、生体内分解吸収性ポリマーからなるインターフェアランススクリューであって、その中心線上にキルシュナーワイヤを挿通する貫通孔を形成し、この貫通孔の上部（スクリュー頭部側の部分）を回転具嵌挿用の大きい長円形孔部とした、腱または靱帯固定用インターフェアランススクリューを既に提案した（特許文献１）。
【０００４】
この腱または靱帯固定用インターフェアランススクリューは、その貫通孔にキルシュナーワイヤ（スクリューを精度良く所望の方向に導入してねじ込むためのガイド用のワイヤ）を挿通すると共に、回転具の先端部を該貫通孔の長円形孔部に嵌合して回転させながら、移植再建すべき腱や靱帯の端部を挿入した骨関節の孔（骨関節の上下双方の骨に形成した孔）に該スクリューを適正な方向にねじ込んで、腱や靱帯の端部の移植骨片を孔の内面に圧接、固定するものであり、体液との接触により生体内分解吸収性ポリマーが加水分解して生体内に吸収されるため、再手術をして体外に取り出す必要がないものであった。
【特許文献１】特開２０００−１６６９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のインターフェアランススクリューで腱または靱帯を固定しても、腱または靱帯の端部の移植骨片が骨に開けた孔の内面と癒合（骨癒合）するまでに、他の材質である金属やバイオセラミックと同様に時間がかかるという問題があり、また、骨癒合が得られた後に、スクリューが完全に生体骨と置換して消失するまでに長期間を要するという問題があった。一方、生体骨との置換、再生を促進するにはＢＭＰ（Bone Morphogenic Protein）などの生物学的骨成長因子が有効であることは周知であるが、このような生物学的骨成長因子は生体内分解吸収性ポリマーのスクリューに直接的に含有させることはできない。なぜなら、生体内分解吸収性ポリマーのスクリューを強化、成形製造する工程で低くても摂氏100度以上の熱履歴を伴うので、これら生物学的骨成長因子が熱変性して、効力を失うからである。
【０００６】
また、上記インターフェアランススクリューの貫通孔には骨組織が侵入、成長(bone ingrowth)しにくいために、該スクリューがほとんど分解吸収されて、骨置換されるまでの期間、幾分かは空洞のままで残るという問題もあった。そのために、他の部位から採取した自家骨粒を詰めることも考えられるが、採取部位は欠損部位として残るので、更に人工骨粒片の充填を計らなければならず、自骨による完全な修復にはならない。
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決し得る腱または靱帯固定用インターフェアランススクリュー、および、腱または靱帯固定セットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る腱または靱帯固定用インターフェアランススクリューは、生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体からなるインターフェアランススクリューにキルシュナーワイヤを挿通する貫通孔が穿孔され、この貫通孔に、生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体からなる詰め物が充填され、この詰め物に生物学的骨成長因子が含浸されていることを特徴とするものである。
【０００９】
そして、上記の目的を達成する本発明の請求項５に係る腱または靱帯固定セットは、（１）生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体からなり、キルシュナーワイヤを挿通する貫通孔が穿孔されたインターフェアランススクリューと、（２）生体内吸収性かつ生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体からなり、上記貫通孔に充填される詰め物と、（３）上記詰め物に含浸される生物学的骨成長因子と、を組み合わせたことを特徴とするものであり、
本発明の請求項６に係る腱又は靱帯固定セットは、（１）生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体からなり、キルシュナーワイヤを挿通する貫通孔が穿孔されたインターフェアランススクリューと、（２）生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体からなる詰め物であって、生物学的骨成長因子が含浸され、上記貫通孔に充填される詰め物と、を組み合わせたことを特徴とするものであり、
本発明の請求項７に係る腱又は靱帯固定セットは、（１）生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体からなり、キルシュナーワイヤを挿入する貫通孔が穿孔されたインターフェアランススクリューと、（２）生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体からなり、上記貫通孔に充填される詰め物と、を組み合わせたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の腱または靱帯固定用インターフェアランススクリュー、および、腱または靱帯固定セットにおいては、インターフェアランススクリューを構成する緻密質複合体のバイオセラミックス粉体の含有率が３０〜６０質量％であり、詰め物を構成する気孔質複合体のバイオセラミックス粉体の含有率が６０〜８０質量％であることが好ましい。そして、詰め物を構成する気孔質複合体の気孔率が６０〜９０％であって連続気孔が気孔全体の５０％以上を占め、連続気孔の孔径が５０〜６００μｍであることが好ましい。また、生物学的骨成長因子としてＢＭＰ（Bone Morphogenic Protein）、ＴＧＦ−β（Transforming Growth Factor-b）、ＥＰ４（Prostanoid Receptor）、ｂ−ＦＧＦ（basic Fibroblast Growth Factor）、ＰＲＰ（platelet-rich plasma）のいずれか単独又は二種以上の混合物が好適に含浸される。
【発明の効果】
【００１１】
骨関節の上下双方の骨に形成した孔に、例えば移植腱の端部の移植骨片を挿入し、この移植骨片と孔の内面との間に本発明の腱または靱帯固定用インターフェアランススクリューをねじ込むことによって移植骨片を孔の内面に圧接、固定すると、バイオセラミックス粉体を含有させた生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体よりなるインターフェアランススクリュー自体は、貫通孔を穿孔した中空体でありながら充分な機械的強度を持ち、体液による加水分解が早くないため通常の骨癒合に必要な少なくも３カ月以上の期間その強度を維持して確実に移植腱端部の移植骨片を孔の内面に圧接、固定できる。一方、インターフェアランススクリューの貫通孔に挿入された、バイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体からなる詰め物は、海綿骨様の多孔体であって、体液や骨芽細胞が連続気孔を通じて気孔質複合体の内部に浸透し、バイオセラミックス粉体の生体活性により骨伝導性と骨誘導性を発揮しながら、緻密質複合体のスクリューよりも早く分解、吸収される。そして、この分解、吸収に先行ないしは並行して、担持しているＢＭＰなどの生物学的骨成長因子が徐々に放出されるので、生体骨（自家骨）の誘導形成が効率良く促進され、通常の骨癒合に必要な期間である３カ月よりもかなり早く、数週間程度で骨癒合が完成されて、移植骨片と孔の内面（生体骨）とが固定されるようになる。その後、スクリューと詰め物は更に分解、吸収が進行し、最終的には骨伝導ないし骨誘導により形成された生体骨と完全に置換して、スクリューの貫通孔が空洞として残らない元の状態に復元される。また、気孔質複合体からなる詰め物に含浸されている生物学的骨成長因子は、スクリュー製造時の熱履歴がないので熱変性の心配はなく、加えて、芯材や骨接合材本体に含まれるバイオセラミックス粉体は生体内吸収性であるため、置換した生体骨に残存、堆積したり、軟組織や血管内に浸出、残存することもない。また、インターフェアランススクリューの表層部は、加水分解に伴って伝導形成される骨組織により、移植腱の端部の移植骨片や孔の内面と早期に結合するため、スクリューの緩み等を防止することもできる。
【００１２】
また、本発明の請求項５に係る腱または靱帯固定セットは、次の要領で腱や靱帯の再建固定に用いられる。まず、骨関節の上下双方の骨に形成した孔に例えば移植腱の端部の移植骨片を挿入し、インターフェアランススクリューの貫通孔にキルシュナーワイヤと回転具の先端部を挿入して回転させながら、骨に形成した孔の内面と移植骨片との間にインターフェアランススクリューを適正な方向にねじ込んで移植骨片を該孔の内面に圧接固定する。次いで、回転具とキルシュナーワイヤをインターフェアランススクリューの貫通孔から抜き取って、この貫通孔に詰め物を充填し、この詰め物を充填した後、または、充填する前に、ＢＭＰなどの生物学的骨成長因子を詰め物に注入、含浸させる。このように請求項５の腱または靱帯固定セットを用いて腱の移植、再建を行うと、前述した請求項１の腱または靱帯固定用インターフェアランススクリューと同様の作用効果が得られる。
【００１３】
本発明の請求項６の腱または靱帯固定セットは、請求項５の腱または靱帯固定セットと同じ要領で、そのインターフェアランススクリューを孔の内面と移植腱端部の移植骨片との間にねじ込んで移植骨片を固定した後、生物学的骨成長因子が含浸された詰め物をスクリューの貫通孔に充填して使用するものであり、このように使用することによって前述した請求項１の腱または靱帯固定用インターフェアランススクリューと同様の作用効果が得られる。
【００１４】
更に、本発明の請求項７の腱または靱帯固定セットは、請求項５の腱または靱帯固定セットと同じ要領で、そのインターフェアランススクリューを孔の内面と移植腱端部の移植骨片との間にねじ込んで移植骨片を固定した後、スクリューの貫通孔に詰め物を充填してこれに生物学的骨成長因子を注入、含浸させるか、或いは、先に生物学的骨成長因子を詰め物に含浸させてこれをスクリューの貫通孔に充填することにより使用されるものであり、このように使用することによって上記請求項１の腱または靱帯固定用スクリューと同様の作用効果が得られる。
【００１５】
そして、インターフェアランススクリューを構成する緻密質複合体のバイオセラミックス粉体の含有率を３０〜６０質量％とし、詰め物を構成する気孔質複合体のバイオセラミックス粉体の含有率を６０〜８０質量％とし、気孔質複合体の気孔率を６０〜９０％とし、その連続気孔が気孔全体の５０％以上を占めるようにし、連続気孔の孔径を５０〜６００μｍとしたものは、インターフェアランススクリューや詰め物に必要な強度を損なうことなく、良好な骨伝導性、骨誘導性を発揮して生体骨と置換、再生することができ、また、詰め物に対して生物学的骨成長因子を容易かつ速やかに含浸させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳述する。
【００１７】
図１は本発明に係る腱または靱帯固定用インターフェアランススクリューの一実施形態を示すもので、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその縦断面図、（ｃ）はその平面図である。
【００１８】
この腱または靱帯固定用インターフェアランススクリューは、生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体からなるインターフェアランススクリュー１（以下、単にスクリューと記す）の中心線上にキルシュナーワイヤを挿通する貫通孔１ｃが穿孔され、この貫通孔１ｃに、生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体からなる詰め物２が充填され、この詰め物２に生物学的骨成長因子が含浸されたものである。
【００１９】
このスクリュー１は、スクリュー頭部１ａが略半球形に形成されており、スクリュー頭部１ａの直径はネジ山１ｂの外径と略同一になっている。そして、ネジ山１ｂの頂部は切削されて平坦面とされ、特に、スクリュー先端に近いネジ山１ｂの頂部は大きく切削されて外径が小さくなっており、骨関節の骨にあけた孔の内面とこの孔に挿入される移植腱などの端部の移植骨片とにネジ山頂部の平坦面が圧接しながら孔の内部に深くスムーズにねじ込むことができるスクリュー形状となっている。
【００２０】
このスクリュー１の中心線ＣＬ上には、キルシュナーワイヤを挿通する貫通孔１ｃが穿孔されており、この貫通孔１ｃは、キルシュナーワイヤのみを挿通する真円形孔部１ｅと、その上側の回転具の先端部をも嵌挿する大きい長円形孔部１ｄが連続して形成されたものである。回転具の先端部を嵌挿する孔部１ｄは長円形孔部に限定されるものではなく、例えば、楕円形、四角形、六角形の孔など、回転具の先端部が空回りしないで回転力をスクリュー１に伝達できる形状の孔部であればよい。
【００２１】
このスクリュー１には、腱または靱帯固定用のスクリューとして必要な強度を維持できる範囲内で、貫通孔１ｃ（１ｄ，１ｅ）に連通する複数の小孔（不図示）を穿設してもよい。このような小孔を穿設すると、体液や骨芽細胞が該小孔を通じて貫通孔内に充填された詰め物２に侵入し易くなると共に、詰め物２の分解、吸収に伴って、含浸されている生物学的骨成長因子が放出し易くなるので、生体骨の成長や骨癒合を一層促進できる利点がある。
【００２２】
このスクリュー１は、既述したように生体内吸収性かつ生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体からなるものであって、骨関節の上下の骨（硬骨）と同等もしくはそれ以上の大きい強度が要求されるものであるから、原料の生体内分解吸収性ポリマーとしては、結晶性のポリ−Ｌ−乳酸やポリグリコール酸などが適しており、特に、粘度平均分子量が１５万以上、望ましくは２０万〜６０万程度のポリ−Ｌ−乳酸は極めて好ましく使用される。
【００２３】
スクリュー１を構成する緻密質複合体に含有させるバイオセラミックス粉体としては、生体活性があり、生体内吸収性で生体に全吸収されて骨組織と完全に置換され、良好な骨伝導（誘導）能と良好な生体親和性を有する、未仮焼かつ未焼成のハイドロキシアパタイト、未仮焼かつ未焼成のリン酸カルシウム、ジカルシウムホスフェート、トリカルシウムホスフェート、テトラカルシウムホスフェート、オクタカルシウムホスフェート、カルサイト、セラバイタル、ジオプサイト、天然珊瑚等の粉体が好ましく使用される。その中でも、未仮焼かつ未焼成のハイドロキシアパタイト、トリカルシウムホスフェート、オクタカルシウムホスフェートは、生体活性が極めて高く、骨伝導能に優れ、為害性が低く、短期間で生体に吸収されるので、最適である。これらのバイオセラミックス粉体は、生体内分解吸収性ポリマーへの分散性や生体への吸収性を考慮すると、３０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、更に好ましくは０．１〜５μｍ程度の粒径を有するものが使用される。
【００２４】
スクリュー１を構成する緻密質複合体のバイオセラミックス粉体の含有率は、３０〜６０質量％の範囲内であることが好ましく、６０質量％を上回ると、緻密質複合体が脆弱化してスクリュー１の強度不足を招く恐れがあり、３０質量％を下回ると、バイオセラミックス粉体による骨伝導形成が不充分になって、スクリュー１が骨組織と全置換するのに長期間を要するといった不都合が生じる。このバイオセラミックス粉体の含有率は、３０〜６０質量％の範囲内で、スクリュー１を構成する緻密質複合体の全体に亘って一定していてもよいし、また、緻密質複合体の中心部から外周に向かって順次高くなるように連続的に変化していてもよい。後者のようにバイオセラミックス粉体の含有率が傾斜した緻密質複合体よりなるスクリュー１は、バイオセラミックス粉体の含有率が高い外周部分（スクリュー頭部１ａの外周部分やスクリュー軸部の外周部分）に骨組織が早期に伝導形成され、骨関節の上下の骨に形成した孔の内面や該孔に挿入した移植腱端部の移植骨片と早期に結合するため、スクリュー１に緩みなどを生じなくなる利点がある。
【００２５】
上記のスクリュー１は、バイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーを成形して円柱状の緻密質複合体の成形塊を造り、この成形塊を図１に示すようなスクリュー形状に切削加工することによって製造される。その場合、圧縮成形や鍛造成形の手段により緻密質複合体の成形塊を造って切削加工すると、緻密質複合体が圧縮されて緻密の程度が更に高くなると共に、ポリマー分子や結晶が三次元に配向するため、強度が一段と大きいスクリュー１を得ることが可能となる。また、延伸成形によってポリマー分子を一軸配向させた成形塊を切削加工してスクリュー１を製造してもよい。
【００２６】
一方、詰め物２は、スクリュー１の貫通孔１ｃに対応合致した柱状に形成されている。即ち、この詰め物２は、キルシュナーワイヤのみを挿通する真円形孔部１ｅに対応合致した真円形の断面と長さを有する柱状部２ｂと、その上側の回転具も嵌挿される大きい長円形孔部１ｄに対応合致した長円形の断面と長さを有する柱状部２ａとを上下に一体化した形状とされている。
【００２７】
この詰め物２は、既述したように生体内吸収性かつ生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体からなるものであって、内部に連続気孔を有し、この連続気孔の内面や気孔質複合体の表面にバイオセラミックス粉体が一部露出している。
【００２８】
この詰め物２を構成する気孔質複合体は、緻密質複合体からなるスクリュー１のような大きい強度が必要でなく、スクリュー１の貫通孔１ｃに充填する際に壊れない程度の強度と柔軟性があれば足るものであり、且つ、速やかに分解して生体骨との全置換が早期に行われることが必要なものであるから、気孔質複合体の原料となる生体内分解吸収性ポリマーとしては、安全で、分解が速く、あまり脆くない、非晶質もしくは結晶と非晶の混在したポリ−Ｄ，Ｌ−乳酸、Ｌ−乳酸とＤ，Ｌ−乳酸の共重合体、乳酸とグリコール酸の共重合体、乳酸とカプロラクトンの共重合体、乳酸とエチレングリコールの共重合体、乳酸とパラ−ジオキサノンの共重合体などが適しており、これらは単独で、或いは二種以上混合して使用される。これらの生体内分解吸収性ポリマーは、気孔質複合体からなる詰め物２に必要な強度や生体内での分解吸収の期間などを考慮すると、５万〜６０万程度の粘度平均分子量を有するものが好ましく使用される。
【００２９】
詰め物２を構成する気孔質複合体は、必要な物理的強度、生物学的骨成長因子の含浸性、骨芽細胞の侵入及び安定化などを考慮すると、その気孔率が６０〜９０％、好ましくは６５〜８５％であって、連続気孔が気孔全体の５０％以上、好ましくは７０〜９０％を占めており、連続気孔の孔径が５０〜６００μｍ、好ましくは１００〜４００μｍであることが望ましい。気孔率が９０％を上回り、孔径が６００μｍより大きくなると、気孔質複合体の物理的な強度が低下して詰め物２が脆くなる。一方、気孔率が６０％を下回ると共に、気孔が気孔全体の５０％を下回り、孔径が５０μｍよりも小さくなると、適量の生物学的骨成長因子を速やかに注入、含浸させることが難しくなり、また、体液や骨芽細胞の侵入も困難になって、気孔質複合体の加水分解や骨組織の誘導形成が遅くなるため、生体骨との全置換によりスクリュー１の貫通孔１ｃが埋まるまでに要する時間が長くなる。但し、上記の好適な孔径と併存して１〜０．１μｍのサブミクロン程度微細な連続気孔が存在すると、骨誘導性が発現されることが見出されている。
【００３０】
詰め物２を構成する気孔質複合体の気孔率は、６０〜９０％の範囲内で、該複合体の全体に亘って一定していてもよいし、外周面や上下両端面に近づくほど気孔率が連続的に高くなっていてもよい。また、連続気孔の孔径は、５０〜６００μｍの範囲内で、該複合体の全体に亘って一定していてもよいし、外周面や上下両端面に近づくほど順次大きくなっていてもよい。気孔率や孔径が上記ように傾斜した気孔質複合体からなる詰め物２は、気孔率や孔径が大きい上下両端面や外周面から適量の生物学的骨成長因子を速やかに注入、含浸させることができ、上下両端面や外周面からの加水分解が速く、骨芽細胞の侵入、骨組織の誘導形成が活発であるため、生体骨との置換が更に促進されるようになる。
【００３１】
詰め物２を構成する気孔質複合体に含有させるバイオセラミックス粉体は前述のスクリュー１を構成する緻密質複合体に含有させるバイオセラミックス粉体と同じものが使用されるが、特に、０．１〜５μｍ程度の粒径を有するバイオセラミックス粉体は、後述する方法で気孔質複合体を作製する際にスプレー等の手段で形成される繊維を短く切断する心配がなく、また、生体への吸収性も良好であるため、好ましく使用される。
【００３２】
詰め物２を構成する気孔質複合体のバイオセラミックス粉体の含有率は、６０〜８０質量％であることが好ましく、この範囲内で気孔質複合体の全体に亘って含有率が一定していてもよいし、外周面や上下両端面に近づくほど含有率が連続的に高くなっていてもよい。含有率が８０質量％を上回ると、気孔質複合体の気孔率が高いことと相俟って、気孔質複合体よりなる詰め物２の物理的強度の低下を招くという不都合が生じ、６０質量％を下回ると、気孔質複合体の生体活性が低下するため、骨組織の誘導形成が遅くなって、生体骨との全置換に要する時間が長くなるという不都合が生じる。バイオセラミックス粉体の更に好ましい含有率は、６０〜７０質量％である。また、含有率が上記のように傾斜した気孔質複合体は、含有率の高い表層の生体活性が大きく、骨芽細胞や骨組織の誘導形成が特に活発となるため、生体骨との置換が一層促進される。
【００３３】
気孔質複合体よりなる詰め物２に含浸させる生物学的骨成長因子としては、ＢＭＰ（Bone Morphogenic Protein）、ＴＧＦ−β（Transforming Growth Factor-b）、ＥＰ４（Prostanoid Receptor）、ｂ−ＦＧＦ（basic Fibroblast Growth Factor）、ＰＲＰ（platelet-rich plasma）などがあり、これらは単独で、又は、二種以上混合して含浸される。また、これらの生物学的骨成長因子に生体由来の骨芽細胞を加えて詰め物２に含浸させることも好ましい。これらの生物学的骨成長因子や、生体由来の骨芽細胞を加えたものは、注射液や点滴液として可溶化、あるいは懸濁された状態で、芯材２に含浸される。
【００３４】
これらの生物学的骨成長因子や骨芽細胞を芯材２に含浸させると、芯材２の加水分解に先行ないしは並行して生物学的骨成長因子等が滲出し、骨芽細胞の増殖、成長を大幅に促進するので、数週間程度で骨癒合（例えば移植腱端部の移植骨片と、関節の上下の骨にあけた孔の内面との癒合）が完成すると共に、詰め物２を構成する気孔質複合体の表層部分に骨組織が形成されるようになり、その後すみやかに気孔質複合体の全体が生体骨と全置換されて、スクリュー１の貫通孔１ｃが生体骨で埋まるようになる。上記の生物学的骨成長因子のうち、ＢＭＰ、ＥＰ４は硬骨の成長に特に有効である。また、ＰＲＰは、血小板が豊富に濃縮された血漿であり、これを添加すると、新生骨の形成が促進される。なお、場合によっては、ＩＬ−１、ＴＮＦ−α、ＴＮＦ−β、ＩＦＮ−γなどの他の成長因子を混合してもよい。
【００３５】
また、この気孔質複合体よりなる詰め物２の表面には、コロナ放電、プラズマ処理、過酸化水素処理などの酸化処理を施してもよく、このような酸化処理を施すと、詰め物２の表面の濡れ特性が改善され、詰め物２と貫通孔１ｃとの微小な隙間を通じて骨芽細胞が連続気孔内に一層効果的に侵入して成長するため、生体骨との全置換が更に促進されてスクリュー１の貫通孔１ｃが早期に生体骨で埋まるようになる。尚、この酸化処理は、緻密質複合体よりなるスクリュー１の表面に施しても勿論よい。
【００３６】
上記の気孔質複合体よりなる詰め物２は、例えば次の方法によって作製することができる。まず、揮発性溶媒に生体内分解吸収性ポリマーを溶解すると共に、バイオセラミックス粉体を混合して懸濁液を調製し、この懸濁液をスプレー等の手段で繊維化して繊維の絡み合った繊維集合体を形成する。そして、この繊維集合体を、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ジクロロエタン（メタン）、クロロホルムなどの揮発性溶剤に浸漬して膨潤または半溶融状態とし、これを加圧して、スクリュー１の貫通孔１ｃに対応合致する柱状の多孔質の繊維融着集合体となし、この繊維融着集合体の繊維を収縮、融合させながら実質的に繊維状の形態を消失させてマトリクス化し、繊維間空隙が丸みを有する連続気孔となった気孔質複合体に形態変化させて詰め物２を作製する。
【００３７】
以上のような腱又は靱帯固定用インターフェアランススクリューを用いて、骨関節の上下の骨に形成された孔の内面と、この孔に挿入された例えば移植腱の端部の移植骨片との間に、上記スクリュー１をねじ込むことによって、移植骨片を孔の内面に圧接、固定すると、バイオセラミックス粉体を含有させた生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体よりなるスクリュー１自体は、貫通孔を穿孔した中空体でありながら充分な機械的強度を持ち、体液による加水分解が早くないため、移植腱端部の移植骨片と孔の内面の生体骨との骨癒合に必要な少なくも３カ月以上の期間その強度を維持して確実に移植腱端部の移植骨片を孔の内面に圧接、固定できる。一方、スクリュー１の貫通孔１ｃに挿入された、バイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体からなる詰め物２は、体液や骨芽細胞が連続気孔を通じて気孔質複合体の内部に浸透し、バイオセラミックス粉体の生体活性により骨伝導性ないし骨誘導性を発揮しながら、緻密質複合体のスクリューよりも早く分解、吸収される。そして、この分解、吸収に先行ないしは並行して、担持しているＢＭＰなどの生物学的骨成長因子が徐々に放出されるので、通常の骨癒合に必要な期間である３カ月よりもかなり早く、部位や骨成長因子によっても異なるが、数週間程度で骨癒合が完成されて、移植骨片と孔の内面（生体骨）とが固定されるようになると共に、詰め物２への生体骨の誘導形成が効率良く促進される。その後、スクリュー１と詰め物２は更に分解、吸収が進行し、最終的には骨伝導ないし骨誘導により形成された生体骨と完全に置換して、スクリュー１の貫通孔１ｃが空洞として残らない元の状態に復元される。また、気孔質複合体からなる詰め物に含浸されている生物学的骨成長因子は、スクリュー製造時の熱履歴がないので熱変性の心配はなく、加えて、芯材や骨接合材本体に含まれるバイオセラミックス粉体は生体内吸収性であるため、置換した生体骨に残存、堆積したり、軟組織や血管内に浸出、残存することもない。更に、スクリュー１の表層部は、加水分解に伴って伝導形成される骨組織により、移植腱の端部の移植骨片や孔の内面と早期に結合するため、スクリュー１の緩み等を防止することもできる。
【００３８】
図２は本発明に係る腱または靱帯固定セットの一実施形態を示すもので、（ａ）は同セットのインターフェアランススクリューの正面図、（ｂ）は同セットの詰め物の正面図、（ｃ）は同セットの生物学的骨成長因子を入れた容器の正面図である。
【００３９】
この腱または靱帯固定セットは、中心線上にキリシュナーワイヤを挿通する貫通孔１ｃが穿孔されたスクリュー１と、この貫通孔１ｃに充填される詰め物２と、アンプルなどの容器６に封入された生物学的骨成長因子とを組み合わせ、例えば袋やケースなどに詰めるようにしたものである。このスクリュー１は、前述した図１のスクリュー１と同じものであり、芯材２も前述した図１の芯材２と同じものであるので、図２において、対応する部分に対応する符号を付して説明を省略する。また、生物学的骨成長因子も、前述した図１の芯材２に含浸された生物学的骨成長因子と同じものであり、注射液や点滴液として可溶化、あるいは懸濁された状態で容器６に封入されたものであるので、説明を省略する。
【００４０】
このような腱または靱帯固定セットを用いて、例えば膝関節の腱の移植再建を行う場合は、図４に示すように、大腿骨３と脛骨４に孔３ａ，４ａをあけ、両端に移植骨片５ａ，５ａを有するように採取した移植腱５をこれらの孔３ａ，４ａに通す。そして、スクリュー１の貫通孔１ｃにキルシュナーワイヤ（不図示）と回転具（不図示）の先端部を挿入してスクリュー１ｃを回転させながら、一方の孔３ａの内面と移植骨片５ａとの間の適正な位置にスクリュー１を適正な方向にねじ込むことによって、移植骨片５ａを孔３ａの反対側内面に圧接固定する。次いで、回転具とキルシュナーワイヤを抜き取り、スクリュー１の貫通孔１ｃに詰め物２を充填した後、容器６を開けて生物学的骨成長因子を詰め物２に含浸させるか、或いは、詰め物２を充填する前に容器６を開けて生物学的骨成長因子を詰め物２に含浸させる。同様に、他方の孔４ａの内面と移植骨片５ａとの間にもスクリュー１をねじ込んで移植骨片５ａを圧接固定し、貫通孔１ｃへの詰め物２の充填と、詰め物２への生物学的骨成長因子の含浸を行って、腱の移植、固定作業を完了する。尚、靱帯の移植固定も上記とほぼ同様の作業で行われる。
【００４１】
上記のようにして移植腱を固定すると、スクリュー１が移植骨片５ａと孔３ａ，４ａの内面との骨癒合に通常必要な少なくとも３カ月の期間、充分な強度を保持して骨接合部分を確実に固定し、一方、詰め物２は速やかに加水分解されながら生物学的骨成長因子を放出するため、部位や骨成長因子によっても異なるが、数週間程度で移植骨片５ａと孔３ａ，４ａの内面との骨癒合が完成し、かつ、バイオセラミックス粉体の生体活性によって比較的早期に詰め物２が生体骨と置換するため貫通孔１ｃｂが生体骨で埋まるようになる。そして、最終的にスクリュー１も生体骨と全置換して消失し、貫通孔１ｃが空洞として残らない状態で復元される。
【００４２】
図３は本発明に係る腱または靱帯固定セットの他の実施形態を示すもので、（ａ）は同セットのスクリューの縦正面図、（ｂ）同セットの詰め物の縦断面図である。
【００４３】
この腱または靱帯固定セットは、スクリュー１の貫通孔１ｃがスクリュー全長に亘って長円形の開口断面を有する直孔に形成されている点、これに対応して詰め物２も長円形の断面形状を有する柱状に形成されている点、および、容器などに封入した生物学的骨成長因子を組合わせの構成材料としないで、スクリュー１と詰め物２だけを組み合わせて袋やケースなどに詰めるようにした点において、前述の図２に示す腱または靱帯固定セットと相違している。このように貫通孔１ｃとして長円形の直孔を形成したスクリュー１は、貫通孔１ｃの切削加工が容易であるが、キルシュナーワイヤを挿通してスクリュー１をねじ込む際に回転中心が多少振れる恐れがあるので、これを防止するために、貫通孔１ｃの下端部に鎖線で示すようにテーパー１ｆを設けて貫通孔１ｃの下端開口１ｇがキルシュナーワイヤの直径とほぼ同じ孔径を有する真円となるようにし、詰め物２をこれに対応合致する形状とすることが好ましい。
【００４４】
尚、このスクリュー１を構成する生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体、含有されるバイオセラミックス粉体、その含有率などは、前述した図１のスクリュー１のそれらと同様であるので、説明を省略する。また、この詰め物２を構成する生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体、その気孔率、連続気孔の占める割合、連続気孔の孔径、含有されるバイオセラミックス粉体、その含有率なども、前述した図１の詰め物２のそれらと同様であるので、説明を省略する。
【００４５】
このような腱または靱帯固定セットは、前述した図２の固定セットと同じ要領で、関節の上下の骨に形成した孔の内面と、この孔に挿入した移植腱（又は移植靱帯）の移植骨片との間にスクリュー１をねじ込んでに固定し、キルシュナーワイヤを抜き取った後、スクリュー１の貫通孔１ｃに詰め物２を充填して、別途準備した生物学的骨成長因子を詰め物２に含浸させるか、或いは、生物学的骨成長因子を詰め物２に含浸させてからスクリュー１の貫通孔１ｃに詰め物２を充填することによって、移植腱（又は移植靱帯）の固定を行う。このようにすると、前述した図２の腱または靱帯固定セットと同様の作用効果が得られる。
【００４６】
また、生物学的骨成長因子を組合わせの構成材料としないもう一つの実施形態に係る腱または靱帯固定セットとしては、生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの緻密質複合体からなり、その中心線上にキルシュナーワイヤを挿通する貫通孔が穿孔されたインターフェアランススクリューと、生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体からなる詰め物であって生物学的骨成長因子が含浸されたものとを組み合わせたセットを挙げることができる。
【００４７】
このような腱または靱帯固定セットは、前述した図２の固定セットと同じ要領で、関節の上下の骨に形成した孔の内面と、この孔に挿入した移植腱（又は移植靱帯）の移植骨片との間にスクリューをねじ込んでに固定し、キルシュナーワイヤを抜き取った後、生物学的骨成長因子が含浸された詰め物をスクリューの貫通孔に充填して移植腱（又は移植靱帯）の固定を行うことにより、前述した図２の腱または靱帯固定セットと同様の作用効果が得られる。
【００４８】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る腱または靱帯固定用インターフェアランススクリューや、腱または靱帯固定セットを用いて腱や靱帯の再建、固定を行うと、詰め物から放出される生物学的骨成長因子によって、関節の上下の骨に形成した孔の内面と、この孔に挿入された移植腱または移植靱帯の移植骨片との骨癒合期間が大幅に短縮されるため、患者も医者も病院も多大の利益を受けることができ、かつ、スクリューや詰め物に含まれる生体活性なバイオセラミックス粉体の骨伝導ないし骨誘導により生体骨が置換、再生されて空洞が残らない状態で復元されるといった顕著な効果が得られる。
【００４９】
尚、以上説明した腱または靱帯固定用インターフェアランススクリュー、腱または靱帯固定セットはいずれも、詰め物２が生体内吸収性で生体活性なバイオセラミックス粉体を含んだ生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体からなるものであるが、バイオセラミックス粉体を含まない生体内分解吸収性ポリマーの気孔質複合体で詰め物２を形成し、この詰め物２に生物学的骨成長因子を含浸させるように構成してもよい。このようにバイオセラミックス粉体を含まない詰め物２に生物学的骨成長因子を含浸させるようにすると、バイオセラミックス粉体を含む芯材に比べて、生体骨の伝導ないし誘導形成は多少劣るようになるのは否めないが、詰め物２に担持された生物学的骨成長因子が放出されることによって、移植腱や移植靱帯の端部の移植骨片の骨癒合が数週間程度で完成するため、患者の離床時期が大幅に短縮されて、患者、医師、病院がともに大きい利益を受けられるようになり、本発明の主たる目的の一つを充分達成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る腱または靱帯固定用インターフェアランススクリューの一実施形態を示すもので、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその縦断面図、（ｃ）はその平面図である。
【図２】本発明に係る腱または靱帯固定セットの一実施形態を示すもので、（ａ）は同セットのインターフェアランススクリューの正面図、（ｂ）は同セットの詰め物の正面図、（ｃ）は同セットの生物学的骨成長因子を入れた容器の正面図である。
【図３】本発明に係る腱または靱帯固定セットの他の実施形態を示すもので、（ａ）は同セットのスクリューの縦正面図、（ｂ）同セットの詰め物の縦断面図である。
【図４】本発明に係る腱または靱帯固定セットの一使用例の説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ インターフェアランススクリュー
１ａ スクリュー頭部
１ｂ ネジ山
１ｃ 貫通孔
１ｄ 回転具の先端部を嵌挿する長円形孔部
１ｅ キルシュナーワイヤのみを挿通する真円形孔部
２ 詰め物
６ 生物学的骨成長因子を封入した容器
ＣＬ 中心線
【出願人】 【識別番号】０００１０８７１９
【氏名又は名称】タキロン株式会社
【出願日】 平成１８年７月３１日（２００６．７．３１）
【代理人】 【識別番号】１０００９０６０８
【弁理士】
【氏名又は名称】河▲崎▼ 眞樹
【公開番号】 特開２００８−２９７４６（Ｐ２００８−２９７４６Ａ）
【公開日】 平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【出願番号】 特願２００６−２０９０１３（Ｐ２００６−２０９０１３）