CN115135261A

CN115135261A - 植入物

Info

Publication number: CN115135261A
Application number: CN202080096723.XA
Authority: CN
Inventors: 新真树; 高见公彰; 黑田宏一
Original assignee: Olympus Terumo Biomaterials Corp
Current assignee: Olympus Terumo Biomaterials Corp
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2022-09-30
Also published as: EP4108195A1; JP7411062B2; EP4108195A4; TW202131873A; KR20220124771A; US20220378986A1; JPWO2021166091A1; TWI775051B; WO2021166091A1

Abstract

本发明提供一种能够有效地抑制感染的中空植入物。植入物(1)具备植入物主体(2)以及抗菌性赋予单元(3)，植入物主体(2)被插入至生物体组织且具有贯通植入物主体(2)的中空部(2c)，抗菌性赋予单元(3)对植入物主体(2)的至少中空部(2c)赋予抗菌性。

Description

植入物

技术领域

本发明涉及植入物，特别是涉及具有抗菌性的植入物。

背景技术

以往，在整形外科中，作为骨折等的治疗法，进行使用了接骨板和骨螺钉的骨接合术(例如，参照专利文献1)。作为骨接合术的临床中的不良情况，感染占较大的比例，要求降低感染率。于是，使用对表面实施了抗菌处理的植入物(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-167779号公报

专利文献2：日本专利第5590596号公报

发明内容

发明所要解决的课题

作为骨螺钉，为了提高手术操作性以及减少对患者的侵袭，有时使用中空的螺钉。在将这样的中空植入物插入至骨头等体内组织后，在组织的内部，由植入物的中空部形成与体外连通的空间。该空间可能会成为主要的感染路径之一。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够有效地抑制感染的中空植入物。

用于解决课题的方法

为了实现上述目的，本发明提供以下的方法。

本发明的一个方式是一种植入物，其具备植入物主体和抗菌性赋予单元，该植入物主体为被插入至生物体组织的植入物主体，且具有贯通该植入物主体的中空部，该抗菌性赋予单元对该植入物主体的至少上述中空部赋予抗菌性。

在植入物主体被插入至生物体内的组织的状态下，在组织的内部由中空部形成与体外连通的空间。由该中空部形成的空间可能会成为主要的感染路径之一。根据本方式，可通过抗菌性赋予单元对中空部赋予抗菌性。并且，由于中空部不与组织直接接触，因此不会增大对植入物主体与组织的愈合的影响以及对植入物主体周围的细胞的影响，能够提高中空部的抗菌性。由此，能够有效地抑制感染。

在上述方式中，上述抗菌性赋予单元可以对上述中空部赋予比上述植入物主体的外表面高的抗菌性。

与组织直接接触的植入物主体的外表面的抗菌性与中空部的抗菌性不同，会对与组织的愈合和细胞直接造成影响。根据该结构，通过降低外表面的抗菌性，能够有效地抑制对与组织的愈合以及细胞的影响。

在上述方式中，上述植入物主体的上述外表面也可以未实施抗菌处理。

根据该结构，能够提高与组织直接接触的植入物主体的外表面的生物体相容性，进一步抑制对与组织的愈合以及细胞的影响。

在上述方式中，也可以是：上述抗菌性赋予单元是通过上述植入物主体的表面的抗菌处理而形成的抗菌层，该抗菌层至少形成在上述中空部的内表面上。

根据该结构，能够使植入物主体自身具有抗菌性。

在上述方式中，上述抗菌层可以是银层。

银具有高抗菌性，并且确认了高生物体相容性。因此，通过采用银层作为抗菌层，能够兼顾植入物的抗菌性和生物体相容性。为了抑制银层对与组织的愈合以及细胞的影响，优选上述银层仅形成于上述植入物主体的表面中的、上述中空部的内表面上。

在上述方式中，优选上述银层的膜厚为0.1μm以上且10μm以下。

在将植入物主体插入至生物体组织时，由于插入至中空部内的器具与中空部的内表面上的银层接触，导致银层有可能会剥离。通过将膜厚限制为10μm以下，能够抑制银层的剥离量。另外，通过使银层的膜厚为0.1μm以上，能够确保银层的抗菌性。

在上述方式中，也可以是：上述中空部的内表面具有向上述植入物主体的外侧凹陷的凹部，上述抗菌层形成于上述凹部内。

凹部内的抗菌层难以与中空部内的器具接触。因此，能够防止由与器具的接触引起的抗菌层剥离。

在上述方式中，上述抗菌性赋予单元也可以是插入到上述中空部的抗菌构件。

根据该结构，仅通过向中空部插入抗菌构件的简单操作就能够对中空部赋予抗菌性。另外，作为植入物主体，可以使用中空部不具有抗菌性的植入物主体。

在上述方式中，也可以是：上述植入物是具备拧入至骨头中的螺钉主体作为上述植入物主体的骨螺钉，上述中空部在沿着该螺钉主体的长轴的方向上贯通上述螺钉主体。

发明效果

根据本发明，起到能够有效地抑制感染这样的效果。

附图说明

图1是作为本发明的一个实施方式所涉及的植入物的骨螺钉的(a)侧视图以及(b)从头部侧观察的平面图。

图2是图1的骨螺钉的纵截面图。

图3A是表示在中空部的内表面的凹部内形成的抗菌层的一例的图。

图3B是表示在中空部的内表面的凹部内形成的抗菌层的另一例的图。

图4是本发明的另一实施方式所涉及的骨螺钉的纵截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施方式所涉及的植入物进行说明。

如图1以及图2所示，本实施方式所涉及的植入物1是骨螺钉，具备拧入至骨头(生物体组织)中的中空的螺钉主体(植入物主体)2以及对螺钉主体2赋予抗菌性的抗菌性赋予单元3。

螺钉主体2具有：沿着长轴A延伸的轴部2a、与轴部2a的基端连接的头部2b、以及在沿着长轴A的方向上贯通螺钉主体2的孔即中空部2c。

在轴部2a的外周面设置有用于将螺钉主体2固定于骨头的外螺纹，在头部2b的外周面设置有用于将螺钉主体2固定于后述的接骨板的外螺纹。在将螺钉主体2向骨头拧入时，在中空部2c中插入用于引导螺钉主体2的导销。

螺钉主体2由在骨螺钉中通常使用的生物体相容性材料形成。例如，螺钉主体2由钛合金或者纯钛等金属、PEEK(聚醚醚酮)等合成树脂或者陶瓷形成。

抗菌性赋予单元3是通过螺钉主体2的表面的抗菌处理而形成的、被覆螺钉主体2的表面的抗菌层。抗菌层3中，作为在体内发挥抗菌性的抗菌成分，例如包含银离子或铜离子等金属离子、氮化硅等陶瓷、碘或公知的抗菌药等。抗菌层3优选具有2.0以上的抗菌活性值。抗菌活性值通过依据JIS Z 2801的抗菌性试验方法来测定。也可以从抗菌层3向中空部2c内的空间缓释抗菌成分。

抗菌层3仅形成于螺钉主体2的表面内的中空部2c的内表面2e。外表面2d具有比抗菌层3低的抗菌性，例如具有小于2.0的抗菌活性值。例如，在外表面2d，使形成螺钉主体2的生物体相容性材料露出。

例如，通过在外表面2d被掩蔽材料掩蔽的状态下对螺钉主体2进行后述的抗菌处理，能够对中空部2c的内表面2e选择性地实施抗菌处理而形成抗菌层3。通过这样的抗菌层3，可对中空部2c赋予比外表面2d高的抗菌性。抗菌层3形成于内表面2e的至少一部分，优选形成于整个内表面2e。

抗菌处理是通过对螺钉主体2的材料表面进行改性来对螺钉主体2的表面附加抗菌性的表面处理。作为表面处理，可以使用干式工艺和湿式工艺中的任一种。

干式工艺的例子为干式镀敷、溅射、热喷涂或热处理。干式镀敷例如为真空蒸镀、物理蒸镀(PVD)或化学蒸镀(CVD)。热处理例如是渗碳淬火、氮化、软氮化或高频淬火。

湿式工艺的例子为湿式镀敷或阳极氧化。湿式镀敷例如为电镀、化学镀或化成处理。

在优选的例子中，抗菌层3是主要由银构成的银层。银层除了银以外，还可以进一步包含与形成银层的抗菌处理相应的杂质。在一例中，银层通过蒸镀或镀敷而形成。

在蒸镀的情况下，可以通过对插入到中空部2c内的细的银丝进行加热而使银蒸发，从而在内表面2e上形成银层。

在镀敷的情况下，在螺钉主体2的整个表面上形成银层，之后，除去不需要的银层。或者，在将除内表面2e以外的螺钉主体2的表面掩蔽的状态下进行镀敷处理。

银层3的膜厚优选为0.01μm以上100μm以下。

通过导销与内表面2e上的银层3接触，从而银层3可从内表面2e剥离。从内表面2e剥离的银层3的剥离片向中空部2c的外侧移动，有可能对螺钉主体2周围的细胞造成影响。因此，优选银层3的剥离量少。通过将膜厚限制在100μm以下，即使发生了银层3的剥离，也能够抑制剥离量。

另外，为了确保银层3的充分的抗菌性，膜厚优选为0.01μm以上。在技术上难以将膜厚控制为小于0.01μm的量级。

从抑制银层3的剥离量和高抗菌性的观点出发，膜厚更优选为0.1μm以上且10μm以下。为了进一步抑制银层3的剥离量，膜厚可以为1μm以下。

接着，对骨螺钉1的作用进行说明。

在骨螺钉1的用途的一例中，骨螺钉1用于将配置于患者的骨折部位的接骨板固定于骨头。接骨板具有与头部2b紧固的内螺纹。

首先，沿着应拧入螺钉主体2的路径将导销插入至骨头，以导销贯通内螺纹的方式将接骨板配置于骨头的表面。接着，沿着插入到中空部2c内的导销，将螺钉主体2的轴部2a拧入至骨头。然后，将头部2b紧固于接骨板的内螺纹，从而将接骨板固定于骨头。

在螺钉主体2被拧入至骨头的状态下，在骨头的内部通过中空部2c形成与患者的体外连通的空间。即，中空部2c可能会成为主要的感染路径之一。另外，在手术中，由于在中空部2c要插入导销等器具，因此细菌容易从器具向中空部2c内的空气以及内表面2e转移。因此，在中空的骨螺钉1的情况下，重要的是防止经由中空部2c的感染。

根据本实施方式，利用被覆内表面2e的抗菌层3对中空部2c赋予抗菌性。由此，能够有效地防止手术中可能发生的感染。

另外，从对螺钉主体2与骨头的骨愈合的影响以及对螺钉主体2周围的细胞的影响的观点出发，具有高抗菌性的抗菌层难以设置于与骨直接接触的螺钉主体2的外表面2d。与此相对，由于中空部2c不与骨直接接触，因此能够在不增大对骨愈合以及细胞的影响的情况下提高抗菌层3的抗菌性。例如，能够在抑制对骨愈合及细胞的影响的同时，将含有强抗菌成分的抗菌层3或抗菌成分的浓度高的抗菌层3设置于中空部2c的内表面2e。通过这样的具有高抗菌性的抗菌层3，能够更有效地防止感染。

另外，假设在外表面2d被抗菌层被覆的情况下，外表面2d的抗菌层的抗菌性如上所述，有可能对骨愈合以及细胞造成影响。根据本实施方式，露出于骨头的螺钉主体2的外表面2d具有低抗菌性或者不具有抗菌性。因此，能够在抑制对骨愈合和骨头的影响的同时有效地抑制感染。

进而，在将螺钉主体2拧入至骨头中的过程中外表面2d会与骨头摩擦，由此外表面2d上的抗菌层容易剥离。与此相对，由于中空部2c的内表面2e不与骨头接触，因此难以产生抗菌层3的剥离，在将螺钉主体2拧入至骨头中之后，抗菌层3也持续存在于内表面2e。因此，在将螺钉主体2拧入至骨头中后，能够可靠地发挥抗菌层3对中空部2c的抗菌性。

另外，在螺钉主体2被拧入至骨头中之后，利用在中空部2c与骨头之间移动的血液等体液将抗菌层3所包含的抗菌成分运至螺钉主体2的周围。由此，不仅在中空部2c，在螺钉主体2的外侧也能够期待抑制感染。

在本实施方式中，中空部2c的前端侧的内径也可以比中空部2c的基端侧的内径大。例如，中空部2c的内径也可以从基端侧朝向前端侧逐渐变大。前端侧的内径与基端侧的内径之差优选为0.01mm以上且1mm以下。

根据该结构，能够在中空部2c的前端侧减少导销与内表面2e上的抗菌层3的接触，能够进一步减少抗菌层3的剥离。

在本实施方式中，抗菌层3的膜厚可以均匀，也可以不均匀。例如，为了抑制抗菌层3在中空部2c的前端侧的剥离量，膜厚也可以从基端侧朝向前端侧逐渐变薄。

另外，抗菌层3也可以仅形成于内表面2e的一部分。仅在内表面2e的一部分形成抗菌层3的情况下，为了在中空部2c的全长得到抗菌性，抗菌层3也可以遍及中空部2c的全长而分布。例如，也可以仅在平滑的圆筒状的内表面2e的周向的一部分形成抗菌层3。

如图3A所示，也可以中空部2c的内表面2e具有向螺钉主体2的径向外侧凹陷的凹部2f，仅在凹部2f内形成抗菌层3。例如，凹部2f是螺旋状、螺纹状或直线状的槽。凹部2f的深度优选为0.1mm以上且1mm以下。凹部2f内的抗菌层3难以与插入到中空部2c内的导销接触，因此能够防止抗菌层3的剥离。

如图3B所示，在凹部2f的外侧也可以在内表面2e上形成抗菌层3。在该情况下，凹部2f内的抗菌层3变厚，凹部2f外的抗菌层3变薄。

中空部2c也能够接受从头部2b侧以及轴部2a的前端侧的一方的开口注入的液体，并将通过了中空部2c的液体向另一方的开口放出。另外，也可以构成为：通过设置将中空部2c的内周面与轴部2a的外周面连通的孔或狭缝，使注入的液体也从轴部2a的外周面放出。

也可以向留置在骨头中的骨螺钉1的中空部2c经皮地注入抗菌性的药液、促进骨形成的生长因子、来自自身组织的成分(PRP、骨髓)、骨水泥等。这样的术后的经皮液体注入也存在经多次的情况，新的细菌有可能侵入中空部2c。根据本实施方式，通过中空部2c的内表面2e的抗菌层3，能够防止细菌的增殖和感染。

用于向中空部2c注入液体的注入器具的前端部优选为能够以液体不从中空部2c的入口泄漏的方式密封中空部2c的入口的结构。例如，注入器具的前端部也可以是通过形成于中空部2c的内部的螺纹部或者配置于中空部2c内的构件的螺纹部或者螺纹结构以外的压迫力而能够与中空部2c的入口密合的结构。为了削减术后的注入时的工作，注入器具的前端部也可以是留置针或能够留置的管。另外，注入器具优选与骨螺钉1同样地进行抗菌处理。

在本实施方式中，抗菌性赋予单元为抗菌层3，但也可以取而代之，为其他单元。

图4表示本发明的另一实施方式所涉及的骨螺钉11。骨螺钉11具备具有抗菌性且插入至中空部2c的抗菌构件4作为抗菌性赋予单元。例如，抗菌构件4是表面被包含抗菌成分的抗菌层被覆的构件。骨螺钉11除了抗菌构件4以外还可以具备抗菌层3。

图4的抗菌构件4是遍及中空部2c的长度方向的大致全长而配置且堵塞中空部2c的大致全部的长条的柱状构件。抗菌构件4也可以是仅配置于中空部2c的头部2b侧的端部、仅堵塞中空部2c的端部的盖状构件。

通过将抗菌构件4插入至中空部2c，能够阻断成为感染原因的中空部2c与体外的连通，并且能够以简单的操作对中空部2c赋予抗菌性。另外，作为螺钉主体2，能够使用对内表面2e未实施抗菌处理或者内表面2e的抗菌性低的螺钉。

在本实施方式中，在螺钉主体2的外表面2d未形成抗菌层，但只要中空部2c具有比外表面2d高的抗菌性，也可以在外表面2d形成抗菌层。即，具有比中空部2c的抗菌层低的抗菌性的抗菌层也可以形成于外表面2d的一部分或整体。

在上述实施方式中，对骨螺钉1、11进行了说明，但本实施方式的抗菌性赋予单元3、4也能够应用于具有中空部的其他种类的整形外科植入物。即，本发明的植入物并不限定于骨螺钉，也可以是具有中空部的其他种类的整形外科植入物。例如，植入物也可以是插入至骨头或其他生物体组织的中空销或者一部分为外螺纹的带螺纹的中空销。

符号说明

1、11：骨螺钉、植入物，2：螺钉主体、植入物主体，2a：轴部，2b：头部，2c：中空部，2d：外表面，2e：内表面，2f：凹部，3：银层、抗菌层、抗菌性赋予单元，4：抗菌构件、抗菌性赋予单元。

Claims

1.一种植入物，其具备：

植入物主体，其为被插入至生物体组织的植入物主体，并具有贯通该植入物主体的中空部；以及

抗菌性赋予单元，其对该植入物主体的至少所述中空部赋予抗菌性。

2.根据权利要求1所述的植入物，其中，所述抗菌性赋予单元对所述中空部赋予比所述植入物主体的外表面高的抗菌性。

3.根据权利要求2所述的植入物，其中，所述植入物主体的所述外表面未实施抗菌处理。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的植入物，其中，所述抗菌性赋予单元是通过所述植入物主体的表面的抗菌处理而形成的抗菌层，该抗菌层至少形成在所述中空部的内表面上。

5.根据权利要求4所述的植入物，其中，所述抗菌层为银层。

6.根据权利要求5所述的植入物，其中，所述银层仅形成在所述植入物主体的表面中的、所述中空部的内表面上。

7.根据权利要求5或6所述的植入物，其中，所述银层的膜厚为0.1μm以上且10μm以下。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的植入物，其中，所述中空部的内表面具有向所述植入物主体的外侧凹陷的凹部，所述抗菌层形成于所述凹部内。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的植入物，其中，所述抗菌性赋予单元是插入至所述中空部的抗菌构件。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的植入物，其中，所述植入物是具备拧入至骨头中的螺钉主体作为所述植入物主体的骨螺钉，所述中空部在沿着该螺钉主体的长轴的方向上贯通所述螺钉主体。