JP2000185051A - 生体適合性及び生体被吸収性を有する締結具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外科手術的処置に用いられる生体適合性かつ
生体被吸収性のリベットおよびピンからなる締結具を提
供する。 【解決手段】 生体被吸収性及び生体適合性を有するリ
ベットとピンとからなる締結具は、骨に固定プレートを
取り付ける際に使用される。リベットは、概略遠位方向
に延びる少なくとも２本の脚部と機械的に接続した頭部
を有する。ピンは、半径方向に圧縮可能であり、リベッ
トの脚部よりも柔らかい。リベットにピンが挿入した場
合、ピンは脚部の内面に接してリベットの中心軸に対し
て垂直な方向に脚部に力が加わり、それによって隣接し
た骨に摩擦的に係合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は外科用デバイス、
特に整形外科分野で使用される生体被吸収性の締結具に
関する。とりわけ、形成外科的あるいは再建外科手術的
処置において骨、特に頭蓋あるいは顔の硬質組織の固定
に使用される生体被吸収性ポリマーからなるリベット及
びピンからなる締結具に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとうする課題】現
在、骨折部位および外科的修復部位に骨接合板を結合さ
せることが可能な様々な金属性締結具が知られている。
例えば、脊椎、頭蓋、および顎顔面用接合板はすべて金
属製のねじを用いて固定されている。しかし、金属製の
デバイスは半永久的なものであることから外科手術的処
置を再度実施してそれを取り去る必要性があるという問
題点が存在する。もし金属製のデバイスを体内に放置し
た場合、組織萎縮が起こり、それに続いて固定されたデ
バイスが緩んでしまう可能性がある。

【０００３】生体適合性かつ生体被吸収性の合成ポリマ
ーは当該技術分野においてよく知られている。そのよう
なポリマーは一般に医療機器を製造する際に使用されて
おり、体内組織に移植され、時間とともに吸収される。
生体適合生体被吸収性合成ポリマーとしては、グリコー
ル酸、グリコリド、乳酸、ラクチド（ｄ、ｌ、メソ及び
それらの混合物）、ε−カプロラクトン、トリメチレン
カーボネート及びｐ−ジオキサノン等のモノマーのホモ
ポリマー、コポリマー（ランダム、ブロック、セグメン
ト化及びグラフト）が挙げられる。これらのポリマー
は、米国特許第５，４３１，６７９号、同第５，４０
３，３４７号、同第５，３１４，９８９号、同第５，４
３１，６７９号、同第５，４０３，３４７号及び同第
５，５０２，１５９号等、数多くの米国特許に記載され
ている。

【０００４】生体被吸収性ポリマーの出現によって、機
能的効用が減少するのに伴って体内で徐々に吸収されて
いくように設計された締結具（ねじ、ピン等）の新しい
世代が現れた。生体被吸収性材料からなるデバイスは、
治癒のために必要とされる一定の期間だけ残留するとい
う利点を持っている。

【０００５】従来技術では多くの整形外科用リベットが
開示されている。米国特許第５，１６７，６６５号は、
近位端に頭部(head)を有するブラインドリベットとこの
リベットの頭部から離れた位置にビードまたは頭部を有
する中心マンドレルとを記述している。このような組み
合わせは、事前に開けられた骨の穴に挿入され、中心マ
ンドレルが近位方向に引っ張られることによりビードが
つぶれて皮層の下に残る第２の頭部が形成され、皮層の
下に固定される。

【０００６】米国特許第５，２６８，００１号および同
第５，７２５，５２９号は、可撓性スリーブ部材および
延伸部材を開示しており、該延伸部材の外径はスリーブ
部材の内径よりも大きい。骨に事前に開けられた穴に対
してスリーブ部材を挿入し、つづいて該スリーブ部材を
骨に固定するために延伸部材をスリーブ部材に挿入して
スリーブ部材の内壁を外側方向に押圧する。

【０００７】米国特許第５，３２６，２０５号および同
第５，５０１，６９５号は骨の中で膨張させるのに適応
した締結具を開示している。締結具は、近位側に頭部を
持ち、かつ長手方向に沿った開口部を有する円筒状の本
体と、該本体に沿って遠位側に沿って延びる部材とを有
する。遠位側に頭部を持つプーラーを円筒状の本体に挿
入する。このアセンブリを事前に骨に開口された穴に挿
入する。プーラーが近位側に移動すると、円筒状の本体
上で上記部材を圧縮し、該部材が骨に係合するようにそ
れらをクリッピングする。その後、プーラーが円筒状本
体の頭部のところで折られ、骨に固定されたデバイスを
残す。

【０００８】米国特許第５，４８０，４０３号は縫合ア
ンカーを記述している。この縫合アンカーは、半径方向
に可撓性を持つ脚部を近位側に有するリベットと、該リ
ベットに対して遠位方向にある鋭い先端を持つ遠位端と
縫合糸が結ばれた近位端とを持つセッティングピンとを
含む。リベットおよびピンは事前に骨に開けられた穴に
挿入されるからである。この穴は、ピンが収容できるよ
うにリベット／ピンの深さよりも深く掘られている。な
ぜなら、ピンは最初にリベットの遠位端を越えて挿入さ
れる。つぎに、ピンは近位側に引っ張られ、リベットの
近位側にある脚部が広がって骨に係合する。

【０００９】米国特許第５，４８０，４０３号の別の実
施態様では、縫合アンカーはリベットとピンを有し、リ
ベットは遠位方向に延びる脚部を有する。リベットおよ
びピンは、事前に骨に開口された穴に挿入される。ピン
が近位側に引かれると、ピンがリベットの頭部に向けて
近位側に動くので、リベットの内径が小さくなるように
先細りしているリベットの脚部は、ピンが近位側に引か
れると同時に骨表面に縫合アンカーを固定するために半
径方向に広がる。

【００１０】米国特許第５，７１３，９０３号及び同第
５，７２０，７５３号は、遠位端で広がった複数の脚部
と、該脚部の長さよりも大きい深さで中央内腔(bore)に
挿入されたフレア型遠位端を持つピンとを有する締結具
を開示している。ピンが近位側に動くと、ピンのフレア
型遠位端は締結具の脚部を広げて骨に固定させる。続い
て、締結具のヘッド部にあるノッチのところでピンが取
り外される。この締結具は、特に柔らかい組織を骨に固
定するためのものとしてある。

【００１１】これらの特許は、デバイスを穴に挿入し、
つぎに該デバイスの半径方向に可撓性を持つ部分に対し
て、部材を上方向あるいは近位方向に通す、あるいは入
れることによって配置されるデバイスに関する。このこ
とは、デバイスを配置する前に該デバイスを完全に挿入
するのに十分な空間が残るようにするために、配置され
たデバイスの深さよりも深く上記穴が形成されている必
要がある。そのような設計は、取り付けに際して薄い層
からなる骨のみが利用可能であるような場合、あるい
は、頭蓋および顎顔面等の外科手術的処置に際して骨の
下にある柔組織を損傷する危険性のために、そのような
薄い層からなる骨の厚みを超えて穴を掘ることが不可能
である場合において、外科的に適用するのが好ましくな
い。そのような場合、適当な締結強度を得る上で求めら
れる締結具の長さは、骨の全厚さにかなり近いものとな
る。

【００１２】米国特許第４，５９０，９２８号は、同軸
的に形成されたテーパ状の通路部および半径方向に広が
る可撓性を持つ複数の脚部を有する長尺状の円筒体と、
頭部を持つ端部、近位端部に挿入可能なピンとから構成
されるアンカーを開示している。円筒体を骨に形成され
た穴の中に設置し、この円筒体の通路部にピンを挿入す
ることによって脚部を取り囲む骨の中に脚部が半径方向
に広がる。円筒体およびピンは生体適合性材料からなる
もので、さらに円筒体はその内部に設けられ、かつ該内
部に沿って長手方向に延びる炭素繊維を含む。炭素繊維
は身体によって吸収されたり、あるいは身体の中に再吸
収されたりすることがないので、そのような締結具は部
分的に生体被吸収性であるにすぎない。

【００１３】この特許、米国特許第４，５９０，９２８
号は、固い中実のピンを持つ締結具を開示している。骨
組織の材料特性、例えばヤング弾性率および材料降伏応
力は年齢によって著しく変化し、また年齢や性別が同じ
場合でも個人差が著しい。したがって、固いピンを持つ
ことはデバイスの締結機能を限定することになる。なぜ
なら、脚部が半径方向に外側に向けて広がることができ
ないほど周囲の骨が堅い場合に、そのようなピンは変形
することができないからである。

【００１４】デバイスを設計する際に想定された堅さよ
りも周囲の骨が堅く、かつピンが中実のものである場
合、テーパ状の穴に剛性のピンを押し込む際に求められ
る大きな力によって脚部が変形して役に立たなくなる
か、あるいはピンが破壊されるかのいずれかがもたらさ
れよう。半径方向に圧縮性または可撓性を示すピンは、
挿入の際にかかる負荷が大きい条件下で内側通路に適合
するように半径方向内側に向けて変形することができる
ので、骨の材料特性の幅広い範囲に渡ってより良い締結
具性能を提供するであろう。

【００１５】したがって、従来から求められていること
は、頭蓋、顎顔面等の再建外科的用途のための新規な生
体被吸収性締結具を提供することである。この新規な生
体被吸収性締結具の設置は、該締結具の深さと同じ深さ
を有する穴に締結具を挿入し、締結具の可撓性本体の中
に、半径方向に圧縮可能な部材を下方向に、あるいは遠
位方向に、上から押し込むことによってなされる。この
発明はそのような新規な生体被吸収性締結具を開示する
ものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段および発明の実施の形態】
この発明は、生体適合性かつ生体被吸収性のリベットお
よびピンからなる締結具を開示するもので、該締結具
は、（１）近位端、遠位端及び中心軸を有する頭部と、
該頭部の近位端から遠位端に延び、かつ頭部の中心軸に
対して実質的に平行な内側通路と、頭部の遠位端に機械
的に接続し、内面が頭部の中心軸に面し、頭部から概略
遠位方向に延びる少なくとも２本の脚部とを持つ生体適
合性のリベットと、（２）リベットの脚部よりもコンプ
ライアンスが低く半径方向に圧縮可能な断面を有し、か
つリベットの内側通路への挿入に適するピンとを備え、
さらにリベットの近位端から遠位端に向けてピンが送ら
れることで、リベットの脚部の内面にピンが接触し、リ
ベットの中心軸に対して実質的に垂直方向に力が与えら
れる。

【００１７】ピンは、該ピンの側面（外周面）上に円周
方向に沿って形成された切欠部(notch)または突出部(ri
b)を有するものであってもよい。ピンの側面（外周面）
上のノッチおよびリブは、リベット本体を貫通する内側
通路の内面に円周方向に沿って形成されたリブまたはノ
ッチと嵌合する。これによって、ピンが完全に挿入され
た後でピンが軸方向に沿って動くのを防ぐためにピンを
所定位置に係止(locking)する手段が提供されよう。

【００１８】ピンは、（１）リベット本体とは独立した
もの、あるいは（２）下方向の押圧によって本体から外
されて遠位方向に本体の中に押し込まれるように、壊れ
やすい連結部を介してリベット本体と一体化したもので
あってもよい。

【００１９】開示された設計の別の利点は、リベット本
体の可撓性脚部よりもコンプライアンスが低く、あるい
は剛性の可撓性部材をピンが有することである。したが
って、ピンは、デバイス設計の際に想定した平均的な材
料特性を持つ骨の中にデバイスが配置された際に本体の
脚部を外側半径方向に広げるのに十分な剛性を持ってい
るだけではなく、ピンはリベット本体の脚部が外側方向
に広がることができないほど非常に硬い骨の中にデバイ
スが配置された場合に、内側に折り畳まれるのに十分な
コンプライアンスを持っている。

【００２０】この発明の前述及びその他の特徴及び利点
は、以下の記載及び付随する実施例からより一層明らか
になろう。

【００２１】この発明のリベットおよびピンからなる締
結具の一実施形態例を図１に示す。リベットおよびピン
からなる締結具２は、リベット３とピン５とからなる。
リベット３は、頭部４と該頭部４の遠位端８に取り付け
られた少なくとも２本の脚部１２とから構成される。頭
部４の近位端６は、該頭部４の中心軸１０に対して実質
的に平行な内側通路１４を有する。頭部４は、好ましく
は遠位端から近位端に向けて径が広がることで、締結具
の配置と同時に整形外科用デバイスを骨に固定するため
の面が提供される。ピン５は半径方向に圧縮可能であ
り、もし半径方向の力がピン５に与えられるとピン５の
少なくとも一部の断面径を減少させることができる。ピ
ン５の一態様は、遠位かつ半径方向に可撓性を持つ少な
くとも２つの部材１６を有する。これらの部材１６は接
合部１８で互いに接合している。リベットとピンから成
る締結具を形成するために、まずピン５の挿入端２０を
リベット３の近位端６に形成された内側通路１４に挿入
する。続いて、ピン５の挿入端２０が頭部４の遠位端８
に向けて前方に送られる。ピン５が前方に送られると、
ピン５の挿入端２０はリベット３の脚部１２に接触し、
リベット３の中心軸１０に対して概略垂直方向に圧力を
生ずる。ピン５の可撓性部材１６は、リベット３の可撓
性の脚部１２が外側方向に広がることによって隣接した
骨に対して摩擦的に係合するように、リベット３の可撓
性脚部２を破壊したり頭部４から分離させるのではな
く、リベット３の可撓性脚部１２を撓曲させるように設
計されている。

【００２２】リベット３の可撓性の脚部１２は、好まし
くは頭部４との接続部分から遠ざかるにつれて脚部１２
の厚さが大きくなるという幾何学的形態を備える。この
特徴は、まっすぐなピン５が内側通路１４に押し込まれ
る場合に、脚部１２が強制的に外側に広がるのを可能と
する。このように頭部４との接続部分から遠ざかるにつ
れて脚部１２の厚さが大きくなる構成の場合では、脚部
１２の遠位位置におけるリベット３の外径は脚部１２が
取り付けられた頭部の遠位端におけるリベット３の外径
よりも大きいため、配置の際に締結具は強化された固着
(anchoring)特性を持つ。したがって、脚部１２は骨
（頭蓋）の密な表面層である皮質に形成された穴の当初
の径を越えて外側に広がる。脚部１２は、本体を穴に挿
入するのを容易にするために、面取した、あるいは角を
丸めた先端縁(leading edge)２４を有するものであって
もよい。同様に、ピン５がリベット３の内側通路１４に
対してより一層容易に挿入されるように、ピン５は面取
した、あるいは角を丸めた先端縁部２６を有するもので
あってもよい。リベットはまた、もし必要ならば、所定
の位置に置かれた後適用具を用いてデバイスから取り外
しを可能とするために面取された内面を有するものであ
ってもよい。

【００２３】ピン５は、遠位端に半径方向に可撓性を持
つ部材１６を有する。好ましい実施形態例では、ピン５
の可撓性部材１６は、リベット３の可撓性脚部１２より
もコンプライアンスが低く、あるいはより一層剛性であ
る。これによって、デバイスの遠位端におけるリベット
３の構造的コンプライアンスあるいは構造的剛性と比較
して、ピン５は構造的コンプライアンスが低いか、ある
いは構造的剛性が大きくなり、リベット３の内側通路１
４へのピン５の挿入によって、リベット３の脚部１２が
半径方向に広がり、ピン５の部材１６が半径方向に圧縮
されることになる。ピン５の部材１６の全体的な剛性は
リベット３の脚部１２の全体的な剛性よりも大きいの
で、結果として生ずる半径方向の力はいつも外側を向き
リベット３の脚部１２を周囲の骨に摩擦的に係合させ
る。しかし、脚部１２と周囲の骨との間の有効な摩擦的
係合が無効になる剪断または変形からピン５を守るため
に、脚部１２に対して実質的に損傷を与える力よりも低
い閾値の力で、ピン５の少なくとも一部分が半径方向に
圧縮することになる。

【００２４】この発明の別の実施形態例では、通路１４
の面２８は円周方向に沿うノッチ３０を有する。このノ
ッチ３０は、ピン５の外周面３１上に形成された円周方
向に沿うリブ３２と嵌合する。逆に言えば、この発明の
別の実施形態例として、通路１４の面２８はピン５の外
周面に形成された周方向に沿うノッチと嵌合するリブを
該面の周方向に沿って有するものであってもよい。どち
らの実施形態例も、挿入後の軸方向に沿う移動を防ぐた
めに、挿入されたピン５を係止する手段(locking mean
s)を提供する。さらに、この実施形態例は、ピン５がリ
ベット３内の所定の位置に係止されたことを外科医に知
らせるために、触覚及び（または）聴覚的なフィードバ
ックを容易に提供することができる。

【００２５】図３に示すこの発明の別の実施形態例で
は、リベット３及びピン５は、一体化デバイスを形成す
るために、頭部４の中の薄い材料連結部３６によって接
続されている。ひとたびデバイスが骨の穴に挿入される
と、ピンに与えられた押し込み力が材料連結部を破断す
るので、ピンを本体の中に押し込んで締結具を配置する
ことができよう。

【００２６】図４に示すこの発明の別の実施形態例で
は、脚部１２の外周面４２は、締結強度を増加させるた
めに締結具の配置の際に隣接する骨の中に埋め込まれる
１本または多数のリブ４４および（または）隆起を有す
る。

【００２７】図５に示すこの発明の別の実施形態例で
は、ピン５は、複数のピン５からなる連続ロッド５０の
一部分としてもよく、ピン５の先端縁部に形成された丸
みを帯びた、あるいは面取りされた面５２によって分離
される。ピン５の挿入端が完全にリベット３と嵌合する
まで、押し込む力を連続的に連続ロッド５０に与えて該
ロッドの遠位端５４をリベット３の中へ押し込む。続い
て、ロッドに対して十分な曲げ力を与えることで、ある
いはピン５同士の連結部分を切断することによって、遠
位端側のピン５をロッド５０から取り外す。それによっ
て新たな遠位端５２Ａが生ずる。したがって、連続ロッ
ドは多数のリベットを配置するのに使われよう。

【００２８】図６に示すように、締結具２を適用する方
法も開示される。プレート６０または他のデバイスが締
結される位置で外科医が骨に穴６１を開けた後、リベッ
ト３およびピン５はアプライヤー（適用具）６２に充填
されている。リベット３をプレートの穴６４を介して穴
６１に挿入する。ピン５はアプライヤー６２のプランジ
ャー６６をに下方向の力を与えることでリベットの中に
押し込まれる。このようなプロセスは、必要に応じて、
プレート６０に対して適当な保持力が得られるまで繰り
返される。

【００２９】締結具を形成し得る適当な材料としては、
脂肪族ポリエステル、ポリオルトエステル、ポリアンヒ
ドリド(polyanhydrides)、ポリカーボネート、ポリウレ
タン、ポリアミド、ポリアルキレンオキシド、およびそ
れらの組み合わせからなる群から選択される生体適合性
ポリマーが挙げられる。この発明の整形外科用締結具
は、リン酸カルシウム及び他の生体適合性金属酸化物
（すなわち、ＣａＯ）を含む生体被吸収性ガラスまたは
セラミックからも形成することができる。この発明の締
結具はさらに生体被吸収性セラミック、ガラス及びポリ
マーの組み合わせを含むことができる。

【００３０】好ましい実施形態例では、整形外科用締結
具は、脂肪族ポリエステルのポリマー及びコポリマー及
びそれらの配合物を含む。脂肪族ポリエステルは、一般
に開環重合で合成される。適当なモノマーとしては、限
定されるものではないが、乳酸、ラクチド（Ｌ、Ｄ−、
メソ及びＤ、Ｌ混合物が含まれる）、グリコール酸、グ
リコリド、ε−カプロラクトン、ｐ−ジオキサノン
（１，４−ジオキサン−２−オン）、トリメチレンカー
ボネート（１，３−ジオキサン−２−オン）、δ−バレ
ロラクトン、β−ブチロラクトン、ε−デカラクトン、
２，５−ジケトモルホリン、ピバロラクトン、α、α−
ジエチルプロピオラクトン、エチレンカーボネート、エ
チレンオキサラート、３−メチル−１，４−ジオキサン
−２，５−ジオン、３，３−ジエチル−１，４−ジオキ
サン−２，５−ジオン、γ−ブチロラクトン、１，４−
ジオキセパン−２−オン、１，５−ジオキセパン−２−
オン、６，６−ジメチル−ジオキセパン−２−オン、
６，８−ジオキサビシクロクタン−７−オン及びそれら
の組み合わせが挙げられる。これらのモノマーは、有機
金属触媒及び開始剤の存在下、昇温して重合される。有
機金属触媒は、好ましくは錫を主体とする触媒（例え
ば、オクタン酸第一錫）であり、モノマーと触媒のモル
比が約１０，０００／１乃至約１００，０００／１の範
囲でモノマー混合物に存在する。開始剤は、一般にアル
カノール（ジオール及びポリオールが含まれる）、グリ
コール、ヒドロキシ酸、またはアミンであり、モノマー
と開始剤のモル比が約１００／１から約５，０００／１
の範囲でモノマー混合物に存在する。重合は、一般に約
８０℃乃至約２４０℃、好ましくは約１００℃乃至約２
２０℃の範囲の温度で、所望の分子量及び粘度が達成さ
れるまで実行される。

【００３１】この発明のポリマー配合物は、従来の方法
で製造される。上記のようにして調製されたホモポリマ
ーとコポリマーとを配合する一つの方法は以下のような
工程を有する。すなわち、はじめに、従来の混合手段
（例えば、インペラあるいはその等価物）が備え付けら
れた従来の混合容器または反応容器にポリマーを投入す
る。つぎに、ポリマーおよびコポリマーを約１００℃乃
至約２３０℃、より好ましくは約１６０℃乃至約２００
℃の温度で、約５分乃至約９０分、より好ましくは約１
０分乃至約４５分、均一に分散したポリマー配合物が得
られるまで混合する。続いて、従来の器具及びプロセス
を使用して、ポリマー配合物を混合手段から取り出し、
室温まで冷やし、粉砕し、さらに一定時間、昇温して大
気圧よりも低い圧力下で乾燥させることによって、処理
が施される。ホモポリマーまたはコポリマーを配合する
他の適当な方法は、一つまたは複数の適当な混合領域を
持つツインスクリュー押出機にポリマーを通す工程を有
する。

【００３２】上記の条件下で、グリコリド、ε−カプロ
ラクトン、ｐ−ジオキサノン、ラクチド及びトリメチレ
ンカーボネートからなるポリマー及び配合物は、一般に
重量平均分子量が約２０，０００グラム／モル乃至約３
００，０００グラム／モル、通常は約４０，０００グラ
ム／モル乃至約２６０，０００グラム／モル、そして好
ましくは約６０，０００グラム／モル乃至約２２５，０
００グラム／モルである。これらの分子量は、２５℃で
ヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）の０．１
グラム／デシリットル溶液で測定して、約０．５デシリ
ットル／グラム乃至約４．０デシリットル／グラム、通
常は約０．７デシリットル／グラム乃至約３．５デシリ
ットル／グラム、そして最も好ましくは約１．０デシリ
ットル／グラム乃至３．０デシリットル／グラムのイン
ヘレント粘度（対数粘度数）を与える。また、注目すべ
きことは上記した条件下で、残留モノマー含有量は約５
重量パーセント未満となることである。

【００３３】この発明の生体被吸収性締結具医療用デバ
イス等の製品は、乾燥窒素雰囲気チャンバーが備えられ
た様々な射出成形機及び押し出し成形機を用いて、約１
００℃乃至約２３０℃、より好ましくは約１４０℃乃至
約２００℃の温度範囲、かつ約１分乃至約２０分、より
好ましくは約２分乃至約１０分の平均滞留時間で、この
発明のポリマー及び配合物から成形される。好ましいデ
バイスは、整形外科用リベット締結具である。好ましい
デバイスは、広がった位置（ピンが定位置にある場合に
脚部が広がる位置）に配向した脚部１２を持つリベット
に成形されるべきである。広がった脚部１２を持つリベ
ットに成形することは、脚部１２が広がった時に頭部４
と脚部１２との接続部分における応力を減少させるであ
ろう。この接続部分における応力を減少させることは、
埋め込み後のリベット及びピンからなる締結具の有効寿
命を延ばすはずである。

【００３４】この発明のリベットに係わる別の実施形態
例では、ポリマーおよび配合物を薬物送達マトリックス
として使用することができる。このマトリックスを形成
するために、ポリマーを治療薬と混合することができよ
う。この発明のポリマーと一緒に使用することが可能な
治療薬は多種多様であり、その数は膨大である。一般
に、この発明の医薬組成物を介して投与可能と思われる
治療薬としては、限定されるものではないが、抗生物質
及び抗ウィルス物質等の抗感染剤、鎮痛剤及び鎮痛性配
合薬、抗炎症剤、ステロイド等のホルモン、骨再生成長
因子、及び天然タンパク質または遺伝子工学的に作られ
たタンパク質、多糖、糖タンパク、またはリポタンパク
が挙げられる。マトリックス配合物は、１種類以上の治
療薬をポリマーと混合することによって処方することが
できよう。治療薬は、液体、微粉固体、または他の適当
な物理的形状のいずれかとして存在することができよ
う。一般に、マトリックスは、希釈剤、担体、賦形剤、
安定剤等の１種類以上の添加剤を含むであろうが、必ず
しも必要的ではない。

【００３５】治療薬の量は、使用している特定の薬物及
び処置している医療条件に応じるであろう。一般に、薬
物の量は、マトリックスの重量で約０．００１％乃至約
７０％、通常は約０．００１％乃至約５０％、最も通常
には約０．００１％乃至約２０％を示す。薬物送達マト
リックスに取り込まれるポリマーの量及び種類は、薬物
の放出または遊離に関するプロフィールや使用した薬物
の量に応じて変化する。

【００３６】体液と接触すると、ある持続時間または長
期に亘って分散薬物の放出を伴ってポリマーは徐々に分
解（主に加水分解による）しはじめる。このことは、有
効量（約０．０００１ｍｇ／ｋｇ／時間乃至約１０ｍｇ
／ｋｇ／時間）の薬物を長期に亘って（約１時間乃至約
５，０００時間、好ましくは約２時間乃至約８００時間
に亘って）送達することを可能とする。この用法は、処
置すべき被験者、病気の重さ、処方する医師の判断等に
より必要に応じて施すことができる。このような用法及
び類似の方法に従って、当業者は様々な処方を調製する
ことが可能であろう。

【００３７】この発明のリベットに係わる別の実施形態
例では、処理の際に外科手術野でデバイスがより一層見
やすくなるように、デバイスを構成するポリマーに生体
適合性色素を添加することができよう。あるいは、ピン
及びリベットにカラーコードを付けることで、ピンがリ
ベットに挿入されたことを外科医に知らせる視覚的フィ
ードバックを提供することができよう。リベット及びピ
ンの組み合わせは、ピンがリベット内の所定の位置に挿
入されていることを外科医に知らせるために、触覚及び
（または）聴覚的フィードバックを取り込むものであっ
てもよい。

【００３８】さらに、埋め込んだ後にリベット及びピン
からなる締結具のイメージング（画像化）を可能とする
ために、放射線不透過性マーカーをリベットまたはピン
に加えてもよい。

【００３９】以下の非限定的な実施例は、この発明の原
理及び実施について説明するためのものである。当業者
は、この発明の範囲及び意図から逸脱することなく容易
に数多くのその他の実施形態例を想到することができよ
う。

【００４０】

【実施例】以下の実施例では、生体被吸収性ポリマーま
たはポリマー配合物から製造され、かつ可撓性を有する
脚部を持つ本体と脚部を広げるために該本体に挿入され
るピンとを備える締結具システムを説明する。

【００４１】合成プロセスでは、この発明のデバイスの
高分子量の脂肪族ポリエステルは、所望の分子量及び粘
度が達成されるまで、不活性窒素雰囲気下、１００℃乃
至２３０℃の温度で２時間乃至２４時間に亘り開環重合
によってラクトンモノマーを反応させる工程を有する方
法によって調製される。

【００４２】この発明のポリマー配合物は、合成脂肪族
ホモ及びコポリエステルを別々に通常の混合容器に投入
することによって調製される。ホモポリマー及びコポリ
マーは、均一に分散したポリマー配合物が得られるま
で、１００℃乃至２３０℃で５分乃至９０分に亘り混合
する。

【００４３】以下の実施例では、配合物、ポリマー及び
モノマーは、化学組成及び純度（核磁気共鳴（ＮＭ
Ｒ）、フーリエ変換赤外線スペクトル（ＦＴ−Ｉ
Ｒ））、熱分析（示差走査熱分析（ＤＳＣ））、溶融レ
オロジー（溶融安定性及び粘性）、分子量（インヘレン
ト粘度）、さらに基準機械的特性（応力／ひずみ）に関
して特徴づけられる。

【００４４】配合物及びポリマーのインヘレント粘度
（Inherent Viscosities, ＩＶ、単位：デシリットル／
グラム）は、０．１グラム／デシリットルの濃度で溶媒
としてクロロホルムまたはＨＦＩＰを利用して、サーモ
スタットで２５℃に温度制御された水槽に浸した５０口
径Cannon-Ubbelhode希釈粘度計を使用して測定した。

【００４５】以下、いくつかの実施例を具体的に説明す
る。これらの実施例で使用される部及びパーセントは重
量またはモルとして規定されている部及びパーセントで
ある。

【００４６】実施例１ ８５：１５（モル／モル）ポリ（ラクチド−コ−グリコ
リド）コポリマーの合成

【００４７】以下に記載され、この実施例で使用される
方法は、米国特許第４，６４３，１９１号、同第４，６
５３，４９７号、同第５，００７，９２３号及び同第
５，０４７，０４８号に記載された方法と類似してお
り、当業者に周知である。本明細書ではこれらの米国特
許に記載された内容を本明細書の記載の一部として援用
する。

【００４８】オーバーヘッドメカニカルスターラー及び
窒素吸入口を備え、炎乾燥させた５００ｍｌの１首丸底
フラスコに、２６８グラム（１．８６モル）のＬ（−）
ラクチド、３８．４グラム（０．３３０モル）のグリコ
リド、０．５３グラム（７×１０^-3モル）のグリコール
酸開始剤、及び１３１マイクロリットルの０．３３Ｍオ
クタン酸第一錫触媒溶液を添加する。

【００４９】つぎに、この混合物を１８５℃の高温オイ
ル浴槽の中に置く。攪拌されたモノマーは直ちに溶融し
始める。低粘性溶融液の粘度はすぐさま増加し、この高
粘性溶融体の機械的攪拌を全反応所要時間である４時間
に亘って続ける。

【００５０】８５：１５（モル／モル）ポリ（ラクチド
−コ−グリコリド）コポリマーを浴槽から回収し、窒素
流下で室温まで冷やし、単離及び粉砕する。つぎに、未
反応のモノマーを取り除くために、ポリマーを１１０
℃、２４時間に亘って真空乾燥する。溶媒としてＨＦＩ
Ｐを用いるインヘレント粘度は、１．９０デシリットル
／グラムである。

【００５１】実施例２ ８５：１５（モル／モル）ポリ（ラクチド−コ−グリコ
リド）コポリマーからなるリベット及びピンの射出成形

【００５２】図１に示すようなリベットまたはピンを形
成するために、実施例１と同様に形成した１．５ｋｇの
コポリマーを１８ｍｍ径バレルを備えた２８トンＥｎｇ
ｅｌ射出成形機の窒素パージホッパーに加える。ポリマ
ーをバレルに入れると２００℃，１９０℃及び１８５℃
の３通りの加熱領域を用いてポリマーを溶融する。バレ
ルに溶融材料を供給するために、ノズル温度を１８５
℃、射出圧力を７００ｐｓｉ（４９．２３ｋｇ／ｃ
ｍ² ）、さらに速度を５．０８ｃｍ／秒(２インチ／
秒）とする。各射出は、シングルキャビティモールドで
単一成型品を製造する。成型品における応力のレベルを
最適化するために、モールドでは温度を４５℃とする。
このプロセスを用いることで、１分あたり２つの成型品
が形成される。

【００５３】実施例３ 動物モデルで使用される締結具またはヒトで使用される
締結具の段階プロセス図６を参照しながら説明する。プ
レート６０または他のデバイスが固定されるべき骨の位
置に外科医が穴６１を開けた後に、アプライヤー６２の
受け部６８にリベット３及びピン５を装填する。つぎ
に、リベット３をプレート６０の穴６４に挿入し、アプ
ライヤー６２のプランジャー６６に下方向の力を与える
ことによってリベット３の中にピン５を押し込む。外科
医が穴開けして形成される穴６１の寸法は、骨の種類及
びリベット（ピンが定位置にある）の断面径に基づいて
変更されるべきである。骨に形成される穴は、ピンが定
位置にあるリベットの直径よりも小さいことが必要であ
ろう。しかし、柔らかい性質の骨（実質的に海綿状の
骨）に関しては、穴の直径をより小さくして、リベット
及びピンからなる締結具と柔らかい骨との摩擦的係合を
高めるようにしてもよい。硬い性質の骨（実質的に皮質
状の骨）に関しては、穴の直径をリベット（ピンが定位
置ある）の直径に近づけるべきであり、それによってリ
ベット及びピンからなる締結具の適用を容易にする。

【００５４】好ましい実施態様は以下の通りである。 （１）前記締結具は、生体適合性脂肪族ポリエステルか
らなる請求項１に記載の生体被吸収性及び生体適合性を
有するリベットとピンとからなる締結具。 （２）前記生体適合性脂肪族ポリエステルは、乳酸、ラ
クチド（Ｌ、Ｄ−、メソ及びＤ、Ｌ混合物が含まれ
る）、グリコール酸、グリコリド、ε−カプロラクト
ン、ｐ−ジオキサノン（１，４−ジオキサン−２−オ
ン）、トリメチレンカーボネート、１，３−ジオキサン
−２−オン、ｐ−ジオキサン、δ−バレロラクトン。β
−ブチロラクトン、ε−デカラクトン、２，５−ジケト
モルホリン、ピバロラクトン、α、α−ジエチルプロピ
オラクトン、エチレンカーボネート、エチレンオキサラ
ート、３−メチル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオ
ン、３，３−ジエチル−１，４−ジオキサン−２，５−
ジオン、γ−ブチロラクトン、１，４−ジオキセパン−
２−オン、１，５−ジオキセパン−２−オン、６，６−
ジメチル−ジオキセパン−２−オン、６，８−ジオキサ
ビシクロクタン−７−オン及びそれらの組み合わせから
選択されるモノマーから形成される実施態様（１）に記
載の生体被吸収性及び生体適合性を有するリベットとピ
ンとからなる締結具。 （３）被吸収性ポリマーマトリックスは、ポリラクチ
ド、ポリグリコリド、ポリ−１，４−ジオキサン−２−
オン、ポリトリメチレンカーボネート及びポリ（ε−カ
プロラクトン）、それらのコポリマー及びそれらの配合
物からなる群から選択される脂肪族ポリエステルを含む
実施態様（１）に記載の生体被吸収性及び生体適合性を
有するリベットとピンとからなる締結具。 （４）前記ピンは、結合した２以上の部材を有する請求
項１に記載の生体被吸収性及び生体適合性を有するリベ
ットとピンとからなる締結具。 （５）前記ピンは円周方向に沿うノッチを有し、また前
記リベットは内面に円周方向に沿うリブを有し、さらに
前記ノッチと前記リブとが嵌合し、前記リベットに前記
ピンを係止する請求項１に記載の生体被吸収性及び生体
適合性を有するリベットとピンとからなる締結具。

【００５５】（６）前記リベットの少なくとも１本の脚
部は内周面側面を有し、１つ以上のリブが前記内周面ま
たは側面に設けられる請求項１に記載の生体被吸収性及
び生体適合性を有するリベットとピンとからなる締結
具。 （７）前記リベットと前記ピンは、着脱自在の連結部に
よって結合している請求項１に記載の生体被吸収性及び
生体適合性を有するリベットとピンとからなる締結具。 （８）前記リベットは、抗感染剤、抗炎症剤、タンパク
質、多糖及びそれらの組み合わせからなる群から選択さ
れる治療薬を治療上有効な量含む実施態様（１）に記載
の生体被吸収性及び生体適合性を有するリベットとピン
とからなる締結具。 （９）前記リベットは、鎮痛剤、ホルモン、骨再生成長
因子、糖タンパク、リポタンパク及びそれらの組み合わ
せからなる群から選択される治療薬を治療上有効な量含
む実施態様（１）に記載の生体被吸収性及び生体適合性
を有するリベットとピンとからなる締結具。 （１０）前記ピンは、抗感染剤、抗炎症剤、タンパク
質、多糖及びそれらの組み合わせからなる群から選択さ
れる治療薬を治療上有効な量含む実施態様（１）に記載
の生体被吸収性及び生体適合性を有するリベットとピン
とからなる締結具。 （１１）前記ピンは、鎮痛剤、ホルモン、骨再生成長因
子、糖タンパク、リポタンパク及びそれらの組み合わせ
からなる群から選択される治療薬を治療上有効な量含む
実施態様（１）に記載の生体被吸収性及び生体適合性を
有するリベットとピンとからなる締結具。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、外
科手術的処置に用いられる生体適合性かつ生体被吸収性
のリベットおよびピンからなる締結具を提供できるとい
う効果がある。また、本発明のリベット及びピンから成
る締結具はピンが挿入の際にかかる負荷の大きい条件下
でもリベットの内側通路に適合するように半径方向に変
形することができるので、堅さ、硬さ、厚さ等の骨の種
々の材料特性のそれぞれについて幅広い範囲に渡って良
好な締結具性能を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく生体適合性かつ生体被吸収性の
リベットおよびピンからなる締結具の一実施形態例を示
す斜視図である。

【図２】ヘッドの内側通路に挿入されたピンを持つリベ
ットの斜視図である。

【図３】固定機構が存在する本発明に基づく別の実施形
態例の斜視図である。

【図４】リベットが配置された際に、該リベットと周囲
の組織との間の係合を保証するために、リベットの脚部
にリブが設けられている本発明に基づく別の実施形態例
の斜視図である。

【図５】本発明に適用されるピンの別の実施形態例を示
す斜視図である。

【図６】本発明に基づくリベット及びピンからなる締結
具に適用されるアプライヤーの斜視図である。

【符号の説明】

２ 締結具 ３ リベット ４ ヘッド部 ５ ピン ６ 近位端 ８ 遠位端 １０ 中心軸 １２ 脚部 １４ 内側通路 １６ 可撓性部材 １８ 接合部 ２４，２６ 先端縁部 ２８ 内側通路の面 ３０ ノッチ ３１ 外周面（側面） ３２，４４ リブ ３６ 材料連結部 ４２ 外周面（側面） ５０ ロッド ５２ 遠位端 ６０ プレート ６１，６３ 穴 ６２ アプライヤー ６６ プランジャー ６８ 受け部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ショーン・ティ・ハクセル アメリカ合衆国、08733 ニュージャージ ー州、レイクハースト、リッジウェイ・ロ ード 3297 (72)発明者 ケビン・クーパー アメリカ合衆国、07059 ニュージャージ ー州、ウォーレン、アーリッヒ・ドライブ 15 (72)発明者 デニス・ディ・ジャミオルコフスキ アメリカ合衆国、07853 ニュージャージ ー州、ロング・バレー、フォーンリッジ・ ロード 20 (72)発明者 トーマス・ジェイ・クミンス アメリカ合衆国、14526 ニューヨーク州、 ペンフィールド、ヘンダーソン・ドライブ 83

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体被吸収性及び生体適合性を有するリ
   ベットとピンとからなる締結具であって、 （１）近位端、遠位端及び中心軸を有する頭部と、該頭
   部の近位端から遠位端に延び、かつ前記頭部の中心軸に
   対して実質的に平行な内側通路と、前記頭部の遠位端に
   機械的に接続し、内面が前記頭部の中心軸に面し、前記
   頭部から概略遠位方向に延びる少なくとも２本の脚部と
   を持つ生体適合性のリベットと、 （２）前記リベットの脚部よりもコンプライアンスが低
   く半径方向に圧縮可能な断面を有し、かつ前記リベット
   の内側通路への挿入に適するピンとを備え、 さらに、前記リベットの近位端から遠位端に向けて前記
   ピンが送られることで、前記リベットの脚部の内面に前
   記ピンが接触し、前記リベットの中心軸に対して実質的
   に垂直方向に力が与えられる締結具。
2. 【請求項２】 生体被吸収性及び生体適合性を有するリ
   ベットとピンとからなる締結具であって、 （１）近位端、遠位端及び中心軸を有する頭部と、該頭
   部の近位端から遠位端に延び、かつ前記頭部の中心軸に
   対して実質的に平行な内側通路と、前記頭部の遠位端に
   機械的に接続し、内面が前記頭部の中心軸に面し、前記
   頭部から概略遠位方向に延びる少なくとも２本の脚部と
   を持つ生体適合性のリベットと、 （２）前記リベットの脚部よりも柔さが少なく半径方向
   に圧縮可能な断面を有し、かつ前記リベットの内側通路
   への挿入に適するピンとを備え、 さらに、前記リベットの近位端から遠位端に向けて前記
   ピンが送られることで、前記リベットの脚部の内面に前
   記ピンが接触し、前記リベットの中心軸に対して実質的
   に垂直方向に力が与えられ、 さらに、前記リベットは、所定の位置にある前記ピンと
   ともに入る実質的定位置にある前記脚部と一緒に成形さ
   れる締結具。