JP2002525157A - 生体吸収可能な外科用ネジ及びワッシャ装置 - Google Patents

生体吸収可能な外科用ネジ及びワッシャ装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、部分的に生体吸収可能な外科用ファスナ、すなわちスクリュー1とワッシャー4システムとの形状を有する装置と、この装置を製造・使用する方法とを提供する。この外科用ファスナは、特に、骨12に回旋腱板の腱11の再建手術のみに使用させるものではないが、特にこのような再建手術に適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の背景 本発明は、ネジおよびワッシャ装置の形態をなすよう形成された外科用ファス
ナ(固定具)またはインプラント(インプラント)およびこれらの製造方法に関
する。本発明の外科用インプラントは、単に回旋腱板の腱の再建手術における使
用を意図しているわけではないが、このような再建手術に特に適している。
【0002】 回旋腱板の筋肉の腱の断裂および劣化は、毎年、多数の人々に共通で潜在的な
痛みを与え衰弱させるという問題があった。回旋腱板を再建するためには、常識
的には外科医が腱を骨に取付ける必要がある。最初は、この状況における外科用
治療では開放手術を必要としていた。開放手術による弊害を少なくするために、
関節鏡式外科手術の技術を発展させてこの状況を処理していた。開放手術も関節
鏡式外科手術もともに、現在では外科医は縫合糸を使用して断裂した腱を上腕骨
頭に固定する。特に、外科医は、骨を貫通する穴を開けると共にこの穴に縫合糸
を通すことにより腱を上腕骨頭に縫合(骨内縫合または骨通過縫合)する。例え
ばエルマン氏(Ellman)、ガルツマン氏(Gartsman)発明の19
93年の「関節鏡式肩手術および関連手順(Arthroscopic Sho
ulder Surgery and Related Procedures
)」の第178から179頁および第189から197頁、ならびにイアノッチ
氏(Iannotti)発明の1998年の「回旋腱板に関する現在の概念およ
び複雑な問題(The Rotator Cuff:Current Conc
epts and Complex Problems)」の第18から19頁
を参照されたい。これらを参照することによって本明細書の記載に代える。
【0003】 種々の理由により縫合糸の使用に問題が生じることがある。外科医は上腕骨頭
を貫通する穴を慎重に開ける必要がある。この穴に縫合糸を通して腱を骨に縫合
することは、とりわけ関節鏡を用いる際には、複雑で時間を多大に浪費する処置
となる。縫合糸は縫合された組織から容易に破断または断裂する場合があり、回
旋腱板の再建は失敗となる。あるいは、縫合糸が延伸するか、または再建された
腱の一部分が上腕骨頭から分離し(縫合離開となる)、結果的に腱を骨に取付け
る取付治癒が不十分となる場合がある。さらに、縫合糸は縫合された組織を絞扼
する場合がある。また、吸収可能な縫合糸は劣化が非常に速いので、一般的には
吸収不能な縫合糸を使用する必要がある。しかしながら、このような吸収不能な
縫合糸は、肩関節を刺激すると共に肩関節における術後の他の問題が生じる可能
性を有する異物である。
【0004】 腱が容易に断裂するのを妨げるための試みにおいて、例えば欧州特許第520
177号に開示されるように、或る外科医は小型プレートを使用することで、縫
合糸の力を腱の断面の大部分に渡って分散するようにさせた。この欧州特許を参
照することによって本明細書の記載に代える。しかしながら、そのようなプレー
トは、縫合糸が柔弱であり、または縫合糸の使用が困難であり時間を浪費すると
いう問題が残る。さらに、そのようなプレートによって、腱の血管新生作用が低
下し、結果的に組織が壊死する場合がある。
【0005】 骨内縫合作用に対する一つの代替案は縫合糸用アンカ(anchor)を上腕
骨内において使用することである。縫合糸用アンカを上腕骨頭内の穴に挿入し、
これにより、腱が骨に縫合される。しかしながら、回旋腱板の再建についての縫
合糸用アンカの研究はほとんどなされておらず、また縫合糸用アンカの引抜強度
について問題がある。これは上腕骨が骨粗鬆症になるという特有の問題である。
結果的に、このような縫合糸用アンカは回旋腱板の再建手術には問題がある。縫
合糸用固定装置を引抜く場合には、回旋腱板の再建部が危険になるだけでなく、
アンカによって肩関節が付加的に損傷および/または苦痛を伴う場合がある。こ
の処置は、腱における縫合作用についての前述の問題点を含んでいる。さらに、
縫合糸用アンカが生体吸収可能な材料から製造されていない場合には、アンカが
異物とされること又はアンカが移動することにより患者が拒絶反応が起こす場合
があるため、このアンカが上腕骨内に継続して存在することは、術後において問
題が残る。
【0006】 発明の簡単な概要 それゆえ、本発明の目的は、容易かつ迅速に使用できる外科用ファスナを提供
することであり、外科手術時間を短くさせ、その手術を簡単にさせることができ
る。 さらに、本発明の目的は、要求される場合には関節鏡検査に使用可能な外科用
ファスナを提供することであり、これにより、患者に対し処置による損傷を少な
くすることができる。
【0007】 さらに、本発明の目的は、回旋腱板の腱を固定した際に作用する強力な引抜力
に有効に耐えるのに十分に強力に形成されている外科用ファスナを提供すること
であり、これにより、回旋腱板の断裂部を適切に治癒させることができる。 さらに、本発明の目的は、軟組織を損傷させることなしに軟組織を骨に堅く保
持するよう形成された固定具を提供することである。
【0008】 さらに、本発明の目的は、生物学的に劣化して質量が最小である外科用ファス
ナを提供することであり、これによりファスナが述語に患者内に残ることで合併
症にかかる危険性を少なくすることができる。 さらに、本発明の目的は、小型形状の外科用ファスナを提供することであり、
これにより、周囲組織への刺激を少なくすることができる。
【0009】 さらに、本発明の目的は、セルフタッピング可能な外科用ファスナを提供する
ことであり、これにより、外科手術時間の短くし、その外科手術を簡単にするこ
とができる。 さらに、本発明の目的は、腱の広範な表面領域を骨に対して露出させる外科用
ファスナを提供することである。 さらに、本発明の目的は、前述した利点を有する外科用ファスナの製造方法を
提供することである。以下の説明から判るように、これら目的および他の目的は
本発明によって達成される。
【0010】 本発明の外科用ファスナは、軟組織を骨に取付ける、例えば回旋腱板の腱を上
腕骨頭に取付けるためのネジおよびワッシャを備える。ネジは、上腕骨頭内にお
いて強力な引掛作用を得るために比較的高いネジ山を有するよう特別に形成され
ている。ネジの胴部およびヘッドは、ネジの質量を最小限にすると共に回旋腱板
に対する損傷を最小限にするために比較的幅狭になっている。ネジの先端は、挿
入するのを容易にするために(ピラミッド型の)トロカールまたはリブ付きの切
断用先端を形成するよう鋭角にされることができる。
【0011】 ワッシャが本発明のネジのシャフトを包囲する。ネジのシャフトが貫通するワ
ッシャの環状開口部の直径はネジのシャフトの直径より大きく、更にネジのネジ
山及び/又はヘッドの外径より小さい。それ故、ワッシャは自由に上下に滑動出
来ると共にシャフトのネジ山の無い部分の周りを回旋することができ、更に、ネ
ジ又はワッシャを損傷することなくネジから容易に取り外される、又は別な方法
で分離されることは出来ない。ワッシャは更に、その下方表面に比較的長い突起
又はスパイクを備えていても良い。これらのスパイクは、ワッシャが軟組織を固
定的に把持し、それを骨に対して保持することを可能にし、更に、軟組織の血管
分布を傷つけず、これによって壊死を最小限に留めるのに十分な長さを有する。
また、ワッシャは、挿入されたときにネジ及びワッシャが低い輪郭になる(高く
突出しない)ように、ネジのヘッドを受承するためにその上方側面に凹部又は窪
みを有していても良い。
【0012】 ネジ及びワッシャは、強度があり耐久性を有する生体吸収可能な材料を備えて
いる。この材料は好ましくは、例えば米国特許第4968317号に記載される
ような配向性繊維状構造のポリマー/コポリマー材料(配向され繊維状構造にさ
れたポリマー/コポリマー:oriented, fibrillated polymer/copolymer)であり
、この文献の全開示内容を参照することにより本明細書の記載に代える。
【0013】 発明の詳細な説明 図1を参照すると、本発明の外科用ファスナはネジとワッシャとの組合せを備
えていることがわかる。ネジは、ヘッド1と、シャンク2と、少なくとも一つの
ネジ山3を有している。ネジのシャンク2はワッシャ4の穴5を通っている。
【0014】 回旋腱板に対する損傷の治療において直面する主要な解決課題の一つは、治療
過程において及び治療後に回旋腱板の腱に作用する強い力に耐える治療を行うこ
とである。回旋腱板の腱は、ネジをそれらが挿入されている上腕骨から容易に引
き抜いてしまうので、これまでのネジは回旋腱板に対する損傷の治療において特
には成功しなかった。これらの力に耐えるために、本発明のネジは比較的高いネ
ジ山3を有するように特別に形成されている。本発明の好ましい実施形態では、
ネジ山3の少なくとも一部は、少なくとも1.5mmの高さHを有する。これら
の特に高いネジ山は、骨に一旦挿入されるとネジにより大きな安定性を与えると
共に、ネジが、例えば上腕骨頭の骨等の海綿状骨において、より高い引抜き強度
を達成することを可能にする。
【0015】 ネジ山3は、多くの異なる形状をとりことができる。本発明の好ましい実施形
態では、本発明のネジはセルフタッピングする。このことにより、より柔軟な骨
への挿入処置を簡単にさせ、再建手術時間を短くさせる。
【0016】 また、本発明の好ましい実施形態では、ネジの先端8は、トロカール状、溝付
き(fluted)、又はピラミッド状の形状を有する。これによりネジを骨の中へ容易
に挿入させることができる。また、これによりネジの挿入の際に腱の不必要な断
裂や捩れを引き起こすことなく、ネジが骨に固定されている腱を容易に貫通させ
ることができる。
【0017】 ワッシャ4の大きな表面積は、腱の大部分にわたって分布され、骨への腱のよ
り大きな固定部をもたらす。このことは、腱がネジから引き裂かれ、治療の失敗
を導く危険性を低減する。また、これにより、腱が上腕骨頭から分離し、肩関節
において不安定になる危険性も低減する。また、これにより、治療している骨に
対する腱の表面積が拡大され、血管が内に延ばされる。本発明の好ましい実施形
態においては、ワッシャ4の下方表面9は例えばスパイク7等のような突起を有
し、このスパイク7は腱を把持し、それを骨に堅固に固定すると共に、治療過程
における腱の望ましくないスリップを防止する。図2に見られるように、本発明
の更に他の好ましい実施形態では、スパイク7は、ワッシャ4の平坦な下方表面
9が、治療されている腱11を激しく押圧しないような十分な長さである。幾つ
かの例においては、ワッシャの平坦な下方表面9の少なくとも複数の部分は、腱
11と接触しない。このことは、治療中における腱11の良好な血管新生を可能
とし、組織が壊死する危険性を低減する。ワッシャ4の下方表面9は、腱11の
血管分布を損なう程に激しく治療中に腱11を加圧しないが、スパイク7が治療
過程の間、腱11を適正位置に堅固に保持する。スパイク7は、好ましくは長さ
が0.6から3mmである。スパイク7は、必要なわけではないが、骨12に接
触し得る。スパイク7の最適サイズ及び形状は、個々の場合における治療に応じ
て様々である。
【0018】 本発明の他の好ましい実施形態においては、ワッシャ4の上方表面10は窪み
又は凹部6を含んでいる。この凹部6はネジのヘッド1全体を受承するのに十分
な深さである。従って、ネジが骨12内に挿入されたときには、ネジのヘッド1
は、そのほとんど又は全体がワッシャ4の凹部6内に位置させられる。このこと
は、挿入されたときの本発明の装置の外形を小さくさせ、これによって、周辺組
織への刺激又は損傷の危険性を低減する。
【0019】 ワッシャ4の断面は、挿入される装置のプロフィールを減少させ、更に周辺組
織への刺激又は損傷の危険性を低減するために、丸められたエッジを有する形状
を含む様々な形状を有することができる。同様に、ヘッド1の断面は、ファスナ
が使用される特定の用途に応じて、異なる形状及びサイズを有することができる
【0020】 本発明の好適な実施例では、この装置は、ポリラクチド、ポリグリコリド及び
これらのコポリマー等の少なくとも部分的に吸収可能な材料で作られている。し
かしながら、本発明は、その一部のリストが米国特許第4968317号に記載
されている様々な吸収可能な材料で作られてもよいことがわかる。さらに、本発
明の別の好適な実施例では、ワッシャ4は、ネジが構成されている材料よりも速
く生体吸収する材料で作られる。これにより、ネジが最初に性能低下してワッシ
ャが腱又は骨と分離されて包囲している組織を刺激する又は損傷させる危険性を
なくす。好ましくは、ワッシャ4は、4〜6ヶ月間ワッシャの強度をほぼ維持さ
せる材料で構成される。これにより、ワッシャが実質的に性能低下し始める前に
、適切に腱が治療される十分な時間が与えられる。生体吸収可能な材料の使用に
より、患者を刺激し、拒絶反応を起こさせ、インプラントを除去する手術を再度
行う可能性を有するような永久的インプラントの使用についての危険性がなくな
る。さらに、生体吸収可能なインプラントは、金属インプラントに比べて術後の
MRI及びX線に干渉しない。
【0021】 本発明の別の好適な実施例では、この装置は、配向性繊維状構造の生体吸収可
能な材料で構成される。その強度を増すためにポリマを配向性を有し線維状構造
にする方法が当業者において公知であり、この方法は、例えば米国特許第496
8317号に記載されている。別の好適な実施例では、ワッシャ4は、二軸方向
に配向性を有する材料でつくられている。このように配向性を有することより、
装置の強度を増加させ、より堅固に腱を骨に固定することができる。
【0022】 本発明の別の実施例では、装置が構成されている生体吸収可能な材料は、薬物
、成長ホルモン、又は組織の成長及び治癒を促進する他の生体材料等の他の要素
を含んでもよい。
【0023】 本発明のネジ及びワッシャの組み合わせにより、回旋腱板の再建に必要な時間
が著しく短くなる。さらに、従来発展している縫合技術よりもはるかに容易に使
用される。これは本発明が関節鏡に使用されるときに特に当てはまる。複雑で入
り組んだ蝶結びの替わりに、単なる腱11を通したネジ11の骨12への挿入が
なされる。骨12の強度及び硬度に応じて、ネジを挿入する前に骨12に穴が開
けられるか、あるいは、骨が比較的に軟らかい場合にはネジそれ自体でセルフタ
ッピングする。ネジが挿入されるときには、ワッシャ4は腱11を骨12に対し
て保持する。ネジが骨12の内部にねじ込まれながら、ワッシャ4がネジのシャ
ンク2回りに回旋する。こうして、一旦ワッシャ4が腱11と接触すると、ワッ
シャ4は腱11に関して所定位置に留まり、一方、ネジは骨12の中にねじ込ま
れる。これにより、腱11は、ネジの挿入中に捻られる又は不必要に損傷される
ことがないということが保証される。本発明は関節鏡の外科手術に特に有用であ
るが、開放手術にも同様に使用することができる。
【0024】 ネジの比較的長いネジ山3と、ワッシャ4の比較的小さい穴5とにより、ワッ
シャ4は、ネジ又はワッシャ4を損傷させることなくネジから取り外すことがで
きない。これにより、ワッシャ4が不用意に挿入前又は挿入中にネジから分離さ
れてしまわないということが保証される。これにより、外科医又は外科医の補助
者が術前に無菌インプラントを汚染する危険を増加させる可能性がある術前のネ
ジへのワッシャの配置をしておかなくてもよいために、手術が簡単になる。
【0025】 しかしながら、この結果を得るためには、ネジ及びワッシャ4が共に製造され
るということが好ましい。したがって、本発明のワッシャ4は、好ましくは、ネ
ジの頭部1が形成される前にネジのシャンク2上に配置される。これは図5に示
されている。ネジのシャンク2及びネジ山3は、当業者に公知である技術により
形成される。しかしながらこのネジには頭部1はない。このため、完全に形成さ
れたワッシャ4がネジのシャンク2を覆って配置されている。ワッシャ4は当業
界の公知技術を使用して形成される。これらの公知技術には、押し出し加工又は
射出成形及び機械加工等の技術が含まれうる。一旦ワッシャ4がネジのシャンク
4周りに配置されると、ネジのヘッド1がシャンク2の上部の材料で形成される
。この形成段階は、例えばシャンク2の上部を機械加工することによって実現す
ることができる。一旦、ネジのヘッド1が形成されると、ワッシャ4は、ネジ又
はワッシャ4を損傷させることなくネジから容易に取り外れない。
【0026】 本発明の以上の記載及びその特定の実施例に関しては、多数の変形及び修正が
本発明の精神及び範囲の中から逸脱することなく本発明で実施可能であることが
当業者には明白である。尚、以下の例は、単に例示目的に過ぎず、本発明の範囲
を限定するものではない。
【0027】 例1 引張り強度試験が本発明のファスナ上で行われた。この試験は衰弱した豚の脛
骨で行われた。半月板が軟骨から削りとられ、直径3.2mmの穴がこの表面に
開けられた。その後、比較的に浅い直径9mmの穴が圧縮された表面の骨の層を
通して開けられた。深い直径3.2mmの穴がねじ切られた。外径約6.8mm
で内径約3.7mmのネジ山を有するネジとワッシャの両方は、ポリLラクチド
で構成され、ネジのヘッドにあるスロットに対応する四角形状の先端を有するド
ライバ工具を用いて骨の内部に挿入された。ネジの頭部が軟骨表面の直上方に置
かれた。縫合糸がネジのシャンクに取り付けられ、ネジが骨から引かれた。ネジ
を除去するのに必要とされる力が計測され、十回以上の試験でネジは150〜2
60Nの引張り力に耐えた。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明のファスナの一つの実施形態の側方斜視図を示す。
【図2】 図2は、軟組織を骨へ取付けるのに使用されている、本発明のファスナの一つ
の実施形態の部分断面図を示す。
【図3】 図3は、本発明のワッシャの上方側面の一つの実施形態を示す。
【図4】 図4は、本発明のワッシャの下方側面の一つの実施形態を示す。
【図5】 図5は、ネジヘッドが形成される前状態の製造工程中の本発明のファスナの一
つの実施形態を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4C060 LL13 LL14 LL15 4C081 AC03 BA16 CC01 DA04 4C097 AA20 AA21 BB09 DD09 EE07

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 遠位端部と、第一直径及び高さを有するヘッドを備える近位
    端部と、第二直径を有し前記ヘッドに連結されるシャンクと、少なくとも内径と
    外径とを有するネジ山1つとを備える部分的に生体吸収可能なネジを備えた外科
    用ファスナであって、前記ネジ山の少なくとも一部は、少なくとも1.5ミリメ
    ートルの高さを有し、 さらに、少なくとも部分的に生体吸収可能な環状ワッシャは、前記ネジの前記
    ヘッドに対向する上側部と、下側部と、該上側部及び下側部を貫通する開口とを
    有し、 前記ネジの前記シャンクは、前記ワッシャの前記開口を貫通し、 前記開口は、前記シャンクの前記第二直径よりも大きく、前記ヘッドの第一直
    径よりも小さく、前記ネジ山の前記外径よりも小さい第三直径を有する外科用フ
    ァスナ。
  2. 【請求項2】 前記少なくとも部分的に生体吸収可能なネジ及びワッシャの
    料は、配向性繊維状構造である請求項1に記載のファスナ。
  3. 【請求項3】 前記ワッシャは、二軸方向の配向性繊維状構造である少なく
    とも部分的に生体吸収可能な材料を備える請求項2に記載のファスナ。
  4. 【請求項4】 前記ワッシャは、生体内で前記ネジよりもファスナを劣化さ
    せる請求項3に記載のファスナ。
  5. 【請求項5】 さらに、前記ワッシャの下側部から突出する複数の突起を備
    える請求項1に記載のファスナ。
  6. 【請求項6】 前記突起の少なくとも1つは、少なくとも0.6ミリメート
    ルの高さを有する請求項5に記載のファスナ。
  7. 【請求項7】 前記ワッシャの前記上側部は、前記ネジの前記ヘッドの少な
    くとも一部を取外可能な状態で受承されるように形成された窪みを含む請求項6
    に記載のファスナ。
  8. 【請求項8】 前記窪みは、前記ネジの前記ヘッドの高さよりも大きい又は
    等しい深さを有する請求項7に記載のファスナ。
  9. 【請求項9】 前記ファスナの引張力は、少なくとも150Nである請求項
    1に記載のファスナ。
  10. 【請求項10】 前記ネジの遠位端部は、トロカール先端部を有する請求項
    1に記載のファスナ。
  11. 【請求項11】 遠位端部と、高さを有するヘッドと、第一直径を有するシ
    ャンクと、少なくとも1つの外径と内径とを有するネジ山とを有する少なくとも
    部分的に生体吸収可能なネジを準備する工程と、 上側部と、下側部と、これらの上側部と下側部と貫通する開口とを有する少な
    くとも部分的に生体吸収可能な環状ワッシャを準備する工程とを備え、前記開口
    は、前記シャンクの第一直径よりも大きく、前記ネジ山の外径よりも小さい第二
    直径を有し、 さらに、前記ワッシャの下側部が前記ネジ山と対向し且つ前記シャンクの一部
    が前記ワッシャの上側部の上方に突出するように前記ワッシャを貫通する前記シ
    ャンクを挿入する工程と、 前記ワッシャの上側部の上方に前記シャンクの一部からネジヘッドを形成する
    工程とを有する外科用ファスナを製造する方法。
  12. 【請求項12】 前記ネジ又はワッシャは、配向性繊維状構造である請求項
    11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記ワッシャは、二軸方向の配向性繊維状構造である少な
    くとも部分的に生体吸収可能な材料を備える請求項12に記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記ワッシャは、生体内で前記ネジよりもファスナを劣化
    させる請求項13に記載の方法。
  15. 【請求項15】 さらに前記ワッシャは、前記ワッシャの下側部から突出す
    る複数の突起を備える請求項14に記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記突起の少なくとも1つは、少なくとも0.6ミリメー
    トルの高さを有する請求項15に記載の方法。
  17. 【請求項17】 さらに前記ワッシャの前記上側部は、前記ネジの前記ヘッ
    ドの少なくなくとも一部を取外し可能な状態で受承するように形成された窪みを
    備える請求項16に記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記窪みは、前記ネジの前記ヘッドの高さよりも大きい又
    は等しい深さを有する請求項17に記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記ネジの遠位端部は、トロカール先端部を有する請求項
    11に記載の方法。
  20. 【請求項20】 ネジとワッシャとを備える請求項1の外科用ファスナを準
    備する工程と、 上腕骨と前記ネジの遠位端部との間に回旋腱板の腱を配置する工程と、 前記回旋腱板の腱が前記上腕骨と前記ワッシャとの間に付着されるように前記
    ネジを前記上腕骨に回旋させて挿入する工程とを有する上腕骨に回旋腱板の腱を
    取付ける方法。
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