JP2002536048A - 骨ねじ - Google Patents

骨ねじ

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Abstract

(57)【要約】 骨ねじは、ねじを切った前部分（１）、ねじを切ってない後部分（２）およびこれらの前記部分の間に位置したねじを切ってない軸部分（３）を有する生物適合性の材料からなる。この骨ねじの表面Ｏtotの部分ＯAgは銀被覆膜を備えており、この部分は少なくとも部分的にねじを切ってない軸部（３）を含む。少なくともねじを切った前部分（１）を含む、残りの表面（Ｏtot−ＯAg）は被覆してない。前記骨ねじは感染の発生を予防する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、請求項１の前文に定める骨ねじおよびこのようなねじを用いる請求
項１６にクレームした外部締め付け方法に関する。
【０００２】 （背景技術） しばしば感染は、外科手術での外部締め付け方法、即ち骨へ柔らかい組織を通
して移植される、「ピン」とも呼ばれる、骨ねじの使用に付随して起こり、柔ら
かな組織の領域で感染を引き起こし、更に骨へ影響することがある（いわゆる「
ピン路感染、ＰＴＩ」）。
【０００３】 銀の既に長期間公知の抗菌性効果に基づき、Ｓｗｉｓｓ Ｂｌａｅｔｔｌｅｒ
の特許第６５７，５１９号は、銀で被覆した外科手術移植体を開示している。こ
の銀の被覆膜は基材に直接でなく、中間の銅層に付着する。この公知の方法は、
濃度（典型的に１．４２μｇ／ミリリットル）により、銀が骨芽細胞を抑制し、
このように被覆した骨ねじがやはり緩む可能性があるという欠点を負う。
【０００４】 更に、組織中を骨まで前へ進む、銀被覆したプラスチックの管を備えたピンが
提案されている。この方法は、殺菌できず、従って再使用できないという点で不
利益である。すっぽりかぶせた管の為にピンの直径は二倍になっており、柔らか
な部分へのピンの挿入は長い切開を必要とし、従って柔らかな組織の外傷を増す
。
【０００５】 ここで本発明は解決策を講じる。本発明の目標は、特に外部締め付け方法で用
いる為の骨ねじを創造することであり、このねじは感染を防止する。 本発明はこの問題を請求項１の特徴を含む骨ねじにより解決する。
【０００６】 （発明の開示） 本発明の骨ねじの主な有利さは以下の通りである： −ピンは完全に従来の方法、即ち被覆しないで用いることができ； −ピンは、調製と殺菌の後に再使用でき； −感染に対する予防は、例えば開発途上国で薬品の不足があるとき、特に重要
である。
【０００７】 本骨ねじを部分的にのみ、即ち少なくとも感染に対して保護されるべき柔らか
な部分で、銀により被覆することが本発明の基本である。このねじのねじ山は、
銀が骨と直接の接触をしたとき骨芽細胞を抑制するであろうから被覆されてない
。好ましくは、締め付け方法の締め付け挟み口により外部的に、機械的に応力を
かけられるねじの後部分もまた被覆されない。
【０００８】 電気化学系列における銀（＋０．８Ｖ）に対する元素モリブデン（−０．２Ｖ
）、ニッケル（−０．２４Ｖ）、鉄（−０．４４７Ｖ）、クロム（０．７４４Ｖ
）およびチタン（−１．６３Ｖ）の異なる位置により、ＦｅＮｉ基材（例えば１
６％のクロム、１３％のニッケル、３％のモリブデンと６８％の鉄のＩＳＯ５８
／３２−１によるＣｒＮｉＭｏ）に対し、少なくとも１Ｖ（２５℃で１リットル
の溶液に溶解した１ｇのイオンに対して）の差がある。
【０００９】 この配列では銀被覆膜は陽極で、鉄（またはチタン）は陰極である。バクテリ
アでの実験は、殺菌の効果は主に陽極で起こることを示した。骨折へ適用された
電流刺激は陰極の骨細胞を刺激する作用を示した。
【００１０】 本発明の骨ねじの抗菌効果は、弱い電流、例えば０．２５μアンペア、を適用
することにより更に上げることができる。典型的に５から２０μアンペアの電流
を約０．８Ｖで用いる。 これらの結果は、一方では銀イオンの殺菌性の放出であり、他方では骨芽細胞
の成長が銀の被覆膜のない（チタン）ねじ山の領域で刺激される。
【００１１】 銀被覆膜の厚さは好ましくは１０μを超え、この被覆膜は電気化学的にまたは
身体適合性材料上へ一切の中間層のない金属箔として付着してもよい。他の方法
は銀被覆膜を接着することである。このような被覆膜は異なった手法で付着して
もよい。例えば −電気化学的（陽極処理） −イオン補助ビーム蒸着（ＩＡＤＢ）により −箔を用いること（および導電性と非導電性の接着剤）。
【００１２】 この被覆膜のない区域はマスクで覆ってもよい。 これらの箔は殺菌の前に耐熱性接着剤を用いて付着してもよく、そうでなけれ
ば、これらは外科手術の看護婦により挿入の前に直接に殺菌した形状で付着して
もよい。
【００１３】 前記身体適合性材料は、鉄、チタン、タンタルまたはニオブでもよい。これは
またポリラクチド、ポリウレタン、ヒドロキシアパタイト、ガラス、セラミック
または炭素繊維から成るものでもよい。 前記ねじを切った前部分は少なくとも３ｍｍの長さであり、骨への適切な固定
を確実にする。
【００１４】 本骨ねじのねじを切ってない後部分は２ｃｍから３ｃｍの長さであるべきで、
これはピンを駆動するのに用いるドリルチャックがピンを挟むのに約２ｃｍ必要
とし、もう１ｃｍは銀被覆膜が皮膚からちょうど突き出る為に銀無しであるべき
であり、これはドリルチャック区域にくわえて、挟み口がまた機械的擦過傷の原
因となるからである。
【００１５】 好ましくは、被覆表面ＯAgは骨ねじの全表面Ｏtotの１０％であるべきである
。 本発明の更に好ましい実施態様において、本発明の骨ねじは、軸のねじを切っ
てない部分で部分的にのみ、例えば軸方向で交互の輪として銀被覆膜を備えてい
る。この交互の表面の輪は、鉄のような身体適合性の材料と銀からできており、
最初に柔らかな部分帯への銀イオンの流出を起こす。電荷の差は時間および交換
したイオンと共に減少するので、予め決められた量の銀イオンを放つことができ
る。この実施態様はピンの再殺菌を妨げるが、一方これは銀イオンの制御された
放出の要求を満たす。
【００１６】 本発明および更なる実施態様形態を、いくつかの実施態様の部分概略図に関し
て以下に説明する。 図１に示した骨ねじに関しては、ねじを切った前部分１とねじを切ってない後
部分２は両方とも被覆されておらず、中間のねじを切ってない軸部分３のみが銀
被覆されている。この実施態様において、直流電流が一方では後部分２とねじを
切ってない軸部分３の間の表面、他方ではねじを切ってない軸部分３と前部分１
の間の表面にのみ生ずる。
【００１７】 図２に示した骨ねじは、図１の実施態様とねじを切ってない軸部分３の配列の
み異なる。ねじを切ってない軸部分３は、軸方向に交互に銀被覆膜の輪４を備え
ている。この実施態様においては、ガルヴァーニ電池がねじを切ってない軸部分
３の区域に位置している：これは感染予防として作用する銀イオンの均一な放出
の原因となる。
【００１８】 図３に示した骨ねじは、図１の実施態様とねじを切ってない軸部分３の配列の
み異なる。被覆してない軸部分３は、軸方向に銀被覆した縦方向の細長い片５を
備えている。この実施態様では、ガルヴァーニ電池はねじを切ってない軸部の区
域に位置している：これは感染予防として作用する銀イオンの均一な放出の原因
となる。
【００１９】 図４に示す骨ねじは、実施態様１とねじを切った前部分１の配列のみ異なる。
この事例では前部分１は完全に銀で被覆されるか、またはねじ山の先端のみのど
ちらかである。完全に銀被覆の前部分１の変形態様は特に既に感染した骨に適し
ており、ここでは高い銀濃度が必要とされる。ねじ山の先端を銀で被覆した（ね
じの内径はチタンで構成されている）変形態様に関しては、前部分１はガルヴァ
ーニ電池として作用する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の骨ねじを概略的に示す。
【図２】 本発明の骨ねじの他の実施態様を示す。
【図３】 本発明の骨ねじのもう一つの実施態様を示す。
【図４】 本発明の骨ねじの更なる他の実施態様を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１２月２８日（２０００．１２．２８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、請求項１の前文に定める骨ねじおよびこのようなねじを用いる請求
項１６にクレームした外部締め付け方法に関する。
【０００２】 （背景技術） しばしば感染は、外科手術での外部締め付け方法、即ち骨へ柔らかい組織を通
して移植される、「ピン」とも呼ばれる、骨ねじの使用に付随して起こり、柔ら
かな組織の領域で感染を引き起こし、更に骨へ影響することがある（いわゆる「
ピン路感染、ＰＴＩ」）。
【０００３】 銀の既に長期間公知の抗菌性効果に基づき、Ｓｗｉｓｓ Ｂｌａｅｔｔｌｅｒ
の特許第６５７，５１９号は、銀で被覆した外科手術移植体を開示している。こ
の銀の被覆膜は基材に直接でなく、中間の銅層に付着する。この公知の方法は、
濃度（典型的に１．４２μｇ／ミリリットル）により、銀が骨芽細胞を抑制し、
このように被覆した骨ねじがやはり緩む可能性があるという欠点を負う。
【０００４】 ＵＳ ５，７５９，５６４からイオン泳動の材料が公知であり、これは移植片 へ付着できる。 ＵＳ−Ａ−５，１０８，３９９からボーンプレート固定の為の全体にねじ山を 有するねじが公知であり、これは合成のフィルムを備えることができ、この中に コロイド状に分布した銀が含まれる。このねじは外部固定器と一緒の応用に適し てない。 ＥＰ−Ａ−０ ７９２ ６５４からピンが公知であり、ここで銀被覆膜を有す るプラスチックの管が組織の深さまでそして骨まで覆い被される。この装置の不 利益は殺菌できないことで、これにより再使用ができない。覆い被せた管によっ てピンの直径が二倍となるので、これらの組織への挿入には長い切開が必要とな り、これにより組織の外傷を増す。
【０００５】 ここで本発明は解決策を講じる。本発明の目標は、特に外部締め付け方法で用
いる為の骨ねじを創造することであり、このねじは感染を防止する。 本発明はこの問題を請求項１の特徴を含む骨ねじにより解決する。
【０００６】 （発明の開示） 本発明の骨ねじの主な有利さは以下の通りである： −ピンは完全に従来の方法、即ち被覆しないで用いることができ； −ピンは、調製と殺菌の後に再使用でき； −感染に対する予防は、例えば開発途上国で薬品の不足があるとき、特に重要
である。
【０００７】 本骨ねじを部分的にのみ、即ち少なくとも感染に対して保護されるべき柔らか
な部分で、銀により被覆することが本発明の基本である。このねじのねじ山は、
銀が骨と直接の接触をしたとき骨芽細胞を抑制するであろうから被覆されてない
。好ましくは、締め付け方法の締め付け挟み口により外部的に、機械的に応力を
かけられるねじの後部分もまた被覆されない。
【０００８】 電気化学系列における銀（＋０．８Ｖ）に対する元素モリブデン（−０．２Ｖ
）、ニッケル（−０．２４Ｖ）、鉄（−０．４４７Ｖ）、クロム（０．７４４Ｖ
）およびチタン（−１．６３Ｖ）の異なる位置により、ＦｅＮｉ基材（例えば１
６％のクロム、１３％のニッケル、３％のモリブデンと６８％の鉄のＩＳＯ５８
／３２−１によるＣｒＮｉＭｏ）に対し、少なくとも１Ｖ（２５℃で１リットル
の溶液に溶解した１ｇのイオンに対して）の差がある。
【０００９】 この配列では銀被覆膜は陽極で、鉄（またはチタン）は陰極である。バクテリ
アでの実験は、殺菌の効果は主に陽極で起こることを示した。骨折へ適用された
電流刺激は陰極の骨細胞を刺激する作用を示した。
【００１０】 本発明の骨ねじの抗菌効果は、弱い電流、例えば０．２５μアンペア、を適用
することにより更に上げることができる。典型的に５から２０μアンペアの電流
を約０．８Ｖで用いる。 これらの結果は、一方では銀イオンの殺菌性の放出であり、他方では骨芽細胞
の成長が銀の被覆のない（チタン）ねじ山の領域で刺激される。
【００１１】 銀被覆膜の厚さは好ましくは１０μを超え、この被覆膜は電気化学的にまたは
身体適合性材料上へ一切の中間層のない金属箔として付着してもよい。他の方法
は銀被覆膜を接着することである。このような被覆膜は異なった手法で付着して
もよい。例えば −電気化学的（陽極処理） −イオン補助ビーム蒸着（ＩＡＤＢ）により −箔を用いること（および導電性と非導電性の接着剤）。
【００１２】 この被覆膜のない区域はマスクで覆ってもよい。
【００１３】 前記身体適合性材料は、鉄、チタン、タンタルまたはニオブでもよい。これは
またポリラクチド、ポリウレタン、ヒドロキシアパタイト、ガラス、セラミック
または炭素繊維から成るものでもよい。 前記ねじを切った前部分は少なくとも３ｍｍの長さであり、骨への適切な固定
を確実にする。
【００１４】 本骨ねじのねじを切ってない後部分は２ｃｍから３ｃｍの長さであるべきで、
これはピンを駆動するのに用いるドリルチャックがピンを挟むのに約２ｃｍ必要
とし、もう１ｃｍは銀被覆膜が皮膚からちょうど突き出る為に銀無しのままであ
るべきであり、これはドリルチャック区域にくわえて、挟み口がまた機械的擦過
傷の原因となるからである。
【００１５】 好ましくは、被覆表面ＯAgは骨ねじの全表面Ｏtotの１０％であるべきである
。 本発明の更に好ましい実施態様において、本発明の骨ねじは、軸のねじを切っ
てない部分で部分的にのみ、例えば軸方向で交互の輪として銀被覆膜を備えてい
る。この交互の表面の輪は、鉄のような身体適合性の材料と銀からできており、
最初に柔らかな部分帯への銀イオンの流出を起こす。電荷の差は時間および交換
したイオンと共に減少するので、予め決められた量の銀イオンを放つことができ
る。この実施態様はピンの再殺菌を妨げるが、一方これは銀イオンの制御された
放出の要求を満たす。
【００１６】 本発明および更なる実施態様形態を、いくつかの実施態様の部分概略図に関し
て以下に説明する。 図１に示した骨ねじに関しては、ねじを切った前部分１とねじを切ってない後
部分２は両方とも被覆されておらず、中間のねじを切ってない軸部分３のみが銀
被覆されている。この実施態様において、直流電流が一方では後部分２とねじを
切ってない軸部分３の間の表面、他方ではねじを切ってない軸部分３と前部分１
の間の表面にのみ生ずる。
【００１７】 図２に示した骨ねじは、図１の実施態様とねじを切ってない軸部分３の配列の
み異なる。ねじを切ってない軸部分３は、軸方向に交互に銀被覆膜の輪４を備え
ている。この実施態様においては、ガルヴァーニ電池はねじを切ってない軸部分
３の区域に位置している：これは感染予防として作用する銀イオンの均一な放出
の原因となる。
【００１８】 図３に示した骨ねじは、図１の実施態様とねじを切ってない軸部分３の配列の
み異なる。被覆してない軸部分３は、軸方向に銀被覆した縦方向の細長い片５を
備えている。この実施態様では、ガルヴァーニ電池はねじを切ってない軸部の区
域に位置している：これは感染予防として作用する銀イオンの均一な放出の原因
となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の骨ねじを概略的に示す。
【図２】 本発明の骨ねじの他の実施態様を示す。
【図３】 本発明の骨ねじのもう一つの実施態様を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベール シルヴィア スイス国、ツェーハー−8822 ベリンゲ ン、ウンテル エッグ ７ Ｆターム(参考） 4C060 LL15 LL18 MM24

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ねじを切った前部分（１）、ねじを切ってない後部分（２）
    および中間のねじを切ってない軸部分（３）を含む、身体適合性骨ねじであり、
    （ａ）該骨ねじの表面Ｏtotの、少なくともねじを切ってない軸部分（３）のあ
    る一部を含む部分ＯAgは銀被覆されており、かつ （ｂ）少なくともねじを切った前部分（１）含む残りの表面Ｏtot−ＯAgは、銀
    被覆されてない ことを特徴とする身体適合性骨ねじ。
  2. 【請求項２】 前記銀被覆膜の厚さが１０μを超えることを特徴とする請求
    項１記載の骨ねじ。
  3. 【請求項３】 前記銀被覆膜を、前記身体適合性骨ねじ材料へ電気化学的に
    付着することを特徴とする請求項１または２に記載の骨ねじ。
  4. 【請求項４】 前記銀被覆膜が、身体適合性骨ねじ材料へ付着した金属箔で
    あることを特徴とする請求項１または２に記載の骨ねじ。
  5. 【請求項５】 前記ねじを切った前部分（１）が、少なくとも３ｍｍの長さ
    であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の骨ねじ。
  6. 【請求項６】 前記ねじを切ってない後部分（２）が、被覆されてないこと
    を特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の骨ねじ。
  7. 【請求項７】 前記ねじを切ってない後部分（２）が、２ｃｍと３ｃｍの間
    の長さであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の骨ねじ。
  8. 【請求項８】 前記身体適合性材料が、鉄、チタン、タンタルおよびニオブ
    であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の骨ねじ。
  9. 【請求項９】 前記身体適合性の材料が以下の材料の群：ポリラクチド、ポ
    リウレタン、ヒドロキシアパタイト、ガラス、セラミックまたは炭素繊維に属す
    ることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の骨ねじ。
  10. 【請求項１０】 前記被覆した表面ＯAgが、骨ねじの表面Ｏtotの少なくと
    も１０％を覆うことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の骨ねじ
    。
  11. 【請求項１１】 前記銀被覆膜を、一切の中間層の存在なしに身体適合性材
    料へ付着することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の骨ねじ
    。
  12. 【請求項１２】 前記銀被覆膜を、接着剤を用いて身体適合性材料へ付着す
    ることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の骨ねじ。
  13. 【請求項１３】 前記ねじを切ってない軸部分（３）が、部分的にのみ銀被
    覆されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の骨ねじ。
  14. 【請求項１４】 前記ねじを切ってない軸部分（３）が、軸方向に交互に輪
    （４）の形状の銀被覆膜を備えることを特徴とする請求項１３に記載の骨ねじ。
  15. 【請求項１５】 前記ねじを切ってない軸部分（３）が、軸方向へ走る縦の
    細長い片の形状の銀被覆膜を備えることを特徴とする請求項１３に記載の骨ねじ
    。
  16. 【請求項１６】 請求項１から１５のいずれか一項に記載の骨ねじを含む外
    部締め付け方法。
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