JP2003019149A

JP2003019149A - インプラントと生体組織との間の結合用詰め物

Info

Publication number: JP2003019149A
Application number: JP2001204794A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Shikinami; 保夫敷波; Kaoru Tsuta; 薫蔦
Original assignee: Takiron Co Ltd
Current assignee: Takiron Co Ltd
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2003-01-21
Anticipated expiration: 2021-07-05
Also published as: JP4988996B2

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮変形性が適度でインプラントと生体組織
の表面（凹凸）形状通りに圧縮変形して密着し、インプ
ラントをガタツキなく固定でき、インプラントのシンキ
ングも防止でき、適度な緩衝作用を発揮でき、組織
（骨）伝導能が良好で、分解吸収により最終的に生体組
織と全て置換してインプラントと生体組織を直接結合さ
せることができる結合用詰め物を提供する。【解決手段】インプラントと生体組織との間に介装さ
れる結合用詰め物であって、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繊維が互
いに絡み合って溶着した不織布よりなる詰め物とする。
繊維間空隙を２０〜９０容量％、密度を０．１〜０．８
ｇ／ｃｍ³ 、アスカーＣ硬度を１５度〜７０度に調節す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インプラントと生
体組織との間に介装される、生体活性かつ生体内分解吸
収性の結合用詰め物に関する。

【０００２】

【従来の技術】生体硬組織用の金属製のインプラント
（人工股関節、膝関節、肩関節、各種プレート、シート
など）を骨や軟骨に固定する方法には、ボーンセメント
による固定法と、金属スクリューやピンや他のインスツ
ルメントによる固定法がある。

【０００３】前者のボーンセメントによる固定法は、ポ
リメチルメタクリレート(ＰＭＭＡ)とハイドロキシアパ
タイト(ＨＡ)粉のコンパウンドからなるボーンセメント
を、金属製のインプラントと生体硬組織との間に介装し
て両者を結合固定する方法であり、例えば、人工股関節
の金属製ステムや金属製アウターカップをそれぞれ大腿
骨の髄腔や骨盤の臼蓋骨に固定する場合などに採用され
ている。けれども、上記のボーンセメントは非吸収性で
あるがために、再手術の際に骨中から剥がし取るやっか
いな作業が必要であり、また、メチルメタクリレートモ
ノマー重合時の発熱による周囲細胞の壊死や、血流障害
から起こる低血圧による死亡を誘発することが近年大き
な問題となっている。

【０００４】一方、後者の金属スクリュー等による固定
法は、金属製のインプラントを生体硬組織に対して物理
的に固定する方法であり、例えば、金属製の骨接合プレ
ート等を骨折部に固定する場合や、人工股関節のアウタ
ーカップを骨盤の臼蓋骨に直接固定する場合や、人工膝
関節の大腿コンポーネントや脛骨コンポーネントを大腿
骨や脛骨に直接固定する場合などに採用されている。

【０００５】しかしながら、上記の固定法では、生体不
活性な金属製のインプラントと生体硬組織とを両者の界
面で直接結合させることが困難である。そこで、近年、
両者を直接結合させるために、金属製インプラントの表
面に生体活性をもたせる方法として、例えば、インプ
ラントの金属表面に生体活性なセラミックス粉体（ＨＡ
等）を溶射する方法、インプラントのチタン表面にア
ルカリ処理を施す方法、インプラントの金属表面に形
状上の細かい凹凸をもたせる方法、インプラントの金
属表面又は本体を多孔質とする方法などが考案されてい
る。

【０００６】ところが、これらの方法で金属製インプラ
ントの表面に生理的、物理的な生体活性をもたせたとし
ても、金属製インプラントが生体硬組織と充分に密着す
る機会をもたなければ、両者の結合は不完全となる。し
かし、金属製インプラントと生体硬組織間の完全な密着
は、インプラントの形状に沿うように生体硬組織を如何
に丁寧にリーミングしても得られるものではない。

【０００７】フィブリン糊やシアノアクリレートなどの
生体用の接着剤は、液状やペースト状物質として取り扱
えるので、インプラントと生体硬組織との隙間を埋める
のには好都合なものであるが、それ自体の生体への抗原
抗体反応や毒性が危惧され、生体硬組織に置換されて組
織が再生されることがなく、また、リーミングにより整
復された生体硬組織の表面に満遍なく塗りこむ作業が術
中の操作としては煩雑である。

【０００８】インプラントと生体硬組織との間に介装さ
れる詰め物は、理想的には、詰め物の両面が圧縮力に
よってインプラントと生体硬組織の表面（凹凸）形状の
通りに変形し、インプラントと生体硬組織の表面に充分
に密着して、両者の隙間を完全に埋めつくすことができ
ること、生体内で適度な速度で分解、吸収されると共
に、周囲の生体硬組織が詰め物内部に侵入（伝導又は誘
導）して遂には生体硬組織で置換されること等が要求さ
れる。しかしながら、これらの要求を満たす詰め物は、
未だ開発されていない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は斯かる事情に
鑑みてなされたもので、上記の要求を充分満たすことが
できるインプラントと生体組織との間の結合用詰め物を
提供することを解決すべき課題としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の結合用詰め物は、インプラントと生体組織との間に
介装される結合用詰め物であって、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繊
維が互いに絡み合って溶着した不織布からなるものであ
り、後述するように、バイオセラミックス粉体を混合し
たポリマー溶液を噴射ガスで被噴射体に繊維化しつつス
プレーする方法により製造されるものである。

【００１１】インプラントとしては、前述の金属製イン
プラントの他に、セラミックス製や生体内分解吸収性イ
ンプラントやバイオセラミックスを含有した生体内分解
吸収性インプラント等が使用される。これらのインプラ
ントを固定する生体組織には硬組織と軟組織があり、硬
組織としては例えば臼蓋骨や大腿骨や脛骨などの硬骨が
挙げられ、軟組織としては例えば半月板や椎間板や関節
軟骨などの軟骨が挙げられる。

【００１２】本発明の不織布よりなる結合用詰め物は、
連続する繊維間空隙が不織布全体積の２０〜９０容量％
を占める比較的空隙率の大きい詰め物であり、密度が
０．１〜０．８ｇ／ｃｍ³ 、硬度（アスカーＣ硬度）が
１５度〜７０度の範囲にあるものである。このような物
性を有する結合用詰め物は、インプラントと生体組織と
の間に介装されたとき、詰め物の両面が圧縮力によって
インプラントと生体組織の双方の表面形状（細かい凹凸
形状）の通りに生体の温度で圧縮変形され、双方の表面
に密着して隙間を完全に埋めつくすことができる。その
ため、インプラントに荷重が繰り返し作用してもガタツ
キや沈み（シンキング）が生じ難く、後述するように結
合用詰め物が分解吸収されつつ生体組織と置換してイン
プラントと生体組織を隙間なく結合させることができ
る。

【００１３】結合用詰め物の繊維間空隙が２０容量％よ
り少なく、密度が０．８ｇ／ｃｍ³より大きく、アスカ
ーＣ硬度が７０度より高い場合は、インプラントと生体
組織との間に介装されたときに結合用詰め物の両面が圧
縮変形され難く、インプラントや生体組織に対する密着
性が良くないため、インプラントのガタツキ等が生じや
すくなり、また、分解吸収に要する期間も長くなる。一
方、結合用詰め物の繊維間空隙が９０容量％より多く、
密度が０．１／ｃｍ³ より小さく、アスカーＣ硬度が１
５度より低い場合は、分解吸収に要する期間は短くなる
けれども、結合用詰め物の強度が低下して破損しやすく
なり、しかも、圧縮されやすく圧縮による体積(厚み)減
少の程度が大きいため、インプラントのシンキング等が
生じやすくなる。結合用詰め物のより好ましい繊維間空
隙率は４０〜８０容量％、より好ましい密度は０．２〜
０．６ｇ／ｃｍ³ 、より好ましいアスカーＣ硬度は２０
度〜６０度である。

【００１４】なお、上記アスカーＣ硬度は、高分子計器
（株）製のゴム硬度計、型式Ｃ型を用い、２０ｍｍ×５
０ｍｍ×１２ｍｍ（厚さ）の大きさの試料を、室温にて
ガラス基板上に載置し、上方より１１．８Ｎ（１．２ｋ
ｇｆ）の力で押さえて測定したときの値である。

【００１５】この結合用詰め物の厚みは、インプラント
表面の凹凸寸法と生体組織表面の凹凸寸法との合計寸法
よりも大きくする必要があり、このように厚みを大きく
すると、インプラントと生体組織の双方の凹凸表面が結
合用詰め物の両面に確実に食い込んで密着するため、両
者の隙間を確実に埋めつくしてインプラントをガタツキ
なく固定できるようになり、また、結合用詰め物によっ
て緩衝作用も発揮されるようになる。しかし、結合用詰
め物の厚みをあまり大きくすると、圧縮による体積（厚
み）減少が著しくなるため、インプラントのシンキング
等が生じやすくなり、また、分解吸収に要する期間も長
くなるので、介装する部位に応じて０．５〜５ｍｍ程度
の厚みとすることが望ましい。

【００１６】不織布よりなる結合用詰め物の繊維を構成
する生体内分解吸収ポリマーとしては、既に実用され、
安全性が確認されているポリ乳酸、乳酸−グリコール酸
共重合体、乳酸−カプロラクトン共重合体などが適して
おり、特に、５万〜１００万の粘度平均分子量を有する
ポリ−Ｌ−乳酸、ポリ−Ｄ−乳酸、ポリ−Ｄ，Ｌ−乳酸
の単独又は共重合体あるいはこれらの混合体が、分解速
度や生体適合性との関係で好ましく使用される。

【００１７】ポリ−Ｄ，Ｌ−乳酸は非晶性であるため、
このポリ−Ｄ，Ｌ−乳酸の不織布からなる結合用詰め物
は比較的柔軟性のあるものとなり、生体内での加水分解
性は結晶性のポリ−Ｌ−乳酸やポリ−Ｄ−乳酸の不織布
からなる詰め物よりも速い。また、結晶性のポリ−Ｌ−
乳酸やポリ−Ｄ−乳酸は繊維化しやすく、比較的硬質の
紙のような風合いの不織布からなる結合用詰め物が得ら
れる。ポリ−Ｌ−乳酸等の結晶化度は、加水分解速度、
繊維化の度合、不織布の硬さ等に影響し、結晶化度が高
くなるほど、加水分解速度が低下し、硬さが増す傾向に
ある。従って、これらの点を考慮すれば、ポリ−Ｌ−乳
酸等の結晶化度は高くても７０％迄であり、好ましくは
１０〜６０％、更に好ましくは２０〜５０％である。

【００１８】生体内分解吸収性ポリマーの分子量は、加
水分解速度や繊維化の可否に影響を及ぼすので、前記の
ように５万〜１００万の粘度平均分子量を有するポリマ
ーが適宜使用される。５万より小さい粘度平均分子量を
有するポリマーは、加水分解に要する時間は短いけれど
も、揮発性溶剤に溶解したポリマー溶液の粘性が低く、
曳糸性に乏しいため、不織布の製造が困難である。一
方、１００万より大きい粘度平均分子量を有するポリマ
ーは、加水分解に相当の長期間を要するため、インプラ
ントと生体組織の早期結合が困難になる。ポリマーの好
ましい粘度平均分子量は１０万〜３０万である。

【００１９】不織布よりなる結合用詰め物の繊維は、そ
の直径(繊維径)が０．５〜５０μｍで、その長さ（繊維
長）が３〜１００ｍｍであることが好ましい。繊維径が
５０μｍよりも太くなると、結合用詰め物の剛性が高く
なりすぎて、圧縮変形によるインプラントや生体組織へ
の密着性が低下する。また、繊維長が３ｍｍよりも短く
なると、繊維が重積、溶着して部分的にアメーバ状とな
るため、粗密のバラツキが生じて均質な不織布よりなる
結合用詰め物を得ることが困難になる。尚、繊維径が
０．５μｍよりも細くなったり、繊維長が１００ｍｍよ
りも長くなることは、スプレーによる繊維化の方法で不
織布を製造する限り、殆ど有り得ない。繊維径の更に好
ましい範囲は０．７〜２．０μｍであり、繊維長の更に
好ましい範囲は５〜５０ｍｍである。

【００２０】スプレーによる繊維化の方法で不織布より
なる結合用詰め物を製造すると、繊維長は主としてポリ
マーの分子量やポリマー溶液の粘度に依存し、分子量が
大きくなるほど、溶液粘度（濃度）が高くなるほど、繊
維長は長くなる。また、分子量が同程度の場合は、結晶
性のポリ−Ｌ−乳酸の繊維の方が無定形のポリ−Ｄ，Ｌ
−乳酸の繊維よりも長くなる。一方、繊維径はどちらか
と言えばポリマー溶液の濃度に依存し、濃度が低くなる
ほど繊維が細くなる。また、スプレー器の噴射孔の大き
さや噴射ガスの圧力などによっても変化する。そこで、
前述した５万〜１００万の粘度平均分子量を有するポリ
マーを使用し、ポリマー溶液の粘度（濃度）、スプレー
器の種類や噴射孔の大きさ、ガス圧等を調節することに
よって、上記の繊維径及び繊維長の範囲となるように調
節することが望ましい。

【００２１】結合用詰め物を構成する不織布の繊維に
は、生体活性なバイオセラミックス粉体を含ませる必要
があり、このようにバイオセラミックス粉体を含ませる
と、結合用詰め物をインプラントと生体組織（骨組織）
との間に介装したとき、バイオセラミックス粉体の骨伝
導能によって骨組織が詰め物に伝導形成され、詰め物の
加水分解の進行に伴って骨組織と置換するため、インプ
ラントと骨組織を隙間なく直接結合させることが可能と
なる。

【００２２】バイオセラミックス粉体は、繊維の表面に
部分的に露出していることが好ましく、このように露出
していると、結合用詰め物を体内の骨組織とインプラン
トの間に介装した直後から骨伝導能が発揮される。バイ
オセラミックス粉体を繊維の表面に露出させるために
は、その長径が繊維径より大きいバイオセラミックス粉
体を使用すればよい。バイオセラミックス粉体としては
粒径が０．２〜３０μｍ程度のものを使用でき、不織布
の繊維径が０．７〜２μｍ程度である場合は、粒径が
０．２〜１０μｍ程度のもの、好ましくは、長径が１．
５〜３．０μｍ程度で短径が０．２〜０．５μｍ程度の
長円形ものが選択使用される。

【００２３】バイオセラミックス粉体の含有量は１０〜
８０重量％とするのが適当であり、１０重量％未満では
上記の骨伝導能が充分発揮されない。一方、８０重量％
より多量に含有させると、スプレーにより繊維化すると
きに短く切れて満足な繊維にならないため、不織布より
なる結合用詰め物を得ることが難しくなる。より好まし
い含有量は３０〜７０重量％である。

【００２４】バイオセラミックス粉体としては、生体活
性があり、良好な骨伝導能と生体親和性を有するものが
適しており、例えば、表面生体活性な焼成ハイドロキシ
アパタイト、アパタイトウォラストナイトガラスセラミ
ックス、生体内吸収性の未焼成ハイドロキシアパタイ
ト、ジカルシウムホスフェート、トリジカルシウムホス
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
プサイト等の粉体や、これらの粉体の表面にアルカリ性
の無機化合物や塩基性の有機物等を付着させたものが使
用される。この中でも、生体内吸収性のセラミックス粉
体が好ましく使用され、特に、最も活性で骨伝導能に優
れ為害性も低い未焼成ハイドロキシアパタイト粉末は最
適である。

【００２５】なお、インプラントと生体軟組織との間に
介装する詰め物の場合は、軟組織再建用のサイトカイン
などの増殖因子を繊維に含有させ、軟組織を再生してイ
ンプラントと結合させるようにするのが良い。勿論、硬
組織の積極的誘導には、硬組織用の増殖因子やサイトカ
インを含有させればよい。

【００２６】また、結合用詰め物の不織布を構成する繊
維は、中実の無孔質の繊維であっても、多孔質の繊維で
あってもよい。無孔質の繊維は多孔質の繊維より強度が
大きいという利点があり、一方、多孔質の繊維は無孔質
の繊維に比べて見掛けの加水分解が速いという利点があ
る。従って、強度よりも速い加水分解速度が要求される
結合用詰め物は多孔質の繊維で構成し、強度が要求され
る結合用詰め物は無孔質の繊維で構成するのがよい。な
お、多孔質の繊維の形成方法については後述する。

【００２７】以上のような本発明の結合用詰め物は、揮
発性溶剤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ポリマー溶液を調製
し、このポリマー溶液を噴射ガスで被噴射体に繊維化し
つつスプレーする方法によって比較的容易に製造するこ
とができる。

【００２８】ポリマー溶液調製用の揮発性溶剤として
は、常温よりやや高い温度で揮発しやすい低沸点のジク
ロロメタン、ジクロロエタン、塩化メチレン、クロロホ
ルム等が使用される。そして、調製されたバイオセラミ
ックス粉体配合のポリマー溶液はスプレー器に填装さ
れ、窒素ガスなどの不活性な高圧噴射ガスでスプレー器
の噴射孔から被噴射体に繊維化されつつスプレーされ
る。このようにスプレーすると、溶剤が揮散しながらポ
リマー溶液が繊維化されて互いに絡み合い、繊維が相互
の接点で溶着し、繊維が溶剤の揮散により固化して、バ
イオセラミックス粉体を含んだ不織布からなる結合用詰
め物が被噴射体の表面で製造される。そして、製造され
た結合用詰め物は被噴射体から剥離される。

【００２９】その場合、被噴射体として非通気性の板体
などを使用すると、スプレーによりポリマー溶液が繊維
化されて該板体に付着した後、溶剤の揮散が該板体によ
って妨げられるため、該板体に付着した繊維が崩れて互
いに融合し、スキン層が形成される。従って、この場合
は片面にスキン層を備えた不織布からなる結合用詰め物
が製造される。

【００３０】これに対し、非噴射体として通気性の網体
などを使用すると、スプレーによりポリマー溶液が繊維
化されて該網体に付着した後、溶剤が網目を通じて揮散
するため、該網体に付着した繊維が崩れて融合すること
はない。従って、この場合はスキン層のない不織布から
なる結合用詰め物が製造される。

【００３１】片面にスキン層を備えた不織布からなる結
合用詰め物は、スキン層によって強度等が向上するけれ
ども、体内に埋入した初期の段階ではスキン層により繊
維間空隙への体液の侵入が妨げられて加水分解や骨伝導
の進行が遅れるため、通気性の被噴射体にスプレーし
て、スキン層のない体液の侵入が容易な不織布よりなる
結合用詰め物を製造するのが好ましい。

【００３２】また、上記のスプレーによる製造方法で
は、凸曲及び／又は凹曲した立体的表面を有する被噴射
体を用いると、その立体的表面の通りの立体形状を有す
る不織布よりなる結合用詰め物を容易に製造することが
できる。

【００３３】更に、多孔質繊維の不織布からなる結合用
詰め物を製造する場合は、生体内分解吸収性ポリマーを
溶解できる前記の揮発性溶剤と、この溶剤より沸点が高
い揮発性の非溶剤との混合溶媒に、生体内分解吸収性ポ
リマーを溶解してポリマー溶液を調製し、このポリマー
溶液を前記と同様に噴射ガスで被噴射体に繊維化しつつ
スプレーすればよい。このようにスプレーして繊維化す
ると、沸点の低い溶剤が優先的に揮散し、繊維中の非溶
剤の比率が上昇して溶解できなくなったポリマーが混合
溶媒を内包した状態で繊維状に固化し、その内包された
混合溶媒が周囲のポリマーの壁を一部破壊して揮散した
跡が気孔として繊維中に残るため、多孔質繊維の不織布
からなる結合用詰め物が製造される。上記の非溶剤とし
ては、溶剤との相溶性に優れ、沸点が６０〜１１０℃の
範囲にあるアルコール、例えばメタノール、エタノー
ル、１−プロパノール、２−プロパノール、２−ブタノ
ール、ｔｅｒ−ブタノール、ｔｅｒ−ペンタノールなど
が使用される。

【００３４】

【発明の実施の形態】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。

【００３５】図１は本発明の一実施形態に係る人工股関
節結合用詰め物の断面図、図２はその使用状態を示す断
面図である。

【００３６】この人工股関節結合用詰め物１は、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
ポリマーの繊維が互いに絡み合って溶着した不織布より
なる詰め物であって、図１に示すように略半球殻状に成
形されたものである。

【００３７】即ち、この人工股関節結合用詰め物１は、
図２に示す人工股関節の略半球殻状のアウターカップ２
と同一形状の被噴射体の略半球面に、バイオセラミック
ス粉体を混合したポリマー溶液をスプレー器から噴射ガ
スで繊維化しつつスプレーして不織布を形成し、乾燥固
化後に被噴射体を除去したものであって、図２に示すよ
うに、人工股関節のアウターカップ２にすっぽりと被着
できる寸法の略半球殻状に成形されている。そして、人
工股関節結合用詰め物１の繊維間空隙率、密度、硬度、
厚み、繊維径、繊維長、バイオセラミックス粉体の含有
率などは、前述した範囲に調節されている。

【００３８】このような略半球殻状の人工股関節結合用
詰め物１は、図２に示すように人工股関節のアウターカ
ップ２に被着され、リーミングした骨盤の臼蓋骨３との
間に介装される。そして、アウターカップ２がスクリュ
ー４で臼蓋骨３に固定される。このように固定すると、
人工関節結合用詰め物１はアウターカップ２と臼蓋骨３
によって内外から圧縮され、詰め物１の内面がアウター
カップ２外面の多数の細かい凹穴（不図示）に食い込ん
で密着すると共に、詰め物１の外面が臼蓋骨３のリーミ
ングされた内面（凹凸）形状の通りに圧縮変形されて密
着するため、アウターカップ２と臼蓋骨３との間が詰め
物１によって隙間なく埋め尽くされる。そのため、人工
股関節のアウターカップ２にガタツキが生じることはな
く、種々の方向から荷重が加わっても詰め物１によって
適度な緩衝作用が発揮される。

【００３９】上記のように人工股関節のアウターカップ
２と骨盤の臼蓋骨３との間に結合用詰め物１を介装して
体内に埋め込むと、体液が結合用詰め物１の連続した繊
維間空隙に侵入し、生体内分解吸収性ポリマーの繊維が
体液と接触して加水分解が進行する。そして、繊維に一
部露出した状態で含まれるバイオセラミックス粉体によ
って骨組織が詰め物１の内部に伝導形成され、繊維の加
水分解、吸収の進行に伴って骨組織が成長し、最終的に
は成長した骨組織により詰め物１が置換されて、アウタ
ーカップ２と臼蓋骨３が隙間なく直接結合する。

【００４０】この人工股関節結合用詰め物１は、前述し
た粘度平均分子量を有する生体内分解吸収性ポリマーを
使用し、繊維間空隙率、密度、硬度、厚み、繊維径、繊
維長、バイオセラミックス粉体の含有率等を前述した範
囲に調節してあるため、上記のように圧縮変形性が適度
でアウターカップ２や臼蓋骨３に対する密着性に優れて
おり、アウターカップ２の臼蓋骨３へのシンキングが生
じることも殆どない。そして、加水分解速度が適度で骨
伝導能が良好であるため、比較的短期間で成長した骨組
織と置換し、アウターカップ２と臼蓋骨３との直接結合
が実現される。

【００４１】尚、上記の人工関節結合用詰め物１は、バ
イオセラミックス粉体を混合した生体内分解吸収性のポ
リマー溶液を、人工股関節のアウターカップ２の外面に
直接スプレーして形成してもよい。その場合は、詰め物
１を剥離したり被着する作業が不要になるといった利点
がある。

【００４２】図３は本発明の他の実施形態に係る人工膝
関節結合用詰め物の斜視図、図４はその使用状態を示す
側面図である。

【００４３】図３に示す人工膝関節結合用詰め物１０
Ａ、１０Ｂは、前述の人工股関節結合用詰め物１と同
様、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繊維が互いに絡み合って溶着した
不織布よりなる詰め物であって、詰め物１０Ａは、図４
に示す人工膝関節の大腿コンポーネント１１の上面（大
腿骨１２下端の切除面１２ａと対向する面）にほぼ沿う
ように湾曲したシート状に成形されており、詰め物１０
Ｂは、脛骨コンポーネント１３の下面（脛骨１４上端の
切除面１４ａと対向する面）に沿う平坦なシート状に成
形されている。そして、これらの人工膝関節結合用詰め
物１０Ａ，１０Ｂの繊維間空隙率、密度、硬度、厚み、
繊維径、繊維長、バイオセラミックス粉体の含有率など
は、前述した範囲に調節されている。

【００４４】上記の詰め物１０Ａは、図４に示すよう
に、人工膝関節の大腿コンポーネント１１と大腿骨１２
の切除面１２ａとの間に介装され、上記の詰め物１０Ｂ
は、人工膝関節の脛骨コンポーネント１３と脛骨１４の
切除面１４ａとの間に介装される。そして、大腿コンポ
ーネント１１と脛骨コンポーネント１３は、それぞれの
固定用ステム１１ａ，１３ａが大腿骨１２と脛骨１４の
髄腔に挿入されてボーンセメント等で固定される。

【００４５】このように固定すると、詰め物１０Ａは大
腿コンポーネント１１と大腿骨切除面１２ａに密着し、
詰め物１０Ｂは脛骨コンポーネント１３と脛骨切除面１
４ａに密着して、それぞれ隙間が埋め尽くされるため、
いずれのコンポーネント１１，１３にもガタツキを生じ
ることがなく、適度緩衝作用が発揮される。そして、体
液がそれぞれの詰め物１０Ａ，１０Ｂの連続した繊維間
空隙に侵入して加水分解が進行すると共に、繊維に含ま
れるバイオセラミックス粉体によって骨組織が詰め物１
０Ａ，１０Ｂの内部に伝導形成され、最終的には成長し
た骨組織により詰め物１０Ａ，１０Ｂが置換されて、大
腿コンポーネント１１と大腿骨１２、及び、脛骨コンポ
ーネント１３と脛骨１４が隙間なく直接結合する。

【００４６】図５は本発明の更に他の実施形態に係る骨
接合プレート結合用詰め物の斜視図、図６はその使用状
態を示す断面図である。

【００４７】この骨接合プレート結合用詰め物１００
は、前述の詰め物１，１０Ａ，１０Ｂと同様、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
リマーの繊維が互いに絡み合って溶着した不織布よりな
る詰め物であって、図５に示すように厚肉のシート状に
成形されている。この詰め物１００も、前述した粘度平
均分子量を有する生体内分解吸収性ポリマーを使用し、
繊維間空隙率、密度、硬度、厚み、繊維径、繊維長、バ
イオセラミックス粉体の含有率等を前述した範囲に調節
してある。

【００４８】このようなシート状の骨接合プレート結合
用詰め物１００は、図６に示すように骨接合プレート５
と生体骨６の骨折部分との間に挟まれ、骨接合プレート
５がスクリュー４で固定される。このように固定する
と、結合用詰め物１００が圧縮変形されて骨接合プレー
ト５と生体骨６に密着し、両者の隙間が結合用詰め物１
００で埋め尽くされて、骨接合プレート５にガタツキが
生じることはなくなる。そして、体液が結合用詰め物１
００の連続した繊維間空隙に侵入して加水分解が進行す
ると共に、バイオセラミックス粉体によって骨組織が詰
め物１００の内部に伝導形成され、最終的には詰め物１
００がすべて骨組織に置換されて、生体骨６と骨接合プ
レート５が隙間なく直接結合する。

【００４９】以上、本発明の結合用詰め物の代表的な実
施形態を例示したが、本発明はこれらの実施形態に限定
されるものではなく、各種のインプラントと生体組織と
の間に介装できるようにインプラントの形状等に対応し
て詰め物の形状等を種々変更し得るものである。

【００５０】

【発明の効果】本発明に係るインプラントと生体組織と
の間の結合用詰め物は、圧縮変形性が適度でインプラン
トと生体組織の表面(凹凸)形状の通りに圧縮変形して密
着し、インプラントと生体組織の間が完全に埋め尽くさ
れるため、インプラントをガタツキなく固定することが
でき、インプラントのシンキングが生じることも殆どな
く、適度な緩衝作用が発揮され、しかも、生体内での分
解、吸収性が適度でバイオセラミックス粉体の組織(骨)
伝導能が良好であるため、最終的に生体組織(骨)と全て
置換してインプラントと生体組織を隙間なく直接結合さ
せることができるといった顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る人工股関節結合用詰
め物の断面図である。

【図２】同人工股関節結合用詰め物の使用状態を示す断
面図である。

【図３】本発明の他の実施形態に係る人工膝関節結合用
詰め物の斜視図である。

【図４】同人工膝関節結合用詰め物の使用状態を示す側
面図である。

【図５】本発明の更に他の実施形態に係る骨接合プレー
ト結合用詰め物の斜視図である。

【図６】同骨接合プレート結合用詰め物の使用状態を示
す断面図である。

【符号の説明】

１人工股関節結合用詰め物１０Ａ，１０Ｂ人工膝関節結合用詰め物１００骨接合プレート結合用詰め物２人工股関節のアウターカップ３臼蓋骨４スクリュー５骨接合プレート６生体骨１１大腿コンポーネント１２大腿骨１２ａ大腿骨切除面１３脛骨コンポーネント１４脛骨１４ａ脛骨切除面

フロントページの続きＦターム(参考） 4C097 AA01 AA06 AA07 BB01 CC05 CC13 CC14 DD07 DD12 EE08 FF01 FF05 FF11 MM04 SC01 SC04 SC09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インプラントと生体組織との間に介装され
る結合用詰め物であって、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繊維が互い
に絡み合って溶着した不織布よりなる結合用詰め物。
【請求項２】不織布の繊維間空隙が不織布全体積の２０
〜９０容量％を占めている請求項１に記載の結合用詰め
物。
【請求項３】不織布の密度が０．１〜０．８ｇ／ｃｍ³
である請求項１又は請求項２に記載の結合用詰め物。
【請求項４】不織布の硬度（アスカーＣ硬度）が１５度
〜７０度の範囲である請求項１ないし請求項３のいずれ
かに記載の結合用詰め物。
【請求項５】骨接合プレートと生体骨との間に介装され
るシート状に成形された請求項１ないし請求項４のいず
れかに記載の骨接合プレート結合用詰め物。
【請求項６】人工股関節のアウターカップと骨盤の臼蓋
との間に介装される半球殻状に成形された請求項１ない
し請求項４のいずれかに記載の人工股関節結合用詰め
物。
【請求項７】人工膝関節の大腿コンポーネントと大腿骨
切除面との間、及び、脛骨コンポーネントと脛骨切除面
との間にそれぞれ介装されるシート状に成形された請求
項１ないし請求項４のいずれかに記載の人工膝関節結合
用詰め物。