JP2004329859A - 組織を骨に固定するための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 組織を骨に確実に固定するための装置を提供する。
【解決手段】 収縮性のインプラント１１と、インプラント１１に取り付けられる縫合糸２１と、固化可能であるペースト状薬剤とを有する。インプラント１１は、フレキシブル壁体１１２から形成され、保持部１１４および注入ポート１１５が設けられている。フレキシブル壁体１１２は複数の細孔１１３が設けられている。各細孔１１３の有する直径は、０．１ｍｍ未満である。ペースト状薬剤は、骨に対する収縮しているインプラント１１の挿入の完了後、インプラント１１の保持部１１４に注入される。これにより、収縮しているインプラント１１の拡張を引き起こす。したがって、インプラント１１は、ペースト状薬剤の固化により、骨に確実に固定され、縫合によって、組織を骨に固定することを容易にする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、概して骨と組織とを互いに接続するための外科的方法に関し、より詳しくは、組織を骨に固定するための装置に関する。

従来の組織を骨に固定するためのシステムは、互いに反対側に配置される２つの錨爪部を有するアンカー状インプラントを有し、２つの錨爪部によって、インプラントを骨に固定する（例えば、特許文献１参照。）
米国特許第６００７５６６号明細書

しかし、特許文献１に記載のシステムにおいては、多くの場合、良好な固定効果を達成することができない。つまり、先端部が尖っている錨爪部は、錨爪部が応力によって機能する際に、骨を貫通し易いため、アンカー状インプラントは、挿入されている骨から外部に向かって引っ張られることに対して脆弱である。応力は、縫合糸が組織によって引っ張られる場合、アンカー状インプラントの錨爪部の先端部に集中するためである。

本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、組織を骨に確実に固定するための装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、外科手術において、組織を骨に確実に固定するための装置を提供することである。

本発明の第１の目的に係る、組織を骨に固定するための装置は、インプラント（充填部材）と縫合糸とペースト状薬剤とを有する。

前記インプラントは、骨に挿入される前において収縮可能である。骨に対する挿入の完了後、インプラントはペースト状薬剤が充填され、拡張が引き起こされ、骨に固定される。組織の一つ以上の部分（組織片）が、縫合糸によって、骨に固定される。縫合糸の一端は、インプラントに固定されており、縫合糸の他端は、骨の外部に延長しており、組織片と接続可能である。

本発明の一側面に係る、組織を骨に固定するための装置は、
複数の細孔を有するフレキシブル壁体から形成され、保持部と、前記保持部と連通する注入ポートとを有するインプラントと、
前記インプラントを固定するための１つ以上の縫合糸と、
固化し得るペースト状薬剤とを有し、
前記保持部は、前記フレキシブル壁体によって囲まれ、前記細孔は、０．１ｍｍ未満の直径を有しており、前記インプラントは、収縮性を有し、骨に挿入される前に収縮され、
前記ペースト状薬剤は、前記インプラントの骨に対する挿入に引き続いて、前記インプラントの注入ポートを経由して前記保持部に注入され、前記インプラントの拡張を引き起こし、前記ペースト状薬剤の固化の完了により、前記インプラントを骨に確実に固定する
ことを特徴とする装置である。

好ましくは、前記インプラントのフレキシブル壁体は、シングルレイヤ構造を有する。

好ましくは、前記インプラントの前記フレキシブル壁体は、積層マルチレイヤ構造を有する。

好ましくは、前記縫合糸の一端は、前記インプラントに固定される。

好ましくは、前記インプラントの注入ポートは、前記縫合糸を保持するための穴を有する。

好ましくは、前記インプラントは、前記フレキシブル壁体から一体的に形成されており、サック状、バッグ状あるいはボール状の形態を有する。

好ましくは、前記ペースト状薬剤は、流体および骨用セメントの混合物である。より好ましくは、前記骨用セメントは、石膏、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、ポリメチルメタクリレートおよびヒドロキシアパタイトからなるグループから選択される。

本発明の他の目的に係る、外科手術において、組織を骨に固定するためのシステム（装置）は、前記インプラントと、前記１つ以上の縫合糸と、注入装置と、前記ペースト状薬剤とを有する。前記注入装置は、前記インプラントと着脱自在に固定されており、前記ペースト状薬剤は、前記注入装置を経由して、前記保持部に注入される。

好ましくは、前記注入装置は、接続チューブと、外筒部を有するシリンジと、プランジャとを有し、前記接続チューブの一端は、前記インプラントの注入ポートと着脱自在に固定され、前記接続チューブの他端は、前記シリンジの外筒部と固定されており、前記ペースト状薬剤は、前記プランジャによって、前記外筒部から前記接続チューブを経由して、前記インプラントの保持部に注入される。

好ましくは、本発明に係るシステムは、前記インプラントを骨に挿入する前に、前記接続チューブおよび前記インプラントを収容するためのスリーブをさらに有し、前記縫合糸は、前記スリーブから突出している。さらに好ましくは、前記スリーブは、弾性を有する材料から形成され、長手方向のスリットを有し、前記スリットが拡張することによって、前記接続チューブから取外し自在である。

本発明に係るインプラントのフレキシブル壁体の細孔は、骨細胞がその内部で成長することが可能であり、インプラントがアンカーとして機能することを補助する。

本発明に係る装置あるいはシステムのインプラントのフレキシブル壁体は、生体適合性あるいは生合成性の材料、例えば、チタンの糸あるいはヤギの腸の糸（goat intestine thread）から形成される。

本発明に係る装置あるいはシステムのインプラントのフレキシブル壁体は、金属導体あるいはグラファイトから形成される造影体（image-forming body）を有する。造影体は、Ｘ線機器などの放射線画像システムを使用して、インプラントを骨に配置することを可能にする。

本発明に係る装置あるいはシステムのインプラントのフレキシブル壁体の細孔の平均直径が、０．１ｍｍの近傍にある場合、フレキシブル壁体は、好ましくは、積層された２つ以上のレイヤから形成される。一般的に、ポリメチルメタクリレート等からなるペースト状薬剤の粒径が比較的大きく、ペースト状薬剤が高粘性を有する場合、フレキシブル壁体は、２つのレイヤから形成することができる。ペースト状薬剤の粒度が比較的小さく、ペースト状薬剤が低い粘性を有する場合、フレキシブル壁体は、好ましくは、３つ以上のレイヤから形成される。

つまり、フレキシブル壁体のレイヤ数は、ペースト状薬剤の粘性あるいは粒径に基づいている。フレキシブル壁体が積層マルチレイヤ構造を有する場合、各レイヤの細孔の位置が、必ずしも互いに対応しないように積層される。

本発明に係る装置あるいはシステムのインプラントのフレキシブル壁体は、縫合糸の一端の通過を許容するサイズの穴を有する。本発明に係る装置あるいはシステムのインプラントが、生体適合性あるいは生合成性の糸を編むことによって形成される場合、前記穴は、インプラントの注入ポートの近傍で編むことで形成することが可能である。あるいは、前記穴を形成することなく、縫合糸を、インプラントのフレキシブル壁体に、一体的に編み込むことも可能である。

本発明の特徴および有利な点は、添付される図面を参照し、下記の発明を実施するための最良の形態における詳細な説明を十分に熟考することに基づき、より容易に理解することが可能であろう。

上記のように構成した本発明は、組織を骨に確実に固定するための装置を提供することができる。また、外科手術において、組織を骨に確実に固定するためのシステム（装置）を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の好ましい実施の形態１に係るインプラントおよび縫合糸を説明するための斜視図、図２は、本発明の好ましい実施の形態１に係るインプラントの変形例を説明するための斜視図である。

図１に示すように、実施の形態１に係る装置１０は、骨に組織を固定するために使用される。当該装置１０は、複数の生体適合性あるいは生合成性の糸１１１を編むことによって形成されるインプラント１１を有する。糸１１１は、例えば、チタンの糸あるいはヤギの腸の糸である。

インプラント１１を形成するプロセスの最初において、糸１１１は、縫合糸２１を使用し、フレキシブル壁体１１２に編まれる。インプラント１１は、バッグ形状であり、フレキシブル壁体１１２によって囲まれた保持部を有する。フレキシブル壁体１１２は、編むことにより形成されるため、複数の細孔（メッシュ）１１３を有する。各細孔１１３は、０．１ｍｍ未満の直径を有する。

なお、インプラント１１は、サック状あるいはボール状の形態を有することも可能である。また、細孔１１３は、骨細胞がその内部で成長することが可能であり、インプラントがアンカーとして機能することを補助する。

保持部１１４を形成しているフレキシブル壁体１１２は、そのトップ部において折り重ねられて、あるいは収縮されて、開口部を形成する。そして、糸を内部表面に有するリング部が、開口部に固定され、注入ポート１１５を形成する。

実施の形態１の変形例に係る装置１０は、上記インプラント１１と基本的に同様であるインプラント１１’を有する。しかし、インプラント１１’は、注入ポート１１５に縫合糸用穴１２４が配置されており、縫合糸２１を収容する点で異なっている。つまり、縫合糸２１と、インプラント１１’の保持部１１４を形成しているフレキシブル壁体１１２とは、一体的に形成されていない。なお、穴１２４は、縫合糸２１の一端の通過を許容するサイズを有する。

図３および図４は、本発明の好ましい実施の形態１に係るシングルレイヤ壁体およびマルチレイヤ壁体を説明するための図１の線２−２に関する断面図である。

フレキシブル壁体１１２は、図３に示されるシングルレイヤ構造あるいは図４に示される積層マルチレイヤ構造を有する。各レイヤは、流体に対して透過性を有する複数の細孔１１３が設けられている。図４に示されるように、レイヤの積層は、細孔１１３の位置が互いに対応しないように実施されている。したがって、細孔１１３を経由する流体の通過を遅くする。なお、フレキシブル壁体１１２の細孔１１３の平均直径が、０．１ｍｍの近傍にある場合、フレキシブル壁体１１２は、好ましくは、積層された２つ以上のレイヤから形成される。

図５は、本発明が組み込まれたシステム（装置）の斜視図、図６は、図５に示されるシステムの分解図、図７は、図５に示されるシステムのスリーブの斜視図である。

システムは、インプラント１１、インプラント１１と一体的に形成される２つの縫合糸２１、ペースト状薬剤３０、注入装置４０、および、スリーブ５０を有する。スリーブ５０は、スリーブ５０の長手方向の方向に沿って延長するスリット５１が設けられている。注入装置４０は、接続チューブ４１およびシリンジ４２を有する。

図６および図７に示されるように、インプラント１１は、チタン糸あるいはヤギの腸の糸から形成され、収縮性を有する。注入ポート１１５は、複数の内側糸１１６が設けられている。一方、接続チューブ４１の一端には、複数の外側糸４１１が設けられている。外側糸４１１は、インプラント１１の注入ポート１１５の内側糸１１６と係合可能である。

外科的要件に応じて、１つ以上の縫合糸２１が、インプラント１１と一体的に形成される。縫合糸２１は、針状部（surgical needle）２１１が設けられている。

ペースト状薬剤３０は、固化可能である。しかし、ペースト状薬剤３０は、粉末状あるいはコロイド状の形態で存在可能であり、水等の流体と混合することで、ペースト状物質となり、そして、注入装置４０によって、インプラントに注入することができる。ペースト状薬剤３０は、シリンジ４２の外筒部４２１の収容空間４２４に配置される。ペースト状薬剤３０は、例えば、流体および骨用セメントの混合物である。例えば、骨用セメントは、石膏、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、ポリメチルメタクリレートおよびヒドロキシアパタイトからなるグループから選択される。

また、一般的に、ポリメチルメタクリレート等からなるペースト状薬剤３０の粒径が比較的大きく、ペースト状薬剤３０が高粘性を有する場合、フレキシブル壁体１１２は、２つのレイヤから形成することができる。ペースト状薬剤３０の粒度が比較的小さく、ペースト状薬剤３０が低い粘性を有する場合、フレキシブル壁体１１２は、好ましくは、３つ以上のレイヤから形成される。つまり、フレキシブル壁体１１２のレイヤ数は、ペースト状薬剤３０の粘性あるいは粒径に基づいている。

外筒部４２１は、接続チューブ４１のホース４１２に接続される端部４２３を有する。ペースト状薬剤３０は、シリンジ４２のプランジャ４２２によって、接続チューブ４１を経由してインプラント１１の保持部１１４に強制的に導入され、これによって、インプラント１１の拡張を引き起こす。ペースト状薬剤３０は、インプラント１１に注入されると、固化を開始する。

スリーブ５０は、例えば、チタン、ステンレス鋼、プラスチック等の弾性を有する材料から形成される。スリーブ５０は、収縮しているインプラント１１および注入装置４０の接続チューブ４１の周囲に嵌合するように使用され、収縮しているインプラント１１を骨組織に挿入することを容易にする。

スリーブ５０は、図７に示されるように、スリーブ５０の長手方向に沿って延長するスリット５１が設けられている。スリーブ５０は、本来的に弾性を有しているため、スリット５１は、その幅を強制的に拡張させることが可能であり、スリット５１を経由して接続チューブ４１からスリーブ５０を分離させることを可能とする。

次に、筋組織などの軟部組織を骨組織に固定するための外科的プロセスを説明する。なお、図８は、本発明に係るシステムの動作を説明するための概略図、図９は、図８に続く動作を説明するための概略図、図１０は、図９に続く動作を説明するための概略図、図１１は、図１０に続く動作を説明するための概略図、図１２は、図１１に続く動作を説明するための概略図である。

図８および図９に示されるように、ドリルツール７０を使用して、骨組織６０に穴６１が形成される。その後、収縮しているインプラント１１と縫合糸２１と注入装置４０の接続チューブ４１とが、スリーブ５０に嵌入される。そして、スリーブ５０は、骨組織６０の穴６１に挿入される。スリーブ５０は、穴６１から引き戻（withdraw）される。

図８および図９に示されていない、注入装置４０のシリンジ４２の外筒部４２１の収容空間４２４に保持されているペースト状薬剤３０は、インプラント１１の保持部１１４に注入される。これによって、図１０に示されるように、インプラント１１のフレキシブル壁体１１２の拡張を引き起こす。その結果、インプラント１１は、ペースト状薬剤３０の固化により確実に骨組織６０に留まる。

スリーブ５０のスリット５１を拡張することによって、接続チューブ４１がインプラント１１の注入ポート１１５から分離される前に、図１１に示されるように、スリーブ５０は、接続チューブ４１から分離される。接続チューブ４１およびスリーブ５０の取り除きが完了した後において、図１２に示されるように、２つの筋組織８０の固定が、縫合によって実行される。２つの針状部２１１と共に２つの縫合糸２１を使用し、２つの筋組織８０が、骨組織６０に固定される。

図１３は、本発明の好ましい実施の形態２に係るシステムの注入装置を説明するための斜視図である。

注入装置４０は、接続チューブ４１と一体的に形成される包装サック４３をさらに有する。包装サック４３は、薬剤および溶液を保持するために使用される。薬剤および溶液は、収縮しているインプラント１１に対するペースト状薬剤３０の注入が実行される前に、完全に混合されて、ペースト状薬剤３０を形成する。

上述した本発明に係る実施の形態は、全ての点において一例であり非制限的であると見なさなければならない。したがって、本発明は、本発明の精神から逸脱することなく、その他の形態で、具体化することが可能である。したがって、本発明は、特許請求の範囲のみによって、制限される。つまり、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。

例えば、インプラントのフレキシブル壁体は、金属導体あるいはグラファイトから形成される造影体（image-forming body）を有することも可能である。この場合、造影体は、Ｘ線機器などの放射線画像システムを使用して、インプラントを骨に配置することができる。

本発明の好ましい実施の形態１に係るインプラントおよび縫合糸を説明するための斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態１に係るインプラントの変形例を説明するための斜視図である。 本発明の好ましい実施の形態１に係るシングルレイヤ壁体を説明するための図１の線２−２に関する断面図である。 本発明の好ましい実施の形態１に係るマルチレイヤ壁体を説明するための図１の線２−２に関する断面図である。 本発明が組み込まれたシステムの斜視図である。 図５に示されるシステムの分解図である。 図５に示されるシステムのスリーブの斜視図である。 本発明に係るシステムの動作を説明するための概略図である。 図８に続く動作を説明するための概略図である。 図９に続く動作を説明するための概略図である。 図１０に続く動作を説明するための概略図である。 図１１に続く動作を説明するための概略図である。 本発明の好ましい実施の形態２に係るシステムの注入装置を説明するための斜視図である。

符号の説明

１０・・装置、
１１，１１’・・インプラント、
２１・・縫合糸、
３０・・ペースト状薬剤、
４０・・注入装置、
４１・・接続チューブ、
４２・・シリンジ、
４３・・包装サック、
５０・・スリーブ、
５１・・スリット、
６０・・骨組織、
６１・・穴、
７０・・ドリルツール、
８０・・筋組織、
１１１・・糸、
１１２・・フレキシブル壁体、
１１３・・細孔、
１１４・・保持部、
１１５・・注入ポート、
１１６・・内側糸、
１２４・・縫合糸用穴、
２１１・・針状部、
４１１・・外側糸、
４１２・・ホース、
４２１・・外筒部、
４２２・・プランジャ、
４２３・・端部、
４２４・・収容空間。

Claims (13)

1. 組織を骨に固定するための装置であって、
   複数の細孔を有するフレキシブル壁体から形成され、保持部と、前記保持部と連通する注入ポートとを有するインプラントと、
   前記インプラントを固定するための１つ以上の縫合糸と、
   固化し得るペースト状薬剤とを有し、
   前記保持部は、前記フレキシブル壁体によって囲まれ、前記細孔は、０．１ｍｍ未満の直径を有しており、前記インプラントは、収縮性を有し、骨に挿入される前に収縮され、
   前記ペースト状薬剤は、前記インプラントの骨に対する挿入に引き続いて、前記インプラントの注入ポートを経由して前記保持部に注入され、前記インプラントの拡張を引き起こし、前記ペースト状薬剤の固化の完了により、前記インプラントを骨に確実に固定する
   ことを特徴とする装置。
2. 前記インプラントのフレキシブル壁体は、シングルレイヤ構造を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記インプラントの前記フレキシブル壁体は、積層マルチレイヤ構造を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記縫合糸の一端は、前記インプラントに固定されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記インプラントの注入ポートは、前記縫合糸を保持するための穴を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記インプラントは、前記フレキシブル壁体から一体的に形成されており、サック状、バッグ状あるいはボール状の形態を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記ペースト状薬剤は、流体および骨用セメントの混合物であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 前記骨用セメントは、石膏、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、ポリメチルメタクリレートおよびヒドロキシアパタイトからなるグループから選択されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記インプラントは、金属導体あるいはグラファイトから形成される造影体を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
10. 前記インプラントと着脱自在に固定される注入装置をさらに有し、前記ペースト状薬剤は、前記注入装置を経由して、前記保持部に注入されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
11. 前記注入装置は、接続チューブと、外筒部を有するシリンジと、プランジャとを有し、前記接続チューブの一端は、前記インプラントの注入ポートと着脱自在に固定され、前記接続チューブの他端は、前記シリンジの外筒部と固定されており、前記ペースト状薬剤は、前記プランジャによって、前記外筒部から前記接続チューブを経由して、前記インプラントの保持部に注入されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記インプラントを骨に挿入する前に、前記接続チューブおよび前記インプラントを収容するためのスリーブをさらに有し、前記縫合糸は、前記スリーブから突出していることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記スリーブは、弾性を有する材料から形成され、長手方向のスリットを有し、前記スリットが拡張することによって、前記接続チューブから取外し自在であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。

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