JP2007021208A - 体内に挿入するのに適した吸収可能な医療要素、特に吸収可能なインプラント - Google Patents

Abstract

【課題】インプラント領域における身体自身の細胞の対応する増殖と吸着乃至吸収とが十分な吸着特性で支援されるように、吸収可能なインプラントを改良する。
【解決手段】吸収可能なインプラント１は、インプラント受容者の体によって吸収されることができる材料から作られた基礎化合物２を備えて成る。チタンを含むコーティング４は、基礎化合物２を部分的に覆うので、後者は、身体がかみ合い且つ吸収するためのコーティングの無い区間を備えて成る。
【選択図】図１

Description

本発明は、インプラント受容者の身体内に吸収可能な材料から作られた基礎化合物を備える、身体内で用いるのに適した吸収可能な医療要素（特に吸収可能なインプラント）に関する。これら医療要素の考えられる形態は、あらゆる適当な医療用途、例えば、骨固定用のボルトとプレート、縫合材料、縫合クリップ、骨置換造粒体（bone replacement granulate）、ステント（stents）、インプラントを固定するためのステープル（staple）、固定具、クリップ、ヘルニア・メッシュ（hernia meshes）のような軟組織強化インプラント、歯科で用いられるようなメンブレンシステム（membrane systems）、いわゆる「ナーブトラック（nerve tracks）」を置換するためのチューブ、又は、組織工学で用いられる基礎材料のために用いることができる。明確性の理由で、これら医療要素は、以下ではまとめて「インプラント」と称される。

EP0 897 997 B1

本発明のバックグラウンドは、軟組織又は骨のようなあらゆるタイプの組織の一時的な安定化が要求されるか、又は、インプラントが限られた期間で用いられる様々な分野のインプラント手術において、吸収可能な合成物質が用いられることである。例えば、骨が自己再生する間に、骨副木（bone splints）とボルトシステムが用いられる場合、インプラントは骨の折れた箇所を固定するのに適している。ここで、（通常の骨折でよくあるように）骨は、それが共に元の状態に戻れるようにするために最初に固定されなければならない。その際、異物形態である固着剤（anchorage）は、もはや必要はないが、耐久性のある材料から作られた標準的なインプラントは、後の手術の間に取り出さなければならない。

吸収可能な材料が釘又はトラックのようなインプラントに用いられる場合は、この自然界の追加介入を避けることが可能であり、当該インプラントは、適当な材料を選択することで予定することができる数週間から数ヶ月の間の特定期間の後に、身体と適合できる二酸化炭素と水成分に分解され、後者はいかなる問題も無く身体から排出される。

別の例示は、傷医療のほとんど全ての領域において使用するのに適している吸収可能な縫合材料の使用である。そのねらいは、傷が縫合糸の初期の十分な引張強度で治癒することが可能なように傷を閉ざすことである。身体自身の組織が安定するにつれて、縫合材料の引張強度は、吸収プロセスに起因して徐々に減少する。特定の期間の後で、最後には、それは完全に分解する。

最後に、組織工学の分野にも言及するべきであり、当該分野では、吸収可能なポリマーから作られる多孔質の支持化合物が作り出される。これらは、骨又は軟組織細胞のような細胞培養を接種される。細胞のための大きな吸収表面を設ける多孔質構造体内部で、細胞の急速な形成増殖が保証される。構造体の初期安定度、したがって成形は、吸収可能な支持化合物によって最初に達成される。特定の増殖段階の後、それ自身の弾性力は増加し、支持化合物の基礎合成物質は、純粋な細胞組織又は骨材料だけになるまで、同様に徐々に分解する。

従来技術にしたがう吸収可能なインプラントに関する問題点は、その材料に起因して、インプラントが受容者の身体に異物であると識別されるという事実である。これは、通常、臓器インプラント（organ implants）又は合成インプラント（synthetic implants）で観察されることのできる拒絶反応を導かないが、インプラント領域における身体自身の細胞の増殖と吸収とが、結果として損なわれる。

このバックグラウンドに対して、本発明の目的は、インプラント領域における身体自身の細胞の対応する増殖と吸着乃至吸収とが十分な吸着特性で支援されるように、吸収可能なインプラントを改良することである。

この目的は、請求項１の特徴部分にしたがって、インプラント受容者の身体内で少なくとも部分的に吸収可能な材料から成る基礎化合物上に、部分的にだけこれを覆う生体適合性材料の吸収不可能なコーティングを適用することを用いて達成される。このようにして、基礎化合物は、インプラント受容者の身体の吸収作用のためのコーティングの無い区間を備えて成る。

本発明にしたがうインプラントの部分的なコーティングに起因して、身体自身の細胞の増殖と吸着とが一方では支援され、結果として細胞吸着の最適化とインプラントのより早い治癒になる。さらに、部分的なコーティングによって、吸収性を制御することができる。すなわち、インプラントのコーティングされた部分上では、吸収は、進行が遅くなる。

部分的なコーティングを備えた吸収可能なインプラントの好ましい実施形態は、以下の記述と従属請求項に略述され、対応する特徴、特殊性及び長所が、添付図面を参照してより詳細に説明される。

図１は、例えば骨副木によって実現することができるようなインプラント１を示す。それは、基礎化合物２を備えて成り、当該基礎化合物は、ポリラクチド（polylactides）、それらの共重合体、ポリグリコリド（polyglycolides）、それらの共重合体、ポリジオキサノン（polydioxanones）、カゼイ（casei）又はコラーゲンのようなタンパク質、リン酸三カルシウム、及び近似した物質のような標準的な吸収可能合成材料から成ることができる。半分はポリプロピレン（吸収可能ではない）から成り、半分は吸収可能な材料から成るヘルニアメッシュのような、部分的にだけ吸収可能な材料から基礎化合物を作り出すことも可能である。

図１において上方を向く基礎化合物２の側面３は、チタンを含む材料の連続したコーティング４を設けられる。コーティング４を備える、例えば骨副木インプラント１のこの側面３は、それが固定させられるべき骨に向くように、インプラントされた状態に置かれるので、高い生体適合性のあるチタン表面に起因して、固定されるべき骨の上に上述した骨細胞増殖が支援される。

側面３とは逆側を向いた骨副木の他方の側面５上では、基礎化合物２の生体吸収可能な材料は完全に開放され、こうして、身体の吸収作用に十分にさらされる。したがって、これは、特定の時定数を備えたインプラントの高信頼な分解を導く。

コーティング４の厚さＤを、５〜７００ｎｍの間で、好ましくは１０〜１００ｎｍの間で広く分散させることができる。実際的な水準は、およそ３０〜５０ｎｍである。コーティング自体は、例えば特許文献１に包括的に記述されるようなＰＡＣＶＤ手法を用いることで適用される。この点において、いかなるコーティング手法の更なる説明もここでは必要ではない。別の方法として、コーティング材料次第では、ソル−ゲル手法（sol-gel procedure）のような他の適したコーティング手法を用いることができる。

図２に示されるインプラント１’の実施形態は、例えばステント又はナーブチューブ（nerve tube）とすることができる。このインプラント１’の場合、上記に列挙した吸収可能な材料から作られる基礎化合物２が同様に設けられ、その上にチタンを含む材料から作られたコーティング４’が全ての側面上に適用される。全ての側面上の断続性コーティング４’に起因して、インプラント１’の手術後の細胞コロニー形成を支援することができる。コーティングの無い区間を形成するために、基礎化合物２は、後でコーティング４’における中断部６が配置されるべきこれら場所においてマークされる。コーティング４’が、（例えば、同様に上述のＰＡＣＶＤ手法を用いて）適用される場合は、コーティング４’における中断部６’は、マスキングが取り除かれるときにむき出しにされ、開放された状態にされる。中断部の開放断面ｑは、大きさにおいて数μｍから数ｍｍまでに及ぶことができる。コーティング４’の厚さＤは、同様に、およそ３０〜５０ｎｍに対応する。

図にはより詳細には示されないが、連続するコーティング４’の適用の後で、しかるべきコーティング４’を取り除くことによって、その後、中断部６を実現することもできる。

図３に示されるインプラント１”の場合、チタンを含む材料から成る非常に薄い不完全なコーティング７が、基礎化合物２に適用される。後者は、例えば、手術の縫合糸にすることができ、当該縫合糸で、傷の治療プロセスがコーティング７によって促進される。不完全なコーティング７の薄い厚さｄに起因して、これは、図３Ｂに示されるように、基礎化合物２の表面上で連続的ではなく多孔質であるので、開部８がインプラント上にコーティングの無い区間を形成するためにむき出しにされる。インプラント受容者の身体は、これら開部を介して吸収作用を導くことができる。インプラント１”のコーティング７と基礎化合物２とは、同様に、上記に既述したチタンを含むＰＡＣＶＤ適用材料、又は、生体吸収可能な材料からなる。

コーティング４’の場合には、中断部６の規則正しい配列がより確実であるのとは対照的に、完全には閉じない薄い不完全なコーティング７の場合、開部８は、概して、数原子層の厚さを備えたコーティングの適用に起因して所与の５ｎｍまでで不規則である。中断部６又は開部８の大きさは、いずれの場合においても、例えばマスキングのためにリソグラフィ手法がまた可能でもある技術的な実現可能性によって、最小レベルに関して事実上制限される。

異なったタイプのコーティング４、４’又は７の使用は、主として、インプラントのそれぞれの使用領域に依存する。インプラントが、異なった接触表面の間に、例えば、柔らかい組織と骨表面との間に置かれるときは、指向性方向を備えた一面コーティング４が、概して用いられる。縫合材料又はいわゆるキャリアシステム（carrier systems）のような組織タイプ内部に配置されるインプラントの場合、マスキングされたコーティング４’又は不完全なコーティング７が、基礎化合物２上に用いられる傾向がある。最後に、開放表面に対するコーティングされた表面の割合を介して、インプラント１、１’、１”の吸収期間に影響を与えることができる。概して、上述したチタンと同様に、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム、銀、若しくは、ニオブのような身体に適合した他の金属、又は、生体適合性ポリマー、特にヒドロキシアパタイトをコーティング材料として用いることができる。

インプラントを通した非常に概略的な断面図であって、Ａは、一つの側面にチタンコーティングを備えたインプラントの断面図であり、Ｂは、Ａからの拡大された詳細部である。 インプラントを通した非常に概略的な断面図であって、Ａは、全ての側面にチタンコーティングを備え、且つ、中断部を備えたインプラントの断面図であり、Ｂは、Ａからの拡大された詳細部である。 インプラントを通した非常に概略的な断面図であって、Ａは、薄いチタンの不完全なコーティングを備えたインプラントの断面図であり、Ｂは、Ａからの拡大された詳細部である。

符号の説明

１ 医療要素
２ 基礎化合物
３ 側面
４ コーティング
４’ コーティング
５ 側面
６ 中断部
７ コーティング
８ 開部

Claims (12)

1. 身体に挿入するのに適した吸収可能な医療要素、特にインプラントにおいて、
   −インプラント受容者の身体内に吸収可能な材料から、少なくとも部分的に成る基礎化合物（２）と、
   −基礎化合物（２）上のコーティング（４、４’、７）であって、当該コーティング（４、４’、７）は、生体適合性材料を含み、吸収可能ではなく、基礎化合物（２）が身体による吸収作用のためのコーティングの無い区間を備えるように、基礎化合物（２）を部分的にだけ覆うコーティングと、
   を備えて成る医療要素。
2. 医療要素（１）の全ての側面（３、５）を覆わず、且つ、好ましくは一つの側面上にあるコーティング（４）によって、部分的なコーティングが形成されることを特徴とする請求項１に記載の医療要素。
3. コーティング（４’）は、コーティングの無い区間を形成するために中断部（６）を有することを特徴とする請求項１に記載の医療要素。
4. 中断部（６）は、コーティング（４’）が適用される場合、基礎化合物（２）の対応するマスキングによって形成されることを特徴とする請求項３に記載の医療要素。
5. 中断部（６）が、適用されたコーティング（４’）の対応する除去によって形成されることを特徴とする請求項３に記載の医療要素。
6. 中断部（６）は、いずれの場合にも数μｍ〜数ｍｍの間の範囲で開放断面（ｑ）を備えて成ることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の医療要素。
7. コーティング（４、４’）の厚さ（Ｄ）は、５〜７００ｎｍの範囲に、特に１０〜１００ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の医療要素。
8. コーティングは、コーティングの無い区間を形成するために開部（８）を備えて成る薄く、且つ、不完全なコーティング（７）として構成されることを特徴とする請求項１に記載の医療要素。
9. 不完全なコーティング（７）の厚さ（ｄ）が、およそ５ｎｍであることを特徴とする請求項８に記載の医療要素。
10. コーティングは、身体に適合する金属、特に、チタン、タンタル、ハフニウム、ジルコニウム、銀、若しくは、ニオブ、又は、生体適合性ポリマー、特にハイドロキシアパタイト、を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の医療要素。
11. チタンを含むコーティング（４、４’、７）が、ＰＡＣＶＤ手法又はソル−ゲル手法を用いて適用されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の医療要素。
12. 基礎化合物（２）は、ポリラクチド、それらの共重合体、ポリグリコリド、それらの共重合体、ポリジオキサノン、たんぱく質又はリン酸三カルシウムから成ることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の医療要素。

Images