JP2007289551A - 骨補綴材 - Google Patents

Abstract

【課題】 椎弓根に形成された導入孔を介して椎体骨内の空間に容易に充填することができ、内部の固定力を即時に発揮して患者の疼痛軽減を図ることができるとともに、椎体修復術後に、隣接する上下の椎体骨が骨折する問題を解決する。
【解決手段】 椎体骨折修復術に用いられる骨補綴材１であって、生体適合性の弾性材料からなる線材をコイル状に巻いて構成され、椎弓根Ａに形成された導入孔Ｂを通過可能な外径寸法を有する骨補綴材１を提供する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、骨補綴材に関するものである。

従来、外傷や骨粗鬆症等によって椎体が潰れる椎体圧迫骨折の修復方法として、圧潰した椎体骨内に、セラミックスからなる充填材を充填する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この修復方法は、椎弓根に導入孔を形成し、形成された導入孔を介して鋭匙を用いて椎体骨内の血腫や壊死骨、瘢痕組織等を掻爬した後、変形を矯正する。そして、掻爬、矯正により形成された椎体骨内の空間に骨補綴材を充填するものである。充填に際しては、基端から先端まで貫通する中空部を有する筒体を利用し、かつ、筒体内に挿入する押出棒を利用して顆粒状の骨補綴材を押し込むことが行われる。

また、椎体骨内の空間にＰＭＭＡからなる骨セメントを充填する方法も知られており、この方法によれば、骨セメントが充填後に硬化し、椎体骨の圧迫骨折を修復することができる（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００４−１６２８９号公報 特開２００４−３１３７３８号公報

しかしながら、これら特許文献１および特許文献２に示される骨補綴材は、弾性を有しておらず、骨稜が粗である骨粗鬆症の患者の場合、これらの骨補綴材が充填された椎体骨は、隣接する椎体骨よりも、その柔軟性が乏しくなり、その結果、上下に隣接する椎体骨に過大な力が作用して骨折してしまうという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、椎弓根に形成された導入孔を介して椎体骨内の空間に容易に充填することができ、内部の固定力を即時に発揮して患者の疼痛軽減を図ることができるとともに、椎体修復術後に、隣接する上下の椎体骨が骨折する問題を解決する骨補綴材を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、椎体骨折修復術に用いられる骨補綴材であって、生体適合性の弾性材料からなる線材をコイル状に巻いて構成され、椎弓根に形成された導入孔を通過可能な外径寸法を有する骨補綴材を提供する。

本発明によれば、線材をコイル状に巻いて構成された骨補綴材は、線材自体の弾性により、柔軟性を有するので、内部空間内に充填されることでその椎体骨の柔軟性を隣接する椎体に近いものとすることができる。その結果、隣接する椎体骨に過大な外力が加わることを防止して、隣接する椎体骨の骨折を防止することができる。

また、コイル状に巻かれた骨補綴材は、線材どうしを軸方向に密着させ、あるいは近接させるよう圧縮されることで軸方向に加わる外力を伝達することができる。したがって、椎弓根に形成された細長い導入孔に複数並べて挿入された状態で内部空間内に押し込まれる際に、最外部に配置された骨補綴材に加えられる外力を最内部に配置された骨補綴材にまで容易に伝達することができ、挿入作業を容易にすることができる。

上記発明においては、コイル状に巻かれた線材どうしがほぼ密着状態に配される密着コイルバネ状に形成されていることが好ましい。
このように構成することで、骨補綴材は軸方向に高い剛性を有し、半径方向に弾性を有することとなる。したがって、軸方向に一列に並べた状態で、椎弓根に設けられた細長い導入孔を介して押し込む挿入作業を容易にすることができる。一方、骨補綴材の半径方向の弾性により、内部空間に充填された椎体骨の柔軟性を、隣接する椎体骨の柔軟性とほぼ同様にすることができる。

また、上記発明においては、白金、金、チタンあるいはこれらの合金あるいは生体親和性樹脂により構成されていることとしてもよい。
これらの金属あるいは樹脂は、生体親和性が高く、椎体骨内の空間に永久的に配置することができる。

また、上記発明においては、コイル状に巻かれた線材の中央の空間に、リン酸カルシウム多孔体あるいはコラーゲン等の生体吸収性材料が充填されていることが好ましい。このようにすることで、リン酸カルシウム多孔体等を足場として骨芽細胞を成長させることができ、骨組織の再生を図ることができる。

本発明によれば、椎弓根に形成された導入孔を介して椎体骨内の空間に容易に充填することができ、内部の固定力を即時に発揮して患者の疼痛軽減を図ることができるとともに、椎体修復術後に、隣接する上下の椎体骨が骨折する問題を解決するという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る骨補綴材１について、図１〜図４を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る骨補綴材１は、図１に示されるように、コイル状に形成された白金、金、チタンあるいは白金合金、金合金、チタン合金あるいは生体親和性樹脂からなる線材をコイル状に巻いて構成されている。

また、本実施形態に係る骨補綴材１は、コイル状に巻かれた軸方向に隣接する線材が相互に密着状態に配される密着コイルバネ状に形成されている。
骨補綴材１の寸法は、腰椎用には、外径寸法約０．５ｍｍ以上約５ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。また、胸椎用には、外径寸法約１ｍｍ以上約３ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。
軸方向長さ寸法については、いずれも約２ｃｍ以下に設定されていることが好ましい。

このように構成された本実施形態に係る骨補綴材１の作用について、図２〜図４を参照して説明する。
本実施形態に係る骨補綴材１を椎体骨Ｃ内の空間Ｘに充填するには、従来と同様に、椎弓根Ａに導入孔Ｂを形成し、形成された導入孔Ｂを介して鋭匙（図示略）を用いて椎体骨Ｃ内の血腫や壊死骨、瘢痕組織等を掻爬することで空間Ｘを形成する。次いで、図２に示されるように、骨補綴材１導入用の筒体２を導入孔Ｂに挿入し、その先端開口２ａを椎体骨Ｃの空間Ｘ内に開口させる。

この状態で、筒体２の内部に多数の骨補綴材１を投入する。筒体２は、骨補綴材１の外径寸法よりも若干大きな内径寸法を有しており、筒体２内に投入された骨補綴材１は、軸方向に一列に並ぶようにして筒体２内に収容されていく。

そして、図３に示されるように、筒体２の外部開口２ｂからプッシャ３を挿入して、筒体２内部の骨補綴材１を押圧する。これにより、図４に示されるように、多数の骨補綴材１を空間Ｘ内に押し込むことができる。このとき、筒体２は、導入孔Ｂを介した骨補綴材１の導入を案内し、骨補綴材１を椎体骨Ｃの空間Ｘ内に容易に導入することを可能とする。

この場合において、本実施形態に係る骨補綴材１は、密着コイルバネ状に形成されているので、外部開口２ｂから挿入されたプッシャ３により軸方向に押圧されても弾性変形されることがない。すなわち、プッシャ３による押圧力が弾性エネルギの蓄積に消費されることなく、骨補綴材１を押圧するためにのみ使用されるので、筒体２の外部開口２ｂ側に配置されている骨補綴材１にプッシャ３から押圧力を加えると、その押圧力は迅速に隣接する骨補綴材１に順次に伝達される。したがって、筒体２内に一列に並んだ多数の骨補綴材１を、小さい押圧力で効果的に充填していくことができる。

また、本実施形態に係る骨補綴材１は、筒体２の先端開口２ａから椎体骨Ｃの空間Ｘ内に放出されると、図４に示されるように、空間Ｘ内において種々の姿勢で折り重なるように充填されていく。そして空間Ｘ内に十分に充填されることで、一体的な塊状の形態となって椎体骨Ｃの空間Ｘ内壁を外側に向かって押圧し、内部の固定力を即時に発揮することができる。その結果、患者の疼痛を軽減することができるという効果がある。

また、本実施形態に係る骨補綴材１は、密着コイルバネ状に形成されているので、上述したように軸方向の荷重に対しては弾性を有していないが、軸方向に交差する方向の荷重に対しては、該骨補綴材１を構成する線材を半径方向にずらすように弾性変形させられる。したがって、姿勢を異ならせて折り重なるように充填された本実施形態に係る骨補綴材１によれば、椎体骨Ｃの外部から椎体骨Ｃを圧縮する方向にかかる荷重に対して弾性を有するようになる。

その結果、骨補綴材１を空間Ｘ内に充填した椎体骨Ｃは、隣接する健常の椎体骨Ｃと同等の弾性を有するようになり、骨セメントを用いる場合と比較して、隣接する椎体骨Ｃに過大な応力が加わることを防止して、隣接する椎体骨Ｃが骨折してしまうことを防止できる。

なお、本実施形態に係る骨補綴材１においては、椎弓根Ａに設けられた導入孔Ｂ内に差し込んだ筒体２内に順次、多数の骨補綴材１を装填していき、プッシャ３で押し出すことで、椎体骨Ｃの空間Ｘ内に骨補綴材１を充填することとしたが、これに代えて、図５に示されるように、筒体２内に予め多数の骨補綴材１を装填してなる骨補填材ユニット４を採用してもよい。
このようにすることで、充填作業に際して、多数の骨補綴材１を筒体２内に装填する作業を省略することができ、必要に応じて、骨補綴材ユニット４を入れ替えるだけで、空間Ｘの大きさに合わせて所望の数の骨補綴材１を充填することができる。
また、可撓性のある筒体を用いることにより、筒体を椎体の奥部まで挿入し、湾曲した骨内空間の奥部から骨補綴材を充填していくことが可能となる。

また、本実施形態に係る骨補綴材１においては、コイル状に巻かれた中央の空間に、リン酸カルシウム多孔体、コラーゲン等の生体吸収性材料を充填しておくこととしてもよい。このようにすることで、リン酸カルシウム多孔体等を足場として骨組織の再生を図ることができる。また、中央の空間の充填物には、骨芽細胞の成長を促進する薬剤等を癌浸させておくこととしてもよい。

また、本実施形態においては、線材どうしが密着する密着コイルバネ状の骨補綴材１について説明したが、自由状態で線材どうしが密着しておらず、押圧力の作用により容易に密着するような形態のコイル状に形成されていてもよい。

本発明の一実施形態に係る骨補綴材を示す正面図である。 椎体骨の椎弓根に形成した導入孔に挿入した筒体内に図１の骨補綴材を装填した状態を示す図である。 図２の骨補綴材を椎体骨内の空間内に押し込む作業を示す図である。 図３の作業により椎体骨の空間内に骨補綴材を充填した状態を示す図である。 図１の骨補綴材を多数装填した骨補綴材ユニットを示す縦断面図である。。

符号の説明

Ａ 椎弓根
Ｂ 導入孔
Ｃ 椎体骨
Ｘ 空間
１ 骨補綴材
２ 筒体
３ プッシャ

Claims (4)

1. 椎体骨折修復術に用いられる骨補綴材であって、
   生体適合性の弾性材料からなる線材をコイル状に巻いて構成され、
   椎弓根に形成された導入孔を通過可能な外径寸法を有する骨補綴材。
2. コイル状に巻かれた線材どうしがほぼ密着状態に配される密着コイルバネ状に形成されている請求項１に記載の骨補綴材。
3. 白金、金、チタンあるいはこれらの合金あるいは生体親和性樹脂により構成されている請求項１または請求項２に記載の骨補綴材。
4. コイル状に巻かれた線材の中央の空間に、リン酸カルシウム多孔体あるいはコラーゲン等の生体吸収性材料が充填されている請求項１から請求項３のいずれかに記載の骨補綴材。

Images