JP2009525152A - 軟骨再表面仕上げインプラント - Google Patents

Abstract

軟骨再表面仕上げインプラント（１０）が、互いに反対側に位置した関節表面を有する骨格関節における骨の関節接合部分の軟骨を置換するために提供される。この軟骨再表面仕上げインプラントは、軸受表面（１４）と骨境界面（１６）とを有する本体（１２）を含む。この軸受表面は、対向する関節表面との関節接合を実現することが可能である。

Description

本発明は骨格関節のためのインプラントに関する。特に、本発明は、骨格関節の関節表面における軟骨欠損部を修復するためのインプラントに関する。

骨格関節の関節軟骨に対する変性性損傷および外傷性損傷が、痛みと動作制限との原因となる可能性がある。痛みを軽減するために、かつ、関節機能を回復するために、補綴関節置換術が用いられる場合が多い。この手術中には、関節の関節接合表面の１つまたは複数が、補綴軸受構成要素で置き換えられる。この置換構成要素は、典型的には、関節付近のインプラントを固定する部分と、互いに反対側に位置する関節表面と関節接合する部分とを含む。例えば、膝置換手術の際には、関節を露出させるために、膝関節の中に切開部が作られる。脛骨と大腿骨との関節表面の一部分が除去され、および、この除去された部分を置換するために人工関節構成要素が配置される。膝全置換術では、膝関節の関節接合構成要素のすべてが補綴構成要素によって置換される。しかし、典型的には内側の構成要素である、膝関節の１つの構成要素だけが、損なわれる場合が多い。単関節丘膝置換術（ｕｎｉｃｏｎｄｙｌａｒ ｋｎｅｅ ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）では、損傷を受けた構成要素だけが、補綴軸受構成要素によって修復される。さらにより非侵襲的である手法では、関節軟骨における孤立した欠損部に損傷が限定されている場合には、その欠損部の直ぐ近くの関節軟骨だけを置換することが提案されている。

本発明は、互いに反対側に位置した関節表面を有する骨格関節における骨の関節接合部分の軟骨を置換するための軟骨再表面仕上げインプラントを提供する。この軟骨再表面仕上げインプラントは、軸受表面と骨境界面（ｂｏｎｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）とを有する本体を含む。この軸受表面は、対向する表面との関節接合を実現することが可能である。

本発明の一側面では、このインプラントは可とう性の本体を含む。

本発明の別の側面では、このインプラントは、本体内に埋め込まれておりかつ骨付着部（ｂｏｎｅ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）を画定するように骨境界面から延びる、複数の補強繊維を含む。

本発明の別の側面では、このインプラントは、本体内に埋め込まれており、かつ、骨に固定可能な可とう性ケーブルを画定するように骨境界面から延びる、複数の補強繊維を含む。

本発明の別の側面では、このインプラントは、本体内に埋め込まれており、かつ、骨境界面全体にわたって均一に固着荷重を分散させることが可能な、骨境界面全体にわたって分布している細長い剛毛を画定するように骨境界面から延びる、複数の補強繊維を含む。

本発明の別の側面では、このインプラントは、本体内に埋め込まれており、かつ、フックアンドループ型ファスナ構成の１つの構成要素を画定するように骨境界面から延びる、複数の補強繊維を含む。

本発明の別の側面では、インプラントは、骨境界面から突き出る複数の膨張可能な留め釘を含む。

本開示の一側面では、インプラントは、軸受表面と骨境界面とを有する可とう性の本体を含み、この軸受表面は、対向する関節表面との関節接合を可能にすることが可能であり、および、この本体は、生体内で骨の形状に形態的に適合するのに十分なだけ可とう性である。この本体は、互いに反対側に位置した関節表面に形態的に適合するように、通常の関節動作に対応して柔軟に変形可能であるだろう。インプラントは、本体内に埋め込まれている複数の補強繊維を含み、および、この補強繊維は、骨付着部を画定するように、骨境界面から延びるだろう。この本体は、骨境界面の付近における相対的により高い不とう性と、軸受表面の付近における相対的により低い不とう性とを有するだろう。この本体は、骨境界面の付近における相対的に高い不とう性から軸受表面の付近における相対的に低い不とう性に変化する不とう性勾配を画定するだろう。この本体は、骨境界面の付近における相対的に小さい細孔から軸受表面の付近における相対的に大きい細孔に変化する細孔勾配を画定する多孔性基体を含むだろう。この本体は、骨境界面の付近における相対的に低い細孔密度から軸受表面の付近における相対的に高い細孔密度に変化する多孔性基体を含むだろう。この本体は、骨境界面の付近におけるより高度に架橋したポリマーから関節表面の付近におけるより低い度合いに架橋したポリマーに変化する架橋ポリマー構造を含むだろう。この本体は架橋ハイドロゲルを含むだろう。この本体はハイドロゲルを含むだろう。補強繊維は、骨境界面の付近における相対的に高い割合の繊維補強材から軸受表面の付近における相対的に低い繊維補強材に変化する本体組成の割合を含むだろう。補強繊維は、骨境界面の付近における相対的に高強度な繊維から関節表面の付近における相対的により低い強度の繊維へ変化する様々な強度の繊維を含むだろう。本体は、骨境界面の付近における金属繊維と、骨境界面と軸受表面との間の高強度のポリマー繊維と、軸受表面の付近におけるハイドロゲル繊維とを含むだろう。繊維は、骨に対して固定可能である可とう性ケーブルを画定するように骨境界面から延びるだろう。繊維は、骨境界面全体にわたって均一に固着荷重を分散させることが可能な、骨境界面全体にわたって分布している細長い剛毛を画定するように骨境界面から延びるだろう。この剛毛は、主軸と、骨に係合するようにその主軸から外向きに伸びる針毛突起とを含むだろう。繊維は、フックアンドループ型ファスナ構成の１つの構成要素を画定するように骨境界面から延びるだろう。この繊維は、フックを画定するだろうし、および、軟骨再表面処理インプラントは、さらに、骨上に予め取り付けられることが可能でありかつフックと係合可能なループを画定する、別個のループ型構成要素を備える。骨付着部は、骨境界面から突き出る膨張可能な留め釘を含むだろう。この留め釘は、体液との接触によって膨張可能な少なくとも部分的に脱水されたハイドロゲルを含むだろう。この留め釘は熱膨張可能な留め釘を含むだろう。インプラントは、フィブリン接着剤、シアノアクリレート、エポキシ、および、骨セメントから成るグループから選択される接着剤を含むだろう。インプラントは、骨ペースト、骨チップ、骨成長タンパク質、骨成長ペプチド、骨髄吸引物、幹細胞、骨付着タンパク質、骨付着ペプチドから成るグループから選択される骨成長物質を含むだろう。インプラントは、様々なサイズおよび形状の軟骨欠損部を修復するように選択可能である、サイズおよび形状が様々である１組の互いに同様に形成されている本体を含むだろう。本体は、所望の形状およびサイズに手術中において形成可能だろう。

別の側面では、このインプラントは、軸受表面と骨境界面とを有する本体と、この本体内に埋め込まれている複数の補強繊維とを含み、この軸受表面は、対向する関節表面との関節接合を実現することが可能であり、および、複数の補強繊維は、骨に固定可能な可とう性ケーブルを画定するように骨境界面から延びる。

さらに別の側面では、このインプラントは、軸受表面と骨境界面とを有する本体と、この本体内に埋め込まれている複数の補強繊維とを含み、この軸受表面は、対向する関節表面との関節接合を実現することが可能であり、および、複数の補強繊維は、骨境界面全体にわたって均一に固着荷重を分散させることが可能な、骨境界面全体にわたって分布している細長い剛毛を画定するように骨境界面から延びるだろう。この剛毛は、主軸と、骨に係合するようにその主軸から外向きに伸びる針毛突起とを含むだろう。

一側面においては、このインプラントは、軸受表面と骨境界面とを有する本体と、この本体内に埋め込まれている複数の補強繊維とを含み、この軸受表面は、対向する関節表面との関節接合を実現することが可能であり、および、複数の補強繊維は、フックアンドループ型ファスナ構成の１つの構成要素を画定するように骨境界面から延びるだろう。この繊維はフックを画定し、および、軟骨再表面処理インプラントは、さらに、骨上に予め取り付けられることが可能でありかつフックと係合可能なループを画定する、別個のループ型構成要素を備えるだろう。

別の側面においては、このインプラントは、軸受表面と骨境界面とを有する本体と、骨境界面から突き出る複数の膨張可能な留め釘とを含み、この軸受表面は、対向する関節表面との関節接合を実現することが可能であり、および、複数の膨張可能な留め釘は、骨の付近における移植に対応して膨張することが可能だろう。この留め釘は流体膨張可能な留め釘を含むだろう。この留め釘は、体液に接触することによって膨張可能である少なくとも部分的に脱水されたハイドロゲルを含むだろう。繊維は本体から留め釘の中に延びるだろう。留め釘は膨張式の針毛突起を含むだろう。留め釘は熱膨張可能な留め釘を含むだろう。留め釘は、形状記憶合金を含むだろう。

本発明の様々な具体例を、添付図面を参照しながら説明する。これらの図は、本発明の例示的な具体例を示すにすぎず、および、本発明の範囲の制限と見なされてはならない。

軟骨再表面仕上げインプラントの実施形態が、軸受表面と骨境界面とを有する本体を含む。このインプラントは、継続的な関節機能を維持するために、骨格関節の損傷軟骨または罹病軟骨のための置換物として機能する。このインプラントは、股関節、膝関節、肩関節、脊椎関節、肘関節、手首関節、足関節、顎関節、および、指関節を非限定的に含むあらゆる骨格関節の一部分を置換するように使用されるだろう。このインプラントは、関節内の比較的小さい欠損部、関節の区画全体、または、全関節を置換するように形状構成されるだろう。

軸受表面は、反対側に位置した自然軸受表面または補綴軸受表面との関節接合に適しているあらゆる材料で作られるだろう。この軸受材料が、手術中の屈曲、切断、および／または、手術部位に適合するように軸受表面を別の形で形成することを容易にするために、弾力性であることが好ましい。軸受表面は、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリケトン、および／または、他の適切な材料を含むだろう。例えば、軸受表面は超高分子量ポリエチレンを含むだろう。軸受表面は、ポリマー鎖の３次元網状組織を有しかつ水が巨大分子間の空隙空間を満たしている、ハイドロゲルを含むだろう。このハイドロゲルは、水中でのその溶解を防止するように架橋されている水溶性ポリマーを含むだろう。このハイドロゲルの含水率は２０％から８０％の範囲内だろう。このハイドロゲルの高含水率は、流体力学的潤滑を原因とする軸受の低い摩擦係数を結果的にもたらすだろう。有利なことに、軸受構成要素上での荷重の増加に応じて、ハイドロゲルから押し出される水が潤滑薄膜を形成するので、摩擦係数が減少する。このハイドロゲルは天然または人工ポリマーを含むだろう。ポリヒアルロン酸、アルギン酸塩、ポリペプチド、コラーゲン、エラスチン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、キチン、および／または、適切な自然ポリマーとその組合せとを含む。合成ポリマーの例が、ポリエチレンオキシド、ポロエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、および／または、他の適切な合成ポリマーとその組合せとを含む。

骨境界面は、インプラントのためのアンカを提供する。骨境界面は、単一の本体によって、または、この本体内に埋め込まれている基体によって画定されるだろう。基体は中実であっても多孔性であってもよい。軸受表面は、接着、機械的留め具、多孔性指状突起鉗合、および／または、他の適切な取り付け方法によって、基体に取り付けられるだろう。例えば、この基体は、軸受表面をこの基体に取り付けるために軸受表面の一部分が中に一体化されている開放多孔性構造を含むだろう。この基体は、所定位置に接着されるか、所定位置にプレス嵌めされるか、組織内成長を受け入れるか、および／または、他の任意の適切な組織固定形状構成の形で組織に固定されるように、形状構成されるだろう。例えば、この基体は、組織の付近のインプラントを固定するために組織内成長を受け入れるように、体組織の付近の配置のための開放多孔性構造を含むだろう。多孔性構造は、硬組織および軟部組織の内成長を促進するように形状構成されるだろう。この多孔性構造は、開放気泡発泡体、織物構造（ｗｏｖｅｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）、格子、二次粒子、および／または、他の適切な構造およびこれらの組合せの形態であるだろう。

基板は、金属、ポリマー、セラミック、ハイドロゲル、および／または、他の適切な材料およびこれらの組合せを非限定的に含む、任意の適切な材料を含むだろう。例えば、ポリマー基体は、再吸収可能および／または再吸収不可能なポリマーを含むだろう。再吸収可能なポリマーの例が、ポリ乳酸ポリマー、ポリグリコール酸ポリマー、および／または、他の適切な再吸収可能なポリマーを含む。再吸収不可能なポリマーの例が、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリケトン、および／または、他の適切な再吸収不可能なポリマーを含む。金属基体がチタン、タンタル、ステンレス鋼材、および／または、他の適切な金属およびこれらの合金を含むだろう。この基体は、硬組織内成長のための適切な表面を提供するために比較的に不とう性であるだろう。例えば、この基体は、天然の小柱状骨の構造に類似した構造を有する多孔性タンタル材料を含むだろう。この材料は、タンタルを多孔性マトリックスの中に蒸着させることによって製造されるだろう。この基体は、組織に対するその基体の連結をさらに強化するための突出留め釘または他の骨係合要素を含むだろう。

軟骨再表面仕上げインプラントは、不とう性の骨表面に対するインプラントの固定を強化するために骨境界面の付近において相対的に高い不とう性を有し、かつ、周囲の自然軟骨組織と共に移動することが可能なコンプライアンスを持った表面を実現するために、軸受表面の付近において相対的に低い不とう性を有するだろう。このインプラントは、関節接合表面からの応力を骨境界面に漸進的に分配するために、かつ、その層間剥離抵抗性を強化するために、骨境界面の付近における相対的に高い不とう性から、軸受表面の付近における相対的に低い不とう性への不とう性勾配を含むだろう。軟骨再表面仕上げインプラントは単一の多孔性本体を含むだろう。この本体は、軸受表面に接合されている別個の多孔性基体を含むだろう。このインプラントは、骨境界面の付近における相対的に低い多孔度および高い不とう性から、軸受表面の付近における相対的に高い多孔度および低い不とう性へと変化する、段階別の多孔度を含むだろう。例えば、基体、すなわち、単一の本体が、骨境界面の付近における相対的に小さい細孔と、軸受表面の付近における相対的に大きい細孔とを有する、多孔性金属を含むだろう。あるいは、この代わりに、この基体すなわち単一の本体は、細孔数または細孔密度において様々である均一の細孔またはランダムなサイズの細孔を有し、したがって、骨境界面の付近において相対的に低い細孔密度および高い不とう性があり、かつ、軸受表面の付近において相対的に高い細孔密度および低い不とう性がある。

軟骨再表面仕上げインプラントは、骨境界面の付近においてより高い架橋結合および不とう性を有し、かつ、関節表面の付近において相対的に低い架橋結合および不とう性を有する、架橋ポリマー構造を含むだろう。例えば、このインプラントは、不とう性勾配を画定するように高度の架橋状態から軽度の架橋状態に変化するハイドロゲルを含むだろう。

軟骨再表面仕上げインプラントは、骨付近の強度と不とう性を増大させるための骨境界面の付近における相対的に高い割合の繊維補強材と、軸受表面の付近における相対的に低い繊維補強材とを含む、インプラント本体内の繊維状補強材を含むだろう。この繊維補強材は、骨境界面の付近における相対的に高強度の繊維から関節表面の付近における相対的により低強度の繊維への、変化する組成を有するだろう。例えば、骨境界面の付近の金属繊維が、骨境界面から離れている高強度のポリマー繊維に、軸受表面におけるハイドロゲル繊維に移行するだろう。単一の多孔性金属層が、骨との直接的な接触のために含まれるだろう。補強繊維は、繊維状のアンカを形成するために、骨境界面から骨に向かって突出するだろう。例えば、インプラント内に埋め込まれている繊維が、インプラントを骨に固定するためのケーブルを形成するように、インプラントの背部から延びるだろう。このケーブルは、骨内のトンネルの中に固定されてもよく、または、骨の外側表面に延びてもよい。このケーブルは、ねじ、ピン、クリップ、クランプ、ボタン、および／または、他の固着部材を用いて固定されるだろう。

別の具体例では、インプラント内に埋め込まれている繊維が、骨境界面全体にわたって分布されている細い剛毛を形成するように、インプラントの背部から延びるだろう。例えば、この剛毛は、骨境界面全体にわたって固着荷重を均一に分散させるように分布させられるだろう。これは、可とう性インプラントを安定化させるための多数の固着箇所を骨境界面が提供するので、骨境界面における骨の形状に形態的に適合するようにインプラントが可とう性である場合に、特に有用である。例えば、剛毛が、骨境界面の１平方インチ当たり１本から１００本までの任意の適切な数で分布させられるだろう。例示的な実施形態では、剛毛の数は、１平方インチ当たり４本から２０本である。別の例示的な実施形態では、剛毛の数は、１平方インチ当たり９本から１６本である。この剛毛は任意の横断面形状およびサイズであってよいが、概ね円筒形でありかつ０．０１０インチから０．１２５インチまでの範囲内の直径を有することが好ましい。例示的な実施形態では、この剛毛は、０．０２０インチから０．０７０インチまでの範囲内の直径を有する。別の例示的な実施形態では、この剛毛は、０．０３０インチから０．０５０インチまでの範囲内の直径を有する。この剛毛は、インプラントを骨に取り付けるために、骨の中に直接的に押し込まれるだろう。あるいは、この剛毛は、予め穿孔されている穴の中に押し込まれるだろう。この剛毛は、骨上でのその剛毛の把持力を強化するために、粗い表面または突出表面を有するだろう。例えば、この剛毛は、研磨材粗粒ブラスト（ａｂｒａｓｉｖｅ ｇｒｉｔ ｂｌａｓｔ）されてもよいし、プラズマ溶射されてもよいし、針毛状（ｂａｒｂｅｄ）にされてもよいし、および／または、その他の形で粗くされてもよい。この剛毛は、細孔内への骨内成長によって骨上でのその剛毛の把持力を強化するために多孔性であってもよい。例えば、この剛毛は、多孔性金属、セラミック、ポリマー、および／または、骨内成長と指状突起鉗合とを可能にするのに十分な細孔寸法を有する他の適切な多孔性材料を含んでもよい。例えば、この剛毛は、天然の小柱状骨に類似した構造を有する多孔性タンタルを含むだろう。

別の具体例では、インプラント内に埋め込まれている繊維が、フックアンドループ型ファスナ構成の１つの構成要素を形成するように、インプラントの背部から延びるだろう。例えば、その繊維は、インプラントの背部上のフックおよび／またはループを形成するだろう。嵌合構成要素が骨に事前に取り付けられるだろう。例えば、フックおよび／またはループを含む取り付け基部が骨の上に据え付けられ、および、インプラントは、そのインプラントを骨に接合するようにその取り付け基部に対して押し付けられるだろう。この取り付け基部は、接着剤、ねじ、ステープル、および／または、他の適切な締め付け固定方法によって、骨に取り付けられるだろう。例えば、取り付け基部は、ねじによって骨に取り付けられている薄い可とう性のループ層の形状だろうし、および、フックが、そのループに係合するようにインプラントの骨境界面から突出するだろう。

別の具体例では、１つまたは複数の留め釘が、骨の中に形成されている１つまたは複数の穴に係合するようにインプラントの背部から延びるだろう。この留め釘は膨張可能な留め釘を含むだろう。例えば、熱膨張可能な留め釘、流体膨張可能な留め釘、および／または、骨の中に挿入された後に膨張する他の形で膨張可能な留め釘を含むだろう。この留め釘は、骨を把持するように幅または直径において膨張するだろう。この留め釘は、骨を把持するように針毛突起を展開させることによって膨張するだろう。例えば、部分的にまたは完全に脱水されたハイドロゲル留め釘が、インプラントの背部から延びるだろう。この留め釘が手術部位および周囲組織から体液を吸収するにつれて、この留め釘は、穴に充満しかつ骨を把持するように膨張するだろう。この留め釘は、穴の壁に圧し当たる時に、強い摩擦係合部を形成する。この留め具は、さらに、穴の壁の中に骨の自然の多孔性を確実に係合させるように変形するだろう。この確実な係合は、さらに、穴の入口においてよりも骨の内側においてより大きい直径を有する穴を形成することによって強化されるだろう。ハイドロゲル留め釘が、穴の形状に少なくとも部分的に形状的に適合して骨との確実な係合部を形成するように、膨張するだろう。例えば、骨の穴が、小さい入口直径と骨の中のより深いより大きい直径とを伴って骨の中にくり抜かれるだろう。留め釘は流体膨張時に針毛突起を展開させるだろう。別の具体例では、留め釘は、熱によって起動される膨張機構を含むだろう。例えば、留め釘は、患者の体からの熱の存在によって針毛突起を展開させる形状記憶合金を含むだろう。例えば、留め釘および／または針毛突起は、挿入前の第１の形状から、患者の体温に晒された後の第２の展開した形状に変形する、形状記憶合金で作られているだろう。留め釘は、その引張り強さを強化するために繊維で補強されているだろう。例えば、インプラントからの繊維がこの留め釘の中に延びるだろう。

ケーブル、剛毛、フックアンドループ型ファスナ、および／または、膨張式留め釘は、インプラントと一体的に形成されてもよいし、または、別個の要素として後でインプラントに取り付けられてもよい。

軸受表面は、注入成形、射出成形、圧縮成形、機械加工、および／または、他の適切な成形プロセスおよびこれらの組合せによって、形成されるだろう。例えば、軸受表面は、その軸受表面が多孔性基体と指状突起鉗合するように、かつ、これによって多孔性基体に接合されるように、多孔性基体の形に圧縮成形または射出成形されるだろう。

骨に対する軟骨再表面仕上げインプラントの付着が、フィブリン接着剤、シアノアクリレート、エポキシ、骨セメント、および／または、骨境界面で導入される他の適切な接着剤を含む、接着剤の使用によって強化されるだろう。骨に対する軟骨再表面仕上げインプラントの付着は、骨ペースト、骨チップ、骨成長タンパク質、骨成長ペプチド、骨髄吸引液、幹細胞、骨付着タンパク質、骨付着ペプチド、および／または、骨境界面において導入される他の適切な骨成長促進物質を含む、骨成長の誘導および／または促進物質の使用によって強化されるだろう。

軟骨再表面仕上げインプラントは、異なるサイズおよび形状の軟骨欠損部の修復におけるそのインプラントの使用を容易にするように、様々なサイズおよび形状で提供されるだろう。あるいは、この代わりに、このインプラントは、所望の形状およびサイズに手術中に切断できる汎用の形態で提供されてもよい。

添付図面は、本発明による例示的な軟骨再表面仕上げインプラント１０を示す。この図示されているインプラント１０は、膝関節における大腿骨関節接合表面の一部分を再表面仕上げするための使用の形で示されている。しかし、軟骨再表面仕上げインプラント１０が、任意の骨格関節における任意の量の任意の軸受表面を置換するように形状構成されることが、本発明の範囲内に含まれている。インプラント１０は、関節接合のために対向する関節表面と係合可能である軸受表面１４を有する本体１２を含む。インプラント１０は、骨１８と係合可能な骨境界面１６を含む。図示されているインプラント１０は、軸受表面１４に隣接した無繊維領域２０と、骨境界面１６に隣接した高度に繊維補強された領域２２とを有する、繊維補強ハイドロゲル構造を含む。繊維２４は、軸受表面１４の付近における相対的により低い密度から、骨境界面１６の付近における相対的により高い密度への、増大する繊維密度の勾配の形で分布している。インプラント１０は、ハイドロゲルの形成中にそのハイドロゲルの中に繊維質の予備成型物を埋め込むことによって生産される。

インプラント１０は、骨１８に対する幾つかの付着部を形成する。１対のケーブル２６、２８が、骨に対する局在化された連結部を形成するように、骨境界面１６から骨１８の中に延びる。ケーブル２６、２８は、インプラント本体１２の中に指状突起鉗合しかつ本体１２の繊維補強材の一部分を形成する繊維から形成されることが好ましい。一方のケーブル２６は、骨にねじ込み式に係合されておりかつ骨の中に埋め込まれているねじ３０によって骨１８に固定されている。他方のケーブル２８は、骨１８の皮質表面３６に配置されているボタン３４の上に、そのケーブルの末端に形成されているアイレット３２を吊すことによって、骨１８に固定されている。インプラント１０の骨境界面１６は、骨境界面１６全体にわたって脱臼力をより均一に分散させるための分散された固着（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｆｉｘａｔｉｏｎ）を含む。この分散された固着は、骨１８内に埋め込まれている剛毛１００を含む部分と、フックアンドループ型ファスナ１５０を含む別の部分と、骨内に埋め込まれている膨張型留め釘２００を含む別の部分とを含む。ケーブル２６、２８と、剛毛１００と、フックアンドループ型ファスナ１５０と、留め釘２００の各々は、骨１８に対するインプラント１０のための固着の唯一の形態として単独で使用されることも、留め具のあらゆる組合せの形で使用されることもある。

剛毛１００が図２にさらに詳細に示されている。この図示されているインプラント１０では、剛毛１００は骨境界面１６から突き出る。各々の剛毛１００は、主軸１０２と、この主軸１０２から外向きに延びる針毛突起１０４とを含む。剛毛１００は、骨１８の中に穿孔された穴１０６の中に押し込まれ、および、針毛突起１０４が穴１０６の側部を把持する。図示されているインプラント１０では、剛毛１００は、インプラント本体１２内に埋め込まれている不とう性の繊維の延長部分である。

フックアンドループ型ファスナ１５０が図３にさらに詳細に示されている。この図示されているインプラント１０では、フック１５２が骨境界面１６から突き出し、かつ、インプラント本体１２内に埋め込まれている不とう性の繊維の延長部分として形成されている。取り付け基部１５４は、フックに係合可能であるループ１５６を含む。骨ねじ１５８が、取り付け基部１５４を骨１８に固定するように、取り付け基部１５４の中を通って延びて骨１８の中に入る。

留め釘２００が図４にさらに詳細に示されている。この図示されているインプラント１０では、各々の留め釘２００が、インプラント１０の繊維補強ハイドロゲル本体１２の繊維補強された延長部分として形成されている。留め釘２００は本体１２の一体的な部分として成形されている。留め具２００は、骨１８内に形成されている穴２０２の中に挿入されている。図示されている具体例では、各々の穴２０２が、骨１８の表面における直径に比べて骨１８の内側においてより大きい直径を有するようにくり抜かれている。留め釘２００が手術部位から体液を吸収するにつれて、ハイドロゲルが膨張して、その留め釘２００が穴２０２の少なくとも一部分に充満し、かつ、骨１８上の所定位置にインプラント１０を固着させる。図４の留め釘２０４の１つが、穴２０２に部分的に充満するように膨張させられている形で示されている。これは、膨張プロセス中の留め具２０４、または、ハイドロゲル組成物の性質、および／または、留め金２０４の繊維補強材によって生じさせられた膨張の制限を原因とした、制限された膨張可能性を有する留め具２０４を示している。図４の留め具２０６の別のものが、くり抜かれた穴２０２に充満するように完全に膨張している形で示されている。

軟骨再表面仕上げの外科処置では、軟骨欠損部が骨の関節表面上に発見される。この欠損部は比較的小さく、かつ、関節表面の小さい区域だけに悪影響を与えることがあり、または、この欠損部が比較的大きいか、または、多数の欠損部が存在して、関節表面全体に悪影響を与えることがある。関節表面の損傷部分が、研削、切削、掻き取り、穿孔、および／または、他の適切なプロセスによって取り除かれる。軟骨再表面仕上げインプラント１０が、その用意された部位に適合するように選択される。インプラント１０は、その用意された部位に適合するように手術中に切断されているかまたは他の形で再形成されている形態で提供されるだろう。必要に応じて固着穴が骨内に形成され、および、インプラント１０はその用意された部位に付着させられる。

軟骨再表面仕上げインプラントとその使用の具体例を詳細に説明し図示してきたが、この具体例は説明および例示を意図しており、および、限定と見なされてはならないということが理解されなければならない。本発明は、膝関節における損傷した大腿骨関節表面の一部分を置換するための使用の形で説明されてきた。しかし、この軟骨再表面仕上げインプラントは、任意の骨格関節における任意の量の任意の関節表面を置換するように形状構成されるだろう。したがって、軟骨再表面仕上げインプラントとその使用とにおける変形と変型とが当業者にとって明かだろうし、および、以下の特許請求項がこうした変型と等価物のすべてを範囲内に含むことが意図されている。

図１は、本発明による例示的な軟骨再表面仕上げインプラントを使用して修復される関節接合骨端部の断面図である。 図２は、図１の軟骨再表面仕上げインプラントの詳細図である。 図３は、図１の軟骨再表面仕上げインプラントの詳細図である。 図４は、図１の軟骨再表面仕上げインプラントの詳細図である。

Claims (25)

1. 互いに反対側に位置した関節表面を有する骨格関節における骨の関節接合部分の関節軟骨を置換するための軟骨再表面仕上げインプラント（１０）であって、この軟骨再表面仕上げインプラントは、軸受表面（１４）と骨境界面（１６）とを有する可とう性の本体（１２）を含み、前記軸受表面は、対向する関節表面との関節接合を実現することが可能であり、および、前記本体は、前記骨の形状に形態的に適合するのに十分なだけ可とう性である軟骨再表面仕上げインプラントにおいて、複数の補強繊維（２４）が前記本体内に埋め込まれており、および、前記補強繊維は、骨付着部（２６、２８、１００、１５０、２００）を画定するように前記骨境界面から延びることを特徴とする軟骨再表面仕上げインプラント。
2. 前記骨付着部は少なくとも１つの可とう性ケーブル（２６、２８）を備えることを特徴とする請求項１に記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
3. 前記骨付着部は少なくとも１つの剛毛（１００）を備えることを特徴とする請求項１に記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
4. 前記骨境界面の全体にわたって均一に固着荷重を分散させるように形状構成されている、前記骨境界面の全体にわたって分布している複数の剛毛を特徴とする請求項３に記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
5. 前記剛毛は、主軸（１０２）と、前記骨と係合するように前記主軸から外向きに延びる針毛突起（１０４）とを備えることを特徴とする請求項３または４に記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
6. 前記骨付着部は、フックアンドループ型ファスナ（１５０）の少なくとも１つのフックまたは少なくとも１つのループを備えることを特徴とする請求項１に記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
7. 前記繊維はフック（１５２）を画定し、および、前記軟骨再表面仕上げインプラントは、前記骨の上に予め据え付けられることが可能でありかつ前記フックと係合可能なループ（１５６）を画定する、別個のループ構成要素をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
8. 前記骨付着部は少なくとも１つの膨張可能な留め釘（２００）を備えることを特徴とする請求項１に記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
9. 前記留め釘は、体液との接触によって膨張可能である少なくとも部分的に脱水されているハイドロゲルを備えることを特徴とする請求項８に記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
10. 前記留め釘は、熱膨張可能な留め釘を備えることを特徴とする請求項８または９に記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
11. 前記本体からの前記補強繊維は前記留め釘の中に延びることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
12. 前記留め釘は膨張式の針毛突起を備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
13. 前記留め釘は形状記憶合金を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
14. 前記本体は、前記骨境界面の付近における相対的に小さい細孔密度から前記軸受表面の付近における相対的に大きい細孔密度に変化する、多孔性の基体を備えることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
15. 前記本体は、前記骨境界面の付近におけるより高度に架橋したポリマーから前記関節表面の付近におけるより低い度合いに架橋したポリマーに変化する、架橋ポリマー構造を備えることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
16. 前記本体はハイドロゲルを備えることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
17. 前記補強繊維は、前記骨境界面の付近における相対的に高い割合の繊維補強材から前記軸受表面の付近における相対的に低い割合の繊維補強材に変化する、前記本体の割合を備えることを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
18. 前記補強繊維は、前記骨境界面の付近における相対的に高強度な繊維から前記関節表面の付近における相対的により低い強度の繊維へ変化する、様々な強度の繊維を備えることを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
19. 前記本体は、前記骨境界面の付近における金属繊維と、前記骨境界面と前記軸受表面との間の高強度のポリマー繊維と、前記軸受表面の付近におけるハイドロゲル繊維とを備えることを特徴とする請求項１から１８のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
20. フィブリン接着剤、シアノアクリレート、エポキシ、および、骨セメントから成るグループから選択される接着剤をさらに特徴とする請求項１から１９のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
21. 骨ペースト、骨チップ、骨成長タンパク質、骨成長ペプチド、骨髄吸引物、幹細胞、骨付着タンパク質、骨付着ペプチドから成るグループから選択される骨成長物質をさらに特徴とする請求項１から２０のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
22. 様々なサイズおよび形状の軟骨欠損部を修復するように選択可能である、サイズおよび形状が様々である１組の互いに同様に形成されている本体をさらに特徴とする請求項１から２１のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
23. 前記本体は、前記骨境界面の付近における相対的により高い不とう性と、前記軸受表面の付近における相対的により低い不とう性とを有することを特徴とする請求項１から２２のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
24. 前記本体は、前記骨境界面の付近における相対的に高い不とう性から前記軸受表面の付近における相対的に低い不とう性に変化する、不とう性勾配を画定することを特徴とする請求項１から２３のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。
25. 前記本体は、前記骨境界面の付近における相対的に小さい細孔から前記軸受表面の付近における相対的に大きい細孔に変化する細孔勾配を画定する多孔性の基体を備えることを特徴とする請求項１から２４のいずれかに記載の軟骨再表面仕上げインプラント。

Images