JP2009531078A - 人工骨 - Google Patents
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Abstract
本明細書では、部分的人工骨およびその使用方法が開示される。部分的人工骨は、例えば距骨の上面または脛骨などの長骨の端において形成することができる。部分的人工骨は、骨と人工器官の間の接合表面の周縁に固着することができる。例えば、距骨に貫通穴を開けず、構造的完全性および距骨内部の血流を維持して人工器官を距骨に付着することができる。本発明は特に、部分的人工骨デバイスであって、中央軸を有する人工器官本体と、中央部と、周辺アンカーと、を含み、前記中央軸が前記中央部を貫通し、前記周辺アンカーが前記中央軸に対して半径方向に遠位である、デバイスに関する。
Description
本発明は、人工骨およびその使用方法に関する。より具体的には、人工骨を周縁に固着可能にする。
変形性関節症または外傷により、距骨の表面が凹凸に磨耗したり、および/または距骨の表面が直接傷ついたりする足関節の病変が引き起こされうる。これは通常、軟骨の侵食、およびそれに続く軟骨下骨の故障の原因となる。距骨における変形性関節症およびある種の外傷は、しばしば距骨を脛骨に融合させることによって処置されている。この融合処理により、足関節の可動性が喪失し、歩行変化、圧力が原因のさらなる外傷、患者の全体的な可動性の減少を含む、予期される合併症が引き起こされる。
距骨における‐および他の骨における‐変形性関節症に対する第二の処置は、損傷した骨の部分を部分的人工骨と取り替えることである。距骨用または長骨(例えば大腿骨、脛骨、上腕骨、尺骨)用の部分的人工骨のような部分的人工骨は、通常、残りの骨の部分に固着される。この固着は、長骨の長手方向軸に対して、または距骨の場合では垂直軸に対して半径方向の中心を通って行われる。
図1および図2は、脛骨6、距骨12、腓骨2(図2には示されていない)の正面および側面図を示している。垂直軸8および元の距骨の厚み10が示されている。元の距骨の厚み10は、個々の解剖学的な要因および病理学的な骨の劣化によって決まる。
図3および図4は、距骨12が典型的な人工器官20の移植に対して調製されるとき、距骨12の上面および隣接骨等の組織が除去される様子を示している。距骨12の残りの部分は、垂直軸8に実質的に垂直な新しい上面(すなわち、人工器官20の接合表面16)を有する。図1および図2が示すように、組織を除去した後の、距骨の最小の高さ(すなわち、最小の縮小した厚み14)は、元の距骨12の最小の組織の高さより実質的に低い。
図5および図6は、典型的な部分的人工骨が接合表面16に接着している様子を示している。人工器官20は多くの場合、垂直軸8に沿った、またはその近くの距骨12の中心に対し、突出および/または貫通している中央アンカー22を有する。人工器官20が移植されると、移植後の距骨の最小の厚み18は大変小さく、人工器官20の移植時および移植後の距骨12の脆弱性を高める。中央アンカー22により生じた損傷も、距骨12へ向かう血流、およびその内部の血流を妨げるおそれがある。
したがって、骨に移植した後の、最小の骨の厚みまたは最小の長手方向もしくは垂直の厚みに実質的に影響を与えない部分的人工骨が必要とされている。人工器官の中心に固着されない部分的人工骨も求められている。
部分的人工骨が、本明細書では開示される。部分的人工骨は、長骨、距骨、膝骨、臀骨、肩甲骨、尺骨、または椎骨を処置するのに用いることができる。
人工器官は、中央軸を持つ人工器官本体を有することができる。人工器官本体は周辺アンカーを持ちうる。周辺アンカーは、中央軸に対して半径方向に遠位でありうる。周辺アンカーは、人工器官本体の残りの部分よりも実質的に厚くなりうる。
周辺アンカーが中央軸の完全な周囲を形成する場合もあり、または周辺アンカーが中央軸の不完全な周囲を形成する場合もある。人工器官本体は分枝を持ちうる。分枝は周辺アンカーの全て、または一部を有しうる。
周辺アンカーは、内方成長マトリクスを有しうる。周辺アンカーは、第1の隆起部を有しうる。周辺アンカーは、第2の隆起部を有しうる。周辺アンカーは、補助アンカーポート(anchor port)を有しうる。人工器官本体はチタン合金、コバルトクロム合金、またはこれらの組み合わせから作られうる。
中央軸を有する骨の骨端に部分的人工骨を移植する方法も開示されている。該方法は骨端から組織を除去することを含む。組織を除去することは、中央軸に近位の組織よりも実質的に厚い中央軸から遠位の組織を除去することを含む。組織を除去することはまた、骨上に接合表面をさらすことを含む。該方法は部分的人工骨を接合表面に配置することを含む。
配置することは、骨および/または人工器官に骨形態形成タンパク質を塗布することを含みうる。配置することは、部分的人工骨を貫通して骨に入る補助アンカーを挿入することを含みうる。挿入することは、周辺アンカーを貫通して補助アンカーを挿入することを含みうる。
図7は、部分的人工骨が人工器官本体24を有する場合を示している。人工器官本体24は中央軸26を有しうる。長骨中で使用する間、中央軸26は長骨の長手方向軸と実質的に並行に、および/または直線的に並べられることができる。距骨12、または椎骨において使用する間、中央軸26は垂直軸8と実質的に並行に、および/または直線的に並べられることができる。
人工器官本体24は中央部28を有しうる。中央軸26は中央部28を貫通しうる。人工器官本体24は周辺アンカー30を有しうる。周辺アンカー30は中央軸26へ半径方向に遠位でありうる。周辺アンカー30は部分的に、または完全に中央部28を囲みうる。
人工器官は、遠位の人工器官表面32を有しうる。遠位の人工器官表面32は、人工器官で交換される骨部分の外側と実質的に一致させるようにすることができる。近位および遠位の人工器官表面32は、それぞれ一部が交換されている骨の残りの部分に対して近位であり、遠位である。
図8は、人工器官本体24が1つ以上の分枝36を有する場合を示している。分枝36は、中央軸26から半径方向に伸張しうる。分枝36は、中央軸26からの半径において、中央軸26に対して実質的に並行に、または実質的に並行でなく、伸張することができる。
人工器官は、近位の人工器官表面34を有しうる。近位の人工器官表面34は、骨に付着するようにすることができる。
図9は、人工器官本体24が、遠位の人工器官表面32上で前後の(すなわち、フロント‐バックまたは前部‐後部)軸に沿って伸張する1つ以上の溝38を有する場合を示している。溝38は、人工器官本体24の側面の中央にありうる。溝38は、隣接したインプラントの凸部、または溝に隣接した骨の隆起部と並列するようにすることができる。溝38は、溝に隣接したインプラントまたは隣接した骨に対するインプラントの側方への動きを最小限に、そうでなければ制限するようにすることができる。
遠位の人工器官表面32は、溝38の両側および溝38の間に1つ以上の肩部40を有しうる。肩部40は平坦および/または曲面でありうる。肩部40および/または溝38は、例えばPTFE(例えば、E.I.du Pont de Nemours and Company of WilmingtonのTeflon(登録商標)、ドイツ)からなる低摩擦コーティングを施しうる。
人工器官本体24は、人工器官平坦部42および人工器官勾配部44を有しうる。人工器官勾配部44は、上下(背側‐底側または背側‐掌側)軸に平行に測られている人工器官平坦部42からの角度で伸張しうる。
人工器官本体24は、人工器官本体24の前面および/または後面に鋭端46を有しうる。人工器官本体24は、人工器官本体24の前面および/または後面に平坦で、尖っていない面を有しうる。
人工器官本体24は、本体チャネル48を有しうる。骨チャネル48は、人工器官本体24の前面から後面、または第1の側面(すなわち左側)から第2の側面(すなわち右側)にかけて貫通している。骨チャネル48の面は、近位の人工器官表面34により形成されうる。周辺アンカー30は、骨チャネル48の対向する2つの側に沿って伸張しうる。周辺アンカー30は、骨チャネル48の前方開口部および/または後方開口部において空洞でありうる。
図10aおよび図11aは、周辺アンカー30が最大限のアンカーの厚み50を有しうる場合を示している。中央部28(すなわち周辺アンカー30ではない)は、最大限の中央部の厚み52を有しうる。最大限のアンカーの厚み50は、最大限の中央部の厚み52より実質的に大きくなりうる。
中央部28における近位の人工器官表面34は、周辺アンカー30における近位の人工器官表面34と角度を形成しうる。遠位の人工器官表面32は、実質的に、または全体的に曲面でありうる。中央部28は、中央軸26からの十分な半径を有しうる。
周辺アンカー30は、最大限のアンカーの厚み50を有しうる。中央部28は、最大限の中央部の厚み52を有しうる。最大限のアンカーの厚み50は、最大限の中央部の厚み52よりも実質的に大きくありうる。
図10bおよび図11bは、周辺アンカー30が中央軸26に実質的に収束している場合を示している。近位の人工器官表面34は、中央軸26において頂点をなし、および/または角度を形成する。中央部28は、中央軸26からの名目上の、またはわずかばかりの半径を有しうる。
図12および図13は、人工器官が、周辺アンカー30と一体になっている、または付着されている内方成長マトリクス54を有する場合を示している。内方成長マトリクス54は、近位の人工器官表面34を形成しうる。中央部28は、(図示されている)内方成長マトリクス54を有しうるし、あるいは無くてもよい。
図14および図15は、遠位の人工器官表面32が、付着部(attacher)を有する場合を示している。付着部は、リッジ56(図示されている)、針部、隆起部、勾配部、フィン、スケグ、またはこれらの組み合わせでありうる。リッジ56は、中央軸26を中心とする半径端部においてありうる。リッジ56は、V字形の構成をとりうる。リッジ56は、中央軸26に内径方向へ向けられうる。リッジ56は、一方向において付加抵抗をもたらす(例えば、図示したように下方へ牽引するとき)ようにすることができる。
図16および図17は、リッジ26がT字型の構成をとる場合を示している。図18および図19は、周辺アンカーが第1のリッジ58、第2のリッジ60、および第3のリッジ62を有する場合を示している。リッジ56は、徐々に径方向に近くなる位置をとりうる。
図20および図21は、周辺アンカー30が1つ以上の(例えば2つまたは4つの)補助アンカーポート64を有する場合を示している。補助アンカーポート64は、遠位の人工器官表面32と近位の人工器官表面34の間にありうる。補助アンカーポート64は、捻じ込まれうる(図33および図34に示した)。補助アンカーポート64は、実質的に周辺アンカー30の最も厚い部分に位置しうる。補助アンカーポート64は、近位の人工器官表面34に対して垂直にすることができる。
図22aは、肩部40が肩部幅66を有する場合を示している。肩部幅66は、約6.4mm(0.25in.)から約19mm(0.75in.)まで、例えば12.7mm(0.500in.)でありうる。肩部40は、遠位面取り径部68(distal chamfer radius)を有する人工器官本体24の側面に丸い移行部を有しうる。遠位面取り径部68は、約0.08mm(0.03in.)から約3.0mm(0.12in.)まで、例えば約2mm(0.06in.)でありうる。
溝38は、溝の(曲率)半径70を有しうる。溝の半径70は、約10mm(0.4in.)から約41mm(1.6in.)まで、例えば約20.7mm(0.813in.)でありうる。
リッジ56は、リッジの高さ72およびリッジの角度74を有しうる。リッジの高さ72は、約1.3mm(0.05in.)から約5mm(0.2in.)まで、例えば約2.54mm(0.100in.)でありうる。リッジの角度74は、約17°から約70°まで、例えば約35°でありうる。
骨チャネル48は、骨チャネル幅76を有しうる。骨チャネル幅76は、約10mm(0.4in.)から約41mm(1.6in.)まで、例えば約20.7mm(0.813in.)でありうる。
周辺アンカー30は、周辺アンカーの高さ78および周辺アンカーの幅80を有しうる。周辺アンカーの高さ78は、約3.3mm(0.13in.)から約14mm(0.55in.)まで、例えば約6.99mm(0.275in.)でありうる。周辺アンカーの幅80は、約3.6mm(0.14in.)から約14mm(0.56in.)まで、例えば約7.14mm(0.281in.)でありうる。
人工器官本体24は、人工器官本体幅82を有しうるが、その幅は約17mm(0.68in.)から約69.9mm(2.75in.)まで、例えば約34.9mm(1.375in.)でありうる。また、例えば約38mm(1.5in.)でもよい。
図22bは、リッジ56が、1つ、2つ、3つ、4つ、またはそれ以上の歯84を有する場合を示している。歯84は尖らせていてよい。歯84は、人工器官本体24のより近い端の面に対する歯角86を有しうる。歯角86は、約20°から約80°まで、例えば約45°でありうる。歯84は、歯間隙88によって互いに分離されている。歯間隙88は、約2mm(0.08in.)から約12mm(0.5in.)まで、例えば約3.96mm(0.156in.)でありうる。また、例えば約6.35mm(0.250in.)でもよい。歯84は、歯84の間にある歯溝90を有しうる。歯溝90は、約12mm(0.5in.)から約53mm(2.1in.)まで、例えば約28mm(1.1in.)の直径を有しうる。
人工器官勾配部44の側面は、それが人工器官本体24の端に接近するにつれて、勾配テーパ角度(rise taper angle)94で内側に先細くなりうる。勾配テーパ角度94は、約0°から約45°まで、より狭くは約4°から約20°まで、例えば約9°でありうる。
骨チャネル48は、骨チャネル角度96で先細くなりうる。骨チャネル角度96は、約0°から約10°まで、例えば約2.4°でありうる。
図22cは、遠位面98が遠位面の(曲率)半径100を有する場合を示している。遠位面の半径100は、約15mm(0.6in.)から約64mm(2.5in.)まで、例えば約31.50mm(1.240in.)でありうる。
人工器官平坦部42は、人工器官平坦部の長さ102を有しうる。人工器官平坦部の長さ102は、約8mm(0.3in.)から約80mm(3in.)まで、例えば約19.1mm(0.750in.)でありうる。人工器官本体24は、約19mm(0.75in.)から約80mm(3in.)まで、例えば約38.10mm(1.500in.)の人工器官本体の長さ104を有しうる。人工器官勾配部44の長さは、人工器官平坦部の長さ102と人工器官本体の長さ104の差でありうる。すなわち、約0mm(0in.)から約69mm(2.7in.)まで、例えば約38mm(1.5in.)でありうる。
人工器官勾配部44は、人工器官平坦部42の底部に対する勾配リフト角度(rise lift angle)106を有しうる。勾配リフト角度106は、約0°から約45°まで、より狭くは約10°から約40°まで、例えば約20.2°でありうる。
図23は、人工器官の浮動部108が、実質的に正方形の、または矩形の横断面を有する場合を示している。人工器官の浮動部108は、距骨側の面112の反対に位置する脛骨側の面110を有しうる。脛骨の突端(tibia tongue)114は、脛骨側の面110から伸張しうる。脛骨の突端114は、人工脛骨上の溝内で滑動可能なガイド(guide)として作動するようにすることができる。距骨の突端(talus tongue)116は、距骨側の面112から伸張しうる。距骨116の突端は、人工距骨上の溝内で滑動可能なガイドとして作動するようにすることができる。
図24aは、人工器官の浮動部108が、浮動部の幅118と浮動部の長さ120を有する場合を示している。浮動部の幅118は、約18mm(0.7in.)から約71mm(2.8in.)まで、例えば約34.93in.(1.375in.)でありうる。浮動部の長さ120は、約18mm(0.7in.)から約71mm(2.8in.)まで、例えば36mm(1.4in.)でありうる。
人工器官の浮動部108上にある1つ以上の肩部40は、それぞれ、約6.4mm(0.25in.)から約25mm(1.0in.)の肩部の幅66を有する。脛骨の突端114および距骨の突端116は、各人工器官部分の対応する溝38とほぼ同じ幅を有する。
図24bは、脛骨側の面110上にある肩部40が、実質的に平坦である場合を示している。距骨の突端116と距骨側の面112上の肩部40は、距骨側の面の(曲率)半径122を有しうる。距骨側の面の半径122は、約15mm(0.6in.)から約64mm(2.5in.)まで、例えば32.13mm(1.265in.)でありうる。
距骨側の面112は、平坦でありうる。脛骨側の面110は、丸くありうる。
突端114、116は、突端の高さ124を有しうる。突端の高さ124は、約0.3mm(0.01in.)から約1.3mm(0.05in.)まで、例えば約5.6mm(0.022in.)でありうる。
人工器官の浮動部108は、浮動部の高さ126を有しうる。突端114、116を除いた浮動部の高さ126は、突端のない高さ128でありうる。浮動部の高さ126は、約1.5mm(0.06in.)から約17mm(0.68in.)まで、例えば約8.43mm(0.332in.)でありうる。
図24cは、人工器官が、最小限の突端の無い長さ130を有する場合、最大限の突端の無い長さ132を有する場合を示している。最小限の突端の無い長さ130は、人工器官の浮動部108の前方と後方の中間点のあたりまでありうる。最小限の突端の無い長さ130は、約1mm(0.04in.)から約4.1mm(0.16in.)まで、例えば約2.0mm(0.079in.)でありうる。最大限の突端の無い長さ132は、人工器官の浮動部108の前方の端および/または後方の端のあたりまでありうる。最大限の突端の無い長さ132は、約3.6mm(0.14in.)から約15mm(0.58in.)まで、例えば7.32mm(0.288in.)でありうる。
突端114、116は、同じまたは異なる突端の半径133を有しうる。突端の半径133は、約10mm(0.4in.)から約41mm(1.6in.)、例えば約20.7mm(0.813in.)でありうる。突端の半径133は、隣接した人工器官部品上の溝径とほぼ等しい。例えば、人工脛骨部品134の溝径70は、人工器官の浮動部108の脛骨側の面110の突端の半径133とほぼ同じでありうる。人工距骨部品の溝径70は、人工器官の浮動部108の距骨側の面110の突端の半径133とほぼ同じでありうる。
図25は、基部136の片側に沿った、基部136から伸張している周辺アンカー30を有しうる人工脛骨部品134を図示している。周辺アンカー30は、基部136から直角、鈍角、あるいは鋭角をなして伸張しうる。周辺アンカー30は、基部136の1つ、2つ、3つ、4つまたはそれ以上の側面から伸張しうる。第1の補助アンカーポート138と第2の補助アンカーポート140を有しうる。アンカーポート138、140は、真っ直ぐ、あるいは先細になりうる。アンカーポート138、140は、捻じ込まれても、捻じ込まれなくてもよい。人工脛骨部品134は、脛骨の突端114を人工器官の浮動部108上に摺動係合するように構成された溝38を有しうる。人工脛骨部品134は、例えば人工器官の浮動部108を欠いて使用する場合、溝38を人工距骨部品158上に摺動係合するように構成された突端114、116を有しうる。
人工器官の浮動部108上の突端114、116は、一方または両方が溝38でありうる。人工脛骨部品134および人工距骨部品158上の溝38は、一方または両方が、人工器官の浮動部108上の対応する構造を係合可能に適合させる突端114、116でありうる。
図26aは、人工脛骨部品134が、脛骨部品の長さ142および脛骨部品の高さ144を有する場合を示している。脛骨部品の長さ142は、約17mm(0.65in.)から約69mm(2.7in.)まで、例えば約34.93mm(1.375in.)でありうる。脛骨部品の高さ144は、約7.9mm(0.31in.)から約31.8mm(1.25in.)まで、例えば約15.9mm(0.625in.)でありうる。
アンカーポート138、140は、例えばアンカーポートが先細りになっている、または捻じ込まれている場合、アンカーポートの内半径146およびアンカーポートの外半径148を有しうる。アンカーポートの内半径146は、約1.5mm(0.06in.)から約3.3mm(0.13in.)まで、例えば約1.7mm(0.065in.)でありうる。アンカーポートの外半径148は、約1.5mm(0.06in.)から約5.8mm(0.23in.)まで、例えば約2.87mm(0.113in.)でありうる。
人工脛骨部品134の溝径70は、人工距骨部品158の溝径70にほぼ等しくてよい。
図26bは、周辺アンカー30が、周辺アンカーの幅80を有する場合を示している。周辺アンカーの幅80は、約2mm(0.07in.)から約8mm(0.3in.)まで、例えば3.81mm(0.150in.)でありうる。
基部136は、基部の高さ150を有しうる。基部の高さ150は、約2mm(0.07in.)から約8mm(0.3in.)まで、例えば約3.81mm(0.150in.)でありうる。
人工脛骨部品134は、脛骨部品の幅151を有しうる。脛骨部品の幅151は約17mm(0.7in.)から約71mm(2.8in.)まで、例えば約35.56mm(1.400in.)でありうる。
本明細書に記載された他のデバイスもしくは器具および/または人工器官の任意のまたは全ての構成部品は、人工距骨の人工器官本体24、人工器官の浮動部108、および/または脛骨の人工器官、あるいは他の人工器官を含み、約1.6μm(63μin.)以下の表面粗度でありうる。
本明細書に記載された他のデバイスもしくは器具および/または人工器官の任意のまたは全ての構成部品は、人工距骨の人工器官本体24、人工器官の浮動部108、および/または脛骨の人工器官、あるいは他の人工器官を含み、例えば以下のものから作られうる。単一の、または複数のステンレス合金鋼、ニッケルチタン合金(例えばニチノール)、他のチタン合金、コバルトクロム合金(イリノイ州エルジンのElgin Specialty MetalsのELGILOY(登録商標)、ペンシルベニア州ワイオミッシングのCarpenter Metals Corp.のCONICHROME(登録商標))、アルミニウムとアルミニウム合金(例えば6060‐T6アルミニウム、6061‐T6アルミニウム)、ニッケルコバルト合金(例えばコネチカット州ウエストポートのMagellan Industrial Trading Company,Inc.のMP35N(登録商標))、モリブデン合金(例えば、2003年10月9日に公開された国際公開第03/082363号で開示されているようなモリブデンTZM合金)、ポリエチレンテレフタレート(PET)/ポリエステル(例えばデラウェア州ウィルミントンのE.I.Du pont de Nemours and CompanyのDARCRON(登録商標))などのポリマー、ポリプロピレン、(PET)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ナイロン、ポリエーテルブロックコポリアミドポリマー(polyether‐block co‐polyamide polymers)(例えば、フランス、パリのATOFINAのPEBAX(登録商標))、脂肪族ポリエーテルポリウレタン(例えば、マサチューセッツ州ウィルミントンのThermedics Polymer ProductsのTECOFLEX(登録商標))、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリウレタン、熱可塑性物質、フッ素化エチレンプロピレン(FEP)、ポリグリコール酸(PGA)、ポリ乳酸(PLA)ポリカプロラクトン(PCL)、ポリエチルアクリレート(PEA)、ポリジオキサノン(PDS)などの吸収性または再吸収性ポリマー、および擬似ポリアミノチロシンベースの酸(pseudo‐polyamino tyrosine‐based acids)、押し出されたコラーゲン(extruded collagen)、シリコーン、亜鉛、音波を発生する(echogenic)物質、放射性物質、放射性不透過物質、生体適合物質(例えば、死体組織、コラーゲン、同種移植片、自家移植片、異種移植片、骨セメント、骨細片(morselized bone)、骨形態形成タンパク質(BMP)、骨原性の粉(osteogenic powder)、骨のビーズ(beads of bone)、本明細書に列挙された他の任意の物質、またはその組み合わせ。放射線不透過物質の例として、硫酸バリウム、酸化亜鉛、チタン、ステンレス鋼、ニッケルチタン合金、タンタル、および金がある。
本明細書に記載された、人工器官の任意のまたは全ての構成部分、および/または他のデバイスもしくは器具は、細胞内方成長のためのマトリクス54(例えば、上述したような)でありうるし、またはそれを有してもよく、繊維、例えば細胞内方成長のためのマトリクス54として作用する被膜(図示されない)を用いることができる。マトリクスおよび/または繊維は、例えば、ポリエステル(例えば、デラウェア州ウィルミントンのE.I.Du pont de Nemours and CompanyのDARCRON(登録商標))、ポリプロピレン、PTFE、ePTFE、ナイロン、押し出されたコラーゲン、コバルトクロム合金マトリクス、シリコーン、およびそれらの組み合わせでありうる。
本明細書に記載された、人工器官の構成部分、および/または他のデバイスもしくは器具および/または繊維は、当業者に既知の薬物送達マトリクスおよび/または治療薬および/または診断用薬で満たされ、かつ/あるいは被覆されうる。これらのマトリクス内の薬物に含まれるものとして、放射性物質、放射線不透過物質、細胞発生薬(cytogenic agent)、細胞毒性薬、細胞増殖抑制剤、例えばポリウレタン、三酸化ビスマスと混合したセルロース・アセテート・ポリマー(cellulose acetate polymer)、エチレンビニルアルコールなどの血液凝固剤、滑性で親水性の材料、ホスホルコレン(phosphor cholene)、例えばシクロオキシゲナーゼ‐1(COX‐1)阻害剤(例えばドイツ、レーバークーゼンのBayer AGのアスピリン(登録商標)、イブプロフェン、例えばペンシルベニア州カレッジビルのWyethのADVIL(登録商標)、インドメタシン、メフェナム酸)、COX‐2阻害剤(例えばニュージャージー州ホワイトハウスステーションのMerck&Co.,Inc.のVIOXX(登録商標)、ニュージャージー州ピーパックのPharmacia Corp.のCELEBREX(登録商標)、COX‐1阻害剤)のような非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)などの抗炎症薬、免疫抑制剤、例えばシロリムス(ペンシルベニア州カレッジビルのWyethのラパミューン(登録商標))、または炎症反応の経路内で早期に作用するマトリクスメタロプロテイナーゼ(MMP)阻害剤(例えばテトラサイクリン、テトラサイクリン誘導体)がありうる。人工器官、または他の構成部分、用具、骨、または移植部位の他の部分の、任意あるいは全ての部分は、ヒドロキシアパタイトで被覆されうる。他の薬剤の例は、WaltonらのInhibition of Prostoglandin E2 Synthesis in Abdominal Aortic Aneurysms,Circulation,July6,1999,48‐54;Tambiahら、Provacation of Experimental Aortic Inflammation Mediators and Chlamydia Pneumoniae,Brit.J.Surgery88(7),935‐940;Franklinら、Uptake of Tetracycline by Aortic Aneurysm Wall and Its Effect on Inflammation and Proteolysis,Brit.J Surgery86(6),771−775;Xuら、Spl Increases Expression of Cyclooxygenase‐2 in Hypoxic Vascular Endothelium,J.Biological Chemistry 275(32)24583‐24589;およびPyoら、Targeted Gene Disruption of Matrix Metalloproteinase‐9(Gelatinase B)Suppresses Development of Experimental Abdominal Aortic Aneurysms,J.Clinical Investigation 105(11),1641‐1649の中で挙げられている。これらの文献はすべて、参照により本明細書中に援用される。
使用方法
人工器官20は、長骨の端で用いられうる。人工器官20は、距骨12の上面で用いられうる。人工器官20は、椎骨上で用いられうる。
人工器官20は、長骨の端で用いられうる。人工器官20は、距骨12の上面で用いられうる。人工器官20は、椎骨上で用いられうる。
図27および図28は、距骨12の上面‐または長骨の骨端(図示されない)‐が、人工器官20の移植に備えるために除去された組織を有する場合を示している。組織は、中心軸26から半径方向に近位の骨の上面よりも、中心軸26から半径方向に遠位の骨の上面からの方が、多く除去されうる。
距骨12は、最小の縮小した厚み16を有しうる。最小の縮小した厚み16は、図1および2で示された元の距骨の厚み10とほぼ等しくなりうる。この最小の縮小した厚み16は、図3および図4に示される最小の縮小した厚み16よりも、実質的に大きい。
残りの上面の全てまたは一部は、例えば人工器官20に全体または一部を付着する、接合表面16を有しうる。人工器官20が距骨12に付着される前または後に、当業者に既知のBMPが、接合表面16および/または人工器官20の面(例えば、接合表面16に接触することになる)、例えば周辺アンカー30に塗布されうる。
図29および図30は、人工器官20が距骨12の上面の全てまたは一部に付着される場合を示している。周辺アンカー30は、距骨12に付着しうる。移植後の距骨の最小の厚み18は、図27および図28の最小の縮小した厚み14とほぼ等しくなりうる。
図31および図32は、リッジ56は、距骨12に付着する場合を示している。距骨12は、リッジ56と係合する、除去される組織を有しうる。距骨12は、リッジ56と係合するよう除去される組織をまったく持たない場合もある。例えば、リッジ56は、距骨12および/またはプロテーゼ20を変形させうる。
図33および図34は、1つ以上の補助アンカー152が、人工器官20を貫通して、および距骨12の中へまたは貫通して配置される場合を示している。補助アンカー152は、周辺アンカー30を貫通して、および/または中央部28を貫通して配置されうる。補助アンカー152は、ねじ、ピン、無頭釘、縫合糸、またはそれらの組み合わせでありうる。
補助アンカー152は、補助アンカーヘッド154を有しうる。遠位の人工器官表面32に隣接した補助アンカーポート64の端は、遠位の人工器官表面32と同一平面である補助アンカーヘッド154を受けるように陥没できる。
補助アンカー152は、補助アンカーのねじ山(supplemental anchor thread)154を有しうる。補助アンカーのねじ山154は、補助アンカーポート64においてねじ山で受けられうる。補助アンカーのねじ山154は、距骨12に固着して、または着脱可能に取り付けられるようにすることができる。
図35から図36は、複数の構成部品を有しうる人工器官20を移植する方法を示している。人工器官20は、人工距骨部品158と人工脛骨部品を有しうる。プロテーゼ距骨部品158は、例えば、図7から図22c、および図29から図34に示された任意の人工器官20とほぼ等しくなりうる。人工脛骨部品134は、周辺アンカー30を有しうる。人工脛骨部品134の周辺アンカー30は、図35から図37に示されるように、脛骨6の側方、前方、後方に沿って上行しうる。図35に示されるように、人工脛骨部品134の周辺アンカー30は、内果関節面160に沿って下行および/または終了しうる。図36に示されるように、人工脛骨部品134の周辺アンカー30は、脛骨6の内側周縁に沿って上行しうる。図36で示されるように、人工脛骨部品134の周辺アンカー30は、内果162を置換できる。
内果162は、完全にもしくは部分的に保存され、または完全に部分的に除去しうる。例えば、図35で示されるように、人工脛骨部品134は、内果162を支持しうる。図36で示されるように、人工脛骨部品134は、内果162を置換できる。人工脛骨部品134は、例えば、図25で示されるように、適切なサイズの人工脛骨部品134を用いることで、保存されうる。
人工脛骨部品134は、図35および図36で示されるように、腓骨切痕164に近づけるように構成されうる。
図38から図40は、人工器官20が人工器官の浮動部108を有する場合を示している。人工器官の浮動部108は、人工距骨部品158と人工脛骨部品134から分離してもよい。人工器官の浮動部108は、人工距骨部品158と人工脛骨部品134の間に移植されうる。人工器官の浮動部108は、人工距骨部品158と人工脛骨部品134に滑動可能に接触するように構成されうる。人工器官の浮動部108、人工距骨部品158、および人工脛骨部品134は、同じおよび/または異なる材料から作られてもよい。
図41は、人工器官20が、膝166に移植される場合を示している。人工器官20は、人工大腿骨構成部品168、人工脛骨部品134、人工器官の浮動部108、またはこれらの組み合わせを有しうる。人工大腿骨構成部品168は、大腿骨174の全周囲の周りに一部、または大部分、あるいは全部がある内転筋結節170と外側上顆172を置換し、上方におよび/またはそれを越えて伸びるように構成されうる。人工大腿骨構成部品134は、脛骨12の全周囲の周りに一部、または大部分、あるいは全部があるGerdy結節を置換し、それよりも下方に伸びるように構成されうる。
図42は、人工器官20が、臀部176、特に大腿骨の骨盤177に移植される場合を示している。人工器官20は、人工大腿骨構成部品168、人工骨盤部品176、人工器官の浮動部108、またはそれらの組み合わせを有しうる。人工大腿骨構成部品168は、大腿骨174の全周囲の周りに一部、または大部分、あるいは全部がある大転子178と小転子180を置換し、下方に、および/またはそれを越えて伸びるように構成されうる。人工大腿骨構成部品168は、大転子178、小転子180、大腿頂部179および大腿頸部181を含む解剖学的特徴に近づける、そうでなければ類似するように構成されうる。
人工骨盤部品176は、寛骨臼切痕182を置換して、それよりも径方向に伸びるように構成されうる。人工骨盤部品176は、臼蓋窩183および恥骨上枝185を含む解剖学的特徴に近づける、そうでなければ類似する、あるいはスムーズに移行するように構成されうる。
図43は、人工器官20が、肩部40に移植される場合を示している。人工器官20は、人工上腕構成部品184、人工肩甲骨構成部品186、人工器官の浮動部108、またはそれらの組み合わせを有しうる。人工上腕構成部品184は、上腕骨190の全周囲の周りに一部、または大部分、あるいは全部がある大結節188および/または小結節を置換し、上方におよび/またはそれを越えて伸びるように構成されうる。人工肩甲骨構成部品186は、肩甲骨200の全周囲の周りに一部、または大部分、あるいは全部がある関節上結節192、関節下結節194、肩甲頸196、および/または上腕三頭筋付着部198を置換し、下方に、および/またはそれを越えて伸びるように構成されうる。
体重を支える関節(例えば、足関節、膝、臀部、脊椎)でインプラントを使用している間は、患者は、人工器官を人工器官が移植された骨に押し当てるように歩行することができる。
人工器官は、距骨の調製(例えば図27および図28で示されたような)、人工器官の移植および付着中に、既存の距骨の除去または他の欠損が最小量、例えば、距骨の体積の約35%未満、より狭く距骨の体積の約20パーセント未満、さらに狭く距骨の体積の約10%未満となるようなサイズにすることができる。人工器官は、海綿骨への損傷を全く与えないか、最小限に留めるような、例えば、骨から、および骨内での海綿骨への血流の障害、骨による血球の生成の障害を最小限に留めるか、防ぐようなサイズにすることができる。
人工器官は、距骨の背側‐足底軸方向の、および/または穴の出入ポート以外は骨で完全に囲まれた、ほぼ対向する穴の口を有する距骨をほぼ完全に貫通する穴を作らずに、距骨に付着しうる。
本発明の精神と範囲を逸脱せずに、本発明で開示されたもの、およびその均等物に各種の変形と変更を施しうることは、当業者には明白である。任意の変更で示された要素は特定の変更の例示であって、本開示内の他の変更と組み合わせて、または別の方法で用いることができる。組み合わせの例として、図18と図19で示された人工器官のリッジ、および図12と図13で示された人工器官の示された内方成長マトリクスを有しうる人工器官があるであろう。内方成長マトリクスは、人工器官を下方に、いくつかの、全てのリッジ、またはリッジの無いところまで伸ばすことができる。
人工器官の任意のまたは全ての面もしくは面の部分は、軟組織(例えば靭帯、腱、膜)の内方成長および/または補助的に固着すること(supplemental anchoring)を可能にするように構成されうる。
図中の解剖学的表現は、図示の目的のために簡略化されている。当業者は、本明細書に開示されたものを理解し、可能にするために明示されたものだけでなく、示唆された解剖学的特徴も特定し、そこから推定し、挿入することができる。例えば、滑車を通して、各種の関節面および非対称性が示されていないが、当業者は人工器官が滑車の構成、適切な各種の関節面および非対称性に適合、類似することを理解する。
Claims (21)
- 部分的人工骨デバイスであって、
中央軸を有する人工器官本体と、
中央部と、
周辺アンカーと、
を含み、
前記中央軸が前記中央部を貫通し、前記周辺アンカーが前記中央軸に対して半径方向に遠位である、デバイス。 - 前記周辺アンカーは、前記中央部より実質的に厚い、請求項1に記載のデバイス。
- 前記周辺アンカーは、前記中央部の周りに完全な周囲を形成する、請求項1に記載のデバイス。
- 前記周辺アンカーは、前記中央部の周りに不完全な周囲を形成する、請求項1に記載のデバイス。
- 前記人工器官本体は、分枝を含む、請求項4に記載のデバイス。
- 前記分枝は、前記周辺アンカーを含む、請求項5に記載のデバイス。
- 前記周辺アンカーは、内方成長マトリクスを含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記周辺アンカーは、第1のリッジを含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記周辺アンカーは、第2のリッジを含む、請求項8に記載のデバイス。
- 前記周辺アンカーは、補助アンカーポートを含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記人工器官本体は、チタンを含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記人工器官本体は、コバルトクロムを含む、請求項1に記載のデバイス。
- 前記人工器官本体は、骨形態形成タンパク質を含む、請求項1に記載のデバイス。
- 中央軸を有する骨の骨端に部分的人工骨を移植する方法であって、
前記骨端から組織を除去するステップと、
前記部分的人工骨を接合表面に配置するステップと、
を含み、
前記組織を除去するステップが、前記中央軸に近位の組織よりも実質的に厚い前記中央軸から遠位の組織を除去すること、および前記接合表面をさらすことを含む、方法。 - 配置するステップが、骨形態形成タンパク質を塗布することを含む、請求項14に記載の方法。
- 配置するステップが、部分的人工骨を貫通して骨に入る補助アンカーを挿入することを含む、請求項15に記載の方法。
- 挿入することは、前記周辺アンカーを貫通して前記補助アンカーを挿入することを含む、請求項16に記載の方法。
- 部分的人工骨を距骨に移植する方法であって、
距骨の背側‐足底軸方向の距骨をほぼ完全に貫通する穴を作ることを含まない、
前記人工器官を距骨に付着するステップを含む、方法。 - 前記穴が、穴の2つのほぼ対向する端を除いて完全に骨に囲まれる、請求項18に記載の方法。
- 部分的人工骨を距骨に移植する方法であって、
距骨の一部分を除去するステップと、
前記人工器官を距骨に付着するステップと、
を含み、
距骨の前記部分の除去、および前記人工器官の距骨への前記付着によって除去される距骨の量が、距骨の35パーセント未満である、方法。 - 距骨の前記部分の除去、および前記人工器官の距骨への前記付着によって除去される距骨の量が、距骨の20パーセント未満である、請求項20に記載の方法。
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