JP2010536397A - 固定器具および修復方法 - Google Patents

Abstract

一態様では、本開示は、開口部を有するアンカ本体であって、ポリラクチド−コ−グリコリドおよび炭酸カルシウムを含む共重合体組成物を有し、炭酸カルシウムが組成物の重量の３０％超かつ４０％未満を構成する、アンカ本体と、開口部を貫通する可撓性部材とを含み、体温で器具の変形が発生する、手術器具に関する。ポリラクチド−コ−グリコリドおよび（組成物の重量の３０％超かつ４０％未満の）炭酸カルシウムを含む共重合体組成物を有する配向性ポリマー材料であって、材料の緩和温度より低い温度の環境に導入する際に変形する配向性ポリマー材料も開示されている。ポリラクチド−コ−グリコリドおよびポロゲンを含む共重合体組成物を含む手術器具も開示されている。本開示は、第１の構成要素および第２の構成要素を備えた手術器具であって、第１の構成要素が、ポリラクチド−コ−グリコリドおよび炭酸カルシウムを有する組成物を含み、第２の構成要素が、ポリラクチド−コ−グリコリドおよびポロゲンを有する組成物を含む、手術器具にも関する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００７年３月２６日出願の米国特許仮出願第６０／８９６９４５号および２００７年３月２３日出願の米国特許仮出願第６０／８９６５２０号の優先権を主張するＰＣＴ国際出願である。これらの出願それぞれの開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、概して、軟部組織の固定に関し、より詳細には、骨への軟部組織の固定を改善する器具および方法に関する。

靭帯や腱などの軟部組織は、骨から断裂または剥離することがある。断裂または剥離は、縫合糸が取り付けられたアンカなどの手術器具を骨に挿入し、縫合糸を結束して軟部組織を骨に固定することによって修復することができる。いったん骨に配置されると、これらの手術器具は、軟部組織が治癒して骨に戻ることが可能な一定期間、ある固定強度を発揮する必要がある。

現在では、軟部組織をアンカ留めして骨に戻すのに必要となる最低限の量の固定を行うのに、寸法およびこれらの器具を使用できる骨の質に関する制限がある。したがって、幅広い骨の質において機能する手術器具が必要である。

一態様において、本開示は、手術器具に関し、当該手術器具は、開口部を有するアンカ本体であって、ポリラクチド−コ−グリコリドおよび炭酸カルシウムを含む共重合体組成物を有し、炭酸カルシウムが組成物の重量の３０％超かつ４０％未満を構成する、アンカ本体と、開口部を貫通する可撓性部材とを含む手術器具に関する。器具の変形は体温によって発生する。一形態において、開口部は貫通孔を含む。他の形態において、アンカ本体は、ネジ山を含み、目標組織中に回転式に前進するように構成される。さらに他の形態において、アンカ本体は、外周リブを含み、軸方向に向いて目標組織中に前進するように構成される。一形態において、手術器具は、射出成形される。他の形態において、器具の変形は、約３７℃で発生する。さらに他の形態において、器具は、生体吸収性である。

他の態様において、本開示は、軟部組織の修復方法に関する。この方法は、可撓性部材が連結された手術器具を骨に配置するステップと、骨に隣接して位置する軟部組織に可撓性部材を貫通させるステップと、可撓性部材を結束して骨に軟部組織を固定するステップと、を含む。体温で器具の変形は、骨に器具を配置した後に発生する。手術器具は、ポリラクチド−コ−グリコリドおよび炭酸カルシウムを含む共重合体組成物を含み、炭酸カルシウムは、組成物の重量の３０％超かつ４０％未満を構成する。一形態において、手術器具は、縫合糸アンカを含む。他の形態において、器具の変形により、骨への器具の固定が強化される。固定強化は、約５０％から約２００％の器具の固定強度の上昇を含む。さらに他の形態において、器具の変形により、器具の幅が拡大し、器具の長さが短縮する。

さらに他の態様において、本開示は、配向性ポリマー材料に関し、当該配向性ポリマーは、材料の緩和温度より低い温度の環境に導入する際に変形する。その配向性ポリマー材料は、ポリラクチド−コ−グリコリドおよび炭酸カルシウムを含む共重合体組成物を有し、炭酸カルシウムは、組成物の重量の３０％超かつ４０％未満を構成する。さらに他の形態において、ポリラクチド−コ−グリコリドは、ポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド−コ−グリコリド）を含む。他の形態において、共重合体は、少なくとも１つの流動性ポリマーを含む。他の形態において、共重合体は、少なくとも１つの剛直ポリマーをさらに含む。さらに他の形態において、共重合体は、少なくとも１つの流動性ポリマーおよび１つの剛直ポリマーをさらに含む。流動性ポリマーは、ポリエチレングリコールを含み、剛直ポリマーは、Ｄ−ラクチド、Ｌ−ラクチド、およびＤ，Ｌラクチドを含む群から選択される。他の形態において、ポリマー材料は、塩化ナトリウムなどのポロゲンを含む。

この環境は、温度が約３７℃の環境を含む。一形態において、その環境温度は、体温である。緩和温度は、約５０℃であり、ポリマー材料の固定強度は、５００Ｎ超である。

また、他の態様において、この開示は、手術器具に関し、当該手術器具は、ポリラクチド−コ−グリコリドおよびポロゲンを有する共重合体組成物を含む。一形態において、手術器具は、配向性ポリマー材料を含む。他の形態において、配向性ポリマー材料は、ダイ延伸法、静水圧押出法、ロール延伸法を含む群から選択された手法によって作製される。さらに他の形態において、ポロゲンは、塩化ナトリウムを含む。他の形態において、ポロゲンは、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、塩化カルシウム、ヨウ化ナトリウム、硫酸マグネシウム、および硫酸カルシウムを含む群から選択される。他の形態において、手術器具は、ピン、ロッド、釘、ネジ、プレート、アンカおよび楔を含む群から選択される。

さらに他の態様において、本開示は、手術器具に関し、当該手術器具は、シャフトを有する第１の構成要素、第１の構成要素に連結された第２の構成要素、およびシャフトに連結された可撓性部材を含む手術器具であって、第１の構成要素が、射出成形された構成要素であり、第２の構成要素が、配向性ポリマー材料を含む。一形態において、可撓性部材は、アイレットを介してシャフトに連結され、アイレットは、シャフトに連結される。他の形態において、可撓性部材は、シャフト中の開口部を介してシャフトに連結される。さらに他の形態において、第１の構成要素は、ポリラクチド−コ−グリコリドおよび炭酸カルシウムを有する共重合体組成物を含み、第２の構成要素は、ポリラクチド−コ−グリコリドおよびポロゲンを有する共重合体組成物を含む。他の形態において、配向性ポリマー材料は、ダイ延伸法、ロール延伸法および静水圧押出法を含む群から選択された手法によって作製される。

他の態様において、本開示は、手術器具に関し、当該手術器具は、シャフトを含む第１の構成要素および第１の構成要素に連結された第２の構成要素を備えた手術器具であって、第１の構成要素が、ポリラクチド−コ−グリコリドおよび炭酸カルシウムを有する共重合体組成物を含み、第２の構成要素が、ポリラクチド−コ−グリコリドおよびポロゲンを有する共重合体組成物を含む。

本開示の適用範囲のさらなる領域は、本明細書で以下の詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および具体的な例は、この開示の好ましい実施形態を示しているが、例示のみのためのものであり、この開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。

この明細書の一部に組み込まれそれを形成する添付の図面は、本開示の実施形態を示し、明細書の記載と併せて、この開示の原理、特性、および特徴を説明する働きをする。

本開示の固定器具の第１の実施形態を示す図である。 本開示の固定器具の第２の実施形態を示す図である。 本開示の固定器具を用いて組織を修復する方法を示す図である。 骨に挿入された後の本開示の固定器具を示す図である。 変形した後の本開示の固定器具を示す図である。 骨に挿入された後の、器具の幅の変化の測定値を示すグラフである。 骨に挿入された後の、器具の長さの変化の測定値を示すグラフである。 密度２０ｐｃｆの骨に挿入された後の器具の固定強度を示すグラフである。 密度１０ｐｃｆの骨に挿入された後の器具の固定強度を示すグラフである。 本開示のポリマー材料の動的機械熱データを示すグラフである。 体温で配置された後のポリマーロッドの重量および直径の増大の測定値を示すグラフである。 本開示の別の固定器具を示す図である。 本開示の別の固定器具を示す図である。

以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に単なる例示であり、決して、この開示、適用または使用を限定するものではない。

図１および図２は、本開示の手術器具１０、２０の第１および第２の実施形態を示す。両図は、アンカ本体１１、２１を示しており、アンカ本体１１、２１は、開口部１２、２２と、縫合糸のような開口部１２、２２中を通る可撓性部材１３、２３と、を含む。両アンカ本体１１、２１の開口部１２、２２は、貫通孔である。しかしながら、縫合糸１３、２３は、当業者に周知の他の形で器具１０、２０に連結してもよい。図１に示す器具１０は、その長さに沿って外周リブ１４を含み、目標組織中に軸方向に向いて前進するように構成される。アンカ１０は、通常、最初に骨に開口部を作り、次いでアンカ１０を骨に打ち込むことによって、骨に挿入される。図２に示す器具２０は、その長さに沿ってネジ山２４を含み、目標組織中に回転式に前進するように構成される。アンカ２０は、通常、最初に骨に開口部を作り、次いでアンカ２０を骨にネジ込むことによって骨に挿入される。

図１および図２に示す器具１０、２０双方は、共重合体および充填物質を含有するポリマー組成物を含む。例えば、その組成物は、乳酸および／またはグリコール酸モノマーならびに炭酸カルシウム（例えば、重量で（すなわち、組成物全体の重量で）約３０〜４０％のＣａＣＯ_３である）充填剤を含む共重合体を含んでもよい。

具体的な実施形態において、共重合体は、ラクチド：グリコリド比が約８５：１５のポリ（ラクチド−コ−グリコリド（ＰＬＧＡ））とすることができ、充填剤は、炭酸カルシウムとすることができる。この開示の組成物は、非結晶でもよく（すなわち、ポリマー鎖が並んでいない組成物とすることができる）、または半結晶（すなわち、ポリマー鎖にある程度の順序がある組成物）でもよい。一実施形態において、この開示は、炭酸カルシウムなどの充填剤と、乳酸モノマーおよびグリコール酸モノマーから形成された共重合体と、を含む生体適合性（すなわち、実質上非毒性の）組成物を特徴とする。充填剤（例えば、炭酸カルシウム）は、組成物の形態、選択した共重合体、および他の成分（例えば、以下で説明するような治療用薬剤）の含有にかかわらず、組成物の重量で３０％超かつ４０％未満を占めることができる。

例えば、充填剤（例えば、炭酸カルシウム）は、組成物の重量の３０％超かつ３４％未満、３０％超かつ３５％未満、または約３６％超かつ４０％未満を構成することができる。充填剤は、３０％超、約３１％、約３２％、約３３％、約３４％、約３５％、約３６％、約３７％、約３８％、約３９％、またはそれらの間の量（例えば、３１％から３２％までの間の量、３２％から３３％までの間の量など）を構成してもよい。炭酸カルシウムが使用される場合、炭酸カルシウムは、方解石の結晶構造を有することができ、実質上均一の寸法の炭酸カルシウム粒子として存在してもよい（例えば、炭酸カルシウム粒子の大部分は、寸法（粒子の最大直径の両端を測定した寸法）を約０．１〜０．５、０．５〜２．５、２．５〜５．０、５．０〜７．５、または約７．５〜１０．０μｍとすることができる）。あるいは、充填剤の粒子は、寸法が（例えば、均一または不均一で約０．０１μｍから約１０．０μｍの寸法範囲で）異なっていてもよい。

使用可能な他の充填剤は、炭酸カルシウム、炭酸水素カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸二カルシウム、リン酸三カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、ヒドロキシアパタイト、骨、リン酸塩ガラス、ケイ酸塩ガラス、リン酸マグネシウム、リン酸ナトリウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、硫酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、二酸化ジルコニウム、三酸化ビスマス、ビスマスオキシクロリド、炭酸ビスマス、酸化タングステン、またはそれらの任意の組合せを含む。

ＣａＣＯ_３を含むどんな充填剤も、乳酸モノマーがＬ体またはＤ体、あるいはＬ体とＤ体との混合物であるＰＬＧＡ共重合体と組み合わせることができる。より具体的には、共重合体はポリ（ｄｌ−ラクチド−コ−グリコリド）とすることができる。ポリマー内の乳酸モノマーとグリコール酸モノマーの比は、変更することもできる。例えば、共重合体は、約５０：５０のラクチド：グリコリド単位から約９０：１０のラクチド：グリコリド単位（例えば、約８５：１５のラクチド：グリコリド単位）を含むことができる。これらの比が製造上の制約によって変化することがあり、変化することが多いことが当業者には理解されよう。例えば、その比を約±５％だけ変更することができる。したがって、ポリマー単位の比に関する本明細書の言及は、比が予期した範囲に変化する共重合体を包含することを理解されたい。

具体的な一実施形態において、組成物は、ラクチドおよびグリコリド単位の共重合体ならびに３０重量％超かつ４０重量％未満の炭酸カルシウムを含む（それらのみを含むことがある）。他の具体的な実施形態において、組成物は、ラクチド：グリコリド単位が８５：１５のポリ（ラクチド−コ−グリコリド）および約２０〜５０重量％の炭酸カルシウム（例えば、約２０〜３０％（例えば、２５％）、３０〜４０％、４０〜５０％（例えば、４５％）、３０〜３４％、３５％、または３６〜４０％）を含む（それらのみを含むことがある）。正確な成分またはそれらの量に関係なく、共重合体は非結晶でも半結晶でもよく、充填剤（例えば、ＣａＣＯ_３）および共重合体（例えば、ＰＬＧＡ）は、実質上均一な混合物を形成することができる（例えば、その充填剤を、共重合体内に一様にまたはほぼ一様に分配させることができる）。したがって、全体として実質上均一の混合物から作られたこの器具の組成物を、均一にすることもできる（例えば、器具の近位端および遠位端の組成物を、実質上含有量で区別することができない）。

本明細書で説明する組成物は、必ずしも必要ではないが、生物活性薬剤（例えば、治療用薬剤）であってもよく、生物活性薬剤は、１以上の追加の成分を含有してもよい。生物活性剤の例は、制御された連続的な遊離が所定期間（例えば、ポリマーの分解期間の一部または全部）にわたって発生する、治療用薬剤または酵素など任意の物質を含むことが望ましい。一実施形態において、生物活性薬剤は疎水性であり、すなわち水に簡単に溶けない。生物活性薬剤は、分解酵素、サイトカインまたはサイトカイン阻害薬、あるいは成長因子などのタンパク質でよい。例えば、組成物は、化学誘引物質および／または増殖刺激物質(growth stimulator)として作用する、線維芽細胞成長因子ファミリー、トランスフォーミング成長因子ファミリー、表皮成長因子（ＥＧＦ）、インスリン様成長因子−１（ＩＧＦ−１）、甲状腺由来の軟骨細胞刺激因子(stimulating factor（ＴＤＣＳＦ）)およびトランスフォーミング成長因子ベータ（ＴＧＦ−β）、血小板由来の成長因子ファミリーからの成長因子などの成長因子を含む成長因子、ヒト成長ホルモンなどのホルモン、抗生物質、抗ウイルス剤、抗真菌剤、抗炎症剤、インターロイキンなどの炎症性メディエーター、腫瘍壊死因子、プロスタグランジン、酸化窒素、鎮痛剤、骨形態形成タンパク質などの骨形成因子、またはヒアルロナンなどのマトリックス分子を含有することができる。

他の薬剤には、直接または間接的に血管形成を促進することができる血管形成因子が含まれる。例には、自己由来、異種、組換え、または合成形態の血管形成ペプチド成長因子（例えば、血管内皮細胞成長因子ファミリーメンバー）が含まれる。さらなる例は、自己由来、同種、異種、組換えおよびこれらの材料の合成形態を含む、トロンビンおよびヘパリンなどの血栓分解産物である。

酪酸（ブタン酸、Ｃ_４Ｈ_８Ｏ_２）および酪酸塩（ナトリウム、カリウム、カルシウム、アンモニウムおよびリチウム塩を含む）、α−モノブチリン（１−酪酸グリセロール；ブタン酸１−（２，３ジヒドロキシプロピル）；Ｃ_７Ｈ_１４Ｏ_４）ならびにヒドロキシ酪酸を含む、酪酸類ベースの組成物を混入してもよい。生物活性または治療用薬剤がポリペプチドである場合には、天然に存在する形態のポリペプチド、あるいはそれを投与された患者に利益をもたらすのに十分な生物活性を保持するフラグメント(fragment)または他の変種を混入してもよい。ポリペプチドは、受容者がヒト患者の場合に、ポリペプチドがヒトのポリペプチドまたは生物活性のあるフラグメントまたは他の変種の配列を有することができるという意味で、自己由来でもよい。あるいは、またはさらに、追加の成分は、ビタミンまたはミネラルなどの栄養成分でもよい。

生物活性材料は、問題の生物体（例えば、ヒト患者）に対して治療上有効な量で含まれる。１以上の生物活性材料を含むと、例えば、組織修復の速度を速め、感染のリスクを低減し、あるいは治癒または術後プロセスを助けることができる。生物活性物質の遊離は、以下でさらに説明するように、ポリマー材料の緩和速度によって制御することができる。

図１および図２の器具１０、２０の製造は、（ａ）充填剤（例えば、炭酸カルシウム）を準備するステップと、（ｂ）共重合体（例えば、乳酸モノマーおよびグリコール酸モノマーから形成される共重合体）を準備するステップと、（ｃ）充填剤と共重合体とを合わせて、充填剤の量が組成物の約２０〜５０％（例えば、組成物の３０％超かつ４０％未満（例えば、約３５％））を占める組成物を生成するステップと、（ｄ）その組成物を加工して器具１０、２０を作製するステップと、を含むステップで、実行することができる。器具１０、２０に縫合糸用の孔を形成するステップと、縫合糸をそれらの孔に挿入するステップと、をさらに追加することができる。縫合糸用の孔は、穿孔または孔を形成する何らかの他の方法で形成することができる。任意選択で、縫合糸用の孔は、型と一体の設計にしてよく、加工後に器具１０、２０に存在することになる。例えば、器具を放射線（例えば、ガンマ放射線）にさらすステップ、器具をガスで処理（例えば、酸化エチレンガスにさらすなどの化学的滅菌）するステップ、（例えば、器具をオートクレーブ処理のような蒸気による）熱にさらすステップ、あるいは器具を電子ビーム（ｅビーム）または光（例えば、白色光）にさらすステップによって器具を滅菌するステップをさらに追加することができる。器具の滅菌方法は当技術分野で知られており、当業者は所与の器具に適した方法を選択することができる。

任意選択で、充填剤および共重合体を、限定しないが本明細書で説明した任意の生物活性薬剤を含む、生物活性薬剤（例えば、治療用薬剤）と化合させることができる。治療用薬剤は、共重合体および充填剤と混合するか、そうでなければ化合させてもよく、あるいは器具の表面に添加するか、そうでなければ器具内に局在させてもよい。

この開示の目的のために、器具１０、２０を射出成形プロセスによって形成してもよい。射出成形パラメータは、器具１０、２０のポリマー組成物に存在するポリマー鎖に成形時応力を加えるように選択される。射出成形プロセスの臨界パラメータは、限定されないが、射出速度、成形温度、充填圧力、およびゲート形状を含む。正確な成形条件は、材料の仕様および材料固有の特性に応じて変わる。一般に、射出速度を遅くすると、型を充填しながら、最も低速の射出速度が判定されるまで溶融および成形温度を一定に保つ。成形温度は同様に、型を充填しながら、可能な限り低くされる。充填圧力を、型からの材料の漏出が許容されなくなるまで上昇させ、良好な型の充填および実行可能な充填時間をもたらすように、ゲート形状を可能な限り小さく保つ。

本開示において、射出成形によって一定の形状が与えられた図１および図２の器具１０、２０などの成形品は、体内に配置されると異なる形状に変形する。体内に器具１０、２０を挿入する際には、器具１０、２０による水の吸収および熱エネルギーよって、上記で説明した成形時応力が解放されると考えられる。水の吸収および熱エネルギーは、拡散によって、ポリマー鎖の移動を容易にし、それにより成形時応力が解放され、これは器具１０、２０を変形させる。熱エネルギー、すなわち熱は、アンカの周りの組織および水が両方とも体温または約３７℃であることにより、それらの組織および水によってもたらされる。グリコリドを混入すると分子運動のための追加の場所が提供され、水を追加するとラクチド単位に対するグリコリド単位の分子運動が強化されるとも考えられている。このように強化された分子運動により、通常約５０℃のポリマー材料の緩和温度が低下し、したがって、約３７℃で材料の形状が変化する。これらの器具１０、２０の変形およびこの変形の効果を、以下でより完全に説明する。

これらの器具１０、２０は、組織の修復または再構築のために使用される。例えば、器具１０、２０は、体内の軟部組織が（全体的または部分的に）骨から剥離するけがを負った患者を治療する際に使用することができる。軟部組織は、靭帯（例えば、前十字靭帯（ＡＣＬ））、腱、筋肉、軟骨、あるいは他の軟部または結合組織でよい。

したがって、器具１０、２０の使用によって組織を修復するために用いられる方法３０を図３に示す。最初に、可撓性部材が取り付けられた手術器具を骨３１に配置する。次いで、可撓性部材は、骨３２に隣接して位置する組織に貫通され、軟部組織を骨３３に固定するように結束される。手術器具の変形は、上記で説明したように、器具を骨３４に挿入する際に発生する。器具を骨に挿入するため、回転式または軸方向の前進によって器具が前進することができる開口部が骨に形成されてもよい。また、可撓性部材は、縫合糸材料である。

こうした形状の変化を図４Ａおよび図４Ｂに示す。図４Ａに、器具４０を骨４１に配置し、骨４１に隣接して位置する組織４６に縫合糸４５を貫通させ、軟部組織４６を骨４１に固定して結んだ後の器具４０を示す。図４Ｂは、変形した後の器具４０を示す。図４Ｂは、軸方向４２に縮小し径方向４３に拡大した、すなわち器具４０の長さが短くなり器具４０の幅が大きくなった器具４０を示す。さらに、変形の際には、骨４１へのリブ４４の噛合もある。その代わりに、変形すなわち器具４０の幅の拡大および長さの短縮に対応して、器具４０の固定強度が大幅に増大する。このように強化された固定強度を、以下の実施例でさらに詳細に説明する。図４Ａおよび図４Ｂに示す器具４０は、単純にするために外周リブを有するアンカ本体としているが、ネジ山を有するアンカ本体または組織の修復に使用する他の任意のタイプのアンカ本体でよい。また、この開示の目的として、器具４０の変形は幅の拡大および長さの短縮に限定されない。そうではなく、他のタイプの変形が発生してもよい。例えば、器具が湾曲することができるが、必ずしも幅が拡大する必要は無い。変形のタイプを決定する要因には、限定されないが、材料、型の設計、および型の条件が含まれる。

器具を形成する他の方法には、押出法（例えば、単軸スクリュ、二軸スクリュ、ディスク、ラム、または引抜成形法）、注入、圧縮、または熱成形法など、様々な成形法、溶剤ベース法（例えば、混合または流込み成形）、溶接法（例えば、超音波または密閉法）、重合法（例えば、反応射出成形、バルク重合、および溶剤重合）、あるいは他の方法（例えば、繊維紡糸または電子紡糸）が含まれる。

ＰＬＧＡなどの共重合体は、生体内で加水分解して天然の代謝産物に分解されるので、本開示の器具または植込み片は、生体適合性があり、生体吸収性と呼ぶこともできる（すなわち、時間経過により、人体などの生物環境中で、通常の代謝プロセス中に除去される化合物に分解できるからである）。さらに、本組成物で形成された器具は、器具から患者自身の組織への、重量負荷(weight bearing)の望ましいシフトを可能にする期間にわたって分解することができる。

共重合体は、少なくとも１つの剛直ポリマーおよび／または１つの流動性ポリマーを含むことができる。流動性ポリマーの一例にはポリエチレングリコールが含まれ、剛直ポリマーの一例にはＬ−ラクチドまたはＤ−ラクチドが含まれる。しかし、当業者に知られた他の流動性および剛直ポリマーを使用することができる。流動性および剛直ポリマー成分は、ポリマー材料の結晶度を改変することによって、非結晶または半結晶ポリマー材料の緩和温度および割合を改変するように使用される。

さらに、１以上の親水性材料は、水の浸入、したがってポリマー材料の緩和速度を加速するために、ポリマーマトリックス中に含まれてもよい。親水性材料の例には、ポリエチレングリコールが含まれる。当業者に知られた他の親水性材料を使用することもできる。

上記で説明したように、非結晶または半結晶ポリマー組成物は、単独かまたは上述した炭酸カルシウムなど、他の充填物質と共に、塩化ナトリウムなどのポロゲンを含むことができる。次いで、ポロゲンは、水の浸透、したがって材料の緩和速度の加速を助ける細孔を残して材料から除去することがでる。ポロゲンは、非結晶または半結晶材料に含まれてよく、その材料を配向させる前に細孔を残すように除去される。材料の配合の際には、材料中にチャネルが発達して、表面積の増大により水の浸透および緩和速度に役立つ。緩和速度がポリマーへの流体の拡散速度に依存するので、これらのチャネル、細孔、ポロゲンおよび親水性単位の追加によりこれらの材料の緩和速度が速くなる。あるいは、ポロゲンは、器具を体内に配置する際にポロゲンが器具から溶解し、それにより器具に細孔が残るように、器具に含まれてもよい。炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）など他の充填剤と比較した、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などのポロゲンの、材料の緩和速度に対する効果を図１０に示す。材料の緩和速度に対するこれらのポロゲンの効果は、ある範囲の溶解度および寸法を有するポロゲンの混合物を有することによって変更することができる。当業者に知られている、これらポロゲンの効果を変更する他の方法を用いることもできる。

当業者に知られた他のポロゲンを用いることもできる。具体的には、発熱反応を起こすポロゲンは、場合によっては材料からポロゲンが溶解し、ポロゲンが生体内環境（すなわち、水）と反応する際に、ポリマー材料の緩和速度を速めるのに有用になる。限定するものではないが、これらポロゲンの例には、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、塩化カルシウム、ヨウ化ナトリウム、硫酸マグネシウム、および硫酸カルシウムが含まれる。さらに、材料に細孔を残すことに加えて、発生した熱はその材料を通して拡散でき、それによりポリマー鎖の運動性を高め、したがって材料の緩和速度をさらに速くすると考えられている。この開示の目的のために、生体内環境の温度を材料のガラス転移温度まで上昇させない量の熱を放出するポロゲンのみを使用することになる。

鉱物粒子、セラミック粒子、およびそれらの組合せなどの無機粒子も、材料の分解および緩和速度の調整を可能にするようにポリマー材料に含まれてもよい。セラミック粒子の例には、硫酸カルシウムおよびリン酸カルシウムが含まれる。

現行の金属製器具、軟骨修復用のプラグ、骨グラフトの代替品、アンカ、楔、および骨ならびに組織の修復のために使用される他の器具の固定を強化するために、器具は、縫合糸アンカではなく、ピン、ロッド、釘、ネジ、縫合糸、プレート、スリーブの形態をとることができる。

酸化エチレンを用いて、本開示の縫合糸アンカを滅菌した。次いで、３つの縫合糸アンカを、生体内環境を刺激する３７℃のリン酸緩衝生理食塩水溶液中に配置した。アンカの幅および長さの測定を定期的に行い、その結果を図５および図６それぞれに示す。約３週間にわたって、縫合糸アンカの幅が増大し、長さが短縮した。１２日目にわずかな長さの伸長があった。双方の図で、第１、第２、および第３の縫合糸アンカの結果は、それぞれＡ、Ｂ、およびＣとして表す。

所定期間にわたる擬似骨材料中での固定強度に関して、超高分子量のポリエチレン縫合糸入りのアンカを評価した。質の良い骨である密度２０ｐｃｆのポリウレタン製の擬似骨材料の中心に２．６ｍｍの孔を開け、その孔にアンカを挿入した。アンカを挿入した各骨ブロックを容器に配置し、３７℃のリン酸緩衝生理食塩水で満たし、それにより生体内環境をシミュレートした。機械試験のために１日後に１０個のサンプルを取り出し、次いで溶液に戻し、１２週間にわたって２週間ごとに試験した。結果を図７に示す。図に示すように、固定強度は、実質上２週目まで増大しており、これは、上記の図５で実証した幅の増大に対応する。この期間にわたって９６Ｎの上昇が確認されており、これは、固定の６０％超の上昇と等価である。次に１０週間にわたって、固定強度が徐々に低下したが、まだ初期の固定強度より大幅に高い。質の悪い骨である１０ｐｃｆの骨の模擬材料で２週間この実験を繰り返した。その結果を図８に示す。この期間中に、固定強度が５５Ｎすなわち２３０％上昇したことを確認した。

ポリ（Ｄ，Ｌラクチド−コ−グリコリド）および炭酸カルシウムの吸収性配向非結晶ゾーン延伸繊維を温度３７℃で３時間水中に配置した。ラクチド：グリコリド比は８５：１５であり、炭酸カルシウムはポリマー組成物の約３０重量％から約４０重量％存在した。繊維を取り出し、表面を乾燥させ、動的機械熱分析（ＤＭＴＡ）を用いて分析した。ＤＭＴＡからのデータを、水中に配置されていないポリ（Ｄ，Ｌラクチド−コ−グリコリド）および炭酸カルシウム繊維のＤＭＴＡデータと比較した。図９にこの比較結果を示す。図９において、三角形は３７℃の水に３時間配置した延伸繊維を示し、ダイヤモンド形は水中に配置しなかった延伸繊維を示す。両方の繊維の延伸比は３．３であった。延伸比は、繊維の配向中の伸長の程度の測定値であり、非延伸材料の断面積と延伸材料の断面積との比として表される。１Ｈｚで０．０５％の動歪みでＤＭＴＡ分析を行った。各温度の時間は、２０秒を選択し、サンプリングは、２６℃から７０℃までの間で２℃ごとに行った。図９から、水に浸漬したサンプルの場合に、主なピーク６０より低い温度で小さい緩和のピーク５０があり、上記で言及したように、これは、ポリマー鎖の分子運動の強化によって、水が材料の通常の緩和温度を低下させていることを示すことが明らかである。

ソーボーンに直径約８．５ｍｍの孔を開け、ポリ（Ｄ，Ｌラクチド−コ−グリコリド）および炭酸カルシウムから構築されたダイ延伸プラグを挿入した。押出試験を用いてプラグの固定強度を判定した。インストロン(Instron)を用いて初期の乾燥したプラグの押出力を測定し、０Ｎであることが分かった。インストロンを１ｍｍ／分で動作させた。プラグを３７℃の水に漬け９日間浸した。次いでプラグの押出力を測定し、約１７００Ｎであることが分かった。配向したネットワークが緩和したことが、嵌合しかつ固定強度を強化した原因である。

ダイ延伸ロッドベースの８５：１５の２つのポリ（Ｄ，Ｌ−ラクチド−コ−グリコリド）を生成した。一方は３５％ｗ／ｗのＣａＣＯ_３充填剤を含み、もう一方は３５％ｗ／ｗのＮａＣｌ充填剤を含んでいた。二軸押出機を用いてポリマーおよび充填剤を化合させ、その結果できるペレットを成形して直径３０ｍｍのロッドを生成した。直径１５ｍｍのダイで、７５℃、３０ｍｍ／分、延伸比３．５でロッドをダイ延伸した。各タイプのロッドの長さ３ｃｍの６個のサンプルの重量および直径を測定した。次に、リン酸緩衝生理食塩水を収容した８ｏｚのガラス容器にロッドを入れ、次いで３７℃のインキュベータに入れた。定期的に緩衝液からサンプルを取り出し、拭いて乾かし、重量を量り、測定し、緩衝液に再度入れ、次いでインキュベータに戻した。ロッドの重量および直径の増大を図１０に示す。

図１０は、非常に多孔質であるＮａＣｌ含有ロッドが水を吸収し、ＣａＣＯ_３含有ロッドよりずっと急速に直径が拡大し始めたことを示している。ＮａＣｌ含有ロッドでは、０．２９日後に直径の大きな変化を確認しなかったが、１．０７日までに直径が３８％増大し１．３３日後に４０．６％まで増大した。ＣａＣＯ_３含有ロッドは、直径が４．０７％増大するのに７日、４０．０９％増大するのに２１日かかった。したがって、塩化ナトリウムなどの細孔またはポロゲンの混入は、ポリマー材料への水の浸透、したがってポリマー材料の緩和速度を大幅に速めることができ、それによりロッドの直径の増大が加速すると結論づけることができる。

ＣａＣＯ_３を有する材料と比較した、ＮａＣｌを有する材料の緩和速度の上昇は、以下の式、
（１日あたりのポロゲン含有材料の線の傾き）／（１日あたりの炭酸カルシウム含有材料の線の傾き）
によって定義することができる。

式中で言及した線は、塩化ナトリウムおよび炭酸カルシウムの直径に関する図１０の線のことである。１日あたりのポロゲン含有材料の線の傾きは約３５．５％であり、１日あたりの炭酸カルシウム含有材料の線の傾きは約０．８７％であった。上記の式にこれらの値を入れることは、３５％ＮａＣｌを材料中に混入すると、炭酸カルシウム含有材料と比べて材料の緩和速度が４０倍に上昇したことを示す。傾きの変化度は、限定されないが材料の形態を含む様々な要因に依存することがある。

図１１Ａは、縫合糸アンカ７０を示し、アンカ７０は、第１の構成要素７１を含み、第１の構成要素７１は、とがった遠位端７１ａ、近位端７１ｂ、および近位端７１ｂに連結されたシャフト７３を有する。シャフト７３は、遠位端７３ａおよび近位端７３ｂを含む。第２の構成要素７２は、第１の構成要素７１に連結されている。第２の構成要素７２は、貫通孔７６を含み、シャフト７３が孔７６を通って延びるように第１の構成要素７１に連結されている。シャフト７３の近位端７３ｂにアイレット７４が連結されており、そのアイレット７４を介してアンカ７０に縫合糸が連結している。

図１１Ｂは、図１１Ａに示す縫合糸アンカ７０と同様の縫合糸アンカ７０を示す。しかしながら、図１１Ｂの第２の構成要素７２、貫通孔７６およびシャフト７３は、図１１Ａの第２の構成要素７２、貫通孔７６、およびシャフト７３より長く、縫合糸７５は、図１１Ａのようにアイレット内に配置されるのではなく、シャフト７３の溝７７内に配置される。さらに、図１１Ｂの第１の構成要素７１は、図１１Ａの第１の構成要素７１より短い。この開示の目的として、溝７７は、シャフトに配置され、シャフトは、アンカ７０の任意の場所に配置されてもよい。同様に、この開示の目的として、構成要素７１、７２は、縫合糸アンカ７０が骨に配置されたときに骨へのアンカ７０の固定を強化するため、構成要素７１、７２の外面にネジ山、突起、リブなどの機構または当業者に周知の他の機構を含むことができる。

構成要素７２は、配向性が高いポリマー材料から作製することができ、構成要素７１は、配向性が低いポリマー材料から作製することができ、またはその逆でもよい。高いまたは低い配向性を有する構成要素は、ダイ延伸法によって作製することができ、それにより２未満の延伸比でポリマー材料を延伸すると配向性の低い構成要素を生成することになり、２より大きい延伸比でポリマー材料を延伸すると、配向性の高い構成要素を生成することになる。あるいは、異なる手法を用いて、配向性の高い構成要素および低い構成要素を作製することができる。例えば、配向性の高い構成要素７２は、ダイ延伸法で作製することができ、配向性の低い構成要素７１は、射出成形法で作製することができる。低いまたは高い配向性を有することは、材料の変形性能、特に放射状拡大性能の良い指標となり得る。例えば、配向性が低いポリマー材料は、配向性が高いポリマー材料ほど拡大しない。したがって、アンカ７０が骨に配置されるとき、骨へのアンカ７０の固定は、アンカ７０のある領域では他の領域より強くなることがある。配向性のある構成要素７１、７２を提供する、静水圧押出法、ロール延伸法などの他の方法および当業者に知られた他の方法を用いることもできる。

構成要素７１、７２のポリマー材料は、上記で説明した炭酸カルシウム含有ポリマー材料および／またはポロゲン含有ポリマー材料を含むことができる。例えば、図１１Ａの構成要素７２および７１は、それぞれポロゲン含有材料および炭酸カルシウム含有材料から作製することができる。この例において、上記の実施例１から実施例４に基づいて、構成要素７２は、構成要素７１より高い緩和速度を有することができる。上述したように、ポロゲン含有材料の緩和速度は、使用されるポロゲンの量およびタイプに基づいて変化する可能性がある。

構成要素７２は、貫通孔７６をシャフト７３上にプレス嵌合するか、またはシャフト７３上および貫通孔７６の内壁上に、構成要素７２が構成要素７１上に配置されるときに互いに係合するように構成されたネジ山を有することによって回転式に前進することによって、機械式に構成要素７１に連結してもよい。他の機械手段もこの開示の範囲内に包含される。あるいは、構成要素７２は、生体適合性のある接着剤もしくは溶剤を使用して、または構成要素７１に構成要素７２を溶解もしくは溶接することによって、化学的に構成要素７１に連結してもよい。他の連結方法がこの開示の範囲内に包含される。構成要素７１、７２は、上記で説明した方法または当業者に周知の任意の他の方法によって作製することができる。さらに、孔７６、７７は、穿孔または当業者に周知の他の方法で作製することができる。また、構成要素７１、７２それぞれは、図１１Ａから図１１Ｂに示すように、単一部片の材料からあるいは各部片が同一の材料または異なる材料である複数の材料の部片から作製することができる。さらに、シャフト７３および孔７６の形状は、円形以外でよい。

上述しかつ図３に示したのと同じように、アンカ７０を使用してもよい。アンカ７０は、（図１１Ａのアイレットを含む）アンカ７０全体が骨の表面より下にくるかまたはシャフト７３の近位端７３ｂが骨の表面と面一になるように、骨に配置されてもよい。

上述のように、ポリマー材料にグリコリドを混入することにより、通常約５０℃である、ポリマー材料の緩和温度が低下し、したがって体温または約３７℃で材料の形状が変化する。限定されないがカプロラクトンおよびトリメチレンカーボネートなど、この開示のポリマー材料の緩和温度を低下させる他の材料を使用することもできる。

この開示の範囲から逸脱することなしに、対応する図を参照して上記で説明したように例示的な実施形態に様々な改変を行うことができるので、前述の説明に含まれ添付の図面に示された全ての事柄を限定ではなく例示と解釈すべきであることが意図される。したがって、本開示の広がり(breadth)および範囲を上記で説明したどの例示的な実施形態にも限定すべきではないが、本明細書に添付された以下の特許請求の範囲およびそれらの等価物によってのみ定義すべきである。

１０ 手術器具，アンカ、１１ アンカ本体、１２ 開口部、１３ 可撓性部材，縫合糸、１４ 外周リブ、２０ 手術器具、２１ アンカ本体、２２ 開口部、２３ 可撓性部材，縫合糸、２４ ネジ山、３１ 骨、３２ 骨、３３ 骨、３４ 骨、４０ 器具、４１ 骨、４２ 軸方向、４３ 径方向、４４ リブ、４５ 縫合糸、４６ 軟部組織、７０ 縫合糸アンカ、７１ 第１の構成要素、７１ａ 遠位端、７１ｂ 近位端、７２ 第２の構成要素、７３ シャフト、７３ａ 遠位端、７３ｂ 近位端、７４ アイレット、７５ 縫合糸、７６ 貫通孔、７７ 溝

Claims (38)

1. 開口部を含むアンカ本体であって、ポリラクチド−コ−グリコリドおよび炭酸カルシウムを含む共重合体組成物を有し、前記炭酸カルシウムが前記組成物の重量の３０％超かつ４０％未満を構成するアンカ本体と、
   前記開口部を貫通する可撓性部材と、
   を備える手術器具であって、
   体温で前記器具の変形が発生する、手術器具。
2. 前記開口部が貫通孔を含む、請求項１に記載の手術器具。
3. 前記アンカ本体が、目標組織中に回転式に前進するように構成される、請求項１に記載の手術器具。
4. 前記アンカ本体が、ネジ山を含む、請求項１に記載の手術器具。
5. 前記アンカ本体が、目標組織中に軸方向に向いて前進するように構成される、請求項１に記載の手術器具。
6. 前記アンカ本体が、外周リブを含む、請求項１に記載の手術器具。
7. 当該手術器具が、射出成形される、請求項１に記載の手術器具。
8. 変形が、約３７℃で発生する、請求項１に記載の手術器具。
9. 当該手術器具が、生体吸収性である、請求項１に記載の手術器具。
10. 軟部組織の修復方法であって、
    手術器具を骨に配置するステップであって、前記手術器具が、該手術器具に連結された可撓性部材を有し、ポリラクチド−コ−グリコリドおよび炭酸カルシウムを含む共重合体組成物を有し、前記炭酸カルシウムが前記組成物の重量の３０％超かつ４０％未満を構成するステップと、
    前記骨に隣接して位置する軟部組織に前記可撓性部材を貫通させるステップと、
    前記可撓性部材を結束し、前記骨に前記軟部組織を固定するステップと、
    を含み、
    前記骨に前記器具を配置した後に、体温で前記手術器具の変形が発生する、軟部組織の修復方法。
11. 前記手術器具が、縫合糸アンカを備える、請求項１０に記載の方法。
12. 前記器具の変形により、前記骨への前記器具の固定が強化される、請求項１０に記載の方法。
13. 前記固定強化が、約５０％から約２００％の前記器具の固定強度の上昇を含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記器具の変形により、前記器具の幅が拡大し、前記器具の長さが短縮する、請求項１０に記載の方法。
15. ポリラクチド−コ−グリコリドおよび炭酸カルシウムを有する共重合体組成物を含む配向性ポリマー材料であって、前記炭酸カルシウムが、前記組成物の重量の３０％超かつ４０％未満を構成し、前記材料の緩和温度より低い温度の環境に導入する際に前記材料の形状が変化する、配向性ポリマー材料。
16. 前記ポリラクチド−コ−グリコリドが、ポリ（Ｄ，Ｌラクチド−コ−グリコリド）を含む、請求項１５に記載のポリマー材料。
17. 前記共重合体が、少なくとも１つの流動性ポリマーを含む、請求項１５に記載のポリマー材料。
18. 前記共重合体が、少なくとも１つの剛直ポリマーをさらに含む、請求項１７に記載のポリマー材料。
19. 前記共重合体が、少なくとも１つの剛直ポリマーおよび１つの流動性ポリマーを含む、請求項１５に記載のポリマー材料。
20. 前記流動性ポリマーがポリエチレングリコールを含む、請求項１７または１９に記載のポリマー材料。
21. 前記剛直ポリマーが、本質的にＬ−ラクチド、Ｄ−ラクチド、およびＤ，Ｌ−ラクチドからなる群から選択される、請求項１８または１９に記載のポリマー材料。
22. 当該ポリマー材料が、ポロゲンを含む、請求項１５に記載のポリマー材料。
23. 前記ポロゲンが、塩化ナトリウムを含む、請求項２２に記載のポリマー材料。
24. 前記環境の温度が、約３７℃である、請求項１５に記載のポリマー材料。
25. 前記環境の温度が、体温を含む、請求項１５に記載のポリマー材料。
26. 前記緩和温度が、約５０℃である、請求項１５に記載のポリマー材料。
27. 前記ポリマー材料が、５００Ｎ超の固定強度を有する、請求項１５に記載のポリマー材料。
28. ポリラクチド−コ−グリコリドおよびポロゲンを含む共重合体組成物を含む、手術器具。
29. 当該手術器具が、配向性ポリマー材料を含む、請求項２８に記載の手術器具。
30. 前記ポロゲンが、塩化ナトリウムを含む、請求項２８に記載の手術器具。
31. 前記ポロゲンが、本質的に、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、塩化カルシウム、ヨウ化ナトリウム、硫酸マグネシウム、および硫酸カルシウムからなる群から選択される、請求項２８に記載の手術器具。
32. 前記手術器具が、本質的に、ピン、ロッド、釘、ネジ、縫合糸、プレート、アンカおよび楔からなる群から選択される、請求項２８に記載の手術器具。
33. シャフトを含む第１の構成要素、前記第１の構成要素に連結された第２の構成要素、および前記シャフトに連結された可撓性部材を備える手術器具であって、
    前記第１の構成要素が、射出成形した構成要素であり、
    前記第２の構成要素が、配向性ポリマー材料を含む、手術器具。
34. 前記可撓性部材が、アイレットを介して前記シャフトに連結され、
    前記アイレットが、前記シャフトに連結される、請求項３３に記載の手術器具。
35. 前記可撓性部材が、前記シャフト中の開口部を介して前記シャフトに連結される、請求項３３に記載の手術器具。
36. 前記第１の構成要素が、ポリラクチド−コ−グリコリドおよび炭酸カルシウムを有する共重合体組成物を含み、
    前記第２の構成要素が、ポリラクチド−コ−グリコリドおよびポロゲンを有する共重合体組成物を含む、請求項３３に記載の手術器具。
37. シャフトを含む第１の構成要素および前記第１の構成要素に連結された第２の構成要素を備える手術器具であって、
    前記第１の構成要素が、ポリラクチド−コ−グリコリドおよび炭酸カルシウムを有する共重合体組成物を含み、
    前記第２の構成要素が、ポリラクチド−コ−グリコリドおよびポロゲンを有する共重合体組成物を含む、手術器具。
38. 前記配向性ポリマー材料が、本質的に、ダイ延伸法、静水圧押出法、ロール延伸法からなる群から選択される手法によって作製される、請求項２９または３３のいずれかに記載の手術器具。

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