JP2014195633A - 人工骨補填治具 - Google Patents

Abstract

【課題】粉末状や顆粒状の人工骨材料を骨欠損部に補填する時に、狙った部位に、周囲への散らばりや脱落なしに、術野の体内の深い部分まで、補填量を制御しながら補填ができる人工骨補填治具を提供する。
【解決手段】装置の本体６１に人工骨材料を収納するための空腔があり、本体６１には人工骨材料を収納するための補充口６２と、収納された人工骨材料を外部へ排出するための排出口６３があり、補充口６２と排出口６３が本体６１を使用状態で水平にしたときに、水平面を基準にして補充口６２が上側に位置し、排出口６３が下側に位置するような位置関係をなし、排出口６３にはシャッター６４があり、シャッター６４は連結材によりレバー６５と連結し、レバー６５の操作によってシャッター６４が開閉し、排出口６３から人工骨材料が外部へ排出され、レバー操作を調整することによってシャッター６４の開閉が調整され排出量の制御が可能となる人工骨補填治具。
【選択図】図６

Description

本発明は、粉末状や顆粒状の人工骨材料を補填するための人工骨補填治具に関するものである。

事故や病気などの疾患により骨に欠損部が生じたときの治療として、欠損した骨を修復するためにＨＡ（ハイドロキシアパタイト）やβ−ＴＣＰ（β−リン酸三カルシウム）などの人工骨材料が治療材料として手術に使用されている。

これらの手術は主に整形外科医によって行われ、疾患部分の状況により粉末状あるいは顆粒状の人工骨材料の小片を、鋭匙又は医療用のさじ、あるいはスプーン等を用いて、欠損により生じた骨の空隙部へ補填することが行われている。

しかし、この鋭匙などを用いた補填作業は粉末状や顆粒が周辺の軟部組織へこぼれ落ち、あるいは散らばり、目的とする部位へ十分に充填されないことで作業性が悪く、円滑な手術の妨げとなっていた。

手術中に粉末状や顆粒状の人工骨材料が、補填を避けたい周辺の軟部組織にこぼれ落ちて付着してしまうと、これを取り除くために生理食塩水を用いて流し取るか、あるいは軟部組織に付着した１粒１粒をピンセットを用いて除去する必要があり、手術時間の増大となっていた。

上記の不具合の改善策としてロート状の治具を用いる事があるが、ロートの内部で粉末状や顆粒状の人工骨材料がひっかかり詰まりが生じやすく作業性が悪かった。ＨＡ製やβ−ＴＣＰ製の人工骨は硬度が高く、表面に角があるためロート内面に詰まり易く、無理に押し込むとロート内面を削る事となり、削られたロートの素材が人工骨材料に混ざり問題となるところである。

また、股関節手術などのように術野の深い位置に人工骨材料の補填が必要となった場合、必然的に先端部の長いロートを使用するが、ロートの口元から粉末状や顆粒を充填する作業とロートの先端部から排出されるタイミングに時間差があるため、手術者が必要とする補填量を正確に制御することが困難であった。

なし

解決しようとする課題は、人工骨の補填が必要な手術において、粉末状や顆粒状の人工骨材料を骨欠損部に補填する時に、周辺の組織部への散らばりや脱落なしに速やかに狙った場所へ補填することができないことである。

また、粉末状や顆粒状の人工骨材料を補填する時、手術者が適量と考える補填量の制御が補填操作で行えないことである。

本発明は、粉末状や顆粒状の人工骨材料を骨欠損部へ補填する時に、狙った部位に、正確に、速やかに、補填量を制御しながら所望する量を補填することを可能とする人工骨補填治具である。

人工骨補填治具には、人工骨材料を補填具の内部に貯留するための空腔部分を持った本体があり、本体には粉末状あるいは顆粒状の人工骨材料を充填するための補充口と、補充された該人工骨材料を排出するための排出口がある。

人工骨補填治具の排出口の近傍には開閉動作が可能なシャッターが設けられ、シャッターの開閉動作を操作することによって、該人工骨材料の排出を規制する構造となっている。

該シャッターの開閉動作は、本体に設けられたレバーにより行われ、レバーとシャッターは連結媒体によって係動される構造となっており、レバーを操作させると連結媒体を通して動作が伝わり、シャッターが排出口に設けられたガイドに沿って摺動し、開閉が行える構造となっている。

使用する時は、初めにレバーを操作してシャッターを閉じた状態とする。補充口から粉末状または顆粒状の人工骨材料を所望量だけ充填する。この時、充填量を調節することで、患部へ補填する量の最大値が調節可能となっている。充填量を調節することで、事前に計画された補填量以上の補填を回避することができる。これらの効果はシャッターによって可能となり、本体に貯留される量の調節で決まる。

また、本体の全部あるいは一部を透明材料で作成することで内部の状況が視認可能となり、内部に貯留された人工骨材料の状況を目視で確認することができる。

本体の排出口を補填しようとする患部に近づける。排出口を狙った場所の近傍へ近づけることが容易に行えるので、予定以外の部位への補填を避けることができる。狙った部位のみに排出されるので軟部組織への散らばりや周辺部位への飛散を避けることができる。

排出口を補填部に近づけた後、本体の排出口を下に傾け、レバーをシャッターが開く方向へ操作させ、排出口から人工骨材料の排出を行う。

この時に、人工骨材料が本体の内壁面に食い付き、排出口までの途中で詰まることがある。顆粒には鋭角な突起があるため、内壁面に食い込んだ状況でアーチ状の塊りを形成し、通路の内部で詰まってしまう。

本体の空腔部は、断面の形状が変化する剛性を持った材質で作られているため、本体側面を指で押すことにより、断面形状が変わり、指でもみほぐすと言った効果が働き、本体内部に引っかかって落ちない人工骨材料を下方向へ落とすことができる。

図７はこの状況を説明するもので、ロート状の人工骨補填治具を例として表した図である。図７のように補填治具のスロート部の内側へ顆粒状の人工骨材料が詰まることがたびたび生じている。この時、スロート部の内部では図８の（１）ような状況が生じている。図８の（１）は詰まった状態の断面を見た図で、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点で顆粒状の人工骨の角がスロート部の内壁に食い込んだ状態となっている。

ＨＡ製やβ−ＴＣＰ製の人工骨は硬度が高く、表面に角があるためロート内面に詰まり易く、無理に押し込むとロート内面を削る事となり、削られたロートの素材が人工骨材料に混ざり問題となる場合もある。例えばこの状態で、上方の補充口から、棒状の部材を用いて押し込んでも容易に動こうとはせず、ますます食い込むばかりである。

ここで、図８の（２）は、断面の外部から指などで圧力を加え、断面を変形させた様子を示している。断面を変形させることにより、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点に引っかかった顆粒が開放され、開放された顆粒は排出口の方向へと落ちることができる。

供給される顆粒の人工骨材料の最大径を包括できる大きさの本体の空腔部の内接円径は、粉末状の人工骨材料であっても最少内接円径は２ｍｍ以上あった方がよい。それ以下では、内壁面への付着が強く、なかなか落下しにくい。その場合に指で変形可能な厚みを考慮すると、本体の空腔部の内接円径が小さい場合は、肉厚はできるだけ薄くする方がよい。結果、本体の内接円径を２ｍｍ以上とし、肉厚は０．０１５ｍｍ以上が適切である。

使用頻度の高い顆粒状人工骨材料は最大粒径が８ｍｍ以下のものが多く使われている。この場合は、本体の内接円径及び充填口・排出口の内接円の大きさは、最大粒径より若干大きい８．１ｍｍ程度で、肉厚は０．０３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下のプラスチックからなることが、指による変形可能な厚みを考慮すると、より適切になる。

本案の人工骨補填治具は、顆粒状人工骨が内部に詰った時は、本体を指で押すことで、本体の断面形状を柔軟に変形させて、内部に詰まった顆粒状人工骨を開放させて、詰まりを無くす構造となっている。本体の材質は剛性があり透明であることから、プラスチックの場合はＡＢＳ、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ乳酸、塩ビ、等が適切である。

患部へ人工骨材料を補填する様子を見ながら補填操作を行い、十分に補填された時点で、シャッターを閉方向に操作することで、不必要な補填を避けることができる。

これらの補填操作を、本体を片手に持った状態で該レバーの開閉で行うことができる。

本発明による人工骨補填治具は、粉末状や顆粒状の人工骨材料を周辺の組織への散らばりや脱落が無く狙った部位へ、補填量を制御しながら適量の供給ができるため、これらの正確な補填作業により手術時間の短縮が図られる利点がある。また、補填治具内部での詰まりを防止することで、速やかに補填作業が行える。

図１は、本発明装置の実施例である。１は本装置の本体の空腔部を示し、内部に人工骨材料を貯留するための空腔があり、本体はほぼ透明な材質で作られ、透明であることにより外部から本体に収納された量を知ることができる。

本体の空腔部は外部から指で押すことで容易に断面の形状を変化させることができる厚みと剛性との組み合わせをもつ材質からできている。

２は本体内部に人工骨材料を充填するための補充口を示す。３は人工骨材料を外部へ排出するための排出口である。２と３は図示のとおり使用状態の時に、水平面を基準にして補充口が上方向、排出口が下方向となるような位置関係をなすように設計されている。

４は排出口を開閉させるためのシャッターである。５は該シャッターを開閉するときに該シャッターが摺動するためのガイド溝である。６は連結部材で、５シャッターと７レバーを連結し、該レバーを操作することで該シャッターの開閉動作をおこなうことができる。補填作業を行う時に該レバーを操作することで該シャッターの開閉を行い、補填量を多くするあるいは少なくする等の制御が行える。

補填作業の実施時に術者は本体を片手で握り、指でレバーの操作を行うことにより、その状態で人工骨材料の補填作業が可能な構造となっている。

図２に使用方法を説明する。１の本体をほぼ水平にした状態で、２の補充口から人工骨材料を本体内部の空腔に充填する。

１の本体がほぼ透明であることから、内部へ充填された人工骨材料の貯留量を外部から目視で確認することができる。

補充口にフタを行い、人工骨補填治具を手術台の上に寝かせて置いても、内部の人工骨材料が補填口からこぼれないようにすることができる。

人工骨補填治具の空腔部に予定された量の人工骨材料を貯留した後、４の排出口を、補填を行おうとする部位の近傍に位置させる。

この時、１の本体を傾けて、４の排出口が水平面よりも下になるようにする。

本体を片手で把持した状態で、指によって７のレバーを操作すると、６の連結棒を介してシャッターがスライドされて、排出口が開き、本体内部に貯留された人工骨材料が排出される。人工骨材料は狙った補填部へ排出される。

排出口を補填を行う患部に近づけた状態で操作することにより、周辺組織への散らばりを抑えて、狙った部位へ限定的な補填が行われる。

本体の補充口と排出口までの距離を長くし、補填治具全体を長くすることで、術野の深い位置への補填が可能となる。

レバーの操作量により、シャッターの開口面積を調整することで、大きく開けばより多くの人工骨を短時間で補填することができる。

また欠損部への補填が十分に行われた時点で、シャッターを閉じる方向にレバーを操作することで、必要以上の補填を行わず補填作業を止めることができる。

ＨＡ製やβ−ＴＣＰ製の人工骨は硬度が高く、表面に角があるため本体の内部に詰まる現象が起きる場合がある。この場合は、本体の空腔部を指で押すことにより断面の形状が変化する剛性を持った材質で作られているため、外部から指で押すことにより、内部形状が変形されて、指でもみほぐすと言った効果が働き、本体内部に引っかかって落ちない顆粒状人工骨材料を下方向へ排出することができる。

本体の材質はプラスチックの場合はＡＢＳ、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ乳酸、塩ビ、等が適切である。

図３は、本発明の補填治具の実施例２である。１本体の図中の右側に把持し易くするための把持部を設け、４２シャッターと６２連結材を一体化し、７２レバーをリング状にして指による操作を容易に確実に行う構造とした人工骨補填治具である。

その他は実施例１と同じである。

図４は、本発明の補填治具の１本体の左側の３３排出口を斜めに設定し、本体を積極的に斜めに傾けた状態での使用を考慮した人工骨補填治具である。
４３シャッターが可撓性の部材で作られているため、ガイド溝に倣ってスムーズに摺動する。

その他は
実施例１と同じである。

図５は、人工骨補填治具に５１アシと５２アシを設置して、机上に置いたときに本体と机上面との間に隙間を設けて、本体を保持するときに指が入りやすくすると同時に、机上で転倒せずに安定して裁置することができる人工骨補填治具である。

その他は実施例１と同じである。

図６は、人工骨補填治具を使用する時の状態を表した図である。６２補充口はロート状の形状で作られ、人工骨を補充しやすい構造となっている。

補充口から本体の空腔に規定量の人工骨材料を充填後、排出口を補填する患部の近傍に近づける。

本体を若干斜めに設置し、６５レバー（開閉つまみ）を「開く」方向にスライドさせると、６４シャッターが開き、６３排出口から人工骨が排出される。この実施例ではレバーとシャッターが直接連結されている。

この時、６３排出口には６６案内ガイドが設置されており、排出された人工骨がこれに導かれて、狙った部位への補填が容易に確実に行える構造となっている。

本体の材質が透明か、あるいはグレースモークの材質で作られており、内部の人工骨の量が外観から把握できる構造となっている。

供給される顆粒の人工骨材料の最大径を包括できる大きさの本体の空腔部の内接円径は、粉末状の人工骨材料であっても最少内接円径は２ｍｍ以上あった方がよい。それ以下では、内壁面への付着が強く、なかなか落下しにくい。その場合に指で変形可能な厚みを考慮すると、本体の空腔部の内接円径が小さい場合は、肉厚はできるだけ薄くする方がよい。結果、本体の内接円径を２ｍｍ以上とし、肉厚は０．０１５ｍｍ以上が適切である。

使用頻度の高い顆粒状人工骨材料は最大粒径が８ｍｍ以下のものが多く使われている。この場合は、本体の内接円径及び充填口・排出口の内接円の大きさは、最大粒径より若干大きい８．１ｍｍ程度で、肉厚は０．０３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下のプラスチックからなることが、指による変形可能な厚みを考慮すると、より適切になる。

本案の人工骨補填治具は、顆粒状人工骨が内部に詰った時は、本体を指で押すことで、本体の断面形状を柔軟に変形させて、内部に詰まった顆粒状人工骨を開放させて、詰まりを無くす構造となっている。本体の材質は剛性があり、透明であることから、プラスチックの場合はＡＢＳ、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ乳酸、塩ビ、等が適切である。

本体は剛性の材料で作られ、外部から指で押すことで、形状を若干変形させることができる。指の力を抜くと、変形は元に戻る。

人工骨材料が内部で詰まった場合は、指の力で本体を押して変形させることで、指で揉む効果が得られ、これによって内部の詰まりを開放させることができる。

所望量の人工骨材料を狙った患部への補填が終了したら、レバーを操作してシャッターを閉じる操作を行い、人工骨材料の排出を止めることができる。

図１は人工骨補填治具の実施例１を示した説明図である。 図２は図１において人工骨材料を補填具から排出するためにシャッターが開いた図である。 図３は人工骨補填治具の実施例２で、本体に把持部を設け、シャッターの開閉を行うレバーをリング状にした図である。 図４は人工骨補填治具の本体の排出口を斜めに傾け、補填し易すくした図である。 図５は人工骨補填治具を机上に置いたときに、本体と机上面との間に隙間を設けるとともに、机上面で転倒せずに安定して裁置させるために本体下部に５１アシおよび５２アシを設置した。 図６は人工骨補填治具の使用状態を示す図である。 図７はロートを用いた従来例である。内部に顆粒状の人工骨が詰まった様子を表している。 図８の（１）は人工骨補填具の内部で顆粒状の人工骨が詰まった状況を、断面図で示すものである。図８の（２）は外部から指により、外形を押すことで断面形状を変形させ、詰まりを解除する状況を説明した図である。

Claims (6)

1. 人工骨補填治具において、
   粉末状あるいは顆粒状の人工骨材料を貯留するための空腔部分を持った本体があり、
   その空腔部分に該人工骨材料を充填するための補充口があり、
   貯留された該人工骨材料を排出するための排出口があり、
   人工骨材料を貯留するための空腔部分の材質が、指で押すことで容易に断面の形状を変化させるができる厚みと剛性との組み合わせをもつ材質からなることを特徴とする人工骨補填治具。
2. 請求項１において、該排出口の近傍に開閉動作が可能なシャッターが設けられ、シャッターの開閉動作により該排出口から該人工骨材料の排出を規制する構造となっており、
   該人工骨材料の補填操作を行う操作者が、該シャッターの開閉操作を行うことにより、内部に補充された人工骨の排出と排出停止が行えることを特徴とする人工骨補填治具。
3. 請求項１において、本体のすべて、あるいは一部が透明の素材で作られ、内部への充填状況や貯留された人工骨材料の内容量を外部から目視で確認できることを特徴とする人工骨補填治具。
4. 請求項１または請求項２において、人工骨の補填操作を行うときに、水平面を基準面として、補充口が排出口よりも上部に位置する構造であることを特徴とする人工骨補填治具。
5. 請求項１において、人工骨の排出方向を導くための案内ガイドが排出口についた構造であることを特徴とする人工骨補填治具。
6. 請求項１において、人工骨材料を補充口から充填した後、補充口にフタをすることができる構造であることを特徴とする人工骨補填治具。

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