JP2015180248A - 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人工骨材料を補填する。
【解決手段】人工骨の補填を行おうとする部位へ該人工骨を補填するための人工骨補填治具において、粉体あるいは顆粒状の人工骨材料を充填するための空腔部分を持った本体と、本体の空腔部分に人工骨材料を補充するための補充口と、本体の空腔部分に補充された人工骨材料を排出するための排出口と、排出口を開閉可能なシャッターと、シャッターの開閉動作をおこなうためのレバーと、レバーとシャッターとを連結する連結媒体と、を有する。これにより，レバーを操作すると連結媒体を通してシャッターに動作がつながり、シャッターが本体に設けられたガイドに沿って摺動することで排出口の開閉動作が行われ、人工骨材料の補填が行える構造となっている。
【選択図】 図４

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顆粒状の人工骨の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漏斗の形を持った治具を用いる事があるが、図５に示すように漏斗の口元で粉末状や顆粒状の人工骨材料が詰まったり、図６のようにパイプ部の途中で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漏斗内面に詰まり易く、無理に押し込むと漏斗内面を削る事となり、削られた漏斗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漏斗を使用するが、漏斗の口元から粉末状や顆粒を充填する作業と漏斗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。

特開昭６３−８２６５７号公報

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、粉体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。

人工骨補填治具は、人工骨材料を内部に貯留するための空腔部分を持った例えば厚さが０．１５ｍｍから２．５ｍｍの可撓性の材料で作られた本体があり、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溝に沿って摺動し、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。この時の充填量が１回の補填量の最大量となる。また、シャッターの操作により患部へ補填する量を微妙に調節することができる。補填量が足らない時は、再度同じ操作を繰り返すことで、補填量を適量に調節することができる。これらにより、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。

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誘導する。排出口を狙った場所の近傍へ誘導することで、補填を予定する部位以外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。

排出口を補填部に誘導した後、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、通路の内部で詰まる現象が生じるためである。

本体の空腔部は、厚さが例えば０．１５ｍｍから２．５ｍｍの可撓性の材料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６はこの状況を説明するもので、漏斗状の人工骨補填治具のパイプの途中で人工骨が詰まった例を表した図である。図６のように補填治具のパイプの内部で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、パイプの内部では図７の（１）ような状況が生じている。図７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パイプ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パイプの内面に詰まり易く、無理に押し込むとパイプ内面を削る事となり、削られたパイプ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７の（２）は、断面の外部から指などで圧力を加え、断面の形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。

図７は人工骨を貯留する空腔部分の断面積がほぼ円形の例で説明したが断面が矩形であっても同様の挙動となる。

供給される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。指にて変形可能な厚みを考慮すると、本体の厚みはできる限り薄くした方が良いが、本体の形状を維持するためにはある程度の厚さが必要となる。そこで、本体の内接円径を２ｍｍ以上とし、肉厚は０．１５ｍｍ以上が適切である。

顆粒状の人工骨材料は最大粒径が８ｍｍ以下のものが使用頻度が高く、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以上で、肉厚は０．１５ｍｍ以上２．５ｍｍ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、本体の側面を指で押すことで、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、低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、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。

これらの補填操作は、本体を片手に持った状態で該レバーの開閉操作を行うこともできる。

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、人工骨補填治具の本体の空腔部分は、０．１５ｍｍから２．５ｍｍの厚さの可撓性の材質で形成されていることが好ましい。この場合、空腔部分を指で押圧することで、補填治具内部での詰まりを防止又は解消でき、速やかに補填作業が行える。

図１は本発明装置の実施例１に係る人工骨補填治具を示している。図１に示されるように、人工骨補填治具には、本体１があり、この本体１の内部に人工骨材料を貯留するための空腔部２があり、本体１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１は、互いに対向する上面と下面、及びこれらの上面と下面とを連結する前後左右の側面とを有している。人工骨材料を貯留するための空腔部２は、本体１の上面、下面、及び側面によって囲われた空間である。また、実施例１において、本体１の上面の後寄りの位置に、人工骨を補充するための補充口３が設けられ、本体１の下面の前寄りの位置に、人工骨を外部へ排出するための排出口４が設けられている。

本体１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。

補充口３から本体内部に粉体あるいは顆粒状の人工骨材料を充填する。排出口４から人工骨材料を外部へ排出する。補充口３と排出口４は図１のとおり、排出口を下向きにした使用状態の時に、水平面を基準にして補充口３が上方向、排出口４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。

シャッター５によって排出口を開閉させることができる。シャッター５はＰＣ（ポリカーボネイト）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明またはグレースモークの薄板で作られており、内部を視認することができる。連結材７は、シャッター５とレバー８を連結し、レバー８を操作することでシャッター５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レバー８を操作することでシャッター５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。ガイド溝６は、該シャッター５によって排出口４開閉するときに、該シャッター５とこれに連結した連結材７が摺動するためのガイドとなる溝である。ガイド溝６は、本体１の下面に形成されている。

本体１にはレバー８の動作域を制限するためのストッパー９が設置されている。

補填作業の実施時に術者は本体を手で掴み、指でレバー８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。本体１をほぼ水平にした状態で、補充口３から人工骨材料を本体内部の空腔部に充填する。

本体１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。

図２では説明のためにシャッター５が開いているが、補充口３から人工骨を充填するときは、シャッター５を閉じた状態で行う。

補充口３にフタ９を取り付けることで、人工骨補填治具を無造作に手術台の上に置いても、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２に予定された量の人工骨材料を貯留した後、排出口４を、補填を行おうとする部位の近傍に誘導し位置させる。

この時、本体１を傾けて、排出口４が水平面よりも下になるようにする。

本体を手で把持した状態で、指によってレバー８を操作すると、連結棒７を介してシャッター５がスライドされて、排出口４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４を補填を行う患部に誘導し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１の補充口３と排出口４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８の操作量により、シャッター５の開口面積を調整することができ、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５を閉じる方向にレバー８を操作することで、補填作業を停止し、必要以上の補填を避けることができる。

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１の内部に詰まる現象が頻繁に発生する。本体１は柔軟性を持った材質で作られているため、側面を指などで押すことにより、空腔部２の内部形状が変形されて、指でもみほぐすような効果が働き、本体内部に引っかかって落ちなかった顆粒状人工骨材料が下方向へ移動し、排出口４から排出される。

本体１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、低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、等が適切である。

図３及び図４は、実施例２に係る人工骨補填治具を示している。図３及び図４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。補充口３３には漏斗部３７が一体となって付加され、人工骨を補充しやすい構造となっている。実施例２において、本体３１は、前側の側面と後側の側面とに開口が形成された略四角筒状となっている。後側の側面の開口が、補充口３３として機能し、前側の側面の開口が排出口３４として機能する。このため、実施例２では、補充口３３と排出口３４とがほぼ一直線上に形成された構造となる。

漏斗部３７から補充口３３を通して本体３１の空腔部３２に所望量の人工骨材料を充填後、排出口３４に設けられた案内ガイド３９を補填する患部の近傍に誘導する。

本体を案内ガイド３９が下になるように若干斜めに把持し、レバー３８（開閉つまみ）を「開く」方向にスライドさせると、シャッター３５が開き、排出口３４から人工骨材料が排出される。

本体３１の上面にはシャッター３５が摺動するための溝を持ったガイド溝３６がある。ガイド溝３６は、本体３１の上面に平行な部分から始まり、排出口３４を塞ぐために曲線部を経て、本体３１の前側の排出口３４を遮る形状となっている。レバー３８を操作することでシャッター３５がガイド溝３６の溝をスライドしながら、平面から曲面となるように撓んで湾曲し、更に平面となって排出口３４の通路を塞ぐこととなる。

このため、シャッター３５は厚みが０．０５〜１．０ｍｍの可撓性の薄板材で、ＰＣ（ポリカーボネイト）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等で作られている。また、これらを透明またはグレースモークの薄板とすることで、内部を視認することができる。

実施例２ではシャッター３５と連結棒が一体化されていて、レバー３８の操作がシャッター３５に直接伝わる構造となっている。

排出口３４には案内ガイド３９が設けられており、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より確実に行える構造となっている。実施例２においては、本体３１の下面が排出口３４よりも先に延在しており、この延在した部分が案内ガイド３９として機能している。

本体３１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３１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３１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３１の内接円径を２ｍｍ以上とし、肉厚は０．１５ｍｍ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３１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以上であることが必要で、本体３１の肉厚は２．５ｍｍ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、本体の側面を指で押すことで、本体の断面形状を柔軟に変形させ、内部に詰まった顆粒状人工骨を開放させて、詰まりを解除する構造となっている。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、低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、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。

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人工骨補填治具の実施例２を示した図である。 図４は人工骨補填治具の実施例２を示した図である。 漏斗を用いた従来例である。漏斗の口元で人工骨が詰まった様子を表している。 漏斗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７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態を断面図で示すものである。図７の（２）は外部から指により、側面を押すことで断面形状を変形させ、詰まりを解除した状態を説明した図である。

Claims (5)

1. 人工骨の補填を行おうとする部位へ、該人工骨を補填するための人工骨補填治具において、
   粉体あるいは顆粒状の人工骨材料を充填するための空腔部分を持った本体と、
   前記本体の空腔部分に前記人工骨材料を補充するための補充口と、
   前記本体の空腔部分に補充された前記人工骨材料を排出するための排出口と、
   前記排出口を開閉可能なシャッターと、
   前記シャッターの開閉動作をおこなうためのレバーと、
   前記レバーと前記シャッターとを連結する連結媒体と、を有し、
   前記レバーを操作すると連結媒体を通して前記シャッターに動作がつながり、
   前記シャッターが前記本体に設けられたガイドに沿って摺動することで前記排出口の開閉動作が行われ、前記人工骨材料の補填が行える
   人工骨補填治具。
2. 請求項１に記載の人工骨補填治具おいて、
   前記本体のすべて、あるいは一部が透明の素材で作られ、前記本体の空腔部分に補充された前記人工骨材料の内容量を外部から目視で確認できる
   人工骨補填治具。
3. 請求項２に記載の人工骨補填治具において、
   透明部分の材質が半透明である
   人工骨補填治具。
4. 請求項１から請求項３のいずれか記載の人工骨補填治具において、
   前記排出口を下向きにして前記人工骨材料の補填操作を行うときに、前記補充口が前記排出口よりも上部に位置する構造である
   人工骨補填治具。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の人工骨補填治具おいて、
   さらに、前記排出口から排出された前記人工骨材料の排出方向を導くための案内ガイドを有する
   人工骨補填治具。

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