JP3184817U - 中空網状構造の医療用埋込材料 - Google Patents

Abstract

【課題】必要とされる適切な形体、例えば骨釘・骨板・籠・皿・ピース、あるいは自家骨を代替する補填骨といった特別仕様に形成することができる、中空網状構造の医療用埋込材料を提供する。
【解決手段】少なくとも一つあるいは二つ以上の異なる次元の立体中空小ユニット１１が、同等あるいは異なる大きさの中空体が規則的に併接あるいは交錯して組み合わされてなるとともに、粗密な多次元網孔開放スペースを有する立体網状成型体１０として一体成型される。前記立体中空小ユニットは、多次元の柱体からなるとともに、円形・正方形・八角・球体といった立体幾何学形状、あるいは放射状の中空体をなす。二つの前期立体中空小ユニットの間には、中実小ユニットが組み合わされて配列する。
【選択図】図１

Description

本考案は中空網状構造の医療用埋込材料に関し、特に、柱体によって形成された異なる大きさの中空体が規則的且つ配置を自由に配列することで、軟・硬組織における異なる硬度と増殖速度に応じて網状構造の孔形状と大きさを制御することによって、埋込材料を必要な支え強度と好ましい機械性質に調整するとともに、軟・硬組織の増殖速度を制御することができる、中空網状構造の医療用埋込材料に関する。

台湾特許第３５８７３３号明細書に公開されている「強化多孔性の脊椎埋め込み材料」において、本体１１は、例えば生体セラミックスといった多孔性生体材料からなる。また、本体１１の外表面には、金属材料製からなるスリーブ１５が嵌められることにより、構造の支え強度を高めると同時に、その内部において骨が成長することを促進する。

しかし、前述した多孔性の埋込材料は、例えば生体セラミックスといった生体親和性材料からなることによって、その内部に組織が成長できるようにするものの、孔の大きさを異なる部位組織の増殖速度に応じた強度や規格に適応させて規則的且つ配置を自由に配列させることができない。また、本体１１は、セラミックスからなるため、軟・硬組織の増殖速度や強度に応じて、規則的且つ配置を自由に孔の大きさや網状構造を配列することができないため、過剰な応力がかかることにより、軟・硬組織の陥没・壊死・磨耗による損傷を招く。

台湾特許第２００９１４０７０号「多孔性生体材料と、その生成法」要約において、生体セラミックス粉末と、高止水性天然有機材料と、液体とからなる混合体を乾燥させることによって、加工性を備えた多孔性生体材料を生成する方法が公開されている。乾燥の程度によって、孔の大きさや孔隙率を制御することができるので、理想的な強度を備えた多孔性生体材料が得られる。

しかし、前述した混合体の中において骨組織の成長空間として形成される孔構造は、材料混合時にランダムに形成されるので、孔の配列が無秩序且つ不規則であり、孔の大きさも異なるため、組織の増殖や異なる部位強度に応じて、規則的に網状構造を配列することができず、埋込材料に過剰な応力がかかることにより、軟・硬組織の陥没・壊死・磨耗による損傷を招く。

米国特許第６，５１１，５０９号明細書に公開されている糸孔状に類した中空の埋込材料において、その孔状構造は、軸方向に限られており、多方向性を持つ他の骨部位に使用することができないため、人工椎間板の異なる部位に応じて強度制御をすることができず、人工椎間板に過剰な応力がかかることにより、骨の陥没・壊死・磨耗による損傷を招く。

台湾実用新案第Ｍ３９８８９４号明細書に公開されている脊椎埋込材料構造（一）と、台湾実用新案第Ｍ３９８８９５号明細書に公開されている脊椎埋込材料構造（二）は、大まかに、上部体と下部体との間に弾性体が挟まれて設けられるとともに、組み合わされてブロック体をなす。前記上部体と前記下部体は、縱軸・横軸・奥行軸に、それぞれ内側から外側へ貫通して孔が設けられるとともに、隣接する孔同士が相互に繋がって、複数の孔からなる網状構造を呈する。

前述した二つの実用新案における埋込材料は、相互に連結した孔構造を備えているものの、形状や大きさの異なる孔を規則的且つ配置を自由に配列して網状をなすことができない。このため、相互に連結した孔構造は、単一の孔形状による構造に限られるので、異なる部位の機械強度や軟・硬組織の増殖速度に応じて、配置を自由に網状構造を形成することができない、といった欠点がある。

よって、従来の埋込材料には、孔形の無秩序な配置、あるいは単一孔形であることにより、組織の増殖速度や構造強度に応じて規則的且つ配置を自由に配列することができないといった欠点があり、これが、本考案者が解決しようとする問題点である。

台湾特許第３５８７３３号明細書 台湾特許第２００９１４０７０号明細書 米国特許第６，５１１，５０９号明細書 台湾実用新案第Ｍ３９８８９４号明細書 台湾実用新案第Ｍ３９８８９５号明細書

そこで、本考案は、多次元の柱体に囲まれた中空体が組み合わされて、多次元の網孔開放スペースを有した立体網状成型体として一体成型されることにより、その内側に各方向の骨組織が成長して、組織と本体の間の癒合効果を向上させることができる、中空網状構造の医療用埋込材料を提供することを目的とする。

また、本考案は、大きさの異なる網孔が規則的且つ配置を自由に配列された立体網状成型体からなることで、埋込材料を軟・硬組織における異なる硬度と増殖速度に応じて、網状構造の孔形状と大きさを制御することによって、埋込材料を必要な支え強度と好ましい機械性質に調整するとともに、軟・硬組織の増殖速度を制御することができる、中空網状構造の医療用埋込材料を提供することを目的とする。

また、本考案は、特別仕様に求められる構造強度、あるいは異なる部位組織の増殖速度に応じて、異なる大きさの孔が規則的且つ配置を自由に組み合わされて配列する、中空網状構造の医療用埋込材料を提供することを目的とする。

また、本考案は、中空体、及び中実体が、規則的且つ配置を自由に配列して組み合わせられた、中空網状構造の医療用埋込材料を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本考案の埋込材料は、複数の立体中空小ユニットが組み合わされて形成された立体網状成型体からなる。前記立体中空小ユニットは、多次元の柱体からなるとともに、中空孔を有した立体中空体を構成する。

上述を受け、前記立体網状成型体は、一体成型によってなる。

上述を受け、前記立体網状成型体は、異なる大きさの前記立体中空小ユニットが規則的に組み合わされてなる。

上述を受け、前記立体網状成型体は、少なくとも二つあるいは二つ以上の異なる次元の前記立体中空小ユニットが、規則的且つ配置を自由に併接あるいは交錯して組み合わされてなる。

上述を受け、前記埋込材料は、予期に基づき必要とされる適切な形体、例えば釘・棒・板・皿・籠・ピース・ブロック、あるいは自家骨を代替する補填骨といった埋込材料を形成することができる

上述を受け、前記立体中空小ユニットは、多次元の前記柱体が、例えば三角・四角・五角・六角・八角といった立体幾何学形状の中空体、あるいは球・柱（棒）といった立体形状の中空体を構成する。あるいは、多次元且つ複数の前記柱体が、放射状の中空体を構成する。あるいは、多次元且つ弧状の前記柱体が規則的に配列して、不規則形状の中空体を構成する。

上述を受け、前記柱体は、例えばＰＬＡ・ＰＧＡ・ＰＬＧＡといった分解可能な高分子材料、あるいは、例えばＰＥＥＫ・ＵＨＭＷＰＥ・ＰＥＫＫといった分解不可能な高分子材料からなる。また、前記柱体は、例えばチタン・ステンレス・コバルトクロム・金・銀・タンタルといった金属材質、あるいはジルコニアといったセラミックス材料からなる。

上述を受け、二つの前記立体中空小ユニットの間には、中実小ユニットが組み合わされて規則的に配列する。

上述を受け、前記立体網状成型体の中央部には、中実ユニットが設けられる。

上述を受け、前記立体網状成型体の中央部には、中空構造が形成される。

上述を受け、前記立体網状成型体の外周部分には、前記中実ユニットが設けられる。前記中実ユニットは、部分的あるいは全体を囲む外枠として設けられる。また、前記中実ユニットには、少なくとも一つの結合部が延伸して設けられる。

上述を受け、前記立体網状成型体は、棒状体をなすとともに、その一端あるいは両端に前記中実ユニットが設けられて釘構造を構成する。

上述を受け、前記立体網状成型体は、棒状体をなすとともに、その一端あるいは両端に前記中実ユニットが設けられて、その外部に渦巻き中実小ユニットが周設されて、ネジ構造を構成する。

上述を受け、前記立体網状成型体は、下顎骨の部分体をなすとともに、その中央及び二つの前記立体中空小ユニットの間に前記中実ユニットが配列して設けられる。また、前記立体網状成型体の外周部には、外枠中実小ユニットが設けられる。前記外枠中実小ユニットには、内部の前記立体網状成型体の網孔と繋がる中空孔が貫設される。また、前記外枠中実小ユニットには、下顎と結合する結合部が凸設されて、特別仕様の骨補填用埋込材料を構成する。

本考案の立体網状成型体の斜視図である。 図１の俯瞰図である。 本考案における正方形の立体中空小ユニットの構造図である。 本考案における内部に異なる次元の柱体が連結された、正方形の立体中空小ユニットの構造図である。 本考案における八角形の立体中空小ユニットの構造図である。 本考案における放射状の立体中空小ユニットの概略図である。 本考案における不規則形状の立体中空小ユニットの概略図である。 本考案における二つの椎骨の間に噛み合わされた埋込材料の概略図である。 本考案における異なる大きさの立体中空小ユニットの配列を示した概略図である。 本考案の埋込材料の中空構造を示した概略図である。 本考案の埋込材料の中央部が中実ユニットである場合の概略図である。 本考案の埋込材料の内部に中実ユニットが覆い包まれている場合の概略図である。 本考案の埋込材料の外周部分が中実構造である場合の概略図である。 本考案の中央部及び外周部分が中実構造である場合の概略図である。 本考案における異なる孔形状の立体中空小ユニットと中実構造の組み合わせを示した概略図である。 本考案における釘構造の実施例を示した概略図である。 本考案における別の釘構造の実施例を示した概略図である。 本考案におけるネジ構造の実施例を示した概略図である。 本考案における別のネジ構造の実施例を示した概略図である。 本考案を下顎構造の特別仕様に製作した実施例を示した概略図である。 図１７を下顎に埋め込んだ実施例を示した概略図である。

図１、図１−１を参照する。本考案の埋込材料は、多次元の網孔開放スペースを有した立体網状成型体１０からなる。立体網状成型体１０は、複数の立体中空小ユニット１１が併接あるいは交錯して、規則的且つ配置を自由に組み合わされて一体成型されてなる。立体中空小ユニット１１は、多次元の柱体に囲まれてなるとともに、中空孔１１１を有した立体中空体を呈する。例えば、図２に示したように、正方形の中空体を呈する。あるいは、図３に示したように、その内部に異なる次元の柱体が連結された、正方形の中空体を呈する。あるいは、図４に示したように、八角形の中空体を呈する。あるいは、三角・五角・六角といった立体幾何学形状の中空体（図示せず）を呈する。あるいは、多次元の柱体によって、例えば球、柱（棒）といった立体の中空体を構成する（図示せず）。あるいは、図５に示した立体中空小ユニット１１ａのように、多次元の柱体が放射状に配列して放射状の立体中空体を構成する。あるいは、図６に示した立体中空小ユニット１１ｂのように、多次元の弧状柱体が規則的に配列して不規則形状の中空体を構成するとともに、その外周部に中実小ユニット１２が連結される。前述した立体網状成型体１０の柱体は、例えばＰＬＡ・ＰＧＡ・ＰＬＧＡといった分解可能な高分子材料、あるいは、例えばＰＥＥＫ・ＵＨＭＷＰＥ・ＰＥＫＫといった分解不可能な高分子材料からなる。また、前述した立体網状成型体１０の柱体は、例えばチタン・ステンレス・コバルトクロム・金・銀・タンタルといった金属材質、あるいはジルコニアといったセラミックス材料からなる。

以上により、予期に基づき必要とされる適切な形体、例えば骨釘・骨板・籠・皿・ピース、あるいは自家骨を代替する補填骨といった特別仕様の埋込材料を形成することができる。

図７は、二つの椎骨の間に噛み合わされた、本考案の脊椎埋込材料の実施例である。本考案の立体網状成型体１０は、脊椎２０の二つの錐骨２１の間における任意の形状や大きさの構造に成型することができる。またその高さは、脊椎２０の錐間盤の高さに相当するので、二つの錐骨２１の間に噛み合わされたとき、立体網状成型体１０の上下端の形状及びサイズが、二つの錐骨２１の端部にそれぞれ対応する。立体網状成型体１０は、相互に連結した柱体が組み合わされて柔軟な負荷支え構造をなすことによって、埋め込み後の周辺組織との干渉摩擦による不適合が減少するとともに、連結した柱体に囲まれた多次元の網孔開放スペースの内部において、骨組織が効果的に成長することにより、組織と埋込材料が綿密に結合し、埋込材料本体の支える力と機械性質が向上する。

図８を参照する。本考案において、異なる大きさの立体中空小ユニット１１は、規則的且つ配置を自由に組み合わされることにより、粗密な多次元網孔開放スペースを有する立体網状成型体１０Ａを形成する。大きさの異なる網孔が埋込材料の構造強度を制御することにより、部位によって異なる構造強度と軟・硬組織の増殖速度に応じて、特別仕様に成型することができる。これにより、埋込材料が好ましい機械強度を有するとともに、軟・硬組織の増殖効果が向上する。また、前述した立体網状成型体１０Ａは、２種類あるいは２種類以上の、異なる次元と大きさ形体を呈する立体中空小ユニットが規則的に組み合わされてなることも可能である。この場合も同樣に、埋込材料が好ましい機械性質と支え強度を有するとともに、軟・硬組織が好ましい状態に増殖する。

本考案において、立体網状成型体１０は、図９に示したように中央部が中空の中空構造埋込材料、あるいは、図１０に示したように中央部に中実ユニット１３が設けられた構造の埋込材料、あるいは、図１１に示したように内部に中実ユニット１３が覆い包まれた構造の埋込材料を形成する。

図１２を参照する。本考案において、複数の立体中空小ユニット１１は、組み合わされて立体網状成型体１０を形成し、その外周部に中実ユニット１３が設けられる。中実ユニット１３は、一部分、あるいは図に示したように外枠の縁を囲んで設けられる。

図１３を参照する。本考案において、複数の立体中空小ユニット１１は、組み合わされて立体網状成型体１０を形成し、その中央部と外周部に複数の中実ユニット１３が設けられる。

図１４を参照する。本考案において、正方形の立体中空小ユニット１１と不規則形状の中空小ユニット１１ｂ（図中に示したのは例であり、これら２種の孔形に限定されない）は、組み合わされて、異なる形状の網孔を有する立体網状成型体１０Ｂを形成する。また、その内部及び上下端には、中実ユニット１３が設けられる。

図１５、図１５−１を参照する。本考案において、立体網状成型体１０は、棒状構造をなすとともに、その一端あるいは両端に中実ユニット１３が設けられて、釘構造を形成する。中実ユニット１３は、釘頭あるいは尖形の尾部をなす。

図１６、図１６−１を参照する。本考案において、立体網状成型体１０は、棒状構造をなすとともに、その一端あるいは両端に中実ユニット１３が設けられ、その棒状体の外部に渦巻状の中実ユニット１５が周設されて、ネジ構造を形成する。中実ユニット１３は、釘頭あるいは尖形の尾部をなす。

図１７、図１８を参照する。本考案における、下顎の骨補填用埋込材料の実施例である。次元及び大きさの異なる２種あるいは２種以上の立体中空小ユニット１１と、立体中空小ユニット１１’（例えば、図中では、内層は八角形、外層は四角形で示した）が、規則的に組み合わされて疏密且つ多次元の網孔開放スペースを有する立体網状成型体１０を形成する。立体網状成型体１０は、下顎骨の部分体をなすとともに、その中央及び二つの立体中空小ユニット１１の間に中実ユニット１３が配列して設けられる。また、立体網状成型体１０の外周部には、外枠中実小ユニット１６が設けられる。外枠中実小ユニット１６には、内部の立体網状成型体１０の網孔と繋がる中空孔１６１が貫設される。また、外枠中実小ユニット１６には、下顎３０と結合する結合部１６２が凸設されて、特別仕様の骨補填用埋込材料を構成する。

以上のように、本考案の中空網状構造の医療用埋込材料は、連結した柱体の組み合わせからなる立体中空小ユニットが柔軟な負荷支え構造をなすことによって、埋め込み後の周辺組織との干渉摩擦による骨質の緩みが減少する。特に、柱体は、より細かい構造に分解された後、組織とより綿密に結合することにより、周辺組織との干渉が減少する。また、立体網状成型体は、立体中空小ユニットが規則的に組み合わされて、異なる大きさの網孔が規則的且つ配置を自由に配列するとともに、異なる大きさと疏密さを有する網孔構造を持つことによって、埋め込む身体組織の形状・強度・成長速度といった異なる需要の組み合わせに応じて、特別仕様に製造することができる。

１０ 立体網状成型体
１０Ａ 立体網状成型体
１０Ｂ 立体網状成型体
１１ 立体中空小ユニット
１１’ 立体中空小ユニット
１１１ 中空孔
１１ａ 放射状の中空小ユニット
１１ｂ 不規則形状の中空小ユニット
１２ 中実小ユニット
１３ 中実ユニット
１５ 渦巻き中実小ユニット
１６ 外枠中実小ユニット
１６１ 中空孔
１６２ 結合部
２０ 脊椎
２１ 錐骨
３０ 下顎

Claims (15)

1. 中空孔を有する多数の立体中空小ユニットが組み合わされて、多次元の網孔開放スペースを有した立体網状成型体として一体成型されてなる中空網状構造の医療用埋込材料であって、
   前記立体中空小ユニットは、多次元の柱体から構成されることを特徴とする、中空網状構造の医療用埋込材料。
2. 前記埋込材料は、異なる大きさの前記立体中空小ユニットが規則的且つ配置を自由に配列して組み合わされてなることにより、粗密な多次元網孔開放スペースを有する前記立体網状成型体を形成することを特徴とする請求項１に記載の中空網状構造の医療用埋込材料。
3. 前記埋込材料は、少なくとも二つあるいは二つ以上の異なる次元の前記立体中空小ユニットが、規則的且つ配置を自由に配列して組み合わされて、前記立体網状成型体を形成することを特徴とする請求項１に記載の中空網状構造の医療用埋込材料。
4. 前記立体中空小ユニットは、規則的に併接あるいは交錯して組み合わされることを特徴とする請求項１に記載の中空網状構造の医療用埋込材料。
5. 前記立体中空小ユニットは、多次元の前記柱体が、例えば円形・三角・四角・五角・六角・八角といった立体幾何学形状の中空体を構成することを特徴とする請求項１に記載の中空網状構造の医療用埋込材料。
6. 前記立体中空小ユニットは、多次元の前記柱体が、例えば球・柱（棒）といった立体幾何学形状の中空体を構成することを特徴とする請求項１に記載の中空網状構造の医療用埋込材料。
7. 前記立体中空小ユニットは、多次元且つ複数の前記柱体が、放射状の中空体を構成することを特徴とする請求項１に記載の中空網状構造の医療用埋込材料。
8. 前記立体中空小ユニットは、多次元且つ弧状の前記柱体が規則的に組み合わされて、不規則形状の中空体を構成することを特徴とする請求項１に記載の中空網状構造の医療用埋込材料。
9. 二つの前記立体中空小ユニットの間には、中実小ユニットが組み合わされて配列することを特徴とする請求項１に記載の中空網状構造の医療用埋込材料。
10. 前記埋込材料の中間には、中実ユニットが形成されることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の中空網状構造の医療用埋込材料。
11. 前記埋込材料の中間には、中空構造が形成されることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の中空網状構造の医療用埋込材料。
12. 前記埋込材料の外周部には、前記中実ユニットが設けられ、
    前記中実ユニットは、部分的あるいは全体を囲む外枠を形成することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の中空網状構造の医療用埋込材料。
13. 前記立体網状成型体は、棒状体をなすとともに、その一端あるいは両端に前記中実ユニットが設けられて、ネジ構造を構成することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の中空網状構造の医療用埋込材料。
14. 前記外枠の表面には、中空孔が貫設されるとともに、少なくとも一つの結合部が凸設されることを特徴とする請求項１２に記載の中空網状構造の医療用埋込材料。
15. 前記立体網状成型体は、下顎骨の部分体をなすとともに、その外周部に、外枠中実小ユニットが設けられ、
    前記外枠中実小ユニットには、内部の前記立体網状成型体の網孔と繋がる前記中空孔が貫設されるとともに、下顎と結合する結合部が凸設されて、特別仕様の骨補填用埋込材料を構成することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の中空網状構造の医療用埋込材料。

Images