JP5863844B2 - 骨接合材 - Google Patents

Description

この発明は生体材料に関し、特に繊維糸と樹脂を編んでなる骨接合材に関する。

目下、外科手術において、歯根、前頭骨などの頭蓋骨、もしくは四肢などが骨折した場合、金属のプレートやワイヤー、ピン等の固定具を利用した固定法で患部の接合を行っている。これら固定具は、患者が身体を動かす場合を考慮して応力を持たせることが好ましい。そこで、チタン、もしくは鋼材を以て固定具としている。

但し、チタン、鋼材などの材質は、硬く、弾性（elasticity）に欠けるという特性を有する。よってチタン、鋼材などによってなる固定具を患部の骨の接合箇所に用いようとすれば、患者の身体活動による動作に障害を構成することは避けられない。

そこで、上述する欠失に鑑みてポリ乳酸と水酸リン灰石によってなる固定具が開発された。但し、材質の特性は脆く、負荷を受けると容易に砕ける恐れがある。よって、患者が常時動かす部位に用いることは適切でない。

この発明は、好ましい可撓性を具えることによって、応用範囲が広く、かつ従来の鋼材などに比して、人体の常に活動する部位への応用にさらに優れる骨接合材を提供することを課題とする。

また、この発明は、人体の拒絶反応を引き起こすことが少ない骨接合材を提供することを課題とする。

そこで、本発明者は、従来の技術に見られる欠点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、複数の繊維糸を編組してなる内層部と、該内層部の繊維糸を被覆してなる被覆層とによって構成した骨接合材によって課題を解決できる点に着眼し、係る知見に基づいて本発明を完成させた。以下、この発明について具体的に説明する。

本発明の骨接合材は、
骨接合材であって、
複数の繊維糸を編組してなる内層部と、
前記内層部の繊維糸を被覆するとともに当該骨接合材の最外周部に相当するところを所定の厚みで覆う被覆層と、を含み、
前記繊維糸が、生体活性ガラスか、コラーゲンか、ヒドロキシアパタイトか、もしくはリン酸三カルシウムであり、
前記被覆層が、熱硬化性樹脂か、もしくは熱可塑性樹脂であり、かつ、
前記被覆層のうちの当該骨接合材の最外周部に相当するところに添加物を含み、前記添加物は、材質が、コラーゲンか、ヒドロキシアパタイトか、もしくはリン酸三カルシウムであり、前記繊維糸の径よりも径大の添加物である
ことを特徴とする。

本発明では、
前記繊維糸が、
Ｘ線不透過性不活性材によってなるコアと、
ヒドロキシアパタイトか、もしくはリン酸三カルシウムによってなり、該コアの外周面を被覆する外層と、を含んでなる
ことが好ましい。

この発明による骨接合材は、従来のチタン、鋼などの材質による固定具における欠点を改善するのみならず、添加物にヒドロキシアパタイト、もしくはリン酸三カルシウムを選択することによって、骨再生を促すという効果が得られる。さらには、長期に亘って体内に残留しても影響を与えない材質を用いることによって、再度の外科手術によって取り出す必要がなく、患者への影響、負担を軽減するという効果が得られる。

ピン状に形成したこの発明による骨接合材の側面と平面を示した説明図である。 プレート状に形成したこの発明による骨接合材を示した説明図である。 骨の形状に合わせて形成したこの発明による骨接合材を示した説明図である。 ロッド状に形成したこの発明による骨接合材を示した説明図である。 螺刻して螺子状に形成したこの発明による骨接合材を示した説明図である。 図５に開示する骨接合材の断面を示した説明図である。 ピン状に形成したこの発明による骨接合材の断面を示した説明図である。 添加物を含むこの発明による骨接合材の側面と平面を示した説明図である。 この発明における繊維糸を示した説明図である。 この発明における複数層の繊維糸の構造を示した説明図である。 図１０に開示する繊維糸の断面を示した説明図である。 複数層の繊維糸によってなるこの発明の繊維糸の構造を示した説明図である。 図１２に開示する繊維糸の断面を示した説明図である。

この発明による骨接合材は、応用範囲が広く、かつ従来の鋼材などに比して、人体の常に活動する部位への応用にさらに優れ、さらには人体の拒絶反応を引き起こすことが少ない骨接合材を提供するものであって、複数の繊維糸を編組してなる内層部と、該内層部の繊維糸を被覆してなる被覆層と、を含んでなる。係る骨接合材の構造と特徴を説明するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に詳述する。

図１に開示するように、この発明による骨接合材１は、内層部１０と、被覆層２０とによってなる。

内層部１０は複数の繊維糸１１を編組しで所定の骨接合材の形態としてなり、被覆層２０は、内層部１０の繊維糸１１を被覆する。

この発明においては、複数の繊維糸１１を編組し、繊維糸１１の力を結束することによって、折れにくく、かつ可撓性を具える材質とする。よって、骨の接合剤、もしくは幹細胞の支持具などの用途に適する。

実際には、繊維１１を編組してなる内層部１０だけでも骨接合材としての形態を具える。これに、被覆層２０を設けることによって、この発明による骨接合材の応用範囲がさらに広くなる。

被覆層２０は、熱可塑性樹脂か、熱硬化性樹脂か、生体適合性ポリマーか、生分解性樹脂か、基質コラーゲンか、もしくはヒドロキシアパタイトなどである。または、図１または図８に開示するように、さらに添加物２１を含んでもよい。添加物２１は、例えばコラーゲンか、ヒドロキシアパタイトか、もしくはリン酸三カルシウムなどを材質とする。ヒドロキシアパタイトは人体の骨組織の主要な成分である。よって、ヒドロキシアパタイトを添加した場合、カルシウムとヒドロキシアパタイトが骨接合材の表面から遊離して人体の組織体に吸収され、人体組織の再生を促す効果が得られる。

一般には、人体自身でヒドロキシアパタイトなどの関連する、もしくは類似する元素を生成し骨格再生の基礎的な工程を行う。但し、これに必要とする時間は、個々の体質によって異なる。この発明における被覆層２０には、これら骨再生を促進し、回復を促す添加物を含み、人体の回復を早める効果をも具える。

また、繊維糸１１は、生体活性ガラスか、セラミックファイバーか、生体活性材、もしくは生体不活性ガラス材などであって、需要に応じて選択する。

内層部は、図１に開示するようにピン状にするか、図２に開示するように接合用のプレート状にするか、もしくは図５から図７に開示するようなピン状など、従来の骨接合用の固定具の形態とすることができる。当然のことながら、この発明による編組した骨接合材は、ピン、骨接合用プレート、ブロックなどの固定具、歯茎埋入体など広く応用することができる。

また、編組の方式には複数種あり、例えば、１本の繊維糸を主軸としてその他繊維糸を絡ませる編組方式、もしくは２、３本の繊維糸が互いに交錯するように絡ませ組紐状にする方式、もしくは編組した繊維糸をさらに編組していない他の繊維糸と編組する方式などであるが、但し、編組方式には、その他多種様々な方式がある。ここでは逐一記載することを割愛するが、これら方式はいずれもこの発明における繊維糸の編組の範囲内にあることをここに述べておく。

繊維糸１１は、単一の材質から抽出して形成する。図９に、その一部を開示する。但し、図１０、１１に開示するように、複数層の繊維糸(multi-layer fiber)による構造を形成してもよい。この場合、該構造はコア１１１と外層１１２とによってなる。または、図１２、１３に開示するように２層の外層１１２を具える繊維糸であってもよい。

コア１１１は、Ｘ線不透過性不活性材(X ray Opacity Bioinert material)によってなり、外層１１２は、コア１１１の外周面を被覆し、生体活性グラスファイバー、生体活性セラミックファイバー、ヒドロキシアパタイト、もしくはリン酸三カルシウムなどによってなる。

上述する繊維糸は、いずれもこの発明において応用可能な繊維糸である。

外層１１２の材質は。骨の再生を促すものであり、かつ人体に残留しても好ましくない影響を与えないものとする。よって、別途外科手術によって固定具を取り出すことを必要としない。

この発明による骨接合材は、従来の技術にみられるように、チタン、もしくは鋼などの材質によるものではないため、患者の過敏な反応を引き起こすことがない。また、従来の骨接合材は長時間体内に残留させることができないため、患部がある程度復元した後、再度外科手術を施して体内から取り出さなければならない。即ち、患者は外科手術による麻酔の危険性に再度晒されることになり、患者に生理的、心理的影響を大きく与えるのみならず、経済的にも多大な負担を課することになる。但し、この発明による骨接合材は、患部の需要に応じて設計することができ、かつ長期に亘って体内に残留しても影響を与えない材質を用いるため、再度の外科手術によって取り出す必要がなく、患者への影響、負担を軽減するという効果が得られる。

また、生体活性ガラスは、骨再生の支えとなる。即ち、骨の主要成分であるミネラル成分、ヒドロキシアパタイトに転換する能力を有するとともに、成熟した骨伝導力と、強力な骨の硬組織及び軟部組織とを形成する能力を有するからである。
からである。

１ 骨接合材
１０ 内層部
１１ 繊維糸
１１１ コア
１１２ 外層
２０ 被覆部
２１ 添加物

Claims (2)

1. 骨接合材であって、
   複数の繊維糸を編組してなる内層部と、
   前記内層部の繊維糸を被覆するとともに当該骨接合材の最外周部に相当するところを所定の厚みで覆う被覆層と、を含み、
   前記繊維糸が、生体活性ガラスか、コラーゲンか、ヒドロキシアパタイトか、もしくはリン酸三カルシウムであり、
   前記被覆層が、熱硬化性樹脂か、もしくは熱可塑性樹脂であり、かつ、
   前記被覆層のうちの当該骨接合材の最外周部に相当するところに添加物を含み、前記添加物は、材質が、コラーゲンか、ヒドロキシアパタイトか、もしくはリン酸三カルシウムであり、前記繊維糸の径よりも径大の添加物である
   ことを特徴とする骨接合材。
2. 請求項１に記載の骨接合材において、
   前記繊維糸が、
   Ｘ線不透過性不活性材によってなるコアと、
   ヒドロキシアパタイトか、もしくはリン酸三カルシウムによってなり、該コアの外周面を被覆する外層と、を含んでなる
   ことを特徴とする骨接合材。