JP6127101B2 - インプラント係止の補強に用いられる外形体、その外形体を含む部品のキット、およびインプラントを係止する方法 - Google Patents
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Description
本発明は医療技術の分野に関する。特に、本発明は、医療装置、医療器具および医療方法に関し、特にインプラント、埋込み(implantation)用の器具および埋込み方法に関する。
ねじが生体の椎骨の骨組織に係止される場合、しばしば、骨の安定性が不十分になったり、骨への係止の安定性が不十分になったりするという問題が生じる。特に、骨梁組織においては、ねじに作用する如何なる負荷もほんのわずかな骨梁にしか伝わらず、ねじと骨との接続箇所の耐荷重能力と、長期間の安定性とに対して悪影響を及ぼす。これは、特に、骨粗鬆症もしくは骨減少症の椎骨組織または脆くなった椎骨組織の場合には深刻である。
この発明の目的は、既存のペディクルスクリューおよび対応する脊柱安定方法の欠点を克服する医療装置および方法を提供することである。
これらの実施例においては、軸は非円形の断面を有し得る。たとえば、軸はブレード状になるようにやや平たくてもよい。特に、軸は、椎弓根を貫通する場合、椎弓根の形状に従うように横方向よりも長手方向の方がより大きい範囲を有するようなものであってもよい。一例においては、軸は横断面に対して鋭角をなしていてもよく、これにより、遠近軸に対して垂直なより大きな範囲が、(遠近軸に対して垂直な断面において)椎弓根のより大きな範囲の対応方向にほぼ一致する方向に延在することとなる。
て利用可能な空間を用いることができるのに対して、ねじれがはるかに大きければ、係止装置が椎弓根内で大幅にねじられる可能性があり、このため、軸の最大範囲の寸法を(埋込み軸に対して垂直な断面における)椎弓根のより小さな断面範囲に適合させなければならなくなるからである。より一般的には、椎弓根係止装置の全長にわたるねじれについての好ましい範囲は、10°〜270°であり得る。
踵骨についての生化学的実験によって実験的に確認された。これについて、シャンツ(Schanz)ねじをピン状のチタンアンカー(コア径:4mm)と比較した。ピン状のチタンアンカーは、0.5mmのPLDLA70/30によってコーティングされ、機械的振動によって係止されて、PLDLAを少なくとも部分的に液化させ、海綿骨の構造に押込んで、そこに係止をもたらした。引抜き力は、海綿骨の硬度(押込抵抗)の関数として(2mmのインデンタにわたって)測定された。コーティングされたTiアンカーの引抜き力は、シャンツねじの引抜き力よりも係数2〜4だけ著しく優れており、この差は弱い骨組織にとっては大きなものであった。
トロープ性を有する(ポリマーセメントまたは他の水硬性セメントなどの)水硬性セメントであってもよい。このような実施例は、液化可能な材料が成長因子などの付加的な物質を含む実施例であり得る。係止装置の特殊例として、大腿骨の狭細部の骨折を治療するための装置が挙げられる。この場合、この装置は最先端技術を用いた釘と置換えることができる。この釘は、たとえばUS3,025,853に開示されるような位置および向きで、大腿骨の軸からその頭部に貫入し、骨折した狭細部を貫通する。
して変化することを意味している。この場合、方向付け構造は、長手方向ボアの断面内の構造である。すなわち、たとえば、長手方向ボアが円形の断面を有している場合、方向付け構造の径方向位置は少なくとも部分的にボアの半径内にある。
て、挿入要素があってもよい。
− 硬組織および/または硬組織置換材料における開口部または隙間に外形体を差込むステップと、
− 遠位側の停止面に液化可能な要素を押当てつつ、エネルギをこれに当てて、液化可能な要素の材料を液化させ、少なくとも1つの孔を通過させ、インプラントが係止されることとなる骨組織または他の硬組織もしくは硬組織置換材料の構造に押込み、予め形作られた補強領域をもたらすステップと、
− 外形体を除去するステップと、
− 予め形作られた補強領域の輪郭がインプラントの外形と協働してインプラントを不所望に移動しないよう固定するように、インプラントを挿入するステップとを含む。
解された材料を冷却させるステップを含んでいてもよい。材料がセメントである場合、流動可能な状態から流動不可能な状態にするステップは、セメントを硬化させるステップを含み得る。材料がチキソトロピー性材料である場合、流動可能な状態から流動不可能な状態にするステップは、剪断応力の源を停止させて粘性を高めるステップを含み得る。
ック、または、他の好適な生体適合性材料でできていてもよい。さらに、係止装置本体は、好ましくは、係止構造、特にねじを有する。特に、係止装置本体は外科手術用ねじ、特にペディクルスクリュー、であってもよい。
こうして、第3の局面は、治癒を促進する薬剤を含む材料を用いて外科手術用ねじ(または同様の係止装置)を提供することを提案している。この材料は、開口部から押出されて、長手方向ボアから外方向に向かい、周囲の組織、特に海綿質骨組織に押込むことができる。このように、第3の局面に従った方法/装置により、外科手術用ねじの機能を、治癒促進薬剤を骨組織に直接投入するステップと組合せることが容易に実現可能となる。開口部から押出すことのできる材料は、付加的な係止効果を有し、特に、緩みの挙動を実質的に改善させ得る。
治癒を促進する薬剤に加えて、当該材料はポリマーおよび/またはヒドロゲルを含んでいてもよい。
− 1つ以上の水硬性セメント;
− 1つ以上の、たとえば、再吸収可能なポリマー;
− 1つ以上のヒドロゲル、のいずれかの組合せの混合物が挙げられる。
なくとも部分的に液化され、液化された部分が、水硬性セメントを押出す孔から押出される。
− 即時の安定化、早期の緩みの防止。これにより、インプラントの骨硬化、たとえばオッセオインテグレーションが機械的に防止されることとなる。
− 本体の近位端から延在する長手方向ボアと、当該長手方向ボアから外方に向かう1つまたは複数の孔とを有する本体の使用、ならびに、たとえば係止、薬剤送達および/または他の目的で、水硬性セメントを骨組織に投与するために、チキソトロピー効果により粘性を低下させる機械的振動。
− 再吸収可能なPLAなどの熱可塑性ポリマーからなる管要素を用いて、(水に分散したセメント粉などの)液状セメント混合物を保持し、次いで、(機械的振動などの)機械的エネルギを用いて、たとえば骨組織に接触させて熱可塑性ポリマーを液化し、これによりセメント混合物を周囲の骨組織に放出し、その後、硬化させ得る。
きるようにするために、挿入時の材料は0.5GPaよりも高い弾力性係数、好ましくは1GPaよりも高い弾力性係数を有する。少なくとも0.5GPaの弾力性係数によっても、確実に、液化可能な材料が、ほとんど減衰させずに超音波振動を伝達するので、液化可能な要素がその内部の液化およびしたがって不安定化を起こさないようにする。すなわち、液化可能な材料が停止面に対する液化界面にある場合にのみ液化が起こる。可塑化温度は、好ましくは最大で200℃、200℃〜300℃の間、またはさらには300℃を上回っている。用途に応じて、液化可能な熱可塑性材料は再吸収可能であってもよく、再吸収可能でなくてもよい。
ついては202頁以降、PCLについては207頁、PHB/PHVコポリマーについては206頁;ポリジオキサノンPDSについては209頁を参照されたい。さらなる生体吸収可能(bioresorbable)材料の説明を、たとえば、CA Bailey他によるJ
Hand Surg [Br](2006年4月;31(2):208〜12)において見出すことができる。
;Tenac)は、Protecによる内蔵式人工臓器においても用いられてきた)にお
いて見出すことができる。
Kなどの硬質プラスチックなどが挙げられる。
以下において、本発明および実施例を実行するための方法を、添付の図面を参照して説明する。図面は大部分が概略的に図示される。図面においては、同じ参照番号は同じまたは類似の要素を指す。
図1に示される装置は、椎弓根係止装置の椎弓根係止装置本体であるペディクルスクリュー11の第1の例である。装置本体11は、被覆要素の近位側に開いた長手方向ボア1
3を囲む近位側の壁部分11.1を備えた被覆要素として形成される。遠位端部分11.2は、遠位側で長手方向ボアの終端をなす。鍔部分11.3は近位側の頭部として機能し、ここにさらなる要素を固定することができる。
んどの場合、問題にはならない。
1/259,383号に開示されるとおり、自動的な埋込みのための器具への連結に使用可能な雌ねじを含む。
内孔として機能してもよく、および/または、液化した材料のさらなる部分を押出して装置の遠位端において組織に押込むよう機能してもよい。このような付加的な遠位側(軸方向)の孔は、図13および図14の実施例のように、液化中に液化可能な材料が押当てられる長手方向ボアの遠位端部分が別個のインサートによってではなく、装置本体自体によって形成される実施例においては、特に有利であり得る。
部品であってもよい。特に、軸部分と頭部とは、軸部分に対する頭部の向きが調節可能となり得るように接続されてもよい。頭部は、軸を中心として回転可能であってもよいか、または、調節機能が多軸型であってもよい。
この明細書中に記載された、第1の液化プロセスを用いる多層的な係止または補強は、被覆要素または初めは別個である挿入要素の第1の方向付け構造で行われ、その後(液化した材料が少なくとも部分的に再度凝固した後)、付加的に(第2の)挿入要素のさらなる方向付け構造で行われ、次いで第2の液化が行われるものであり、これは、本発明の局面とは無関係に適用され得る。
要素または液化可能な要素自体の端縁または他の顕著な構造において、機械的振動の影響を受けて液化し始める傾向を有することとなる。壁15のエネルギ方向付け機能は、早すぎる液化の開始が望まれないであろう場合に、液化を、たとえばソノトロードに対する近位側の界面ではなく、孔14の付近で、開始させて実行させるための手段である。
− 長手方向ボア13は貫通ボアであり、これにより、低侵襲手術時にワイヤによって案内されるのに適した装置が得られる。貫通ボアは、肩部11.5が構築されるように遠位側に向かって狭くなっている。肩部は挿入要素18のための停止構造としての役割を果たす。この挿入要素18は、遠位側にある液化可能な要素のための長手方向の開口部の終端をなし、壁15および傾斜部分12を含む方向付け構造を備える。挿入要素は、肩部11.5と共に協働して圧力嵌めを形成する遠位側の先細部分19を含む。
プラントの寸法に一致するか、または、インプラントの寸法よりもわずかに小さい。図20は、ねじのねじ山の谷の径dsを示す。ねじピッチのような相対量に関する特徴は、外形体とインプラントとの間では同じである。
、代替例として、液化可能な材料は、硬組織および/または硬組織置換材料が補強材料で強化されない位置で押出されてもよく、これにより、結果として付加的な係止が得られる可能性がある。
Claims (15)
- 患者の硬組織および/または硬組織置換材料にインプラントを係止する方法における補強ステップに用いられる外形体であって、インプラントは骨内領域外形を備えた骨内領域を有し、
外形体は外形を有し、その外形断面は、インプラントの骨内領域外形の断面に一致し、
外形体はさらに、前記外形体の近位端面から遠位方向に到達する長手方向ボアを有し、外形体はさらに、長手方向ボアのまわりの壁に少なくとも1つの孔を有し、
液化可能な要素の材料は、少なくとも1つの孔を通過させることができ、これにより、インプラントが係止されることとなる骨組織または硬組織置換材料の構造に押込まれて、インプラントのために予め形作られた補強領域をもたらす、外形体。 - 外形断面は雄ねじを含む、請求項1に記載の外形体。
- 複数の軸方向舌状部を含む、請求項1に記載の外形体。
- 長手方向ボアに挿入されるかまたは挿入可能な液化可能な要素をさらに含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の外形体。
- 長手方向ボアのまわりの壁に3〜5個の孔を含み、前記孔は、ほぼ等しい軸方向位置にある、請求項1から4のいずれか1項に記載の外形体。
- 硬組織および/または硬組織置換材料においてインプラントを係止する方法において用いられる部品のキットであって、前記キットは、
− 請求項1から4のいずれか1項に記載の外形体と、
− 骨内領域外形を備えた骨内領域を有するインプラントとを含み、
外形体の外形の外形断面は、インプラントの骨内領域外形の断面に一致する、部品のキット。 - インプラントは、インプラントねじピッチを備えたインプラント雄ねじを有し、外形体は、外形体ねじピッチを備えた外形体雄ねじを有し、外形体ねじピッチはインプラントねじピッチと等しい、請求項6に記載の部品のキット。
- 液化可能な要素を含み、前記液化可能な要素の少なくとも一部は長手方向ボアに配置されるかまたは長手方向ボアに嵌合する、請求項6または7に記載の部品のキット。
- 外形体は、液化可能な材料/液化された材料の別々の部分を、それぞれ、別々の開口部に方向付けるように、長手方向ボアの遠位側に、角度を付けて構造化された方向付け構造を有する、請求項6から8のいずれか1項に記載の部品のキット。
- インプラントはペディクルスクリューである、請求項6から9のいずれか1項に記載の部品のキット。
- インプラントは関節インプラントである、請求項6から9のいずれか1項に記載の部品のキット。
- 外形体およびインプラントは各々、非円筒形を有する、請求項6に記載の部品のキット。
- 人以外の患者である動物の硬組織および/または硬組織置換材料にインプラントを係止する方法であって、インプラントは、骨内領域外形を備えた骨内領域を有し、前記方法は、
− 硬組織および/または硬組織置換材料に最初の開口部を設けるステップと、
− 外形を有する外形体を設けるステップとを含み、その外形断面は、インプラントの骨内領域外形の断面に一致し、外形体はさらに、被覆要素の近位端から遠位方向に到達する長手方向ボアを有し、外形体はさらに、長手方向ボアのまわりの壁に少なくとも1つの孔を有し、前記方法はさらに、
− 長手方向ボアに少なくとも部分的に挿入される液化可能な要素を遠位方向に向かって押し、停止面に押当てつつ、エネルギを液化可能な要素に結合させて、少なくとも液化可能な要素の部分を液化させ、少なくとも1つの孔を通って硬組織および/もしくは硬組織置換材料の構造に押込むステップと、
− 液化した材料を硬化させ、これにより補強材料にすることを可能にするステップと、
− 外形体を除去するステップと、
− 予め形作られた補強領域の輪郭がインプラントの外形と協働して、インプラントを不所望に動かないよう固定するように、開口部にインプラントを係止するステップとを含む、方法。 - インプラントの骨内領域は、インプラントねじピッチを有する雄ねじを含み、外形体は、インプラントねじピッチに一致する外形体ねじピッチを有する雄ねじを含むよう選択される、請求項13に記載の方法。
- 外形体の外形断面の寸法は、インプラントの骨内領域外形の断面の対応する寸法と同じであるかまたはそれよりも小さい、請求項13または14に記載の方法。
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