JPH0211170A - 磁場を印加して組織成長を制御する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主に性組織の成長を制御する方法および装置
に関する。特には、本発明は、組織成長、保守および治
療を仲介する非侵入性の技巧に関する。

［先行技術の記載コ 生組織構造に於ける移植、保守および治療がなされるメ
カニズムを決定するために、組織と細胞の成長の研究が
かなりなされてきている。主に、細胞あるいは組織の成
長は、一つの段階あるいは状態から他の比較的高級的な
状態への転移として解釈されている。この成長は、広範
囲の種々のパターンを包括するものであり、これらの成
長パターンの全ては、細胞あるいは組織の進行相で対称
生の転移により特徴ずけられる。

多くの場合に、人間等の様により高度な組織構造のため
の生命の質を向上するため生体中の細胞ならびに組織の
成長の制御ならびに変更が望ましい。この目的のため、
科学上での努力がなされて、自然状態の程度の組織構造
が、衰弱生の傷害、病気あるいはその他の異常を無視し
て維持されあるいは回復させることができる手段が提供
されてきた。幾つかの先行技術の治療が成功を収めては
いるが、はとんどは、望ましからざるサイドエフェクト
、低度の結果および難しい移植などが原因して、その充
分な能力を得るに致らずしまいとなっている。

等業者により判断されうるように、組織および組織構造
の成長は、細胞成長、分化ならびに複雑な生化学により
仲介される相互作用の複雑な工程を含んでいる。遺伝子
レベルにおいて成長は、細胞学的式により規制され、細
胞レベルにおいて高度な組織構造の複雑な生化学環境で
の膜相互作用の役割が、成長過程で重要となる。さらに
、組織あるいは組織構造の再モデル化が、しばしば高度
な組織構造の自然な成長に於ける基本的な段階となる。

近年、成長過程の多規律的研究で、電気磁場が、細胞な
らびに組織挙動に重要な役割を果すものであることを示
す根拠が提示されいる。本出願人に譲渡され、しかして
本願明細書に引用する米国特許出願第９２３７６０号”
イオンの透過性を向上させる技術”において、時間的に
変化する磁界を用いて予め選定したイオンの膜交換運動
を磁気的に規制する方法および装置を開示している。変
動磁界が、予め選定したイオンのサイクロトロン共鳴エ
ネルギー吸収振動数に同調されている。この重要な発見
が、局所幾何学釣場とイオン転送機構に於ける振動数の
依存性との相互作用に発明をもたらした。

サイクロトロン共鳴同調の原理を使用しかつ拡張するこ
とにより、性組織の成長過程の制御および修正に於Ｖて
期待しえなかった顕著な前進を今や達成することができ
る。

過去において、生態系の成長メカニズムに影響する電子
治療装置の分野に於ける研究が、骨、ｎおよび軟骨など
の組織において観察されている歪関連生電気現象に集中
されている。最近の２０から３０年で、機械的な応力に
よりに応答して骨において電気的なポテンシャルが生じ
ることが分ってきた。これら電気的ポテンシャルが、Ｊ
、　Ｗｏｌｆによりほぼ一世紀も前に観察されている骨
構造於ける応力誘導構造変化の仲介をすることが明かと
なった。よって、主電気ポテンシャルが、良く分ってい
なくとも、電気的ポテンシャルならびに電流を用いて組
織成長を誘起せしめるための試みが数多くなされている
。この作業の多くは、伝統的な治療には応答性がない、
骨接合すなわち骨折の治療などを取扱うことである。

当業者が理解し得るように、骨の形成は、複雑な生物学
的過程である。これには、多数の特性細胞形式の相互作
用が含まれとともに、単細胞、骨芽細胞、破骨細胞、骨
細胞軟骨細胞、繊維細胞、コラーゲンと骨細胞が埋め込
まれた鉱物結晶との硬い細胞間マトリックスを形成する
非分化骨間充組繊細胞が包含されている。このマトリッ
クスは、コラーゲンと粘液多糖類を押出す骨芽細胞によ
り合成される。充分理解されていない過程により、結晶
核が、マトリックス中で無機塩により迅速な鉱物化を促
進する。骨の形成は、骨芽結晶の集合により定義される
骨化する場所から外方へ進行する。骨芽細胞が次に、再
モデル化の間に骨を再吸収し、これにより骨の組織構造
が、再構築されて、最大強度が得られる。

骨構造の一体性が妥協される幾つかの骨の不整合が知ら
れている。偶発性の外傷により生じる骨の破砕はまった
く共通している。骨の破砕の処置は、破砕端の結合の遅
れ、骨の非結合、擬間接などの異常結合などにより複雑
となり得る。さらにある骨の病気では、過剰の骨組織が
形成され（骨増殖体、骨硬化症）、これにより通常の機
能に支障をきたす。骨多孔症は、骨のカルシュラム不足
によるものであり、病気に掛りやすい初老の人々に主に
係わるものである。骨多孔症は、骨破損に対する可能性
をかなり増大し、現在人間に最も共通する骨の病気と考
えられている。骨軟骨症、バゼット病、骨髄症ならびに
骨関節炎などのその他の病気は、医学文献でかなり取扱
われいる。

かなりの数の装置や技術が、各人により骨の不整合性の
治療に使用されてきたが、その効果の程度は、まちまち
である。これらには、マツサージ、副え木、ギブスなら
びに骨の破損を直すための釘や板による内部固定などが
上げられる。異常な骨の成長は、”　”ｅｐｌｐｈｙｓ
ｌｏｄｅｓｊｓ”と称する方法で骨幹に管端を融合させ
ることによりうまく中断させることができる。管継も試
みられており、ある程度であるが成功している。その他
の物理的治療が成功しないような場合は、最終手段とし
て、損傷手足の切断がなされる。

最近になって、骨破損治療を目的とする骨成長の促進を
試みるために骨組織の電気的環境を変更するための方法
が第三者により開発されている。

以上の努力は、もともと治療を促進するために骨の非結
合部すなわち骨の異常結合部を介しであるいは通して電
気を流すようにする電極移植の利用に集中されていた。

電極を移植をする必要から関連する手術の危険性などを
含む数々の欠点が災いして、代りとなる非侵略性の技術
が追及されていた。容量的に生じた静電群がある程度の
好適結果を産み出してはいるが、かなり大きな電解が必
要であったためにほとんど不可能に近いものであった。

最後に、この代りに高強度の電磁界を用いて、骨に電圧
を誘起することもなされた。損傷を受けた骨を導体とし
て用いて、この骨に電流を流すようにすることができ、
これにより治療上の効果があると信じられている。異常
の先行技術の誘導的な装置は、Ｍａｎｎｌｎｇの米国特
許Ｎｏ　、３８９３４Ｇ２号の”生電気化学再生器なら
びに刺激装置および生体の細胞および／もしくは組織に
電気エネルギーを印加する方法”に開示された装置や、
Ｒｙａｂｙ　ｅｔ　ａｌの米国特許Ｎｏ、４１０５０１
７号”成長治療の改良ならびに１的環境の具体的選定的
変化による生組織および細胞の性質の維持”に記載の装
置が典型的なものとして挙げられる。この装置の開発者
等は、充分に明確な治療波形でもって生組織に高誘導電
流を生じさせるように大きな場を使用することに焦点を
あわせてきた。本願発明者は、異なる観点から、組織成
長を規制する問題に携わってきた。本発明の好適実施例
において、本発明は、変動磁界と生体液に存在する前も
って選定されたイオンとの相互作用を利用して、発育的
過程に影響を与えている。誘導電流のガルバニックな作
用以上に磁界の可能性のある役割は、Ｋｒａｕｓ　ｅｔ
　ａｌの米国特許第３８９０９５３号に簡単に説明され
てはいるが、出願人の知る限りでは、本発明で言及する
ごとくに骨の成長を制御するようにした開発者は、いな
かったと認められる。

［発明が解決しようとしている問題点コー側面において
、本発明は、生組織の成長を制御する装置を提供するも
のである。

この新規な装置は、生体組織へ侵入する制御された変動
磁界を発生する界磁コイルの等の様な磁界発生手段と、
生体組織中に存する磁界の強さを測定する関連の磁界感
知手段とを包含するものである。−態様において、磁界
発生手段および磁界センサーは、バッテリ等の電源と共
にハウジングに収められている。動作中、磁界発生手段
は、成長特性を制御しようとする主体たる生組織の一領
域に隣接して配置される。次いで、磁界発生手段が、指
向性の変動磁界を発生せしめる。印加された磁束密度は
、作用を受ける生組織を貫通する所定の軸に沿って指向
される。一実施例においては、軸に沿った印加磁束密度
が、所定の軸に平行な局所あるいは外界磁界の成分と重
ね合わされ、変動合成じかいを創生ずる。斯（得られた
、所定軸に平行でかつ作用を受ける生組織を貫通する合
成磁束密度は、磁界センサーにより測定される。磁界セ
ンサーは、所定軸に沿って目標とする組織を貫通する磁
束密度の平均値を決定する。一実施例において、変動磁
界の振動数は、所定値に設定され、磁束密度の正味の平
均は、印加磁束密度の大きさを調節することにより規制
され、目標組織の成長特性に影響する振動数対磁界の大
きさの所選定比を有する合成磁界を発生させる。好適実
施例においては、所定軸に平行にな合成磁界の磁束密度
を変更してしまい、かつ所望の比からの偏差を与えつる
、所定軸に沿った局所磁界の大きさの変動は、印加した
変動磁界の大きさを調節することにより、釣り合わされ
る。この調整は、好ましくは、磁界発生手段と磁界セン
サーの双方に連動するマイクロプロセス手段によりなさ
れる。振動数対磁界の大きさの好適な比は、下記式で決
定される。

ｆｃ／Ｂ＝Ｑ／（２πｍ） ここでｆｃは、合成磁界の振動数（ヘルツ）、Ｂは、軸
に平行な合成磁界の磁束密度のゼロでない平均値（テル
サ）、またＱ／ｍは、−キログラム当りのクーロンで有
り、５ｘ１０５から約１００ｘ　１０’の値を有する。

Ｂは、好ましくは、５Ｘ１０４テルサを越えない値とす
る。一実施例においては、ｑとｍの値は、予め選定され
たイオンの電荷と質量に応じて選定される。

他の実施例においては、振動数対磁界の大きさの比を変
更し得る外界磁界の変化が、印加した磁界の振動数を調
節することにより釣り合わされて好適比を維持するよう
になっている。本発明は、また振動数と磁界の大きさと
の双方の調節をも意図するものであり、所定の好適比を
これにより維持するものである。好ましくは、交流成分
のピークピーク振幅は、２．０ｘｌＯ−’から約６．０
ｘｔｏ−’テルサの範囲に有る。波形は、好適にはほぼ
正弦波のものであるが、その他の波形でもさしつかえな
い。

本発明は、正組織の成長特性を制御する方法を提供する
ものであるが、−側面において、変動する方向付けされ
た磁界を発生する段階と、主体たる正組織の領域を変動
磁界以内に位置付けて磁界が、組織を通る所定軸に平行
に目標組織を通過するようにする段階と、組織を通る所
定軸に平行な、所定軸に沿った局所磁界と印加した磁界
との総和である合成磁界の正味の平均値を測定する段階
と、印加した磁界の振動数および／もしくは大きさを調
節し、目標組織の成長特性に影響する所定の振動数対磁
界の大きさの比を有する軸に沿った合成磁界を生じさせ
る段階と、合成磁界の所定の振動数対磁界の大きさの比
を維持する段階と、組織の成長特性に影響するに充分な
時間だけ目標組織を合成磁界にさらす段階とを含むもの
である。振動数と磁界の大きさのその他の関係も使用し
得るものであり、ある具体的な場合には、望ましものと
なる。

本発明は、骨および軟骨の成長を向上するものであり、
複雑な骨折の治療ならびに損傷した軟骨表面の治療に特
に好ましものである。本発明の上記ならびにその他の特
徴効果は、図面を参照して説明する本発明の好適実施例
によりさらに明確にするものである。

［実施例コ 第１図を参照して、組織成長調整器２０が、主体たる脚
２２の定位置に設けて示しである。本発明の装置ならび
に方法は、家畜あるいは人間を主体とする組織の成長を
制御することに使用する上で好適なものとする。よって
、制御すべき目標組織は、主体の生組織の領域であり、
すなわち、生体目標組織となる。ここで用いたように、
用語゛生組織”は、その一般的な意味に制限されるもの
でなく、細胞呼吸などの新陳代謝の作用を行なうことが
できる組織や、成育成長特性を有し得る組織をも定義し
得るものとすべきである。”′成長特性”は、その一般
的な意味に制限されるものでなく、複製、成長、維持お
よび治療の仲介を司どる生組織に貢献するものをも定義
し得るものである。

本発明の好適実施例の説明においては、組織成長の促進
について協調して説明をしているものであるが、本発明
は、生組織の発達を遅らせあるいは抑制することにも使
用しうるちのであり、また以上組織成長の防止などのそ
の他の応用にも好適に使用されるものである。

破損した大腿骨２４が、その破損面すなわち端部２８，
２８を見せて示されている。本発明は、この部分に刺激
を与えるようにするものであり、これにより骨破損の回
復の速度を向上し得る。前述したように、端部２６，２
８が一体化する自然の成長過程では、結合の遅れ、異常
結合、骨の非結合等の原因となる既知あるいは未知の病
因が原因して、中断される場合がある。本発明は、特に
骨部結合の治療に使用することが好ましい。本実施例で
は、組織成長促進器２０は、二つの治療ヘッド３０．３
２を有し、これらヘッドが、第１図に図示の様に脚２２
上の端部２６．２８の領域に対向して配置されている。

さらに詳細に説明するように、治療ヘッド３１．３２は
、目標組織に隣接して配置することが重要であり、当該
組織が、治療ヘッドにより発生される磁束の範囲以内に
有るようにしなければならない。二つの治療ヘッドを、
第１図の図示の様に、対向して配置するようにすること
が好ましいことでは有るが、一つの治療ヘッドでも、ま
た二つ以上の複数の治療ヘッドもある場合には、適当に
使用し得るものである。

第２図を参照するに、保持用バンド３４．３６により組
織成長調整器２０が、脚２２の定位置に好適に固定され
ている。その他の固定手段も使用することができ、また
ここの場合に適したものが使用される。また第１図から
第３図では、可動式のもので示しているが、この代りに
定置式の組織成長調整器２０を提供することが望ましい
場合もある。適当な手段でバンド３４．３６を治療ヘッ
ド３０．３２に装着し、すなわち好ましくは、治療ヘッ
ド３２．３４間の距離を調節し、第１図に図示のほぼ対
向した向きに配置するようにする。

このため組織成長調整器２０が、種々のサイズの手足に
合せて使用し得るように充分に調節が可能なよう、バン
ド３２．３４を取り付けるようにすることが好ましい。

治療ヘッド３０．３２は、ぴったりと、しかして楽に定
位置に配置され、図示のごとき破損端部２６，２８の目
標組織に相対的な実質的運動が防止される。本願発明は
、従来のばんそうこうやギブスとともに使用し得ること
が判断し得るものであり、この場合には、組織成長調整
器２０は、ギブス構造に直接一体的に設けるか、ギブス
の延長部に装着するようにすることができる。第２図お
よび第３図を参照するに、各治療ヘッド３０．３２は、
プラスチックなどの非金属製ハウジング、３８．４０を
包含し、これに界磁コイル４２．４４が収められている
。さらに、少なくとも人のヘッドには、すなわち図示の
場合にハ、治療ヘッド３０のハウジング４０に収めであ
るように、ホール効果装置たる界磁感知装置４６を内蔵
することが好ましい。電源４８は、乾電池等としても良
い。二つ以上の独立の電源を設けるようにし、必要な回
路素子の数を最小化することが好ましい。ハウジング３
８は、スライドパネル等（図示せず）のバッテリ４８を
アクセスすることができる手段を設けてその装着を容易
にすることが好ましい。バッテリ４８は、ハウジング３
８の外側に設けるようにしても良く、またその他の外部
構成のものとしても良い。内蔵式の電源を有し、かつこ
れがため軽量でかつ可動性の組織成長調整器を提供する
ことが重要かつ有利ではあるが、可動性が要されない場
合には、交流電源などのその他の電源も交直流コンバー
タとともに使用することができる。

界磁コイル４４．４２は、本発明において印加磁界を発
生するために好適な手段である。各界磁コイル４４．４
２の半径ならびに巻線数は、本発明の構成により変化し
得るものである。当業者であれば、その他の電磁石なら
びに永久磁石なども本願発明において使用し得るもので
あり、これらの使用のいずれもが本発明の範囲にあるこ
とが判断されうる。界磁コイル４４．４２は、磁力線を
集中するための簡単な装置を提供し得るので、最も好ま
しいものである。さらに本発明は、その単一のハウジン
グ内に、多数の構成部品を含むものであり、よって構成
部品間の相互作用を防止するために遮蔽体を使用するこ
ともある。

最も好適な実施例では、治療の間に界磁コイル４４．４
２の幾何学的相対的位置は、界磁コイル４４．４２が、
ヘルムホルツコイルとして動作するように設定される。

当業者に容易に理解できるように、最適の形態において
は、界磁コイル４４゜４２は、各コイルの半径に等しい
距離で間隔をもって配置した、はぼ同一の磁界助成式、
平行同軸コイルである。この最適実施例においては、ヘ
ルムホルツ形態は、コイル間の所定の空間に印加磁界を
生じせしめる。第４図を参照して、この所定の空間６８
は、目標組織により占められており、所定の軸５０に平
行に延在する磁力線５２がこの空間を通って延在する。

これにより、磁力線５２は、目標組織を貫通する。この
目標組織、破損端部２６，２８としてここでは図示され
ている。

なは目標組織は、局所磁気的影響に作用されるものであ
る。ここで言う”局所磁気的影響”とは、地磁界あるい
は幾何学的磁界を含み、目標組織を通して流れる局所磁
束を創生ずる磁気的影響をｔ旨すものである。″磁束密
度”は、通常のごとく、磁束の方向に垂直な単位膜面積
あたりの磁力線の数で定義される。幾何学的磁界に加え
て、局所磁界に貢献する要因は、強磁性体材料等の局所
化された領域を包含し得るものである。本発明の一実施
例では、界磁コイル４２．４４は、所定軸に平行な局所
磁界と組合されて正確に制御された所定の磁束密度対振
動数比を有する合成磁界を与える印加変動磁界を創生す
るように用いられている。

図面の第３図を参照して、磁界検知装置あるいは磁力計
４６が、個々のリード線５４．５６．５８．６０と共に
ハウジング内４ｏ内に示されている。これらリード線に
より、磁界感知装置が、電源４８に、そして一実施例で
は、マイクロプロセス手段６２に電気的に接続されてい
る。当業者に取って自明のことであるが、界磁コイルの
４２゜４４のへルムホルッ形態は、動的容積内にすなわ
ちコイル間空間６８内にほぼ−様なあるいは等しい印加
磁界を与えるようになっている。よって、組織成長調整
器２０は、はぼ−様の磁界を所定空間６８の目標組織に
印加することが可能となる。

印加磁束の方向が、所定軸５０の方向を決定する。

すなわち、印加磁界の磁束は、所定軸と常に同じ方向と
なる。本発明の好適実施例においては、この印加磁束は
、所定空間６８の局所磁束に重ね合わせされる。局所磁
束コンポーネントの磁力線は、参照番号５３により図示
されてれいる。

磁力計４６は、成長調整器２０内に配置され、所定軸５
０に平行に所定の空間６８を貫通する総合すなをち合成
磁束を測定する。磁力計４６が、軸５０に沿う合成磁界
を測定するものであることは当然である。局所磁界成分
は、ゼロとならない限りは、印加磁束を増大あるいは減
少させる。この点は、本発明での重要構成である。比較
的低い印加磁束密度ならびに本願発明により提供させる
合成磁界と振動数との正確な所定関係は、局所磁界の影
響に拘らず治療の間維持しなければならない。この点は
、以下に詳細に説明する基本的には、二つの好適な方法
で達成し得る。よって、磁力計４６は、局所磁界の磁束
密度の大きさを決定するために設けられている。このこ
とから、本発明の一実施例においては、人間あるいは家
畜が主体の生組織の領域により所定の空間６８が占有さ
れている。所定空間６８しかるに目標組織を貫通する所
定軸５０は、組織成長調整器２０の目標組織に関しての
相対位置により定義される。所定軸５０は、界磁コイル
４２．４４により所定空間６８を通して発生された印加
磁束と同じ方向をとる。この過程で、磁力計４６は、目
標組織を貫通する所定軸５０に平行な総合磁束密度をを
測定する。この総合すなわち合成磁束密度は、印加成分
および局所成分の合計である。局所成分は、印加磁束と
時折同じ方向を取り得るが、その他は、印加磁束以外の
方向を取り得る。局所成分は、また時折ゼロとなる。軸
にそった局所成分のこの様な変化は、組織成長調整器２
０が、治療を受けている歩行可能の患者が足２２を動か
した時などの再配置されよ際に所定軸１）界磁向が変化
ｔ２４Ａに生じ発。

生された印加磁束は、多分患者が西を向く時、西南軸に
平行となる。所定軸の方向は、印加磁束の方向により定
義され、この位置で、所定軸５０は西南の方向となるの
である。よって、Ｔ２で、患者は、西に向いて界磁コイ
ル４２が９０°Ｃ回転する。印加磁束は、東西軸と平行
となる。従って、所定軸５０は、東西方向となる。はと
んどの場合、局所成分は、異なる方向に異なる。よって
、所定軸５０に沿って磁力計４６により測定された合成
磁束は、局所磁界に関しての組織成長調整器２０の位置
の変化に応答して変化する。磁束密度の正味平均値は、
従って規制され、合成磁束の変化を制御する。よって、
成長調整器２０は、好ましくは可動性のものとすれば、
非常に効果的である。

本発明の予期しえない卓越した結果は、所定軸５０に沿
う合成磁束密度を変動の新同数と所定の関係となるよう
に維持するようにして、所定軸５０に平行な磁束密度を
有する変動合成磁界を創生ずることにより達成される。

この実施例では、所定軸５０に平行な合成磁束密度は、
ゼロでない正味の値となる。第５図に図示の様に、本発
明の治療用の磁界は、変動磁界が重ね合わされる、基県
レベルＡを有する静磁界と見なされる。これは、振幅が
変化するが方向は一定である交流成分と、この交流電流
の変化の基準となる直流成分を含む。

基準レベルＡは、磁束密度Ｂのゼロでない平均値となる
。よって、所定軸５０に沿った合成磁束密度のゼロでな
い値、すなわちすなわち正味の平均値が用いられる。な
ぜなら合成磁束密度Ｂの値は、印加磁束密度の振動ある
いは変動により所定の割合で変化することとなる。よっ
て、平均値は、点Ｃで示すように、ゼロでない値として
使用される。

これは、軸に沿った合成磁束密度が、制御された割合で
振動するとしても、合成磁界は、印加磁界の強さにより
規定されて合成磁界を常に単極性となし、すなわち合成
磁界は、常に、所定軸に沿って同じ方向をとるようにな
る。

以上述べたように、合成磁界の磁束密度と変動の振動数
との正確な関係の方が、むしろ本発明において利用され
、治療効果を与えていることが理解できる。これら振動
数と合成磁束密度との比は、下記式によることが分って
いる。

ｆｃ／Ｂ　　＝　　ｑ／　（２ｆ　πｍ）ここでｆｃは
、合成磁界の振動数（ヘルツ）、Ｂは、所定軸５０に平
行な合成磁束の磁束密度の正味の平均値（テルサ）で有
り、９７ｍは、約５Ｘ１０５から約１００ｘｌＯ’　ク
ーロン／Ｋｇの値を有する。好ましくはＢは、５ｘｌｏ
−’テルサを越えないことが好ましい。骨の成長を促進
するために、例えば、振動数ならびに相当の合成磁束Ｂ
は、下記の値となることが好ましい。

ｆｃ　　（ヘルツ）　　　　　　　　Ｂ（テルサ）１６
．０　　　　　　　　　２．０９ｘｌＯ−５骨の成長遅
らせるために、振動数ならびに相当の合成磁界は、下記
の値を取ることが好ましい。

ｆｃ　　（ヘルツ）　　　　　Ｂ（テルサ）１６．０　
　　　　　　　４．０９ｘｌＯ−’本発明に於ける目標
組織の成長特性が影響する正確なメカニズムが、充分理
解されないものであっても、本発明の方法に関して後で
充分説明するように、合成磁界を予め選定したイオンの
共鳴吸収振動数に同調させることにより、顕著な効果が
得られる。

よって、当業者が容易に理解し得ることであるが、組織
成長調整器２０は、−側面において、所定軸に平行な振
動磁界を提供するための磁界発生手段をを含む。磁気成
長調整器２０は、また所定軸に平行な磁束密度を測定す
る磁界感知手段を含む。マイクロコントロール手段が、
組織成長調整器２０に提供され、これにより、所定軸に
平行な磁束密度と磁界振動の振動数との間の所定の関係
が与えらるとともに、これを組織成長調整器２０が、方
位を局所磁界に関して変化させた時に、維持するように
なっている。組織成長調整器２ｏは、所定容積６８に於
ける所定のパラメータの磁界を設定し、監視しかつ調節
するように配置されている。この所定の関係が、印加磁
束を調節し、局所磁界の成分の変化を補償するようにし
て、好適に維持され、あるいは振動数を調節して所望の
比を維持する。

使用に際して、生組織が、所定の空間６８内に位置され
、上述したように、変動磁界が目標組織の成長特性に正
しく作用するに充分な時間のデユティサイクル周期で生
組織に変動磁界を課する。

最も好適な実施例において、この作用は、成長特性を加
速し、組繊細胞を増殖し成長させ、一方他の実施例では
、この作用は、成長と増殖を遅らせるようにはする。治
療がうまくいくまでに要する時間の長さは、多様である
が、骨成長を促進する骨非結合の治療の１００日程度ま
でが、効果的な結果を得ることが予想される。これ以上
の長さも治療も好ましい場合もある。

本発明の他の実施例では、ｑとｍの値は、あらがじめ選
定されたイオン核種を基準として決定される。当業者に
周知のことであるが、生組織の生化学環境は、細胞間な
らびに仲介流体内に於ける種々のイオンの混成で構成さ
れる。これらのイオンには、カリウムイオン、マグネシ
ウムイオン、ナトリウムイオン、塩化イオン、燐酸イオ
ン、硫酸塩イオン、炭酸イオン、重炭酸塩イオン等があ
り、またアミノ酸、蛋白質、ヌクレオシドならびに酵素
の分解により形成された種々のイオンなども含む。当業
者によりｆ　ｃ　／　Ｂに対して解がれたサイクロトロ
ン共鳴関係式として知られている上述の式に、予め選定
したイオンの電荷および質ｎを用いることにより、本発
明による生組織の成長特性を規制するように山く振動数
対磁束密度比が決定できる。今日までの裏付により、予
め選定したイオンの電荷対質量比を用いて、イオンの特
定サイクロトロン共鳴振動数が決定できる。しがる後、
組織成長調整器２ｏを同調させて正規のサイクロトロン
共鳴振動数を有する合成磁束密度を維持させ、予め選定
されたイオンを含む、生組織が治療され、成長特性を変
化させることとなる。再び、この実施例において本発明
の効果的結果が、所望のパラメータを有する本発明の磁
界の磁界から、予め選定されたイオンが、エネルギーを
吸収した時に得られることが裏付けられている。エネル
ギーの増大が、目標組織を含む一つあるいはそれ以上の
形式の細胞膜を介しての予め選定したイオンの膜交換運
動が促進される。この方法により、予め選定したイオン
の膜交換運動を向上することにより、細胞成長ならびに
組織成長が本発明により増減できる。骨組織の成長を行
なうには、予め選定したイオンが、Ｃａ＋＋あるいはＭ
ｇ＋＋で構成されることが好ましい。骨の成長を遅らせ
るか禁止する場合には、予め選定したイオンをに゛で構
成することが好ましい。

本発明の好適実施例の上記説明から、またサイクロトロ
ン共鳴関係を与える式から判断し得るように、変動磁界
の振動数、所定軸に沿った磁束密度の強さあるいはこの
振動数と磁束密度の強さの双方のいずれもが調整可能で
あり、所望の特性ををする磁界を空間６８に与えること
ができる。しかしながら前述したように、一定振動数を
保持することが望ましく、なぜなら印加磁束密度の強さ
を調節して局所磁界の変化を補償して振動数対磁束密度
の比を一定の保持する必要があるからである。例えば、
もし振動数が１５Ｈｚで平均の磁束密度が１．９５ｘｌ
（Ｍ’テルサを維持して目標組織の成長特性に影響を与
える必要がある場合、合成磁束密度に望ましからざる変
移が生じるうる磁界の変化を、印加磁束密度を増減する
ことにより修正しなければならない。この修正は、マイ
クロコントローラを磁界発生手段および磁界感知手段と
の双方に関連づけて行なうことが最も好ましい。

あるいは前述したように、もし軸に沿った合成磁束密度
の変化が、局所磁界に関して組織成長調整器２０がの向
きが変化することにより生じたとすると、振動数をこれ
により変化させることができ、好ましい治療比が維持で
きる。再びＢの値が、所定軸に平行な平均合成磁束密度
であることに注意することが重要である。なぜなら、磁
束密度の大きさは、磁界が振動した時に変化するからで
ある。

理解されるように、外界成分の変化による磁界の変化の
検出は、局所磁界の変化に係わりなく、はぼ一定の振動
数対磁束密度比を与えるに充分な頻度のインターバルで
生じなければならない。

添付図の第２図を参照して、各界磁コイル４２゜４４は
、約３０００の導線巻あるいはループとし、各ループの
径は、３００ｃｍ程度までとする。従来の実務から、本
発明の好適実施例で所望する所定の磁束密度を得る上で
の最適性能特性を与えるように以上あるいはその他の設
計パラメータを抑制することが必要である場合に限って
、導線の巻数ｎ１コイルの径、コイル間間隔、導線の太
さが重要となる。前述したように、その他の磁界発生手
段が本発明を使用する上で適当であり、これらも本発明
の範囲以内に入るものと認められる。同様に判断し得る
ように、所定軸５０に沿った合成磁束密度を与える印加
磁界を正弦波信号により、あるいは全波整流信号を界磁
コイル４２．４４に印加することにより得ることができ
る。さらにまた、ある場合には、所定軸５０に平行でな
い局所磁界の成分を、治療ヘッド３０．３２に直角に配
置した付加コイルを用いて反対ではあるが等しい磁界を
発生させて、ゼロとなるまで減少させることが適当とな
るが、絶対的に必要であるとは認められない。付加的コ
イル等を使用して治療の間を通して局所磁界成分をゼロ
まで減少することが好適な場合もある。

第６図を参照するに、ブロック図が示されている。この
ブロック図は、組織成長調整器２０の回路の好適形態を
機能的に分けて説明するものである。本発明の原理を忠
実に追うものであれば、その他の種々の形態も取り得る
。マイクロコントローラすなわちマイクロプロセッサ−
１００は、前述したように外界成分が変化したとしても
、一定の所定レベルに合成磁界を維持するようになって
いる。この観点で、入力１０２が設けられ、これにより
、目標組織を貫通する所定軸に沿った所定の合成磁束密
度の設定点の値がマイクロプロセッサ−１００に入力さ
れる。図示の様に、合成磁界の強さは、この設定点の値
と比較され、設定点の値と所定軸に沿った合成磁束密度
の測定値との差に等しいエラーを発生させる。

磁界センサー１０４も設けられており、これにより、所
定軸に沿って目標組織を通る合成磁界の大きさを測定す
る。磁界センサー１０４が、当業者周知の様にアナログ
信号を発生するホール効果装置を有することが好ましい
。磁界センサー１０４は、合成磁界を常時モニターし、
信号をマイクロプロセッサ−１００に送る。理解し得る
ように、ホール効果磁界センサーの出力は、比較的小さ
く、よって磁界センサー増幅Ｖ６１０　Ｂを設けて、磁
界センサー１０４からの信号をそのもともとの値の３０
００倍まで増幅するようにしている。ホール効果装置が
、アナログ信号を発するので、アナログ−デジタル変換
器１０７が設けられ、これにより磁界センサー１０４か
らの増幅信号が、マイクロプロセッサ−１００で処理し
得るようにデジタル信号に変換される。アナログ−デジ
タル変換器をマイクロプロセッサ−チップ上に装架する
ことが好ましい。

理解されるように、磁界センサー信号の増幅は、望まし
からざる雑音レベルを提供し得る。また、磁界の強さが
突然変化すると、合成磁束密度の真の平均値を知ること
が困難となる。このことから、マイクロプロセッサ−１
００に入力されるアナログ−デジタル変換器１０６から
の信号は、ソフトウェアフィルターにかけられてショッ
ト雑音および磁界センサー１０４により検出された合成
磁界の急変動を除去する。フィルター１０８が、マイク
ロプロセッサ−１００に於けるソフトウェア−で構成さ
れるものが好ましいとしても、個別のフィルター１０８
も使用することができる。この実施例においては、ソフ
トウェア−フィルター１０８は、デジタルフィルターで
あり、好ましは、時定数が、約０．５秒の積分器である
ことが好ましい。言換えれば、印加磁界を増減すること
により補償される合成磁界の大きさの変化は、外界磁界
成分に関しての組織成長調整器２０の向きの変化により
主に原因する０、５秒かそれ以上の長期変化となる。こ
れにより、フィルター１０８の時定数は、瞬時的変動が
濾過し得るものでなければならない。

マイクロプロセッサ−１００は、合成磁束密度のゼロで
ない正味の平均値を計算するロジックを含む。このゼロ
でない値は、マイクロプロセッサ−１００内の比較器１
１０で所定の基準値あるいは入力１０２を介してマイク
ロプロセッサ−１００に入力されたオフセット値と比較
させれる。可変人力手段を設けて設定点値を変化させる
ようにすることも可能であるが、マイクロプロセッサ−
１００内の目的回路で好適に設定される。エラー表示が
続いてなされ、合成磁束密度の測定値と基準値の設定点
とのさが決定される。マイクロプロセッサ−１００は、
次ぎに合成磁束密度を設定点へ戻すべく磁界発生コイル
１１２を駆動するために必要な大きさの出力を決定する
。

ソフトウェア磁界変調器１１４が提供され、これにより
交流あるいは変動成分が、デジタル−アナログ変換器１
１６の入力となるデジタル出力信号に重ね合わされる。

前述の本発明の説明から理解し得るように、本発明の一
実施例に於けるマイクロプロセッサ−１００のソフトウ
ェア磁界変調器１１６は、一定の所定周波数にプリセッ
トされ、所望の周波数対磁束密度値の成長規制比を与え
るようにされる。別の実施例においては、本発明のフィ
ードバックシステムは、合成磁束密度の変化が測定され
る様にされ、よってマイクロプロセッサ−１００は、所
定の関係を維持する。この実施例においては、ソフトウ
ェア磁界変調器１１４は、必要な交流周波数を発生する
。デジタル−アナログ変換器１１６をマイクロプロセッ
サ−チップ上に配置することも好ましいことである。よ
って、ソフトウェア磁界変調器１１４は、ノード１１８
で交流成分を提供する。

デジタル−アナログ変換器１１６からの信号は、電圧−
電流増幅器１２０に送られ、後者の出力により所望の方
法で磁界発生コイル１１２を駆動する。よって、合成磁
界は、外界成分が変化するにも拘らず、はぼ一定に保持
される。

電源として種々の構成にもののが好適であるが、電源１
２２として、磁界センサー増幅器１０６、マイクロプロ
セッサ−１００ならびにバイアス回路１２４を介する磁
界センサー１０４に動力を供給するようにしたものが好
ましい。電流増幅器１２０に電圧供給するために別の電
源１２６を設けることが望ましい。

本発明の装置を、その構成方法を含めて充分詳細に説明
したが１本発明の作動ならびに使用および方法を以下で
説明する。方法の説明には、前述の装置の説明も包含す
るものである。この点に関し、本発明は、生組織の成長
特性を規制する方法を提供するものである。これは、目
標組織を貫通する方向づけられた変動磁界を発生するこ
とにより達成される。ある数の磁界発生手段によりこの
目的を達成することが好適である。しかしながら、前述
した組織成長調整器を使用することが好ましい。この様
に発生せしめられた磁界は、組織を貫通する所定軸に平
行な目標組織を通る精密に制御されたパラメータの磁束
密度を有するようになっている。当業者に周知の様に、
また明確に説明したように、目標組織に印加される局所
磁界が、所定軸に平行で、当該軸に沿った印加すなわち
発生磁界を助成あるいは対抗する成分を有する。時折、
局所成分はゼロとなる。本発明の方法においては、この
合成磁束密度、より具体的には、合成磁束密度の平均の
ゼロでない値が制御されて、軸に沿った磁束密度と、所
定値で振動する印加磁界振動数とに所定の関係を与える
。最も好ましいことは、局所磁界の変化を補償するべく
印加磁界の強さを調節することにより上記関係を達成す
ることである。よって、一実施例においては、本発明は
、組織に侵入し、かつ振動数と平均磁束密度との間に所
定の関係を有する磁界を創生することにより生組織の成
長を規制する方法が提供される。所定の関係すなわち振
動数対磁界の大きさの比は、下記の式で決定される。

ｆｃ　／Ｂ＝ｑ　（２πｍ） ここでＮ　ｆｃは、所定軸に沿った合成磁界の周波数（
ヘルツ）、Ｂは、該軸に平行な合成磁界の磁束密度のゼ
ロでない正味の平均値（テルサ）、１７ｍは、クーロン
／ｋｇであり、約５ｘｌＯ５から１００ｘｌＯ’の値を
有するものである。Ｂは、好ましくは、５ｘｌＯ−’テ
ルサを越えない値を育する。

所望のパラメータを有するこの変動磁界を創生ずるため
には、所定軸に平行な合成磁界を常時モニターする必要
がある。上述したように、これは、アナログ信号を発生
するホール効果装置等を使用することにより好適に達成
される。このアナログ信号は、マイクロプロセス手段に
より周期的にサンプルされ、これによりマイクロプロセ
ス手段は、前述したプログラムされた所定の比を保持す
るために必要振動数および／もしくは印加磁界の大きさ
を計算する。もちろん、それは、磁界センサーにより検
知される合成磁界であることは理解できる。磁界発生手
段は、それが適当である場合に、合成磁界の大きさを調
節するのに使用される。

−実例においては、この方法には、所定軸に沿った印加
磁束密度の平均値を制御して、振動数対合成磁束密度の
所定の比を維持する段階も含む。

別の実施例においては、変動の振動数が調節され、局所
磁界の変化による合成磁束密度の変化を検出する上記関
係比を保持する。さらに、これら二つの方法の組合せに
より、振動数と磁束密度の大きさの双方を調節し、本発
明の所定の関係を維持するようにしても良い。

以上により、本発明の方法は、変動磁界の振動数と磁界
の磁束密度との間の所定の関係を創生および維持する段
階を示す。具体的な好適実施例において、振動数対磁束
密度の比は、１６ヘルツの振動数と、２．０９　ｘ　Ｌ
　Ｏ−’テルサの平均磁束密度の値により決定している
。この振動数と磁束密度の組合せは、骨の成長を促進す
るのに特に有効である。

１６ヘルツで１．２７ｘｌＯ−５テルサの振動数ならび
に磁束密度が値が、骨の成長を遅らせる上で有効である
。

本発明の方法の好適実施例において、振動数対磁束密度
の比は、目標組織に関連する媒介あるいは細胞間流体内
に存在する予め選定したイオンを選定し、変動合成磁束
密度をこれらイオンに対する特定サイクロトロン共鳴周
波数に同調することにより、決定される。

成長を促進する好適イオンは、Ｃａ＋″およびＭｇ＋＋
である。骨の成長を禁止するに好適なイオンは、Ｋ＋で
ある。これらのイオンに加えて、本発明において、有効
であるその他のイオンは、下記表に引用するにとどめる
。

水素　　Ｈ＋ リチウム、Ｌｉ＋ ナトリウム、Ｎａ＋ 塩素、ｃｉ− 重炭酸ソーダＨＣＯ３ これにより、本発明の装置に加えて、本発明は、所定振
動数で、所定容積を貫通する軸に沿った所定磁束密度の
変動磁界を創生ずる段階と、変動磁界に晒される所定空
間以内に目標組織を配置する段階とを包含する生組織の
成長特性を制御する方法も提供するものである。変動磁
界の所定パラメータは、組織を貫通する所定軸に平行な
合成磁束密度の正味の平均値を測定することにより決定
される。この場合、合成磁界は、所定軸に沿った局所磁
界と印加磁界の総和となる。振動数および／もしくは印
加磁束密度の大きさは、次いで調整され、所定の振動数
対磁束密度比を有する軸に沿った合成磁界を発生する。

この所定比は、目標組織の成長特性に作用する。組織は
、デユティサイクルで、組織の成長特性に確実に作用す
るに充分な周期で変動磁界に晒される。

以下に説明する例は、本発明をさらに詳細に記述するも
のであるが、本発明の範囲を限定するものではない。

例Ａ： 殺菌したＳＳスクリーンと殺菌した三角形のレンズ紙の
ラフトを各ウェルに配置することにより１２枚のウェル
板を準備する。抗生物質を添加した０、５１のＢＧｊｂ
媒体を準備し、これを各ウェルにラフトが浮くように導
入した。ベトリ皿に殺菌した未漂白モスリンあるいはガ
ーゼスポンジの片を配置して準備した。ガーゼスポンジ
は、Ｈａｎｋ’ｓ　Ｂａ１ａｎｃｅｄ溶液（ＨＢＳＳ）
媒体を準備しておいて、これにより湿潤した。８日間ふ
がしたにわとりの卵を灯りですかして、これから２６の
未成熟の卵を選び出した。若鳥の大腿骨を、ガーゼスポ
ンジに移植し、次いで洗浄のためモスリンに移した。左
右の大腿骨を処理手順中を通して区別するようにした。

各大腿骨の長さを次いで、はぼ０．１ｍｍの程度で計り
、この測定値を記録した。

制御用板のセットならびに実験板のセットを次ぎに指定
した。左の大腿骨を制御板のウェルに配置し、右の大腿
骨は、実験板のウェルに配置した。

二つの大腿骨は、各ウェルに配置し、各ウェルに番号づ
けを行なった。処理中を通して、−日おきに媒体を補充
した。試験の間を通して、制御および試験用の大腿骨を
試験装置の外界磁界に晒した。

さらに、方向づけされた、印加変動磁界を、一対のへル
ムホルッコイルにより発生し、以下の方法で実験用大腿
骨をこれに晒した。大腿骨を貫通する所定軸に沿って合
成磁束密度が、磁力計により測定された。−セットの実
験板を合成磁束、すなわち、外界磁界と所定軸に沿った
印加磁界の合成磁界に晒した。この合成磁界は、１６）
１ｚで３．０ｘｌＯ−５テルサのビークピーク振幅で変
動した。

この実験板のセット用として、軸に平行な合成磁界の平
均磁束密度が、２．０９ｘ１０−’テルサに維持された
。これは、本発明のサイクロトロン共鳴関係を用いたＣ
ａ″＋の振動数対大きさの比に相当する。実験板の第２
のセットを、同様にして振動数が１６Ｈｚ１Ｌ、かして
、軸に沿った平均磁束密度が、４．０９　ｘ　１０−’
テルサに維持した合成磁界に晒した。これは、サイクロ
トロン共鳴関係を利用したに＋の振動数対大きさ比に相
当する。実験板の第３セツトを、同様にして振動数が１
６Ｈｚで平均磁束密度が１．２７ｘｌＯ−５テルサであ
る変動合成磁界に晒した。これは、サイクロトロン共鳴
関係を利用したＭｇ”＋の振動数対大きさの比に相当す
る。変動磁界のパラメータは、治療の継続期間の７日間
これらの所定比に維持された。再び、制御板が、外界磁
界にのみ晒された。治療後、鳥の大腿骨は、１０％ＮＢ
Ｆの０．７ｍｌに固定された。各大腿骨の長さと中間軸
部の直径が測定記録された。長さ対中間軸直径比が、各
大腿骨に対して決定された。

第１ＩＩ表において、治療前（ＴｏＬ）と治療後（Ｔ、
Ｌ）の平均長さと標準偏差が、Ｃａ″“の制御および実
験用大腿骨に関して示されている。

長さ／直径比の値の平均値ならびに標準偏差も示されて
いる。

第１ＩＩ表 制御　　　　　　　実験 ＴｏＬ　　　Ｔ、Ｌ　　　　Ｔ、Ｌ／Ｄ　　　　ＴＯＬ
　　　Ｔ、Ｌ　　　Ｔ、Ｌ／Ｄｘ　　４．７　　８．１
５　　９．５３　　　　４．７　　９．４　　７．８Ｓ
Ｄ　　Ｏ，３０，５１，３０，３０，７５１，０以上の
結果から、本発明に応じて処理されたこれら鳥の大腿骨
が、制御用大腿骨より１５％長くなり、４１％厚くなり
、２２％以上太った（長さ／半径）ことが理解できる。

第１Ｖ表において、Ｋ＋実験の制御用と実験用大腿骨に
ついての治療前後の平均長さと標準偏差とを示す。長さ
／直径比の平均値と標準偏差も同様に示す。

第１Ｖ表 制御　　　　　　　実験 ＴｏＬ　　Ｔ、Ｌ　　　Ｔ、Ｌ／Ｄ　　　ＴｏＬ　　Ｔ
、Ｌ　　Ｔ、Ｌ／Ｄｘ４．７　８．１　　９．９　　　
４．７　７．Ｇ　　１０．３ＳＤ０．２　０．５　　０
．２　　　０．２　０．４　　０．Ｉｌｉ以上の結果か
ら、本発明に応じて処理されこれら鳥の大腿骨が、制御
用大腿骨より７％長くなり、９％厚くなり、４％以上細
くなった（長さ／半径）ことが理解できる。

第Ｖ表において、Ｍｇ＋＋実験の制御用と実験用大腿骨
についての治療前後の平均長さと標桑偏差とを示す。長
さ／直径比の平均値と標準偏差も同様に示す。

第１Ｖ表 制御　　　　　　　実験 ＴｏＬ　　Ｔ、Ｌ　　　Ｔ、Ｌ／Ｄ　　　ＴｏＬ　　Ｔ
、Ｌ　　Ｔ、Ｌ／Ｄｘ４．７　１．６９．９　　　４．
７　８．４　　８．０３Ｄ０．３　０．５　　０．７　
　　０．３　　Ｑ、８　　０．８以上の結果から、本発
明に応じて処理されたこれら鳥の大腿骨が、制御用大腿
骨より１０．５％長くなり、３７．５％厚くなり、１９
．２％以上太くなった（長さ／半径）ことが理解できる
。

例Ｂ： １２匹の骨格的に成長した白兎のバッチを、ランダムに
３匹つづのグループに分けた。各兎は、麻酔を掛け、各
脚（膝ならびに足首）の側面をそり、手術の準備をした
。膝から足首に掛けて脚の側面に沿って２．０ｃｍの傷
を付けた。前方／側方区画線に沿って、ふ分けすること
により、腓骨を露出させた。各腓骨の骨膜に傷が付けら
れ、脛骨と腓骨の結合部から５１下から末梢端距離１．
５０１１に渡り、を部と腹部に沿って骨膜に傷が付けら
れた。右腓骨の骨膜は、もとに戻され、傷は層状に閉じ
られた。右腓骨は、偽装手術制御の役割をもたせた。左
腓骨は、同様に処置した。ただし、骨の１ＣＩ１１の部
分が、切除され、骨膜を、ギャップを横切って保持した
。傷は、同様に層状に閉じられた。左脚は、このように
して手術試験試料として用いた。手術後、家畜に鎮痛剤
を与え、籠に戻した。

第１のグループの家畜は、ケージに戻され、それ以上何
も治療しなかった。第１グループは、制御用とした。第
２のグループの家畜は、同じ割合でヘルムホルツコイル
の対の間に設けたケージに置いた。一対のコイルの軸に
相当し、かつ腓骨を含む家畜の体を貫通する所定軸に沿
った合成磁束密度を、磁力計で測定した。コイルは、各
家畜の体全体に方向づけられた変動磁界を印加すべく使
用された。よって、このグループの各家畜は、合成磁束
、すなわち外界磁界とコイル軸に沿った印加磁界の合成
磁界に晒された。この合成磁界は、３５．６Ｈｚでピー
クピーク振幅が、交流成分の３゜０×１０〜５テルサで
、籠の軸に平行な静磁束密度が４．６５ｘｌＯ−’テル
サで変動した。これらの条件は、本発明のサイクロトロ
ン共鳴関係を利用したＣａ＋＋イオンの振動数対振幅比
に相当する。

上述の磁束は、−日２４時間で４週間印加された。

第３のグループの家畜は、等しい静および交番磁束で処
置した。ただし、デユティサイクルは、−日３時間に低
減した。

第４のグループの家畜は、同様な組合せの磁束で一日２
４時間処置した。ただし、振動数は、６０．５Ｈｚに調
節した。この磁束は、軸に平行な４゜７５ｘｌＯ−’テ
ルサの静磁束密度を与えるならば、本発明のサイクロト
ロン共鳴関係を利用するＭｇ＋１の振動数対大きさ比に
相当する。全磁界のパラメータは、４週間の試験の継続
期間を通して維持した。

実験の終了後に、家畜は犠牲にされ、膝と足首の間接の
部分で外して脚が取り出された。脚に前額面（Ａ−Ｐ軸
）内でＸ線が印加された。このＸ線により切骨による欠
陥部を埋める癒合組織幅をギャップの最挟点で測定した
。腓骨すなわち膝の近くの種子骨の直径をこのＸ線で同
様に測定した。

次いで、筋肉組織が脛骨および腓骨から剥がされ、骨を
固定装置に挟持した。力変換器に取り付けた針を腓骨に
あて、腓骨を脛骨の取り付けている場所から２Ｃ１１の
距離で、すなわち切骨ギャップの末梢端に１．５ｃｍ近
い位置で、腓骨を前方ならびに後方に通常の末梢端軸か
ら１ｍｍ程度曲げた。手術側の剛性（力／変位＋ｕ＋）
が、脚の偽装手術側の剛性ならびに制御用脚の手術側の
剛性と比較した。

第ＶＩ表において、全グループに対する癒合組織の平均
幅とその標準偏差ならびに実験および制御用との統計的
比較とを示す。第ＶＩ表から第ＶＩＩＩ表において、ｔ
は、スチューデントのｔ値である。

第ＶＩ表 癒合組織幅 幅　　　　　　　変動 ４、ＩＧｍｍ　　　　　ＳＤ　Ｏ，６１３，７２’；Ｄ
　Ｏ，５５ ４，２４ＳＤ　Ｑ、７８ ２．５７　　　　　　ＳＤ　０．３６ ｔ　　：　　３．５５．　　ｐ（，０５ｔ　　：　　５
．０５．　　ｐ＜、０５ｔ　：　３．０７．　ｐ）、０
５ 腓骨の直径がグループ同 志比較された結果を示し、第７１表と同様に表示しであ
る。

グループ Ｃａ＋＋　２４Ｈｏｕｒ Ｃａ＋＋　　３Ｈｏｕｒ Ｍｇ＋＋　２４Ｈｏｕｒ 制御 Ｃａ／２４　ｖｓ制御− Ｃａ１０３　ｖｓ制御− Ｍｇ／２４　ｖｓ制御− 第ＶＩＩ表において、 第ＶＩＩ表 グループ　　　　直径　　　　　変動 ＱＢ＋＋　２４■ｏｕｒ　　　　３．１８ｍｍ　　　　
　ＳＤ　Ｏ，１２Ｃａ＋＋　　３Ｈｏｕｒ　　　　３．
１７　　　　　　ＳＤ　０．３４Ｍｇ＋＋　２４Ｈｏｕ
ｒ　　　　３．７Ｇ　　　　　　ＳＤ　Ｏ，２５制御　
　　　　　　２．２２　　　　　　ＳＤ　Ｏ，３８Ｃａ
／２４　ｖｓ制御−ｔ　：　３．４１．　ｐ＜、０５Ｃ
ａ１０３　ｖｓ制御−ｔ　＝　２．［ｉ３．　ｐ（，０
８Ｍｇ／２４　ｖｓ制御−ｔ　＝　５．３５．　ｐ＞、
θ５第ＶＩＩ表において、実験用ならびに制御用の手術
側と反対側の偽装手術側との相対的剛性が比較され示さ
れいる。制御と実験の値同志の比較も同様に示されてい
る。

第ＶＩＩＩ表 相対剛性 グループ　　　　比 Ｃａ＋＋　２４Ｈｏｕｒ　　　　Ｏ，Ｇ３１Ｃａ＋＋　
　３Ｈｏｕｒ　　　　０．２３３変動 ＳＤ　０．３８４ ＳＤ　Ｏ，ＯＱ４ Ｍｇ＋＋　　２４Ｈｏｕｒ　　　　　　　Ｏ，５９４Ｓ
Ｄ　　Ｏ，５７１制御　　　　　　　０．１９４　　　
　　ＳＤ　Ｏ，１７００ａ／２４　ｖｓ制御＝　４３２
０％ Ｃａ１０３　ｖｓ制御＝　＋１２０％ Ｍｇ／２４　ｖｓ制御＝　＋２５５％ 以上のデータから、本発明の方法により刺激を与えなか
った家畜と比較するに、本発明の方法を適用した家畜が
全て骨の成長ならびに再生が促進されていることが明ら
かである。欠陥の癒合組織の量は、増加し、治療の剛性
が高まり、よって重量受承能力が増大する。骨の成長は
、手術治療を何も受けなかった腓骨の直径から明らかな
ように、全般的に向上している。

以上本願の具体的な実施例につき図示し説明してきたが
、本発明は、当然ながらこれら実施例に言及されるもの
のでなく、本発明の開示を参考にして、当業者により種
々の修正が可能である。特許請求の範囲の記載の範囲で
この様な修正も本発明の概念および範囲内にはいるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、破損大腿骨に本発明を適用した場合の前立面
図である。 第２図は、仮想線で示した開示コイルと磁界感知手段と
を有する二つの治療ヘッドを装備した本発明の前立面図
である。 第３図は、磁界感知手段を図示すべく、ハウジングを破
断して示した本発明の治療ヘッドの一つの前立面図であ
る。 第４図は、時間に対しての強さの変化を示す本発明の合
成磁束を示す図である。 第５図は、変動する合成磁束密度のゼロでない平均値を
示す図である。 ２０・・・・組織成調整器、２２・・・・脚、２４・Ｏ
・・大腿骨、２８，２８・Ｏ・・骨破損端部、３０，３
２・・・−治療ヘッド、３８，４０・・・・ハウジング
、４２，４４・・串・界磁コイル、４６Φ・φ・磁界感
知装置、４８・・−・電源、５０ＩＩ・・・所定軸、５
２φ拳・・磁力線、６８・・Ｏ・所定空間 第２図 第３図

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. （１）生体中の組織成長を制御する装置にかおいて、 所定の軸に平行で、生体中の前記組織を含む所定の空間
   を通して突出する磁束を発生する手段と、前記所定空間
   中の前記所定軸に平行な磁束密度を測定する手段と、 前記磁束発生手段と連動して前記印加磁束を変動する手
   段と、 前記磁束の変動率と前記磁束密度との間の関係が前記組
   織成長を規制し、かつ前記磁束密度が、ゼロでない正味
   平均値である場合には、前記所定の関係を創成しかつ保
   持する手段と、 を有する生体中の組織を成長させる装置。
2. （２）特許請求の範囲の第１項に記載の生体中の組織を
   制御するための装置において、前記印加磁束を発生させ
   る手段が、少なくとも一つの界磁コイルを含んでいる装
   置。
3. （３）特許請求の範囲の第１項に記載の生体中の組織を
   制御するための装置において、前記印加磁束を発生させ
   る手段が、ヘルムホルツ形態で配列された二つの界磁コ
   イルを含んでいる装置。
4. （４）特許請求の範囲の第１項に記載の生体中の組織を
   制御するための装置において、前記所定の空間の前記所
   定軸に平行な磁束密度を測定する手段が、磁力計を含ん
   でいる装置。
5. （５）特許請求の範囲の第１項に記載の生体中の組織を
   制御するための装置において、前記関係を創製しかつ保
   持する手段が、マイクロプロセス装置を含んでいる装置
   。
6. （６）特許請求の範囲の第３項に記載の生体中の組織を
   制御するための装置において、前記界磁コイルの一つを
   包囲する非磁性材料の第１ハウジングと、前記界磁コイ
   ルの他方を包囲する非磁性材料の第２ハウジングとをさ
   らに含む装置。
7. （７）特許請求の範囲の第６項に記載の生体中の組織を
   制御するための装置において、前記組織に相対的な位置
   で前記組織制御装置を固定する手段をさらに含む装置。
8. （８）特許請求の範囲の第７項に記載の生体中の組織を
   制御するための装置において、前記固定手段は、前記第
   １と第２のハウジングに取り付けた二つの調整可能のス
   トラップを含んでいる装置。
9. （９）特許請求の範囲の第１項に記載の生体中の組織を
   制御するための装置において、前記印加磁束を変動させ
   る手段は、発振器を含んでいる装置。
10. （１０）特許請求の範囲の第１項に記載の生体中の組織
    を制御するための装置において、前記関係は、前記組織
    の成長をシュミレートするようになっている装置。
11. （１１）特許請求の範囲の第１項に記載の生体中の組織
    を制御するための装置において、前記関係は、前記組織
    成長を禁止するようになっている装置。
12. （１２）生体中の組織を規制するための装置において、 主体の生組織の一部により占められる所定空間内におい
    て、当該所定空間を通して突出する所定軸に平行に印加
    磁束を発生させる一対の界磁コイルと、 前記空間の前記所定軸に平行な磁束密度を測定する磁界
    感知装置と、 前記界磁コイルと前記磁界感知装置とに連通する前記印
    加磁束を振動させる手段を含み、前記生組織の成長を規
    制する変動磁界を提供するため前記磁束の振動数と、前
    記磁束密度の強さとの間に所定の関係を創製し維持する
    ためのマイクロプロセス手段と、 を有する生組織の成長を規制する装置。
13. （１３）特許請求の範囲の第１２項に記載の生体中の組
    織を規制する装置において、前記界磁コイルは、前記所
    定の空間に関してヘルムホルツ形態で配置されている装
    置。
14. （１４）特許請求の範囲の第１２項に記載の生体中の組
    織を規制する装置において、前記界磁感知装置は、ホー
    ル効果装置となっている装置。
15. （１５）特許請求の範囲の第１２項に記載の生体中の組
    織を規制する装置において、前記界磁コイルの一つを包
    囲する非磁性材料の第１ハウジングと、前記界磁コイル
    の他方を包囲する非磁性材料の第２ハウジングとをさら
    に含む装置。
16. （１６）特許請求の範囲の第１２項に記載の生体中の組
    織を規制する装置において、前記第１と第２のハウジン
    グにに取り付けられ、前記所定の空間に相対的に前記組
    織の成長を規制する装置を定位置に固定するための手段
    を含んでいる装置。
17. （１７）特許請求の範囲の第１２項に記載の生体中の組
    織を規制する装置において、前記所定の関係は、前記組
    織の成長をシュミレートするようになっている装置。
18. （１８）特許請求の範囲の第１２項に記載の生体中の組
    織を規制する装置において、前記所定の関係は、前記組
    織成長を禁止するようになっている装置。
19. （１９）生体中の組織の成長特性を規制する方法におい
    て、 生主体の組織の一領域が所定の空間を占めるようにして
    、磁界発生手段を該生主体に隣接して位置付けする段階
    と、 前記組織領域を貫通し、前記空間を通して突出する所定
    軸に平行な磁束を前記磁界発生手段で発生させる段階と
    、 前記磁束を変動させ、前記磁束の密度を制御し、前記変
    動の振動数と前記磁束密度の大きさとの間に前記組織の
    成長を規制する所定の関係を創製し維持する段階と、 を有する生体中の組織の成長特性を規制する方法。
20. （２０）特許請求の範囲の第１９項に記載の生体中の組
    織の成長特性を規制する方法において、前記磁束は、前
    記組織領域に存在する該磁界と組合されて複合磁束密度
    を創製するようになっている方法。
21. （２１）特許請求の範囲の第１９項に記載の生体中の組
    織の成長特性を規制する方法において、前記磁束密度の
    大きさに対する前記振動数との所定の関係は、下記式、 ｆｃ／Ｂ＝ｑ／（２πｍ） により決定され、ここでｆｃは、前記振動数Ｈｚ（ヘル
    ツ）であり、Ｂは、前記所定軸に平行な前記磁束密度（
    テスラ）の平均値で有り、ｑ／ｍは、５ｘ１０＾５から
    約１００ｘ１０＾６毎キログラムクーロンの値を有し、
    またＢは、好適には、約５ｘ１０＾−＾４テルサを越え
    ない値となっている方法。
22. （２２）特許請求の範囲の第２２項に記載の生体中の組
    織の成長特性を規制する方法において、前記ｑおよびｍ
    は、予め選定したイオン性種の電荷および質量とそれぞ
    れ等しくなっている方法。
23. （２３）特許請求の範囲の第２２項に記載の生体中の組
    織の成長特性を規制する方法において、前記組織は、骨
    組織であり、前記予め選定したイオン性の種は、Ｃａ＾
    ＋＾＋であり、前記組織の成長の前記規制は、組織成長
    速度を増加となっている方法。
24. （２４）特許請求の範囲の第２２項に記載の生体中の組
    織の成長特性を規制する方法において、前記組織は、骨
    組織であり、前記予め選定されたイオン性の種は、Ｋ＾
    ＋であり、前記組織の成長の前記規制は、組織成長速度
    の減少となっている方法。
25. （２５）特許請求の範囲の第２３項に記載の生体中の組
    織の成長特性を規制する方法において、前記組織は、骨
    組織であり、前記予め選定されたイオン性の種は、Ｍｇ
    ＾＋＾＋であり、前記組織の成長の前記規制は、組織成
    長速度の増加となっている方法。