JPH02501122A - プレストレス（ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ）を加えた外科用網状物 - 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】 プレストレス（ｐｒｅｓｔｒｅｓｓ）を加え几外科用網状物本発明は骨中の移植 組織を支持又は固定するにめの、又は補形物の部品を固定するのに使用される骨 接合剤を補強するための外科用支持体若しくは網状物に関する。

普通、関節代替部品は骨中に低温重合性ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ） により、又は骨接合剤を使用しないで骨中に直接関節代替部品を組み込むことに より固定される。最近、移植組織部品を予備引張（ｐｒｅｔｅｎｓ　１ｏｎ）　 Ｌ、た構造物により、より生理学的に固定することが試みられた（Ａ、Ｈ，ハグ ラー（Ａ、Ｈ，Ｈｕｇｇｌｅｒ）：臨床応用第７ケ年目に於ける押圧円板義肢、 Ｋ、ドラエナート（Ｋ　、　Ｄ　ｒａｅｎｅｒｔ）及びＡ、リュッ）　（Ａ、Ｒ １１ｔｔＸ出版者）：運動器具の史的形態学３、技術と化学、ミュンヘン、１９ ８７）。

人工関節代替部品を固定しようという試みは、力が骨に一様に伝達されないため に度々失敗している。その結果接合剤を含まない高モジュラスの弾力性を有する 部品の場合、主荷重のかかる部分に応力集中（張力ピーク）が存在しそのために その骨は圧縮されるが、一方残りの骨の部分はもはや使用されないので萎縮する 。接合部品の場合は、骨接合剤は非常に重い荷重に対して永続的に耐えることが 出来ず、それ故破壊されて遂には関節代替部品を失う。

生じる全ての力の中で、多能性間葉、即ち骨芽細胞として知られる骨形成細胞を 最終的に作る間葉の分化と生育に最も有害な影響を与えるのは剪断力である。

建築学及び静力学の分野で知られている構造物があり、これらの有害な剪断力に 打ち勝つためにその構造物に於てはプレストレスを利用するという試みがなされ てき１こ。即ち引張強さを引き出すプレストレスを加えた金属網状物でコンクリ ート構造物を補強することにより（プレストレスを加えたコンクリート）、剪断 力に打ち勝とうとするものである。又、例えば荷重のかかる軽飛行機構造物のよ うなプレテンション（ｐｒｅｔｅｎｓｉｏｎ）を与えた自由な支持体を用いて引 張力を圧力若しくは圧縮力に変換することも可能である（フライーオッ）−（Ｆ ｒｅｉ−Ｏｔｔｏ）：天然構造物、自由出版事業所、ストウットガルト、１９８ ２）。外科用運獣システムに於いても又、これらの原理を導入しようという幾つ かの試みがなされてきた。しかしそれらは骨接合に制限されてきた。即ち破損治 療におけるねじの使用に制限されてきた（ミューラ−（Ｍ′ｕｌｌｅｒ）、アル ゲパー（Ａ　Ｉ　Ｉｇ６’ｔｍｅｒ）及びヴイレネッガー（Ｗ　ｉ　Ｉ　ｌｅｎ ｅｇｇｅｒ）、整骨合成の手引書、スプリンガー（Ｓ　ｐｒｉｎｇｅｒ）出版社 、ハイデルブルグ、ベルリン、ニューヨーク、骨接合剤を補強する金属若しくは 炭素で作られた構造物は補形術の分野に於いて既に使用され、例えば米国特許第 ４０６４５６７号で開示されているような補形物のシャフトのまわりの網状物が ある。

これらの網状物は閉じた矢筒状（ｃｌｏｓｅｄ　ｑｕｉｖｅｒ）でなく、柔軟で ない、それらの構造物のために、それらは補形物の置床（ｂｏｎｙ　ｂｅｄ）に 接触することが出来ず、この結果それの全体の構造物は、それ自体で補形物部品 を構成する。

ＤＥ−Ａ−２９１７４４６では多層のストッキング状補強物が外科用網状物の形 で記載されており、これは部分的に吸収性であり予定されたメツシュサイズとフ ィラメントの厚みを有する。これらの網状物は補形物の接合剤央部を補強するの に卓越しているが、補形物部品と骨との間に界面に於いて発生する望ましくない 剪断力を小さくすることが出来ない。更に、ＤＥ−Ａ−２９１７４４６で記述さ れた純粋なワイヤー補強物の骨接合剤に於けるＰＭＭＡに対する低親和力のため に、それらは接合剤マトリックスと理想的な接触を達成することが出来ず、今度 は予定された破断点を表わす充填効果を導き得る。それ故大きな歪がかかったと きは、この補強物ははずれてマトリックスを壊し始める得る。ＤＥ−Ａ−２９］ 　７４４６に従った吸収性物質は骨を適当な位置に保つが、補形物部品から骨へ の長期間の荷重伝達が可能ではない。

又、長期間の研究により従来の骨接合剤は身体中の圧力に対し素晴らしく耐え得 ること力咄来、２０年以上も耐え得るが、それは引張応力及び曲げ応力に対し十 分に耐えること力咄来す短期間のうちに歪により壊れてしまう可能性があること が判った。

本発明の根底を成す目的はこういう訳で体内補形物（ｅｎｄｏｐｒｏｓｔｈｅｓ ｅｓ）の固定方法及び／又は体内補形物を固定するに使われる骨接合剤の補強方 法を提供することである。これらの方法により置床及び骨接合剤に働く引張及び 曲げ応力を圧縮力に変換出来る。

本目的は本発明により達成される。本発明に従い、圧縮力のみが発生するような 方法により骨接合剤は補強され又は移植組織は置床に取り付けられる。本発明の 外科用支持体若しくは網状物の移植により損傷の原因となる剪断力を除去し、こ の結果移植寿命（ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ　１ｉｆｅ）はかなり延びる。

それ枚重発明の主題は補形物部品に働く力を一様に置床に伝達するような方法で 骨中に張って締めつけられた外科用支持体又は網状物である。

本発明の支持体若しくは網状物の矢筒状としてデザインされ且つこの網状物に編 まれる少なくとも１つの糸より成る。糸それ自体は好ましくはかなり柔軟である ：しかしあらゆる場合に於いても、その糸でできた矢筒形網状物は、骨に引張が かかったときに歪のかかっていない時に比べその全長が好ましくは少なくとも５ ％、より好ましくは１０〜２０％はど延び得るように、縦方向に対して柔軟であ らねばならない。支持体若しくは網状物の矢筒はその他端が開いていても又閉じ ていても良い。

矢筒形網状物は単一層から成っても良い。しかし例えばＤＥ−Ａ−２９１７４４ ６に記述されているように円筒に１回以上そのストッキングを折り返して得られ る多層態様はより大きな安定性と強度を示す。特に、その網状物ｔ３様は生体力 学的要求に適合出来る。以下の記述は、主に腰関節補形物に基づくが、本発明の 支持体若しくは網状物は全ての関節代替部品、例えばひざ、足首若しくはひじの 関節代替部品に使用できる。

本発明の支持体若しくは網状物は、プレストレスを加えることができ、その結果 置床に取り付けられた時に又は骨接合剤が置床に塗られた時にこの支持体若しく は網状物は引き延ばされており、そしてこの引き延ばされた位置を保持するよう に設計されている。

プレストレスを加えるには種々の方法がある。−例として、例えば先筒の一端を 近位大腿骨の骨髄腔に自己粘着プラスチック物質で固定し、他端を手で又は引張 器具で骨幹端を越して引っ張りそれがら矢筒をそこに引張若しくは応力下ねじ、 ピン、合せピン（ｄｏｗｅｌ）若しくは例えばＤＥ−Ａ−３４４５７３８に記述 されｒ二特別の骨の合わせピン（ｂｏｎｅ　ｄｏｗｅｌ）で固定しても良い。

更に別の態様では、網状物が作られる糸は粒状鎖の形状をしていても良い。即ち 糸は、例えば幾つかの連続的な粒形状の厚くなった部分若しくは拡大部分を有し ていてもよい。これらの部分は糸の押出により作られても良いし、又ＨＩＰ法（ 高等静圧法）により糸上で粒状物を押圧してもよい。これらの粒状物は好ましく は約０．５〜３ｍＬより好ましくは１〜２ｍｍの直径を有し、且つ好ましくは約 ０゜５〜２ｃｍの間隔で配置される。この直径を有する粒子は又、その厚みを有 する接合剤層のポジショナ−としても使用される。この直径を有する粒状鎖で作 られた網状物に於いては、骨接合剤が塗られたとき高い耐性はこの粒状物で高め られる。この耐性は矢筒形網状物の伸長（延伸）に帰因し、従ってそのプレスト レスに帰因する。接合剤の粘性に依り、より小さな直径の粒状物も任意に使用す ることが出来るが、粒状物は常に直径２００μｍ以上であらねばならない。

もし粒状物の直径がより小さければ、網状物は十分な程度にまでプレストレスが 加えられない。

矢筒形鋼状物の一部分を横方向に伸長させることも出来、そしてこの網状物の伸 長部若しくは突出部を補形物のシャフトの様々なし先端部以下に引き出すことも 出来る。それからその場所に於いて３次元的に、例えばねじ若しくは縫合により プレストレスをかける。

プレストレスは又、網状物若しくは支持体上に矢筒の内側から圧をかけてそれを 延伸させることによっても成される。これは例えば矢筒内に挿入された適当な形 状の膨張性の風船状物により成される。

網状物の上述のプレストレスにより非常に一様な骨への荷重伝達が可能になる。

「同種同系」物質、好ましくは骨接合剤と同じ化学由来の物質又は骨接合剤に化 学親和力を示す物質及び／又は液体骨接合剤と化学反応をすること力咄来る物質 を、骨接合剤を補強するに使われる網状物に使用することは特に好まし・い。現 在運動系の外科に於いて全て使われている骨接合剤として低温重合性ポリメチル メタクリレート類があり、「同種同系」物質は主にアクリレートフィラメント又 はアクリレート塗装した金属系及びワイヤーである。それて本発明の網状物の糸 は好ましくはアクリレート、メタクリレート、ＰＭＭＡ及び／又はその共重合体 若しくはその誘導体及び／又はそのアクリレート類に親和力を有するプラスチッ ク物質から作られる。

構造物全体にかかる歪に依り、補強されたアクリレート系、例えばアクリレート で塗装された金属系を使用することは特に望ましい。

金属系は単一フィラメント状（ｍｏｎｏｆｉｌｉｃ）でも、又特に大きな歪がか かる時は多フイラメント状（ｐｏｌｙｆｉｌｉｃ）の何れであっても良い。

成る弾性のチタン若しくは外科用スチールワイヤーは特に適した金属で、例えば エチコン（Ｅ　ｔｈｉｃｏｎ）社製無菌金属ワイヤーＥＨ７６０２がある。骨接 合剤に於ける副次的に重合を起こすマトリックスがそのような網状物と化学反応 をすれば、それははるかにより高度なより確かな荷重伝達を補形物部品から接合 剤に、そして接合剤から骨に、モして又補強剤から直接骨にすることが出来る。

後者の場合、もし金属の塗装が更に骨に直接加わる力を減衰させるのであれば特 に望ましい。しかし、本発明の範囲内に於いては、例えばチタン若しくは外科用 スチールワイヤーのような金属系を網状物用物質として使用することも可能であ る。

網状物質は好ましくは「等弾性」のものである。即ちそれは大体、骨接合剤と同 じ弾性定数を有する。その結果特に良好な荷重伝達が可能になる。

糸の厚みは使用する物質に依り、約１００〜７００μｍが好ましい。アクリレー トを使用する場合は、糸の厚みは約１００〜３００μｍが好ましく、最も好まし くは約２００μｍである。チタンを使用する場合は約２００〜５００μｍが好ま しく、最も好ましくは約４００μｍである。外科用スチールを使用する場合は５ ０μｍ以上、好ましくは約１００〜３００μｍであり、最も好ましくは約２００ μｍである。メツシュの幅若しくは厚みは約０．５〜１０ｍ＋ｎであり、好まし くは約１〜４　ｖｎ、最も好ましくは約１．５ｍｍである。

吸収性網状物を部分的に取、り付けるために、これらの構造物の吸収とそれによ る骨の生長で、力を受けとる骨の表面を拡大することが可能になる。特に適した 吸収性物質の例は有機ポリマー類、例えば腸線又は他のコラーゲン、合成ポリラ クチド、ポリグリコリド又は他のポリアミノ酸誘導体又は関連ポリマー及び／又 は種々の有機ポリマー類の混合物である。吸収性物質は好ましくは近位部分で、 及び／又は網状物の最外層で使われる。もし糸が粒状物を有するか又は、粒状鎖 としてデザインされている場合は、焼結燐灰石粒状物又はトリカルシウムホスフ ェートを含む複合材料で作られた粒状物を使用することは特に望ましい。これは 粒状物が生理学的な骨亀甲模様（ｂｏｎｅ　ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ）形成のモデル 要素として働き、モして燐灰石の骨細胞に対する高親和力が特に好ましい物質特 性を提供するという有利性を持つ（Ｋ、ドラエナート：接合剤への骨の接触を改 良するための幾つかの新しい観察、１９８６年５月２７〜３１日バンク−バーで 開かれた骨及び関節外科医協会の第３８定期年会で提出されたニコラス・アンド リー賞論文（Ｎｉｃｈｏｌａｓ　Ａｎｄｒｙ　Ａｗａｒｄ　Ｐａｐｅｒ））。

更に有利な点は焼結、硬化充填剤は又動物実験で示されたように陽性の生機械的 骨の成長の誘引を開始するということである。

網状物の各層は央部の放射状方向に少なくとも１つのスペーサー（ｓｐａｃｅｒ ）、例えば引張リングで予定した間隔を空けることが望ましい。この間隔の大き さは約０．５〜５　ｍｍ、好ましくは約１ｍｍである。

歪が接合剤にかかることにより生ずる問題や、接合剤を含まない移植組織の場合 、引張ピーク（応力集中）の発生により生ずる問題を有利に解決する物質を本発 明の支持体若しくは網状物により整形外科医及び外科医に提供する。

以下、本発明を実施例及び付帯の図（図１は２層ストッキング形の本発明の網状 物を示し、図２は本発明の寛骨臼のメツシュ形補形物を示す。）に関し更に詳細 に記述する。

実施例１ 腰関節用大腿関節代替部品を収容するための支持体若しくは網状物を作るために 、糸の厚みが４００μｍの外科用チタンワイヤー１００ｍを市販の円形メリヤス 機械内に置き、無端ストッキングを編む。メツシュ幅を約１〜２　＋ｎｍＬニ調 節し、円周に沿って１４メツシユを有する。ストッキングを引張ってテンション リング（ｔｅｎｓｉｏｎ　ｒｉｎｇ）にかぶせて、第２のテンションリングで近 位末端に於いて一定の層間隔を有する２層ストッキングを得る。近位のリングを ねじで締めるために設けに骨中のねじ穴にねじを通して適当な位置で近位のリン グをねじで締め、遠位のリングを骨髄腔中に固定して張ることによりストッキン グを調節可能なプレストレスをかけて骨法（ｂｏｎｙ　ｂｅｄ）に固定する。

実施例２ ４００μｍ厚のチタンワイヤー１００ｍをアクリレートで浸漬法により塗装しそ れから乾燥する。それを巻き上げ、メリヤス機械による更なる工程用に準備する 。この塗装ワイヤー５０ｍを円形メリヤス機械の糸巻上に巻き上げ、網状物に編 む。この網状物はメッシュ幅約１ｍｍを有し、且つこのストッキング形網状物は その円周に沿って４０メツシユを有する。この網状物をテンションリングに巻い て、そして円形に編まれた網状物の固定されてない端をテンションリング若しく は骨の合わせピンで固定する。このリングは骨ねしくｂｏｎｅｓｃｒｅｗ）を入 れる為のねじ穴を備える。

実施例３ トリカルシウムホスフェートで作った直径１ｍｍの粒状物を４００μｍ厚のチタ ンワイヤー上に２ｃｍの間隔を空けて配置しこれをＨＩＰ法で圧縮する。このよ うにして得られる粒状鎖を、今回の場合は円形メリヤス機械の針の糸の厚みでは なく粒状物の厚みに調節した点を除いて上述の方法で、メリヤス機械の糸巻き上 に巻く。更なる工程は上述した通りである。

実用実施例１ 図１は端が骨髄腔中に組合わせ、骨合わせピン２　（ｉｎｔｅｒｔｏｃｋｉｎｇ ｂｏｎｅ　ｄｏｔｖｅｌ　２）で固定された２層ストッキング状物を示す。この ストッキング状物は、互いに上にある３列に配置され１こドリル穴３．３°、４ ．４°、５を通して外側方向に引っ張られ、固定されプレストレスをかけられる 。引張器具でプレストレスをかけた後に、近位末端をチタンキャップ６で大腿骨 の首の部分上に固定する。このキャップは又網状物の層間にスベτサー（ｓｐａ ｃｅｒ）としても使用し得る。

実用実施例２ 病理学的腰関節は関節代替物を収容して治療される。手術前の計画に従がい、腰 骨の頭部を適当な高さで切除し、大腿骨の骨髄腔をダイアモンドくぼみカッター （ｄｉａｍｏｎｄ　ｃｏｎｃａｎａ　ｃｕｔｔｅｒ）で横方向に切開する。大腿 骨の頭部及び首の部分を切除する前に骨髄腔を開くのは好ましい。骨法を作ると きに、圧力下骨髄腔を注意して洗うことも必要である。この後、補形物の端に対 し遠位に位置するトロツカ−Ｑｒｏｃｋｅｒ）と４　、５　ｍｍ厚のドリル、ド リルガイド（ｄｒｉｌｌ　ｇｕｉｄｅ）及び空気ドリル（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ　 ｄｒｉｌｌ）を使って大腿骨の前外側周囲に排液口を設ける。セルフタッピング カニユーレ（ｓｅｌｆ−ｔａｐｐｉｎｇ　ｃａｎｎｕ’ｌａ）をドリルガイドに 通してドリル穴に挿入する。実施例１で作った外科用網状物をそれから洗浄した 海綿状シリンダーを使って大腿骨の骨髄腔に挿入し乳棒（ｐｅｓｔｌｅ）を使っ て骨髄腔中に遠位固定する。

引張器具で、近位リングを大腿骨の近位開口部上に載せ、これを適当な位置にね じで締めることにより網状物にプレストレス（延伸）をかける。この次に骨髄腔 を、例えばＥＰ−Ａ−８５１０８６０７で記述されたような接合剤注射器を使っ てゴムの詰め物で密封的にシールする。遠位排液口を真空にし同時に接合剤注射 器を空にすることにより、骨接合剤は網状物を通して骨中に強制的に注入される 。

この次に補形物を入れ、これは骨接剤が完全に硬化する迄はもはや手をつけられ ない。

実用実施例３ ２００μｍ厚のアクリレート繊維、例えば市販の光学繊維１００ｍを円形メリヤ ス機で円形に編まれ１こ組織に編むというような方法で骨接合剤補強用の簡単な 効果的編状物をつくる。この円形繊維はメツシュ幅が約１．５ｍｍで、周囲に５ ０メツシユを有する。このアクリレート繊維ネットは直径４４ｍｍのテンション リングにかぶせて引張り、ネットの固定されていない端を、４層にした後直径１ ６ｍｍのリングにかぶせて２重にする。この網状物は実用実施例２で記述したよ うな強く関節制動をするような場合に使用される。このような場合、影響を受け る腰関節の寛骨臼から全ての残った軟骨は除去される。そして例えばＤＥ−Ａ３ ２０２１９３で記載したような直径１６ｍｍを有するくぼんだダイアモンドグラ インダー（ｈｏｌｌｏ★ｄｉａｍｏｎｄｇｒｉｎｃｌｅｒ）を使って、固定用の 穴が寛骨臼の支持屋根中に作られる。

支持体若しくは網状物の央部はそれから仙骨腸骨関節の方向、即ち荷重が関節を 経て背骨に伝達されるような方向にねじ性の合わせピンで骨盤に固定される。こ の網状物はそれから引張器具でプレストレスがかけられ寛骨臼の縁のテンション リングで適当な位置にねしで締められる。いっｆ二ん骨法を注意深く洗った後、 排液ねじを寛骨臼の横の縁に挿入し始める。そして骨接合剤が排液ねじを経て真 空吸収下塗られる。補形物をこうしてつくり塗られｆコ骨接合剤に移植する。

図２はそのような寛骨臼メツシュ補強物２１を示す。央部の端を１６ｍｍ直径の 研磨し１こ穴に縫い、骨合わせピン２２て骨盤に固定する。次いで引張器具で網 状物にプレストレスをかけ、チタンリング２３を骨ねじ２４で締めてそれを骨盤 の縁に固定する。こうして骨法は骨接合剤と補形物を容易に収容出来る。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．体内補形物を固定及び／又は体内補形物固定用に使われる骨接合剤を補強す るための外科用支持体若しくは綱状物に於いて、該支持体若しくは網状物がプレ ストレス下骨床に固定し得るように１層以上の糸で作られたプレストレスを加え 得る補形物の失筒状物（１；２１）としてデザインされた外科用支持体若しくは 網状物。
2. ２．糸が金属及び／又はポリマー類及び／又はポリマーで塗装された金属糸であ る請求項１記載の支持体又は網状物。
3. ３．糸の物質がチタン又は他の生物学的適合性物から作られ且つアクリレート、 メタクリレート、ポリメタクリレート及び／又はアクリレート類の関連誘導体で 塗装された単一フィラメント若しくは多フィラメントワイヤーである請求項１又 は２記載の支持体又は網状物。
4. ４．糸の物質がアクリレート、メタクリレート、ポリメチルメタクリレート及び ／又はその共重合体又はその誘導体及び／又は化学的にアクリレート類に親和力 がある合性物質である請求項１又は２記載の支持体又は網状物。
5. ５．支持体又は網状物が少なくとも部分的に吸収性であり、吸収性物質が有機ポ リマー、例えば腸線又は他のコラーゲン、合成ポリラクチド、ポリグリコリド若 しくは他のポリアミノ酸誘導体又は関連ポリマー及び／又は種々の有機ポリマー 類の混合物である請求項１〜４の何れかに記載の支持体又は網状物。
6. ６．粒状物が直径約５００〜３０００μｍ、好ましくは約１０００〜２０００μ ｍを有する粒状鎖が糸用物質として使われる請求項１〜５の何れかに記載の支持 体又は網状物。
7. ７．粒状鎖がセラミックス、燐灰石若しくは他のトリカルシウムホスフェート誘 導体又は焼結又は未焼結型カルシウムホスフェート及び／又は生物学的適合性金 属若しくは塗装金属で作られる請求項６記載の支持体又は網状物。
8. ８．プレストレスをかけ得る失筒状物質（１；２１）が、それにプレストレスを かけることを可能にする手段を複数層中に及び／又はねじ、締め金、骨合わせピ ン（２）、ピン及び又は縫合を使用している両端のうちの少なくとも一端に於い て含む、又は失筒状物質が内部圧でプレストレスをかけられ得る請求項１〜７の 何れかに記載の支持体又は網状物。
9. ９．生物学的適合性プラスチック物質若しくは金属から作られる少なくとも１つ の自己固定性若しくは組合わせ可能な合わせピン及び／又は支持体若しくは網状 物を締めるための骨移植物を含む請求項８記載の支持体又は網状物。
10. １０．複数層中に於いて及び／又は失筒状物質の両端のうちの一端に於いて０． ５〜５ｍｍ、好ましくは１ｍｍの予定された間隔で各層を分離するスペーサーを 含む請求項１〜９の何れかに記載の支持体又は網状物。