JPS61502031A - 納入体およびこの納入体を使用した処置法 - 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】 本発明はコアおよび埋蔵した粒子を有するマｌ−ＩＪラックスらなる骨および歯 根置換のだめの納入体に関する。とくに関節納入体が挙げられる。さらに本発明 は本発明による納入体を使用した処置法に関する。

骨および関節置換体または歯根置換体として金属、セラミックおよび繊維複合納 入体を使用し、またはこれらが発展中であることは公知である。使用材料は一部 生物学的不活性であり、または一部生物学的融和性である。多くの場合生物学的 活性作用を有する無機および有機物質による被覆が設けられる。この被覆材料は 多少によらず溶食性であり、遅くとも数年後基体から溶解している。骨の成長は 納入体の表面でしか行われないので、すべての公知納入体材料では弛緩現象が発 生する。

歯根納入体の場合、技術水漁によれば納入体とあご骨の間の剛性結合しか可能で な−・。天然の条件に適する歯牙納入体はない。それゆえ現在の歯牙納入体には あご骨から納入体の脱落を防ぐ高価な圧力ビーク緩衝構造が必要である。市販納 入体でばあご骨の負荷が適当でな−・ためその崩壊も生ずる。

さらに組織融和性の多孔性金属、プラスチック璋維または金属化合物からなる納 入体が公知であり、その際周縁層は無機吸収性粒子を埋蔵したプラスチックマト リックスを含む。しかしこの技術水率して、よる公知納入体の場合も骨と繊維材 料の間の満足な結合は不可能なことが明らかになった。そのためある程度の時間 後、納入体を新しいものと交換しなげればならず、こればば長い骨幹または大き い寛骨臼の除去を必要とすることになる。

それゆえ本発明の目的は納入体と天然骨との永久的または生涯の結合または固定 を保証し、それによって納入の際の繰返し手術を減少し、または完全に避けうる 納入体を得ることである。さらに本発明の目的はこの目的を充足する納入体を使 用した適当な処置法を得ることである。

この目的はコアが金属または複合材料からなり、背側に、コアに永久的に固定し たはりねずみの針またはブラシ状にとくに納入体表面に対し垂直に走るとくにば ね（スパイラル）の形の可撓性金属ワイヤまたは可撓性繊維全マトリックスによ って包囲した移行組織ヲ備えている納入体によって解決される。用途に応じてワ イヤまたは繊維は納入体表面に対し傾斜し、または垂直に立つ。

スパイラルの形のワイヤまたは繊維が有利である。納入体コアと固定的に結合す るワイヤまたは繊維はその弾性係数（Ｅ−モジュール）が表面マトリックスを後 に埋蔵する組織のそれＫはぼ相当するように調達される。それによって骨結合部 のワイヤまたは繊維は引張り、圧縮、曲げ、捩りおよびシャ力のようなすべての 種類の負荷でも次の２つの条件全充足する： １、　繊維またはワイヤの端部から納入体コアまで繊維またはワイヤの長さにわ たってほぼ均一な負荷吸収が保証される。

２、繊維まだはワイヤと骨または骨細胞の間に微小または相対運動がまったくま たはごく僅かしか発生しない。ワイヤまたは繊維によって骨と納入体の間の付着 面積が拡大される。

本発明の他の形成によればマトリックスは背側が全部もしくは一部溶食性であり 、またはとくに全部もしくは一部天然の骨物質からなる。納入体材料としては身 体融和性の有機、無機物質またはその混合物、溶食性物質としてはとくに生物学 的活性および（または）骨誘導性である物質たとえばリン酸３カルシウム、ヒド ロキシル−アパタイトおよびバイオガラスが挙げられる。前記特殊な移行組織を 有し、かつとくに背側か納入後溶食により天然の骨と代る有機および（または） 無機の生物学的活性および（または）骨誘導性材料からなる一部または奪部溶食 性のマ）　ＩＪラックス有する納入体の使用によって納入体と天然骨の永久的（ 生涯の）結合または固定が保証される。このワイヤまたは繊維はとくに８００μ ｍより細いワイヤまたは繊維の場合、骨によって結合組織なしに、したがって固 く埋蔵される。それによって骨と納入体の間に天然の結合が発生する。とくに長 さにわたってほぼ均一な張力および強度を有するワイヤまたは繊維が使用される 。

納入体コアの剛性固定部からブラシ状またははりねずみの針状に個々にまたは群 で出る繊維またはワイヤはその納入後骨によって結合組織なしに全部または一部 埋蔵される。弾性的固定たとえば歯牙納入体の場合、繊維またはワイヤの間に結 合組織層が形成される。たとえば歯根置換の場合天然歯の特殊な歯牙支持装置は 弾性係数が適する繊維またはワイヤによって形成され、これらが移行組織を囲ん であご骨が成長した後、歯根納入体とあご骨の間に弾性結合をつくる。納入体コ アと骨組織の間に結合組織層が形成される。

繊維またはワイヤの組織はスパイラル形または波形でありうる。〜・ずれの場合 もワイヤまたは繊維は可撓性であり、骨の剛性に適合する。スパイラル形を選ぶ 場合、本発明の他の形成によりスパイラルは円筒形、円錐形またはパラボラ形に 形成され、とくにスパイラルワイヤ直径以上のピンチを有する。

円筒形スパイラルの場合長さにわたる一定曲げ応力はスパイラルワイヤ太さがス パイラル頂点へ向って減少することによって達成される。円錐形またはパラボラ 形スパイラル断面の場合スパイラルワイヤ太さを同様変化することができる。場 合によりシャ力を吸収するためスパイラルに納入体コアと固定結合した心を備え ることもできる。スパイラルと心の間、とくに背側には固定的結合がな（・。

スパイラル材料およびスパイラル形状により骨組織とスパイラルの間の弾性係数 はばね定数の選択によって互いに適合される。それによって骨および納入体の負 荷の際たとえば繰返し曲げ負荷の際ばね（スパイラル）と接触する骨の間に微小 運動が生じない。

繊維またはワイヤが波形構造の場合均一強度は繊維自体または隣接線維に対する 種々の繊維形状および植種の繊維材料によって達成される。線維またはワイヤは とくに互いにずらして配置される。

一般にスパイラル形または繊維状構造は骨組織の成長後に初めて力を吸収して伝 達できるので、ワイヤまたは繊維の間の間隙を全部または一部溶食性の生物学的 活性および（または）骨誘導性材料で充てんするのがとくに有利である。納入体 の背側に導入した物質は生理学的影響によって全部または一部溶食され、天然骨 によって置換される。使用種類に応じて間隙の天然骨物質（海綿骨）による充て んが可能である。光てん材料の溶食後ばね形繊維またはワイヤは個々に満足に骨 によって包囲される。それによって骨と納入体の間の付着面積が拡大され、他面 結合組織のない天然骨による埋蔵の際、天然骨と納入体の間の結合がこれらの間 に化学的機序がない場合にも得られる。

納入体コアの表面に対する繊維またはワイヤの方向は使用種類に応じて適合させ る。納入体表面からの繊維またはワイヤの出方と無関係に、いずれの場合にも線 維またはワイヤの交差はそれによって骨細胞の生物学的成長が妨害されるので許 容されない。すなわち線維またはワイヤが交差する場合、たとえば非系統的轍雄 配置またはガラス繊維強化炭素、炭素ｌＩＮ、維強化炭素および炭素繊維強化プ ラスチックの場合に普通であるような従来の線維複合構造では完全な埋蔵が保証 されない。

線維またはワイヤは金属材料または有機もしくは無機繊維からなることができる 。金属材料の場合金属繊維は電気メツキ法を介して表面に対し垂直に成長させる ことができる。繊維またはワイヤ材料の強度および弾性は生理的要求に適合させ る。納入体の前側で個々のＩ＃１．維またはワイヤの間へ導入する物質は無機ま たは有機の一部または全部溶食性の生物学的活性および（または）骨誘導性材料 からなる。マトリックスの溶解によって納入体内へ成長する骨と残部納入体すな わち非溶食性繊維複合材料または金属材料からなる非溶解性コアの間の境界層は 天然骨と納入体の付着力を改善するため、コア側に生物学的活性の全部または一 部非または難溶食性材料を付加的に被覆することができる。生物学的活性の非ま たは難溶食性境界層は共有結合すなわち接着剤によって骨の納入体への付加的固 定を得ることができる。

納入体は目的により長期納入体として、すなわち生涯の骨置換材料として役立た なければならな（・。骨と納入体の間の特殊な結合によって、生理的条件はとく に天然の力の回路およびそれから生ずる力線を得ることによって達成される。

人工的関節置換たとえば寛骨臼の場合、骨が納入体へ成長する際螢似骨折治癒す なわち骨と納入体の間の強固な不動の結合が達成される。併発症たとえば感染お よび繰返し手術の場合でも生体骨組織は、第２納入のため大き〜・骨切除を行う 必要がないので、初めの寸法全超えて損傷されない。

歯根納入体の場合ワイヤまたは繊維選択すなわち種類およびサイズによって歯根 納入体とあご骨の間に引張りおよび圧縮負荷可能の弾性結合が達成される。それ ゆえとくに歯根納入体の場合、しかし他の納入体の場合も純円筒形スパイラルが すすめられる。

さらに溶食性マトリックスを使用する際これへ抗生物質を埋蔵することが提案さ れる。

ワイヤまたは繊維とコアの強固な結合のためには種々の可能性がある。ワイヤま たは繊維はとくにコア内まで達し、または接着剤によって納入体表面に固定し、 溶接し、もしくは焼付けることができる。

繊維は巻付または圧縮の前にとくに生物学的活性および（または）骨誘導性材料 により被覆される。

有利に溶食性および（または）骨誘導性材料として格子構造欠陥の慶大密度全盲 する高速急冷した物質が使用される。

しかし本発明は納入体コアとワイヤまたは繊維が同じまたは同種の材料からなる 実施例のみに制限されない。納入体コアおよびワイヤまたは繊維はたとえばとく にプラスチックコアおよびその中に固く埋蔵したワイヤまたは繊維を有する納入 体の場合のように異なる材料からなることもできる。

同様電磁的刺戟を介して骨および（または）組織成長を促進し、それによって治 癒過程を短縮する納入体材料を使用することが望ましい。

歯牙納入体（歯根置換）の場合、欠陥治療の終了するまで歯根は成長改善のため 付加的固定すなわち１次固定装置を備えることができる。有利に１次固定装置は 欠陥治癒の終了後すなわち繊維またはワイヤの埋蔵後溶食される。このような場 合溶食性の生物学的活性および（または）骨誘導性物質の被覆全使用せず、個々 のばねすなわちワイヤまたは繊維間の間隙を天然の骨物質で充てんすることが望 ましく・。１次固定はもつとも簡単な場合、欠陥治療後除去しうる留具または支 持クランプによって行われる。

発生する最大負荷が小さく、かつ繊維形状によりたとえばばね形スパイラルの際 に微小運動が可能でなげれば、負荷の種類に応じて同じ強度の繊維または同じ太 さおよび（もしくは）長さのワイヤもしくは繊維を使用しないことができる。と くに種々の長さのワイヤまたは繊維は負荷の際長さにわたってほぼ均一に負荷さ れるように互いに調節される。

例外的に、とくにスパイラルまたはワイヤが短く、心を備え、可撓性にも拘らず 、基本的剛性（固有安定性）ｔ−有する場合、無機および（または）有機材料か らなる全部または一部溶食性のマトリックスは使用しないことができる。同じ直 径の簡単な形の繊維の場合これは可能でない。というのは基本的剛性または可撓 性のいずれかが欠けるからである。

納入体と骨の間の満足な成長は繊維が無制御にでなく骨に対しその位置を変化し うる場合にのみ保証される満足な結合を必要とする。全長にわたって同じ直径お よび同じ材料の線維の場合、繊維のコアへの固定部に高い負荷が生ずることも明 らかになった。同様弾性係数が互いに適合しない場合、線維と骨の間に負荷の際 微小運動が発生する。とくに剛性移行組織たとえばピンまたは互いに上下に重ね た球を有する納入体の場合、弾性係数が異なるため骨と納入１体の間の微小運動 したがって長期的に骨と納入体の固い結合の破壊を考慮しなげればならない。こ の欠点は本発明により除去される。

本発明の実施例を図面に示す。第１〜６図はそれぞれマトリックスから出る繊維 またはワイヤを含む納入体の断面を示す。

骨と納入体コアの間の特殊な移行組織および前側の一部または全部溶食性のマ） 　ＩＪラックス全有する骨および歯根置換のための前記図面に示す納入体は実質 的ては金属材料または繊維複合材料からなるコア４およびマ）　Ｉ）ソクス２内 にある永久的に固定したはりねずみの釧またはプラン状にとくに納入体表面と垂 直に出る金属ワイヤまたは複合材料線維からなる。

第１図は金属コア４およびその表面に固定した円筒形金属ワイヤ１を示し、この ワイヤはコブ表面の接着剤を被υした境界層３に固定される。間隙（マトリック ス）２は全部または一部溶食性の生物学的活性および（または）骨誘導性材料に よって充てんされる。

これに対し第２図の実施例によればワイヤ５は円錐形に形成される。第１および ２図による２つの実施例でコア４およびワイヤは一様に１つの材料、この場合金 属から形成される。

これと異なり第６〜５図の実施例では異なる材料すなわち１つは金属、他は複合 材料が存在する。第６図に示す納入体の場合金属コア４にスパイラル形複合材料 繊維６が固定される。第４図の納入体は付加的に心γを有し、この心はスパイラ ル半径が減少する複合材料スパイラル８によって包囲される。このスパイラル８ および心γは両方とも同様に納入体コア表面に固定される。

心７およびこれを包囲するスノぞイラル８を同じまたは異なる材料で形成するこ とカーでき、その際それぞれ金属゛または複合材料が使用される。

第５図に示す納入体はス／ぐイラル形金属ワイヤ９および１０全有し、前者のス ノぐイラル半径は均一であり、後者は納入体コア４からの距離の増加とともにス ノぐイラル半径が小さくなる。さらにそれぞれ異なる直径を有するスパイラルを 使用し、またはピッチカーそれぞれのスパイラル直径以上であるスノぐイラルを 使用することもできる。とくに金属ワイヤ９および１０は複合材料からなる納入 体コア４内へ深く入る。

第６図は最後に複合材料からなる納入体コアに固定したそれぞれ長さが異なるビ ン形繊維１１′ｆｔ示す。

第１〜６図のワイヤまたは繊維力；均一または不均一に、個々にまたは群として 納入体表面力）ら突出する力・に無関係に、七の距離は骨組織のワイヤまたは繊 維間への成長が満足に行われるように選択される。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　ＴＥＥ　ＩＮＴＥＲＮＡτｌ０ＮＡＬ　５ＥＡＲＣＥ　ＲＥ ＰＯＲＴ　０ＮＦｏｒ　ｍｏｒｅ　ｄａｔａｌｌｓ　ａｈｎｎ＋？　＋’ｈ＋ｓ 　ＩＩＩ’ｌｌ’１ａ％ｌ　。

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. １．コアおよび埋蔵した溶食性粒子を有するマトリツクスかちなる骨および歯根 置換のための納入体とくに関節納入体において、納入体の金属または複合材料か らなるコアが骨側に、コア内に永久的に固定したはりねずみの針またはブラシ状 に、とくに納入体表面に対し垂直に出るとくにばね（スパイラル）の形の可撓性 金属ワイヤまたは可撓性繊維をマトリツクスが包囲した移行組織を有し、ワイヤ または繊維の弾性係数（Ｅ−モジユール）が後にワイヤまたは繊維を埋蔵する骨 組織のそれにほぼ相当することを特徴とする納入体。
2. ２．マトリツクスの骨側が全部または一部溶食性であり、とくに全部または一部 天然の骨物質からなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の納入体。
3. ３．身体融和性の有機もしくは無機物質またはその混合物を特徴とする請求の範 囲第１項および第２項記載の納入体。
4. ４．全部または一部溶食性のマトリツクスが生物学的活性および（または）骨誘 導性材料とくにリン酸３カルシウム、ヒドロキシル−アパタイトおよびバイオガ ラスからなることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項までの１項に記載の 納入体。
5. ５．溶食性マトリツクスが抗生物質を含むことを特徴とする請求の範囲第１項か ら第４項までの１項に記載の納入体。
6. ６．ワイヤまたは繊維がその長さにわたつてほぼ均一な張力および強度を有する ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の納入体。
7. ７．ワイヤまたは繊維が互いに不均一な距離でとくに群をなして納入体表面から 突出していることを特徴とする請求の範囲第１項から第６項までの１項に記載の 納入体。
8. ８．ワイヤまたは繊維の距離が個々のワイヤまたは繊維の間に骨組織が自由に成 長しうる大きさであることを特徴とする請求の範囲第１項から第７項までの１項 に記載の納入体。
9. ９．ワイヤまたは繊維が同じ直径を有することを特徴とする請求の範囲第１項か ら第８項までの１項に記載の納入体。
10. １０．ワイヤまたは繊維の太さおよび（または）長さが異なることを特徴とする 請求の範囲第１項から第８項までの１項に記載の納入体。
11. １１．ワイヤまたは繊維が波形を有し、とくに互いにずらして配置されているこ とを特徴とする請求の範囲第１項から第１０項までの１項に記載の納入体。
12. １２．スパイラル形ワイヤまたは繊維が円筒形、円錐形またはパラボラ形に形成 され、とくにスパイラルのピツチがスパイラルの線径以上であることを特徴とす る請求の範囲第１項または第６項から第１０項までの１項に記載の納入体。
13. １３．ワイヤまたは繊維がシヤ力を吸収するためとくに納入体コアと固定的に結 合した心を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の納入体。
14. １４．ワイヤまたは繊維の太さが８００μｍより小さいことを特徴とする請求の 範囲第１項から第１３項までの１項に記載の納入体。
15. １５．繊維を巻く前または圧縮する前に生物学的活性および（または）骨誘導性 材料で被覆してあることを特徴とする請求の範囲第１項記載の納入体。
16. １６．ワイヤまたは繊維がコアと固定的に結合していることを特徴とする請求の 範囲第１項記載の納入体。
17. １７．ワイヤまたは繊維がコア内まで達していることを特徴とする請求の範囲第 １６項記載の納入体。
18. １８．ワイヤまたは繊維が接着剤によつて納入体表面に固定され、または溶接さ れ、もしくは焼付けられていることを特徴とする請求の範囲第１項および第１６ 項記載の納入体。
19. １９．コアおよびワイヤまたは繊維が異なる物質からなり、とくにワイヤまたは 繊維がプラスチツクコア内に固定的に埋込まれていることを特徴とする請求の範 囲第１項から第１８項までの１項に記載の納入体。
20. ２０．納入体（コア）と溶食性マトリツクスの間の境界層が全部または一部非ま たは難溶食性の生物学的活性および（または）骨誘導性材料で被覆されているこ とを特徴とする請求の範囲第１項および第１９項記載の納入体。
21. ２１．境界層がコアとマトリツクスの共有結合のため接着剤を備えていることを 特徴とする請求の範囲第２０項記載の納入体。
22. ２２．溶食性および（または）骨誘導性材料が格子構造欠陥の最大密度を有する 高速急冷した物質からなることを特徴とする請求の範囲第１項から第２２項まで の１項に記載の納入体。
23. ２３．良好な成長のため付加的に１次固定装置が設置されていることを特徴とす るとくに歯根置換のための請求の範囲第１項から第２２項までの１項に記載の納 入体。
24. ２４．１次固定装置が欠陥治癒後すなわち繊維またはワイヤの骨細胞による埋蔵 後、溶食されることを特徴とする請求の範囲第２３項記載の納入体。
25. ２５．欠陥治癒後に除去しうる１次固定装置が留具または支持クランプであるこ とを特徴とする請求の範囲第２３項記載の納入体。
26. ２６．天然歯の特殊な支持装置が弾性係数の適合する繊維および（または）ワイ ヤによつて形成され、これらがあご骨の成長後移行組織の周囲に歯根納入体とあ ご骨の間を弾性的に結合し、納入体コアと骨組織の間に結合組織層が形成される ことを特徴とする請求の範囲第１項から第１５項までおよび第１９項から第２５ 項１でに記載の歯根置換体としての納入体。
27. ２７．電磁的刺戟によつて骨および（または）組織成長を促進し、それによつて 治療過程を短縮することを特徴とする請求の範囲第１項から第２６項までに記載 の納入体を使用した処置法。