(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織固定インプラントと、このインプラントに取り付けられる突出部材とを有する複合外科用装置を製造するための方法であって、
前記突出部材のための固定領域を有するポリマー製インプラント予備成形体を準備する工程と、
前記突出部材を前記予備成形体の固定領域に挿入する工程と、
前記組織固定インプラントの任意の形状に対応するとともに、前記突出部材を受けるための少なくとも１つの孔を有するキャビティに、前記予備成形体を挿入する工程であって、前記キャビティが、加熱可能な第１型部材と、この第１型部材に対して可動な第２型部材とを含む工程と、
前記組織固定インプラントに任意の形状を付与し、前記突出部材を前記組織固定インプラントに取り付けるために、前記予備成形体を加熱及び加圧する工程であって、前記加熱工程が前記第１型部材を加熱することによって行われ、前記加圧工程が前記第２型部材を前記第１型部材に対して移動させることによって行われる工程とを含み、
前記キャビティと、前記突出部材を受けるための前記少なくとも１つの孔とが、前記第１型部材の２つの成形半型を互いに圧縮することにより形成されるものであり、前記２つの成形半型は、前記第１型部材に対して移動する前記第２型部材を構成するピストンの経路を規定する複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項２】
前記加圧工程を行うために、前記第２型部材が、前記突出部材の突出方向に沿って移動する請求項１に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項３】
前記第１型部材の前記２つの成形半型は、前記第２型部材の移動方向に対して斜めまたは直交する方向で、互いに圧縮可能である請求項１または２に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項４】
前記突出部材が縫合糸、または他の編んだ生体適合性部材である請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項５】
前記突出部材の周囲、及び、前記突出部材と前記少なくとも１つの孔との間に、最小間隔が０．１ｍｍ未満の間隙がある請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項６】
前記インプラント予備成形体の温度が、予備成形体のガラス転移温度Ｔｇと、溶融温度Ｔｍとの間に維持される請求項１〜５のいずれか１項に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項７】
前記インプラント予備成形体が、６５〜１７０℃、典型的には、６５〜１５０℃、特に１１０℃〜１５０℃の温度で処理される請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項８】
自己補強性インプラント予備成形体が用いられ、この予備成形体の温度が、自己補強の少なくとも１０％を維持するのに十分に低い請求項１〜７のいずれか１項に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項９】
前記予備成形体を加熱及び加圧している間、前記予備成形体が圧縮され、圧縮持続期間及び長さが、自己補強の少なくとも１０％、特に少なくとも３０％を維持するのに十分に低い請求項８に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項１０】
前記インプラント予備成形体が、加熱中、１０分未満、典型的には１〜６０秒未満の間、圧縮され、加圧状態にある請求項１〜９のいずれか１項に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項１１】
前記キャビティが、質感を備えた内壁を有し、対応する表面質感を有する組織固定インプラントを製造する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項１２】
前記インプラントがポリ乳酸（ＰＬＡ）製である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項１３】
前記インプラントが自己補強性ポリ乳酸（ＳＲ−ＰＬＡ）製である請求項１２に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項１４】
前記インプラント及び／または突出部材が、生体吸収性材料製である請求項１〜１３のいずれか１項に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項１５】
前記予備成形体の形状が筒状であり、好ましくは、前記突出部材を受けるための中央挿通孔、溝、または予備形成された他の形状を有する請求項１〜１４のいずれか１項に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項１６】
前記予備成形体が、この予備成形体の溶融温度Ｔｍ未満であるとともに前記突出部材の変形温度未満の温度で処理される請求項１〜１５のいずれか１項に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項１７】
前記予備成形体が、前記突出部材の変形温度よりも高い溶融温度Ｔｍを有する生体固定性ポリマー製である請求項１〜１６のいずれか１項に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【請求項１８】
前記予備成形体が、ポリグリコリド（ＰＧＡ）、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリ−Ｌ−ラクチド（ＰＬＬＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、または超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、あるいはそれらの誘導体、コポリマー、または混合物のグループから選択される材料製である請求項１〜１７のいずれか１項に記載の複合外科用装置を製造するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、組織固定インプラントなどの外科用複合構造体を製造するための新規な熱成形方法に関する。インプラントは、一般的に縫合糸を対象組織に固定するものであるため、アンカーと称されることが多い。また、本発明は、前記方法によって得られる新規な外科用構造体にも関する。
【背景技術】
【０００２】
組織固定インプラントは、一般的に、縫合糸アンカーとしての機能を有するため、任意の組織に縫合糸のための取付け箇所を提供するものである。縫合糸は、例えば、その端部から延びる針と接合され、インプラントは、縫合糸の他の箇所、例えば、縫合糸の他端と接合される。さらに、インプラントは、縫合糸または他の異なる部材と接合されて、他の種類の外科用装置を形成することもできる。
【０００３】
この種類の組織固定インプラントは、従来、射出成形によって製造される。米国特許第５，９６４，７８３号（Ｇｒａｆｔｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）は、縫合糸を挿入した射出成形縫合糸アンカーを開示している。この縫合糸アンカーは、縫合糸のループの周囲に成形された生物分解性ポリマー製本体を有しており、この本体は、ドライブヘッドと、螺旋溝を備える形状となっている。縫合糸は、ノットのような凹凸部分を備えており、縫合糸を本体内に保持するようになっている。アンカーは、射出成形によって、つまり、縫合糸を射出成形型に載置し、ポリマーを成形型内に射出することによって製造される。米国特許第７，２２６，４６９号（Ｂｅｎａｖｉｔｚ  ｅｔ  ａｌ．）は、別の射出成形縫合糸アンカーを開示している。
【０００４】
これらの先行技術に伴う問題点は、縫合糸と射出成形されたインプラントとの自然接着が、多くの適用例において機械的に十分でないため、縫合糸を定位置に保持するために、インプラント内にノットやループが必要になるということである。しかし、ノットやループは、必ずしも望ましいものではなく、使用できない場合さえある。ノットによって、縫合糸の引っ張り強度が低下したり、縫合糸が受ける最大引っ張り力が制限される可能性がある。一方、インプラントの用途によっては、縫合糸のループを使用することができない。例えば、構成によっては（図１Ｉに示すようなもの）、縫合糸を一端側からインプラントの中に通し、側方からインプラントの外に出す必要がある。
【０００５】
公知の溶融加工技術の別の不都合な点は、ほとんどの公知の縫合糸材料が、これらが必要とする高い加工温度に耐えることができないことである。例えば、超高分子量ポリエチレン製縫合糸の機械的特性は、約１１０℃を超える温度で大幅に弱くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５，９６４，７８３号明細書
【特許文献２】米国特許第７，２２６，４６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上記問題点の少なくとも１つを解消し、ポリマー製インプラント本体と縫合糸のような、２つ以上の異なる部材を接合するための、複合外科用装置の新規な製造方法を提供することにある。また、対応する複合外科用装置を提供することも、本発明の目的である。本発明の特別な目的は、インプラントにおける異なる部材間の固定力が高い複合外科用装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の別の目的は、特に熱安定性に関し、より広範な、異なる部材の材料及びその組合せについて用いることができる製造方法を提供することにある。
【０００９】
特に、本発明の目的は、自己補強性構造を備えた複合外科用装置、及び対応する外科用装置を製造するために用いることができる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、同時に、異なる部材の一方、つまり、組織固定インプラントに最終形状を与える熱成形方法において、これらの部材を互いに接合するという概念に基づくものである。
【００１１】
従って、本発明による、組織固定インプラントと、このインプラントに取り付けられる突出部材とを有する複合外科用装置を製造するための方法は、
前記突出部材のための固定領域を有するポリマー製インプラント予備成形体を準備する工程と、
前記突出部材を前記予備成形体の固定領域に挿入する工程と、
前記組織固定インプラントの任意の形状に対応するとともに、前記突出部材のための少なくとも１つの孔を有するキャビティに、前記予備成形体を挿入する工程と、
前記組織固定インプラントに任意の形状を付与し、前記突出部材を前記組織固定インプラントに取り付けるために、前記予備成形体を加熱及び加圧する工程とを有する。
【００１２】
典型的な実施例によると、突出部材は可撓性である。特に、突出部材は、縫合糸またはそれに類似する繊維部材である。しかし、他の生体適合性部材、特に編み糸構造体も、本発明の方法を用いてインプラントと接合することができる。突出部材も、自己補強性ロッドまたはそれに類似する部材など、剛性をもつものであってもよい。
【００１３】
本発明の１つの特徴による複合外科用装置は、生体吸収性組織固定インプラントと、この生体吸収性組織固定インプラントに一体接合された縫合糸のような突出部材とを有し、この突出部材が、加熱下及び加圧下で、熱成形方法により、前記生体吸収性組織固定インプラントに接合される。
【００１４】
本発明の第２の特徴による複合外科用装置は、生体吸収性組織固定インプラントと、この生体吸収性組織固定インプラントに一体接合された縫合糸、特に、ノットのない縫合糸とを有し、縫合糸のインプラントからの引き抜き力が、縫合糸の引っ張り強度と同等またはこれに近いものになっている。
【００１５】
一実施例によると、縫合糸の一端は外科用針と接合されて、外科用キットを形成している。
【００１６】
より具体的には、本発明は、従属請求項に記載されている。
【００１７】
本発明には大きな利点がある。特に、縫合糸やそれに類似する編み糸構造体をインプラントにしっかりと取り付けるための熱成形が用いられていることである。つまり、インプラントからの縫合糸の引き抜き強度が高いということである。これは、本明細書で後述する例によって示す。また、熱成形方法は、もともと溶剤不要であり、インプラント及び縫合糸に用いることのできる材料の範囲を広くしている。
【００１８】
特に、ＵＨＭＷＰＥ及びＰＥＥＫのような生体固定性の高温ポリマーは、従来の方法ではインプラントに接着することが難しいが、本発明の熱成形方法を用いると、ポリマーの溶融温度または突出部材の変形温度（通常は、多くの生体固定性ポリマーの溶融温度より低い）にする必要がないため、加工が可能になる。
【００１９】
本発明の方法を用いて、突出部材が縫合糸であり、インプラントからの縫合糸の引き抜き張力が３５Ｎ以上、及び４０Ｎ以上である複合外科用装置を製造することができる。
【００２０】
単に、縫合糸または他の突出部材をインプラントに固定するだけでなく、同じ方法で、高品質のインプラントを製造することができる。例えば、インプラントの表面の欠陥は、熱成形方法によって避けることができる。予備成形体材料は、通常融点以下に維持されているため、その高い粘性により、成形型の継ぎ目や縫合糸の孔から、キャビティの外に出にくくなっている。しかし、孔の内壁と縫合糸との間隔は、最大でも０．１ｍｍであることが好ましい。
【００２１】
本発明の方法は、射出成形や、押出し成形、インサート射出成形、移送成形などの他の溶融加工方法とは異なっている。本発明の方法では、加工温度は比較的低く維持されており、従来の溶融加工方法を用いることでは不可能であった材料の組合せを可能にしている。本発明では、完全な溶融を必要としないため、本発明の製造方法を、低温、ほとんどの生体適合性インプラント材料の場合、１５０℃未満の温度で実施することができる。ガラス転移温度が十分に低い予備成形体材料を用いるのであれば、（例えば、縫合糸の寿命のために）さらに低い温度を用いることもできる。よって、１つまたはすべての構成要素が温度感受性であるか、構成要素が溶融状態で適合不能または加工不能である材料及び材料の組合せを用いることができる。従って、加工中、インプラント材料及び縫合糸材料の双方の強度が高く維持されるのである。一例を挙げると、本発明は、溶融加工に適合しない超高分子量ポリエチレン製縫合糸に非常に適しており、この場合、熱成形温度は１１０℃未満であることが好ましい。
【００２２】
本発明の利点の１つは、インプラント材料及び／または縫合糸材料として、生物分解性ポリマーを用いることができるということである。低温加工は、ポリマーの分子量を維持する。つまり、ポリマーの化学分解が加工中に始まることはない。
【００２３】
さらに、本発明では、インプラント予備成形体が自己補強性材料製であれば、縫合糸との強力な接着性を有する自己補強性インプラント構造体を製造することが可能である。つまり、温度が十分に低く保たれているならば（典型的には予備成形体の温度はＴｍより十分低い）、そして、加工が十分に早く、予備成形体が熱成形法の加熱工程中加圧下にあるならば、熱成形法によって自己補強性が損なわれることはない。また、圧縮工程中の圧縮経過時間つまり持続時間が、予備成形体の補強構造が少なくとも完全には失われないように、比較的短くなっていると、さらに有利である。従って、一般的には、自己補強性の少なくとも１０％、好ましくは少なくとも３０％、最も適切には少なくとも５０％が、加工中維持される。
【００２４】
本件の熱成形方法は、容易に自動化することができ、大量生産に適している。
【００２５】
「複合外科用装置」とは、典型的には、異なる材料で作られた、あるいは少なくとも異なる方法で作られた２つ以上の部品から製造されるような外科装置を意味する。代表的には、インプラントは、第１ポリマーまたはポリマーアロイで作られており、縫合糸または他の部材は、第２ポリマーまたはポリマーアロイで作られている。
【００２６】
「（組織固定）インプラント」及び「インプラント本体」は、ヒトまたは動物の組織内に一時的にまたは永久的に留まることのできる生体適合性を有するとともに熱成形可能な本体を意味する。典型的な適用例においては、インプラントは比較的小さく、最大寸法２センチ以下であることが好ましい。特に、インプラントは、任意の組織を、他の組織に対し、任意の形状または位置に保持する再構成手術で用いられるインプラントであってもよい。本発明の適用範囲は広く、スポーツ医療や外傷手術、特に関節鏡視下手術の分野にも応用できる。例えば、本件の外科用装置は、半月板修復装置、あらゆる種類の縫合糸アンカー、またはクロスピン式前十字靭帯固定装置、またはその一部を形成するものであってもよい。
【００２７】
「突出部材」は、インプラントの外面から延びて、特定の外科的目的、特に、インプラントを別のインプラント、外科用針及び／または組織に取り付けるという目的を果たすものとして、本件の方法によってインプラントに取付け可能なあらゆる部材を意味する。より重要な点として、この用語は、種々の外科用縫合糸、繊維、繊維部材を含む。しかし、最終形態において、または予備成形体として、剛性をもつ突出部材も用いることができる。インプラント本体だけでなく、突出部材も、加工中、熱成形によって成形することができる。突出部材は、自己補強性構造であっても、非補強性構造であってもよい。
【００２８】
「固定領域」は、ポリマー製予備成形体に形成され、熱成形工程が開始される前に縫合糸を受けるよう機能する挿通孔または溝などの領域を意味する。熱成形工程中に、固定領域が変形し、縫合糸と密着接合されることにより、縫合糸とインプラントが所望通りに固定される。
【００２９】
突出部材の「変形温度」は、縫合糸などの突出部材が、不可逆的な化学工程または物理工程のために、その強度、特に引っ張り強度を永久的に失い始める温度を意味する。通常、この温度は、縫合糸材料のガラス転移温度Ｔｇに対応する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】本発明によって製造された縫合糸または複数の縫合糸と、インプラントとを有する異なるタイプの複合装置を示す斜視図である。
【図１Ｂ】本発明によって製造された縫合糸または複数の縫合糸と、インプラントとを有する異なるタイプの複合装置を示す斜視図である。
【図１Ｃ】本発明によって製造された縫合糸または複数の縫合糸と、インプラントとを有する異なるタイプの複合装置を示す斜視図である。
【図１Ｄ】本発明によって製造された縫合糸または複数の縫合糸と、インプラントとを有する異なるタイプの複合装置を示す斜視図である。
【図１Ｅ】本発明によって製造された縫合糸または複数の縫合糸と、インプラントとを有する異なるタイプの複合装置を示す斜視図である。
【図１Ｆ】本発明によって製造された縫合糸または複数の縫合糸と、インプラントとを有する異なるタイプの複合装置を示す斜視図である。
【図１Ｇ】本発明によって製造された縫合糸または複数の縫合糸と、インプラントとを有する異なるタイプの複合装置を示す斜視図である。
【図１Ｈ】本発明によって製造された縫合糸または複数の縫合糸と、インプラントとを有する異なるタイプの複合装置を示す斜視図である。
【図１Ｉ】本発明によって製造された縫合糸または複数の縫合糸と、インプラントとを有する異なるタイプの複合装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例によるキャビティ、縫合糸を備えたインプラント予備成形体、及び熱成形された複合装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施例による成形型構成の斜視図である。
【図４】本発明の一実施例による成形型手段の詳細な断面斜視図である。
【図５Ａ】従来の加工方法を用いた場合の、インプラントの自己補強内部構造の態様の概略図である。
【図５Ｂ】本願の方法を用いた場合の、インプラントの自己補強内部構造の態様の概略図である。
【図６】非吸収性縫合糸及び生体吸収性ポリラクチド製インプラントを接合する熱成形実験の第１セットの結果を示す。
【図７】非吸収性縫合糸及び生体吸収性ポリラクチド製インプラントを接合する熱成形実験の第２セットの結果を示す。
【図８】ポリラクチド製インプラント及びＨｉＦｉ縫合糸（ＵＨＭＷＰＥ）を用いて行った引き抜き力実験の第３セットの結果を示す。
【図９】ポリエステルを含むポリラクチド製インプラントとＨｉＦｉ縫合糸（ＵＨＭＷＰＥ）を用いて行った耐久テストの結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明のさらなる実施例及び利点を、添付の図面を用いて詳述する。
【００３２】
本発明は、２つの異なる部材を、熱成形によって、つまり熱と圧力を用いて、接合して単一の複合構造体にする、溶剤を使用しない方法である。以下の記載においては、異なる２つの部材の例として、縫合糸と、生体吸収性の組織固定インプラント用予備成形体をしばしば用いる。予備成形体は、熱成形の後、インプラントを成形する。しかし、本発明では、本明細書において上述したように、また、後述するように、他のタイプの部材を接合することも可能である。
【００３３】
本発明による複合製品は、縫合糸アンカーであってもよいし、複数のインプラント部品を接合した他のタイプの編み糸／生体吸収性本体の構成であってもよい。代表的には、縫合装置のインプラントまたは複数のうちの少なくとも１つのインプラントは、骨、軟骨、皮膚、筋肉、内蔵などの組織に固定されるよう構成されたアンカー型の部品であり、例えば、縫合糸や金属インプラントなどを用いて、これらの組織を別の組織箇所に結合させるものである。本発明が利用可能な製品の非包括的な例としては、種々の形態の縫合糸アンカー、連続縫合糸を備えたインプラント、無端の編み糸または繊維ループを備えたインプラント、自己補強性及び／または自立性本体を備えたインプラント、本体表面に質感を備えたインプラントなどが挙げられる。図１Ａ〜１Ｉは、本発明のいくつかの実施例を示している。図１Ａは、熱成形されたインプラント１０Ａを貫通する１本の縫合糸１２Ａを備えた単純な構造である。この種の装置は、縫合糸１２Ａが挿入される貫通孔を備えたインプラント用予備成形体を用いて製造することが好ましい。この実施例に関わる熱成形用型は、縫合糸１２Ａのそれぞれの突出部を受ける２つの孔部を有している（後述の方法の詳細な説明も参照）。図１Ｂは、一端に縫合糸ループ１２Ｂを備えたインプラント１０Ｂである。ループは、無端であってもよいし、インプラント１０Ｂ内で「自由な」縫合端があってもよい。このループは、別の縫合糸またはハーネス（図外）をインプラントに接合するために用いることもできる。図１Ｃのインプラントでは、縫合糸ループ１２Ｃの縫合糸の枝部がインプラント１０Ｃ内に案内されている。図１Ｄは、一端に、扇状に形成された複数の縫合糸ループ１２Ｄを備えたインプラント１０Ｄを示している。ループは、１本の縫合糸から形成されていてもよいし、複数の縫合糸から形成されていてもよい。図１Ｅは、図１Ｂによる装置と同じものであるが、インプラント１０Ｅに熱成形された縫合糸ループ１２Ｅに、別の縫合糸ループが通っている点で異なっている。図１Ｆは、一端に、交差配設された２本の縫合糸ループ１２Ｆを備えたインプラント１０Ｆを示している。図１Ｇは、端部縫合糸ループ１２Ｇの他に、側部縫合糸ループを備えたインプラントを示している。図１Ｈは、２本の側部縫合糸ループを備えたインプラント１０Ｈを示しているが、このインプラント１０Ｈに部分的に埋設された１つの無端縫合糸ループで形成されていてもよい。図１Ｉは、貫通縫合糸１２Ｉを備えたインプラント１０Ｉを示している。縫合糸１２Ｉは、インプラントの一端から入り、側壁から実質的に直角に出ている。
【００３４】
図１Ａ〜１Ｉは、本発明の方法を用いて実施することができるいくつかの実施例を示したものにすぎない。当業者にとって自明であるように、上述した例を改変及び組合せることが可能である。
【００３５】
図１Ａ〜１Ｉは、表面の質感や余分な形状を省いた単純な筒状のインプラントを示している。実際の応用例の多くでは、インプラントは質感を備えている。インプラントには、装置の用途によって、溝、突起、くぼみ、隆起、ネジ溝などの構造を設けることができる。ある実施例では、インプラントは、組織上でインプラントが他方向よりも一方向で良好に動くように、方向付けされた質感を備えている。
【００３６】
一般的に、インプラントと縫合糸の両方が、生体固定性または生体吸収性のいずれかを備えている。しかし、典型的には、少なくともインプラントが、除去作業が別途必要のないように生体吸収性となっている。
【００３７】
少なくとも以下のタイプのインプラントを、本発明を用いて製造することができる。
吸収性のインプラント本体と熱成形された単純な縫合糸。
吸収性のインプラント本体と熱成形されたノットのある単純な縫合糸。
吸収性のインプラント本体と熱成形された追加ロック部材（または他の追加部材）の内部に取り付けられた、またはこの部材を貫通する単純な縫合糸。
吸収性のインプラント本体と熱成形された相互に編み込まれた（多構成部材）縫合糸。
吸収性のインプラント本体と熱成形された改変縫合糸（ポリマー溶液またはポリマー溶融物を含浸したものなど）。
吸収性のインプラント本体と熱成形された改変縫合糸（編み込み改変したもの、分岐したもの、開口部のあるもの、追加部材またはループを備えたもの）。
上に挙げた例の２つ以上の組合せ。
【００３８】
縫合糸は編み糸、つまり、複繊維縫合糸であることが好ましい。これによって、縫合糸の強度が増す。さらに、ポリマーが縫合糸の表面の単繊維の微細構造に充填されるため、本発明によって熱成形されたインプラント間の接着性も、単純な縫合糸に較べて増す。縫合糸の素材は、天然素材であってもよいし、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）または超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、ナイロン、絹、鋼鉄またはこれらの混合物（非吸収性縫合糸）、またはポリグリコール酸、ポリ乳酸、カプロラクトンまたはこれらの混合物、またはガット（吸水性の縫合糸）などの人工素材であってもよい。ある好適な実施例によると、縫合糸はポリマー製である。縫合糸はコーティングされていても、されていなくてもよい。原則として、生物分解性であっても生体固定性であっても、市販の外科的に使用可能な縫合糸タイプであれば、すべて、本発明の範囲内で用いることができる。
【００３９】
インプラント、つまり予備成形体材料は、熱可塑性ポリマーまたは混合ポリマーを有するもしくは、基本的にそれらからなる。本発明の範囲内で使用可能な生体吸収性ポリマー繊維及び生体吸収性ポリマー体を製造するために用いることのできる生体吸収性（再吸収性）ポリマー、コポリマー、ターポリマーの非包括的例としては、ポリグリコリド（ＰＧＡ）、グリコリドのコポリマー：グリコリド／Ｌ−ラクチドコポリマー（ＰＧＡ／ＰＬＬＡ）グリコリド／トリメチレンカーボネートコポリマー（ＰＧＡ／ＴＭＣ）、ＰＬＡのポリラクチド（ＰＬＡ）ステレオコポリマー：ポリ−Ｌ−ラクチド（ＰＬＬＡ）ポリ−ＤＬ−ラクチド（ＰＤＬＬＡ）Ｌ−ラクチド／ＤＬ−ラクチドコポリマー、ＰＬＡの他のコポリマー：ラクチド／テトラメチルグリコリドコポリマー、ラクチド／トリメチレンカーボネートコポリマー、ラクチド／ｄ−バレロラクトンコポリマー、ラクチド／ε−カプロラクトンコポリマー、ＰＬＡのターポリマー：ラクチド／グリコリド／トリメチレンカーボネートターポリマー、ラクチド／グリコリド／ε−カプロラクトンターポリマー、ＰＬＡ／ポリエチレン酸化コポリマー、ポリデプシペプチド、非対称３，６−置換ポリ−１，４−ジオキサン−２，５−ジオン類、ポリヒドロキシアルカノエート：ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、ＰＨＢ／ｂ−ヒドロキシ吉草酸塩コポリマー、（ＰＨＢ／ＰＨＶ）ポリ−ｂ−ヒドロキシプロピオン酸塩（ＰＨＰＡ）、ポリ−ｐ−ジオキサノン（ＰＤＳ）、ポリ−ｄ−バレロラクトン−ポリ−ｅ−カプロラクトン、メチルメタクリレート−Ｎ−ビニルピロリドンコポリマー、ポリエステルアミド、シュウ酸ポリジヒドロピラン−ポリアルキル−２−シアノクリレートのポリエステル、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリペプチド、ポリ−ｂ−リンゴ酸（ＰＭＬＡ）、ポリ−ｂ−アルカン酸、ポリカーボネート、ポリオルトエステル、ポリリン酸塩、ポリ無水物、及びチロシン誘導ポリカーボネート、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトン（ＰＥＫＥＫ）または超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、超高分子量ポリプロピレン（ＵＨＭＷＰＰ）、またはそれらの誘導体、コポリマーまたはそれらの混合物などが挙げられる。さらに、生理活性成分及びポリマーの複合体を用いることができる。生理活性成分は、例えば、生体に作用する生体セラミック及び／またはガラス、ヒドロキシアパタイト（ＨＡ）、リン酸三カルシウム（ＴＣＰ）などの他のリン酸カルシウム、ＨＡ／ＴＣＰなどの異なるリン酸カルシウムの組合せ、炭酸カルシウム及び／または硫酸カルシウムなどを含む。
【００４０】
インプラントに対する縫合糸の接着性は、縫合糸と予備成形体の接触領域に塗布される、または予備成形体材料に混合された接着促進剤を用いることによって、さらに高まる。例えば、予備成形体材料より低融点のポリマー（または完全なアモルファスポリマー）及び／または予備成形体より低モル質量を有するポリマーを、ポリマー製インプラント本体と縫合糸との間の接着促進剤として用いることができる。
【００４１】
一実施例によると、インプラントは、自己補強性ポリマー製の予備成形体材料、つまり、特定の分子配向及び／または少なくとも１つのねじりまたは引っ張り方向において強度が増す補強成分を含む材料から製造される。長手方向におけるねじり強度は、図１Ｉに示すものと同様の構造、及び使用中に横断方向の力を受ける同様のインプラントの構造において、特に重要である。熱成形中にインプラントの表面に質感が施される場合、予備成形体の弛緩が制限または制御されているならば、その質感において自己補強構造が維持される。例えば、圧縮長さは十分に短く、温度は自己補強性ポリマーの融点より低いことが好ましい。また、自己補強性予備成形体は、前述したように予備成形体が加熱下及び加圧下にある間、圧縮方向において予備成形体の初期長さの２０％、特に１０％未満に圧縮されることが好ましい。さらに、予備成形体材料は、熱成形サイクルの間、ねじり力や圧縮力などを受け続けることが好ましい。
【００４２】
圧縮持続時間は、１０分未満、特に６０秒、典型的には１〜６０秒未満が好ましい。
【００４３】
図５Ａ及び５Ｂは、従来の自己補強性インプラントと、本発明による自己補強性インプラントとの相違を示している。図５Ａの従来の方法で加工されたインプラントでは、点線を用いて示した自己補強性が、インプラントの突出部領域で中断されている。図５Ｂに示す熱成形されたインプラントは、自己補強性を連続維持しているため、より強固な突出部を作り出している。これは、溝などの他の形状においても同様である。
【００４４】
インプラント予備成形品の自己補強は、例えば、自由またはダイ延伸、二軸延伸、圧縮、延伸と組み合わせた液圧押出しまたはラム押出しなどの固相変形によって達成可能である。本発明の材料の製造に適用される方向付け及び／または自己補強技術は、本願においてその開示内容を引用して援用する米国特許第４９６８３１７号、欧州特許第０４２３１５５４号、欧州特許第０４４２９１１号、フィンランド特許第８８１１１号、米国特許第６２２１０７５号、米国特許第４８９８１８６号などの多くの刊行物に記載されている。
【００４５】
一実施例によると、熱成形されたインプラントは、２つ以上の別々の縫合糸を機械的に接合するものである。つまり、少なくとも２つの縫合糸が、熱成形加工の開始に先立ってキャビティに入れられ、すべて、加熱及び加圧によってインプラントに接着されるようになっている。１つのインプラント本体に接合される複数の縫合糸を有するこの種のインプラントは、同タイプ、または特に異なるタイプの縫合糸を接合する際に用いることができる。つまり、本発明は、例えば、材料、強度、径、生体吸収性または市場価格などに関して、異なる特性をもつ縫合糸どうしを接続する際に用いることができる。
【００４６】
一実施例によると、本願の装置は、生体吸収性部分（例えば、体内に残されるインプラント及び／または縫合糸部分）と生体固定部分（例えば、装置の挿入／固定を補助する縫合糸部分）とを備える。
【００４７】
縫合糸の一端または両端は、外科用縫合針に永久的または非永久的に接合されて、使用可能な状態の外科用器具を形成する。
【００４８】
以下、図２〜４を用いて、本発明を実施するに適した熱成形方法及び熱成形装置をさらに詳細に記載する。
【００４９】
一実施例によると、熱成形方法は、
縫合糸２２を準備する工程と、
予備成形体２０に、縫合糸を受けるための挿通領域または他の幾何学的形状の固定領域を設ける工程と、
縫合糸２２を挿通領域または他の固定領域に通す工程と、
縫合糸２２を含む予備成形体２０を成形型に載置する工程と、
予備成形体２０を、予備成形体を縫合糸に圧縮するのに充分高いながらも、縫合糸を損壊するほど高くない所定の圧力及び温度で加熱する工程とを有する。
【００５０】
一実施例によると、成形型は、加熱可能な第１型部材、及び第２型部材、つまり、第１型部材に対して可動であるピストンを有する。成形中、縫合糸を予備成形体内に維持することができるよう、第１または第２型部材、または縫合糸が貫通している場合は両型部材に少なくとも１つの孔を設けている。予備成形体の加熱は、第１型部材を加熱することによって行われる。加圧の一部は、ピストンを第１型部材に対して移動させることによって行われる。ピストンは、典型的には縫合糸の方向に沿って動き、キャビティに任意の圧力を付与する。
【００５１】
第１型部材は、好ましくは、ピストンの移動方向に直交する方向で互いに圧縮可能な少なくとも２つの成形半型を備えている。キャビティ２５は、開放可能な成形型部材によって形成される。好ましくは、成形型は、典型的には水平圧縮を行う２つの第１型部材２４Ａ、２４Ｂと、垂直圧縮を行う第２型部材２６とを備える。縫合糸２２は、成形型部材に、またはその間に設けられた１つ以上の孔からキャビティに通される。典型的な実施例では、ピストンとして機能する第２型部材２６は、縫合糸２２よりわずかに大きい径（例えば０．０１〜０．２ｍｍ）の貫通孔を有する。
【００５２】
ちなみに、成形型の構成は、他の配向であってもよく、圧縮方向は、斜めから垂直まで変更することができる。別の例では、第１型部材２４Ａ、２４Ｂが垂直圧縮を行い、第２型部材２６が水平圧縮を行う。さらに別の例では、両方の圧縮が水平面で行われる。
【００５３】
圧縮はまた、もともと多方向で行われてもよく、これは、例えば、静水圧縮によって行うことができる。
【００５４】
熱成形方法によって、インプラント全体２８が最終的な構成となり、縫合糸がインプラントに一体結合される。従って、キャビティ２５は典型的に、質感を備えた内壁を有しており、これに対応した表面質感を備えた組織固定インプラント２８を製造するようになっている。
【００５５】
一実施例によると、この方法は、第１工程として、予備成形体自体を製造する工程を有する。これは、インサートまたは射出成形、押出し成形、機械加工などの従来の樹脂加工方法によって行うことができる。予備成形体の製造はまた、自己補強を含み、これにより、より強固な最終製品が提供される。これは、熱成形方法が、自己補強分子配向の大部分、または少なくとも主要部分が、加工中維持されるようになっているためである。
【００５６】
熱成形方法においては、予備成形体材料は、一般的に、Ｔｇより高くＴｍ未満の範囲の温度まで加熱され、最終的な形状は、加熱と加圧の同時存在、よって、類似する圧縮成形によって達成される。例えば、ポリラクチド製インプラントの場合、最適温度は、６５℃〜１７０℃、特に１１０℃〜１５０℃の範囲である。特に、自己補強性インプラントを製造する場合、予備成形体は、予備成形体を縫合糸に圧縮するのに十分に高いながらも、予備成形体の自己補強性が完全に低下しない程度に十分に低い所定の圧力及び温度で加熱される。
【００５７】
実際的な例によると、製造方法は以下の工程を有する。
１．縫合糸を、筒状のポリラクチド製ビレット（予備成形体）の中心孔に通す。
２．縫合糸を、プランジャ（ピストン）の微小孔に通す。
３．縫合糸を緊張させたまま、ビレットを成形型内に載置する。必要であれば、縫合糸の他端を、キャビティの第２孔に通す。
４．成形型を閉じる。
５．成形型の温度を任意のレベルまで上げる。
６．プランジャの動きを利用して（及び、当然ながら成形型を固く閉じた状態を保持したまま）、圧縮力をビレットに付与する。
７．任意の圧縮時間後、成形型を室温まで冷却し、成形型を開放する。
【００５８】
図３は、本発明の一実施例による成形装置を示している。この装置は、固定成形型部材３４Ａ用の第１ホルダー３７Ａと、可動成形型部材３４Ｂ用の水平方向可動ホルダー３７Ｂとを備えた本体３９を有している。当該装置は、成形型部材３４Ａ、３４Ｂを互いに対してしっかりと押し付ける手段を有している。共に成形型を形成する成形型部材３４Ａ、３４Ｂは、任意の製品の形状に対応するキャビティ３５を形成し、ピストン３６がキャビティを縦方向に圧縮することができるような形状を有する凹部を備えている。成形型部材３４Ａ、３４Ｂはまた、成形型を加熱、冷却するために用いられる孔を備えている。ピストン３６の圧縮を行うため、当該装置は、キャビティの上方に位置する縦方向に可動の圧縮機３８を有している。
【００５９】
図４は、ピストン４６及び成形型４０の断面図である。ピストン４６は、上端部に幅広のフランジと、フランジから延びて、成形型４０のプランジャとして機能するプランジャ部を備えている。下部は、縫合糸のための細長い孔４５を備えており、使用される縫合糸（図外）によって、好ましくは、０．１〜１．０ｍｍの径を有している。この孔は、ピストン４６の上方に向かって広くなっており、縫合糸が容易にピストンに挿入されるようになっている。ピストンの上面は、溝（図外）を有しており、圧縮機（図３参照）がピストン４６と接触したときに、縫合糸が、この溝から出るようになっている。
【００６０】
成形型４０は、ピストン４６の経路、実際のキャビティ、縫合糸用の細長い孔を有している。さらに、成形型は、２セットの孔を有している。第１セット４３は、キャビティに隣接して形成されており、加熱抵抗器や加熱流体循環器などの加熱手段を受けるように構成されている。第２セット４４は、キャビティより離れて設けられており、冷却流体循環器などの冷却手段を受けるように構成されている。
【００６１】
ちなみに、縫合糸は、ピストンを介してキャビティに挿通する必要はなく、主成形半型またはこれらの半型の間にあるチャンネルを通してもよい。さらに、図１Ｂ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈに示す構造体を製造するには、成形型の外側に「開放した」縫合糸用のチャンネルを有する必要はまったくない。これらの場合では、成形型の内壁に内部「閉鎖」チャンネルを有していればよく、この中に、成形型を閉じる前に、適切に切断された縫合糸を挿入して、縫合糸の一部が予備成形体またはその内部に接触したままの状態になるようになっている。
【００６２】
下記の例は、本発明の利点をさらに明らかにするものである。
【実施例１】
【００６３】
非吸収性縫合糸と生体吸収性ポリラクチドとを接合するいくつかの方法がテストされ、これらの実験では、熱成形方法が、最も好適な結果を生んだ。第１の熱成形実験は、成形型プレートの間に、ポリラクチド製ビレットを水平方向に載置することによって行われた。これらの第１実験では、縫合糸の引っ張り強度より引き抜き力が低かったが（引っ張り強度は５３．８Ｎ）、負荷は許容可能なレベル、つまり、規則的に３５Ｎ以上であった（ノットのある縫合糸引っ張り強度は３０Ｎ以下）。実験の結果を図６に示す。比較として、テストされた他の技術（溶剤接着、縫合糸に通したワイヤを用いた溶液などを含む）では、引き抜き力が７〜３５Ｎの範囲という結果になっている。
【実施例２】
【００６４】
縫合糸（ポリエステル）とポリラクチドとの間の接着性を高くするために、縦成形型を製造して、成形圧を上げ、加工をより正確にした。上記で詳述したように、ビレットを縦方向に位置合わせし、縫合糸をプランジャ（ピストン）に通した。
【００６５】
実験の結果を図７に示す。これらの実験により、ポリエステル製縫合糸とポリラクチドとの間の接着性を高くすることができることが証明された。サンプルのひとつの最大引き抜き力は５０Ｎ以上（平均４９．６５Ｎ）に達した。従って、インプラントと縫合糸との間の接着力は、単純な縫合糸の引っ張り強度に匹敵／類似するものであることがわかった。また、縫合糸は、製造工程中には損壊しないことも証明された。最大力では、縫合糸破損が見られたが、インプラント本体の内部からずれることはなく、高い接着性が示された。
【実施例３】
【００６６】
例２のものに類似した熱成形方法が、ポリラクチド製ビレット及びＨｉＦｉ縫合糸（ＵＨＭＷＰＥ）を用いて行われた。インプラント本体内部にノットがある縫合糸とノットのない縫合糸を有するインプラントのサンプルがテストされた。実験結果を図８に示す。インプラント内部にノットを有するサンプルのひとつの縫合糸の最大引き抜き力は６０Ｎ近く（平均５８．３±１Ｎ）まで達した。ＵＨＭＷＰＥ縫合糸を備えたノットのないインプラントは、サンプルのひとつで４５Ｎの引き抜き力を示した（平均４０．４±５．４Ｎ）。
【００６７】
インプラントの末端部内にある縫合糸において、ノットを有するサンプルは例２に示されるものより、高い引き抜き力を示した。
【実施例４】
【００６８】
例２及び３のものに類似した熱成形方法が行われた。ポリエステルとＨｉＦｉ縫合糸（ＵＨＭＷＰＥ）の両方を含むポリラクチドサンプルを製造し、インプラント本体と縫合糸との長期にわたる接着性を、３７℃でのリン酸塩緩衝液における試験管内浸漬実験を用いて１２週間内に何度か分析した。ポリエステル製縫合糸のサンプルは、すべてノットはなく、ＨｉＦｉ縫合糸標本はすべて、インプラントの末端内にひとつのノットを有していた。
【００６９】
図９に、試験管内実験の結果を示す。実験の結果によると、縫合糸／インプラントの材料の両方の組合せが、追跡期間の１２週間を通じて、初期の強度レベルを維持した。図に示されている比較的大きな測定標準偏差は、サンプルをテストするために用いられた手作業による製造工程によるものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図１Ｉ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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