(57)【要約】  大腿顆とこれに対応する脛骨プラトーの間の膝関節区画内へ外科的に移植されるプロテーゼ（１００）が、下面（１０４）と、反対側の上面（１０６）と、前記上面と前記下面との間に延在する周縁部（１１２）とを具える本体部（１０２）を具える。本体部は、第１部分と、少なくとも１の第２部分とを有し、前記少なくとも１の第２部分が、プロテーゼの機構的な機能を低下させることなく少なくとも１の有効成分を蓄え、前記膝関節区画内へ放出するように構成されている。【選択図】図１
2009523501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大腿顆とこれに対応する脛骨プラトーの間の膝関節区画内へ外科的に移植されるプロテーゼにおいて、当該プロテーゼが：
下面と、反対側の上面と、前記上面と前記下面との間に延在する周縁部とを具える本体部であって、第１部分と、少なくとも１の第２部分とを有する本体部を具え、前記少なくとも１の第２部分が、前記プロテーゼの機構的な機能を低下させることなく少なくとも１の有効成分を蓄え、前記膝関節区画内へ放出するように構成されていることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記第２部分がほぼ中央に配置されて前記第１部分に囲まれていることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項３】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記少なくとも１の第２部分がほぼ周辺部に配置されて前記第１部分を囲んでいることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項４】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記第２部分が前記プロテーゼの荷重支持面を具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項５】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記第２部分が前記プロテーゼの非荷重支持面を具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項６】
請求項５に記載のプロテーゼにおいて、前記第２部分が前記周縁部に沿って配置されていることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項７】
請求項６に記載のプロテーゼにおいて、前記有効成分を蓄え、放出するために、前記周縁部がその少なくとも一部に沿った凹部を具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項８】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記第２部分が、治療作用期間中、前記有効成分を蓄え、放出するよう構成された一時的な部材を具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項９】
請求項８に記載のプロテーゼにおいて、前記一時的な部材が前記周縁部に取付られていることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項１０】
請求項８に記載のプロテーゼにおいて、前記第１部分が一時的な部材を具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項１１】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記第２部分が、互いに対して移動可能な上側部材及び下側部材を具えるポンプ構造であって、有効成分を蓄えて前記上側部材と前記下側部材が相対運動するときにここから放出するよう構成されているポンプ構造を具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプロテーゼがさらに、前記上側部材と前記下側部材との間に配置された内部材料であって、前記有効成分を蓄えるように構成されている内部材料を具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項１３】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記第２部分が、前記有効成分を蓄えるためのリザーバを具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項１４】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記第２部分が、前記有効成分を放出するための浸出穴を具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項１５】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記第２部分が、前記有効成分を収容する表面コーティングを具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項１６】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記第２部分が、その中にしみ込んだ前記有効成分を具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項１７】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記第２部分が、異なる複数の材料から構成されることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項１８】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記第２部分が、前記有効成分を連続的に放出するように構成されていることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項１９】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記第２部分が、異なる複数の有効成分を放出するように構成されていることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項２０】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記少なくとも１の第２部分が、特異的に浸透膜として機能する大きさの穴を具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項２１】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記本体部が、内部に埋め込まれた圧電性結晶を具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項２２】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記第１部分が、有効成分を蓄え、放出するように構成されていることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項２３】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記本体部は、平面図においてほぼ楕円形であることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項２４】
請求項１に記載のプロテーゼにおいて、前記本体部が、前記膝関節のいずれの固定手段からも自由であり、関節動作において、前記膝関節区画内で移動可能に構成されていることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項２５】
大腿顆とこれに対応する脛骨プラトーの間の膝関節区画内へプロテーゼを外科的に移植する方法において、当該方法が：
下面と、反対側の上面と、前記上面と前記下面との間に延在する周縁部とを具える本体部であって、第１部分と、少なくとも１の第２部分とを有する本体部を具えるプロテーゼを提供するステップであって、前記少なくとも１の第２部分が、前記プロテーゼの機構的な機能を低下させることなく少なくとも１の有効成分を蓄え、前記膝関節区画内へ放出するように構成されているステップと；
前記膝関節区画を外科的に露出するステップと；
前記プロテーゼを前記膝関節区画内へ挿入するステップとを具えることを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法がさらに、前記本体部に前記有効成分を表面コーティングとして設けるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２５に記載の方法がさらに、前記本体部内に前記有効成分をしみ込ませるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２５に記載の方法がさらに、前記本体部の表面を擦ることによって前記有効成分を放出するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２５に記載の方法がさらに、前記本体部からの拡散によって前記有効成分を放出するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２５に記載の方法がさらに、前記有効成分と前記本体部との間の結合を分断することによって前記有効成分を放出するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２５に記載の方法がさらに、前記有効成分を皮膚面の外側から補充するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項３２】
身体の関節内への外科的に移植されるプロテーゼにおいて、当該プロテーゼが：
下面と、反対側の上面と、前記上面と前記下面との間に延在する周縁部とを具える本体部であって、互いに対して移動可能な上側部材及び下側部材を具えるポンプ構造であって、有効成分を蓄え、前記上側部材と前記下側部材が相対運動するときにここから放出するように構成されているポンプ構造を具える本体部を具えることをことを特徴とするプロテーゼ。
【請求項３３】
請求項３２に記載のプロテーゼがさらに、前記上側部材と前記下側部材との間に配置された内部材料であって、前記有効成分を蓄えるように構成されている内部材料を具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項３４】
請求項３２に記載のプロテーゼにおいて、前記ポンプ構造が、前記有効成分を放出するための穴を具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項３５】
請求項３２に記載のプロテーゼにおいて、前記上側部材と前記下側部材とが互いに収まることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項３６】
請求項３２に記載のプロテーゼにおいて、前記上面が前記上側部材を具え、前記下面が前記下側部材を具えることを特徴とするプロテーゼ。
【請求項３７】
請求項３２に記載のプロテーゼにおいて、前記身体の関節が、大腿顆とこれに対応する脛骨プラトーの間の膝関節区画を含むことを特徴とするプロテーゼ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００６年１月１３日に出願された米国暫定出願シリアルナンバー６０／７５８，７３９の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、有効成分を具える外科的に移植可能なプロテーゼに関する。
【背景技術】
【０００３】
身体の構成部分を増強又は交換する組織移植は、一般に、これらの構造及び機能に専用のものである。すなわち、これらは、傷や病気のために失ったり損傷した身体の構成部分に対してほぼ同等の機能的な代替物を提供するように設計されるものであり、追加の機能を有するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
規定に従い、ここに本発明の詳細な実施例を開示する；しかしながら、開示した実施例は、本発明の例示にすぎず、様々な及び代替の形で実施しうることを理解されるべきである。図面は必ずしも原寸ではなく、いくつかの機構は、特定の構成部品の詳細を説明するために拡大されるか最小化されている。それゆえ、ここに開示した具体的な構造や機能についての詳細は、限定ではなく、本発明を様々に実施しうるように当業者に教示するための代表例にすぎないと解釈されるべきである。
【０００５】
本発明は、整形外科又は他の荷重支持のプロテーゼなど外科的に移植可能なプロテーゼを含んでおり、これは薬理学又は生物学的な有効成分を組み込み、放出するように構成されうる。ここで使用される言葉「有効成分」は、薬理学又は生物学的な効果や同種のものを有する様々な物質や原料又は物質や原料の組合せを含むと理解される。本発明によるプロテーゼは、有効成分と共に追加の特性や機能を提供するものであり、プロテーゼの構造又は機構的な機能を低下させるものではない。これは、生物的な再吸収に依存して最終的にはプロテーゼを破壊してしまう従来のほとんどの器具とは対照的であり、従来技術の器具は、細胞の再生と基質／キャリアの低下の割合が１：１でないかぎり、再生過程を通じて十分な有効性を有することができない。
【０００６】
本発明によるプロテーゼは、内部の損傷した組織を交換するために身体の関節内へ外科的に移植可能であるように設計されている。プロテーゼは、骨をほとんど又は全く切除しないことが要求される膝の区画への侵襲を最小限にした外科的な移植をするのに好適な単一の区画器具として構成されてもよい。膝の区画は、普通、生来の半月板の一部がある大腿顆とそれぞれの脛骨プラトーの間の空間によって規定され、ここで、「単一の区画」は、中間又は側部の区画をいう。しかしながら、プロテーゼは膝への使用に限定されるものではなく、腰、肩、手首、親指、つま先、足首や肘など膝以外の関節にも使用できると理解されるべきである。
【０００７】
膝関節の自然な関節動作の際、プロテーゼが脛骨プラトーに対しその側部／中間および／または前後方向に移動又は変化するように、本発明によるプロテーゼを移動可能にしてもよい。プロテーゼは、膝の関節動作において第１の位置から第２の位置へ移動するとき、膝の関節の連結が逆戻りしてもとの膝の位置に達するに伴い、ほぼ元の位置へ戻るように自動位置調整式でもよい。代替的に、プロテーゼは固定されてもよい。損傷した関節材料を効果的に交換することによって、本発明のプロテーゼは、正常な関節構成を回復させて、関節の安定性を改善し、大腿顆を関節で繋ぐことができる滑らかな支持面を提供する。
【０００８】
はじめに図１を参照すると、本発明の一態様によるプロテーゼは、全体として参照数字１００によって示されている。プロテーゼ１００は、下又は頸骨面１０４及び反対の上又は大腿骨面１０６を有する本体部１０２を具える。本発明の一態様によると、下面１０４は一般に凸面を具え、上面１０６は一般に凹面を具える。しかしながら、本発明によれば下面１０４及び上面１０６の外形は、ほぼ凸状からほぼ平らなそしてほぼ凹状にわたる他の外形もすべて企図されている。また、ここに使用される言葉「凹」及び「凸」は、所定の半径の曲率を有する記載した面に制限されるものではなく、面の一般的な外観を示すために使用されることを理解される。
【０００９】
本体部１０２はさらに、下面１０４と上面１０６の間に延在する周縁部１１２を具え、第１側部１１４と、第１側部１１４と反対の第２側部１１６と、第１端部１１８と、第１端部１１８と反対の第２端部１２０とを有する。図示するように、プロテーゼ１００の周囲に沿った縁部は丸みを帯びている。図示するように、本体部１０２は平面図においてほぼ楕円形である。ここに使用される「ほぼ楕円形」という言葉は、横方向よりもある方向に長く、丸みを帯びた角部を有するほぼ平らな形である全ての構造方法を包含していることを意図する。しかしながら、プロテーゼ１００はいずれか特定の形に限定されるものではない。
【００１０】
本発明の一態様によると、プロテーゼ１００は、比較的硬く、比較的高弾性率の材料で作られる。好適な材料には、たとえば、鋼やチタンなどの金属、合金、セラミックス、強化及び非強化熱硬化性又は熱可塑性高分子が含まれる。ここに使用される「硬い」という言葉は、欠損部内へほぼ変形することなく頸骨又は大腿骨の欠損を補い、プロテーゼの凹んだ又は非接触領域を提供することができる材料を説明するために使われる。この方法では、損傷した領域は静的及び動的負荷や摩耗にさらされることがなく、これによって、機能に対する身体の自然な再生能力の機会が増える。本発明のプロテーゼは、健康的な組織への負荷を再分配して欠損領域を補い、炎症、病気、又は他の損傷を被った領域を再生することができる。もちろん、プロテーゼは、ヒドロゲル剤などの柔軟な材料で構成してもよいと理解される。
【００１１】
プロテーゼ１００は、必ずしも単一の材料のみから作られる必要はなく、複合構造を使用してもよい。材料には、ナイロンなどのエラストマー重合体、シリコン、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエステルや同種のものなど、任意にヒドロゲルなどの繊維強化又は粘弾性の材料や、その他の親水性材料、疎水性材料が含まれる。また、生物細胞を含むことができる生体適合性ポリマーなどの材料も使用できる。
【００１２】
有効成分は、様々な方法で本発明のプロテーゼ１００内に提供される。たとえば、有効成分は、プロテーゼ１００の表面に適用される粘着剤などのコーティングや、粉状の噴霧タイプとして取り入れられてもよい。表面コーティングは、プロテーゼ１００の荷重支持（例えば、関節）面、プロテーゼ１００の非機能（例えば、周囲）面や、様々なプロテーゼ１００のその他の面に設けられてもよい。有効成分は、プロテーゼ１００の表面を擦ることによって供給されてもよいし、プロテーゼ材料を通した拡散によって放出されてもよく、また、有効成分とプロテーゼとの間の結合が分断されると放出されるようにしてもよい。表面コーティングは、プロテーゼに所望の粗い面が得られるまで表面を処理するなど様々な処理によって適用されてもよい。粗くされた面は、その後、表面コーティングの沈殿に曝される。有効成分は、プロテーゼ１００上に電気めっきされてもよい。もちろん、本発明において表面コーティングを適用する他の方法を十分に考えることができる。
【００１３】
本発明の別の態様によると、プロテーゼ１００はその中にしみ込んだ有効成分を具えてもよく、ここではプロテーゼ１００を構成する材料の多孔性が有効成分の量と放出率を調整する。有効成分をプロテーゼ１００内へ組み込むために、有効成分の粉、水溶液、又は懸濁物のいずれか一つをプロテーゼ材料と組み合わせることができる。有効成分の水溶液を収容している槽の中へプロテーゼ１００を配置して、有効成分がプロテーゼ材料内へ分散できるようにすることによって、有効成分がプロテーゼ１００内へ取り入れられてもよい。有効成分は、プロテーゼ１００の材料に結合されてもよく（例えば、化学的に）、プロテーゼ１００の材料に物理的に分散されてもよい。有効成分は、プロテーゼ材料を通した分散によって放出されてもよく、有効成分とプロテーゼとの間の結合が分断されると放出されるようにしてもよく、又は、プロテーゼ１００の表面を擦ることによって供給されてもよい。
【００１４】
プロテーゼ１００の構造用の好適な材料には、有効成分を時間とともに浸出する一方、プロテーゼ１００の構造的な機能及び物理的な形状を維持できる多孔質セラミック、金属、又はヒドロゲル材料が含まれるがこれに限定されない。材料は、細胞の侵襲による破壊から有効成分を保護する手段であると同様に、細胞又はタンパク輸送を方向によって特異的に制限する浸透膜の機能を有する大きさの穴を具えるように選択されてもよい。一実施例では、有効成分は、たとえば、電磁場パルスを与えるためにプロテーゼ１００内に埋め込まれた圧電性結晶を含み、これは、関節軟骨成長を促進する改良された環境を提供する。
【００１５】
本発明の別の態様によると、有効成分は、キャリア内に含まれ、生物分解性のプロテーゼ１００内に配置される。例えば、手術の後に、水２ｍｌ中ヒアルロン酸ナトリウム２０ｍｇ（Ｈｙａｌｇａｎ（登録商標））が、通常、注射（例えば、１週間に３乃至５回注射）によって患者に投与される。同等の量が、本発明によるプロテーゼ１００によって連続的に換算量を供給するよう設計されたキャリア中にヒアルロン酸ナトリウムを入れることによって投与されてもよく、結果的に関節の炎症を少なくして患者の苦痛を緩和する。
【００１６】
キャリアのための好適な材料には、被覆金属などの金属材料が含まれ、有効成分は外側面に配置されてもよい。多孔質金属を使用する場合、有効成分は、材料内に設けられた穴の内部に収容されてもよい。生体適合性があり生物分解可能なポリウレタンなどポリマー材料が代替的に使用されてもよい。光重合可能で生物分解可能なヒドロゲルやＰＶＡ（ポリビニルアルコール）ヒドロゲル、このような材料の他のものが、組織に接触する材料及び調整された放出キャリアとして本発明によって使用されてもよい。
【００１７】
図１乃至４に記載された本発明の一態様によると、有効成分は、プロテーゼ１００内の内部空洞１２８内などの内部に収容される（図３及び４参照）。この場合、有効成分は、浸出穴１３０を通ってプロテーゼ１００の外側へ分布する。浸出穴１３０は、図示するように下面１０４と上面１０６の両方に設けられるか、代替的に上面１０６のみ、下面１０４のみ、又は周縁部１１２に設けられてもよい。浸出穴１３０は、特定の有効成分に対して好適な様々な大きさや数にしてもよいし、大きさが選択可能な材料の通路を用いてもよく、浸透挙動を示してもよい。このように、浸出穴１３０の構造は、特定の治療を必要とする場合に、特定の有効成分の放出を確実に調整するように使用されてもよい。さらに、有効成分は、プロテーゼの構造材料と一体的に形成されるマイクロバルーン内に収容されてもよい。
【００１８】
図５及び６に示すように、プロテーゼ１００は、有効成分の供給を補助する機械的なポンプ構造１４０を具える。ポンプ構造１４０は、内部に収容されて互いに対して移動可能な上側部材１４２及び下側部材１４４を具える。上側部材１４２、下側部材１４４、又は両方は、有効成分を放出するための穴１４６を具え、上側部材１４２及び下側部材１４４は、様々な好適な材料から形成することができる。ゲルやスポンジのような材料などの内側材料１４８は、上側部材１４２と下側部材１４４の間に配置される。プロテーゼ１００に作用する力によって、上側部材１４２と下側部材１４４が相対的に動いて、これは、内側材料１４８を圧縮してここから有効成分を供給する機械的なポンプとして動作する。ポンプ構造１４０は、これが本体部１０２によって囲まれるか、上側部材１４２及び下側部材１４４がプロテーゼ１００のそれぞれ上面１０６及び下面１０４から構成されるかしてプロテーゼ１００内に配置されると理解される。このように、ポンプ構造１４０は、それぞれの移植に必要な様々な大きさや形状、構造にすることができる。
【００１９】
図７を参照して、本発明の別の態様によると、有効成分は、プロテーゼ１００の凹部やくぼみ内に収容される。一実施例では、くぼみは、有効成分の拡散が早すぎないようにいずれの対向する荷重支持又は機能面とも接触しないが有効成分が移動できるように身体の液体と接触しうるよう構成されているプロテーゼ１００の領域に配置される。くぼみは、例えば、有効成分を収容して放出することができるプロテーゼの周縁部１１２の非荷重支持部内に形成された溝１５０や他の凹部の形でもよい。くぼみは、プロテーゼ１００内へ一体的であっても、プロテーゼ１００自体の第１の材料内に収容されてもよい。代替的に、くぼみは、第２の材料に設けられてもよい。プロテーゼ１００の残りの部分が、有効成分を収容し、放出するように構成されてもよいと理解される。また、この意図した役割を果たす過程中の有効成分の損失によって、プロテーゼ１００の外側の物理的な寸法は、変化して、変化しなくてもよい。作用期間が終了した後、プロテーゼ１００全体又はこの一部分のみが、完全な多孔質状態で残っていてもよい。
【００２０】
本発明によるとプロテーゼ１００は、治療作用の期間後に分解するか取り除かれるように設計された少なくとも１の一時的な部材を具える。例えば、図８に記載するように、プロテーゼ１００は、例えばアルギン酸繊維から構成されるパッド１６０を具え、これは、再建外科の後すぐに使用される有効成分を保持する。パッド１６０は荷重を支持せず、その代わりに、再生過程の間に有効成分を分泌するよう周縁部１１２などのプロテーゼ１００の非機能面に配置される。代替的に、パッド１６０は、プロテーゼ１００の荷重支持位置に配置されてもよい。パッド１６０や、様々な位置、大きさ、形状、又は材料構成のプロテーゼ１００の他の一時的な部分が十分に考えられると理解される。パッド１６０の使用の一例として、軟骨移植の後に移植の成功を高めるＨＡ、成長因子、又は他の材料が、所定の時間にわたって所定の割合で関節カプセル内へ有効成分を分泌するパッド１６０の関節カプセル内に配置される。
【００２１】
本発明の別の態様によると、プロテーゼ１００の大部分又は全体さえ、一時的な部材として構成できる。この場合、プロテーゼ１００は、はじめにこの作用機能と共に機構的又は物理的機能を提供し、プロテーゼ１００は、所定の期間経過後、部分的又は完全に身体に再吸収されるように設計される。この方法では、プロテーゼ１００は、例えば、軟骨移植の範囲にわたって保護層を提供するなど一時的な構造及び作用機能を提供することができ、プロテーゼ１００は、軟骨が確実に成長したら再吸収されるように設計されてもよい。
【００２２】
図９及び１０を参照すると、プロテーゼ１００は、第１部分１７０と、少なくとも１の第２部分１７２とを具え、第２部分１７２は、プロテーゼ１００の機能面を提供し、有効成分を放出する能力を提供する。例えば、膝のプロテーゼの場合、第２部分１７２は、半月板の機能を果たすか、そうでなければ荷重支持又は機能面を提供し、また、有効成分を収容するように構成されてもよい。第２部分１７２は、プロテーゼ１００を形成するために、機械的（例えば、スナップ式）、化学的、又は別の方法で第１部分１７０に取り付けられ、第１部分１７０及び第２部分１７２は、同じか異なる材料で作られてもよい。第２部分１７２は、表面コーティングとして適用される有効成分を分布させるのに好適な様々な構造のリザーバ１７４を具えるか、ここに組み込まれた有効成分を具えるか、他の様々な方法によって有効成分を含み、放出してもよい。第２部分１７２を中央に配置して、第１部分１７０によって囲まれるようにここに示しているが、第１部分１７０及び第２部分１７２は、この特定の大きさや構成に限定されない。第１部分１７０は、有効成分を収容し、放出するように構成されてもよい。
【００２３】
図１１に記載するように、本発明によるプロテーゼ１００は、有効成分を連続的、特異的、又は同時に分散できる２又はそれ以上の第２部分１７２を具える。複合的な第２部分１７２は、有効成分を収容するリザーバを具えるか、ここに組み込んだ有効成分を具えるか、さまざまな機構によって放出する様々な手段で有効成分を収容してもよい。一例では、第２部分１７２は同じ材料から構成されているが、異なる有効成分を収容できる。別の例では、おそらく異なる割合で放出するために第２部分１７２は異なる材料から構成されるが、同じ有効成分を収容できる。しかしながら、様々な第２部分１７２には様々な材料や有効成分の組合せが十分に考えられると理解される。第２部分１７２は、様々な数や、大きさ、プロテーゼ１００内の位置にすることもできる。また、第１部分１７０を有効成分を収容して放出するように構成してもよい。
【００２４】
有効成分は、一度に、あるいは短期間か持続的な放出のいずれかの時間放出ベースでプロテーゼ１００から施与される。上記のように、有効成分は、プロテーゼ１００の構造及び他の機能を低下することなく生物吸収により分布される。プロテーゼ１００の移植の後に、有効成分は、注射、ポンプ、又は他の手段によってプロテーゼ１００内に皮膚面の外側から補充できる。
【００２５】
本発明によると、有効成分によって提供される追加の特性や機能には、例えば、抗炎症機能を提供するような鎮痛剤の作用が含まれてもよい。例えば、手術後の痛みなどの短期間の痛みを管理して和らげるような麻酔作用を提供することもできる。また、麻酔作用を使用して、長期の痛みを管理することもできる。有効成分によって提供される別の機能によって、健康な身体や関節状態を促進することができ、ここで、有効成分は、骨や軟骨の成長など健康な細胞成長を促進するための追加的な栄養や他の化学物質の形で提供されてもよい。栄養及び化学物質は、関節材料の再生を促進して関節の連結面を回復するために提供されてもよい。所望される組織再生の割合及び質を増進させることは、特に、組織と骨の成長が所望される場合に移植の拒否率を低下させる。
【００２６】
さらに、移植環境への追加的な反応抑制剤の形で有効成分を提供することによって、病的な細胞、酵素、タンパク質や他の活性を減らすことができる。このような反応抑制剤は、通常、さらなる関節悪化に至る望ましくない細胞や化学物質の生産を抑制する。これは、プロテーゼ１００が、無傷の関節の要素をそのままにするのに特に有用である。このアプローチは、関節固定に至る繊維性の過成長を止め、また、軟骨を破壊するマトリクス・メタロプロテイナーゼ（ＭＭＰ’ｓ）など破壊酵素の生産を抑制する。さらに、本発明によるプロテーゼ１００は、関節環境へ追加の潤滑を有する有効成分を提供することによって適切な関節機能を実現することができ、これによって、関節の機構的な機能が改良され、損傷及び損傷破片の形成を減らし（例えば、骨溶解の発生を減らす）、プロテーゼの寿命を長くする。
【００２７】
従って、有効成分には、痛みレセプタ（すなわち、リドカイン、ノバカイン、マーカインなど）を阻害するように設計された様々な薬剤、鎮痛薬、又は孔炎症反応を誘発する様々な他の薬剤（例えば、コーチゾン、ナクソプレン(naxoprene)、イブプロフェンなど）、抗生物質／抗菌剤（例えば、抗菌機能としての金属カチオンの放出）、免疫賦活剤又は免疫抑制剤、酵素（骨形成ポロモータ、軟骨刺激酵素、成長因子、ヒアルロン酸シンターゼを含むが、これに限定されない）、抗凝血剤（例えば、血栓症プロモータ又は抑制剤）、診断手段（例えば、免疫蛍光マーカ又は放射性同位体など）、及び上記いずれかを生産する生物細胞培養物が含まれる。
【００２８】
本発明による有効成分として使用される薬剤には、非タンパク性とタンパク性の薬剤が含まれる。非タンパク薬剤は、例えば、５−ＦＵ、マイトマイシンＣ、ダウノルビシン、ビンブラスチン、ＡＺＴ、ホルモン、および他の物質などの化合物を包含する。他の非タンパク性活性化合物には、鎮痛剤、食欲抑制剤、駆虫薬、抗菌剤、抗痙攣薬、抗真菌薬、抗うつ薬、抗生物質、抗ヒスタミン剤、抗潰瘍薬、高血圧治療薬、気管支拡張薬、免疫抑制剤、抗炎症剤、及び血糖を下げる薬剤が含まれるが、これに限定されない。
【００２９】
タンパク薬剤には、所望の治療効果を高めるような方法として免疫反応を緩和する際に関与する免疫調節剤及び他の生物反応の修飾因子が含まれる。生物反応の修飾因子の例としては、例えば、腫瘍壊死因子やインターロイキン、リンフォトキシン、マクロファージ活性因子、遊走阻止因子、コロニー刺激因子、インターフェロン、リンフォカインのような化合物などが含まれるが、これに限定されない。使用されるインターフェロンには、アルファ−インターフェロン、ベータ−インターフェロン、ガンマ−インターフェロン、及びこれらのサブタイプが含まれるが、これに限定されない。さらに、タンパク性薬剤に由来するか、これとは独立したペプチド又は多糖類フラグメントを組み込んでもよい。他の生物反応の修飾因子にはワクチンが含まれ、外来物質、通常、病原体やこのいくつかの分画が、ワクチンが関係する病原体に対する宿主免疫反応を改良するために使用される。タンパク性薬剤として作用する他の物質も十分に考慮される。
【００３０】
また、放射性同位体は、本発明とともに活性化合物として使用されてもよい。放射性同位体の例には、１２５Ｉ、１３１Ｉ、９０Ｙ、６７Ｃｕ、２１２Ｂｉ、２１１Ａｔ、２１２Ｐｂ、４７Ｓｃ、１０９Ｐｄ、及び１８８Ｒｅが含まれるが、これに限定されない。特定の糖の部分と結合する、通常植物材料から単離したタンパク質であるレクチンが有効成分として使用されてもよい。多くのレクチンは、細胞を凝集させて、リンパ球を刺激することもできる。使用可能な他の有効成分には、例えば成長因子、β−アミノプロピルニトリル（β−aminopropeonitrile）やｃｉｓ−４ヒドロキシプロリンなどのコラーゲン架橋結合抑制剤、結合抑止剤、抗体、サイトカイン、インテグリン、トロンビン、トロンビン抑制剤、プロテアーゼ、抗凝血剤、グリコサミノグリカン、脂質、（リポ）多糖、ホルモン、タンパク質、抗生物質、及び細胞増殖抑止剤などが含まれる。
【００３１】
他の有効成分も十分に考慮される。使用される有効成分の濃度は、成分の特性や生理的役割、所望される治療効果によって変えうる。有効成分の使用を通じて達成できる所望される医療的な効果として、化学療法、抗生物質治療、受胎調節、及び代謝調整があるが、これに限定されない。特定の有効成分のために特定の場合に所望される濃度は、当業者によって容易に確認できる。プロテーゼ１００内に組み込まれた有効成分は、プロテーゼ１００が移植された身体位置の外側で機能を提供してもよい。例えば、インシュリンが、膝関節に配置され、身体の他の部分に使用されてもよいプロテーゼから浸出されてもよい。
【００３２】
本発明によるプロテーゼ１００は、内皮細胞、筋肉細胞、繊維芽細胞、他の結合組織細胞を含むがこれに限定されない細胞培養を組み込んで増殖を支持してもよい。このような細胞株によって改良されたプロテーゼは、身体の物理的及び生理学的状態を変えるようにより良く構成されて調節されることができる。これらの細胞株は、これが一般に当業者によって既知の標準の細胞培養プロトコルによって生産された後に、本発明によるプロテーゼ内に組み込まれてもよい。例えば、細胞は、細胞培養培地に直接局所的に接種して培養することによって取り込まれてもよい。
【００３３】
本発明の実施例を図示して説明しているが、これらの実施例は、本発明の全ての可能な形を図示、記載することを意図するものではない。むしろ、この明細書中に使用されている言葉は、限定よりも説明のための言葉であり、本発明の意図及び範囲から外れることなく様々な変更を成しうることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の一態様によるプロテーゼの上面斜視図である；
【図２】図２は、図１のプロテーゼの下面斜視図である；
【図３】図３は、図１のプロテーゼのライン３−３の断面図である；
【図４】図４は、図１のプロテーゼのライン４−４の断面図である；
【図５】図５は、本発明の一態様によるポンプ構造を部分的に切り取った上面斜視図である；
【図６】図６は、図５のポンプ構造の正面立面図である；
【図７】図７は、本発明の一態様による有効成分を収容するくぼみを具えるプロテーゼの上面斜視図である；
【図８】図８は、本発明の一態様による有効成分を収容する一時的な部材を具えるプロテーゼの上面斜視図である；
【図９】図９は、本発明の一態様による有効成分を放出するための第２部分を具えるプロテーゼの上面斜視図である；
【図１０】図１０は、図９のプロテーゼのライン１０−１０に沿った断面図である；
【図１１】図１１は、本発明の一態様による有効成分を放出するための複合的な第２部分を具えるプロテーゼの上面斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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