(57)【要約】  体内及び関節部位に挿入され配置されるように構成された１つ又は複数の部分的又は完全に形成された構成要素の用意及び使用を含む、整形関節の磨耗面を形成または修正するための方法及びシステム。好適な実施形態においては、構成要素は部分的に硬化可能であって、一般に体外で形成されて徐々に関節部位の体内にて形成され、適合性及び長期にわたる性能が高められる。他の実施形態においては、関節部位に予備形成されたバルーン又は複合材料が挿入可能であり、さらに関節部位に適合するために、該当部位を流動性の生体適合物質で満たすことができる。さらなる他の実施形態においては、予備形成された構成要素が完全に硬化及び体外形成可能であって、さらに任意に関節部位に配置及び固定することができる。予備形成構成要素は、最小限の侵襲性で挿入できる十分な柔軟性を有するが、体内で必要とされる追加の所定形状を実質的に呈するのに十分な弾性を有する。
2005515810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
哺乳類の体内において整形関節を生成または修正するためのシステムであり、該システムが、支持骨に並置される少なくとも１つの主要な面及び相対する骨に並置される少なくとも１つの第二の主要な面を有するインプラントを提供するために関節部位に挿入し関節部位に配置するように構成された１つまたはそれ以上の部分的または全面的に予備形成された高分子構成要素を含み、
該システムにおいて、前記インプラントが、膝インプラントであり、膝の脛骨表面に配置されるように構成され、これに相合する第一の主要な面、及び膝の大腿顆に接して配置されるように構成された第二の主要な面を用意し、
かつ、該システムにおいて、前記第二の主要な面が該当部位におけるその性能を助長するために大腿骨滑り路を備え、前記滑り路がほぼ中央の窪み形状を有し、
前記インプラントが、該当部位における固定を改良するために脛骨プラトーの縁を越えて遠位方向に延びるように構成された１つまたはそれ以上の脛骨用突起をさらに備える、
システム。
【請求項２】
前記高分子構成要素が、体外モールドにおいて部分的または完全に硬化される生体適合物質からなる単一の予備形成構成要素の形で提供される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記脛骨用突起が脛骨プラトーの縁を越えて遠位方向に延びることによって前記脛骨プラトーの後部を捕捉するように構成され、前記予備成形構成要素の寸法が、前後寸法で約３０ｍｍから約６０ｍｍまでの間であり、内側−外側寸法が約２０ｍｍから約４０ｍｍまでの間であり、後部唇の最大厚みが約８ｍｍから約２０ｍｍまでの間またはインプラント中央の厚みより約３ｍｍから約１０ｍｍ大きい、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記インプラントが、前部固定のためにインプラントに組み込まれ部分的にインプラントから延びる少なくとも１つの補助的構成要素をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記補助的構成要素が、固定を改良するために関節部位の軟組織及び（または）骨に取り付けられるように構成された１つまたはそれ以上の突起を備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記突起が、体外成形工程中に前記予備形成構成要素に組み込まれるように構成される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記突起が、前記予備形成構成要素と一体に形成される縫合及び線維生体適合物質の少なくとも一方から成る、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
接着剤、縫合、ピン、ステープル、ねじ及びそれらの組み合わせから成るグループから選択される、前記インプラントを前記関節部位に固定するための１つまたはそれ以上の別個の構成要素をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
複数の予備形成構成要素が、手術現場で選択し使用するために対応する複数のまたはある範囲のスタイル及びサイズで用意される、請求項２に記載のシステム。
【請求項１０】
前記高分子構成要素のうち１つまたはそれ以上がポリウレタンから成る、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ポリウレタンが、ポリイソシアネート、短連鎖及び長連鎖ポリオールから調製され、かつ任意に疎水性添加剤、錫及び（または）アミン触媒及び酸化防止剤から成るグループから選択される１つまたはそれ以上の成分を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ポリウレタンが、芳香性ポリイソシアネート、ＰＴＭＯ及び短連鎖ジオールから成る、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記疎水性添加剤がヒドロキシル停止反応ポリブタジエンから成り、前記錫及び（または）アミン触媒がイソシアネート-ヒドロキシル反応を優先的に促進するように構成され、ＵＬ２２、Ｃｏｔｉｎ２２２、１,４−ジアザアビシクロ[２.２.２]オクタン（ｄａｂｃｏ）及びジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）及びそれらの組み合わせから成るグループから選択される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ポリウレタンが、芳香性、脂肪族及びアリルアキル・ジイソシアネート及びそれらの組み合わせから成るグループから選択されるイソシアネートから成る、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記イソシアネートが、トルエン・ジイソシアネート、ナフタリン・ジイソシアネート、フェニレン・ジイソシアネート、キシリレン・ジイソシアネート、ジフェニルメタン・ジイソシアネート、シクロヘキサン・ジイソシアネート、シクロヘキシル-ビス・メチレン・ジイソシアネート、イソフォロン・ジイソシアネート及びヘキサメチレン・ジイソシアネートから成るグループから選択される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記高分子構成要素が、サイトカイン、成長因子、自己成長因子、ヒドロキシアパタイト、コラーゲン及びそれらの組み合わせから成るグループから選択される生物学的に活性の物質が取り付けられている１つまたはそれ以上の表面を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記高分子構成要素の前記表面が、組織接着を促進するために反応性基を与えられまたはそれにより修正される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記反応性基が、前記高分子構成要素を製造するために使用される重合体によって与えられ、アミン、ヒドロキシ基またはその他の反応性または水素結合官能性から選択される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記滑り路が、その最も低い点で約０．５ｍｍｍから約５ｍｍのまで深さ、約２０ｍｍから約５０ｍｍまでの長さ、１０ｍｍから３０ｍｍまでの幅のほぼ中央の卵形の窪み形状を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記構成要素がカップ自体の平面に対して実質的に直交する前部カップ縁及び脛骨棘の対応する形状に合わせてテーパー形である後部近心縁を有するモールドにおいて予備形成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項２１】
前記モールドが、サイズ決定、前記関節部位との整合、インプラント厚み及び角度補正を制御できるように構成される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
型枠と骨の間に硬化性バイオポリマーを送り込めるようにするために、大腿骨表面に合わせて形成されこれに接して保持されるのに適する膝蓋骨−大腿骨関節型枠をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記高分子構成要素が、体外モールドにおいて部分的または完全に硬化されるポリウレタンから成る単一の予備形成構成要素の形状を有し、かつ、前記予備形成構成要素を含む前記インプラントが、前部固定のために前記インプラントに組み込まれこれから部分的に延びる少なくとも１つの補助的構成要素をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記ポリウレタンが、芳香性、脂肪族及びアリルアキル・ジイソシアネート及びそれらの組み合わせから成るグループから選択されるイソシアネートから成る、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記イソシアネートが、トルエン・ジイソシアネート、ナフタリン・ジイソシアネート、フェニレン・ジイソシアネート、キシリレン・ジイソシアネート、ジフェニルメタン・ジイソシアネート、シクロヘキサン・ジイソシアネート、シクロヘキシル-ビス・メチレン・ジイソシアネート、イソフォロン・ジイソシアネート及びヘキサメチレン・ジイソシアネートから成るグループから選択される、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記高分子構成要素が、サイトカイン、成長因子、自己成長因子、ヒドロキシアパタイト、コラーゲン及びそれらの組み合わせから成るグループから選択される生物学的に活性の物質が取り付けられている１つまたはそれ以上の表面を有する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２７】
前記高分子構成要素の前記表面が、組織接着を促進するために反応性基を与えられまたはそれにより修正される、請求項３に記載のシステム。
【請求項２８】
前記滑り路が、その一番低い点で約０．５ｍｍから約５ｍｍまでの深さ、約２０ｍｍから約５０ｍｍまでの長さ、１０ｍｍから約３０ｍｍまでの幅のほぼ中央の卵形の窪み形状を有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項２９】
前記滑り路が、その一番低い点で約０．５ｍｍから約５ｍｍまでの深さ、約２０ｍｍから約５０ｍｍまでの長さ、１０ｍｍから約３０ｍｍまでの幅のほぼ中央の卵形の窪み形状を有する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項３０】
前記生体適合物質がポリウレタンから成り、前記滑り路が、その一番低い点で約０．５ｍｍから約５ｍｍまでの深さ、約２０ｍｍから約５０ｍｍまでの長さ、１０ｍｍから約３０ｍｍまでの幅のほぼ中央の卵形の窪み形状を有する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３１】
哺乳類の体内の整形関節の磨耗面を生成または修正するためのシステムであり、該システムが、支持骨に並置される少なくとも１つの主要な面及び相対する骨に並置される少なくとも１つの第二の主要な面を有するインプラントを提供するために、関節部位に挿入し関節部位に配置するのに適する１つまたはそれ以上の部分的または全面的に予備形成された高分子構成要素を含む、システム。
【請求項３２】
前記高分子構成要素のうち１つまたはそれ以上が、自然の関節窩を再確立したら整形関節部位の相対する骨表面と整合するように埋植された構成要素が最終的に形成されるように構成された条件の下で、体内に挿入され配置されるように構成された埋植可能な構成要素を提供するために、体外成形によって少なくとも部分的に硬化され部分的に形成されるように構成された硬化性重合体系を使用することによって、使用時に形成される、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記高分子構成要素が、前記整形関節部位の前記相対する骨表面と整合する表面を有する最終プロテーゼを提供するために最小限に侵襲的に前記整形関節部位で組み立てられるように構成された複数の包装された予備形成構成要素を含む、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３４】
前記関節部位における前記構成要素の保持及びはめ合いを改良するために充分な方法で前記部分的に予備形成された構成要素に粗面加工、パターン加工及び（または）凸凹加工の表面を与えるように構成された成形表面を有する体外モールドをさらに含む、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３５】
前記モールドが、前記関節部位に形成された前記構成要素を固定するために前記予備形成構成要素に組み込まれるように構成された補助的手段をさらに与える、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記補助的手段が、固定を改良するために前記関節部位の軟組織及び（または）骨に取り付けられるように構成された１つまたはそれ以上の突起を含む、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記凸凹加工の表面が、前記予備形成構成要素と一体で前記体外成形工程中に形成される１つまたはそれ以上の突起を有する輪郭を有する、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３８】
前記突起が、前記体外成形工程中に前記予備形成構成要素に組み込まれるように構成される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３９】
前記突起が、前記構成要素自体と一体的に形成される縫合及び（または）線維生体適合物質から成る、請求項３７に記載のシステム。
【請求項４０】
モールド自体とは関連せずに、接着剤、縫合、ピン、ステープル、ねじ及びそれらの組み合わせから成るグループから選択される、前記関節部位に前記構成要素を固定するための別個の手段をさらに備える、請求項３４に記載のシステム。
【請求項４１】
前記１つまたはそれ以上の予備形成高分子構成要素が、最小限に侵襲的に関節に挿入されるように構成される、請求項３１に記載のシステム。
【請求項４２】
前記予備形成構成要素及び（または）対応するモールドが、手術現場で選択し使用するために複数のあるいはある範囲のスタイル及びサイズで用意される、請求項３２に記載のシステム。
【請求項４３】
前記インプラントが、膝の脛骨表面に使用するのに適し、大腿顆及び対応する内側脛骨プラトー、外側脛骨プラトーまたはその両方の形状に整合させるように構成された部分を備える、請求項３１に記載のシステム。
【請求項４４】
前記高分子構成要素が、ポリウレタン、ポリウレア、ハイドロジェル、ポリシロキサン、ポリアクリレート及びエポキシ及びそれらの組み合わせから成るグループから選択される材料から製造される、請求項３１に記載のシステム。
【請求項４５】
前記高分子構成要素がポリウレタンから成る、請求項４４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本出願は、２００１年１月２２日に提出され米国特許出願番号第６０／３４９，３６７号を与えられた米国特許仮出願の一部継続であり、かつ２００２年３月１５日に提出され米国特許出願第１０／０９８，６０１号を与えられた米国特許出願の一部継続である２００２年４月１２日に提出され米国特許出願第１０／１２１，４５５号を与えられた米国特許出願の一部継続である２００２年６月１２日に提出され米国特許出願第１０／１６７，３７２号を与えられた米国特許出願の一部継続であり、その各々の開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
１つの態様において、本発明は、埋植及び体内での使用のために体外で形成される生体適合物質に関するものである。別の態様においては、本発明は該当部位において硬化可能な生体適合物質に関するものである。さらに別の態様においては、本発明は、整形用インプラント及びプロテーゼ特に整形関節に使用される埋植可能な物質の分野に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
出願者は、特に、例えば最小限に侵襲的な技法を使って体内に送り込み最終的に該当部位において硬化できる生体適合物質で形成される補綴インプラントについては以前に説明した。例えば、米国特許第５，５５６，４２９号、５，７９５，３５３号、５，８８８，２２０号、６，０７９，８６８号、６，１４０，４５２号、６，２２４，６３０号及び６，２４８，１３１号、並びに公示済み国際特許出願第ＷＯ９５／３０３８８号及びＷＯ９７／２６８４７号及び９７年１１月１４日に提出された国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ９７／２０８７４号（その各々の開示は参照により本明細書に組み込まれる）を参照のこと。上記の出願の一部は、特に、例えば環内の開口を通じて配置されるカニューレを通じて折り畳みモールド装置（望ましい実施態様においては「バルーン」として説明されている）を挿入するステップ及び最終的に該当部位において硬化し永久的椎間板置換えとするのに適する流動性の生体適合物質をバルーンに充填するステップを含む方法による、椎間板内における人工核の形成について説明している。また、出願者の出願「気孔質生体適合物質及びバイオポリマー表面再加工システム」（ＰＣＴ／ＵＳ９９／１０００４）並びに「埋植可能組織修復装置」（ＰＣＴ／ＵＳ９９／１１７４０）及び「スタティック・ミキサ」（ＰＣＴ／ＵＳ９９／０４４０７）も参照のこと。
【０００４】
また、米国特許第３，０３０，９５１号（Ｍａｎｄａｒｉｎｏ）、第４，２０３，４４４号（Ｂｏｎｎｅｌｌ他）、第４，４５６，７４５号（Ｒａｊａｎ）、第４，４６３，１４１号（Ｒｏｂｉｎｓｏｎ）、第４，４７６，２９３号（Ｒｏｂｉｎｓｏｎ）、第４，４７７，６０４号（Ｏｅｃｈｓｌｅ，III）、第４，６４７，６４３号（（Ｚｄｒａｈａｌａ）、第４，６５１，７３８号（Ｓａｎｄｅｒｓ）、第４，７２２，９４８号（Ｓａｎｄｅｒｓｏｎ）、第４，７４３，６３２号（Ｍａｒｉｎｏｖｉｃ他）、第４，７７２，２８７号（Ｒａｙ他）、第４，８０８，６９１号（Ｋｏｎｉｇ他）、第４，８８０，６１０号（Ｃｏｎｓｔａｎｚ）、第４，８７３，３０８号（Ｃｏｕｒｙ他）、第４，９６９，８８８号（Ｓｃｈｏｌｔｅｎ他）、第５，００７，９４０号（Ｂｅｒｇ）、第５，０６７，９６４号（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ他）、第５，０８２，８０３号（Ｓｕｍｉｔａ）、第５，１０８，４０４号（Ｓｃｈｏｌｔｅｎ他）、第５，１０９，０７７号（Ｗｉｃｋ）、第５，１４３，９４２号（Ｂｒｏｗｎ）、第５，１６６，１１５号（Ｂｒｏｗｎ）、第５，２５４，６６２号（Ｓｚｙｃｈｅｒ他）、第５，２７８，２０１号（Ｄｕｎｎ他）、第５，５２５，４１８号（Ｈａｓｈｉｍｏｔｏ他）、第５，６２４，４６３号（Ｓｔｏｎｅ他）、第６，２０６，９２７号（Ｆｅｌｌ）及びＥＰ０３５３９３６号（Ｃｅｄａｒ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ）、ＥＰ０５０５６３４Ａ１号（Ｋｙｏｃｅｒａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、ＥＰ０５２１５７３号（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｒｅｓ．）、及びＦＲ２６３９８２３号（Ｇａｒｃｉａ）、ＷＯ９３／１１７２３号（Ｒｅｇｅｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、ＷＯ９５３１９４６号（Ｍｉｌｎｅｒ）、ＷＯ９５３１９４８号（Ｋｕｓｌｉｃｈ）も参照のこと。
【０００５】
出願者のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ９７／００４５７号（ＷＯ９７２６８４７Ａ１号）は、バルーンなどモールドの任意の使用を含んでおり、「関節内で生成されるモールドが、硬化した生体適合物質が取り除かれた線維軟骨の構造及び機能に取って代わるまたはこれを模倣するのに充分な形状及び寸法となる」方法について説明している。「モールドは、外生的に与えられるもの及び残りの自然組織によって与えられるものを含めて合成物質及び（または）自然の物質で形成することができる。モールドは、生体適合物質が硬化したら部位から取り除くことができるか、そのままの位置にとどめるのに充分な生体適合性を有する。」
【０００６】
出願者のその後のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ９７／２０８７４号（ＷＯ９８２０９３９Ａ２号）は、さらに、「『モールド』が、生体適合物質を送り込みこれを該当部位において硬化する過程で流動性の生体適合物質を受け入れ、制約し、成形しかつ（または）保持するために使用される本発明の装置の部分を意味する」ことを説明している。「モールドは、その構造、配座または機能の少なくとも一部に関して自然の組織（椎間板の環状外皮など）を含むかまたはこれに依存することができる。また、モールドは、少なくとも部分的に、硬化した補綴インプラントの位置及び最終寸法の決定を担う。従って、最小限に侵襲的な手段を使って目的部位に送り込まれ、生体適合物質を充填され、任意に所定の場所にまたは硬化した生体適合物質と自然の組織との間の境界面にとどまる能力などの特性の最適の組み合わせを得るように、モールドの寸法及びその他の物理的特徴を予め決めることができる。特に望ましい実施態様においては、モールドの材料自体が、硬化した生体適合物質の本体に一体化できる。」
【０００７】
出願者自身のこの種のモールド装置の使用は、これまで主に、体内に配置された後該当部位において硬化性生体適合物質を充填されるのに適する薄い伸張可能なバルーンの使用に集中しており、特に微小椎間板切除後の椎間板置換えとして使用されてきた。一方、これまでは膝などその他の関節におけるこの種のモールドの使用に置かれた重点はこれよりずっと小さい。例えば、出願者のＰＣＴ公示第ＷＯ９２０９３９Ａ２号の図６及び図７は、膝手術用のバルーン及び対応する穴あけテンプレートを示しており、バルーンは、ほぼ卵形の膨張性部分から突き出す脚部を有する。
【０００８】
最後に、米国特許第６，２０６，９２７号は、大腿顆と対応する脛骨プラトーの間の空洞に最小限に侵襲的な外科的埋植を行うのに適する自動中心合わせ半月板プロテーゼ装置について説明しており、これは、装置の輪郭と自然の膝関節が浮動性の装置に回復力を与えるように成形される硬い高弾性率の材料によって構成される。関連する方法と思えるものとして、Ｓｕｌｚｅｒは、膝の変形性関節症を治療するために一区画間置スペーサを紹介している。「小さい装置が大きなパンチを包むことができる」Ｓｕｌｚｅｒ  Ｍｅｄｉｃａ  Ｊｏｕｒｎａｌ、２０００年２月号（www.sulzermedica.com/media/smj-full-tex/2000/0002-ful-text-6.html）。この装置は、大腿と脛骨の間の損傷した軟骨の代わりとなる金属の腎臓形挿入物として説明されている。
【０００９】
Ｆｅｌｌの特許及び（または）Ｓｕｌｚｅｒの製品資料に説明される金属装置は、特に「その位置を固定する物理的手段に欠ける」硬い自動中心合わせ半月板装置を提供するので、中度から重度の軟骨軟化症を持つ若い患者に使用するのに適する、と説明されている。その際、Ｆｅｌｌ他の装置は、大量の無傷の軟骨及び半月板を必要とする傾向がある。出願者自身のこれまでの製品は、本明細書において説明される改良された実施態様のものを含めて、主にこのように健康な軟骨が不足するもっと高齢の患者を対象にしてきた。また、出願者の装置は、角度を補正し、関節表面でのインプラントの固定を改良する傾向がある。
【００１０】
原出願ＰＣＴ／ＵＳ０１／４１９０８号において最近発行された調査報告書は、機械的に骨に取り付けられる部分を含み今回特許請求されるタイプの高分子間置装置とは無関係のマルチパート装置に関する２つの参照すなわちＤＥ１９８２３３２５Ｃ１号及びＤＥ４３３９８９５Ｃ１号を含んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
今日までの開発にも関わらず、準備及び使用の容易さ及び体内での機能などの特性の最適の組み合わせを示す関節補綴システムが相変わらず必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、２つの関節面の一方または両方及び（または）その一部含めて整形関節の磨耗面及び特に膝などの関節を形成する関節を生成または修正するための方法及びシステムを提供する。１つの望ましい実施態様においては、本発明の方法は、少なくとも部分的に、硬化性生体適合物質を硬化する様々な段階及び硬化済みまたは硬化中の生体適合物質から構成要素を形成する様々な段階を相関させ望ましい方法で最適化する方法に依存する。さらに、本発明の方法は、該当部位において使用するための構成要素を一般的にも個別にも形成する可能性を与える。
【００１３】
本発明は、多様な実施態様を含み、その各々が、体外で形成されかつ最終プロテーゼ及び連接関節面とするために挿入され該当部位において最終的に形成または組み立てられるのに適する１つまたはそれ以上の構成要素を含む。様々な実施態様の例としては次のようなものがある。
１）構成要素を挿入し任意に該当部位において最終的に形成できるように、少なくとも部分的にまた任意に完全に体外で成形される1つまたはそれ以上の構成要素
２）例えば重ねてまたは連結して該当部位において組み立てるのに適する複数の予備形成構成要素
３）挿入して関節部位内に配置するのに適する挿入可能な開放型（例えば受け皿形）モールドであり、流動性の生体適合物質がモールドと接触してまた（または）結合して硬化して最終プロテーゼを形成できるようにする条件の下で、該当部位の開放型モールドまで送り込まれるのに適する流動性の生体適合物質と組み合わせて使用されるもの
４）該当部位に配置され該当部位において該当の硬化性生体適合物質を充填されるのに適する１つまたはそれ以上の一般に伸張性のエンベロープ型（例えば、バルーン・タイプ）のモールドであり、モールドのうち１つまたはそれ以上が一般に非伸張性の予備形成材料の1つまたはそれ以上の領域を与える。例えば、１つの実施態様においては、この種の複数のエンベロープ部（例えば２区画の単一エンベロープ）をそれぞれ脛骨内側面及び脛骨外側面の両方に使用するのに適するものにすることができる。
【００１４】
適切な生体適合物質を選択し使用することにより、また本明細書において説明されるその他の特長によって、本発明は、これまでに説明された方法に比べて利点の最適の組み合わせをもたらす。この利点には、調整及び貯蔵の過程で生じるもの（例えば、無菌性、貯蔵安定性）、手術現場において生じるもの（例えば、使いよさ、適合性、予見可能性）及び体内での長期使用の過程で生じるもの（例えば、生体適合性、湿分硬化特性、組織相合性、保持、磨耗特性及び物理的機械的特性）が含まれる。
【００１５】
１つの望ましい実施態様においては、本発明の方法及びシステムは、体内に挿入し配置するために体外で形成でき、かつその後整合性を強化するために関節部位内でさらに形成することができる部分的または完全に硬化した構成要素の準備及び使用を含む。１つまたはそれ以上の構成要素を任意に該当部位において最終的に成形することができることにより、最終プロテーゼの全体的サイズ及び形状に対する制御の増大、自然の骨に接する面の形状及びコンプライアンスの改善、及び最後に相対する関節面の形状及びコンプライアンスの改善など、様々な利点が加わる。本発明の方法及びシステムは、ポリウレタンなどの高分子材料から１区画間置関節形成装置を該当部位において準備することまたは事前に製造することを可能にする。
【００１６】
関連する特に望ましい実施態様においては、後に埋植するためにインプラントを体外で準備（完全硬化を含めて）することができる。従って特に望ましい実施態様においては、下で説明する通り、本発明は、主に大腿顆に対する滑り路として役立つ最終大腿骨面形状を有する、脛骨表面に合わせて形成されこれに相合するように設計されるインプラントを提供する。このような装置は、「骨の上に骨が乗る」段階に進んでしまっている関節を持つ患者に使用することができるので、関節軟骨並びに半月板特に中央の体重負荷エリアの機能を肩代わりし、アラインメントを回復し、弾性緩衝機能を与える。このタイプの望ましいインプラントは、その最初の形状並びに該当部位においてどのようなものになろうとも最終形状に基づいて脛骨表面にも相合する。さらに、本発明のインプラントは、主に図１、図１２及び図１３に示される後部唇など１つまたはそれ以上の後部突起によって、また任意ではあるが望ましい前部固定手段（埋め込み縫合など）によって、さらに永続的に所定の場所に固定される。
【００１７】
これらの図に示される通り、この種の実施態様は、インプラントの大腿骨滑り路及び脛側面の凸面状と後部近心唇との特有の組み合わせを含む。また、図及び関連説明に示される通り、このインプラントは脛骨棘を受け入れるのに適する窪みを有し、インプラントが脛骨棘に下面で軽くフェザリングすることと、インプラントの全体的な腎臓形及び脛側面の凸面状の組み合わせによって、インプラントが、凹面の脛骨と相合できるようにし、後部近心唇は脛骨の後部を越えて脛骨の近心面、脛骨のPCL窩の中まで延びる。重要なのは、脛骨の様々な前後寸法及び様々な脛骨の凹面に合わせてこの種のインプラントを様々なサイズで提供できることである。言い換えると、脛側面の凸面は、脛骨の実際の凹面に応じて様々なサイズで変動する。
【００１８】
本明細書において使用される場合、「硬化（ｃｕｒｅ）」という単語及びその変化は、本発明の構成要素を形成するために使用される硬化性生体適合物質が、長期的に該当部位において使用するために手術現場以前にまたは手術現場で構成要素を完全に成形する過程で想定される何らかの物理的-化学的反応を開始または完了した程度を意味する。また、生体適合物質は、未硬化（まだ混合されていない構成部分またはまだ活性化されていない組成など）のものとして考えるか、または部分的硬化（例えば、硬化工程を開始するのに適する条件の下で、成分が混合されているまたは組成が活性化されている）とするか、または完全硬化（例えば、すでに発生した何らかの化学反応が実質的に治まっている）とすることができる。一般的に言って、未硬化の組成は、通常まだ形成されていないかまたは形成可能であるが、無菌で、貯蔵安定性が高く、多くの場合流動性である。
【００１９】
これに対して、硬化性の組成は一般に流動性の組成として始まるが、ある一定の時間を経ると膠湿化または固化し始めて非流動的になる。硬化性の組成は、例えばモールド及び（または）適切な成形ツールを使うことによって体外で、また（または）支持骨に構成要素を初期配置することによってまた相対する関節形成骨表面を再配置することによって体内で、最小限に形成することもできる。その後、例えば長期的使用の過程における関節形成骨の漸進的効果によって時間の経過と共に本発明の組成の一部をさらに形成することが想定され、これが可能である。
【００２０】
本明細書において使用される場合、「形成」及びその変化及び変形は、関節部位において使用するために一般的にかつ（または）個別に構成要素のサイズが定められ成形される方法及び程度を意味する。さらに、この種の構成要素の形成は、体外で及び（または）体内で、また一般的に（例えば、体外モールドまたはツールを使用することによって）及び（または）個別に（例えば、支持骨及び（または）相対する関節形成骨表面と接して最終硬化させることによって）並びにそれらの組み合わせで行うことができる。
【００２１】
このようにして、構成要素（及び特にその表面）を該当部位において支持骨表面及び（または）相対する（例えば、関節形成）骨表面の両方を含めて骨の該当する特定の形状及び寸法に整合させるために、構成要素を「個別に」形成することができる。さらに、快適さ、機械的性能及び（または）長期的安定性を含めて最終インプラントの多様な特性を改善するために、このような個別の整合を使用することができる。この様な整合は、また、１つまたはそれ以上の構成要素または複合プロテーゼを関節部位と調和して「整合」させるという側面を含むこともできる（例えば、該当部位における最終成形及び硬化工程によって）。
【００２２】
このような整合は、また、構成要素またはプロテーゼ自体が例えば力を加えることによって部位内で「変形」するのに適するという側面を含むことができる。例えば、関節部位に挿入して通常の解剖学的力の下で効果的に変形することができるようにするのに十分な機械的特性（例えば、強さ及び弾力性）を有するほぼ完全に形成された構成要素を用意することができる。例えば、元の凸状に戻るのに充分な弾性強さを維持しながら、実質的に凸状の構成要素を、対応する凹状をとるように該当部位において変形させることができる（例えば、元の形状に戻ろうとするロックワッシャを使用中変形できるのと同様である）。最終的な膝用構成要素は、所期のサイズ及び脛骨との相合性を維持しながら、所期の角度補正のための所期のはめ合い及び厚みを与えるように、体内での使用条件の下で（例えば、生理学的な負荷の下で）変形されるのに適することが望ましい。
【００２３】
従って、「予備形成」構成要素は、一般的に言って、例えば外科医が適切なサイズの体外モールドを選択し使用することによって、少なくとも部分的に体外で形成される構成要素を意味する。この種の予備形成構成要素は、例えば対象となる関節部位の特定の寸法及び輪郭を反映する特製モールドを使用することによって、体外における形成を含めて、個別に形成することもできる。この種の特製モールドは、例えば外部映像手段を使用することによって、また（または）組織部位で取られるネガティブ及び（または）ポジティブ・モールドを適切に使用することによって、用意することができる。予備形成構成要素は、硬化工程の完了前に支持骨表面及び相対する骨表面に並べて該当部位に配置することによって、全面的にまたは部分的に、任意に個別に形成することができ、またそれが望ましい。関節部位内に配置されたら、該当部位における保持及び（または）性能を改善するために、この種の構成要素またはプロテーゼを、例えば伸延力を解除し相対する骨表面を再配置して弾性的に変形させるなど、変形に適するものにすることができる。
【００２４】
例えば、まず体外における硬化開始によって形成される予備形成の組成が用意される。この場合、体内に配置されたら表面発熱を約５０℃未満、より望ましくは約４５℃未満に維持しつつ、硬化開始後１０秒から数日の範囲に、望ましくは約３０秒から約１０分以内、より望ましくは約１分から約５分以内に、この組成を埋植することができる。
【００２５】
体内に配置されたら、本発明の任意の望ましい予備形成構成要素は、約１０秒から１時間またはそれ以上の時間までの時間、より望ましくは約１分から約５分までの間の時間に、最終的に成形されるのに適する。下限は、主に骨を効果的に再配置するためまたはインプラントに対する適切な力を再確立するためにかかる時間によって決まる。一方、上限は、一般的に言って、埋植された組成のさらなる変形または成形のしやすさによって決まる。この最終成形は、一般的に言って、少なくとも部分的に、関節形成骨表面を再配置することによってもたらされる力を受けて行われる。１つの望ましい実施態様においては、部分硬化した組成が、脛骨との相合性を維持し所期の角度修正を与えながら、生理学的力を受けて組成が約１５％未満、望ましくは約１０%未満、最も望ましくは約５%未満変形できるようにする条件の下で埋植される。
【００２６】
従って、本発明の特に望ましい予備形成構成要素は、その形成開始後約１分から約５分のうちに埋植することができ、埋植されたら、インプラントが実質的に所期の最終形状及び機能を保持できるようにさらに約１分から約５分までの間さらに成形または形成することができる。
【００２７】
本発明のシステムは、このような硬化及び形成の工程を相関させる方法に基づいて多様な選択肢を外科医に与える。例えば、特に望ましい実施態様においては、部分的に硬化され一般的に体外で形成され、直ちに体内に挿入され、関節部位に配置されるのに適し、関節部位において完全硬化の過程で最終的にかつ個別に形成することができる組成が、外科医に与えられる。
【００２８】
プロテーゼを体外で部分的にまたは完全に硬化することによって、本発明のシステムは、例えば同様の組成が混合されてまだ流動性であるうちに関節部位に送り込まれる場合に生じる潜在的な問題（水分があるところでの硬化、及び組織があるところでの表面発熱など）を小さくするまたは回避することによって、準備プロセスをかなり単純化する。本発明のシステムは、驚くべきことに、この種のプロテーゼを形成できるようにするだけでなく、操作して関節に挿入できるようにもする（例えば、約１ｃｍから約３ｃｍの間の切開を通じて）。挿入されたら、プロテーゼを配置し、該当部位においてさらに形成することができ、この全てを妥当な時間内に行うことができる。実際、この処置は、外来患者の使用及び部分麻酔にもなじむことが判明した。
【００２９】
さらに、本発明のシステムは、基礎となる骨の固定用穴あけ、膝関節の伸延、靭帯解離、脛骨プラトーのレベリング及び一般にまだ流動性の生体適合物質を関節部位に直接送り込む場合に伴うその他の処置などのプロセスの使用を回避することができる。さらに、本発明のプロテーゼは、体内に送り込まれ主に該当部位において硬化される流動性の同様の生体適合物質を使用する場合を凌ぐまたはこれを上回る、基礎となる骨との相合性、磨耗特性、破断強さ、及び原線維形成関節軟骨の防止などの特性の組み合わせを示す。
【００３０】
膝などの関節に直接使用する他に、本発明のシステムは、股関節など臼状関節に使われる場合特に利点がある。１つの実施態様においては、本明細書において説明される通りにバルーンに生体適合物質を充填し、充填後または充填前にバルーンを挿入し股関節窩内に配置して、股関節補綴部の配置のために柔らかく快適で耐久性のあるライニングとすることができる。さらなる実施態様においては、本発明の方法及びシステムは、体内に挿入し配置し関節部位において任意にさらにはめ合わせ固定するために、体外で形成される部分硬化または完全硬化の１つまたはそれ以上の構成要素の準備及び使用を伴う。この予備形成構成要素は、一般に臨床での操作が少なくて済み、末端での様々な滅菌方法及び製造現場での最終検査及び離型を可能にする。
【００３１】
従って、特に望ましい実施態様においては、本発明は、主に大腿顆に対する滑り路として役立つ最終大腿骨表面形状を有する、脛骨表面に合わせて形成されこれに相合するように設計されるインプラントを提供する。
【００３２】
これを、大腿骨表面及び脛骨表面の両方を含めて膝区画全体の形状をまず決定することによって全体的に体外において一般的に硬質合金で形成される「自動中心合わせ」装置を開示する上述の‘９２７号特許の装置など、他の装置と比較することができる。この装置は、非常に堅く、様々な表面の凹状及び凸状などに基づいて設計され、表面は、使用の過程で膝区画内における装置の連続的な運動（並進運動及び回転運動）及び再配置を可能にするように設計される。さらに、この装置は、その使用の過程全体で関節内において継続的に移動できるようにされ、移動することが期待される。
【００３３】
本発明の装置は、「骨の上に骨が乗る」段階に進行した関節を持つ患者に使用することができ、アラインメントを回復するために、関節軟骨及び半月板及び特に中央の体重負荷エリアの機能を肩代わりする。このインプラントは、‘９２７号特許の剛性の装置と比べて弾性の緩衝機能を備える。本発明のインプラントは、また、その初期形状及び該当部位における最終成形に基づいて、脛骨表面に相合する。さらに、本発明のインプラントは、前部固定手段（埋め込み縫合など）の使用によってばかりでなく、図１、図１２及び図１３に示される後部唇によって、より永続的に所定の位置に固定される。最後に、現在望ましいインプラントは、一般にその中央部分の厚みより周縁厚みが小さく、一部のみが‘９２７号特許において定義される通り膝区画内に配置され、上記の通り定義される区画を越えて延びて固定に重要な役割を果たす後部唇を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の方法及びシステム（例えば、予備形成構成要素及び（または）硬化性生体適合物質及びモールド）を使って、支持骨自体に並置されこの上に保持される第一の主要な面及び相対する（例えば関節形成）骨のための磨耗面となるのに適する第二の（一般にほぼ平行の相対する）主要な面を有する最終プロテーゼを、体内で準備することができる。「上に保持される」とは、最終プロテーゼが、例えば１つまたはそれ以上のアンカー・ポイントを使用することによって、接着剤またはその他の適切な境界面物質を使用することによって、縫合、ステープルなどを使用することによって、及び（または）支持骨の形状に適切に整合させたまたは整合できる骨接触面と相対する関節形成骨表面を再配置する際得られる保持効果（また任意に変形効果を含む）の組み合わせによって得られる機械的ロックによって、その意図する用途に適する方法で支持骨表面の所期の位置に維持されることを意味する。
【００３５】
第一及び第二の主要な面は、例えば、（１）望ましくはさらに個別に構成要素を体内で形成できるようにする条件の下で、部分硬化し一般的に予備形成された単一構成要素を準備し関節に挿入することによって、（２）組織部位に配置された初期の予備形成構成要素（例えば、バルーンまたは開放型モールドの形をとる）に流動性の生体適合物質を追加することによって、（３）完全硬化の１つまたはそれ以上の予備形成構成要素を組織部位に配置し、さらに任意に必要に応じて構成要素をはめ合わせ、適合させかつ（または）固定することによって、かつ（または）（４）組み立てられた構成要素が協働して第一及び第二の主要な面をもたらすように１つまたはそれ以上の予備形成構成要素を該当部位において組み立てることによって（例えば、表面上に相互連結するように並べて）、適切な方法で用意することができる。
【００３６】
従って、本発明のシステムは、本明細書において説明する通り、１つまたはそれ以上の他の（例えば、金属製の）構成要素と組み合わせて、１つまたはそれ以上の予備形成構成要素を含むモジュラー・インプラントを含むことができる。この種の構成要素はどれも全て、エネルギー（例えば、体温より多少高い熱）が与えられると構成要素が代替形状を取るまたは代替形状を回復することができるように、構成要素を簡単に関節窩に挿入できるようにする「形状記憶」を有する材料を使って作ることができる。任意に、この種の代替形状は、体内に挿入する前に得ることができる。その代わりに、体内で成形されたインプラントを取り出して再形成し（例えば、熱、放射またはその他の適切な手段によって）、最終的にはめ合わせるために再埋植することができる。
【００３７】
部分硬化または完全硬化した予備形成構成要素及び（または）硬化性生体適合物質及び関連モールドの他に、本発明の方法及びシステムは、例えば骨表面を準備するため、適切な境界面を用意するため（例えば、接着境界面及び（または）関節部位にさらに固定することができる突起、または必要に応じて大腿顆または脛骨プラトーを滑らかにすることによって）、表面を成す物質の固有の特性に比べて異なるまたは改良された特性を与えるために１つまたはそれ以上の表面を処理するためなどに、いくつかの追加の材料及び（または）ステップを任意に使用することを含む。この種の材料の例としては、例えば、接着剤、組織内植刺激因子及び繊維状物質（例えば、インプラントを拘束しかつ（または）線維組織内植を容易にするのに適する網）の使用が含まれる。
【００３８】
部分硬化または完全硬化した予備形成構成要素は、各々、均等または非均等の特性を示すことができ、複数のまたはある範囲のスタイル及びサイズで用意することができる。この種の構成要素は、外側区画または内側区画及び右膝または左膝及び両方に整合するように設計することができる。望ましい実施態様においては、全ての構成要素は、最小限の侵襲性で関節部位に挿入できる。「最小限の侵襲性」とは、この文脈においては、膝プロテーゼ全体を挿入するために従来使用されているタイプの開放性の侵襲的切開の必要なくプロテーゼのサイズ決定、挿入、配置及び該当部位における形成の手順を実施することができることを意味する。望ましい実施態様においては、関節部位との間のコンプライアンスを強化するために部分硬化した予備形成構成要素をさらに体内で形成し完全硬化することができる。
【００３９】
部分硬化または完全硬化した予備形成構成要素の表面は、例えば、重合体自体の設計及び使用によってまたはアミン、ヒドロキシル基など適切な反応性基またはその他の反応性または水素結合官能性を与えるために完全硬化したまたは硬化中の構成要素を表面処理することによって、所期の特性（例えば、接着促進）を示すように修正することができる。同様に、バルーンまたは複合材料を含めて部分硬化した予備形成構成要素または完全硬化した構成要素は、組織または細胞接着を含めて所期の組織相互作用を促進するために、サイトカイン、ヒドロキシアパタイト、コラーゲン及びそれらの組み合わせから成るグループから選択されるものなど、例えば生物学的に活性な物質で適切に表面コーティングすることができる。この種の生物学的に活性の物質には、例えば、抗炎症剤、抗がん剤、抗生剤、補体抑制因子、サイトカイン、成長因子、または成長因子及びサイトカインの抑制因子並びにこの種の生物学的に活性の物質相互のまたは補助剤との組み合わせなどが含まれる。
【００４０】
本発明の１つの実施態様においては、部分硬化した一般的に予備形成された構成要素が関節部位に挿入され、ここで、コンプライアンスを強化するためにさらに個別に形成される。代替実施態様においては、完全硬化したバルーンまたは開放型モールドの形をとる構成要素が採用され、関節にバルーンまたは開放型モールドを挿入しこれに該当部位において硬化し関節部位に整合する生体適合物質を充填することによって、最終複合材料が得られる。別の代替実施態様においては、完全硬化した構成要素が用意され、単独であるいは漸次関節に挿入され、任意にさらに体内ではめ合わされ、固定される。
【００４１】
この種の第一の実施態様の例として、本発明は、関節部位の所期の寸法に近づけかつ硬化性生体適合物質を受け入れるのに適する開放型体外モールドを提供する。適切なモールドは、例えば、希望の時期に硬化性の生体適合物質構成要素を簡単に完全に取り除けるようにするシリコン材料など従来の材料を使用して形成することができる。任意に、モールドに、全面的または部分的に上記の通り形成された構成要素と統合できるものを含めてコーティングまたは剥離ライナーを施すことができる。流動性の生体適合物質が送り込まれこの体外モールドで部分的に硬化し、任意の成形または製造ステップが行われたら、生体適合物質はモールドから取り除かれ、関節部位との間のコンプライアンスを強化するためにさらに最終的に体内で形成できるようにするのに適する条件の下で、関節部位に挿入される。任意に、例えば挿入して体内で最終形成する前に所期の曲率及び大腿骨滑り路を与えることによって、付加的な体外形成ステップを実施することができる。
【００４２】
また、構成要素を体外で成形しかつ（または）これを組織部位に送る過程で、該当部位におけるその配置、保持及び（または）性能を強化するために、構成要素の中またはその表面にさまざまな構造及び（または）材料を組み込むことができる。例えば、モールド自体を、組織部位において構成要素を保持するまたは保持を改良するのに適する脛骨「タブ」など様々な一体的構造特徴を与えるのに充分な形にすることができる。この種のタブは、例えば、モールド自体と一体化し体内で軟組織及び（または）骨内に配置されるまたはこれに取り付けられるのに適する１つまたはそれ以上の突起の形にすることができる。この種のタブの例は例えば図１に示されており、図１において参照番号１８は隆起した後部を示している。
【００４３】
挿入可能な構成要素に、構成要素の大部分を形成するために使用される材料とは異なる材料で形成される１つまたはそれ以上の補助的部分または突起を含めることもできる。例えば関節部位及び所期の位置でプロテーゼを拘束することによって構成要素の該当部位における初期及び（または）長期的保持を改良するために、例えば、縫合または繊維性材料をバルク材料に組み込むことができる。このような他の材料は、例えばモールドに一時的に配置するか、または生体適合物質がモールドに充填され部分的に体外で硬化するにつれて生体適合物質と一体化できるようにすることができる。その結果得られる構成要素が該当部位において配置されたら、接着剤、縫合、ねじ、ピン、ステーブルなど及びその他のタイプの固定具またはそれらの組み合わせを使用することによって周りの軟組織及び（または）骨に突起を固定することによってインプラントを拘束するために突起を使用することができる。上記の固定具は、生体吸収性及び（または）非生体吸収性セメント、複合材料及び接着剤を使って用意することができる。この材料は、時間がたつと体が吸収できるようにすることによって、かつ（または）長期的固定のために線維組織内植を可能にするまたは促すことによって、即時の固定機能と同時に任意に長期的機能を与えることもできる。
【００４４】
任意に１つまたはそれ以上の強化線維または層を含めて例えば線維（例えば、縫合）としてまたは均等織布または不織布としてなど、適切な任意の形態で強化材料を与えることができる。例えば、適切な不織布は、Ｈｏｅｃｈｓｔ  Ｃｅｌａｎｅｓｅ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎがＴｒｅｖｉｒａ Ｓｐｕｎｂｏｎｄの商標名で市販しているような材料であることが望ましい。不織布は、一般に、フェルト状の布を作るために一緒にニードルパンチされる連続熱可塑性繊維によって構成される。Ｔｒｅｖｉｒａ  Ｓｐｕｎｂｏｎｄのような布の他に、ポリエステル・ステープル・マット、グラスファイバー・マット並びにその他の有機及び無機線維マット及び布などその他の材料を使用することができる。
【００４５】
織布または不織布内に強化線維を含めるか、複合材料の別個の層としてこれを用意することができる。この種の線維層は、ファイバーグラス、カーボンファイバー、Ｄｕｐｏｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社からＫｅｖｌａｒの商標名で市販されるアラミド線維、Ａｌｌｉｅｄ−Ｓｉｇｎａｌ，Ｉｎｃ．（現在のＨｏｎｅｙｗｅｌｌ）社から商標名Ｓｐｅｃｔｒａで市販されるような線状ポリエチレンまたはポリプロピレン線維、またはポリエステル線維など、有機または無機構造強化線維の方向性強化線維層を含むことができる。「強化線維」という言葉には、それ自体でまたは複合繊維材料に加えて使用されるとき、所期の構造特性を維持または増強する線維を含めることができる。繊維は任意の配向でも良いが、１つまたはそれ以上の方向に配向できることが望ましい。強化線維層として使用するために多数の特定のタイプの材料が提示されているが、本発明の実施においては、他の同等のタイプの強化線維層を採用できることが当業者には分かるだろう。強化線維層は、それ自体、プロテーゼを固定するために使用するか、または多数の間隙または気孔を有する職布または不織布層に付着させることができる。強化線維層及びその他の線維層は、例えば、従来のステッチ、ニードルパンチ、ステープルまたはボタンによって、相互に機械的に固定されることが望ましい。用途によっては、接着剤を使用することもできる。
【００４６】
同様に、部分硬化した予備形成構成要素（及び（または）これに組み込まれる補助的部分）は、例えば関節部位との化学的相互作用を改良する表面特性を使用することによって、該当部位において構成要素を保持する能力を向上させる適切な手段を備えることもできる。上記の相互作用は、バルク材料の組成自体を慎重に使用しかつ（または）接着剤またはその他の適切な界面材料を使用することによって、得ることができる。部分硬化した予備形成構成要素は、また、例えば表面積を増しそれによって機械的保持力を向上させる傾向のある粗面処理、エッチングまたはクロスハッチなどによって、関節部位との相互作用を増大するように物理的に修正することができる。部分硬化した予備形成構成要素は、また、接着剤、縫合、ねじ、ピン、ステープルなどまたはこれらの組み合わせを使用することによって周りの骨及び（または）軟組織に固定される外部手段によって保持することもできる。部分硬化予備形成構成要素の関節形成骨に相対する主要な面に、相対する骨表面との間のコンプライアンス及び（または）相互作用を改良または修正するための適切な手段を備えることもできる。
【００４７】
１つの特に望ましい実施態様においては、本発明のシステムは、まず関節部位外で成形され、組織部位に送り込まれそこで固定位置に配置されるのに適する部分硬化予備形成構成要素を含む。モールドは、それぞれ一方または両方の主要な面を予備形成するのに適する開放型または閉鎖型とすることができる（また、一段階または多段階成形工程を経ることができる）。配置されたら、部分硬化した構成要素は、関節部位内にまずはめ合わされ配置され、その後体内で関節部位の固有の寸法及び（または）形状（例えば解剖学的構造）によりよく整合されるのに適する。モールドは、任意にまた望ましくは、関節部位に最適に付着しこれに整合する構成要素を生じるよう設計される。モールドは、構成要素の特性を最適化するためまたは体内でより形成しやすい構成要素を用意するために、体外部分硬化工程中加熱することもできる。
【００４８】
望ましい代替実施態様においては、本発明の方法及びシステムは、体内に挿入され配置されかつ任意にさらに関節部位ではめ合わされ固定されるために体外で形成される１つまたはそれ以上の完全硬化または部分硬化した構成要素の準備及び使用を伴う。１つの実施態様においては、本発明は、関節部位に挿入され、任意にさらに必要に応じてはめ合わされるまたは固定される、単一の予備形成構成要素を提供する。別の実施態様においては、本発明は、同じまたは異なる材料で形成され、最終複合材料をもたらすように組織部位に送り込まれ配置されるのに適する、複数の予備形成構成要素を提供する。構成要素は、例えば機械的にロックすることによって及び（または）接着層など界面材料を使用することによって、該当部位において適切に結合することができる。構成要素は、例えば骨の上に重ねられる層としてまたは結合されたとき骨表面を横切るのに適する個々の並列構成要素として、適切な方法で結合することができる。予備形成構成要素を使用することにより、臨床での操作の必要が少なくなり、末端での様々な滅菌方法及び製造現場での最終検査及び離型を可能にする。本明細書において説明される部分硬化予備形成構成要素を保持するための様々な手段は、完全硬化予備成形構成要素に適合させることができる。
【００４９】
本発明の方法及びシステムは、膝の脛骨プラトー、股関節窩、肩関節窩、肩峰突起、肩鎖関節、踝の遠位脛側面、肘の橈骨頭、前腕の遠位橈骨、母趾の近位節骨表面、親指の近位中手骨表面及び手根の大菱形骨から成るグループから選択される人間の関節を含めて、多様な哺乳動物の関節を修復するために使用することができる。
【００５０】
骨表面に接する予備形成構成要素の部分または組み合わせは、例えば肉眼で見た物理的輪郭など準備される骨表面に物理的に整合するのに適することが望ましい。この種の整合は、例えば（１）まず体外モールドで作られその後表面に整合するよう改造または修正される（例えばさらに体内で形成することによって）部分硬化した予備成形構成要素を用意することによって、及び（または）（２）関節部位に挿入され関節部位と整合するように体内で硬化する流動性の生体適合物質を充填される予備形成バルーンまたは複合モールド材料を使用することによって、および（または）（３）関節部位に配置されたら生体適合物質のコンプライアンスにとって最適の形状を有する完全硬化予備形成構成要素を使用することによって、及び（または）（４）骨と予備形成構成要素の間に適切な（例えば、薄い）界面材料（例えば、接着剤、フィラー、またはセメント材）を準備し使用することによって、及び（または）（５）接着剤、ピン、ステープル、ねじ、縫合など構成要素の突起または構成要素を固定する外部手段に取り付けられる物理的抑制手段を使用することによって、適切に与えられるまたは強化される。
【００５１】
さらに別の実施態様においては、本発明のシステムは、例えば蛍光透視またはその他のＸ線技術を使用する視覚化を助けるために、インプラント内またはインプラント上に配置される物質またはマーカー（例えば、放射線不透過性物質）の使用を含めることができる。
【００５２】
本発明の方法及びシステムについて、以下の通り図面を参照してさらに説明する。
【００５３】
図１は、本発明に従った体外モールドを使用して準備される望ましい予備形成膝インプラントの上面図及び側面図を示している。インプラントは、脛骨表面に配置するのに適する第一の主要な面（１２）、及び大腿顆に接して配置するのに適するほぼ平面の第二の主要な面（１４）を備える。典型的な実施態様においては、第二の主要な面は、該当部位における性能を助長するために、ほぼ中央の約０．５ｍｍ、またはより望ましくは最も低い点で約１ｍｍから約５ｍｍの深さ（図には２ｍｍで示されている）で、約２０ｍｍさらに望ましくは約３０ｍｍから約５０ｍｍまでの長さで１０ｍｍから３０までの幅（図には４０ｍｍ×２０ｍｍで示されている）の（例えば卵形の）窪みの形をとる大腿骨滑り路（１６）を備えることが望ましい。本明細書の説明を読めば、当業者は、実際の関節のサイズ及び所期の結果（例えば、角度補正）などの要素に応じて絶対的にも相対的にも最適の使用のための実際の寸法を容易に決定することができるだろう。図に示される通り、インプラントは、脛骨プラトーの縁を越えて遠位方向に延びることによって脛骨プラトーの後部を捕捉するのに適する脛骨用突起（１８）も備える。インプラントの本体は、約３５ｍｍ、望ましくは約４０ｍｍから約６０ｍｍまでの前後寸法、約２０ｍｍ望ましくは約３０ｍｍから約３５ｍｍまたはさらに約４０ｍｍまでの内側-外側寸法、及び約８ｍｍより望ましくは約１０ｍｍ及び約２０ｍｍの最大厚み（後部唇で）、またはインプラントの中央の厚みより約２ｍｍから約４ｍｍ（例えば、３ｍｍ）大きい最大厚み、を持つことができる。その結果、固定が、脛骨プラトーの縁を越えて遠位方向に延びる１つまたはそれ以上の突起で脛骨プラトーを効果的に覆うことによって行われることが分かる。
【００５４】
図２は、複数の予備形成構成要素が挿入され該当部位において組み立てられて最終インプラント（２０）となるのに適する実施態様を示している。図２ａは、予備形成構成要素（それぞれ２２から２５まで）が順次、該当部位において、脛骨表面に並べて組み立てられる実施態様を示している。かみ合わせ可能な予備形成セクションは、各々、少なくとも１つの骨接触面及び磨耗面の部分、並びに１つまたはそれ以上のそれぞれ他の部分と機械的にロックするのに適する１つまたはそれ以上の部分を備える。機械的ロックは、例えば、対応する雄部分及び雌部分を備えることによって、適切に得ることができる。雄及び雌部分は、それぞれの構成要素を取り付けるために、例えば圧入またはスライド式に該当部位においてかみ合わせることができる。同じ実施態様の立面図及び図２ｂから分かる通り、組み立てられた構成要素は、協働して、脛骨接触面（２８）及び磨耗面（２６）をもたらす。
【００５５】
図３の代替実施態様においては、骨の表面に並べて配置される（図２に示されるように）のではなく、最終インプラントは、相互連結する予備形成構成要素（この場合、それぞれ部分３１から３３までとして示されている）を使って、例えば層にすることによってまたは相互にスライドすることによって、相互に積み重ねられる形態で用意され、該当部位において骨表面に配置される。これらの部分は、例えば全面的に組織部位で、全面的に体外でまたは希望に応じて様々な組み合わせでなど、適切であればどのような方法ででも組み立てることができる。ほぼ平らな部分は、任意にまた望ましくは、例えば滑りばめのための溝とタブまたは圧入、スナップ・フィットまたは所期の範囲まで側方偏位を防ぐのに充分なその他の適切なはめ合いのための窪み及び対応する突起の形で、対応するかみ合い可能な部分を備える。その結果形成される補綴インプラントは、より良いはめ合いまたは性能をもたらすのに適する望ましい成形部分を含めて、本明細書において説明される様々な特長を備えることができる。最上部（３１）は特に望ましい磨耗面とするのに適するのに対して、１つまたはそれ以上の中間部（要素３２として示されている）は、厚み、緩衝及び角度補正などの特性の組み合わせを最適化するのに適する。図に示される通り最下部（３３）は、骨自体に形成される対応するアンカー・ホールまたは適切な窪み内に保持されるのに適する突起（３４）を備える。図３ｂ及び３ｃは、それぞれ各部を層状に組み合わせる方法を示す下からの図及び上からの図を示している。
【００５６】
図３に示される実施態様においては、予備形成された層は、緊密な積み重ねを形成するために基礎となる層（または骨）の対応する窪みに配置されるのに適する突起を持つ。この種の実施態様においては、システムは、最初の骨接触構成要素及び磨耗面をもたらす最終の構成要素を含めて一般に少なくとも２つの予備形成構成要素を含む。システムは、１つまたはそれ以上の中間層を含むことができ、その数及び（または）その選択を利用して、複合材料全体に最終的な所期の高さを与え、かつ（または）異なる特性（例えば、圧縮性、弾性、組織内植に関する特性）を与え、かつ（または）第一の構成要素と最終構成要素の間での保持を改良することができる。
【００５７】
図４ａは、実質的に開放型（受け皿形）のモールド（４０）が関節部位に挿入され、該当の硬化性生体適合物質が該当部位において充填される実施態様を示している。モールドの上面（４２）は生体適合物質（図には示されていない）を受けるために開放されているのに対して、底面（４４）は、骨と接触するのに適する下部主要面（４６）となり、骨自体に開けられる対応するアンカー・ポイントに配置されるのに適する充填突起（４８）で終端する。カップの前部縁（５０）はカップ自体の平面に対して実質的に直交するのに対して、後部縁（５２）は脛骨棘の形状に合わせるようにテーパー形である（また任意に隆起する）。
【００５８】
図に示される通り、大人に使用するために、体外モールドは約５ｍｌから約１５ｍｌ程度の予め決められた量の生体適合物質を受け入れる。本発明のさらなる利点として、生体適合物質の量は、実際に、体外モールドの容積に合わせて予め決定し制御することができる。さらに、体外モールドは、最適のサイズ及び関節部位との整合が得られるように設計され、関節部位のための最良のモールドを選択するためにＭＲＩソフトウェアを使用することができる。インプラントの厚み、従って角度補正を、このようにして制御することができる。
【００５９】
図４ｂは、充填突起（４８）を示す図４ａのモールドの底面図である。後方縁部（及び特に図に示される後部近心縁部）は、この場合にも対応する脛骨棘の典型的形状を受け入れるために溝または窪み（５４）を備えることが分かる。全体に、モールドは、脛骨表面に合致するのに適するほぼ腎臓形の形をとることが分かる。この種のモールドは、特定の患者のニーズ及び外科医の希望に合わせて使用時に選択できるように複数のサイズ及び形状で用意することができる。
【００６０】
図５ａ及び５ｂは、図４ａのモールドが脛骨表面に配置されるところを示しており（図５ａ）、突起は対応するアンカー・ポイント内に配置され、（図５ｂ）生体適合物質送り込みカニューレ（５６）先端がその上に配置され、流動性の生体適合物質（５８）が送り込まれているところが示されている。
【００６１】
図６は、１つまたはそれ以上の予備形成構成要素を含む多様な代替実施態様を示している。図６ａは、単純な楔形の実施態様を示しており、後部（６２）は、前部（６４）に比べてサイズが大幅に大きい。図６ｂは、別個に形成される底部（７０）に比べて磨耗が改良されている予備形成上面を含む、異なる磨耗特性を有する部分（この場合には、層）を持つよう成形されたインプラントを示している。図６ｃは、これに対して、手術時に配置され該当部位において組み立てられるのに適する複数の構成要素（７２）を示している。この構成要素には、他と比べて磨耗特性が改良されている上部（７４）、患者の形状及び所期の角度補正に合わせて適切に形成される底部（７８）、及び全体的厚み、角度及び（または）物理的化学的特性（弾性率など）所期の特性を達成するために上部及び底部の間に配置される１つ（またはそれ以上の）中央部（７６）を含む。
【００６２】
図６ｄの実施態様は、手術時に予備形成材料から切り取られる通りの単体（８０）を示しているのに対して、図７は、図６ｄに示されるような予備形成構成要素を固定するための多様な手段を示している。固定手段には、図７ａに示される通りグラウト（８２）またはその他の適切な界面材料の使用、図７ｂに示される通り別個の外部保持装置（８４）の使用、図７ｃに示される通り本体を全体的に横切る要素（８６）によって例示されるような外部的に配備されるピン、ねじ、縫合などの使用、及び図７ｄに示される通り１つまたはそれ以上の適切な面に沿って配置される１つまたはそれ以上のアンカー部分（８８）の使用、が含まれる。
【００６３】
図８は、図８ａに示されるような粗面仕上げ表面（９０）またはそれぞれ図８ｂ及び８ｃの要素９２及び９４として示されるようなタブ（例えば、布または縫合様の材料によって）を含めて補助的部分及び（または）表面テクスチャーを使用することによって予備形成部分を固定または安定化するためのさらなる変種を示している。表面テクスチャーは、例えば、潤滑性を改良するためにディンプル表面またはその他の適切な織り目加工の表面を含むことができる。望ましい実施態様においては、テクスチャーは、負荷なしにまたは低負荷で潤滑油を取り込み、その後荷重を受けてパターンを消し去るようにするのに充分なものである。さらに別の代替実施態様においては、出願者の以前の米国特許仮出願第０/３４１，０７０号において説明されるタイプの大腿骨形成装置を使って、表面を織り目加工することができる。実際には、予備形成構成要素は、本明細書において説明されるまたは示される様々な特徴及び実施態様の任意の適切な組み合わせから利益を得ることができる。
【００６４】
図９は、関節部位に挿入され該当の硬化性生体適合物質を充填されるのに適する実質的に閉鎖型（バルーン状）のモールドの多様な実施態様を示しており、一体的な予備形成磨耗面及び部分（９８）を含む膨張性バルーン部分（９６）並びに膨張性部分に流動性の生体適合物質を充填するのに適するルーメン（１００）を示す図９ａを含めて、モールド自体が予備形成された関節形成磨耗面となる。図９ｂは、予備形成される部分がなく生体適合物質用ルーメン（１０４）を含む、対応するバルーン（１０２）を示す。図には示されていないが、この実施態様のバルーンまたはどの実施態様のバルーンも、様々な内面及び（または）外面コーティングを含むことができ、様々な所期の物理的-化学的特性（気孔率など）を有する領域及び（または）層を持つことができる。図９ｃは、２区画閉鎖型バルーン形モールド（１０６）を示しており、各区画はそれぞれ脛骨内側面及び外側面に整合するのに適する。
【００６５】
図１０は、股関節の関節形成面の置換えに関連して股臼用モールド（１１０）として使用するのに適するモールドを示しており、生体適合物質を充填されると、モールドは、対応する大腿骨頭を保持するのに適する凹状を形成する。モールドは、（例えば、モールドを形成する内側密閉層と外側密閉層（それぞれ、１１６と１１４）の間の空間に取り付けられる取り外し可能な導管（図には示されていない）を使用して）適切な形状に充填されるのに適する薄いほぼカップ形のモールドとして示されている。
【００６６】
図１１は、本発明の方法及びシステムと組み合わせて使用するのに適する膝蓋骨-大腿骨関節型枠を示している。図１１ａから図１１ｃまでに示される通り、型枠は、アルミニウムまたはその他の適切なステイ部分（１２４）及び末端ハンドルまたは握り部分（１２６）を有するシリコンまたはその他の適切なパッド材（１２２）を含む。使用の際、膝をほぼ４５度の角度にして、大腿骨表面に合わせて部品が形成され、型枠はアルミニウム・ステイを曲げることによって維持される。望ましい場合には大腿骨にアンカー・ポイントが切削され、型枠と骨の間に硬化性のバイオポリマーを送り込めるように上部ハンドルを骨から離して型枠を骨に密着させる。重合体が骨に（アンカー・ポイントの中まで）配置されたら、型枠は重合体を適切に形成するのに充分な時間維持され、その後取り除くことができる。
【００６７】
図１２は、図１に示され上に説明される一般的タイプの、本発明の特に望ましいインプラントの様々な図を示しており、上面図（ａ）、正面図（ｂ）、側面図（ｃ）、図１２（ａ）の線Ａ-Ａに沿って見た断面図（ｄ）及び図１２（ａ）の線Ｃ-Ｃに沿って見た断面図（ｅ）を含んでいる。また、図１３は、それぞれ左膝及び右膝用のインプラントの並んだ上面図（ａ）及び（ｂ）である。様々な部分の参照番号は、予備形成膝用インプラント（１０）、脛骨表面に配置するのに適する第一の主要な面（１２）及び大腿顆に接して配置するのに適するほぼ平面の第二の主要な面（１４）を含めて、図１における参照番号と対応する。第二の主要な面は、図に示される通り、本明細書において説明される寸法を持つほぼ中央の窪みとして形成される該当部位における性能を助長するための大腿骨滑り面（１６）を持つ。滑り路は、本明細書において説明される方法で成形及び大腿顆の再配置を適切に組み合わせることによって、完全に現場で形成される。
【００６８】
図に示されるタイプのインプラントは、主に後部近心唇（１８）の存在及び形態に基づく内反変形、及び顆間隆起用のカットアウト（インゲン豆形）（図４ｂ参照番号５４を参照のこと）を含めて、様々な利点をもたらす。脛骨用突起（１８）は、脛骨プラトーの後部を捕捉するのに適する。インプラント自体は、本明細書に示される通りの寸法を有し、本発明のさまざまなパラメータに従って複数のサイズ及び（または）スタイルのモールドの中の１つを使用して用意することができる。例えば１ｍｍまたは２ｍｍの増分で厚みが変化しある範囲の前後寸法を有する様々なサイズのモールドを含むキットを用意することができる。この種のモールドは、また、例えば平らな底または湾曲底及び左膝用または右膝用など、様々な形状の底を有するインプラントを提供するために使用することができる。
【００６９】
さらに望ましい実施態様が図１４に示されており、この場合、後部唇は、体内に配置されたとき後十字靭帯溝を塞ぐように近心方向に進むものとして示されている。図１４（ａ）は上面図であり、図１４（ｂ）及び１４（ｃ）はそれぞれ線Ｂ-Ｂ及び線Ｃ-Ｃに沿って見た断面図である。近心唇と共に、インプラントの上面は望ましい滑り路を呈するのに対して、インプラントの底は関節後部脛骨プラトーの空洞により整合させるために凸状の形態を有する。
【００７０】
図に示される通り、近心縁は図１２及び図１３の実施態様に比べて約２ｍｍ隆起しており、安定性を増しインプラントの全体的厚みを維持するために顆間隆起に近づくとき最高点となる。インプラントの前部は、望ましい滑り路に寄与する他に、後部の方向安定性を向上させるために、図１２及び図１３の実施態様に比べてかさを増し、後部唇基部から前縁に向かって傾斜する多少楔形の前部領域を備える。
【００７１】
有利な実施態様においては、インプラントが大腿顆あるいは膝蓋骨の内側境界に突き当たる可能性を小さくするような寸法の空洞を形成するために前部近心部から多少の材料が取り除かれる。後部領域においては、５４ｍｍのインプラントの場合（最前部から上部内径または後部唇までの最長寸法を測定して）、６ｍｍ程度の高さとして示されるように唇は多少長くされる。後部唇の延長とつり合わせて、材料が上面からさらに取り除かれて、滑り路が後部方向に開かれているようにする。この形態は、より完全な屈曲を可能にし、関節内での保持を改良すると共に、インプラントが後部内側大腿顆の軟骨にぶつかる程度を小さくする。
【００７２】
使用に際して、脛骨プラトーは、インプラントの底と相合する。脛骨プラトー自体が、インプラントの脛側面にぴったり合うように準備される一方、インプラントの大腿側面はほぼどのような大腿骨形状にも向くように滑らかにして広げることができる。
【００７３】
図１５は、前の図に示されるインプラントのさらに３つの図を示している。図１５（ａ）は図１４（ａ）と同様の上面図である。図１５（ｂ）は、インプラントの後部唇を示す側面図であり、図１５（ｃ）は、正面図である。
【００７４】
図１６は、本発明の実施態様例に従ったインプラントの様々な図を示している。図１６において、距離Ａは、インプラントの最前部からインプラントの後部唇の上部内径まで延びるものとして示される。距離Ｂも図１６に示されており、後部唇の高さとして説明することができる。距離Ｃ、Ｄ及びＥも図１６に示されている。
【００７５】
インプラントの寸法は、患者の特定のサイズに合うように調整することができる。本発明の１つの実施態様例においては、距離Ａは約５４．０ｍｍであり、距離Ｂは約５．６ｍｍ、距離Ｃは約７．０ｍｍ、距離Ｄは約２９．２ｍｍ、距離Ｅは約２．１ｍｍである。
【００７６】
本発明の一部の有利な実施態様においては、距離Ａは例えば約３０ｍｍから約６０ｍｍの間である。
【００７７】
本発明の一部の有利な実施態様においては、距離Ｂは例えば約１ｍｍから約１０ｍｍの間である。
【００７８】
本発明の一部の有利な実施態様においては、距離Ｃは例えば約１ｍｍから約１０ｍｍの間である。
【００７９】
本発明の一部の有利な実施態様においては、距離Ｄは例えば約１０ｍｍから約４０ｍｍの間である。
【００８０】
本発明の一部の有利な実施態様においては、距離Ｅは例えば約０．２ｍｍから約４ｍｍの間である。
【００８１】
上述のようなインプラントは、まず生理学的外反に合わせるために必要な適切なインプラントの厚みを決定するステップを含む方法で使用することが望ましい。外科医は、過剰な軟骨を取り除き、内側半月から内側環までを取り除き、関節内の体液を維持しながら適切な関節鏡の進入路を得るために約１ｃｍの入口を使用して、関節鏡を使って該当部位を準備する。インプラントは、膝に挿入するときに、入手可能なモールドの中から選択されるモールドを使用して１つまたはそれ以上の埋め込みまたは取り付け固定部分（例えば、前部縫合またはタブ）を含めて、まず体外で成形することができる。外科医は、このとき一般にインプラントが適切に据えつけられていることを確認するために所定の位置に配置されたらインプラントを探って見て、下腿に内反ストレスを与えるために膝を伸ばして、インプラントの両面を最終的に成形（それぞれ脛骨表面及び顆に合わせて）することによってインプラントが硬化する間に相合性を得る。
【００８２】
外科医は、また、任意にかつ望ましくは、大腿骨滑り路を準備し望ましくない波動を取り除くために、２００１年１２月７日に郵送された「関節の骨の表面を滑らかにするための方法及び装置」と題する同時係属米国仮特許出願（その開示は、参照により本明細書に組み込まれる）において説明されるタイプの大腿骨形成装置（例えば、スプーン形装置）を任意にまた望ましくは使用することもできる。例えば約１分から約５分まで、現在望ましいポリウレタン組成を使用すると一般には約２分など、適切な時間の後、インプラントを前部縁に縫合し、完全な範囲を得るために膝を屈曲することができる。この処置中または処置後、任意に関節に適切な流体を充填し視覚化することができ、その後適切な手段（例えば、縫合）で進入路を閉鎖して膝を伸ばし、固定する。
【００８３】
出願者の同時係属米国特許仮出願第６０／２２８，４４４号において説明される通り、本出願は、哺乳類の元来の骨表面の形状にほぼ整合させるために、元来の磨耗面の支持構造に固定される埋植材料を使って磨耗面を生成または修正するための方法及びシステムについて説明する。本発明の方法またはシステムは、膝、指、股関節、足指、脊椎、手根、肘、肩、足首または顎関節など骨表面の端が回転、スライドまたはローリング面である場合に応用される。インプラントは、
ａ）スペーサとして、
ｂ）緩衝材として、
ｃ）（病変表面に比べて）改良された摩擦係数を持つ表面として、及び（または）
ｄ）（病変状態に比べて）体重負荷面積を増大し、関節表面の相合性を向上させるため、に機能する。
【００８４】
本発明の方法及びシステムは、手根の舟状骨など無菌性壊死の部位に応用することができる。埋植される材料は、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリウレア、ポリアクリレート、ポリウレタン・アクリレート、ハイドロジェル、エポキシ及び（または）上記のものうちいずれかのハイブリッドを含む重合体など複数の材料から成る。
【００８５】
代替実施態様においては、その表面または構成要素を含めてインプラントは、チタン、ステンレス鋼、コバルト・クロム・ミリチウム合金及びタンタルを含めて一連の金属から選ばれるもので用意することができる。
【００８６】
再表面形成のために埋植可能な材料は、成形形状に固化する注入可能な材料として体外で及び（または）体内で形成することができる。液体状態から固体状態に状態を変化させるための方法には、冷却または加熱、状態の変化を可能にする時間の経過、または異なる反応体間の化学反応が含まれる。反応としては、発熱反応または吸熱反応が考えられる。固化としては、光活性化または化学的触媒作用によるものが考えられ、また熱活性化も考えられる。この種のシステムの例には、２つまたはそれ以上の構成要素の流動性重合体、光活性化重合体、及び触媒あるいは体温を含めた熱によって硬化する重合体、またはこれらの適切な組み合わせが含まれる。バルーン、ダムまたはリテイナー形のモールドを使用することができる。モールドは、所期の形状を得るために局所解剖と組み合わせて使用することができる。モールドは、そのままとどまりインプラントの一部となる材料から作るか、生体適合物質構成要素が硬化した後に取り除くことができる。
【００８７】
代替実施態様においては、材料は半固体であり、成形した後体内で固化することができる。これにより、関節鏡口を通じてあるいはわずかな関節切開によって、最小限の侵襲的応用が可能になる。さらなる実施態様として、材料を体外で合成し、その後インプラントの所期の形状及びサイズを事前に決定するために画像を使って機械加工することができる。さらなる代替実施態様として、ある範囲のサイズのインプラントを用意し、処置中にサイズを決定することができる。成形材料を使ってモールドをはめ合わせて、埋植直前に現場でインプラントを成形することができる。
【００８８】
インプラントの固定方法には、インプラントを基礎面に接着するための生物学的膠、機械的ロックを生じる骨表面のキャビティへのインプラントのはめ込み、基礎構造への様々なアンカーの使用及び基礎面へのインプラントの固定またはモールド保持具及び（または）ねじ、ステープル、縫合またはピンの使用が含まれるだろう。代替実施態様においては、インプラントを基礎面に固定するために基礎構造のアンカーを使用することができ、固定を確実にするために組織内植システムを使用することもできる。
【００８９】
望ましい実施態様においては、患者は、変形性関節症の診断を受けて関節形成面の軟骨を失っている。正常な関節形成角度の再確立のために必要とされる補正量が決定される。インプラントが所定の位置に配置されるとき運動の範囲が失われないように靭帯が釣り合わされ、最終的な表面形状が元来の関節表面と同じ平面及び方位を再確立する位置に表面が配置される。
【００９０】
該当部位への接近は最小限に侵襲的に行われる。望ましい実施態様においては、関節鏡口を使って関節鏡手段によって部位への接近が行われる。代替実施態様においては、接近は、関節の周りの神経、血管、筋肉または靭帯を犠牲にすることなく関節に接近できるようにする多少の切開によるわずかな関節切開によって行われる。望ましい実施態様においては、変形した繊維化関節形成軟骨が軟骨下面に下げられる。表面は乾かされ、適切な固定のために準備される。これには、機械的ロックのためのアンカー・ポイントあるいは単に水平及び側方の安定性を与えるだけのアンカー・ポイントが含まれる。表面は、組織接着剤が使用される場合には乾燥させ粗面処理することによって準備することができる。予め作られたアンカーを配置することができる。この種のアンカーは各種の金属材料または重合体で作ることができ、インプラントを基礎面に固定するためにインプラントを通り抜けて延びる釘で構成することができる。この周りの軟骨下骨は、組織内植またはインプラントの接着を強化するために粗面処理することができる。インプラントの最終形状は、インプラントが体内硬化法を使って配置される場合（出願者の仮特許出願の図１及び４において示される方法で）、材料が埋植されるときに関節に配置されるダムまたはモールドによって決定することができる。
【００９１】
モールド内で手術現場において形成される予備形成材料の場合、アンカー・ポイントまたはチタンねじを含めて様々な安定化様式を使用することができる。その代わりに、予め作られた材料を患者の関節表面の画像から開発された仕様に合わせて現場外で作ることができる。第三の実施態様においては、複数のサイズを現場外で作り、手術時に適切なインプラント・サイズを選択することができる。原仮出願の図２に示される２つの代替案は、入口から設置できる単一のセグメントあるいは入口から設置でき関節内で一緒に連結される複数のセグメントを含む。セグメントは順次配置され、その後骨に切削されるアンカー・ポイントによってまたはねじまたは組織内植によって骨に固定される。最後に、アンカー・ポイントの固定形状に合わせて予め作られたプラントのために骨表面を準備するためにロボット、ジャグまたはその他の切削具を使用することができる。
【００９２】
予備形成構成要素及び流動性の生体適合物質（これが使用される場合には）の両方は、適切な材料から調製することができる。一般には、材料には、生体適合性、物理的強さ及び耐久性、最終複合材料の組み立てに使用されるその他の構成要素（及び生体適合物質）との混和性などの特性の最適な組み合わせを有する高分子材料が含まれる。予備成形構成要素を調製するのに適する材料の例は、該当部位において硬化する生体適合物質と同じでも異なってもよく、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ダクロン、ポリウレア、ハイドロジェル、金属、セラミック、エポキシ、ポリシロキサン、ポリアクリレート、並びにコラーゲンまたはコラーゲンを主成分とする物質などバイオポリマー、及びそれらの組み合わせを含む。
【００９３】
流動性の生体適合物質が使用される場合その調製に使用するのに適する材料の例は、ポリウレタン、ポリウレア、ハイドロジェル、エポキシ、ポリシロキサン、ポリアクリレート及びそれらの組み合わせを含むが、これに限定されない。
【００９４】
現在望ましい実施態様においては、予備形成構成要素及び流動性の生体適合物質（これが使用される場合）は、各々生体適合性ポリウレタンを含む。例えば反応射出成形、圧縮成形、鋳込み、射出成形またはその他の重合体調製及び加工方法によって予備形成構成要素並びに流動性生体適合物質（これが含まれる場合に）を形成するために、同じまたは異なるポリウレタン配合を使用することができる。
【００９５】
予備形成構成要素あるいは生体適合物質に使用するのに適するポリウレタンは、下記のものを組み合わせることによって用意することができる：（１）１つまたはそれ以上のポリオール及び１つまたはそれ以上のジイソシアネート、及び任意に１つまたはそれ以上の疎水性添加剤の反応生成物より成る準プリポリマー、及び（２）１つまたはそれ以上のポリオール、１つまたはそれ以上の連鎖延長剤、１つまたはそれ以上の触媒及び任意に酸化防止剤及び疎水性添加剤などの成分、より成る硬化剤成分。
【００９６】
該当部位において硬化する重合体が使用される実施態様においては、本発明は、流動性の組成を与え硬化を開始するために使用時に混合することのできる複数の部分から成る硬化性ポリウレタン組成の形をとる生体適合物質を提供する。構成部分は、（１）１つまたはそれ以上のポリオール及び１つまたはそれ以上のジイソシアネート、及び任意に１つまたはそれ以上の疎水性添加剤の反応生成物から成る準プリポリマー成分、及び（２）１つまたはそれ以上のポリオール、１つまたはそれ以上の連鎖延長剤、１つまたはそれ以上の触媒、及び任意に酸化防止剤、疎水性添加剤及び色素などその他の成分から成る硬化剤成分。混合すると、組成は、体内に送り込めるのに充分な流動性を持ち、体内で生理学的条件の下で充分に硬化される。構成部分は、その混合及び使用を容易にするために、それ自体が流動性であるか、または流動性にすることができることが望ましい。
【００９７】
本発明において使用される流動性の生体適合物質は、体外または該当部位において反応して固体ポリウレタン（ＰＵ）を形成するポリウレタン・プリポリマー成分を含むことが望ましい。形成されたＰＵは、ハード・セグメントとソフト・セグメントを含む。ハード・セグメントは、一般にジイソシアネート及び連鎖延長剤から形成されるより固いオリゴウレタン単位体から成るのに対して、ソフト・セグメントは、一般に１つまたはそれ以上の可撓性ポリオール単位体から成る。これらの２つのタイプのセグメントは、相互に相容れない傾向があるので、一般に位相分離してハード・セグメント領域とソフト・セグメント領域を形成する。本教示を読めば、当業者には、形成されたポリウレタンのハード・セグメントとソフト・セグメントの相対的量並びに位相分離の程度が重合体の最終的な物理的及び機械的特性に対して大きな影響を及ぼし得ることが分かるだろう。また、当業者には、本発明の範囲内で所期の特性の組み合わせを持つ硬化済み及び硬化性の重合体を生成するために上記の重合体組成を操作することができることが分かるだろう。
【００９８】
重合体のハード・セグメントは、ジイソシアネートまたは多官能価イソシアネートと連鎖延長剤の間の反応によって形成することができる。本発明のハード・セグメントを調製するために適するイソシアネートの例としては、トルエン・ジイソシアネート、ナフタリン・ジイソシアネート、フェニレン・ジイソシアネート（例えば、Ｄｕｐｏｎｔ社からＨｙｌｅｎｅ  ＰＰＤＩとして入手できるパラフェニレン・ジイソシアネートＰＰＤＩ）、キシリレン・ジイソシアネート及びジフェニルメタン・ジイソシアネート及びその他の技術上既知の芳香性ポリイソシアネートなど芳香性ジイソシアネート及びその高分子形または異性体の混合物またはそれらの組み合わせが含まれる。本発明のハード・セグメントの調製に適するポリイソシアネートのその他の例には、シクロヘキサン・ジイソシアネート、シクロヘキシル-ビス・メチレン・ジイソシアネート、イソフォロン・ジイソシアネート及びヘキサメチレン・ジイソシアネート及びその他の脂肪族ジイソシアネート及びポリイソシアネートなど、脂肪族及び脂環式イソシアネート及びその重合体または混合物またはそれらの組み合わせが含まれる。芳香性及び脂肪族またはアリルアキル・ジイソシアネートの化合物を使用することもできる。
【００９９】
イソシアネート成分は、適切な形で用意することができ、その例としては、２,４’-ジフェニルメタン・ジイソシアネート、４,４’-ジフェニルメタン・ジイソシアネート、及びこれらの異性体と任意に少量の２,２’-ジフェニルメタン・ジイソシアネート（市販のジフェニルメタン・ジイソシアネートの典型的なもの）の混合物または化合物が含まれる。その他の例には、アニリンとホルムアルデヒドの縮合生成物のホスゲン化から派生するような芳香性ポリイソシアネート及びその混合物または化合物が含まれる。トルエン・ジイソシアネートなど揮発性の高い物質ではなくジフェニルメタン・ジイソシアネートなど揮発性の低いイソシアネートを使用することが妥当である。特に適切なイソシアネート成分の例は、４,４’-ジフェニルメタン・ジイソシアネート（ＭＤＩ）である。その代わりに、ＭＤＩの２,２’-、２,４’-及び４,４’-異性体の化合物として液体で用意することができる。望ましい実施態様においては、イソシアネートはＭＤＩであり、さらに望ましいのは４,４’-ジフェニルメタン・ジイソシアネートである。
【０１００】
本発明のハード・セグメントを調製するための連鎖延長剤の例としては、１,４-ブタンジオール、２-メチル-１,３-プロパン・ジオール、１,３-プロパン・ジオール・エチレン・グリコール、ジエチレン・グリコール、グリセロール、シクロヘキサン・ジメタノール、トリエタノール・アミン及びメチルジエタノール・アミンなど、短連鎖ジオールまたはトリオール及びその混合物またはそれらの組み合わせが含まれるが、これに限定されない。本発明のハード・セグメントを調製するための連鎖延長剤のその他の例には、ジアニリン、トルエン・ジアミン、シクロヘキシル・ジアミン及び技術上既知のその他の短連鎖ジアミンなど、短連鎖ジアミン及びその混合物またはそれらの組み合わせが含まれるが、これに限定されない。
【０１０１】
ソフト・セグメントは、ポリイソシアネートまたはジイソシアネートまたは高分子ジイソシアネートとポリオールの間の反応によって形成されるウレタン停止反応ポリオール成分から成る。適切なジイソシアネートの例は上述の通りである。本発明のソフト・セグメントを調製するためのポリオールの例には、アルキレン・オキシド（例えば、エチレン・オキシド、プロピレン・オキシド及びその混合）の縮合から派生するポリアルキレン・オキシド・エーテル、並びにテトラヒドロフランを主成分とするポリテトラメチレン・エーテル・グリコール、ポリカプロラクトン・ジオール、ポリカーボネート・ジオール及びポリエステル・ジオール及びそれらの組み合わせを含むが、これに限定されない。望ましい実施態様においては、ポリオールは、ポリテトラメチレン・オキシド（ＰＴＭＯ）またはポリテトラメチレン・エーテル・グリコール（ＰＴＭＥＧ）としても知られるポリテトラヒドロフラン・ポリオール（ＰＴＨＦ）である。２５０、６５０、１０００、１４００、１８００、２０００及び２９００から成る市販のグループから選択される分子量の異なる２つまたはそれ以上のＰＴＭＯジオールを使用することがさらに望ましい。
【０１０２】
分子量の異なる２つまたはそれ以上のＰＴＭＯジオールは、混合物として、または別個に二部システムの異なる部分として独立して使用することができる。ＰＴＭＯジオールの固化温度は、一般にその分子量に比例する。ＰＴＭＯと１,４-ブタンジオールなど連鎖延長剤との混和性は、一般にジオールの分子量に反比例する。従って、「硬化剤」（部分Ｂ）成分に低分子量ＰＴＭＯを組み込み、プリポリマー（部分Ａ）成分に高分子量ＰＴＭＯを組み込むと、比較的低温で使用できる二部システムがもたらされる。また、低分子量ＰＴＭＯと１,４-ブタンジオールなど連鎖延長剤の混和性のよさは、高い体積比（プリポリマー対硬化剤）の二部システムの調製を可能にする。アミン停止反応ポリエーテル及び（または）ポリカーボネートを主成分とするジオールも、ソフト・セグメントを構成するために使用することができる。
【０１０３】
特に望ましい組成は、下記の通りである。
１．部分Ａ及びＢを含む二部システムから成る組成であり、混合すると重合して、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などポリシロキサンを含むソフト・セグメント及びＭＤＩ、ＰＰＤＩ、水素化ＭＤＩ（Ｂａｙｅｒ社のＤｅｓｍａｄｕｒ  Ｗ）、ヘキサメチレン・ジイソシアネート（ＨＤＩ）またはそれらの組み合わせから選択される異性体を含めてジイソシアネートまたはポリイソシアネートと低分子量ジオール、低分子量トリオール、トリアミン及び多官能価アミンまたはそれらの組み合わせから成るグループから選択される連鎖延長剤との反応生成物として形成されるハード・セグメントになる。
２．二部システムから成る組成であり、１つの部分（部分Ａ）はカルビノール停止反応ＰＤＭＳオリゴマー（例えば製品“ＫＦ６００１からＫＦ６００３“までとしてＳｈｉｎ-ｅｔｓｕ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．が市販するもの、または製品”ＤＭＳ-Ｃ１５“としてＧｅｌｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．が市販するもの）とジイソシアネートまたは異なる性質のジイソシアネート及び（または）ポリイソシアネートの混合物との反応生成物として調製されるＮＣＯ停止反応プリポリマーを含む。
３．二部システムから成る組成であり、１つの部分（部分Ａ）が、１つまたはそれ以上のカルビノール停止反応ＰＤＭＳオリゴマーと共に１つまたはそれ以上のジイソシアネート及び（または）ポリイソシアネートと、ＯＨまたはアミノ官能性を有する１つまたはそれ以上のオリゴマー（例えばＰＴＭＯ）との反応生成物として形成されるプリポリマーであり、該当のカルビノール停止反応ＰＤＭＳオリゴマーより溶解パラメータが大きい（すなわち、極性が大きい）が、部分Ｂに使用されるイソシアネートと連鎖延長剤の反応生成物の溶解パラメータより小さい（すなわち極性が小さい）。
４．上記の３の組成の例として、組成は、１つの部分（部分Ａ）が１つまたはそれ以上のカルビノール停止反応ＰＤＭＤオリゴマーと共に１つまたはそれ以上のジイソシアネート及び（またはポリイソシアネート）と１つまたはそれ以上のＯＨ停止反応水素化ポリブタジエン・オリゴマーとの反応生成物として形成されるプリポリマーである二部システムから成る。
５．３の組成の別の例として、組成は、１つの部分（部分Ａ）が、１つまたはそれ以上ジイソシアネート及び（または）ポリイソシアネート、１つまたはそれ以上のカルビノール停止反応ＰＤＭＳオリゴマー、１つまたはそれ以上のＯＨ停止反応水素化ポリブタジエン・オリゴマー及びポリテトラメチレン・オキシド・ジオール（ＰＴＭＯ）など１つまたはそれ以上のＯＨ停止反応ポリエーテル・オリゴマーの反応生成物として形成されるプリポリマーである、二部システムから成る。特定の実施態様においては、部分Ａを形成するために使用される成分の量及び比率は、光学的に透明なプリポリマーに安定性を与えるように調整される。
６．本明細書において説明される組成に関して、部分Ａは、プリポリマーの全てまたはその一部がタイプＸＹＸＺＸであるように調製することができる。ここで、Ｘはジイソシアネート及び（または）ポリイソシアネート成分であり、Ｙは比較的非極性のマクロジオール成分（ＰＤＭＳバックボーンを持つものなど）であり、Ｚはより極性の大きいポリオール成分（ＰＴＭＯまたはポリヘキサメチレン・カーボネートのバックボーンを持つマクロジオールなど）である。
【０１０４】
ＰＵは、例えば多官能価または枝分かれＯＨ停止反応架橋性物質または連鎖延長剤または多官能価イソシアネートを添加することによって、化学的に架橋結合させることができる。適切な架橋性物質の例としては、トリメチロール・プロパン（ＴＭＰ）、グリセロール、ヒドロキシル停止反応ポリブタジエン、ヒドロキシル停止反応ポリブタジエン（ＨＯＰＢ）、三量体アルコール、ひまし油ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ），ポリテトラメチレンオキシド・トリオール及びテトロール、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）及びＰＥＯ-ＰＰＯトリオールが含まれるが、これに限定されない。この化学的架橋は、使用温度でガラス状態であるハード・セグメント領域によって重合体の物理的または（「事実上の」）架橋を増大する。最適なレベルの化学的な架橋は、材料の圧縮永久ひずみを改良し、抽出成分の量を減少し、ＰＵの生体耐久性を高める。これは、例えば損傷軟骨の修復に適するものなど比較的柔らかいポリウレタンにおいて特に有益となり得る。事実上の架橋だけによる強化は、一部の用途においては体内性能にとって充分な強さを生じない場合がある。材料をより固くより弾性の小さいものにするために、より官能価の高いポリオールを使用することによって生じるソフト・セグメントからの付加的な架橋を使用することができる。このようにして、ハード・セグメントとソフト・セグメントのバランス及び全体的特性に対するその相対的寄与を調整することができる。
【０１０５】
さらに、本発明の重合体システムは、以下の期間を含めて硬化工程を制御するのに役立つ少なくとも１つまたはそれ以上の生体適合触媒を含むことが望ましい：（１）誘導期間、及び（２）生体適合物質の硬化期間。その絶対的長さ及び相対的長さ及び各期間における加速または硬化速度を含めてこれら２つの期間が、一緒に、組成の硬化反応速度またはその概要を決定する。本発明の形成ＰＵの調製に適する触媒の例としては、錫及び第三アミン化合物またはジブチル錫ジラウレートなどその化合物、及び商標名“Ｃｏｔｉｎ  ２２２”、“Ｆｏｒｍｒｅｚ  ＵＬ-２２”（Ｗｉｔｃｏ）、“ｄａｂｃｏ”（Ｓｉｇｍａ-Ａｌｄｒｉｃｈ社のトリエチレン・ジアミン）として市販されるものを含めて錫または混合錫触媒、オクタン酸第一錫、トリメチル・アミン、及びトリエチル・アミンが含まれるが、これに限定されない。望ましい実施態様においては、触媒はＦｏｒｍｒｅｚ  ＵＬ-２２（Ｗｉｔｃｏ）である。望ましい代替実施態様においては、触媒はＣｏｔｉｎ  ２２２（ＣａｓＣｈｅｍ）とｄａｂｃｏ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）の組み合わせである。
【０１０６】
本発明の体内及び体外硬化ポリウレタンは、２つの部分の反応によって形成することができる。その部分Ｉ（あるいは部分Ａと呼ばれる）は、１つまたはそれ以上のＯＨ停止反応成分と１つまたはそれ以上のイソシアネートの反応生成物であるジイソシアネートまたは多官能価イソシアネートまたは準プリポリマーを含む。ポリウレタンの部分II（本明細書においては部分Ｂとも呼ばれる）は、１つまたはそれ以上の連鎖延長剤及び１つまたはそれ以上のポリオール、及び１つまたはそれ以上の触媒及び酸化防止剤及び色素などその他の添加剤を含む硬化剤成分である。適切に形成されるＰＵの場合、部分Ｉ（準プリポリマー）と部分II（硬化剤成分）との間の化学量論比は、イソシアネート停止反応プリポリマー（部分Ｉ）と硬化剤成分（部分II）のＮＣＯ：ＯＨモル比で表すと、約０．８対１．０から１．２対１．０までの範囲内であることが望ましく、約０．９対１から約１．１対１．０までの範囲であることがさらに望ましい。
【０１０７】
任意に反応性重合体添加剤を含めることができ、この添加剤は、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、シリコン、ポリエチレン-プロピレンジエン、ブタジエンとアクリロニトリルの共重合体、ブタジエンとスチレンの共重合体、イソプレンとアクリロニトリルの共重合体、イソプレンとスチレンの共重合体及び上記のものの混合物から成るグループから選択されるヒドロキシルまたはアミン停止反応化合物から成るグループから選択される。
【０１０８】
本発明に使用するのに適する組成は、その製造、用途及び体内使用に関して最適の特性の組み合わせとなる高分子材料である。未硬化状態において、この種の特性の中には、成分の融和性または混和性、加工性及び適切に滅菌されるまたは無菌加工され貯蔵される可能性が含まれる。この種の組成を応用する過程において、適切な材料は、流動性、成形性及び体内硬化性などの特性の最適の組み合わせを示す。硬化状態においては、適切な組成は、強さ（例えば引っ張り強さ及び圧縮強さ）、弾性率、生体適合性及び生体安定性などの特性の最適な組み合わせを呈する。
【０１０９】
硬化すると、組成は、特に構造的安定性及び物理的形状の維持、溶解安定性、生体適合性及び物理的性能、並びに負荷強さ、引っ張り強さ、せん断強さ、せん断疲労抵抗、緩衝力、磨耗抵抗及び表面磨耗強さなど機械的特性に関して、特性の最適の組み合わせを呈する。この種の性能は、自然の組織及び関節の評価並びに材料及び重合体一般の評価として一般に認められている手順を使って評価することができる。特に、望ましい組成は、その硬化状態で、それが取って代わろうとする自然の組織の機械的特性に近いまたはそれを上回る機械的特性を示す。
【０１１０】
上記の所期の未硬化及び送り込み特性を得るために、本明細書において使用される場合「重合体系」は、本発明の高分子組成を調製するために使用される成分（単数または複数）を意味する。望ましい実施態様においては、重合体系は、２つの部分を形成するのに必要な成分から成る。すなわち、部分ＩはＮＣＯ停止反応プリポリマー（「イソシアネート準重合体」と呼ばれる場合もある）である。部分Ｉの準重合体は、一般に、任意にヒドロ疎水性添加剤成分及び過剰なイソシアネート成分と化合するポリオール成分を含む。２つの成分系のうち部分IIは、他の成分（例えば、触媒、安定剤、可塑剤、酸化防止剤、色素など）と一緒に１つの長連鎖ポリオール、連鎖延長剤及び（または）架橋剤を含むことができる。この種の補助剤または成分は、混合、送り込み及び（または）硬化前にまたはその時点でその他の成分に加えるかまたはこれと化合することができる。
【０１１１】
特に望ましい実施態様においては、本発明の重合体系は、複数の構成部分として提供され、１つまたはそれ以上の触媒を採用する。触媒を含めてその構成部分は、硬化を開始するために混合され、その後送り込まれ、固化し、その所期の目的のために充分な条件（時間及び発熱）の下で完全に硬化することができる。硬化が完了したら、その結果の組成は、傷ついたまたは損傷した組織を修復するまたは置換えるために使用するのに最適の特性の組み合わせを呈する。特に望ましい実施態様においては、配合は、生物適合物質部分の混和性及び安定性、体外または体内硬化能力及び特性（例えば、抽出物レベル、生体適合性、熱/機械的特性など）、機械的特性（例えば、引っ張り、引き裂き及び疲労特性）及び生体安定性などの特性の最適の組み合わせを示す。
【０１１２】
構成部分の体積比を使用して、未硬化特性及び硬化特性を改良しこれに影響を与えることができる。２つまたはそれ以上の構成部分を有する組成が望ましい。２つの構成部分が使用される場合、相対的な体積は、例えば、１：１０から１０：１まで（体積に基づく準プリポリマー対硬化剤成分の比）変動し得る。本明細書を読めば、当業者には最適の体積比が主に部分Ａと部分Ｂの混和性及び安定性によって決まることが分かるだろう。
【０１１３】
ある配合にとって最適の体積比を選択する際、本明細書を読めば、当業者は以下の考慮事項に対処する方法が分かるだろう。射出成形予備形成構成要素または該当部位での硬化に使用される温度での反応性部分の粘度は、カートリッジ、スタティック・ミキサ、ガン及びその他のコンポーネントを含めて送り込みシステムのコンポーネントに機械的故障を生じることなく、混合及び流量を許容可能な程度にするものでなければならない。
【０１１４】
生体適合物質はモールドまたは組織部位に送り込める（例えば、射出によって）のに充分な流動性を持つことが望ましい。両方の反応性部分の組成は、両方の部分が使用温度範囲において均質で位相が安定する組成でなければならない。一般的に言って、反応発熱の最高温度は、混合重合体における反応性基の濃度に比例する。反応性基の濃度が高いと、反応発熱エネルギーが高くなりすぎて、周りの組織に熱損傷を与えるかもしれない。反応性部分は、混合中実質的に液体のままであることが望ましい。
【０１１５】
成分の所期の安定した体積比は、例えば、一定の体積比を持つ二区画カートリッジを使用することによってまたは各区画が独立して変動する供給速度を持つインジェクタを使用することによって、適切な方法で得ることができる。
【０１１６】
例えば重合体を使用する前に成分を予熱することによって、他の方法でも組成の混和性に影響を与える（かつ、改良する）ことができる。成分の均質性を強化するために、本発明の望ましい組成の成分は、使用前に約２時間から約６時間または部材の完全な溶融及び形成のために必要な時間約４０℃、より望ましくは約６０℃から約８０℃に加熱することによって、混合及び送り込み前に予熱することが望ましい。組成の構成部分は、射出に使用する前に約３５℃から３７℃に冷却することが望ましい。
【０１１７】
本発明の構成要素を形成するのに適する完全硬化高分子（例えば、ポリウレタン）生体適合物質は、耐クリープ性及び磨耗抵抗などの特性の最適な組み合わせを示す。例えば、生物適合物質は、ＡＳＴＭテスト法Ｄ５９６３-９６（ゴム特性磨耗抵抗回転ドラム磨耗試験機の標準テスト法）によって判定して、約１００ｍｍ3未満、より望ましくは約８０ｍｍ3未満、最も望ましくは約６０ｍｍ3未満のＤＩＮ磨耗値を示すことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１ａ】本発明に従って用意される望ましい予備形成膝インプラントの上面図である。
【図１ｂ】本発明に従って用意される望ましい予備形成膝インプラントの側面図である。
【図２ａ】挿入されて該当部位において組み立てられるのに適する予備形成構成要素の実施態様を示す図である。
【図２ｂ】挿入されて該当部位において組み立てられるのに適する予備形成構成要素の実施態様を示す図である。
【図３ａ】予備形成構成要素が採用される代替実施態様を示す図である。
【図３ｂ】予備形成構成要素が採用される代替実施態様を示す図である。
【図３ｃ】予備形成構成要素が採用される代替実施態様を示す図である。
【図４ａ】実質的に開放型（受け皿形）のモールドが関節部位に挿入され、該当部位において該当の硬化性生体適合物質を充填される実施態様を示す図である。
【図４ｂ】実質的に開放型（受け皿形）のモールドが関節部位に挿入され、該当部位において該当の硬化性生体適合物質を充填される実施態様を示す図である。
【図５ａ】実質的に開放型（受け皿形）のモールドが関節部位に挿入され、該当部位において該当の硬化性生体適合物質を充填される実施態様を示す図である。
【図５ｂ】実質的に開放型（受け皿形）のモールドが関節部位に挿入され、該当部位において該当の硬化性生体適合物質を充填される実施態様を示す図である。
【図６ａ】１つまたはそれ以上の予備形成構成要素を含む多様な代替実施態様を示す図である。
【図６ｂ】１つまたはそれ以上の予備形成構成要素を含む多様な代替実施態様を示す図である。
【図６ｃ】１つまたはそれ以上の予備形成構成要素を含む多様な代替実施態様を示す図である。
【図６ｄ】１つまたはそれ以上の予備形成構成要素を含む多様な代替実施態様を示す図である。
【図７ａ】図６ｄに示されるような予備形成構成要素を固定するための多様な代替手段を示す図である。
【図７ｂ】図６ｄに示されるような予備形成構成要素を固定するための多様な代替手段を示す図である。
【図７ｃ】図６ｄに示されるような予備形成構成要素を固定するための多様な代替手段を示す図である。
【図７ｄ】図６ｄに示されるような予備形成構成要素を固定するための多様な代替手段を示す図である。
【図８ａ】補助的部分及び（または）表面テクスチャーを使用することによって予備形成部分を固定または安定するためのさらなる変形を示す図である。
【図８ｂ】補助的部分及び（または）表面テクスチャーを使用することによって予備形成部分を固定または安定するためのさらなる変形を示す図である。
【図８ｃ】補助的部分及び（または）表面テクスチャーを使用することによって予備形成部分を固定または安定するためのさらなる変形を示す図である。
【図９ａ】実質的に閉鎖型（バルーン状）のモールドが関節部位に挿入され該当の硬化性生体適合物質を充填されるのに適する多様な実施態様を示す図である。
【図９ｂ】実質的に閉鎖型（バルーン状）のモールドが関節部位に挿入され該当の硬化性生体適合物質を充填されるのに適する多様な実施態様を示す図である。
【図９ｃ】実質的に閉鎖型（バルーン状）のモールドが関節部位に挿入され該当の硬化性生体適合物質を充填されるのに適する多様な実施態様を示す図である。
【図１０】股関節の関節面の置換えに関連して股臼モールドとして使用するのに適するモールドを示す図である。
【図１１ａ】本発明の方法及びシステムと組み合わせて使用するのに適する膝蓋骨大腿骨関節型枠を示す図である。
【図１１ｂ】本発明の方法及びシステムと組み合わせて使用するのに適する膝蓋骨大腿骨関節型枠を示す図である。
【図１１ｃ】本発明の方法及びシステムと組み合わせて使用するのに適する膝蓋骨大腿骨関節型枠を示す図である。
【図１１ｄ】本発明の方法及びシステムと組み合わせて使用するのに適する膝蓋骨大腿骨関節型枠を示す図である。
【図１２】本発明の特に望ましい膝インプラントの様々な図を示す図である。
【図１３】本発明の特に望ましい膝インプラントの様々な図を示す図である。
【図１４】本明細書において説明される別の望ましい膝インプラントの様々な図を示す図である。
【図１５】本明細書において説明される別の望ましい膝インプラントの様々な図を示す図である。
【図１６】本明細書において説明される別の望ましい膝インプラントの様々な図を示す図である。
【図１ａ】
2005515810.tif 000003
【図１ｂ】
2005515810.tif 000004
【図２ａ】
2005515810.tif 000005
【図２ｂ】
2005515810.tif 000006
【図３ａ】
2005515810.tif 000007
【図３ｂ】
2005515810.tif 000008
【図３ｃ】
2005515810.tif 000009
【図４ａ】
2005515810.tif 000010
【図４ｂ】
2005515810.tif 000011
【図５ａ】
2005515810.tif 000012
【図５ｂ】
2005515810.tif 000013
【図６ａ】
2005515810.tif 000014
【図６ｂ】
2005515810.tif 000015
【図６ｃ】
2005515810.tif 000016
【図６ｄ】
2005515810.tif 000017
【図７ａ】
2005515810.tif 000018
【図７ｂ】
2005515810.tif 000019
【図７ｃ】
2005515810.tif 000020
【図７ｄ】
2005515810.tif 000021
【図８ａ】
2005515810.tif 000022
【図８ｂ】
2005515810.tif 000023
【図８ｃ】
2005515810.tif 000024
【図９ａ】
2005515810.tif 000025
【図９ｂ】
2005515810.tif 000026
【図９ｃ】
2005515810.tif 000027
【図１０】
2005515810.tif 000028
【図１１ａ】
2005515810.tif 000029
【図１１ｂ】
2005515810.tif 000030
【図１１ｃ】
2005515810.tif 000031
【図１１ｄ】
2005515810.tif 000032
【図１２】
2005515810.tif 000033
【図１３】
2005515810.tif 000034
【図１４】
2005515810.tif 000035
【図１５】
2005515810.tif 000036
【図１６】
2005515810.tif 000037
2005515810.tif 000038
2005515810.tif 000039
【国際調査報告】
2005515810.tif 000040