(57)【要約】【課題】関節人工装具【解決手段】本発明は、２つの骨の接合のため関節人工装具システムを提供する。生体吸収性関節人工装具システムは、少なくとも１つの生体吸収性スペーサと、２つの骨に固定して取り付けられるように構成される少なくとも１つの連結体とを含み、連結体の少なくとも一部分は、スペーサの横方向の動きを防止するためにスペーサと接触している。本発明は、さらに、関節人工装具システムを使用する方法に描かれる実施形態を含む。本発明の実施形態において、この方法は、接合される骨の表面の間に少なくとも１つの生体吸収性スペーサを挿入することと、連結体の少なくとも一部分が生体吸収性スペーサと接触するように骨を少なくとも１つの連結体と接続することとを含んでいる。
2005509490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面を有する第１の骨を第２の表面を有する第２の骨に接合する関節人工装具システムであって、
前記第１の表面と前記第２の表面との間に挿入されるように構成されている少なくとも１つの生体吸収性スペーサと、
前記第１の骨と前記第２の骨とに固定して取り付けられるように構成され、少なくとも一部分が、前記スペーサと接触し、前記スペーサの横方向の動きを防止するように配置される少なくとも１つの連結体と、
を具備する関節人工装具システム。
【請求項２】
前記生体吸収性スペーサは、円柱状である、請求項１に記載の関節人工装具システム。
【請求項３】
前記生体吸収性スペーサは、約５０μｍないし１０００μｍの孔を有する請求項１に記載の関節人工装具システム。
【請求項４】
前記生体吸収性スペーサは、円柱状本体を形成するようにラップされた生体吸収性織物を有する請求項３に記載の関節人工装具。
【請求項５】
前記生体吸収性スペーサは、さらに、前記生体吸収性織物と結合する生体吸収性フィルムを有する請求項４に記載の関節人工装具。
【請求項６】
前記生体吸収性フィルムは、生物活性成分を含む請求項５に記載の関節人工装具。
【請求項７】
前記生体吸収性織物は、組織内で異なる分解速度を有する少なくとも２つの化合物から構成されている請求項４に記載の関節人工装具システム。
【請求項８】
前記生体吸収性織物は、前記生体吸収性織物と比べて、組織内で異なる分解速度を有する材料で被覆されている請求項４に記載の関節人工装具システム。
【請求項９】
前記生体吸収性織物は、繊維を有し、これら繊維は、前記第１のポリマーよりも織内でより速く分解する第２のポリマーで被覆されている第１のポリマーを含んでいる請求項７に記載の関節人工装具システム。
【請求項１０】
前記生体吸収性スペーサは、約１μｍないし３００μｍの厚さを有する生体吸収性繊維を有する生体吸収性織物で構成されている請求項１に記載の関節人工装具システム。
【請求項１１】
前記生体吸収性スペーサは、生物活性物質を有する請求項１に記載の関節人工装具システム。
【請求項１２】
前記生体吸収性スペーサは、キャビティを有する請求項１に記載の関節人工装具システム。
【請求項１３】
前記キャビティの表面は、少なくとも１つの生物活性物質を有する請求項１２に記載の関節人工装具システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの生物活性物質は、骨成長促進物質である請求項１３に記載の関節人工装具システム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの生物活性物質は、ヒアリン軟骨細胞である請求項１３に記載の関節人工装具システム。
【請求項１６】
２つの生体吸収性スペーサを備えている請求項１に記載の関節人工装具システム。
【請求項１７】
前記生体吸収性スペーサの少なくとも１つは、キャビティを備えている請求項１６に記載の関節人工装具システム。
【請求項１８】
前記キャビティの表面は、生物活性物質を備えている請求項１７に記載の関節人工装具システム。
【請求項１９】
前記キャビティの表面はさらに、ヒアリン軟骨細胞を備えている請求項１７に記載の関節人工装具システム。
【請求項２０】
２つの生体吸収スペーサを備え、これら生体吸収性スペーサの各々は、第１の表面を有する第１の骨か、第２の表面を有する第２の骨かのいずれかに接触するように構成されている第１の側を備え、また、前記吸収性スペーサの各々は、他方の生体吸収性スペーサと接触するように構成されている第２の側を備えている請求項１に記載の関節人工装具システム。
【請求項２１】
前記第１の側は、骨成長を促進するための生物活性物質を有し、前記第２の側は、軟骨成長を促進するために生物活性物質を有している請求項２０に記載の関節人工装具システム。
【請求項２２】
前記連結体は、患者自身の組織から構成されている請求項１に記載の関節人工装具システム。
【請求項２３】
関節損傷を治療する方法であって、
少なくとも１つの生体吸収性スペーサを準備する工程と、
第１の表面を有する第１の骨の表面と第２の表面を有する第２の骨の表面との間に前記少なくとも１つの生体吸収性スペーサを挿入する工程と、
連結体の少なくとも一部分が前記少なくとも１つの生体吸収性スペーサと接触し、前記生体吸収性スペーサの横方向の動きを制限するように、少なくとも１つの前記連結体で前記第１の骨を前記第２の骨に接続する工程とを具備する方法。
【請求項２４】
前記生体吸収性スペーサは、円柱状である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記生体吸収性スペーサは、約５０μｍないし１０００μｍの孔を有する請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記生体吸収性スペーサは、円柱状本体を形成するようにラップされる生体吸収性織物を有する請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記生体吸収性スペーサはさらに、前記生体吸収性織物と結合する生体吸収性フィルムを有する請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記生体吸収性フィルムは、生物活性成分を有する請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記生体吸収性織物は、組織内で異なる分解速度を有する少なくとも２つの化合物から構成されている請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記生体吸収性織物は、前記生体吸収性織物と比べて、組織内で異なる分解速度を有する材料で被覆されている請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記生体吸収性織物は、繊維を備え、これら繊維は、前記第１のポリマーよりも組織内で速く分解する第２のポリマーで被覆されている第１のポリマーを有する請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記生体吸収性スペーサは、約１μｍないし約３００μｍの厚さを有する生体吸収性繊維を備える生体吸収性織物を有する請求項２３に記載の方法。
【請求項３３】
前記生体吸収性スペーサは、キャビティを有する請求項２３に記載の方法。
【請求項３４】
２つの生体吸収性スペーサが、前記第１の骨と第２の骨との間に挿入され、前記第１の生体吸収スペーサは、前記第１の骨と前記第２の生体吸収性スペーサとの間に挿入され、前記第２の生体吸収性スペーサは、前記第１の生体吸収性スペーサと前記第２の骨との間に挿入される請求項２３に記載の方法。
【請求項３５】
前記生体吸収性スペーサの少なくとも１つは、キャビティを有する請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、埋込型関節人工装具に関する。特に、本発明は、互いに接合される２つの骨の間に取り付けられるように意図される関節人工装具に関し、関節人工装具は、接合される骨の関節表面の間に配置されるように意図され、生分解性高分子、コポリマー、ポリマー混合物および／または組成物から製造されるスペーサと、患者自身の線維性の組織、あるいは軟組織から作成することができ、スペーサと接触し、接合される骨の間の元の位置に維持することを助け、安定関節置換を形成する連結体とを備える。
【発明の背景】
【０００２】
バイオハイブリッド、生体置換性関節人工装具は、関節手術では新しい概念である。今までは、人工装具材料は、特に手および足の小さな骨の間の関節用には、バイオ安定性材料に限定されていた。合成された弾性バイオ安定性（非分解性）プラスチックから関節人工装具を製造することは、技術上周知である。人工バイオ安定性関節人工装具は、例えば、商標Ｓｉｌａｓｔｉｃのもとに、Ｄｏｗ  Ｃｏｍｉｎｇ，Ｓ．Ａ．，Ｖａｌｂｏｕｒｎｅ  Ｃｅｄｅｘ，Ｆｒａｎｃｅから市販用として入手可能である。そのような人工関節は、一般に接合される骨の間に位置決めされるスペーサと、接合される骨に固定される２つの細長い係留具とから構成されている。
【０００３】
しかしながら、バイオ安定性ポリマー、ポリマー混合物およびエラストマーで製造される関節人工装具を使用するにはいくつかの欠点がある。例えば、バイオ安定性人工装具が使用されるとき、手術した肢節は、手術後設定した量の歪にしか耐えることができない。したがって、手術した肢節に対する永久歪の制限が設定される必要があり、患者の手術後の活動を制限する場合がある。例えば、Ｓｉｌａｓｔｉｃ関節人工装具が、指関節を置換するのに使用されるとき、手術した手は、５ｋｇの荷重に耐えられるだけである。過度に緊張することにより、関節人工装具を形成する移植組織の弛緩、破壊、あるいは糜爛へと導くことになる。
【０００４】
さらに、バイオ安定性関節人工装具の糜爛および／または腐食は、弛緩粒子を関節人工装具から遊離させ、慢性炎症反応、例えば滑膜炎および／または骨内の骨溶解性変化を生ずることがある。
【０００５】
さらにまた、その炎症は関節内に腫脹および痛みを生ずることになり、おそらく関節人工装具の除去を必要とする。
【０００６】
関節を再構成するように意図された再吸収性材料から構成される移植組織を設計することによって、バイオ安定性移植組織に関連する問題と取り組むために発明者による試みがあった。例えば、小さな関節の修復のための中間物挿入装置を用いてその問題と取り組もうとする装置は、Ｂｅｒｍａｎ（米国特許第６，０１７，３６６号）に開示されており、埋込型装置は、再吸収性シェルが設けられる非再吸収性コアを有する構造上の関節間の分節を備えている。このタイプの装置は、非再吸収性コア、あるいは弾性材料が他の非再吸収性関節人工装具のような長期間にわたる問題を生ずるという点で、まだ以前の装置と同じ不利な点をもっている。ごく最近、全体を再吸収性材料から構成される装置を作るという試みがあった。例えば、Ｌｅｈｔｏら（米国特許第６，００７，５８０号）は、多孔性スペーサ部分と、接合される骨に固定される近位固定部分および遠位固定部分とから構成される２つのピースのバイオ再吸収性関節人工装具を開示している。しかしながら、合成生体吸収性材料で作られる固定部分の使用は、多孔性関節スペーサに加えて付随する生体負荷を形成する。Ｔｏｒｍａｌａら（米国特許第６，１１３，６４０号）は、円柱状本体と生体吸収性固定部分とに生体吸収性織物をラップすることによって作られる多孔性関節スペーサから構成される埋込みのための人工装具を開示し、固定部分は、前記円柱状本体を骨に固定することが可能である。この発明の典型的な固定部分は、例えばロッド、バー、ねじ、縫合糸の布あるいはループなどでよい。米国特許第６，１１３，６４０号の固定部分は、さらに、腱、あるいは靭帯組織などの患者自身の線維性の組織から構成されることが可能である。しかしながら、これらの装置は、関節スペーサを貫通するために１つまたは複数の固定部分を必要とし、したがって、関節スペーサ、あるいは固定部分を損傷する恐れがある。
【０００７】
再吸収性材料から作られる様々な他の埋込み装置について記述してきた。これらは、主として関節キャビティ内の関節スペーサを骨に固定するために、プレート、ピン、ねじなどの固定部分を含む装置から構成されている。これらの装置は、引張荷重を調節しながら、適切な関係で特定の関節の隣接の骨の隣接の両端部を保持するように設計され、したがって、関節の使用の間隣接の骨の分離を防止する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
最小量の異質な、合成材料で構成され、関節スペーサ、あるいは固定部分のいずれかの損傷を最小にして関節キャビティに固定される生体置換性（生体再吸収性）関節人工装具装置の必要性が存在している。本発明は、従来の装置と比べて改良された性能を供給する生体置換性関節人工装具に関する。
【課題が解決するための手段】
【０００９】
本発明は、２つの骨を接合するための生体吸収性関節人工装具システムを提供する。元の位置のまま、新しい、機能的な関節を生成することが可能な生体吸収性関節人工装具システムは、少なくとも１つの生体吸収性スペーサと少なくとも１つの連結体とを備えている。
【００１０】
本発明は、さらに、生体吸収性関節人工装具を使用する方法に描かれる実施形態を含んでいる。本発明の実施形態において、この方法は、接合される骨の表面の間に少なくとも１つの生体吸収性スペーサを挿入することと、連結体の少なくとも一部分がその生体吸収性スペーサを挿入することと少なくとも１つの連結体がその生体吸収性スペーサに接触するように骨を少なくとも１つの連結体と接続することとを含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、改良された特性および機能的な特徴を有する、埋込型バイオハイブリッド生体置換性（すなわち、生体吸収性）関節人工装具を提供する。本発明のバイオハイブリッド生体置換性関節人工装具は、円柱状の多孔性スペーサと、患者の組織から構成される少なくとも１つの連結体とを含むことができる。本発明のバイオハイブリッド生体置換性関節人工装具は、関節を再生するために、例えば、手および足の関節キャビティに使用されることが可能である。連結体は、スペーサの外側表面と接触することによって関節キャビティ内に関節スペーサの位置を維持するので、連結体が関節スペーサを貫通する必要がなく、したがって、関節スペーサ、あるいは連結体の損傷の恐れがない。
【００１２】
図１は、円柱状本体３と、この場合には２つの連結体４’、４”とを備え、骨１、２を接続する、本発明の関節人工装具の好ましい実施形態を示す。図２において、骨１、２と接触する円柱状本体５、６の表面は、円柱状本体５、６のそれぞれが対応する骨への骨化を容易にするために、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）などの骨成長促進物質で、あるいは生体吸収性高分子を遊離する別のＢＭＰで、あるいは生物活性セラミック材料で被覆されることが可能である。
【００１３】
本発明の１つの好ましい実施形態において、円柱状の多孔性関節スペーサは、生分解性高分子、コポリマー、ポリマー混合物あるいは組成物の繊維、または円柱を使用して、あるいは様々な生分解性高分子物質を組み合わせることによって製造することが可能である。医療、技術および特許文献において、多数の生体吸収性（生分解性）高分子が、本発明により関節スペーサを作るのに原料として適切であると確認されている。例えば、生体吸収性脂肪族ポリエステル（例えば、Ｖａｉｎｉｏｎｐａａ，Ｓ．，Ｒｏｋｋａｎｅｎ，Ｐ．，およびＴｏｒｍａｌａ，Ｐ．のＰｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，第１４号，１９８９年，６７９から７１６頁；米国特許第４，７４３，２５７号，第５，０８４，０５１号，第４，９６８，３１７号；欧州特許出願第０４２３１５５号；ＰＣＴ出願ＰＣＴ／Ｆ１９３／０００１４）と、ポリエステルアミド、ポリオルトエステル、ポリ酸無水物、ポリフォスファゼン（例えば、Ｃ．Ｔ．Ｌａｕｒｅｎｓｉｎら．，Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄｍａｓｔｅｒ．Ｒｅｓ．２７，１９９３年，９６３から９７３頁）が含まれ、これらの開示は、全体が参照によりここに組み込まれる。
【００１４】
本発明の円柱状多孔性関節スペーサは、従来技術に開示されるような構造を有することが可能である。例えば、米国特許第６，００７，５８０号、米国特許第６，１１３，６４０号、あるいは、米国特許第６，０１７，３６６号を参照。これらの開示は、全体が参照によりここに組み込まれる。本発明の様々な実施形態において、スペーサの機械的特性、多孔率および分解作用は、上記に含まれる従来技術に記述される方法を適用することによって変えられることが可能である。
【００１５】
関節キャビティ内に位置されるとき、本発明の関節スペーサは、比較的迅速に結合組織でカバーおよび／または充填される。このプロセスは、関節スペーサの水平の動きを防止する連結体（例えば、平衡の保たれた１つまたは複数の側副靭帯および／または関節被膜）によって促進される。生体吸収性プロセスの間、関節スペーサは、生物学的、線維性の組織に置換され、同時に平衡の保たれた側副靭帯、あるいは関節被膜が回復する。その結果、新しい、生物学的、弾性線維性の組織関節が得られ、周囲筋肉によって関節の骨の動きを可能にする。新しい関節は、関節スペーサの分解プロセスの間に形成されるので、バイオ安定性関節人工装具の場合にはよくあることだが、患者のシステムに慢性的に有害である異質な粒子が遊離されない。さらに、連結体は関節スペーサを貫通しないので、固定部分が関節スペーサを貫通する従来技術の生体吸収性人工装具の場合のように、関節スペーサ、あるいは連結体の損傷の恐れはない。
【００１６】
埋込み後関節スペーサ内の組織成長を可能とするために、本発明の円柱状本体は、例えば、５０μｍと１０００μｍの間で可変の径の孔であることが好ましく、利点である。円柱状本体の径は、人工装具の所望の機械的強度および接合される骨の間の間隔により、従来技術に示されるように変えられることが可能である。
【００１７】
本発明の様々な実施形態において、スペーサ本体を製造するのに使用される円柱状本体の剛性、可撓性、表面品質および多孔率は、高められた温度（一般に、温度Ｔ＞Ｔｇで、式中、Ｔｇは円柱状本体のポリマー成分のガラス転移温度である）で円柱状本体をアニーリングすることによって制御される。この手順は、適切な型内で、機械的圧力のもとで行われる。アニーリングおよび同時の機械的圧力により、円柱状本体をより剛直にし、処理が型内で行われる場合、円柱状本体の形状は、永久変化されることが可能である。例えば、円柱状本体の円形形状は、平坦にされることが可能であり、あるいはその平坦な表面は曲げられることが可能である。
【００１８】
他の好ましい実施形態において、本発明の関節スペーサは、材料のプロセス可能性（例えば、安定剤、酸化防止剤、柔軟剤）を促進するために、あるいはその特性（例えば、柔軟剤、または、粉末形状のセラミック化学物質、または、生物活性ガラス繊維などの生体吸収性セラミック繊維）を変更するために、あるいはその使用（例えば、着色剤）を促進するために様々な添加剤を含むことができる。
【００１９】
本発明の１つの有益な実施形態によれば、関節スペーサは、抗生物質などの１つの生物活性物質または複数の生物活性物質、化学療法物質、創傷治癒を促進する物質、軟骨コラーゲン、あるいは軟骨細胞の形成を誘導する物質、成長ホルモン、抗凝固薬（ヘパリンなど）を含有している。このタイプの生物活性媒質は、機械的効果に加えて、生化学効果（例えば、線維性組織および／または軟骨組織および／または骨組織の成長を促進する）、ヒト組織における医療および他の有益な作用を有するので、臨床使用に特に利点がある。
【００２０】
図２に示されている本発明の別の有益な実施形態において、関節スペーサは、２つの円柱状本体５、６を備え、円柱状本体は、関節キャビティに互いに平行に位置されることが可能である。このような構成において、垂直キャビティ７は、円柱状本体の間に置かれ、滑液関節キャビティをシミュレートする。患者が埋込み後に関節を動かすとき、円柱状本体は互いに滑走し、滑液キャビティ状スペースは、成長する線維性の関節の内側に留まることが可能である。
【００２１】
本発明の別の有益な実施形態において、円柱状本体５、６の接触する表面は、図２においてキャビティ７の壁を形成し、ヒアリン軟骨細胞で、および／または、成長因子、あるいは他の生物活性物資で（あるいは成長因子を遊離する別の生体吸収性高分子で）被覆されることが可能であり、ヒアリン軟骨の成長、あるいは成長する関節のキャビティ表面の軟骨層の形成を促進する。別の好ましい実施形態において、骨１、２と接触する円柱状本体５、６の表面は、円柱状本体５、６のそれぞれが対応する骨への骨化を促進するために、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）などの骨成長促進物質で、あるいは生体吸収性高分子を遊離する別のＢＭＰで、あるいは生物活性セラミック材料で被覆されることが可能である。
【００２２】
本発明のさらに別の実施形態において、円筒状本体の内側に位置されるフラットな穴、あるいは円形の裂溝は、滑液キャビティをシミュレートする。
【００２３】
本発明による関節人工装具の連結体は、関節スペーサと共に、フレキシブル関節人工装具の形として作用する。連結体は、接合される骨の間に関節スペーサの位置を維持するのを助け、筋力によって、互いに接合される骨を曲げることが可能である。その結果、新しい、生物学的、弾性線維性の組織関節が得られ、周囲筋肉によって関節骨の動きを可能にする。新しい関節が形成されるので、関節スペーサの分解プロセスの間、いわゆるバイオ安定性の従来技術の関節人工装具の場合によくあることだが、患者の健康に慢性的に有害である異質粒子が遊離されない。したがって、本発明の関節人工装具は、弛緩異質粒子によって生ずる慢性の合併症の恐れを完全になくす。
【００２４】
本発明の関節人工装具は、接合される骨の１つまたは２つが、関節表面を除去されていても、埋込み後後驚くほど十分に機能する。一実施形態において、関節表面が１つの骨からだけ除去され、他の骨から除去されない場合、埋め込んだ円柱状本体の１つの表面は、凹形に作られ、もう１つの表面は平面に作られることが可能である。別の実施形態において、円柱状本体の２つの表面は、接合される２つの骨の凸形関節表面に適合するために、凹形に作られることが可能である。
【００２５】
本発明の性能は、さらに、以下の制限するものでない例示を参照として示される。
【実施例１】
【００２６】
Ｌ‐乳酸およびＤ‐乳酸の生分解性コポリマーを使用する多孔性骨格（関節スペーサ）の製造。
【００２７】
スペーサ部分の原料として、Ｌ，Ｄ‐モノマーの比９６対４（Ｐ（Ｌ／Ｄ）ＬＡ９６／４、ＰＬＡ９６）を有するＬおよびＤ‐乳酸コポリマーが使用された。そのポリマーは、高度に精製された材料の医療グレードであった。
【００２８】
ＰＬＡ９６（Ｇｏｒｉｎｃｈｅｍ，Ｔｈｅ  ＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓによるＰｕｒａｃ生化学組成）が４プライマルチフィラメントに融解紡糸され、これは参照によりここに組み込まれる、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｆｏｒ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：Ｅｕｒｏｍａｔ  第２巻、Ｈ．ＳｔａｌｌｆｏｒｔｈおよびＰ．Ｒｅｖｅｌｌ．Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ編，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ，２０００年；２；７３−７９の「生体内で、Ｐ（ｅ−ＣＬ／Ｌ−ＬＡ）５０／５０フィルムとＰ（Ｌ／Ｄ）ＬＡ９６／４メッシュとの複合膜の生体内分解」における、Ｍ．Ｋｅｌｌｏｍａｋｉらによって記述される方法に従っている。ヤーンは、チューブ状のシングルジャージ編機（Ｔｅｘｔｉｌｅｍａｓｃｈｉｎｅｎｆａｂｒｉｋ  Ｈａｒｒｙ  Ｌｕｃａｓ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ  ＫＧ，Ｎｅｕｍｕｎｓｔｅｒ，  Ｇｅｒｍａｎｙ）で２０ニードル円柱を使用してチューブ状メッシュ形状に編まれた。編まれたチューブは、円柱状骨格に形成するようにロールされ、使用前にγ−滅菌された。骨格は、メッシュループおよびメッシュ層によって形成される構造を通して、開放多孔率を有している。
【００２９】
ヤーンは、Ｉｎｓｔｒｏｎ  ４４１１材料試験機（Ｉｎｓｔｒｏｎ  ｐｌｃ，Ｈｉｇｈ  Ｗｙｃｏｍｂｅ，  Ｅｎｇｌａｎｄ）を使用して、３０ｍｍ  ｍｉｎ−１のクロスヘッド速度で引張試験が行われた。ニューマチックグリップが使用され、ゲージ長さは、１００ｍｍであった。最初の引張結果は、乾燥試験片で測定され、試験管内加水分解の後、湿潤試験片が試験された。最大荷重での応力および歪の平均および標準偏差が計算された。
【００３０】
融解紡糸されたＰＬＡ９６繊維（ヤーンのシングルフィラメント）の直径は、生成、使用したバッチにより７０μｍから１００μｍの間で変えられた。４−プライ繊維の最初の引張強度は、６．５から８．５ＧＰａのヤング率で、４５０から６００ＭＰａの間であった。このスケールでの変動は、骨格の特性に影響をおよぼさない。フィラメントは、試験管内で少なくとも１３週間強度の５０％を保持した。Ｘ線の結果および手術後の関節機能性は、この強度保持により、スペーサが、組織内成長および成熟のために十分長く、元の位置のままサイズおよび形状を保持することを可能にするに十分であることを示している。
【００３１】
試験管内のフィラメントの強度保持は、骨格の品質制御に使用されることが可能であり、提示された値は、容認できる限度として使用されることが可能である。
【００３２】
図３は、ＭＣＰ関節人工装具のためにＰＬＡ９６フィラメントで作られた高度な多孔性円柱状骨格のための設計の実施形態を示している。わずかに成形加工した円柱は、中手骨と節骨との間の関節スペースに十分に適合することが分かった。軟質すぎる、あるいはあまりにも迅速に分解する骨格は、関節スペースの崩壊だけでなく、指の動きを制限し、歪ませることがある。これに反して、剛直すぎる骨格は、手術後のリハビリテーションを妨げることがある。図３の骨格は、効果的な関節修復に有効な機械的特性の適切な平衡を有しているということが分かった。
【実施例２】
【００３３】
実験例１により製造される生体置換性関節人工装具が、指骨関節を置換する人工関節として使用された。
【００３４】
関節人工装具は、慢性関節リウマチにかかっている患者の中手指節（ＭＣＰ）関節に埋め込まれた。多孔性骨格（関節スペーサ）は、患者自身の線維性の組織、あるいは、軟組織から構成された骨格の表面と連結体との間に接触して関節内の適所に保持された。
【００３５】
この実験例の生体置換性移植組織関節形成術において平衡を保つ軟組織は、以下の原則を適用した。関節の安定性、尺骨の横滑りおよび掌側の亜脱臼変形の防止は、軟組織の平衡保持により維持された。例えば、Ｃｈｕｎｇらによる“Ｐａｔｉｅｎｔ  Ｏｕｔｃｏｍｅｓ  Ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ  Ｓｗａｎｓｏｎ  Ｓｉｌａｓｔｉｃ  Ｍａｔａｃａｒｐｏｐｈａａｌａｎｇｅａｌ  Ｊｏｉｎｔ  Ａｒｔｈｒｏｐｌａｓｔｙ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｒｈｅｕｍａｔｏｉｄ  Ｈａｎｄ：Ａ  Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  Ｏｖｅｒｖｉｅｗ”，Ｊ  Ｒｈｅｕｍａｔｏｌ．２０００年；２７：１３９５−１４０２．を参照。手術の間必要とされる軟組織の平衡保持の量および品質は、変形のグレードおよびタイプによって決められた。尺側偏位が存在するとき、内側側副靭帯は、事実上は常に遊離された。尺骨の内在筋拘縮は、徐々に評価され、遊離された。遊離は、骨の部分と翼のある部分の両方を含んでいる。第５指の小指外転筋腱は、常に遊離されていた。外側側副靭帯の引き締めは、骨管を通ってより隣接して靭帯を複製する、あるいは付け直すことによって行われることが可能である。外側側副が不完全であった場合、進行した破壊の場合にはよくあることだが、交差固有転移が、径方向支持構造を増大するのに利用された。掌側亜脱臼の不完全な矯正は、通常、掌側プレートの切離術を必要とした。掌側亜脱臼の矯正が難しい場合、伸筋腱固定術での安定化が行われた。最後に、伸筋腱は、尺骨脱臼から中心に集められた。
【００３６】
観察された平均結果は、平均活性屈曲作用については図４に、平均活性伸張については図５に示されている。図６に示されるように、尺側偏位は、術前には２０″、術後には４″であった。図７では掌側亜脱臼は、術前にはすべての関節において、術後には８（２１％）関節において観察された。図８は、手術したすべての関節における動きの範囲の改善を示している。ジャマー型握力計によって測定された平均握力は、術前には８．４、術後には８．５であった。図９は、すべての患者が術後には軽減した痛みを感知した、７人の患者は（術前における３と比べて）痛みがなく、４人の患者は手を使うとき軽度の痛みであった（術前には、６）ことを示す。重度の痛みの知覚が、術前にのみ生じていた。平均関節スペースは、術後のｘ線からの測定によれば２ｍｍであった。滑膜炎、あるいは瘻孔形成は認められなかった。
【００３７】
すべての成功したＭＣＰ関節形成術に適用されるように、適切な靭帯平衡保持および制御された術後リハビリテーションを伴う良好な外科技術は、これらの新規なバイオハイブリッド人工装具での結果である。さらに、関節のリハビリテーションは、生体置換性スペーサの生分解の割合と関連があるだけでなく、スペーサへの組織内への生成と関連がある。したがって、作業療法は、この新規な人工装具に対して最適に調整される必要がある。
【００３８】
本発明の原理は、上記に述べられる例示的な実施形態に明らかにされていると同時に、本発明の実施に使用される構造、構成、割合、要素、材料および部品に対する様々な変更を施すことは、当業者には明らかである。これらの様々な変更は、添付の請求の範囲の精神と範囲とから逸脱しない程度まで、ここに包含されると意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態で治療される親指の中手指節関節の矢状横向き断面を示し、関節表面は取り除かれ、円柱状関節スペーサが、骨の両端の間に位置され、そこに２つの側副靭帯が維持され、側副靭帯は、関節スペーサに触れている。
【図２】２つの円柱状本体と２つの連結体（本実施形態においては側副靭帯）とから構成される人工装具を示し、キャビティが２つの円柱状本体の間に形成されている。
【図３】本発明の一部分としてＭＣＰ関節に使用される関節スペーサ（骨格）の実施形態を示す。
【図４】本発明の実施形態で治療される患者についての手術前、手術後の平均活性屈曲作用を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態で治療される患者についての手術前、手術後の平均活性伸張遅延を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態で治療される患者についての手術前、手術後の平均尺側偏位を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態で治療される患者についての手術前、手術後の平均掌側亜脱臼を示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態で治療される患者についての手術前、手術後の動きの範囲を示すグラフである。
【図９】本発明の実施形態で治療される患者についての手術前、手術後の患者の痛みを示すグラフである。
【図１】
2005509490.tif 000003
【図２】
2005509490.tif 000004
【図３】
2005509490.tif 000005
【図４】
2005509490.tif 000006
【図５】
2005509490.tif 000007
【図６】
2005509490.tif 000008
【図７】
2005509490.tif 000009
【図８】
2005509490.tif 000010
【図９】
2005509490.tif 000011
【国際調査報告】
2005509490.tif 000012
2005509490.tif 000013
2005509490.tif 000014
2005509490.tif 000015
2005509490.tif 000016