(57)【要約】【課題】  顆粒状のセラミックス多孔体の使い勝手を改善し、高い充填率で生体組織欠損部に充填する。【解決手段】  複数粒の顆粒状のセラミックス多孔体２を、該セラミックス多孔体２の粒径よりも小さな網目を有する生体適合性の網状の被覆部材３により被覆してなる生体組織補填材１を提供する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数粒の顆粒状のセラミックス多孔体を、該セラミックス多孔体の粒径よりも小さな網目を有する生体適合性の網状の被覆部材により被覆してなる生体組織補填材。
【請求項２】
前記被覆部材の一部に、真空ピンセットにより吸着可能な吸着部材が固定されている請求項１に記載の生体組織補填材。
【請求項３】
前記被覆部材が、複数層設けられ、各層ごとにセラミックス多孔体の粒径が異なる請求項１または請求項２に記載の生体組織補填材。
【請求項４】
複数粒の顆粒状のセラミックス多孔体を、該セラミックス多孔体を被覆した状態で膨張状態に配される風船状の被覆部材により被覆してなる生体組織補填材。
【請求項５】
前記被覆部材が、生分解性材料により構成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の生体組織補填材。
【請求項６】
前記被覆部材が、温度応答性材料により構成されている請求項１から請求項５のいずれかに記載の生体組織補填材。
【請求項７】
複数粒の顆粒状のセラミックス多孔体を被覆部材により被覆してなり、該被覆部材に、生体組織欠損部への挿入後に、該被覆部材を挿入方向に抜き取り可能に切断する切断手段が設けられている生体組織補填材。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の生体組織補填材を構成する前記セラミックス多孔体に、抹消血または骨髄液が混合されている生体組織補填体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生体組織補填材および生体組織補填体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、骨腫瘍摘出や外傷等により生じた骨の欠損部に、骨補填材を補填することにより、骨を再生させて欠損部を修復することが可能になってきている。骨補填材としては、ハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）やリン酸三カルシウム（ＴＣＰ）が知られているが、体内に異物を残さないとする考え方から、例えば、β−ＴＣＰのようなリン酸カルシウム多孔体からなる足場材が使用される。β−ＴＣＰを骨欠損部の骨細胞に接触させておくと、破骨細胞がβ−ＴＣＰを吸収し、骨芽細胞が新しい骨を形成する、いわゆるリモデリングが行われる。すなわち、骨欠損部に補填された骨補填材は、経時的に自家骨に置換されていくことになる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
骨補填材の形態としては、一般に、立方体ブロック状、顆粒状等の形態が知られており、骨欠損部の形態に合わせて、適宜選択されるようになっている。比較的広範囲にわたる骨欠損部の場合には、大きめの立方体ブロック状の骨補填材によって大部分の容積を埋めるとともに、それよりも小さい立方体ブロック状の骨補填材によって隙間を埋め、さらに小さな隙間には顆粒状の骨補填材を充填することが行われる。
【非特許文献１】植村他２名，「生分解性β−ＴＣＰ多孔材料を用いた骨におけるティッシュエンジニアリング−生体内で強度を増す新しい材料オスフェリオン−」，メディカル朝日，朝日新聞社，２００１年１０月１日，第３０巻，第１０号，ｐ．４６−４９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
顆粒状の骨補填材は、上述したように、種々の骨欠損部に固有の複雑な形態に合わせるようにして内容積全体を隙間なく充填することができる点で便利である。
しかしながら、骨欠損部は、例えば、骨腫瘍により形成された骨欠損部にあっては、表皮を切開して、脂肪組織や筋肉組織を押し広げた内部に配置される骨組織の骨腫瘍を掻爬することにより露出されるものであり、表皮側からみて非常に奥深くに配置されている。
【０００５】
このため、表皮側から顆粒状の骨補填材を骨欠損部内に充填しようとすると、その一部が、押し広げられた表皮組織や脂肪組織、筋肉組織等の切開面に付着してしまう不都合がある。顆粒状の骨補填材は細かいため、一旦付着するとそれをきれいに除去するのが困難であり、煩わしい除去作業を行わなければならないという使い難さがある。また、顆粒状の骨補填材は、筋肉組織等に比べると比較的固いため、一旦付着すると、その除去作業に際して筋肉組織等を損傷する不都合が考えられる。
【０００６】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、顆粒状のセラミックス多孔体の使い勝手を改善し、高い充填率で生体組織欠損部に充填可能な生体組織補填材および生体組織補填体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、前記セラミックス多孔体の粒径よりも小さな網目を有する生体適合性の網状の被覆部材によって被覆してなる生体組織補填材を提供する。
この発明によれば、網状の被覆部材によって被覆されたセラミックス多孔体は、被覆部材の網目を通過することができないので、生体組織欠損部に導入する際に、導入経路の周囲の組織にこぼれることがない。したがって、これらの組織にセラミックス多孔体が付着することを未然に防止して、使い勝手を改善することができる。また、被覆材料を網状に構成したので、複数粒の顆粒状のセラミックス多孔体を被覆した状態で、任意の形状に変形させることが可能となり、生体組織欠損部の形状に適合するように調整することができる。その結果、生体組織欠損部に隙間なく充填することができる。
【０００８】
そして、網状の被覆部材によってセラミックス多孔体を被覆することにより、生体組織欠損部に充填された後には、網目を通して、外部の生体組織がセラミックス多孔体に容易に接触することができる。したがって、セラミックス多孔体を足場とする生体組織の成長を可能にして、生体組織欠損部の早期修復を図ることができる。
【０００９】
また、上記発明においては、前記被覆部材の一部に、真空ピンセットにより吸着可能な吸着部材が固定されていることとしてもよい。
被覆部材を網状に構成すると、真空ピンセットによる取り扱いが困難となるが、網状の被覆部材に固定された吸着部材を手がかりとして生体組織欠損部内において生体組織補填材を容易に操作することが可能となる。
【００１０】
上記発明においては、前記被覆部材が、複数層設けられ、各層ごとにセラミックス多孔体の粒径が異なることとしてもよい。例えば、外周側が固く内側が柔らかい生体組織の欠損部を補填する場合には、複数層設けられた被覆部材の内、外側の被覆部材間に配されているセラミックス多孔体の粒径を細かくし、内側の被覆部材内に配されているセラミックス多孔体の粒径を大きくすることにより、セラミックス多孔体の密度を内側と外側とで異ならせることにすればよい。
このようにすることで、生体組織欠損部が形成されている生体組織の形態に合わせた硬さ分布を有する生体組織を再生することが可能となる。
【００１１】
また、本発明は、複数粒の顆粒状のセラミックス多孔体を、該セラミックス多孔体を被覆した状態で膨張状態に配される風船状の被覆部材により構成されている生体組織補填材を提供する。
このようにすることで、セラミックス多孔体が風船状の被覆部材に被覆された状態で生体組織欠損部に導入されるので、導入時に顆粒状のセラミックス多孔体が周囲の組織に付着することを防止することができる。また、生体組織欠損部への導入後には、膨張状態の被覆部材を割ることにより、内部のセラミックス多孔体を生体組織欠損部内において露出させて、生体組織の形成作用を生じさせることができる。また、割れた被覆部材は生体組織欠損部内から容易に除去することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記被覆部材が、生分解性材料により構成されていることとしてもよい。
このように構成することで、生体組織欠損部内に残したままにしても、分解されて吸収されるので、生体内に異物を残すことがない。
また、上記発明においては、前記被覆部材が、温度応答性材料（例えば、ゼラチンコロイド溶液）により構成されていることとしてもよい。
このようにすることで、生体組織欠損部内への挿入時においては、被覆部材によって生体組織補填材が周囲に付着することを防止し、補填後は、体温によってゾル化させることにより生体組織補填材を欠損部内に露出させることができる。
【００１３】
また、本発明は、複数粒の顆粒状のセラミックス多孔体を被覆部材により被覆してなり、該被覆部材に、生体組織欠損部への挿入後に、該被覆部材を挿入方向に抜き取り可能に切断する切断手段が設けられていることとしてもよい。
生体組織欠損部内に挿入した後に、切断手段を作動させることにより、被覆部材が切断される。被覆部材は、挿入時には顆粒状のセラミックス多孔体を被覆しているので、セラミックス多孔体が周囲の組織に付着しないように挿入することができる。また、切断手段により切断される切断線が、被覆部材を挿入方向に抜き取り可能とするように形成されるので、生体組織欠損部内にセラミックス多孔体を残した状態で無理なく抜き取ることができる。
【００１４】
また、本発明は、生体組織補填材を構成する前記セラミックス多孔体に、抹消血または骨髄液が混合されている生体組織補填体を提供する。
この発明によれば、セラミックス多孔体に混合されている抹消血または骨髄液の作用により、生体組織欠損部への補填後迅速に生体組織の再生を開始することが可能となり、欠損部を早期に修復することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、顆粒状のセラミックス多孔体を、切開した組織の奥深い位置に配されている生体組織欠損部内にも、周囲の組織に付着させることなく導入することができる。その結果、移植手術において、組織に付着したセラミックス多孔体を除去する作業が不要となり、組織を損傷することがない上に、手術時間を短縮することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の一実施形態に係る生体組織補填材について、図１を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織補填材１は、図１に示されるように、複数の顆粒状のセラミックス多孔体２、例えば、βーリン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）多孔体と、これらのセラミックス多孔体２を被覆する網状の被覆部材３とから構成されている。
【００１７】
網状の被覆部材３は、前記セラミックス多孔体２の粒径よりも小さい網目を有するコラーゲン網（以下、コラーゲン網３ともいう。）であって、内部の顆粒状のセラミックス多孔体２が外部に漏れないように包み込んだ状態に保持するようになっている。
コラーゲン網３は比較的柔らかく弾力性があるので、セラミックス多孔体２を包み込んだ状態で、破れることなく任意の形状に変形することができるようになっている。また、コラーゲン網３を構成するコラーゲンは生分解性材料であり、生体組織欠損部内に補填された状態で、外部の生体組織の作用により経時的に吸収されるようになっている。
【００１８】
このように構成された本実施形態に係る生体組織補填材１の作用について説明する。
本実施形態に係る生体組織補填材１によれば、セラミックス多孔体２が、その粒径よりも小さい網目を有する被覆部材３によって、外部にこぼれないように保持される。この生体組織補填材１を、生体組織欠損部、例えば、骨欠損部に補填する場合について説明する。骨欠損部は、例えば、切開された表皮組織および筋肉組織等の奥に配されている骨組織の骨腫瘍等を掻爬することにより形成される。したがって、このような骨欠損部に生体組織補填材１を補填するには、表皮側から投入される生体組織補填材１は、骨欠損部に達するまでに、切開された表皮組織および筋肉組織の断面近傍を通過することになる。本実施形態に係る生体組織補填材１によれば、セラミックス多孔体２が網状の被覆部材３によってこぼれないように保持されているので、表皮組織等の周囲の組織に付着することが防止されることになる。
【００１９】
また、網状の被覆部材３が弾力性のあるコラーゲン網３であるので、生体組織欠損部の形状に合わせて、任意にその形状を変形させた状態で補填することができる。すなわち、生体組織欠損部に隙間なく充填することができるという効果がある。
さらに、生分解性材料であるコラーゲンにより網状の被覆部材３を構成することによって、生体組織欠損部内に補填された後には、周囲に配されている生体組織の作用によって、経時的に吸収されていくので、生体組織が再生された後には、生体組織内に異物が残らないようにすることができる。
【００２０】
なお、本実施形態に係る生体組織補填材１においては、網状の被覆部材としてコラーゲン網３を用いた場合について説明したが、コラーゲン網３に代えて、他の任意の生分解性材料、例えば、ＰＬＡ（ポリ乳酸）からなる網状の被覆部材を採用してもよい。また、体内に異物を残さないという観点からは生分解性材料であることが好ましいが、ある程度の異物を許容するならば、生体適合性材料であってもよい。
【００２１】
また、本実施形態に係る生体組織補填材１は、切開した生体組織の奥深くに配される生体組織欠損部に補填されるため、補填作業は真空ピンセット４等を使用して行われる。しかしながら、セラミックス多孔体２を網状の被覆部材３により被覆した本実施形態の生体組織補填材１では、真空ピンセット４等によって吸着する部位がないため、操作が困難な場合がある。このため、図２に示されるように、網状の被覆部材３の側面の１カ所または複数箇所に、真空ピンセット４により吸着可能な面を有する吸着部材５を固定することにしてもよい。
【００２２】
また、本実施形態においては、網状の被覆部材３の内部に顆粒状のセラミックス多孔体２を収容したが、立方体ブロック状のセラミックス多孔体を収容してもよく、また、顆粒状とブロック状のセラミックス多孔体を混合して収容してもよい。また、βーＴＣＰからなるセラミックス多孔体２を収容したが、これに代えて、他のリン酸カルシウムや、生体組織に親和性のある材料であれば任意のものでよく、生体吸収性の材料であればさらに好ましい。特に、生体適合性を有する多孔性のセラミックスや、コラーゲン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ヒアルロン酸、またはこれらの組合せを用いてもよい。また、チタンの様な金属であってもよい。
【００２３】
さらに、本実施形態に係る生体組織補填材１は、単一の網状の被覆部材３によって顆粒状のセラミックス多孔体２を被覆することにより構成したが、これに代えて、図３に示されるように、２つの網状の被覆部材３ａ，３ｂを内外２層に設けることにしてもよい。この場合に、外側の被覆部材３ａと内側の被覆部材３ｂとの間に配されるセラミックス多孔体２ａの粒径を小さくし、内側の被覆部材３ｂ内に被覆されるセラミックス多孔体２ｂの粒径を大きくすることにより、再生される生体組織の密度を、外側を高く内側を低くすることができる。例えば、骨組織に形成された欠損部のように、外側の皮質骨の密度が内側の骨組織よりも高い場合には、このような生体組織補填材１′が適している。なお、２層に限られず３層以上に設けることにしてもよい。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る生体組織補填材１０について、図４および図５を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織補填材１０は、上記網状の被覆部材３に代えて、風船状の被覆部材１１を用いたものである。
【００２５】
すなわち、本実施形態に係る生体組織補填材１０は、図４に示されるように、複数粒の顆粒状のセラミックス多孔体１２を風船状の被覆部材１１に充填することにより構成される。セラミックス多孔体１２を被覆した状態の被覆部材１１は、セラミックス多孔体１２により膨らんだ膨張状態とされ、切断または穿孔により容易に破裂するようになっている。被覆部材１１は、生体組織欠損部Ａに挿入された後に除去するので、生分解性材料でなくてもよい。
【００２６】
本実施形態に係る生体組織補填材１０を製造するには、図４に示されるように、筒状の充填手段１３の先端に風船状の被覆部材１１を取り付けた状態で、被覆部材１１を生体組織欠損部Ａ内に挿入状態に配置して、充填手段１３から顆粒状のセラミックス多孔体１２を供給する。これにより、生体組織欠損部Ａ内の被覆部材１１が、セラミックス多孔体１２によって膨らんでいく。セラミックス多孔体１２が生体組織欠損部Ａの内容積一杯に充填されると、被覆部材１１は生体組織欠損部Ａの内壁に接触するまで膨張し、これにより生体組織補填材１０が製造されることになる。
【００２７】
このようにして製造された本実施形態に係る生体組織補填材１０によれば、風船状の被覆部材１１が、生体組織欠損部Ａ内に配置された状態で膨張状態に配されているので、これを外部から切断または針等によって穿孔することにより、簡単に破裂させ、内部に収容されているセラミックス多孔体１２を生体組織欠損部Ａ内に放出することが可能となる。そして、破裂した被覆部材１１は、図５に示されるように、生体組織欠損部Ａ内から容易に抜き出すことができる。
【００２８】
このように、本実施形態に係る生体組織補填材１０によれば、セラミックス多孔体１２の充填時に、セラミックス多孔体１２は被覆部材１１の内部を通過し、生体組織欠損部Ａへの導入部の周囲に配されている組織に付着することがない。また、セラミックス多孔体１２を被覆していた被覆部材１１を簡単に破裂させて生体組織欠損部Ａから抜き出し、セラミックス多孔体１２を生体組織欠損部Ａ内に隙間なく充填し、再生しようとする生体組織に接触させることができる。
なお、風船状の被覆部材１１を生分解性材料により構成すれば、生体組織欠損部Ａから抜き出さなくてすみ、さらに簡便である。
【００２９】
また、上記実施形態においては、生体組織欠損部Ａにセラミックス多孔体１２を充填しながら生体組織補填材１０を製造することとしたが、これに代えて、生体組織欠損部Ａへの充填前に、予め、風船状の被覆部材１１の内部にセラミックス多孔体１２を充填した状態の生体組織補填材１０を製造しておき、その形状を適宜変形させながら生体組織欠損部Ａに補填することにしてもよい。
【００３０】
次に、本発明の第３の実施形態に係る生体組織補填材について、図６および図７を参照して説明する。
本実施形態に係る生体組織補填材２０は、図６に示されるように、顆粒状のセラミックス多孔体（図示略）を被覆する被覆部材２１に切断手段２２が設けられている。被覆部材２１は、例えば、ポリエチレン等の熱により溶融可能な膜状の部材であり、その一部に取り扱いを容易にするための筒状の操作部２３が設けられている。また、切断手段２２は、球状の被覆部材２１の表面に、ほぼ子午線方向に沿って複数配置された配置されたニクロム線（以下、ニクロム線２２ともいう。）からなり、微弱電流を流すことにより、熱によって被覆部材２１を溶融・切断することができるようになっている。ニクロム線２２の配置は任意であるが、被覆部材２１を切断した後に、切断された被覆部材２１を生体組織欠損部から抜き出すことができるように、切断された全ての被覆部材２１が操作部２３に接続状態に維持されるように配置することが好ましい。
【００３１】
このように構成された本実施形態に係る生体組織補填材２０によりセラミックス多孔体を生体組織欠損部に導入するには、図６に示される略球状の被覆部材２１内に顆粒状のセラミックス多孔体を充填した生体組織補填材２０を、生体組織欠損部の形状に合わせて任意に変形させながら、生体組織欠損部に充填する。そして、充填された後に、被覆部材２１の表面に配置されたニクロム線２２に微弱電流を流すことにより、被覆部材２１を溶融・切断する。これにより、図７に示されるように、被覆部材２１が切断され、内部に充填されていたセラミックス多孔体２４が生体組織欠損部内に放出されることになる。
【００３２】
本実施形態に係る生体組織補填材２０によれば、生体組織欠損部への導入後に、被覆部材２１を切断するので、内部に配されている顆粒状のセラミックス多孔体２４を導入部の周囲の組織に付着させることなく生体組織欠損部内に充填することができる。また、切断手段２２によって被覆部材２１を確実に切断し、かつ、生体組織欠損部内に残すことなく抜き出すことができる。
【００３３】
上記実施形態においては、被覆部材２１としてポリエチレンを採用したが、これに限定されるものではなく、生体組織欠損部内に残すことを予定していないので、任意の材質を採用することができる。また、切断手段２２としてニクロム線を用いたが、これに代えて、被覆部材２１の切断線に沿って糸（図示略）を埋め込んでおき、その糸を引き抜く際に被覆部材２１を切断するようにしてもよい。
【００３４】
なお、上記各実施形態においては、被覆部材とセラミックス多孔体とからなる生体組織補填材について説明したが、この生体組織補填材に末梢血あるいは骨髄液を混合した生体組織補填体としてもよい。このようにすることで、生体組織欠損部への導入後、迅速に、生体組織補填体内部からの細胞の成長を促進することができるので、生体組織欠損部を早期に修復することが可能となる。
【００３５】
また、上記発明においては、前記被覆部材が、温度応答性材料（例えば、ゼラチンコロイド溶液）により構成されていることとしてもよい。
このようにすることで、生体組織欠損部内への挿入時においては、被覆部材によって生体組織補填材が周囲に付着することを防止し、補填後は、体温によってゾル化させることにより生体組織補填材を欠損部内に露出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の一実施形態に係る生体組織補填材を示す一部を破断した斜視図である。
【図２】図１の生体組織補填材の変形例を示す一部を破断した斜視図である。
【図３】図１の生体組織補填材の他の変形例を示す一部を破断した斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る生体組織補填材の製造途中の状態を示す縦断面図である。
【図５】図４の生体組織補填材を生体組織欠損部に補填後の工程を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る生体組織補填材を示す斜視図である。
【図７】図６の生体組織補填材の切断手段を作動させた状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１，１０，２０  生体組織補填材
２，２ａ，２ｂ，１２，２４  セラミックス多孔体
３，３ａ，３ｂ，１１，２１  被覆部材
４  真空ピンセット
５  吸着部材
２２  ニクロム線（切断手段）
【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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