(57)【要約】【課題】骨又は他の組織等の関節連結構造（６２、６４）間を緩衝する埋め込み可能な支持装置（６０）を提供する。【解決手段】装置（６０）は、実質的に生体親和性の組織でできた複数のシートを含み、これらのシートは互いに連結されて生体親和性組織の積層スタックを形成する。別の態様では、プロテーゼ（５４）は、架橋し且つ実質的に無毒化した成形蛋白質から形成できる。【選択図】図１
2004513698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋め込み可能な整形外科学的支持装置において、
可撓性装置材料でできた全体に平らな複数のシート含み、これらのシートは、隣接したシート間で移動が起こらないように互いに重ねて連結されている、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記可撓性組織材料は天然組織材料を含む、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、前記天然組織材料は動物の心膜を含む、装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置において、前記動物の心膜はアルデヒド溶液で処理してあり、実質的に無毒化されている、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、前記複数のシートは、可撓性シート材料でできた同じ寸法及び形体の少なくとも３枚のシートを含み、これらのシートは、複数のシートの軸線方向スタックをなして配置されている、装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、前記少なくとも３枚のシートの少なくとも大部分が、人間の椎骨の椎体の断面輪郭と実質的に同じ形体に合わせた腎臓形状断面を有し、これによって、本装置は椎間プロテーゼを形成する、装置。
【請求項７】
請求項５に記載の装置において、前記複数のシートの少なくとも大部分がほぼ円形の断面を有する、装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、前記複数のシートの少なくとも幾つかを中央孔が貫通している、装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置において、前記中央孔は、前記複数のシートのうちの幾つかについて内径を画成し、前記複数のシートの外周によって外径が画成され、前記の中央孔近くの断面厚さがその外周近くの断面厚さよりも小さいように、前記シートの幾つかは内径が異なる、装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、装置の断面厚さは、その中央孔近くの小さい寸法までテーパしている、装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置において、第１及び第２の孔が、前記複数のシートの少なくとも大部分を通って軸線方向に延びており、前記第１及び第２の孔は、患者の外側半月及び内側半月の関連した孔に従って配置されており、本装置は半月プロテーゼを形成する、装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置において、前記第１及び第２の孔は、前記複数のシートの全てを通って軸線方向に延びている、装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置において、前記複数のシートの各々の前記第１及び第２の孔の各々は所定の直径を有し、前記複数のシートの幾つかの第１孔の直径は、前記の第１孔近くの断面厚さが第１孔から離れた断面厚さよりも小さいように、前記複数のシートのうちの他のシートの第１孔の直径と異なっている、装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置において、前記複数のシートの幾つかの第２孔の直径は、前記の第２孔近くの断面厚さは、第２孔から離れた断面厚さよりも小さいように、前記複数のシートのうちの他のシートの第２孔の直径と異なっている、装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置において、本装置の前記断面厚さは、その第１及び第２の孔の各々を取り囲む小さな寸法までテーパしている、装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置において、本装置の軸線方向反対端にあるシートが複数の中間シートをその間に挟んでおり、前記軸線方向反対端にあるシートの前記第１及び第２の孔の直径は、前記中間シートの前記第１及び第２の孔の対応する直径と少なくとも等しい、装置。
【請求項１７】
請求項１１に記載の装置において、前記第１及び第２の孔の中間で前記プロテーゼを通して形成された第３孔を更に含み、可撓性組織材料製のブリッジが前記第３孔の向き合った側部を相互連結する、装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の装置において、前記第１及び第２の孔の中間で側壁にあり且つ前記凹所の反対側に配置された凹所をなした部分を更に含む、装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の装置において、前記複数のシートは、長さ方向軸線に対して横方向に何回も折り返した少なくとも一つの細長いシートでできた別々の層を画成する、装置。
【請求項２０】
上下の椎骨間の円板を交換するための椎間円板プロテーゼにおいて、
可撓性組織材料でできた複数の全体に平らなシートを含み、これらの複数のシートは、隣接したシート間で移動が起こらないように互いに実質的に同軸に連結されている、プロテーゼ。
【請求項２１】
請求項２０に記載のプロテーゼにおいて、前記複数のシートの各々は、人間の椎骨の椎体の輪郭と形体が実質的に一致する腎臓形状断面を有する、プロテーゼ。
【請求項２２】
請求項２０に記載のプロテーゼにおいて、前記複数のシートの各々は、プロテーゼの両側が上椎骨及び下椎骨と係合するように形成されるように長さ方向軸線に対して横方向に何回も折り返した少なくとも一つの細長いシートでできた別々の層を画成する、プロテーゼ。
【請求項２３】
膝関節の半月と交換するための半月プロテーゼにおいて、
可撓性組織材料でできた全体に平らな複数のシートを含み、これらの複数のシートは、前記複数のシートの隣接したシート間で移動が起こらないように実質的に同軸に互いに取り付けられており、少なくとも一つの孔が前記複数のシートを通って軸線方向に延びている、プロテーゼ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のプロテーゼにおいて、前記少なくとも一つの孔は、前記複数のシートを通って軸線方向に延びる第１及び第２の孔を更に含み、これらの第１及び第２の孔は、互いに対し、患者の外側半月及び内側半月の関連した孔に従って配置されている、プロテーゼ。
【請求項２５】
埋め込み可能な整形外科学的支持装置において、
埋め込んだときに夫々の関節連結構造と係合するための一対の表面を持つ、石灰化を軽減するために無毒化された成形し架橋した蛋白質構造を含む、プロテーゼ。
【請求項２６】
請求項２５に記載のプロテーゼにおいて、腎臓形状断面を持ち、人間の椎骨の夫々の椎体の輪郭と形体が実質的に一致する一対の両側の表面を持つように成形されている、プロテーゼ。
【請求項２７】
請求項２５に記載のプロテーゼにおいて、前記プロテーゼの一方の側部から前記プロテーゼの反対側まで前記プロテーゼを通って延びる少なくとも一つの孔を含む、プロテーゼ。
【請求項２８】
請求項２７に記載のプロテーゼにおいて、前記少なくとも一つの孔は、各々が前記プロテーゼの一方の側部から前記プロテーゼの反対側まで前記プロテーゼを通って延びる第１及び第２の孔を更に含み、これらの第１及び第２の孔は、互いに対し、患者の外側半月及び内側半月の関連した孔に従って配置されている、プロテーゼ。
【請求項２９】
請求項２８に記載のプロテーゼにおいて、前記第１及び第２の孔の各々の直径は、前記プロテーゼの一方の側部で、前記プロテーゼの反対側にある第１及び第２の孔の夫々の直径に対して大きい、プロテーゼ。
【請求項３０】
埋め込み可能な整形外科学的支持装置の製造方法において、
生体親和性可撓性材料製の少なくとも一つのシートを生体親和性材料製の多層スタック内に配置する工程、及び
隣接した層間の移動を減少するように多層スタックを互いに固定する工程を含む、方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法において、生体親和性可撓性材料から同様の寸法及び形体の複数のシートを形成する工程、及びこれらの複数のシートを整合して多層スタックにする工程を更に含む、方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載の方法において、人間の椎骨の椎体に従って寸法が定められた全体に腎臓形状を持つように前記複数のシートの各々を形成する工程を更に含み、前記固定されたスタックは椎間プロテーゼを提供する、方法。
【請求項３３】
請求項３１に記載の方法において、前記形成工程は、前記複数のシートの各々を通して少なくとも一つの孔を形成する工程を更に含む、方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の方法において、スタックの軸線方向両側のシート間に配置された前記シートのうちの少なくとも幾つかの少なくとも一つの孔は、前記少なくとも一つの孔近くの断面厚さが外周近くの断面厚さよりも小さいスタックを提供するように内径が異なっている、方法。
【請求項３５】
請求項３３に記載の方法において、前記形成工程は、前記複数のシートの各々を通して少なくとも第１及び第２の孔を形成する工程を更に含み、前記第１及び第２の孔は患者の外側半月及び内側半月に従って配置されており、これによって、シートのスタックが半月プロテーゼを形成する、方法。
【請求項３６】
請求項３５に記載の方法において、前記複数のシートの各々に形成された第１及び第２の孔の各々は所定の直径を持つように形成されており、前記複数のシートのうちの幾つかの前記第１孔の直径は、前記第１孔近くでのスタックの断面厚さが前記第１孔から遠い断面厚さよりも小さいように、前記複数のシートのうちの他のシートの第１孔の直径と異なっている、方法。
【請求項３７】
請求項３６に記載の方法において、前記複数のシートのうちの幾つかの前記第２孔の直径は、前記第２孔近くでのスタックの断面厚さが前記第２孔から遠くでの断面厚さよりも小さいように、前記複数のシートのうちの他のシートの第２孔の直径と異なっている、方法。
【請求項３８】
請求項３０に記載の方法において、プロテーゼの埋め込みを容易にするようにプロテーゼの剛性を向上するため、椎間プロテーゼを乾燥する工程を更に含む、方法。
【請求項３９】
請求項３０に記載の方法において、少なくとも一つのシートをその長さ方向軸線に対して横方向に繰り返し折り返し、多層スタックを形成する工程を更に含む、方法。
【請求項４０】
埋め込み可能な整形外科学的支持装置の製造方法において、
蛋白質材料を成形し、両側が患者の関節連結構造の夫々と係合する寸法及び形体を持つ所望の形状にする工程、
成形した蛋白質材料を架橋する工程、及び
架橋した成形した蛋白質材料を実質的に無毒化し、埋め込み可能な整形外科学的支持装置を形成する工程を含み、これによって、埋め込み後、支持装置は、患者の夫々の関節連結構造間に衝撃吸収性を提供し、埋め込んだプロテーゼが石灰化し難くする、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は埋め込み可能な装置に関し、更に詳細には、埋め込み可能な整形外科学的支持装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人間等の動物の様々な関節は、骨質の関節連結表面間に配置された線維軟骨板によって画成されている。関節は、それらの許容移動量に従って等級分けできる。可動関節は、隣接した骨間の幾つかの方法での相対移動を可能にする。これらの相対移動には、滑走移動、角度移動、循環移動、及び／又は回転移動が含まれる。関節は、それらの位置のため、及び常に使用されることにより応力が加わり易く、それにより傷害を被ることがある。一般的には、傷害は、二つの関節連結骨面を相互連結する線維軟骨板に生じる。線維軟骨板は、更に、経時的に変性する。例示として、特定の関係の二つの線維軟骨板には、椎間円板及び膝関節の半月が含まれる。
【０００３】
人間の椎間円板は、脊椎を安定化し、力を椎骨間に分配し、椎体を緩衝するため、隣接した脊椎の端プレート間に配置される。椎間円板は、隣接した椎骨表面の互いに対する回転の瞬間中心を変化させ、椎骨の互いに対する外側−外側並進及び前後方向並進を可能にする様々な関節連結態様を使用する。
【０００４】
椎間板は、外傷、疾病、又は加齢により、ずれたり損傷したりする。線維輪のため髄核が脊柱管内に突出した場合、ヘルニア状円板と呼ばれる一つの一般的な状態が生じる。突出した髄核が脊髄神経に押し付けられることにより、神経の損傷、疼痛、痺れ、筋肉の弱り、及び麻痺が生じる。椎間円板は、通常の加齢プロセスや疾病によっても劣化する。円板が脱水して硬くなると、円板空間の高さが減少し、これにより脊柱が不安定になり、疼痛が生じ、可動性が減少する。
【０００５】
場合によっては、これらの状態の症状の唯一の緩和策は、ディセクトミー（ｄｉｓｃｅｃｔｏｍｙ）、即ち椎間円板の一部又は全部を除去した後、隣接した椎骨を融合する方法である。円板が除去されると空間が形成され、これが治療されないままで残されると、円板空間が潰れてしまう。円板空間が潰れると、酷い疼痛が生じることに加え、脊柱が不安定になり、関節の機械的動きが異常になり関節炎及び／又は神経損傷が早期に発生する。
【０００６】
膝関節の損傷していない半月は、力を適切に分配することにより膝に対して衝撃の吸収を提供し、安定化し、膝関節内の相互作用する骨表面に対して潤滑を提供する。内側半月及び外側半月の衝撃吸収機能の多くは、軟骨に固有の弾性から得られる。傷害、疾病、又は炎症等により半月が損傷したとき、関節炎を伴う変化が膝関節内で発生し、これにより機能が喪失し及び／又は疼痛が生じる。
【０００７】
成人の関節軟骨は、ひとたび破壊されると自然に大きく再生することはない。そのため、成人の損傷した半月は、従来、プロテーゼ装置の除去及び交換を含む様々な外科的介入によって治療されてきた。一つの特徴では、半月プロテーゼを使用できる。半月プロテーゼの例は、シリコーンゴム又は天然ゴム、コラーゲン、腱、又は線維軟骨等の弾性材料で形成できる。別の例では、人間の損傷した半月と交換するために半月異種移植片が提案されてきた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、骨又は他の組織等の関節連結構造間を緩衝するための埋め込み可能な支持装置に関する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本装置は、実質的に生体親和性の組織でできた複数のシートを含み、これらのシートが互いに連結されて組織の積層スタックを形成する。一つの特定の特徴によれば、スタックの各シートは、処理が施された動物の心膜である。
【００１０】
積層スタックの形状は、スタックを構成する複数のシートの各々の形状及び形体で決まる。スタックは、このスタックが使用されるべき特定の用途に従って寸法及び形体が定められる。例えば、スタックは、腎臓形状、円形形状、環状形状、又は他の形状であるのがよく、所望レベルの緩衝を提供するのを補助するため、スタックを通って延びる一つ又はそれ以上の孔を含む。
【００１１】
本発明の一つの特徴は、埋め込み可能な整形外科学的支持装置を提供する。本装置は、可撓性組織材料でできた全体に平らな複数のシートを含む。複数のシートは、隣接したシート間で移動が起こらないように互いに連結されている。
【００１２】
一つの特定の特徴によれば、シートの各々は、本装置が椎間円板プロテーゼを提供するように人間の椎骨の寸法及び形体に従って寸法及び形体が定められている。別の特徴によれば、複数のシートを通って一つ又はそれ以上の孔が延びており、本装置は膝関節の半月の交換に使用できるような寸法を備えていてもよい。
【００１３】
更に別の特徴は、埋め込み可能な整形外科学的支持装置を提供する。この装置は埋め込んだときに夫々の関節連結構造と係合するための一対の表面を持つ、成形し架橋した蛋白質構造を含む。この成形し架橋した蛋白質構造は、石灰化を軽減するために無毒化されている。
【００１４】
本発明の別の特徴は、埋め込み可能な整形外科学的支持装置の製造方法を提供する。この方法は、寸法及び形体が同じ複数のシートを生体親和性可撓性材料から形成する工程、これらの複数のシートを軸線方向に整合し、複数のシートからなるスタックを形成する工程を含む。シートのスタックは、隣接したシート間の剪断を減少するように互いに固定されている。
【００１５】
本発明の更に別の特徴は、埋め込み可能な整形外科学的支持装置の製造方法を提供する。この方法は、蛋白質材料を成形し、両側が患者の関節連結構造の夫々と係合する寸法及び形体を持つ所望の形状にする工程を含む。成形した蛋白質材料を架橋し、実質的に無毒化し、埋め込み可能な整形外科学的支持装置を形成する。その結果、支持装置を埋め込んだ後、支持装置は、患者の夫々の関節連結構造間に衝撃吸収性を提供し、埋め込まれたプロテーゼが石灰化し難くする。
【００１６】
以上の及び関連した目的を達成するため、本発明の特定の例示の特徴を、以下の説明及び添付図面を参照して本明細書中に説明する。しかしながら、これらの特徴は、本発明の原理を使用できる様々な方法のうちのほんの幾つかを示すに過ぎず、本発明は、このような特徴及びそれらの等価物の全てを含もうとするものである。本発明のこの他の利点及び新規な特徴は、本発明の以下の詳細な説明を添付図面と関連して考慮することにより明らかになるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明は、骨及び他の組織等の関節連結構造間を緩衝する円板プロテーゼを提供する。本プロテーゼは、実質的に生体親和性の組織でできた複数のシートを含み、これらのシートは互いに連結されて組織の積層スタックを形成する。本発明によるスタックの用途は、スタックを構成する複数のシートの各々の寸法及び形体で決まる。以下の説明は、椎間円板及び半月を含む特定の種類のプロテーゼを例示するが、この他の種類の埋め込み可能なプロテーゼを本発明に従って実施できるということは当業者には理解されよう。
【００１８】
次に図１及び図２を参照すると、これらの図には本発明の一つの特徴による多層組織プロテーゼ１０が示してある。プロテーゼ１０は、実質的に弾性の生体親和性組織材料でできた複数のシート１２を含む。これらのシート１２は、軸線方向に間隔が隔てられた端シート１４及び１６間に互いに重なった関係で挟んである。各シートは、実質的に同じ所望の形体及び寸法を持つように、適当な組織の一つ又はそれ以上の細長いシートから切り出すことができる。次いで、シートを、それらの側縁部が実質的に軸線方向に整合するように、所望の軸線方向構成で積み重ねる。
【００１９】
この特定の例では、プロテーゼ１０は全体に腎臓形状の軸線方向断面を持ち、その側壁の参照番号１８を付した部分が窪んでおり、人間の椎骨の椎体の形状と対応する形状を提供する。有利には、プロテーゼ１０の寸法及び形体は、患者に必要な特定の寸法及び形体に従って容易に注文制作できる。このような注文制作は、製造者又は医師が埋め込み直前に行うことができる。
【００２０】
所望形体に構成したシート１２について、これらのシートを互いに連結し、本発明の一つの特徴によるプロテーゼ１０を形成する。プロテーゼ１０を形成する全てのシートの周囲部分に軸線方向に通した非吸収性縫糸２０によってシート１２を縫い合わせることができる。シートの縫い合わせを容易にするため、各シート１２の周囲近くに縫合穴（図示せず）を設けるのがよい。例として、電動ミシンを使用してシート１２の周囲部分を縫い合わせることができる。更に、又は変形例として、隣接した層間に適当な手術用接着剤を塗布し、隣接したシートを互いに結合することができる。縫糸及び／又は接着剤により、プロテーゼ１０に応力が加わったとき、隣接したシート間の剪断が軽減される。
【００２１】
本発明の特徴によれば、シート１２は、動物の心膜（例えばウシ由来、ウマ由来、ブタ由来）で形成されている。代表的には、心膜シートの厚さは約０．７ｍｍである。かくして、プロテーゼ１０で使用されるシート１２の数は、約３ｍｍ乃至約１ｃｍ又はそれ以上の範囲のプロテーゼの所望の厚さに従って変化する。例として、組織は、適当なグルタルアルデヒド溶液に約２４時間の期間に亘って浸漬することによって処理できる。組織は、組織処理プロセスの前後に所定の形体に合わせてトリミングされる。このような組織処理プロセスは、心臓弁及び他の天然組織プロテーゼに関して周知である。
【００２２】
別の例示として、天然組織シート１２をアルデヒド溶液（例えばグルタルアルデヒド）で架橋し、無毒化プロセスを加える。これにはヘパリン結合が含まれる。詳細には、個々のシートは、ニュージャージー州ミルバーンのシェルハイ社から商業的に入手できる細長い心膜パッチ等のＮＯ−ＲＥＡＣＴ（ＮＯ−ＲＥＡＣＴは登録商標である）組織製品でできたシートから形成されているのがよい。かくして、個々のＮＯ−ＲＥＡＣＴ組織シート（又は生体親和性の全体に弾性の材料でできた他のシート）を組み立てて本明細書中に含まれる教示に従って円板プロテーゼを形成することができるということは当業者には理解されよう。
【００２３】
ＮＯ−ＲＥＡＣＴ組織により、結果的に得られるプロテーゼの生体親和性を補助し、これによって、埋め込まれたプロテーゼ１０を患者が拒絶する可能性を小さくする。動物心膜もまた、この方法で処理した場合、石灰化に抗するばかりでなく、実質的に弾性になる。その結果、プロテーゼを形成するためにこのようなシートの積み重ねで形成されたプロテーゼは、本発明の一つの特徴によれば、天然の椎間板及び他の線維軟骨組織と同様の所望の衝撃吸収性を示す。弾性の量は、プロテーゼ１０を形成する個々のシートの組み合わせ弾性と比例する。
【００２４】
本発明によるプロテーゼ１０の形成に他の種類の処理済組織（例えば天然組織又は合成組織）を使用できるということは当業者に理解されよう。
【００２５】
プロテーゼ１０は、乾燥状態又は湿潤状態で収納できる。例えば、プロテーゼの収納前にプロテーゼ１０を乾燥させる（部分的に又は完全に）のが望ましい。プロテーゼ１０を乾燥状態で収納することにより、例えば、プロテーゼは剛性になり、これによりプロテーゼの埋め込みが容易になる。ひとたび埋め込まれると、乾燥状態のプロテーゼ１０は、流体を吸収し即ち体内の周囲流体から含水し、その所望の可撓性及び弾性状態に戻る。更に、プロテーゼ１０が所望の状態まで含水するのを補助するために流体を加えることができる。
【００２６】
図２のＡは、本発明の別の特徴によるプロテーゼ２２の断面図を示す。埋め込みを容易にするため、プロテーゼ２２の軸線方向両側の端シート２４及び２６は、中間シート２８よりも大きいように寸法及び形体が定められている。外シート２４及び２６は、これらの端シートの周縁が中間シート２８の側縁に対して半径方向外方に延びるように他のシート２８に対して位置決めできる。外シート２４及び２６の周縁は、埋め込み時にプロテーゼ２２を所望位置に固定するのを補助するため、隣接した靱帯又は他の連結組織に固定できるフランジ３０を形成する。周縁は、更に、上文中に説明したように、縫糸３２及び／又は適当な手術用接着剤によって互いに連結できる。隣接したシート間の剪断を軽減することによりプロテーゼ２２についての所望形状を維持するため、全てのシート２４、２６、及び２８を通して追加の縫糸３４を更に適用できる
図３は、実質的に円形の断面を持つプロテーゼ４０の別の例を示す。この例では、プロテーゼ４０は、同じ形体を持つ全体に円形の複数のシート４２で形成されている。これらのシートは軸線方向に整合されており、円形シートのスタックを形成する。これらのシート４２は、縫糸４４及び／又は手術用接着剤等によって互いに連結されている。個々のシートには、更に、各シートの周縁近くでシートを通して形成された縫合穴が設けられている。縫糸４４及び／又は手術用接着剤を使用してシートを互いに連結し、所望の形状及び厚さを持つプロテーゼ３０を形成できる。シート４２は、例えば、上文中に説明したような動物の心膜組織で形成されている。
【００２７】
図４は、本発明の一つの特徴による埋め込み可能な整形外科学的支持装置４６の別の例を示す。このプロテーゼは、適当な生体親和性材料でできた一つ又はそれ以上の細長いシートから形成される。材料シートの長さ方向軸線に対して横方向の軸線Ａを中心としてシートを多数回折り返す（例えばロール状にする）。プロテーゼ４６は、かくして、組織材料でできた複数の重なり層４８を含む。これらの層を縫糸５０で互いに縫い合わせ、プロテーゼ４６についての所望の形状を維持する。連続した各層４８は、軸線Ａから所定距離増大して半径方向に間隔が隔てられている。
【００２８】
プロテーゼ４６の直径は、所期の埋め込み場所に従って寸法及び形体が定められ、更に、所定の患者に合わせて注文制作できる。例えば、プロテーゼ４６の断面直径（例えば軸線Ａに対して垂直方向）は、組織材料の一つ又はそれ以上の外層を取り除くこと等によって調節できる。このような調節は、製造者が、又は医師が埋め込み前に行うことができる。即ち、縫糸５０を除去し、一つ又はそれ以上の層４８の任意の部分をプロテーゼ４６から取り除き、所望の大きさを提供することができる。所望の大きさになったとき、縫糸をプロテーゼ４６に通し、プロテーゼを適当な形体に維持するのを補助し、夫々の層間の移動を少なくする。プロテーゼ４６の隣接した層４８を互いに保持するのを補助するために適当な手術用接着剤を使用できるということもまた、理解されるべきである。
【００２９】
プロテーゼ４６は、アルデヒド溶液（例えばグルタルアルデヒド）で架橋し、無毒化プロセスを加えた上文中に説明したような天然組織材料で形成できる。更なる例示によって、シートは、図４に示すような所望形状に折り畳んだ細長い心膜パッチ等のＮＯ−ＲＥＡＣＴ組織製品であるのがよい。かくして、適当な生体親和性材料でできた一つ又はそれ以上のシートをロール状にすること又は折り畳むことによって他の形状を形成できるということは当業者に理解されよう。かくして、結果的に得られたプロテーゼ４６は、重なり層４８に対して横方向に作用する力により、衝撃を吸収する効果をもたらす弾性円板プロテーゼを提供する。
【００３０】
図５及び図６は、椎間円板に代えて使用できる本発明の一つの特徴による埋め込み可能なプロテーゼ５４の別の例を例示する。この例では、プロテーゼ５４は、グルタルアルデヒド等で架橋した蛋白質材料で所望の腎臓形状に形成されている。プロテーゼは、以下に説明するような他の形状に成形できるということは理解されるべきである。
【００３１】
蛋白質は、動物の血漿、コラーゲン、フィブリノゲン等であってもよい。架橋後、蛋白質は所望のテクスチャー（例えば全体に弾性）及び形状を有し、ＮＯ−ＲＥＡＣＴ無毒化処理プロセス等に従って無毒化される。結果的に得られたプロテーゼ５４は、更に、動物の心膜等の天然組織材料のシートで覆われていてもよい。この動物の心膜等もまた、架橋及び無毒化がなされている。例えば、シートは、ニュージャージー州ミルバーンのシェルハイ社から商業的に入手できるＮＯ−ＲＥＡＣＴ心膜パッチであるのがよい。架橋及び無毒化の組み合わせにより、関節連結構造間に挿入した場合に所望の衝撃吸収機能を提供できる非吸収性弾性プロテーゼが提供される。更に、このような処理は、石灰化並びに患者がインプラントを拒絶する可能性を小さくする。
【００３２】
図７及び図８は、損傷した又は変性した椎間板の交換に使用される、本発明の一つの特徴による円板プロテーゼ６０を示す。例えば、円板プロテーゼ６０は、ディセクトミー後に残る空間が潰れないようにするのに使用できる。円板プロテーゼ６０は、隣接した上下の椎骨６２及び６４の夫々の間に位置決めされる。図８に示すように、プロテーゼ６０は、隣接した椎骨６２及び６４の椎体の寸法及び形体に従って寸法及び形体（例えば腎臓形状）が定められている。円板６０の所望の位置を維持するため、円板を靱帯又は他の連結組織等の周囲組織に縫合する。図２のＡと関連して上文中に言及したようにプロテーゼ６０は、周囲組織への取り付けを容易にするフランジを含んでもよい。
【００３３】
図９及び図１０は、本発明の一つの特徴による別の埋め込み可能な支持プロテーゼ１００を示す。このプロテーゼ１００は、互いに整合され且つ連結されてプロテーゼを形成する生体親和性組織材料製の複数の層１０２で形成されている。
【００３４】
例えば、各層は、実質的に生体親和性にするための処理を施した動物の心膜等の組織材料でできたシート１０２から形成されている。上述のように、これらのシート１０２はグルタルアルデヒドで架橋してあり、ヘパリン結合による無毒化プロセスが加えてある。詳細には、個々の組織層は、ニュージャージー州ミルバーンのシェルハイ社から商業的に入手できるＮＯ−ＲＥＡＣＴ組織製品でできた一つ又はそれ以上のシートから形成されているのがよい。更に、他の種類の生体親和性組織材料（例えば天然材料又は合成材料）を本発明に従って使用することができるということは当業者には理解されよう。
【００３５】
図９の例では、第１及び第２の孔１０４及び１０６がプロテーゼ１００を通して軸線方向に延びている。例えば、第１孔１０４は、外側顆と脛骨の対応する関節連結表面との間を緩衝するように寸法及び形体が定められる。同様に、他方の孔１０６は、内側顆と脛骨の対応する関節連結表面との間を緩衝するように寸法及び形体が定められる。
【００３６】
本発明の一つの特徴によれば、プロテーゼ１００の断面厚さは、図１０の断面図に示すように、各孔１０４、１０６の小さな厚さまでテーパしている。この例では、孔１０４、１０６のところでプロテーゼ１００の各中間シートを通して形成された各孔は直径が異なっている。そのため、孔１０４、１０６の近くでのプロテーゼ１００の厚さは、これらの孔から離れたところでの厚さと比べて小さな厚さまでテーパしており、これによって、プロテーゼ１００に全体に截頭円錐形の孔１０４及び１０６を形成する。縫糸１０８が、孔１０４及び１０６を取り囲むようにプロテーゼ１００に軸線方向に通してある。更に、縫糸１０９が、プロテーゼ１００の周囲近くでプロテーゼに軸線方向に通してある。
【００３７】
更なる例示として、軸線方向両側の端シート１１０及び１１２を通して形成された孔１０４の直径は実質的に同じ大きさである。同様に、これらのシート１１０及び１１２を通して形成された孔１０６は実質的に同じ大きさである。かくして、端シート１１０及び１１２は、中間シートを図８及び図１０に示すように包囲できる。中間シートのうちの少なくとも幾つかを通して形成された対応する孔１０４及び１０６は直径ｄ２及びｄ４を有し、これらの直径は軸線方向両側のシート１１０及び１１２の夫々の直径ｄ１及びｄ３よりも大きい。このようにして、プロテーゼ１００が緩衝するように設計された関節連結構造（例えば大腿骨及び脛骨）の輪郭と形態が一致できる所望のテーパが各孔１０４及び１０６の周囲に設けられる。
【００３８】
他の技術又は関連した層１０２の配向によって所望のテーパを形成できるということは理解されるであろう。例えば、所期の埋め込み場所に応じて、中間シートを他のテーパ量を持つように、又はテーパを持たないように形成できる。
【００３９】
プロテーゼ１００は、その一方の側縁部１２０の近くに別の孔１１８を含む。この孔１１８の両側のプロテーゼの部分を組織のブリッジ１２２が相互連結する。図９の例では孔１１８は三角形であるが、他の形状を使用できる。一つ又はそれ以上の組織材料層（例えば、両側の端シート１１０及び１１２）で形成されたブリッジ１２２は、プロテーゼ１００を埋め込んだ場合に横靱帯と同様の機能を果たす効果をもたらす。凹所１２４は、プロテーゼ１００の窪みを持つ側壁部分を画成する。孔１１８及び凹所１２４は、膝十字靱帯の輪郭と対応する形体を有する。その結果、プロテーゼは、大腿骨と脛骨との間に、関連した他の解剖学的支持構造の邪魔とならずに所望の弾性支持及び緩衝を提供できる。
【００４０】
図１１は、本発明の一つの特徴による半月プロテーゼ１４０の別の例を示す。この半月プロテーゼ１４０は実質的に環状断面を有し、生体親和性組織材料製の実質的に同軸の複数の層１４２で形成されている。詳細には、プロテーゼ１４０は、層１４２を通って延びる中央孔１４４を有する。各層１４２は同様の外径を有し、全体に軸線方向に整合しており、縫糸及び／又は適当な接着剤等によって互いに連結されている。例えば、プロテーゼ１４０の軸線方向両側の端層１４６及び１４８は、一つ又はそれ以上の中間材料層を包囲する。縫糸１５０が端層１４６及び１４８の内径近くに適用してあり、追加の縫糸１５２がその外周近くに適用されている。
【００４１】
図９及び図１０の例で上文中に言及したように、構成要素層１４２の内径は、プロテーゼ１４０の孔１４４の近くでの厚さが半径方向内方に小さい厚さまでテーパするように寸法及び形体が定められている。テーパ部分には参照番号１５４が付してある。例えば、プロテーゼ１４０の内径の軸線方向厚さは、二つの外層即ち二つの外層１４６及び１４８の軸線方向厚さによって決定される。更に、一つ又はそれ以上の介在層の寸法は、外層１４６及び１４８間に挟まれるように所定の内径を持つように定めることができるということは理解されるべきである。
【００４２】
例えば、個々のシート１４２は、上文中に説明したように、動物の心膜組織で形成されている。他の組織材料（例えば天然材料又は合成材料）を本発明と関連して使用できるということは理解されるべきである。
【００４３】
図１２及び図１３は、膝関節２０２に埋め込んだ本発明の一つの特徴による半月プロテーゼ２００を示す。膝関節２０２は、外側顆２０６及び内側顆２０８を持つ大腿骨２０４を含む。プロテーゼ２００は、脛骨２１０の関節連結表面と顆状突起２０６及び２０８との間に配置される。プロテーゼ２００は、相対移動中の顆状突起２０６及び２０８及び脛骨２１０の関節連結表面間の緩衝及び／又はこのような表面間の応力の緩衝を補助する。
【００４４】
プロテーゼ２００を埋め込むとき、プロテーゼに形成された三角形の孔２２０に前十字靱帯２１８を通すため、先ず最初にブリッジ２１６を切断する必要がある。ブリッジ２１６をプロテーゼ２００に再固定（例えば縫糸及び／又は接着剤によって）し、横靱帯と同様の安定化機能を提供する。プロテーゼ２００の反対側には凹所をなした部分２２２が設けられており、これは、後十字靱帯２２４と干渉しないように寸法及び形体が定められている。
【００４５】
以上から、プロテーゼ２００は、所望の衝撃吸収性及び生体親和性を示す弾性支持体を提供する。弾性の量は、プロテーゼ２００を形成する個々のシートの組み合わせ弾性と比例する。
【００４６】
図１４は、本発明の一つの特徴による半月プロテーゼ２５０の別の例を示す。この例では、プロテーゼは、適当なアルデヒド溶液（例えばグルタルアルデヒド）で架橋した成形蛋白質で所望形体に形成されている。上文中に言及したように、蛋白質は、動物の血漿、コラーゲン、フィブリノゲン等であってもよい。架橋した蛋白質に所望のテクスチャー（例えば全体に弾性である）及び形状を与えた後、ＮＯ−ＲＥＡＣＴ無毒化処理プロセス等に従って無毒化する。結果的に得られたプロテーゼ２５０は、所望の衝撃吸収性を提供する弾性複合構造である。更に、無毒化及び架橋により、石灰化並びに人間の患者に埋め込んだ後の拒絶の可能性が小さい非吸収性プロテーゼ２５０が提供される。
【００４７】
例示の形体は、図９に関して示し且つ説明した形体（図９の多数の層を除く）と実質的に同じであり、従って、簡略化を図るため、その形体の詳細な説明を省略する。簡単に述べると、プロテーゼ２５０は、患者の内側半月及び外側半月の位置に従ってプロテーゼを通って軸線方向に延びる一対の孔２５２及び２５４を有する。プロテーゼ２５０の一方の側部２５６の各孔の直径は、プロテーゼの他方の側部２５８の孔の直径よりも大きい。
【００４８】
図１５は、図１１の例と同様の形体を持つ半月プロテーゼ２７０の別の例である。しかしながら、この例では、プロテーゼ２７０は、本明細書中に説明したように架橋し無毒化した成形蛋白質構造から形成されている。詳細には、プロテーゼ２７０は、その両側２７４及び２７６間を延びる孔２７２を含むように成形されている。図１５に示すように、側部２７４での孔２７２の直径は、反対側２７６での孔の直径よりも大きい。即ち、プロテーゼ２７０は、両側２７４及び２７６を相互連結する全体に截頭円錐形の部分２７８を有する。
【００４９】
本発明の幾つかの例を上文中に説明した。勿論、本発明を説明する目的で構成要素及び方法の考えられる全ての組み合わせを説明することはできないが、本発明のこの他の多くの順列及び組み合わせが可能であるということは当業者には理解されよう。従って、本発明は、特許請求の範囲の精神及び範囲内の全てのこのような変形及び変更を含もうとするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による円板プロテーゼの斜視図である。
【図２】
図１の２−２線に沿った断面図であり、図２のＡは、本発明の別の特徴による円板プロテーゼの断面図である。
【図３】
本発明による別の円板プロテーゼの斜視図である。
【図４】
本発明による更に別の円板プロテーゼの斜視図である。
【図５】
本発明による更に別の円板プロテーゼの斜視図である。
【図６】
図５の６−６線に沿った側断面図である。
【図７】
椎間板として埋め込まれた本発明による円板プロテーゼの一例である。
【図８】
図７の８−８線に沿った側断面図である。
【図９】
本発明による別の円板プロテーゼの一例である。
【図１０】
図９のプロテーゼの１０−１０線に沿った側断面図である。
【図１１】
本発明による別の円板プロテーゼの一例である。
【図１２】
本発明に従って膝関節に埋め込んだ半月プロテーゼの一例である。
【図１３】
図１２の１３−１３線に沿った側断面図である。
【図１４】
本発明による別の半月プロテーゼの断面図である。
【図１５】
本発明の一つの特徴による別の円板プロテーゼの一例である。
【符号の説明】
１０　多層組織プロテーゼ
１２　シート
１４、１６　端シート
１８　窪み
２０　非吸収性縫糸
【国際公開パンフレット】
2004513698.tif 000003
2004513698.tif 000004
2004513698.tif 000005
2004513698.tif 000006
2004513698.tif 000007
2004513698.tif 000008
2004513698.tif 000009
2004513698.tif 000010
2004513698.tif 000011
2004513698.tif 000012
2004513698.tif 000013
2004513698.tif 000014
2004513698.tif 000015
2004513698.tif 000016
2004513698.tif 000017
2004513698.tif 000018
2004513698.tif 000019
2004513698.tif 000020
2004513698.tif 000021
2004513698.tif 000022
2004513698.tif 000023
2004513698.tif 000024
2004513698.tif 000025
2004513698.tif 000026
2004513698.tif 000027
2004513698.tif 000028
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004513698.tif 000029
【国際調査報告】
2004513698.tif 000030