(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
In situで生体内開口部を密封するための装置において、開口部の中に密封可能な形で位置づけされ装置内への自然の組織内殖を可能にするように適合された多孔質の材料を含んで成り、前記開口部が椎間円板の輪にある、装置。
【請求項２】
前記材料が、最小侵襲性技術を用いて開口部の寸法と適合する形で開口部まで送達されその中に位置づけされるように適合されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記多孔質の材料が、一部又は全ての孔内への天然繊維質組織の内殖を可能にすることによって、経時的に永久的に固定された状態となるように適合されている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
生物活性作用物質を前記材料中に取込むことによって内殖が容易になる、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記材料が膨張可能なものであり、そのためひとたび位置づけされた時点で材料は膨らんでまず最初に開口部内に膨張した装置を固定することができるようになっている、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記材料がポリ（ビニルアルコール）を含んで成る、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
装置が、円筒形プラグ、管状形状及び細長く湾曲した形状から成るグループの中から選択された形態で提供される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
輪内の複数の開口部の中に挿入するように適合された第１及び第２の端部を有する細長く湾曲した形態で装置が提供されている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
装置は、核に対し硬化可能な生体適合物質を送達する途中で輪内に形成されたカニューレアクセス開口部を密封するために、生体適合物質送達用カニューレと組合せて使用されるように適合されている、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
生体内開口部内に装置を挿入し位置づけするように適合された外科用器具と組合せて請求項１に記載の装置を含んで成る外科用キット。
【請求項１１】
各々の装置が、外科手術中に選択して使用するべく異なる形態で提供される、各々請求項１に記載のとおりの複数の装置を含んで成る外科用キット。
【請求項１２】
装置が、可変的な化学的及び／又は物理的特性の領域を含んで成る、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
領域が内部及び外部部分の形で提供され、内部部分は、半剛性材料の形で提供されて機械的支持を提供するために用いられる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
いずれか又は両方の部分が、装置の外部画像化を可能にするための物質を含有している、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
物質が、ＭＲＩ又はＸ線による画像化を可能にするのに適した放射線不透過性材料を含んでいる、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記開口部が生物組織におけるオリフィス、穴、裂溝又は引裂の形態で提供される、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
In situで生体内開口部を密封するための装置において、生体開口部の中に密封可能な形で位置づけされ装置内への自然の組織内殖を可能にするように適合された多孔質で膨張可能な材料を含んで成り、前記開口部が椎間円板の輪の中に形成され、前記材料がポリ（ビニルアルコール）を含み、最小侵襲性技術を用いて開口部の寸法と適合する形で開口部まで送達されその中に位置づけされるように適合されている、装置。
【請求項１８】
前記開口部が椎間円板の輪にあり、装置が、円筒形プラグ、管状形状及び細長く湾曲した形状から成るグループの中から選択された形態で提供される、請求項１７に記載の装置
【請求項１９】
前記多孔質で膨張可能な材料が、多孔性マトリックス又は発泡体の形に処理可能な天然及び合成の重合体、共重合体及びこれらの組合せからなる群から選ばれる、請求項５に記載の装置。
【請求項２０】
前記材料が、合成非生物分解性重合体、合成生物分解性重合体及び天然生物分解性重合体からなる群から選ばれる、請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
前記材料が、ポリビニルアルコール，ポリエチレン，ポリウレタン，ポリプロピレン，ポリカプロラクトン、ポリアクリレート、エチレン酢酸ビニル、ポリスチレン、ポリビニルオキシド、ポリ弗化ビニル、ポリ（ビニルイミダゾール）、クロルスルホン化ポリオレフィン、ポリエチレンオキシド、ポリテトラフルオルエチレン及びナイロン及びこれらの共重合体から選ばれる合成非生物分解性重合体を含有する、請求項１９記載の装置。
【請求項２２】
前記重合体が、ポリビニルアルコール及びそのアルキル化又はアシル化誘導体を含有する、請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
前記材料が、ポリラクチド，ポリグリコール酸，ポリ（ラクチド−コーグリコチド），ポリカプロラクトン，ポリカーボネート、ポリアミド、ポリ無水物、ポリアミノ酸、ポリオルトエステル、ポリアセタール、ポリシアノアクリレート、及び分解性ポリウレタンからなる群から選ばれる合成生物分解性重合体を含有する、請求項２０記載の装置。
【請求項２４】
前記材料が、アルブミン、コラーゲン、合成ポリアミノ酸、プロラミン、及び多糖類からなる群から選ばれる天然生物分解性重合体を含有する、請求項２０記載の装置。
【請求項２５】
前記材料が収縮した又は膨張していない形態で提供され、水和又は拘束用手段からの解放によって移植時点で in situで膨張可能である、請求項５記載の装置。
【請求項２６】
前記材料が、生物分解性縫合術、ステープル、フィブリンシーラント又は外科用接着剤を用いて前記開口部に定着又は固定されるように適合している、請求項１９記載の装置。
【請求項２７】
前記材料が、約５０ミクロンから約５００ミクロンの範囲の孔のサイズを有する、請求項１９記載の装置。
【請求項２８】
前記孔のサイズの範囲が約１００〜約３００ミクロンである、請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
前記材料が繊維性マトリックスの形態で提供される、請求項１９記載の装置。
【請求項３０】
前記繊維間の空間は、約１０〜約１０００ミクロンの範囲である、請求項２９記載の装置。
【請求項３１】
前記装置が、成長因子、血管形成因子、免疫系抑制剤、抗生物質、生きた細胞、細胞結合タンパク質及びペプチドからなる群から選ばれる生物活性作用物質を含有する、請求項１記載の装置。
【請求項３２】
前記装置が、ソマトメジン，インシュリン様成長因子，繊維素細胞成長因子、骨形態形成因子，内皮細胞成長因子、形質転換成長因子、血小板由来成長因子，肝細胞成長因子、ケラチノサイト成長因子及びそれらの組合せからなるグループの中から選ばれる成長因子を含有する、請求項３１記載の装置。
【請求項３３】
前記装置が、繊維素細胞，軟骨細胞、軟骨芽細胞、骨細胞、間葉細胞、上皮細胞及び内皮細胞からなる群から選ばれる生きた細胞を含有する、請求項３１記載の装置。
【請求項３４】
前記装置が、自己移植片又は同種異系移植片といった細胞培養によって得られた細胞を含有する、請求項３１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願に対するクロスリファレンス
本出願は、その全開示が本明細書に参照により内含されている、１９９８年５月２９日に提出された、出願番号０９/０８６,８４８米国特許出願の継続出願である。
【０００２】
発明の分野
本発明は、移植可能な医療用装置の分野に関し、より特定的に言うと、椎間円板の修復のための方法及び材料のような組織修復の分野に関する。
【０００３】
発明の背景
人体内のさまざまな組織部位は、障害、劣化及び病変を受ける可能性がある。肢体の関節、器官にある組織及びさまざまな結合組織は、往々にして、損害又は外科手術の結果として損傷を受け、組織内に破断部分及び開口部を生み出すことが多い。例えば、このような開口部（例えば、外科的な組織の開口及び／又は除去）は、ヘルニア形成又は生検場所設定の結果として作り出される可能性がある。組織の短期及び長期的な構造上及び機能上の無欠性は、特に関節鏡検査の外科手術において、開口部の閉口及び治ゆが緩慢であるような状況下では重要な考慮事項となることが多い。
【０００４】
脊椎内の隣接する椎骨間にある椎間円板は、脊椎に対する構造的支持と共に脊柱上に加わる力の分布を提供する。椎間円板は、軟骨終板、髄核及び線維輪という３つの主要な構成要素から成る。中央部分である髄核は、比較的軟質でゼラチン状であり約７０〜９０％が水で構成されている。これはプロテオグリカン含有量が高く、多量のII型コラーゲン及び軟骨細胞を含有する。核をとり囲んでいるのは、さらに剛性のコンシステンシーをもち、Ｉ型コラーゲン約４０％，II型コラーゲン６０％及び線維芽細胞という組織された繊維網を含む線維輪である。輪状部分は、円板に対し周囲の機械的支持を提供し、ねじれ強度を与え、より柔軟な核部分を含み、その静水圧に耐える。繊維輪が行なうことのできる多数のその他の機能については、Kusaka他，「軸荷重を受けた椎間円板の円板内基質ひずみの繊維輪穿孔効果」整形外科研究学会第４４回年次会議議事録（Transactions of the 44th Annual Meeting of the Orthopedic Research Society. ）、ニューオーリンズ、LA, 抄録１９０−３２（１９９８年３月）の中で論述されている。
【０００５】
しかしながら、椎間円板は、数多くの障害を受ける可能性がある。椎間円板ヘルニア形成は、往々にしてヘルニア形成した物質が脊椎内で神経根に衝突するに至るまで、輪内の開口を通して核が突出するときに発生する。輪（annulus ）の後部及び後側部は、減衰つまりヘルニア形成を最も起こしやすく、従って、垂直圧縮力によって椎間円板上に及ぼされる静水圧を最も受けやすい。椎間円板及び繊維輪のさまざまな障害及び劣化については、Osti他，腰椎内の輪状引裂及び円板変性、Journal of Bone and Joint Surgery, ７４−Ｂ（５）、１９９２年９月、ｐ．６７８−６８２；Osti他, 環状引裂及び円板変性、Spine 、１５（８）（１９９０）ｐ７６２−７６７；Kamblin 他、部分的椎間板切除術後の腰椎の変形性脊椎症の発生、Spine 、２０（５）（１９９５）ｐ．５９９−６０７により論述されている。
【０００６】
椎間円板障害のための数多くの治療に、核プロテーゼ又は円板スペーサの使用が関与してきた。当該技術分野ではさまざまな補てつ用核移植片が知られている。例えば、膨潤可能なヒドロゲル補てつ核を教示する Bao 他の米国特許第５,０４７,０５５号を参照されたい。椎間板スペーサといったような当該技術分野で知られているその他の装置は、脊椎が円板に及ぼす圧力を低減させるため椎骨間にくさびを使用する。脊椎融合のための椎間円板移植片も、Brantigan の米国特許第５,４２５,７７２号及び４８３４７５７号によって教示されているように、当該技術分野において充分に知られている。円板全体を治療する上でのこれらの進歩にも関わらず、残る問題点としては、輪状組織自体の有効な修復又は再構造化がある。このことは、輪状組織（annular tissue）がヘルニア形成によって又は円板修復中の外科手術用アクセスポートの生成により損傷を受けたか否かとは無関係に言えることである。これはまず第１に、輪が無血管であるという性質に起因しており、又部分的には脊椎上の圧縮力により円板全体に及ぼされる静水圧に付随する問題点にも起因している。例えば、かかる修復において遭遇するいくつかの問題点について論述するHampton他、繊維輪の治ゆの可能性、Spine、１４（４）１９８９、ｐ．３９８−４０１を参照のこと。
【０００７】
個々の主題について、自然の組織成長を増強つまり促進する天然及び合成の多孔質材料が当該技術分野において知られている。例えば、Burg他、「医用高分子の表面及びかさ特性の変調」Annals New York Academy of Sciences、８３１（１９９７）ｐｐ.２１７−２２２；及び Vacanti 他、米国特許第５,７１６,４０４を参照のこと。膨張可能な材料の使用が関与する多数の移植可能な装置も同様に知られている。例えば、Cobey 、Milton C. 、「圧縮した Ivalon スポンジを用いた関節形成術」（「正中神経内スポンジ」，Clinical orthopaedics and Related Besearch, No.５４（１９６７年９月〜１０月）ｐｐ．１３９−１４４）は、繊維組織内殖を誘発する関節表面上で使用される移植可能なプラスチックスポンジ材料について教示している。同様に、組織内殖（ingrowth）のための足場として機能する補てつ用椎間円板を教示する Stoneの米国特許第５,２５８,０４３号も参照のこと。
【０００８】
さらにもう１つの主題については、出願人は、最小侵襲性技術（minimally invasive technique）を用いて、in situ で送達及び硬化可能な生体適合物質で形成された補てつ用移植片について記述してきた。例えば、出願人の米国特許第５,５５６,４２９号及び公開された国際出願Ｗ０９５/３０２８８号を参照のこと。１９９７年１１月１４日に提出された出願人の公開された国際出願Ｗ０９７/２６８４７号及び国際出願第ＰＣＴ/ＵＳ９７/２０８７４号は（この各々の開示は本明細書中に参照により内含されている）さらに、なかんづく、例えば、それ自体輪内の開口を通して位置づけされたカニューレを通してつぶしたバルーン鋳型のプロテーゼを挿入する段階及び in situで硬化し永久的な円板置換を提供できるように適合された流動性ある生体適合物質をバルーンに充てんする段階を含む低侵襲方法による椎間円板内での補てつ核の形成について記述している。
【０００９】
数多くの補てつ椎間円板、核移植片及び円板スペーサが当該技術分野において知られているものの、最小侵襲性技術のためのアクセスポイントといったように外科的に開始されたか又はヘルニア形成の場合のように自然にひき起こされた輪内の開口を有効に密封することに対しては、比較的注意を向けられることがなかった。
発明の要約
本発明は、輪状引裂又は円板ヘルニア形成部位といったような in situで生体内開口部（例えば、オリフィス、穴、裂溝、引裂又は開口）を密封するための装置及びそれに関連する方法を提供しており、該装置には、開口部内に密封可能な形で位置づけされ、繊維組織内殖といったような装置内への自然の組織内殖を可能にするように適合された材料を含んでいる。好ましくはこの材料は多孔質であり、低侵襲技術を用いて開口部の寸法と適合した形で開口部に送達されその中に位置づけされるように適合されている。好ましい実施形態においては、多孔質材料は、一部の又は全ての孔内への天然の繊維組織の内殖を可能にするか又はより好ましくは積極的にそれを容易にすることによって、経時的に永久的に固定された状態になるように適合させられる。かかる内殖は、例えば、多孔性と生物活性の最適な組合せ（例えば、中に生物活性因子が取込まれた表面又は部分）を提供することによって、容易にすることができる。
【００１０】
材料は膨張可能であり、そのためひとたび位置づけされた時点で材料は膨らむことができ（例えば拘束手段の解除又は水和により）、かくしてまず最初に開口部内に膨張した装置を固定することができるようになっている。装置自体は、全体又は部分的に、永久的であっても（例えば非生体内分解性）又は一時的（例えばとり外し可能又は生体内分解性）であってもよい。装置は、例えば全体的に円筒形のプラグの形又は管状又はシート様の形といったさまざまな形態で提供することができる。装置の特定の形態（例えば形状及び寸法）は、標準的にはその意図された用途に適合されることになる。特に好ましい実施形態においては、生体内開口部は、椎間円板の輪内にある開口部であり、多孔質で膨張可能な材料は、ポリ（ビニルアルコール）（「ＰＶＡ」）であり、全体として円筒形プラグの形で整形される。
【００１１】
本発明はさらに、本書に記述されているような外科手術方法を実施する上で使用するためのキット及びそのための構成要素、ならびに、それ自体本書に記述されているような装置と共に使用するように適合されているか又はかかる装置を内蔵するその他の外科手術用器具及び装置をも提供している。本書に記述されている利点及び恩恵に加えて、本発明の方法及び装置は、最小侵襲性外科手術技術と共に使用するために特に適合されている。
【００１２】
本発明は、添付の図面及び以下の記述の中でさらに例示されることになる。
発明の詳細な説明
本書で使用されている次の用語は、以下のとおり定義づけされる。
「開口部」及び「生体内開口部」という語は、傷、劣化、疾病又は外科手術のいずれの結果として形成されたのであるかとは無関係に、修復又は閉鎖の恩恵を受けることになる、体内組織内のあらゆる開口、スリットなどを指して互換的に使用される。開口部は、器官の組織部位、関節、骨及び例えば腱、靱帯、関節包靱帯などといった結合組織内で疾病又は障害を通して又は自然に発生する可能性があり、又、生検又は切除の結果として形成されることもある。
【００１３】
「組織内殖」という語は、１）患者自身の自然の組織（例えば開口部自体の周囲の組織）、２）部位に移植されるもう１つの部位からの組織（例えば装置をカバーする組織）、及び３）本明細書に記述されているような装置内に播種された細胞といったような供給源のいずれかからの組織を含む、自己由来の組織又は異種組織の成長を意味する。かかる内殖は自然であってもかつ／又は誘発されてもよい。組織成長は例えば、本明細書で記述されるような装置の存在に対する自然治ゆ応答としてかつ／又は成長因子などといった生物活性作用物質の使用に応答して発生する可能性がある。
【００１４】
「膨張可能な」という語及び当該装置に関して使用されるようなその変化形は、例えば脱水又は圧縮などによってそのもとの寸法のうちの１以上のものに関して変形（例えば収縮）することができ、かつその変形が解除されるか又は無くなった時点でその本来の（水和された又は圧縮されていない）寸法を実質的に回復するための充分な弾性を有する材料を意味する。
【００１５】
「多孔性」という語及び本発明の装置に関して使用されるようなその変化形は、体内に置かれた時点で組織内殖を可能にするか又は容易にする三次元構造のことを意味する。かかる三次元構造としては、連続気泡又は流路といった基質、繊維質構造、増大した表面積をもつテクスチャーなどが含まれる。
該方法に関連して使用されるような「最小侵襲性」という語は、患者の組織に対し最小限の外傷しか生じさせない構造的寸法をもつ、外科手術技術及び関節鏡検査用外科手術器具のようなそれに付随する器具を意味する。
【００１６】
本発明は、輪状引裂又は円板ヘルニア形成部位といったような生体内開口部をin situで密封するための装置及び方法（例えば低侵襲方法）に関する。好ましい装置は、開口部を直接とり囲む組織からその中への繊維組織のような組織の内殖を可能にする材料を含んでいる。好ましくは、この材料は多孔質で、開口部の寸法と適合する形で最小侵襲性技術を用いて開口部に送達されその中に位置づけされるように適合させられている。多孔質材料は、例えば多孔性と生物活性の最適な組合せ（例えば中に生物活性因子を取込んだ表面又は部分）により、一部又は全ての孔内への自然繊維組織の内殖を可能にする（又はより好ましくは積極的に容易にする）ことによって永久的に固定されるように適合させられている。
【００１７】
材料は同様に膨張可能なものであってよく、そのためひとたび位置づけされた時点で材料は１以上の寸法を増大させ（例えば水和により膨潤するか又は拘束手段の解除時点で膨張する）、かくして開口部内での装置の初期固定を提供することができる。特に好ましい実施形態においては、装置は、円筒形プラグの形状をしており、椎間円板の輪内にある開口の中へと配置するように適合させられており、ここで、装置の材料は、多孔質でかつ膨張可能なポリビニルアルコール配合物である。
【００１８】
装置は、治ゆのため自己由来又は異種組織の内殖からの恩恵を享受することになる開口部を含むあらゆる適切な組織部位の中に設置することができる。標準的には、かかる開口部は、障害（例えばヘルニア形成）の結果として生み出されるか又は、生検部位におけるように、外科手術用器具（例えばカテーテル）のため又は例えば移植片の挿入のためのアクセス開口部として外科的に作り出される。かかる開口部を有する組織には、血管新生された組織及びされない組織の両方が内含される。血管アクセスが欠如していることから、椎間円板の輪の部位のような血管新生されていない組織部位には、標準的には、治ゆがはるかにむずかしい。血管新生されていない組織部位、特にヘルニアを形成しやすい部位は、直接的かつ確実な閉鎖から恩恵を享受する傾向にあり、本発明の装置に特に適している。
【００１９】
椎間円板輪の治ゆプロセスは特に、繊維質組織の成長を増強することによって容易にすることができる。円板の輪状部分にある開口部は、著しい静水圧又はその他の圧力を受けやすい。本発明の装置及び方法は、かかる開口部を通しての治ゆ不良又はヘルニア形成がさらなる損傷の危険性をもたらす椎間円板の修復に特に適している。従って本発明の装置を用いることにより、円板自体には充分な短期的及び長期的機械的支持及び機能が提供される一方で、輪内の開口部を密封し、移植片の生体適合性を確保することができる。
【００２０】
図１及び２を見るとわかるように、装置１０は、脊椎１の椎間円板２内への挿入に適合したものとして例示されている。特に、装置１０は、その周辺表面１１が開口部４をとり囲む無傷の組織と接触しかくして両方共が核５の内部材料の突出を防ぎ設置位置内で又はそこからの装置の移動を阻止するのに充分な形で輪２を密封することになるように、円板２の輪状部分３の中にある開口部４内へと挿入されるよう適合されている。
【００２１】
本発明の好ましい装置は、移植片部位の周囲の組織から材料内への組織内殖を可能にするのに充分な多孔性をもつ少なくとも１つの材料を内含している。本発明の装置と共に使用するのに適した材料としては、制限的意味はないものの、天然又は合成の重合体及び共重合体、プラスチック、金属材料及び合金、セラミクスなどが含まれる。好ましい材料は、例えば、繊維性マトリックス又は孔自体の形で、その材料内への組織の内殖を可能にするのに充分な表面多孔性を提供する。最も好ましいのは、多孔性マトリックス（例えばウェブ）又は発泡体の形に処理可能な天然及び合成の重合体、共重合体及び組合せである。発泡可能な合成重合体の例としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ），ポリエチレン（ＰＥ），ポリウレタン（ＰＵ），ポリプロピレン（ＰＰ），ナイロン、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）及びそれらの共重合体及び組合せがあるが、これらに制限されるわけではない。
【００２２】
装置内で１以上の非生物分解性材料が使用される場合、好まれるのは、膨張可能で多孔質の構造（例えば膨潤可能なマトリックス又は発泡体）の形に処理できるような重合体及び共重合体である。合成非生物分解性重合体の例としては、さまざまなポリアクリレート、エチレン酢酸ビニル（及びその他のアシル置換された酢酸セルロース）、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリビニルオキシド、ポリ弗化ビニル、ポリ（ビニルイミダゾール）、クロルスルホン化ポリオレフィン、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ），ポリテトラフルオルエチレン及びナイロンがあるが、これらに制限されるわけではない。
【００２３】
装置内で使用するのに特に好ましい材料は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）及びそのアルキル化又はアシル化誘導体である。例えば、本明細書にその開示が参照により内含されている「ビニルアルコール重合体」pp. １２３３−１２３６ in Kroschwitz, Concise Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Wiley & Sons,１９９０を参照のこと。非生物分解性ポリビニルアルコールスポンジは、Unipoint Industries から市販されている（IVALON)。多孔質ポリビニルアルコールを製造するための適切なプロセスは、その各々の開示が本明細書に参照により内含されている Wilson の米国特許第２,６０９,３４７号、２,６６４,３６６，２,６６４,３６７，２８４６,４０７号及び Hammon の米国特許第２,６５３,９１７，２,６５９,９３５号の中で記述されている。
【００２４】
一般に重合体は、当該技術分野において利用可能な従来の発泡体生成技術を用いて、膨張可能な発泡体の形で提供可能である。従って、発泡体は、気体を材料に浸透させること、気体を材料内に溶け込ませること、静止又は移動気体取込み口からマトリックス内に気体を導入することなどにより製造可能である。発泡体は、適切なあらゆる非毒性ガス又はその混合物を用いて製造することができる。
【００２５】
好ましい生物分解性材料としては、天然及び合成のマトリックス及び発泡体がある。装置内で使用するためのさらに好ましい生物分解性材料は、コラーゲンのような重合体マトリックス又は発泡体の形に処理できるものである。生物分解性材料は、経時的に自然の組織成長が移植された材料に完全に又は部分的に置換することが可能であることが望ましいような利用分野において特に適している。従って、生体適合性は確保され、組織の生得の機械的パラメータは損傷前の状態のパラメータまで実質的に回復する。
【００２６】
合成の生物分解性重合体の例としては、制限的な意味でなく、ポリラクチド（ＰＬＡ），ポリグリコール酸（ＰＧＡ），ポリ（ラクチド−コーグリコチド）（ＰＬＧＡ），ポリカプロラクトン（ＰＣＬ），ポリカーボネート、ポリアミド、ポリ無水物、ポリアミノ酸、ポリオルトエステル、ポリアセタール、ポリシアノアクリレート、及び分解性ポリウレタンが含まれる。天然の生物分解性重合体の例としては、アルブミン、コラーゲン、合成ポリアミノ酸、プロラミン、多糖類、例えばアルギン酸塩、ヘパリン、糖単位のその他の生物分解性重合体が含まれるが、これらに制限されるわけではない。合成生物分解性重合体及びその調製物、特にポリラクチドについては、その各々の開示が本明細書に参照により内含されている、Dorough, 米国特許 No.１,９９５,９７０；Schneider 米国特許 No. ２,７０３,３１６；Salzberg 米国特許 No.２,７５８,９８７；Zeile, 米国特許 No.２,９５１,８２８，Higgins, 米国特許 No.２,６７６,９４５，Trehu 米国特許 No. ２,６８３,１３６及び３,５３１,５６１によって教示されている。
【００２７】
天然の繊維質生物分解性重合体の例としては、コラーゲン、エラスチン及びレチクリンが含まれるが、これらに制限されるわけではない。繊維質材料として最も好ましいのは、コラーゲン繊維である。本発明において使用するのに適した繊維質材料はその全テキストが本明細書に参照により内含されている、 Stoneによる米国特許 ５,２５８,０４３ によって教示されているように、架橋のようなさまざまな技術によって調製可能である。
【００２８】
好ましい生物分解性材料は、装置内への実質的な組織内殖を可能にするべく一定の期間 in situでその構造的無欠性を維持するように適合されている。本発明においては、実質的な組織内殖を可能にするための期間としては、標準的に少なくとも４週間、より標準的には約４週間〜約６週間の範囲が含まれる。
生物分解の反応速度（例えば組織内殖の速度と程度）は、材料の物理的及び／又は化学的特性の変更のような当該技術分野において既知のさまざまな方法及び技術によって改変又は制御できる。例えば、材料を、その分解を遅延させるためにコーティングするか又はその他の形で処理することが可能である。分解反応速度を変更するために、重合体材料の平均分子量を同様に改変することもできる。ある種の重合体、例えばポリ乳酸、ポリグリコール酸又はそれらの共重合体の分解反応速度は、平均分子量を増大させることによって改変可能である。かかる重合体材料の構造的無欠性は、約３００００ダルトン以下のより短期の分解分子量と比べて、約９００００ダルトン以上のさらに高い平均分子量によって著しく延長させることができる。
【００２９】
繊維質組織成長のもののような、装置内への密な自然の組織内殖は、材料の以上の多孔性パラメータを最適化することによって達成できる。従って、装置内で使用される好ましい材料は、組織の自然の内殖を可能にするのに充分な多孔性を示す。好ましくは、多孔性パラメータは、繊維質組織内殖を結果としてもたらすために繊維素細胞の内殖を容易にするのに充分なものである。材料の多孔性パラメータは、装置内への自然の組織内殖を最適化するように選択し修正することができる。適切なパラメータ（例えば孔のサイズ、構造及び分布）を選択することにより、材料内への天然の組織内殖を最適化することができる。さらなる一実施形態においては、装置は、例えば装置内への望ましい細胞の内殖のさまざまな反応速度を可能にするために、１以上の異なるパラメータを各々示す複数の部分を含むことができる。
【００３０】
ある種の生体適合物質内の孔のサイズ及び構造の特定のパラメータが、最適な組織内殖と関係づけられてきた。好ましい１つの材料は、材料内に組込まれた細胞への栄養分及び気体の自由な交換を可能にするように適合された孔のサイズ及び構造を有している。本発明の目的のために、孔のサイズは例えば約５０ミクロンから約５００ミクロン、好ましくは約１００〜約３００ミクロンの範囲にあってよい。多孔性パラメータは、異なる組織のタイプ及びその中の関連する多孔性誘発された組織内殖に従って変動させることができる。例えば、輪状組織においては、材料の孔サイズは、繊維素細胞の内殖に関係づけられたサイズである。
【００３１】
１つの変形形態においては、装置の材料は、繊維質構造のため、組織内殖を誘発することができる。この材料は、その中への患者自身の組織の内殖を可能にするのに充分な繊維性マトリックスを含むことができる。この繊維性マトリックス構造は、繊維質のメッシュ又は足場又はからみ合ってフィブリルの形をしていてよく、ここで繊維質材料は、本書に記述されているように天然又は合成の重合材料を含む。好ましくは、繊維質形態は、マトリックス上に組込まれている間、細胞に対する栄養物及び気体の自由な交換が可能となるようなものである。標準的には、繊維間の空間は、約１０〜約１０００ミクロン、好ましくは約５０〜４００ミクロン、最も好ましくは約１００〜約３００ミクロンである。
【００３２】
装置は、それが設置される生体内開口部の寸法を考慮して、確実でかつコンプライアンスのあるはめ合せを提供するのに充分な形態で提供されている。装置の最適な形態（例えば形状及び寸法）は、移植片部位の本来及び／又は望ましい幾何形状に基づいて決定可能である。装置の形態は、開口部の特定の寸法及び／又は望ましい機能的必要条件に従って、修正することができる。例えば、図１及び２に描かれているような円形開口部４を修復するために使用されるとき、装置１０は、図３に例示されているような全体として円筒形プラグの形をしていてよい。代替的には、装置は、望まれる組織部位に応じて立方体、細長い（例えばストランド様の）形、中空管状形又はシート様の形状を有することができる。
【００３３】
装置は、その利用分野に独特のその他の構造的特徴を有することもできる。例えば、輪状開口部を密封するのに使用するための円筒形プラグには、プラグの移動を防ぎ核材料をよりうまく収納するために、１以上の膨張した又は拡大した端部部分（キノコ、スプール様、アンビル様の形態を形成する）を具備することができる。プラグには例えば、内部部分が挿入時に内部ロックを形成しかくして核の突出又は装置の動きを妨げるような形で、胴部以上に不釣合に膨張するように適合されているか又は拡大されたその内側端部が具備されている。輪状プラグ装置の膨張は、教示されたアクセスポートの円周方向の密封を結果としてもたらす。従って、装置は、核領域ならびに周辺輪状領域内へのさらなる組織内殖を誘発してさらなる機械的支持を円板に提供することができる。
【００３４】
開口部自体及び使用される特定の材料に大幅に依存して、特定の移植片部位のために装置の形態を決定する目的で、数多くの技術（例えば選択、整形、彫刻又は鋳造技術）を使用することができる。多孔質ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が装置用の材料として使用される場合、適切な技術としては、切断及び熱成形がある。従って、多孔質ＰＶＡ材料は、ナイフ又はハサミを用いて切断又は刻まれる。多孔質ＰＶＡは同様に、水で飽和された時点で熱可塑性を示す傾向にあり、こうして、加熱及び／又は乾燥の時点でさまざまな寸法及び形状に熱成形することによって、材料の形態を決定することが可能となる。多孔質ＰＶＡのための好ましい熱成形プロセスには、一般に、ａ）材料を加湿する段階、ｂ）望まれる最終形状のものよりも約１０％〜約３０％大きい形状及び寸法まで加湿済みの材料を切断又は彫刻する段階（熱処理された時点で、多孔質ＰＶＡはそのもとのサイズの約２０％を常時失なう傾向にある）、ｃ）望まれる形態をもつ型の中に材料を入れる段階、ｄ）型に入った材料を沸とう水又は蒸気内に浸漬させる段階、ｅ）その後型に入った材料を冷却させる段階そして最後に、ｆ）型から材料を取り出す段階、が含まれる。
【００３５】
本発明の装置は、輪状ヘルニア形成又はアクセス開口部のような、それが位置づけされる開口部の寸法に最もうまく対応する形態をもつ状態で提供することができる。一般に、装置は、望まれる程度まで輪内にしっかりとはまり込みかつその中にかつ好ましくはそれを通って侵入することが望ましい。無傷の輪のその周囲における通常の高さは、約１センチメートルであるが、これは、個々の患者に応じて変動し、年令と共に小さくなり、円板に対する傷害又は圧縮損傷によって影響されることがある。
【００３６】
図１及び２に例示されているように、輪３内に移植された時点で、装置１０は一般に円筒形の形態、例えばプラグの形状をしている。従って、膨張した装置の幅は、輪２内の開口部４の幅と合致するのに充分なものであり、かくして装置１０は、内部核材料の突出を防ぐと同時にその設置位置内で又はそこから装置が動くのを阻止するのに充分な要領で輪を密封することになる。
【００３７】
ここで図４及び５を参照すると、それぞれ第１及び第２の端部１５及び１６を有する細長い形態をもつものとして、装置１０が示されている。装置１０は、第１の端部１５が核部分５に近い輪３の内部壁に沿って延びている状態で円板２の輪３内の所定の位置で示されている。従って、細長い形態は、輪３を通して１つの開口部内に挿入するように適合されており、輪３及び核５の部分の間の輪３の内部壁６の近くでこの壁に対面して存在するべく適合されたわずかに湾曲した部分が具備されている。細長い構造は、輪の後部又は側方部分７全体に対する支えを提供し、かくして円板２のさらに広い部域全体にわたり支えを付与しヘルニア形成を妨げるより一層幅の広い壁又は障壁を形成する、という利点を提示している。
【００３８】
装置の細長い形状は、輪内の単一の開口部又は複数の開口部（図示せず）と合わせて使用することができる。単一の開口部４を通して位置づけされた時点で、装置１０の第１の端部１５を、輪状壁６の内部に定着又はその他の形で固定し得る。
代替的には、装置は、細長い装置の各端部がそれぞれの開口部内で、標準的には輪の相対する側上に載っている２重開口部システム（図示せず）のために適合させられた細長い形態を含むこともできる。この２重開口部システムは、医師が、装置の両方の端部を外科手術中に適切な位置へと外科的に操作できるようにしている。
【００３９】
任意には、又は多孔性に加えて、例えば多孔性材料自体及び／又は装置を構成している１以上のその他の材料の上又は中に、１以上の生物活性作用物質を取り込むことも可能である。使用に適した生物活性作用物質としては、組織内殖を可能にする（刺激する）生物活性ポリペプチド、タンパク質、細胞などのような天然及び合成の化合物がある。好ましい生物活性作用物質は、装置の材料と合わせて使用された時点で、組織内殖を容易にしかつ／又は装置の生体適合性を改善するものである。
【００４０】
適切な生物活性作用物質には、成長因子といったような組織成長増強物質、血管形成因子、抗炎症剤のような免疫系抑制剤、抗生物質、生きた細胞、細胞結合タンパク質及びペプチドなどが含まれるが、これらに制限されるわけではない。軟骨修復を増強する成長因子は、生物活性作用物質として使用するのに特に好ましい。適切な成長因子の例は、ソマトメジン（ソマトメジン−Ｃ），インシュリン様成長因子（例えばＩＧＦ−Ｉ及びII），繊維素細胞成長因子（酸性及び塩基性ＦＧＦを含む）、骨形態形成因子（例えばＢＭＰ及びＢＭＰ２），内皮細胞成長因子、形質転換成長因子（ＴＧＦアルファ及びベータ）、血小板由来成長因子（「ＰＤＧＦ」），肝細胞成長因子、ケラチノサイト成長因子及びそれらの組合せから成るグループの中から選ばれる。間葉細胞の発達を促進することによって直接又は間接的に繊維素細胞成長を促進する成長因子のような、繊維素細胞を引きつけることによって機能する成長因子が好まれる。
【００４１】
細胞結合性のタンパク質及びペプチドを用いる場合、コラーゲンに対する細胞結合性を増強するものが好ましい。適切な細胞結合性ペプチドとしては、その全開示が本明細書に参照により内含されている米国特許第５,３５４,７３６号に開示されているものが含まれるが、これらに制限されるわけではない。
生物活性作用物質は、移植された装置上に固定化されてもよいしかつ／又は in situでそこから放出されてもよい。成長因子は、制限的な意味でなく、カプセル化又はミクロフェアを含めた従来の制御された放出方法を用いて、放出可能な形で取り込むことができる。装置と共に用いるための特定の生物活性作用物質及びその制御された放出技術の選択は、当業者であればわかるように、特定の移植片組織部位に応じて異なることになる。
【００４２】
適切な生物活性作用物質には同様に、多孔質材料内への移植の前に取込むことができる生きた細胞も含まれる。一方、材料は、in vivo での組織内殖を増強するための細胞成長マトリックス又は足場として役立つ。従って、in vitro細胞培養技術、例えば自己移植片又は同種異系移植片技術といったものを用いて、生きた細胞を装置の材料内に組込む又は埋込むことができる。好ましくは、生体適合性を高めるため、自己移植片技術を用いて患者自身の細胞が培養される。材料中に取込まれる細胞としては、移植片部位をとり囲む組織のものと同一の細胞又は、その中に分化できる細胞が含まれ得る。組織内殖を増強させる細胞型の例としては、繊維素細胞，軟骨細胞、軟骨芽細胞、骨細胞、間葉細胞、上皮細胞、内皮細胞などが含まれるが、これらに制限されるわけではない。
【００４３】
組織内殖を増強するために in vitro 細胞培養技術を使用するとき、好ましくは、移植に先立ち装置に細胞が提供される。細胞は体内から採取され、標準的細胞培養方法を用いて装置又は材料上で直接培養し得る。例えば、本明細書に参照によりその開示が内含されている Burbidge の米国特許第４,２２４,４１３号を参照のこと。従って、患者自身の生きた細胞を、標的組織部位又は同じ細胞型を含むもう１つの部位から採取することができる。例えば、開口部部位が円板の輪である場合、ヒトの繊維素細胞細胞を含めた細胞を、円板の輪状部分から除去することができる。
【００４４】
培養は、特定の細胞型を培養するのに適した成長又は栄養培地内で装置材料内への細胞成長を誘発するのに充分な時間、約３７℃の温度でインキュベートされる。培地を、約６.５〜約８.０，好ましくは約７.０〜約７.２の範囲の適正な生理的ｐＨまで緩衝させ、金属塩例えばアール塩、重炭酸ナトリウム、アスコルビン酸、非必須アミノ酸例えばアラニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グリシン、グルタミン酸、プロリン、セリン又はウシ胎児血清のような血清を補足することができる。この培地は同様に、ペニシリン又はストレプトマイシンのような抗生物質を含有することもできる。哺乳動物の細胞を培養するのに適した培地の例としては、イーグル培地（ＭＥＭ），フィッシャー培地、ハンス培地、レイホヴィッツ培地、マッコイ培地、ニューマン培地、及びタイテル培地、パック培地、スイム培地、トロウェル培地、ウェイマウス培地、１９９，ＮＣＴＣ１０９，ＮＣＴＣ１３５，ＣＭＲＬ１０６６及びＲＰＭＬが含まれる。
【００４５】
ひとたび装置が材料内の望ましい量の細胞内殖を含有した時点で、装置を培養からとり出し、in situ で移植することができる。
装置は、全体として単一の材料（それ自体全体として均質であるか又は可変的な化学的／物理的特性の領域をもつ）で形成されていてもよいし或いは又、各々異なる物理的及び／又は化学的特性をもつ１以上の材料で（例えば一時的又は永久的に取りつけられるか又は接触した状態で）形成されていてもよい。図６に描かれているような一実施形態においては、装置１０は、それぞれ離散的な内部及び外部部分２０及び２１を内含しており、ここで内部部分２０は、機械的支持を提供するのに用いられる半剛性材料の形で提供されている。いずれか一方又は両方の部分は、例えば、放射線不透過性材料のような装置の画像化を可能にするため、可変的な水和膨張速度などを提供するため、などのために、生物活性作用物質及び／又はその他の物質を含有することができる。内部部分２０として有用な材料には、ポリエチレンのような重合体、チタン又はステンレス鋼のような金属が含まれていてよい。外部表面上に重合体発泡体を含む複合材料のような、複合材料も使用可能である。例えばＭＲＩ又はＸ線による画像化を可能にする材料も同じく使用でき、外科手術中と同時に長期にわたり装置の移動を監視できるという利点を提供する。
【００４６】
装置の付加的な構成要素として有用な材料の例としては、重合体、プラスチック、不活性金属例えばステンレス鋼、アルミニウム、チタン、パラジウム、合金、不溶性不活性金属酸化物、リン酸塩、ケイ酸塩、カーバイド、炭化ケイ素、炭素、セラミクス又はガラス、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ樹脂、シリコーン、酢酸セルロース、硝酸セルロース、セロハン、ＰＴＦＥ（テフロン）、ポリエチレンテレフタレート、ポリホルムアルデヒド、弗素化エチレンプロピレン共重合体、ポリフェニレンオキシド、ポリプロピレン、雲母、コラーゲンなどが含まれるが、これらに制限されるわけではない。
【００４７】
本発明の装置は同様に、送達用器具又は低侵襲外科手術用器具のようなその他の補てつ用移植片器具又は技術と組合せた形でも使用可能である。例えば、ここで図７を参照すると、装置１０は、出願人の上記で参照指示された公開された国際出願ＷＯ９７/２６８４７号のうちの１以上のものの中で開示されているような核プロテーゼ３１の送達のための生体適合物質送達カニューレ３０の一部として使用するように形態決定し適合させることができる。かかる実施形態においては、本発明の装置１０は、円筒形及び管状の形をしており、送達用カニューレ３０の内部又は外部表面３２内又はその上に取り外し可能な形で位置づけ可能である。
【００４８】
代替的には、本発明の装置は、その使用中にカニューレの残りの部分から切断されるように適合された、カニューレ自体（図示せず）の一部分（例えば遠位端部）として機能することができる。例えば、カニューレを通してバルーン内に流動可能な材料を送達した時点で、輪内のアクセス開口部を同時に密封するような形で（例えば遠位端部を切断する）、組織部位からカニューレを除去することができる。（本発明の装置の形をした）先端部は、かくして、円板のより軟質の核部分の突出、又はヘルニア形成を防ぐために、輪を通して外科的に作り出した開口部内で in situにとどまることになる。付加的には、膨張可能な生体適合物質が使用される場合、外科的に作られたアクセスポートは、プロテーゼの移植後密封される。従って、装置は同様に、外科手術後の輪の治ゆをも容易にする。
【００４９】
本発明の装置内で使用される材料は、膨張可能であってもなくてもよい。好ましくは、装置のどの１以上の部分が周囲の組織移植部位と直接接触するように適合されていようと、それらは、移植時点で in situで膨張可能である。その収縮した（つまり膨張していない）形態においては、好ましい材料を、組織部位への実質的に最小限の侵襲性の導入のために適合させることができ、これらの材料は、この組織部位において膨張時点で、装置を所定の位置に固定し直接的な構造上の支持体を提供するのに役立つ。膨張時点で、好ましい装置は、開口部とのコンプライアンスをもつ。つまり開口部又は移植片部位内のあらゆる不規則性又は異常を含め開口部の形状及び寸法に自らを実質的に適合させる能力をもつという利点を提供する。関連する一実施形態においては、装置は、その膨張した状態の予め定められた形状及び寸法を提供するか又はそれに向かう傾向をもつように適合させることができ、かくして周囲の組織の対応する形状を見極めるのに役立つ。
【００５０】
好ましくは、装置は、少なくとも一時的に、例えば水和又は拘束用手段からの解放の時点で、in situ で材料を膨張させることにより、開口部内に固定される。膨張の程度及び反応速度は、さまざまな方法を用いて制御可能である。例えば、多孔質装置の水和膨張は、高分子量架橋、機械的圧縮、化学添加剤又はコーティング、熱処理などを用いて制御可能である。当該開示を考慮すると、当業者は、使用される特定の材料に応じて膨張を制御するための適切な方法又は処理を選択することができる。
【００５１】
開口部内の装置の教示された確実な位置付けは、組織に対し直接的な構造上の支持体を提供する。かかる支持体は、例えば椎間円板の輪のような静水力を受けやすい組織傷害部位において特に重要であり、ここで、装置は、円板の内部部分からの髄核の短期ヘルニア形成を妨げる。
装置を移植するには、開放性外科手術又は関節鏡検査技術のいずれかを使用することができる。本発明の好ましい装置は、従来の関節鏡検査器具を用いた関節鏡検査による視覚化の下で移植できる。椎間円板の損傷又は弱化を受けた部分のような組織傷害部位は、輪状装置を受け入れるためにアクセスされ前処理される。最小侵襲性外科手術及び器具を用いると、組織部位は、その部位を前処理し装置を移植するための器具の操作を可能にするべくアクセスポートと組合わせて後部側方にアクセス可能である。状況に応じて同じ組織上の複数の部位を、単一の装置又は多数の装置のために前処理することができる。例えば、円板の相対する側で輪内に挿入される２つ以上のプラグ形状の装置を有することが望まれる可能性もある。
【００５２】
組織部位は、装置の収容のために前処理され、装置の形態は、前処理された部位に応じて修正又は選択される。例えば輪のヘルニア形成又は弱化を起こした部分は、関節鏡検査手段によりアクセスされ、組織部位は前処理される。標準的には、損傷又は劣化を受けた組織部位に対するアクセスは、関節鏡検査技術を用いる場合後部側方でのアクセスである。ヘルニアを形成した円板の場合、突き出した核及び周囲の材料は、損傷部分を除去するのに必要な程度まで除去される。類似の機能を行なう能力をもつトロカール又は任意の適切なドリル形態を用いて、輪内の開口部を前処理することができる。結果として、装置の形態と相容性ある輪状壁内の開口部が作られる。圧縮されているか又は弱化した輪状部分を有する円板の場合には、最も構造的な支え又は調整を必要とする輪の部分の中に１以上の開口部を設けることができる。
【００５３】
図１及び２を再び参照すると、装置は、望ましい組織部位で椎間円板２の輪状部分３内に位置づけされる。移植部位は、ヘルニアを形成した円板の場合にはヘルニア形成の部位であり、そうでなければ、円板のその他の形で損傷又は減衰を受けた輪状部分である。標準的には、椎間円板２の後方側そしてより頻繁には後部側方側７は、脊椎の圧縮によりひきおこされ加わる力の分布及びねじれ運動のため、自然に、円板上の垂直方向圧縮に起因する弱化及びヘルニア形成の可能性がある。輪に対する損傷は同様に、例えば円板内側に補てつ用核を挿入するために作られた外科用アクセスポートといった外科手術の結果でもあり得る。
【００５４】
装置のため輪を通して開口部を作り上げるには、従来の関節鏡検査器具及び技術が使用できる。１つの実施形態においては、ヘルニア形成によりひき起こされる輪の損傷部分は、必要とされる通りに、トロカール、レーザーナイフ及び／又はその他の器具を用いて除去される。トロカールの使用は、移植に先立ちトロカールが作り出す輪内の開口部の直径を確かめることができ装置の適切な寸法を予め定めることができるため、望ましいものである。ヘルニアを形成していない円板のための装置用部位前処理技術には、標準的に、第１段階として輪からヘルニアを形成した外部の組織を除去する作業が関与しないことになる。
【００５５】
輪内の開口のサイズは、ヘルニア形成によってひき起こされた損傷の程度、装置の円周方向又は全体的寸法、利用される椎間板切除技術及び器具又はそれらの組合せに応じて選択される。例えば、ヘルニア形成によってひき起こされた輪に対する損傷を修復するために使用されるとき、開口は、破断され突出した組織を除去し開口内に実質的に平滑な内部表面を作り出すのに充分な直径を含むことができる。好ましくは、この直径は、既存の輪状組織で装置を完全にとり囲むことにより内殖を容易にするべく輪の高さを上回ることはない。装置及び輪の寸法と開口の寸法を調和させることは当業者の技術レベルの範囲内に充分入るものであるということを理解すべきである。
【００５６】
特定のトロカールタイプのドリルの直径を選択することに加えて、コンピュータプログラム及び当業者にとっては既知のその他の測定技術を用いて、医師が装置の形態を適切に決定するべく前処理済みの組織部位の寸法を査定する上での一助とすることができる。
使用される膨張可能な装置の数及び形態は、特定の患者のニーズに応じて変動又は改変可能である。組織部位に対する装置のコンプライアンスを最適化するため、組織 開口部をそれ自体調整することができかつ／又は開口部に応じて装置を成形又は彫刻することができる。従って、例えば輪に対する損傷がさらに重症である場合、輪内のより広い開口に適合させるべく装置の幅を拡大させることが望ましい。多数のヘルニア形成又はアクセスポートの場合には、例えば複数の装置をそれぞれの組織部位で移植することが可能である。
【００５７】
装置は好ましくは、製造及び包装中、又は移植に先立って滅菌することができる。熱可塑性をもつ多孔質ＰＶＡの場合、装置を、熱処理又は化学的滅菌方法により滅菌できる。熱処理に関しては、材料が処理後そのサイズの２０％まで永久的に収縮することになるという点に留意して、材料を適切な滅菌用温度及び圧力下で加圧蒸気滅菌させるか又は沸とう水中に吊り下げることができる。例えば、約１２１℃（約２５０°Ｆ）の温度及び約１５psi の圧力で材料を滅菌することができる。しかしながら、ねじれを回避するためには、滅菌又はその後の冷却中、材料を圧縮したり又はその他の形で物理的力を加えることは避けるべきである。水中に浸漬する場合は、材料に熱湯が浸透するのに充分な時間だけ、材料を浸漬しなければならず、この時間は材料のサイズにより大きく左右される。
【００５８】
開口部内への装置の設置は、さまざまな外科手術用器具及び技術を用いてさまざまな手段により達成可能である。例えば、装置の移植は、開口部をとり囲む組織を膨張させ、開口部内に装置を挿入し、周囲の組織を放出しかくして装置を所定の場所に固定することによって実施できる。好ましくは、開口部内への装置の即刻の固定は、水和又は拘束用手段からの解放時点で in situで膨張可能なものであってよい材料を使用することによって達成される。
【００５９】
膨張の反応速度は、例えば物理的拘束、材料の化学的又は構造的特性の修正のようなさまざまな方法又はシステムによって制御可能である。装置が材料の水和によって膨張する場合、膨張は、外部部分のより高い分子量の架橋、機械的圧縮、化学的添加剤又はコーティング、熱処理、材料の積層化などによって調節できる。
【００６０】
装置内で使用される生体適合物質の膨張を制御することにはいくつかの利点がある。初期膨張時間を予測する能力により、医師は外科手術の予定を適切に立てかつ移植片の膨張を最大限に活用し、患者に恩恵をもたらすことができる。膨張のタイミングは、外科手術による移植中の完全かつ即刻の水和から、長時間にわたる漸進的なもの、又はさらに後に突然起きるのものにまで至ると考えられる。本開示によると、当業者は、使用される特定の材料及び患者のニーズに応じて膨張を制御するため、適切な方法又は処理を選択することがてきる。
【００６１】
装置は、椎骨間領域内に挿入され、カニューレといったような適切な送達用器具を用いて輪内に位置づけし得る。送達用装置は、輪状装置がカニューレの遠位部分の内側に収縮された形で収納され先端部を通って輪状開口内に押し出されることになるように、長手方向に移動可能な排除用ロッドを中に有する送達用カニューレを含むことができる。代替的には、装置は、カニューレの無い状態で、さらに直接的な形で移植し得る。適切な送達方法は、特定の装置の形態に応じて医者により選択される。
【００６２】
装置の形態（形状及び寸法）、膨張及びコンプライアンスによってもたらされる固定に加えて、装置の所定の位置への補足的な外科用固定又は不動化も同様に実施可能である。装置の短期固定を増強するためには、さまざまな技術を使用することができる。装置を輪の中に付着し装置の移動を防ぐために、装置の外部表面上に付加的な固定手段を使用することができる。かかる固定手段の例には、輪内への含浸のための重合体メッシュ又は尖叉があるが、これらに制限されるわけではない。かかる外科手術用固定技術の例としては、生物分解性縫合術、ステープル、フィブリンシーラント、外科用接着剤などがあるが、それらに制限されるわけではない。例えば縫合手術を用いて、輪内に装置を固定する場合には、装置の端部を、開口部をとり囲む隣接する輪状組織と合わせて縫合することができる。この開示から、適切な固定方向の選択は、充分当業者のレベル内にある。
【００６３】
本発明は同様に、本明細書で記述した装置を用いた椎間円板の輪のような組織部位の修復方法をも開示している。かかる方法に従うと、従来の関節鏡検査外科技術を用いて、組織部位がアクセスされ、前処理され、装置が部位内に挿入される。例えば装置をカニューレの中に収納することができ、ここで、組織部位での位置づけ時点で、装置はカニューレから所定の位置へと押し出される。
【００６４】
本発明のもう１つの態様は、ヘルニア形成した円板を装置を用いて修復する方法を含め、移植可能な輪状装置を用いて患者の体内で椎間円板を修復し支持する方向に関する。本発明のさらにもう１つの態様は、本発明の装置及び方法で治療した椎間円板に関する。
本発明の装置は、その他の外科手術用器具又は手段と共に装置を移植するための外科手術用キットの１構成要素として、内含し得る。一般に、このキットは、最小侵襲性送達用器具と共に本発明に従った移植可能な組織修復装置を含む。
【００６５】
好ましい送達用器具には、最小侵襲性で膨張可能な装置を収納すると共に位置づけするように適合されたカニューレが含まれる。このカニューレの寸法は、組織部位に特定的な特長に従って選択される。従って、カニューレの長手方向寸法、曲率半径、幅又は円周は変更可能である。送達用器具はさらに、装置を位置づけする上で使用するための設置用の特長を含むことができる。設置用手段には、カニューレ内に取外し可能な形で収納されるように適合された遠位端部にとりつけられたプレートをもつ細長いロッドが含まれていてよい。細長いロッドの動きは、外科医により制御され、注射器様の構造、引き金などの形をしていてよい。従って、前方に押された時点で、設置用手段は、カニューレの遠位端部から生体内開口部内に組織修復装置を押し出すか又は射出させる。
【００６６】
キットには又、組織部位を前処理するか又は装置を位置づけする上で使用するように適合された関節鏡検査用器具も内含されている可能性がある。このような器具には、レーザーナイフ、ビット及びトロカールが含まれるが、これらに制限されるわけではない。キットは同様に、患者の特定のニーズ、すなわち送達用器具、装置が設置されるべき生体内開口部，装置内で使用される材料が膨張可能である場合には予測された膨張パラメータに従って、装置の形態を修復するための彫刻又は成形用手段をも含むことができる。彫刻用手段の例としては、刃、小型フライス、ハサミ及びトロカールが含まれるが、これらに制限されるわけではない。
【００６７】
以上の説明で、本明細書により網羅されている発明の数多くの特徴及び利点を記載してきた。しかしながら、本開示は、数多くの面で例示的なものにすぎないということがわかるだろう。本発明の精神から逸脱せず又範囲を超えることなく、特に構成要素の形状、サイズ及び配置に関して詳細な変更を加えることができる。当然のことながら、発明者の範囲は、添付の請求項を表現している言語により定義される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の装置が椎間円板内の輪状開口部内に位置づけされている脊椎の一部分の全体的概略図である。
【図２】  図２は、本発明の１実施形態に従った in situに位置づけされた装置を含む椎間円板の斜視切断図である。
【図３】  図３は、プラグ形態の本発明の装置の拡大側面図である。
【図４】  図４は、本発明の一実施形態に従った装置の細長い形態の拡大した傾斜図である。
【図５】  図５は、本発明の一実施形態に従った装置の細長い形態を含む椎間円板の上面斜視断面図である。
【図６】  図６は、内部及び外部部分を含む装置の長手方向斜視断面図である。
【図７】  図７は、本発明の一実施形態に従った装置を含む補てつ核を送達するための器具の遠位部分の離脱した状態での描写である。
【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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