説明

生体材料接着装置及び接着材料接着装置

【課題】患者の経済的負担が軽減され、患者のQOLの向上にも寄与することができる生体材料接着装置及び接着材料接着装置を提供すること。
【解決手段】生体材料(M)の押出手段と、生体材料(M)の加熱溶融手段を有し、前記押出手段が、ノズル(2)と押し子(5)の駆動手段を含み、前記加熱溶融手段が、ヒーター(3)と温度センサ(4)を含む生体材料接着装置(1)。前記ノズル(2)は、生体材料(M)の押出口(2A)と、生体材料の装填部(2B)と、押し子(5)の装着部(2C)を形成し、前記加熱溶融手段を配置した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は外科手術において骨誘導膜を骨に固定する生体材料接着装置並びにホッメルト接着剤を、工業用品、日用品に溶融、塗布する接着材料接着装置である。
【背景技術】
【0002】
外傷や外科手術による骨の欠損部に周囲の軟組織が入り込まないように膜状の材料で覆っておくと、欠損部の骨再生が早まることが知られている。従来は、膜状の材料を骨に固定するために金属製や生体材料で作られたねじ等を利用していた(特許文献1)。しかし、金属製のねじの場合は、治癒後も生体内に異物として残るため必要に応じて手術によって取り出す必要があり、患者のQOL(クオリティー・オブ・ライフ)を低下させる原因となっていた。生体材料で作られたねじの場合、ねじとしての強度を得るために、やむを得ず比較的生体に吸収されにくい配合の材料(特許文献1;請求項;ポリ乳酸又は乳酸とグリコール酸との共重合体よりなる骨接合材)を利用したり、ねじを大きく作る必要があり、治癒後も長期間生体内に異物として残ることがわかっている。さらに、こうしたねじは高価でもあり、医療費を高騰させる一因となっている。
そこで、骨欠損部の治癒にあわせて生体に吸収されるような固定材料が、安価に提供されることが切望されていた。
【0003】
また特許文献2には、本体ケースと、この本体ケース内に形成した接着剤挿通孔と、この挿通孔の先端部に連通した溶融ノズルと、上記溶融ノズルに設けた、上記溶融ノズルを通る接着剤をその溶融温度に迄加熱するための第1のヒーターと、上記接着剤をその溶融温度以上に加熱するための第2のヒーターとより成るホットメルト用溶着器の発明が記載されている。当該発明は、溶融ノズル9の孔8内に接着剤を挿入して通電すると、溶融ノズル9が2個のヒーター10a、10bによって溶融温度まで急速に加熱され、その後、第1のヒーターは溶融温度に達して通電が停止されるが、第2のヒーターは引き続いて通電され、従って、溶融温度に達するまでの時間は非常に短く、保温時の消費電力は半分で済む。
【0004】
また特許文献3には、ロッド送り手段を改良したホットメルトガンの発明が開示されている。当該文献には、熱可塑性物質の固形ロッドをホットメルトガンの溶融室内へ送るトリガ操作式送り手段を備え、トリガの操作によって、溶融室の軸と実質上平行な方向に沿って送り圧力が上記ロッドに印加される。
すなわち、当該ホットメルトガンは、溶融室を有する溶融本体と、ホットメルト物質の固形ロッドを該溶融室に向けて送るための送り手段とからなる。送り手段は溶融本体に接近し又は離反する方向に摺動自在に取り付けられたキャリッジを備える。キャリッジは、溶融本体に送られるロッドを受け、該ロッドを該キャリッジの移動方向に平行に支持する形状の支持部を有する。キャリッジには、クランプ部材が取り付けられ、該クランプ部材はキャリッジに揺動可能に取り付けられ、かつクランプアーム部とクランクアーム部とを有する。
【0005】
しかしながら当該特許文献2、3のホットメルトガンの発明は、棒状の接着剤を本体ケース内に形成した接着剤挿通孔に挿通し、外気に露出させた状態で、接着剤を溶融し、注入を行うものであるから、不衛生で外気に汚染される。
特に生体に注入する生体材料の場合は、外気に露出させた状態で、注入することなど到底許容されるものではない。また、これらの発明は溶融した接着剤を溶融していない接着剤で押し出すことを前提に創作されており、生体材料のように少量の接着材料を利用する用途には不向きである。すなわち特許文献2、3のホットメルトガンの発明は、スティック(棒)状の接着剤は、再利用を前提としており、医療用途としては不適当である。医療用途としては、感染の危険を回避するため使い捨てとして利用されるべきであり、使い捨てとして利用する場合、押し子として利用される溶融前のスティック(棒)状接着剤は、使用後には捨てられてしまう。生体材料はこれらの通常の接着剤と比較して高価であるから、このような無駄はできない。
また、乳酸/グリコール酸/カプロラクトンの三元系共重合体等の生体材料用は、利用に適した温度帯が非常に狭く、特許文献2のように、単に生体材料用溶融温度に達するまでの時間を短くしても、生体材料の溶融状態を調整することができない。また特許文献3のように、単にロッド送り手段をいくら優れたものに改良しても同様である。
以上のように、特許文献2、3のホットメルトガンの発明は、乳酸/グリコール酸/カプロラクトンの三元系共重合体等の生体材料用の接着装置としては、十分ではない。
また特許文献2、3のホットメルトガンの発明は、工業用品、日用品に溶融、塗布する場合に、ノズル先端から溶融したホッメルト接着剤が、ノズルから流出したり引き出されたりして、接着部位以外に付着する場合があるため、好ましくない。
【0006】
そこで本発明者は、以上の課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、熱可塑性の生体材料を利用して、膜状材料を骨に固定する方法とその装置の発明に到達した。これにより、安価でかつ簡易に膜状材料を骨に固定することが可能になった。また、従来に比べ固定材料の生体への吸収も速やかであり、患者のQOLを向上させることができる。
【特許文献1】特開平08−336582([0002]から[0003])
【特許文献2】特開2001−104858(図1)
【特許文献3】特公平6−224号公報(図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
解決しようとする問題点は、(1)従来利用されていた、生体内に残留する期間が長い生体適合性材料のネジや、吸収されることのない金属製のネジが、患者のQOLを低下させる点及び、従来の生体適合性材料で作られたネジが高価であるという点である。(2)また従来のホットメルトガンの発明では、生体材料接着装置として転用する場合は、不衛生で外気に汚染される懸念がある。少量の接着材料を利用するには不向きである。生体材料の溶融状態を調整することができない。さらにノズル先端から溶融したホッメルト接着剤が、ノズルから流出したり引き出されたりして、接着部位以外に付着する場合がある点である。
【課題を解決するための手段】
【0008】
そこで本発明者は鋭意検討を重ねた結果、次の発明に到達した。
[1]本発明は、生体材料(M)の押出手段と、生体材料(M)の加熱溶融手段を有し、
前記押出手段が、ノズル(2)と押し子(5)の駆動手段を含み、
前記加熱溶融手段が、ヒーター(3)と温度センサ(4)を含む生体材料接着装置(1)を提供する。
[2]本発明は、前記ノズル(2)は、生体材料(M)の押出口(2A)と、生体材料の装填部(2B)と、押し子(5)の装着部(2C)を形成し、前記加熱溶融手段を配置した[1]に記載の生体材料接着装置(1)を提供する。
[3]本発明は、押し子(5)の駆動手段が、押し子(5)の後部を押して、ノズル(2)内に装填された生体材料(M)を押出口(2A)により押し出すことのできる次の(A)から(H)のいずれかの手段である[1]ないし[2]に記載の生体材料接着装置(1)を提供する。
(1)(図3、4参照)(A)シーソー(6)
(2)(図5、13、14参照)(B、G)歯車(9)とラック歯車(8、10)の組合せ
(3)(図6参照)(C)引き金(12)と連結した歯車(9)とラック歯車(8)の組合せ
(4)(図7、8参照)(D)引き金(16)とリンク(15)を介して連結されたスライド部(14)の組合せ
(5)(図9、10、11、12参照)(E、F)ストッパー(17)とシーソー(6)の組合せ
(6)(図15、16、17参照)(H)ストッパー(17)と歯車(9)とラック歯車(8、10)の組合せ
[4]本発明は、溶融した生体材料(M)がノズル(2)の押出口(2A)より流出するのを防止することのできる手段(17、23)を、押出口(2A)に配置した[1]ないし[3]に記載の生体材料接着装置(1)を提供する。
[5]本発明は、溶融した生体材料(M)を接着部位に押し出した後、生体材料(M)をより強固に接着部位に接着させるために、接着部位に押し付けることのできる手段(17、23)を有する[1]ないし[3]に記載の生体材料接着装置(1)を提供する。
[6]本発明は、溶融した生体材料(M)がノズル(2)の押出口(2A)より流出するのを防止しかつ、溶融した生体材料(M)を接着部位に押し付けることのできる手段(17、23)を有する[1]ないし[3]に記載の生体材料接着装置(1)を提供する。
[7]本発明は、前記加熱溶融手段に温度調節機(27)を含む[1]ないし[6]に記載の生体材料接着装置(1)を提供する。
[8]本発明は、電源供給部(28)、漏電遮断機、過電流防止装置及び温度調節機(27)を有するコントロールボックス(24)を含む[1]ないし[7]に記載の生体材料接着装置(1)を提供する。
[9]本発明は、前記ノズル(2)及び/又は前記押し子(5)の駆動手段(A、B、C、D、E、F、G)を、ハウジング(2H)に装着した[1]ないし[8]に記載の生体材料接着装置(1)を提供する。
[10](図20から25参照)本発明は、生体材料(M)の保持・切断手段と、切断した生体材料(M)の溶融手段と、溶融した生体材料(M)の接着・冷却手段を有する生体材料接着装置(1A)を提供する。
[11]本発明は、前記保持・切断手段は、生体材料(M)を必要な長さで切断するカッター(36)を有し、
前記溶融手段は、切断された生体材料(M)の頭部を溶融させる鏝(41)を有し、前記接着・冷却手段は、溶融した生体材料(M)を接着、冷却するための鏝(42)を有する[10]に記載の生体材料接着装置(1A)を提供する。
[12]本発明は、前記鏝(41)は、ヒーター(3)と温度センサ(4)を含む[10]ないし[11]に記載の生体材料接着装置(1A)を提供する。
[13]本発明は、生体材料(M)が、生体吸収性高分子であり、当該生体吸収性高分子は、ガラス転移点が40℃以上、25℃における剛性率が500MPa以上である[1]ないし[12]に記載の生体材料接着装置(1、1A)を提供する。
[14]本発明は、生体材料(M)が、乳酸/グリコール酸/カプロラクトンの三元系共重合体を含有し、カプロラクトンの組成モル比が5%〜40%であり、当該三元系共重合体の分子量が20000から300000である[1]ないし[13]に記載の生体材料接着装置(1、1A)を提供する。
[15]本発明は、生体材料(M)が、乳酸/グリコール酸/カプロラクトンの三元系共重合体:95重量%〜25重量%とリン酸カルシウム系材料:5重量%〜75重量%を含有する[1]ないし[14]に記載の生体材料接着装置(1、1A)を提供する。
[16]本発明は、接着材料(M)の押出手段と、接着材料(M)の加熱溶融手段を有し、
前記押出手段が、ノズル(2)と押し子(5)の駆動手段を含み、
前記加熱溶融手段が、ヒーター(3)と温度センサ(4)を含む接着材料接着装置(1)を提供する。
[17]本発明は、前記ノズル(2)は、接着材料(M)の押出口(2A)と、接着材料の装填部(2B)と、押し子(5)の装着部(2C)を形成し、前記加熱溶融手段を配置した[16]に記載の接着材料接着装置(1)を提供する。
[18]本発明は、押し子(5)の駆動手段が、押し子(5)の後部を押して、ノズル(2)内に装填された接着材料(M)を押出口(2A)により押し出すことのできる次の(E)、(F)および(H)のいずれかの手段である[16]ないし[17]に記載の接着材料接着装置(1)を提供する。
(1)(図9、10、11、12参照)(E、F)ストッパー(17)とシーソー(6)の組合せ
(2)(図15、16、17参照)(H)ストッパー(17)と歯車(9)とラック歯車(8、10)の組合せ
[19]本発明は、溶融した接着材料(M)がノズル(2)の押出口(2A)より流出するのを防止することのできる手段(17、23)を、押出口(2A)に配置した[16]ないし[18]に記載の接着材料接着装置(1)を提供する。
[20]本発明は、溶融した接着材料(M)を接着部位に押し出した後、接着材料(M)をより強固に接着部位に接着させるために、接着部位に押し付けることのできる手段(17、23)を有する[16]ないし[19]に記載の接着材料接着装置(1)を提供する。
[21]本発明は、溶融した接着材料(M)がノズル(2)の押出口(2A)より流出するのを防止しかつ、溶融した接着材料(M)を接着部位に押し付けることのできる手段(17、23)を有する[16]ないし[20]に記載の接着材料接着装置(1)を提供する。
[22]本発明は、前記加熱溶融手段に温度調節機(27)を含む[16]ないし[21]に記載の接着材料接着装置(1)を提供する。
[23]本発明は、電源供給部(28)、漏電遮断機、過電流防止装置及び温度調節機(27)を有するコントロールボックス(24)を含む[16]ないし[22]に記載の接着材料接着装置(1)を提供する。
[24]本発明は、前記ノズル(2)及び/又は前記押し子(5)の駆動手段(E、F、H)を、ハウジング(2H)に装着した[16]ないし[23]に記載の接着材料接着装置(1)を提供する。
【発明の効果】
【0009】
(1)従来の高価で、大きく、吸収されにくかった生体材料で作られたネジに比較して、本発明の生体材料接着装置は安価であり、接着部位の大きさに合わせて接着材料を使うことができる。また、生体への吸収性も従来より速やかである。したがって、患者の経済的負担が軽減され、患者のQOLの向上にも寄与する。
(2)密閉状態で、接着剤を溶融し、注入を行うものであるから、衛生性が補償される。
(3)少量の接着材料を利用することが可能である。
(4)生体材料を溶融状態の調整が容易である。
(5)ストッパー17等により、ノズル2の先端から溶融した生体(接着)材料が、流出したり引き出されたりすることを防止するばかりでなく、接着部位へ押し出された生体(接着)材料を接着部位に押し付けることによって接着力を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
[本発明の生体材料接着装置1(接着材料接着装置1)の概要]
図1から図19は本発明の生体材料接着装置1(接着材料接着装置1)の一実施形態を示す概略図である。以下、生体材料接着装置1の場合について、説明する。
本発明の生体材料接着装置1は、生体材料Mの押出手段と、生体材料Mの加熱溶融手段を有する。
前記押出手段は、ノズル2と当該ノズル2に装着された押し子5の駆動手段を含み、前記加熱溶融手段は、ヒーター3(例えば電熱ヒーター)と温度センサ4を含む。
前記ノズル2は、生体材料の押出口2Aと、生体材料の装填部2Bと、押し子5の装着部2Cを形成し、前記加熱溶融手段を配置している。
前記各手段は、図15から図18に例示するように、いわゆるピストル状(ホットメルトガン状ともいう)のハウジング2H内に装着(配置)される。
【0011】
[ノズル2]
図1と図2は本発明の生体材料接着装置1のノズル2を示す概略図である。
図1は横方向から見た断面図であり、図2は縦方向から見た断面図である。
ノズル2は金属やセラミック等の耐熱性と熱伝導率の高い材質からなる。
ノズル2の中心部には熱可塑性の生体材料Mを配置する空間(装填部2B)が形成されている。装填部2Bは前方に開放された細長い空間(押出口2A)と後方の細長い空間(押し子5の装着部2B)と連通している。
後方の細長い空間(装着部2B)には、押し子5が差し込まれ、この押し子5で溶融した生体材料Mを先端の押出口2Aより押し出すことができる。
装填部2Bの周囲には、ヒーター3と温度センサ4が配置されている。
【0012】
[押し子5の駆動手段]
図3から図8は押し子5の駆動手段A、B、C、Dとその動作を示す概略図である。
図3と図4はシーソー6を利用した押し子5の駆動手段Aとその動作を示す概略図である。図3は生体材料Mを押し出す前、図4は生体材料Mを押し出した後を示す。
シーソー6は支点7によってハウジング2Hに装着(支持)されている。シーソー6の下部を後方に引くことにより上部が押し子5の後部を押して、ノズル2内に装填された生体材料Mを押出口2Aにより押し出すことができる。
図5と図6は歯車9とラック歯車8、10、引き金12を利用した押し子5の駆動手段B、Cの概略図である。
図5の押し子5の駆動手段Bは、歯車9が支点7によってハウジング2Hに装着(支持)されている。歯車9の上下にラック歯車8、10が配置されている。
歯車9の回転により、ラック歯車8及びラック歯車10が、前後方向に動く。ラック歯車10を後方に引くことにより、ラック歯車8が前方に動き、ラック歯車8の前方部が、押し子5の後部を押して、ノズル2内に装填された生体材料Mを押出口2Aにより押し出すことができる。
図6の押し子5の駆動手段Cは、図5のラック歯車10の代わりに引き金12を使用している。引き金12の上部は、歯車9に固定されており、引き金12の下部を後方に引くことにより、前記と同様に生体材料Mを押出口2Aにより押し出すことができる。
【0013】
図7と図8はスライド部14、リンク15及び引き金16を利用した押し子5の駆動手段Dの機構と動作の概略図である。図7は生体材料Mを押し出す前、図8は押し出した後を示す。
スライド部14は、上下のガイド13、13に沿って前後に移動できるように配置されている。スライド部14はリンク15を介して引き金16に連結されている。引き金16の支点7はハウジング2Hに装着(支持)されている。
引き金16を後方に引くことにより、スライド部14が前方に動き、前記と同様に生体材料Mを押出口2Aにより押し出すことができる。
図9と図10はシーソー6とストッパー17とを利用した押し子5の駆動手段Eの機構とその動作の概略図である。図9は生体材料Mを押し出す前、図10は押し出した後を示す。
ストッパー17上側部には、ノズル2の押出口2Aを塞ぐパッキン171、同ストッパー17の略中央部には、湾曲したガイド18に沿ってストッパー17の移動を誘導する複数のピン191、同ストッパー17の下部には、シーソー6の下部を押すピン192が、それぞれ装着(固定)されている。
ガイド18はハウジング2Hに装着(支持)され、ストッパー17は通常の状態では、パッキン171により、ノズル2の押出口2Aを塞いでいる。
ストッパー17を後方に引くとピン191がガイド18に沿って動き、ノズル2の先端(押出口2A)を露出させる。ピン192がシーソー6の下部に当たって、シーソー6を後方に押すことにより、前記と同様に生体材料Mを押出口2Aにより押し出すことができる。
なおノズル2の押出口2Aが露出するまで生体材料Mが押し出されないように、ピン192、シーソー6、押し子5の間には適当な遊びを設けることが望ましい。
【0014】
図11と図12はシーソー6とストッパー17とを利用した押し子5の駆動手段Fとその動作の概略図で、前記図9及び図10に示したガイド18とピン191の配置を入れ替えた例である。図11は押し出す前、図12は押し出した後を示す。
ストッパー17上側部には、ノズル2の押出口2Aを塞ぐパッキン171、同ストッパー17の略中央部には、複数のピン21に沿ってストッパー17の移動を誘導する湾曲したガイド20、同ストッパー17の下部には、シーソー6の下部を押すピン192が、それぞれ装着(固定)されている。
複数のピン21はノズル2に固定され、ストッパー17は通常の状態では、パッキン171により、ノズル2の押出口2Aを塞いでいる。
ストッパー17を後方に引くとガイド20がピン21に沿って動き、ノズル2の先端(押出口2A)を露出させる。ピン192がシーソー6の下部に当たって、シーソー6を後方に押すことにより、前記と同様に生体材料Mを押出口2Aにより押し出すことができる。
ノズル2の押出口2Aが露出するまで材料が押し出されないように、ピン192、シーソー6、押し子5の間には適当な遊びを設けることが望ましい。
【0015】
図13と図14は、図5の歯車9を利用した押し子5の駆動手段にストッパー23を加えた押し子5の駆動手段Gの機構と動作の概略図である。図13は押し出す前、図14は押し出した後を示す。
ストッパー23は支点23F及び腕22を介してラック歯車10に取り付けられている。またストッパー23はバネ23Sによってノズル2の押出口2Aに押し付けられている。
ラック歯車10を後方に引くと、これに連動してストッパー23も後方に移動するためノズル2の押出口2Aが露出する。このとき、ノズル2の押出口2Aが露出するまで材料が押し出されないように、ラック歯車8と押し子5の間に遊びを設けることが望ましい。
図15から図17は、図5の歯車9を利用した押し子5の駆動手段にストッパー17を加えた押し子5の駆動手段Hの機構と動作の概略図である。ストッパー17は支点172によってラック歯車10に取り付けられている。
ストッパー17を後方に引くと、ストッパー17は少し下方に回転しノズル2の押出口2Aを露出させる。さらにストッパー17を後方に引くと、ラック歯車10を後方へ押し出す。以下、駆動手段Bと同様である。
【0016】
なお図9から図14に例示した押し子5の駆動手段E、F、Gのストッパー17、ストッパー23はノズル2の押出口2Aを露出させた後、操作の妨げにならないようにできるだけ後方へ移動させることが望ましい。
ストッパー17、23の機能は、ノズル2の先端から溶融した生体材料が、流出したり引き出されたりすることを防止するばかりでなく、接着部位へ押し出された生体材料を接着部位に押し付けることによって接着力を高めるために利用できる。このため、ストッパー17及びストッパー23の前面はノズル2の熱が伝わりにくい材料で作られ、溶融した生体材料が付着(粘着)しにくい処理等を施した材料ないしこれらと同等の機能を有する材料で作成することが望ましい。
【0017】
図15から図17は、本発明のうち駆動手段Hを利用した生体材料接着装置1とその使用法の一例を示す概略図である。
本発明の生体材料接着装置1は、ノズル2及び/又は押し子5の駆動手段A、B、C、D、E、F、G、Hを、ハウジング2Hに装着(配置)される。
図15は、骨34Bにあけた穴と膜状の生体材料M2にあけた穴が重なるように配置し、生体材料接着装置1のストッパー17を後方(グリップ32方向)に引くと、ストッパー17によりラック歯車10が後方に押され、連動する歯車9によりラック歯車8が押し子5を前方へ押し出す。前方へ押し出された押し子5により押出口2Aから溶融した生体材料M1が押し出される様子を示す。
図16は、溶融した生体材料M1を骨34Bにあけた穴と膜状の生体材料M2にあけた穴の上にのせる様子を示す。このときストッパー17を戻して押出口2Aを塞ぐことにより、溶融した生体材料M1が術者の意図した以上に流出することが抑えられる。
図17は、ストッパー17の前面を利用し、溶融した生体材料M1を接着部位に押し付ける様子を示す。この操作により、溶融した生体材料M1は、膜状の生体材料M2にあけた穴の中と骨34Bにあけた穴の中に押し込まれ、冷えて固まることにより、骨34Bと膜状の生体材料M2を接着することができる。
【0018】
本発明の生体材料接着装置1は図18に例示するように、コントロールボックス24と接続して使用する。
図18の生体材料接着装置1は、ノズル2及び/又は押し子5の駆動手段Gをハウジング2Hの上部に装着(配置)したところの全体の切欠断面図である。
生体材料接着装置1は、滅菌された状態で提供され、使い捨てとして使用される。コントロールボックス24は電源供給部、漏電遮断機、過電流防止装置、温度調節機27等を有し、再利用できる。
図19は生体材料接着装置1とコントロールボックス24のブロック図である。
コネクタ29から取り込んだ電源は漏電遮断機、過電流防止装置を備えた電源供給部28に取り込まれる。電源は温度調節機27へ流れヒーター3を加熱させる。ヒーター3によって加熱されたノズル2の温度は温度センサ4によって検知され温度調節機27へフィードバックする。ノズル2が金属製の場合、アース30によってノズル2を接地する。
【0019】
本発明の生体材料Mは生体吸収性高分子を使用するのが好ましい。当該生体吸収性高分子は、25℃における剛性率が500〜10000MPa、好ましくは700〜2000MPaのものが良い。25℃における剛性率が500MPa未満の場合は、材料が柔らかすぎて膜の固定には適さない。他方10000MPaを超えると、剛直すぎて治療部位の形状に応じた形に、形成され難くなる。
さらに当該生体吸収性高分子は、ガラス転移点が40℃以上、好ましくは45℃以上のものが良い。ガラス転移点が40℃未満になると体温により軟化し、固定強度が低下する。
さらに当該生体吸収性高分子は、生体内での50%強度保持期間が2週間以上であり、かつ治療部位表面上の直径2mm以下の穴においても浸透し、治療用膜を固定することができるものが良い。
【0020】
本発明の生体材料Mは、乳酸/グリコール酸/カプロラクトンの三元系共重合体が好ましく、その中でも分子量が20000から300000、好ましくは分子量80000〜250000がより好ましい。このような三元系共重合体は、剛性、分解性およびガラス転移点のバランスが、本発明の生体材料Mに適している。なお分子量が20000未満の場合は、分解速度が速くなり、膜の固定期間が、治療部の治癒期間より短くなる可能性がある。また分子量が300000を超えるものは、製造が困難である。
【0021】
さらに、本発明の生体材料Mは、前記乳酸/グリコール酸/カプロラクトンの三元系共重合体とともに、リン酸カルシウム系材料を5重量%〜75重量%含有することが好ましい。リン酸カルシウム系材料とはリン酸カルシウムの他にヒドロキシアパタイト等を使用することができる。
すなわち前記生体材料Mは乳酸/グリコール酸/カプロラクトンの三元系共重合体:95重量%〜25重量%とリン酸カルシウム系材料:5重量%〜75重量%、好ましくは前者60重量%に対し後者40重量%が望ましいが、場合によって混合比を調整することもできる。
リン酸カルシウムを含有した場合は、生体内で分解されたときに、pHの低下を起こさない。なおリン酸カルシウムの含量が5重量%未満になると、緩衝効果が発揮できない。リン酸カルシウムの含量が75重量%を超えると材料との混練が困難になり、かつ材料が脆くなり、膜固定には使用できない。
また、前記三元系共重合体は、乳酸:グリコール酸:ε−カプロラクトンの組成モル比は、5〜90:3〜75:5〜40モル%の範囲であることが望ましい。特に三元系共重合体中のカプロラクトンの組成モル比は、5%〜40%が好ましい。組成モル比が5%未満であれば、剛性が高く脆いため生体材料Mとして不適である。組成モル比が40%を超えると必要な強度が得られず、生体内での分解が遅くなり、組織の治癒の妨げになる。
生体材料Mを溶融する温度は、ほぼ摂氏200度程度が望ましいが、場合によって調整することができる。
【0022】
[本発明の生体材料接着装置1Aの概要]
図20から図25は、本発明の生体材料接着装置1Aの実施形態とその使用方法を示す概略図である。
本発明の生体材料接着装置1Aは、生体材料Mの保持・切断手段と、切断した生体材料Mの溶融手段と、溶融した生体材料Mの接着・冷却手段を有する。
前記保持・切断手段は、生体材料Mを保持し、必要な長さで切断するカッター36を有し、前記溶融手段は、切断された生体材料Mの頭部を溶融させるために加熱できる鏝41を有し、前記接着・冷却手段は、溶融した生体材料Mを接着、冷却するための加温されない鏝42を有する。
棒状の生体材料Mは図20のようにカッター36で軽く挟み込むことにより保持されている。骨34Bと膜状の生体材料M2に適当な大きさの穴を開けておき、そこへ図21のように棒状の生体材料Mを差込み、カッター36で強く挟み込むことにより図22のように棒状の生体材料Mを適当な長さで切断する。図23のように切断された棒状の生体材料M3の頭部に加熱された鏝41を当てて溶融させる。次いで溶融した棒状の生体材料M3の頭部に図24のように冷えた鏝42を押し付けることにより、溶融した生体材料M3を膜状の生体材料M2に接着させ、同時にこれを冷却する。(図25)
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の生体材料接着装置のノズルの断面図(横方向から見たところ)
【図2】本発明の生体材料接着装置のノズルの断面図(縦方向から見たところ)
【図3】本発明の押し子5の駆動手段Aの機構と動作の概略図
【図4】本発明の押し子5の駆動手段Aの機構と動作の概略図
【図5】本発明の押し子5の駆動手段Bの機構と動作の概略図
【図6】本発明の押し子5の駆動手段Cの機構と動作の概略図
【図7】本発明の押し子5の駆動手段Dの機構と動作の概略図
【図8】本発明の押し子5の駆動手段Dの機構と動作の概略図
【図9】本発明の押し子5の駆動手段Eの機構と動作の概略図
【図10】本発明の押し子5の駆動手段Eの機構と動作の概略図
【図11】本発明の押し子5の駆動手段Fの機構と動作の概略図
【図12】本発明の押し子5の駆動手段Fの機構と動作の概略図
【図13】本発明の押し子5の駆動手段Gの機構と動作の概略図
【図14】本発明の押し子5の駆動手段Gの機構と動作の概略図
【図15】本発明の生体材料接着装置とその使用方法の一例を示す概略図
【図16】本発明の生体材料接着装置とその使用方法の一例を示す概略図
【図17】本発明の生体材料接着装置とその使用方法の一例を示す概略図
【図18】本発明の生体材料接着装置(全体の切欠断面図)とコントロールボックスの概略図
【図19】本発明の生体材料接着装置とコントロールボックスのブロック図
【図20】本発明の生体材料接着装置1Aの機構と動作の概略図
【図21】本発明の生体材料接着装置1Aの機構と動作の概略図
【図22】本発明の生体材料接着装置1Aの機構と動作の概略図
【図23】本発明の生体材料接着装置1Aの機構と動作の概略図
【図24】本発明の生体材料接着装置1Aの機構と動作の概略図
【図25】本発明の生体材料接着装置1Aの機構と動作の概略図
【符号の説明】
【0024】
1 生体材料接着装置(接着材料接着装置)
2 ノズル
2H ハウジング
2A (生体(接着)材料の)押出口
2B (生体(接着)材料の)装填部
2C (押し子の)装着部
M 生体材料(接着材料)
3 ヒーター
4 温度センサ
3L、4Lリード線
5 押し子
A、B、C、D、E、F、G、H 押し子の駆動手段
6 シーソー
7 支点
8 ラック歯車
9 歯車
10 ラック歯車
11 歯車
12 引き金
13 ガイド
14 スライド部
15 リンク
16 引き金
17 ストッパー
171 パッキン
18 ガイド
191、192 ピン
20 ガイド
21 ピン
22 腕
23 ストッパー
23F 支点
23S バネ
24 コントロールボックス
27 温度調節機
28 電源部
29 差込プラグ
30 アース
32 グリップ
M1 溶融した生体材料
M2 膜状の生体材料
34B 骨(対象)
36 カッター
41 加温された鏝
42 加温されない鏝
M3 切断された棒状の生体材料

【特許請求の範囲】
【請求項1】
生体材料(M)の押出手段と、生体材料(M)の加熱溶融手段を有し、
前記押出手段が、ノズル(2)と押し子(5)の駆動手段を含み、
前記加熱溶融手段が、ヒーター(3)と温度センサ(4)を含むことを特徴とする生体材料接着装置(1)。
【請求項2】
前記ノズル(2)は、生体材料(M)の押出口(2A)と、生体材料の装填部(2B)と、押し子(5)の装着部(2C)を形成し、前記加熱溶融手段を配置した、ことを特徴とする請求項1に記載の生体材料接着装置(1)。
【請求項3】
押し子(5)の駆動手段が、押し子(5)の後部を押して、ノズル(2)内に装填された生体材料(M)を押出口(2A)により押し出すことのできる次の(A)から(H)のいずれかの手段であることを特徴とする請求項1ないし請求項2に記載の生体材料接着装置(1)。
(1)(A)シーソー(6)
(2)(B、G)歯車(9)とラック歯車(8、10)の組合せ
(3)(C)引き金(12)と連結した歯車(9)とラック歯車(8)の組合せ
(4)(D)引き金(16)とリンク(15)を介して連結されたスライド部(14)の組合せ
(5)(E、F)ストッパー(17)とシーソー(6)の組合せ
(6)(H)ストッパー(17)と歯車(9)とラック歯車(8、10)の組合せ
【請求項4】
溶融した生体材料(M)がノズル(2)の押出口(2A)より流出するのを防止することのできる手段(17、23)を、押出口(2A)に配置したことを特徴とする請求項1ないし請求項3に記載の生体材料接着装置(1)。
【請求項5】
溶融した生体材料(M)を接着部位に押し出した後、生体材料(M)をより強固に接着部位に接着させるために、接着部位に押し付けることのできる手段(17、23)を有することを特徴とする請求項1ないし請求項3に記載の生体材料接着装置(1)。
【請求項6】
溶融した生体材料(M)がノズル(2)の押出口(2A)より流出するのを防止しかつ、溶融した生体材料(M)を接着部位に押し付けることのできる手段(17、23)を有することを特徴とする請求項1ないし請求項3に記載の生体材料接着装置(1)。
【請求項7】
前記加熱溶融手段に温度調節機(27)を含むことを特徴とする請求項1ないし請求項6に記載の生体材料接着装置(1)。
【請求項8】
電源供給部(28)、漏電遮断機、過電流防止装置及び温度調節機(27)を有するコントロールボックス(24)を含むことを特徴とする請求項1ないし請求項7に記載の生体材料接着装置(1)。
【請求項9】
前記ノズル(2)及び/又は前記押し子(5)の駆動手段(A、B、C、D、E、F、G)を、ハウジング(2H)に装着したことを特徴とする請求項1ないし請求項8に記載の生体材料接着装置(1)。
【請求項10】
生体材料(M)の保持・切断手段と、切断した生体材料(M)の溶融手段と、溶融した生体材料(M)の接着・冷却手段を有することを特徴とする生体材料接着装置(1A)。
【請求項11】
前記保持・切断手段は、生体材料(M)を必要な長さで切断するカッター(36)を有し、
前記溶融手段は、切断された生体材料(M)の頭部を溶融させる鏝(41)を有し、前記接着・冷却手段は、溶融した生体材料(M)を接着、冷却するための鏝(42)を有することを特徴とする請求項10に記載の生体材料接着装置(1A)。
【請求項12】
前記鏝(41)は、ヒーター(3)と温度センサ(4)を含むことを特徴とする請求項10ないし11に記載の生体材料接着装置(1A)。
【請求項13】
生体材料(M)が、生体吸収性高分子であり、当該生体吸収性高分子は、ガラス転移点が40℃以上、25℃における剛性率が500MPa以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項12に記載の生体材料接着装置(1、1A)。
【請求項14】
生体材料(M)が、乳酸/グリコール酸/カプロラクトンの三元系共重合体を含有し、カプロラクトンの組成モル比が5%〜40%であり、当該三元系共重合体の分子量が20000から300000であることを特徴とする請求項1ないし請求項13に記載の生体材料接着装置(1、1A)。
【請求項15】
生体材料(M)が、乳酸/グリコール酸/カプロラクトンの三元系共重合体:95重量%〜25重量%とリン酸カルシウム系材料:5重量%〜75重量%を含有することを特徴とする請求項1ないし請求項14に記載の生体材料接着装置(1、1A)。
【請求項16】
接着材料(M)の押出手段と、接着材料(M)の加熱溶融手段を有し、
前記押出手段が、ノズル(2)と押し子(5)の駆動手段を含み、
前記加熱溶融手段が、ヒーター(3)と温度センサ(4)を含むことを特徴とする接着材料接着装置(1)。
【請求項17】
前記ノズル(2)は、接着材料(M)の押出口(2A)と、接着材料の装填部(2B)と、押し子(5)の装着部(2C)を形成し、前記加熱溶融手段を配置した、ことを特徴とする請求項16に記載の接着材料接着装置(1)。
【請求項18】
押し子(5)の駆動手段が、押し子(5)の後部を押して、ノズル(2)内に装填された接着材料(M)を押出口(2A)により押し出すことのできる次の(E)、(F)および(H)のいずれかの手段であることを特徴とする請求項16ないし請求項17に記載の接着材料接着装置(1)。
(1)(E、F)ストッパー(17)とシーソー(6)の組合せ
(2)(H)ストッパー(17)と歯車(9)とラック歯車(8、10)の組合せ
【請求項19】
溶融した接着材料(M)がノズル(2)の押出口(2A)より流出するのを防止することのできる手段(17、23)を、押出口(2A)に配置したことを特徴とする請求項16ないし請求項18に記載の接着材料接着装置(1)。
【請求項20】
溶融した接着材料(M)を接着部位に押し出した後、接着材料(M)をより強固に接着部位に接着させるために、接着部位に押し付けることのできる手段(17、23)を有することを特徴とする請求項16ないし請求項19に記載の接着材料接着装置(1)。
【請求項21】
溶融した接着材料(M)がノズル(2)の押出口(2A)より流出するのを防止しかつ、溶融した接着材料(M)を接着部位に押し付けることのできる手段(17、23)を有することを特徴とする請求項16ないし請求項20に記載の接着材料接着装置(1)。
【請求項22】
前記加熱溶融手段に温度調節機(27)を含むことを特徴とする請求項16ないし請求項21に記載の接着材料接着装置(1)。
【請求項23】
電源供給部(28)、漏電遮断機、過電流防止装置及び温度調節機(27)を有するコントロールボックス(24)を含むことを特徴とする請求項16ないし請求項22に記載の接着材料接着装置(1)。
【請求項24】
前記ノズル(2)及び/又は前記押し子(5)の駆動手段(E、F、H)を、ハウジング(2H)に装着したことを特徴とする請求項16ないし請求項23に記載の接着材料接着装置(1)。

【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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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【公開番号】特開2006−51185(P2006−51185A)
【公開日】平成18年2月23日(2006.2.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−234962(P2004−234962)
【出願日】平成16年8月12日(2004.8.12)
【出願人】(000200035)川澄化学工業株式会社 (103)
【Fターム(参考)】