骨補填材とその製造方法
【課題】 椎弓根に形成された下穴に崩れることなく容易に挿入でき、かつ、スクリューによって容易に崩れて椎弓根にスクリューを堅固に固定することを可能とする。
【解決手段】 椎体骨折修復術に用いられる骨補填材１であって、顆粒状のリン酸カルシウム多孔体を、有機成分からなる被膜により連結してなり、椎弓根Ａに形成された導入孔Ｂに挿入可能な外形寸法を有するとともに、スクリュー４を締結可能な下穴２を有する骨補填材１を提供する。
【解決手段】 椎体骨折修復術に用いられる骨補填材１であって、顆粒状のリン酸カルシウム多孔体を、有機成分からなる被膜により連結してなり、椎弓根Ａに形成された導入孔Ｂに挿入可能な外形寸法を有するとともに、スクリュー４を締結可能な下穴２を有する骨補填材１を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、骨補填材とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、椎体骨折修復術においては、骨折部分の両側に配される椎体骨にスクリューを締結して矯正用のプレートを掛け渡すことが行われている。この方法は、椎体骨が十分な強度を有している場合には効果的であるが、骨粗鬆症患者においてはスクリューと椎体骨との十分な固定強度が得られないという不都合がある。
【０００３】
このような不都合を解消する手段として、例えば、特許文献１に示されるスクリュー固定用素子が提案されている。
このスクリュー固定用素子は、リン酸カルシウム系化合物の焼結体により構成されており、椎体骨に形成した導入孔に挿入し、スクリューを締結することで、導入孔内において脆性破断してスクリューと導入孔との間の隙間を埋め、椎体骨に対して十分な固定強度で固定されるようになっている。
【特許文献１】特開平８−３２２８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されているスクリュー固定用素子は、リン酸カルシウム系化合物を焼結することにより、スクリューにより容易に脆性破壊してスクリューと導入孔との隙間を埋めるよう構成されているため、導入孔への挿入前あるいは挿入中における強度が弱く、取扱性が悪いという不都合がある。このため、スクリュー固定用素子の搬送中や操作中に壊れてしまったり、導入孔への挿入時に押圧力を加えることで壊れてしまったりするので、極めて慎重に取り扱う必要がある。
【０００５】
特許文献１には、スクリュー固定用素子が挿入前および挿入中に形状を保持する強度を有すると開示されているが、その具体的な手法は開示されておらず、焼結により製造する限りにおいては、その形状保持強度を確保することは困難である。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、椎体骨に形成された導入孔への挿入前および挿入時において形状を維持する強度を確保して取扱性を向上する一方、スクリューの締結時に容易に破断する脆性を備える骨補填材とその製造方法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】
【０００６】
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、椎体骨折修復術に用いられる骨補填材であって、顆粒状のリン酸カルシウム多孔体を、有機成分からなる被膜により連結してなり、椎弓根に形成された導入孔に挿入可能な外形寸法を有するとともに、スクリューを締結可能な下穴を有する骨補填材を提供する。
【０００７】
本発明によれば、顆粒状のリン酸カルシウム多孔体が有機成分からなる皮膜により連結されることで構成されているので、該有機成分の皮膜の強度により、リン酸カルシウム多孔体の顆粒相互間の連結強度が向上され、椎体骨の導入孔への挿入前および挿入中における強度を向上することができる。したがって、取扱中や挿入時の押圧力によって破断することが防止され、取扱性を向上することができる。一方、スクリューの締結時には、顆粒を相互に連結している有機成分の皮膜を引きちぎることにより、容易に破断して顆粒状のリン酸カルシウム多孔体に分離される。したがって、導入孔とスクリューとの隙間を埋めるように配置されて、スクリューの固定強度を高めることができる。
【０００８】
上記発明においては、前記有機成分が、ゼラチン、コラーゲン、ヒアルロン酸等のムコ多糖類、メチルセルロース等のセルロース誘導体、キチン・キトサン、ＰＬＬＡ、ＰＧＡあるいはＰＬＧＡからなることとしてもよい。これらの成分は、顆粒をつなぐとともに細胞の付着を助ける働きを有している。
【０００９】
また、本発明は、上記骨補填材の製造方法であって、顆粒状のリン酸カルシウム多孔体を、有機成分を含有する溶液と混合し、形成されたスラリーを所定の型に流し込んで成形した後、乾燥させる骨補填材の製造方法を提供する。
この発明によれば、椎体骨の導入孔への挿入前および挿入中における強度を向上して取扱性を向上し、かつ、スクリューの締結時には容易に破断して導入孔とスクリューとの固定強度を高めることができる骨補填材を簡易に製造することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、椎体骨に形成された導入孔への挿入前および挿入時において形状を維持する強度を確保して取扱性を向上する一方、スクリューの締結時に容易に破断する脆性を備える骨補填材を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態に係る骨補填材１とその製造方法について、図１および図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る骨補填材１は、例えば、βリン酸三カルシウム多孔体のような生体吸収性のセラミックス材料の顆粒を、ゼラチン、コラーゲン、ヒアルロン酸等のムコ多糖類、メチルセルロース等のセルロース誘導体、キチン・キトサン、ＰＬＬＡ、ＰＧＡあるいはＰＬＧＡのいずれかからなる有機成分によって連結することにより構成されている。
【００１２】
本実施形態に係る骨補填材１は、図１および図２に示されるように、椎弓根Ａに形成された導入孔Ｂ内に挿入可能な外形寸法を有する略円筒状に形成され、その中心軸に沿って形成された下穴２を有している。導入孔Ｂへの挿入の先端部３は、挿入を容易にするために先細に形成されている。
【００１３】
前記下穴２は、図２（ｃ）に示されるようにスクリュー４が締結される際に、該スクリュー４の進行とともに骨補填材１が破断して細かい顆粒状に砕けるように、スクリュー４の導入を容易にしつつスクリュー４により押し広げられる程度の内径寸法を有している。
【００１４】
本実施形態に係る骨補填材１は、以下の製造方法により製造される。
すなわち、リン酸カルシウムからなる多孔体または緻密体を製造し、粉砕することで、粒径５０〜２００μｍ程度の顆粒を製造する（ステップ１）。
次いで、０．１〜１０質量％の有機成分溶液に、ステップ１で製造した顆粒状のリン酸カルシウムを混合する（ステップ２）。
【００１５】
そして、ステップ２において製造したリン酸カルシウムと有機成分溶液との混合物を型に流し込んで、３０℃〜１２０℃で乾燥する（ステップ３）。
これにより、顆粒状のリン酸カルシウムが有機成分の皮膜により連結され、一体的な円柱状に形成された骨補填材１が製造されることになる。
【００１６】
次に、このようにして製造された本実施形態に係る骨補填材１の作用について説明する。
本実施形態に係る骨補填材１を用いて椎弓根Ａにスクリュー４を固定するには、図２（ａ）に示されるように、スクリュー４を椎弓根Ａにねじ込むことによって導入孔Ｂを形成する。骨粗鬆症患者の場合、椎弓根Ａが脆く、スクリュー４をねじ込んだだけでは固定することができない。このため、この段階では、スクリュー４を固定することはできず、スクリュー４を逆転させて（あるいは正転）抜き取ることにより導入孔Ｂが形成される。
【００１７】
次に、図２（ｂ）に示されるように、この導入孔Ｂに骨補填材１を挿入する。導入孔Ｂの内径寸法は、骨補填材１の外形寸法より若干大きく形成される。骨補填材１は、先細に形成されているので、導入孔Ｂに容易に挿入される。
【００１８】
この場合において、本実施形態に係る骨補填材１によれば、顆粒状のリン酸カルシウムを有機成分の皮膜により連結しているので、取り扱いの際、顆粒どうしが皮膜により連結された状態に維持され、砕けてしまうことを防止できる。したがって、導入孔Ｂへの挿入前の状態および、導入孔Ｂへの挿入時において骨補填材１に押圧力がかかっても、潰れたり砕けたりすることがなく、取扱性を向上することができるとともに、挿入作業を容易にすることができる。
【００１９】
次いで、挿入作業が終了した後には、図２（ｃ）に示されるように、骨補填材１に形成された下穴２の開口端にスクリュー４の先端４ａを位置合わせして、スクリュー４のねじ込み作業を開始する。骨補填材１の下穴２はスクリュー４の外径よりも十分に小さく形成されているので、スクリュー４が下穴２にねじ込まれると、骨補填材１は、下穴２の内部からスクリュー４によって半径方向外方に押し広げられる。
【００２０】
そして、骨補填材１を構成するリン酸カルシウムの顆粒どうしを連結している有機成分の皮膜がスクリュー４のねじ込み力によって引きちぎられる。これにより、図２（ｄ）に示されるように、骨補填材１が破断され、細かいリン酸カルシウムの顆粒となってスクリュー４と導入孔Ｂとの間に介在させられるようになる。
すなわち、細かい顆粒状に砕けた骨補填材１が、スクリュー４の溝内に入り込んで、導入孔Ｂとスクリュー４との隙間を密に埋めるようになる。
【００２１】
このように、本実施形態に係る骨補填材１によれば、椎弓根Ａに形成された導入孔Ｂへの挿入途中において折れたり崩れたりして導入孔Ｂに詰まってしまう不都合を防止し、導入孔Ｂに対して適正な位置まで形態を保持したまま挿入することができる。また、スクリュー４をねじ込むことにより、骨補填材１を容易に破断させ、スクリュー４と導入孔Ｂとの間に挟まれあるいは隙間を埋めるように配置されることによって、導入孔Ｂ内にスクリュー４を堅固に固定することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る骨補填材を示す縦断面図である。
【図２】図１の骨補填材を用いたスクリューの固定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
Ａ 椎弓根
Ｂ 導入孔
１ 骨補填材
２ 下穴
４ スクリュー
【技術分野】
【０００１】
この発明は、骨補填材とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、椎体骨折修復術においては、骨折部分の両側に配される椎体骨にスクリューを締結して矯正用のプレートを掛け渡すことが行われている。この方法は、椎体骨が十分な強度を有している場合には効果的であるが、骨粗鬆症患者においてはスクリューと椎体骨との十分な固定強度が得られないという不都合がある。
【０００３】
このような不都合を解消する手段として、例えば、特許文献１に示されるスクリュー固定用素子が提案されている。
このスクリュー固定用素子は、リン酸カルシウム系化合物の焼結体により構成されており、椎体骨に形成した導入孔に挿入し、スクリューを締結することで、導入孔内において脆性破断してスクリューと導入孔との間の隙間を埋め、椎体骨に対して十分な固定強度で固定されるようになっている。
【特許文献１】特開平８−３２２８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されているスクリュー固定用素子は、リン酸カルシウム系化合物を焼結することにより、スクリューにより容易に脆性破壊してスクリューと導入孔との隙間を埋めるよう構成されているため、導入孔への挿入前あるいは挿入中における強度が弱く、取扱性が悪いという不都合がある。このため、スクリュー固定用素子の搬送中や操作中に壊れてしまったり、導入孔への挿入時に押圧力を加えることで壊れてしまったりするので、極めて慎重に取り扱う必要がある。
【０００５】
特許文献１には、スクリュー固定用素子が挿入前および挿入中に形状を保持する強度を有すると開示されているが、その具体的な手法は開示されておらず、焼結により製造する限りにおいては、その形状保持強度を確保することは困難である。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、椎体骨に形成された導入孔への挿入前および挿入時において形状を維持する強度を確保して取扱性を向上する一方、スクリューの締結時に容易に破断する脆性を備える骨補填材とその製造方法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】
【０００６】
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、椎体骨折修復術に用いられる骨補填材であって、顆粒状のリン酸カルシウム多孔体を、有機成分からなる被膜により連結してなり、椎弓根に形成された導入孔に挿入可能な外形寸法を有するとともに、スクリューを締結可能な下穴を有する骨補填材を提供する。
【０００７】
本発明によれば、顆粒状のリン酸カルシウム多孔体が有機成分からなる皮膜により連結されることで構成されているので、該有機成分の皮膜の強度により、リン酸カルシウム多孔体の顆粒相互間の連結強度が向上され、椎体骨の導入孔への挿入前および挿入中における強度を向上することができる。したがって、取扱中や挿入時の押圧力によって破断することが防止され、取扱性を向上することができる。一方、スクリューの締結時には、顆粒を相互に連結している有機成分の皮膜を引きちぎることにより、容易に破断して顆粒状のリン酸カルシウム多孔体に分離される。したがって、導入孔とスクリューとの隙間を埋めるように配置されて、スクリューの固定強度を高めることができる。
【０００８】
上記発明においては、前記有機成分が、ゼラチン、コラーゲン、ヒアルロン酸等のムコ多糖類、メチルセルロース等のセルロース誘導体、キチン・キトサン、ＰＬＬＡ、ＰＧＡあるいはＰＬＧＡからなることとしてもよい。これらの成分は、顆粒をつなぐとともに細胞の付着を助ける働きを有している。
【０００９】
また、本発明は、上記骨補填材の製造方法であって、顆粒状のリン酸カルシウム多孔体を、有機成分を含有する溶液と混合し、形成されたスラリーを所定の型に流し込んで成形した後、乾燥させる骨補填材の製造方法を提供する。
この発明によれば、椎体骨の導入孔への挿入前および挿入中における強度を向上して取扱性を向上し、かつ、スクリューの締結時には容易に破断して導入孔とスクリューとの固定強度を高めることができる骨補填材を簡易に製造することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、椎体骨に形成された導入孔への挿入前および挿入時において形状を維持する強度を確保して取扱性を向上する一方、スクリューの締結時に容易に破断する脆性を備える骨補填材を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態に係る骨補填材１とその製造方法について、図１および図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る骨補填材１は、例えば、βリン酸三カルシウム多孔体のような生体吸収性のセラミックス材料の顆粒を、ゼラチン、コラーゲン、ヒアルロン酸等のムコ多糖類、メチルセルロース等のセルロース誘導体、キチン・キトサン、ＰＬＬＡ、ＰＧＡあるいはＰＬＧＡのいずれかからなる有機成分によって連結することにより構成されている。
【００１２】
本実施形態に係る骨補填材１は、図１および図２に示されるように、椎弓根Ａに形成された導入孔Ｂ内に挿入可能な外形寸法を有する略円筒状に形成され、その中心軸に沿って形成された下穴２を有している。導入孔Ｂへの挿入の先端部３は、挿入を容易にするために先細に形成されている。
【００１３】
前記下穴２は、図２（ｃ）に示されるようにスクリュー４が締結される際に、該スクリュー４の進行とともに骨補填材１が破断して細かい顆粒状に砕けるように、スクリュー４の導入を容易にしつつスクリュー４により押し広げられる程度の内径寸法を有している。
【００１４】
本実施形態に係る骨補填材１は、以下の製造方法により製造される。
すなわち、リン酸カルシウムからなる多孔体または緻密体を製造し、粉砕することで、粒径５０〜２００μｍ程度の顆粒を製造する（ステップ１）。
次いで、０．１〜１０質量％の有機成分溶液に、ステップ１で製造した顆粒状のリン酸カルシウムを混合する（ステップ２）。
【００１５】
そして、ステップ２において製造したリン酸カルシウムと有機成分溶液との混合物を型に流し込んで、３０℃〜１２０℃で乾燥する（ステップ３）。
これにより、顆粒状のリン酸カルシウムが有機成分の皮膜により連結され、一体的な円柱状に形成された骨補填材１が製造されることになる。
【００１６】
次に、このようにして製造された本実施形態に係る骨補填材１の作用について説明する。
本実施形態に係る骨補填材１を用いて椎弓根Ａにスクリュー４を固定するには、図２（ａ）に示されるように、スクリュー４を椎弓根Ａにねじ込むことによって導入孔Ｂを形成する。骨粗鬆症患者の場合、椎弓根Ａが脆く、スクリュー４をねじ込んだだけでは固定することができない。このため、この段階では、スクリュー４を固定することはできず、スクリュー４を逆転させて（あるいは正転）抜き取ることにより導入孔Ｂが形成される。
【００１７】
次に、図２（ｂ）に示されるように、この導入孔Ｂに骨補填材１を挿入する。導入孔Ｂの内径寸法は、骨補填材１の外形寸法より若干大きく形成される。骨補填材１は、先細に形成されているので、導入孔Ｂに容易に挿入される。
【００１８】
この場合において、本実施形態に係る骨補填材１によれば、顆粒状のリン酸カルシウムを有機成分の皮膜により連結しているので、取り扱いの際、顆粒どうしが皮膜により連結された状態に維持され、砕けてしまうことを防止できる。したがって、導入孔Ｂへの挿入前の状態および、導入孔Ｂへの挿入時において骨補填材１に押圧力がかかっても、潰れたり砕けたりすることがなく、取扱性を向上することができるとともに、挿入作業を容易にすることができる。
【００１９】
次いで、挿入作業が終了した後には、図２（ｃ）に示されるように、骨補填材１に形成された下穴２の開口端にスクリュー４の先端４ａを位置合わせして、スクリュー４のねじ込み作業を開始する。骨補填材１の下穴２はスクリュー４の外径よりも十分に小さく形成されているので、スクリュー４が下穴２にねじ込まれると、骨補填材１は、下穴２の内部からスクリュー４によって半径方向外方に押し広げられる。
【００２０】
そして、骨補填材１を構成するリン酸カルシウムの顆粒どうしを連結している有機成分の皮膜がスクリュー４のねじ込み力によって引きちぎられる。これにより、図２（ｄ）に示されるように、骨補填材１が破断され、細かいリン酸カルシウムの顆粒となってスクリュー４と導入孔Ｂとの間に介在させられるようになる。
すなわち、細かい顆粒状に砕けた骨補填材１が、スクリュー４の溝内に入り込んで、導入孔Ｂとスクリュー４との隙間を密に埋めるようになる。
【００２１】
このように、本実施形態に係る骨補填材１によれば、椎弓根Ａに形成された導入孔Ｂへの挿入途中において折れたり崩れたりして導入孔Ｂに詰まってしまう不都合を防止し、導入孔Ｂに対して適正な位置まで形態を保持したまま挿入することができる。また、スクリュー４をねじ込むことにより、骨補填材１を容易に破断させ、スクリュー４と導入孔Ｂとの間に挟まれあるいは隙間を埋めるように配置されることによって、導入孔Ｂ内にスクリュー４を堅固に固定することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る骨補填材を示す縦断面図である。
【図２】図１の骨補填材を用いたスクリューの固定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
Ａ 椎弓根
Ｂ 導入孔
１ 骨補填材
２ 下穴
４ スクリュー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
椎体骨折修復術に用いられる骨補填材であって、
顆粒状のリン酸カルシウム多孔体を、有機成分からなる被膜により連結してなり、
椎弓根に形成された導入孔に挿入可能な外形寸法を有するとともに、スクリューを締結可能な下穴を有する骨補填材。
【請求項２】
前記有機成分が、ゼラチン、コラーゲン、ヒアルロン酸等のムコ多糖類、メチルセルロース等のセルロース誘導体、キチン・キトサン、ＰＬＬＡ、ＰＧＡあるいはＰＬＧＡからなる請求項１に記載の骨補填材。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の骨補填材の製造方法であって、
顆粒状のリン酸カルシウム多孔体を、有機成分を含有する溶液と混合し、
形成されたスラリーを所定の型に流し込んで成形した後、乾燥させる骨補填材の製造方法。
【請求項１】
椎体骨折修復術に用いられる骨補填材であって、
顆粒状のリン酸カルシウム多孔体を、有機成分からなる被膜により連結してなり、
椎弓根に形成された導入孔に挿入可能な外形寸法を有するとともに、スクリューを締結可能な下穴を有する骨補填材。
【請求項２】
前記有機成分が、ゼラチン、コラーゲン、ヒアルロン酸等のムコ多糖類、メチルセルロース等のセルロース誘導体、キチン・キトサン、ＰＬＬＡ、ＰＧＡあるいはＰＬＧＡからなる請求項１に記載の骨補填材。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の骨補填材の製造方法であって、
顆粒状のリン酸カルシウム多孔体を、有機成分を含有する溶液と混合し、
形成されたスラリーを所定の型に流し込んで成形した後、乾燥させる骨補填材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−１４５８１（Ｐ２００７−１４５８１Ａ）
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９９８６３（Ｐ２００５−１９９８６３）
【出願日】平成１７年７月８日（２００５．７．８）
【出願人】（３０４０５０９１２）オリンパスバイオマテリアル株式会社 (99)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月８日（２００５．７．８）
【出願人】（３０４０５０９１２）オリンパスバイオマテリアル株式会社 (99)
【Ｆターム（参考）】
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