特許 7389531 開頭術用非固定型インプラント及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-21

(45)【発行日】2023-11-30

(54)【発明の名称】開頭術用非固定型インプラント及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   A61F 2/28 20060101AFI20231122BHJP

   A61L 27/18 20060101ALI20231122BHJP

   A61L 27/54 20060101ALI20231122BHJP

   A61L 27/58 20060101ALI20231122BHJP

【ＦＩ】

A61F2/28

A61L27/18

A61L27/54

A61L27/58

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2023506179

(86)(22)【出願日】2021-06-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-24

(86)【国際出願番号】 KR2021008115

(87)【国際公開番号】W WO2022030759

(87)【国際公開日】2022-02-10

【審査請求日】2023-01-30

(31)【優先権主張番号】10-2020-0097049

(32)【優先日】2020-08-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】517336290

【氏名又は名称】ティーアンドアール バイオファブ カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｔ ＆ Ｒ ＢＩＯＦＡＢ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】５４２ｈｏ，２３７ Ｓａｎｇｉｄａｅｈａｋ－ｒｏ Ｓｉｈｅｕｎｇ－ｓｉ Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ １５０７３ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】100087491

【弁理士】

【氏名又は名称】久門 享

(74)【代理人】

【識別番号】100104271

【弁理士】

【氏名又は名称】久門 保子

(72)【発明者】

【氏名】リー ジョンソク

(72)【発明者】

【氏名】ファン ユンヒョン

(72)【発明者】

【氏名】チェ ダミ

(72)【発明者】

【氏名】キム ヒョンジョン

(72)【発明者】

【氏名】ユン ウォンス

【審査官】大橋 俊之

(56)【参考文献】

【文献】特表２００７－５１２０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第５５４５２２６（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第６１９７０３７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００９４４２８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｆ ２／２８

Ａ６１Ｌ ２７／１８

Ａ６１Ｌ ２７／５４

Ａ６１Ｌ ２７／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

開頭術によって生じた頭蓋骨（１）と骨皮弁（２）との間隙を補完するためのインプラントであって、
骨皮弁（２）の外周形状に従うように成形できる可撓性楔部（１００）と、
前記可撓性楔部（１００）の上部又は下部に結合され、可撓性楔部（１００）の両側面に延びる複数の翼部（２００）と、を含み、
前記複数の翼部（２００）は、多孔質構造を有し、一側の翼部（２０１）は骨皮弁（２）に隣接してその上に配置され、他側の翼部（２０２）は頭蓋骨（１）に隣接してその上に配置され、
前記可撓性楔部（１００）は、複数の翼部（２００）の上方又は下方に複数のラインが積層されて構成され、
前記複数のラインは、突出部（┏┓）と溝部（┗┛）とが交互に繰り返されて連結された構造を有し、底面に対して鋭角を有するように傾斜したＡパターンラインと鈍角を有するように傾斜したＢパターンラインを含む、開頭術用非固定型インプラント。

【請求項2】

前記可撓性楔部（１００）と複数の翼部（２００）は、高分子とリン酸カルシウム化合物が１０：０～５：５の重量比で混合された材料を用いてＦＤＭ方式の３Ｄプリンタによって印刷されることを特徴とする、請求項１に記載の開頭術用非固定型インプラント。

【請求項3】

前記翼部（２００）は、第１方向に延びる複数のラインが、３００～５００μｍの幅及び３００～５００μｍの間隔を有するように配置される第１層と、前記第１方向に対して６０～１２０度の角度を有する第２方向に延びる複数のラインが、３００～５００μｍの幅及び３００～５００μｍの間隔を有するように配置される第２層と、を含む格子状多孔質構造であることを特徴とする、請求項１に記載の開頭術用非固定型インプラント。

【請求項4】

前記可撓性楔部（１００）の最上端と最下端の幅は、互いに同一であり、可撓性楔部（１００）の中間部の幅よりは大きいことを特徴とする、請求項１に記載の開頭術用非固定型インプラント。

【請求項5】

前記高分子は、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、メタロセン－ＰＥ（ｍ－ＰＥ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリイソブチレン（ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ）、ポリ－４－メチルペンテン－１（ｐｏｌｙ－４－ｍｅｔｈｙｌｐｅｎｔｅｎｅ－１）、ポリブタジエン（ｐｏｌｙｂｕｔａｄｉｅｎｅ）、ポリイソプレン（ｐｏｌｙｉｓｏｐｒｅｎｅ）、ポリシクロオクテン（ｐｏｌｙｃｙｃｌｏｏｃｔｅｎｅ）、ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリビニルナフタレン、スチレン－ブタジエン（ＳＢ）、スチレン－ブタジエン－スチレン（ＳＢＳ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン（ＳＥＢＳ）、スチレン－エチレン－プロピレン－スチレン、スチレン－イソプレン、スチレン－イソプレン－スチレン（ＳＩＳ）、スチレン－ブタジエン－アクリロニトリル（ＡＢＳ）、スチレン－アクリロニトリル－アクリレート（ＡＳＡ）、スチレン－エチレン（Ｓｔｙｒｅｎｅ－ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリクロロプレン及びポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリブチルアクリレート（Ｐｏｌｙ－Ｂｕｔｙｌ ａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリラウリルアクリレート、ポリステアリルアセテート、ポリアクリルニトリル、ポリアクリルアミド、ポリアミド（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅｓ）、ポリアミドイミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ ｉｍｉｄｅｓ）、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｉｍｉｄｅｓ）、ポリエステルイミド（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｉｍｉｄｅｓ）、ポリ（エーテル）ケトン（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｅｒ）ｋｅｔｏｎｅｓ）、ポリスルホン（ｐｏｌｙｓｕｌｐｈｏｎｅｓ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｐｈｏｎｅｓ）、ポリアリールスルホン（ｐｏｌｙａｒｙｌｓｕｌｐｈｏｎｅ）、ポリフェニレンスルフィド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｐｈｉｄｅ）、ポリベンズイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅｓ）、ポリヒダントイン（ｐｏｌｙｈｙｄａｎｔｏｉｎｓ）、テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）テレフタレート、ポリエチレンナフチレート、ポリ－１，４－ジメチロールシクロヘキサンテレフタレート、ポリヒドロキシベンゾエート、ポリヒドロキシナフタレート、ポリラクチド（ｐｏｌｙｌａｃｔｉｄｅｓ）、ポリグリコリド（ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｉｄｅｓ）、ポリカプロラクトン（ｐｏｌｙｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅｓ）、ポリアンヒドリド（ｐｏｌｙａｎｈｙｄｒｉｄｅｓ）、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ）、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ）、ポリエステルアミド（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒａｍｉｄｅｓ）、ポリオルソエステル（ｐｏｌｙｏｒｔｈｏｅｓｔｅｒｓ）、ポリジオキサノン（ｐｏｌｙｄｉｏｘａｎｏｎｅｓ）、ポリアセタール（ｐｏｌｙａｃｅｔａｌｓ）、ポリケタール（ｐｏｌｙｋｅｔａｌｓ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅｓ）、ポリオルソカーボネート（ｐｏｌｙｏｒｔｈｏｃａｒｂｏｎａｔｅｓ）、ポリホスファゼン（ｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｚｅｎｅｓ）、ポリヒドロキシブチレート（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅｓ）、ポリヒドロキシバレレート（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｖａｌｅｒａｔｅｓ）、ポリアルキレンオキサレート（ｐｏｌｙａｌｋｙｌｅｎｅ ｏｘａｌａｔｅ）、ポリアルキレンサクシネート（ｐｏｌｙａｌｋｙｌｅｎｅ ｓｕｃｃｉｎａｔｅｓ）、ポリ（リンゴ酸）（ｐｏｌｙ（ｍａｌｉｃ ａｃｉｄ））、ポリ（アミノ酸）（ｐｏｌｙ（ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ））、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、ポリエチレングリコール（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）、ポリヒドロキシセルロース（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、キチン（ｃｈｉｔｉｎｅ）、キトサン（ｃｈｉｔｏｓａｎ）、ポリ（Ｌ－乳酸）（ｐｏｌｙ（Ｌ－ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ））、ポリ（ラクチド－ｃｏ－グリコリド）（ｐｏｌｙ（ｌａｃｔｉｄｅ－ｃｏ－ｇｌｙｃｏｌｉｄｅ））、ポリ（ヒドロキシブチレート－ｃｏ－バレレート（ｐｏｌｙ（ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ－ｃｏ－ｖａｌｅｒａｔｅ））、及びこれらのコポリマー（ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ）とターポリマー（ｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒｓ）よりなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする、請求項２に記載の開頭術用非固定型インプラント。

【請求項6】

前記リン酸カルシウム化合物は、ヒドロキシアパタイト（Ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ、ＨＡＰ）、炭酸アパタイト（Ｃａｒｂｏｎａｔｅｄ ａｐａｔｉｔｅ）、リン酸三カルシウム（Ｔｒｉｃａｌｃｉｕｍ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ、ＴＣＰ）、リン酸水素カルシウム（Ｃａｌｃｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第１リン酸カルシウム（Ｍｏｎｏｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第２リン酸カルシウム（Ｄｉｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、二水素リン酸カルシウム（Ｃａｌｃｉｕｍ ｄｉｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第３リン酸カルシウム（Ｔｒｉｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第１０リン酸カルシウム（Ｏｃｔａｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、及びピロリン酸カルシウム（Ｃａｌｃｉｕｍ ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）よりなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする、請求項２に記載の開頭術用非固定型インプラント。

【請求項7】

前記高分子とリン酸カルシウム化合物とが混合された材料には、カルボキシルメチルセルロース（ｃａｒｂｏｘｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ヘパラン硫酸（ｈｅｐａｒａｎ ｓｕｌｆａｔｅ）、ヒアルロン酸（ｈｙａｌｕｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、コラーゲン（ｃｏｌｌａｇｅｎ）、デキストラン（ｄｅｘｔｒａｎ）及びアルジネート（ａｌｇｉｎａｔｅ）よりなる群から選択される天然高分子物質が少なくとも１種さらに含まれることを特徴とする、請求項２に記載の開頭術用非固定型インプラント。

【請求項8】

前記高分子とリン酸カルシウム化合物とが混合された材料には、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、上皮細胞成長因子（ＥＧＦ）、線維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、転換成長因子（ＴＧＦｂｅｔａ）、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）、血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＥ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ－１）、チオレドキシン（ＴＲＸ）、幹細胞因子（ＳＣＦ）、肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）、ヒト成長ホルモン（Ｈｕｍａｎ Ｇｒｏｗｔｈ Ｈｏｒｍｏｎｅ）及びアンジオゲニン（Ａｎｇｉｏｇｅｎｉｎ）のうちの少なくとも１種がさらに含まれることを特徴とする、請求項２に記載の開頭術用非固定型インプラント。

【請求項9】

開頭術により生じた頭蓋骨（１）と骨皮弁（２）との間隙を補完するためのインプラント（１０）の製造方法であって、
高分子とリン酸カルシウム化合物とを１０：０～５：５の重量比で混合して材料を準備するステップと、
前記材料を用いてＦＤＭ方式の３Ｄプリンタによって複数の翼部（２００）を印刷するステップと、
前記複数の翼部（２００）の上方に前記材料を用いてＦＤＭ方式の３Ｄプリンタによって複数のラインを積層させて可撓性楔部（１００）を形成するステップと、を含み、
前記複数の翼部（２００）は、多孔質構造を有し、一側の翼部（２０１）は骨皮弁（２）に隣接してその上に配置され、他側の翼部（２０２）は頭蓋骨（１）に隣接してその上に配置され、
前記可撓性楔部（１００）を形成するステップは、
前記可撓性楔部（１００）は、複数の翼部（２００）の上方又は下方に複数のラインが積層されて構成され、
前記複数のラインは、突出部（┏┓）と溝部（┗┛）が交互に繰り返されて連結された構造を有し、底面に対して鋭角を有するように傾斜したＡパターンラインと鈍角を有するように傾斜したＢパターンラインを含むように形成される、開頭術用非固定型インプラントの製造方法。

【請求項10】

前記複数の翼部（２００）を印刷するステップは、
第１方向に延びる複数のラインが、３００～５００μｍの幅及び３００～５００μｍの間隔を有するように配置される第１層を形成するステップと、前記第１方向に対して６０～１２０度の角度を有する第２方向に延びる複数のラインが、３００～５００μｍの幅及び３００～５００μｍの間隔を有するように配置される第２層を形成するステップと、を含み、
第１層を形成するステップと、第２層を形成するステップとが順次行われるが、少なくとも２回繰り返し行われることを特徴とする、請求項９に記載の開頭術用非固定型インプラントの製造方法。

【請求項11】

前記可撓性楔部（１００）の最上端と最下端の幅は、互いに同一であり、可撓性楔部（１００）の中間部の幅よりは大きく形成する、請求項９に記載の開頭術用非固定型インプラントの製造方法。

【請求項12】

前記高分子は、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、メタロセン－ＰＥ（ｍ－ＰＥ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリイソブチレン（ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ）、ポリ－４－メチルペンテン－１（ｐｏｌｙ－４－ｍｅｔｈｙｌｐｅｎｔｅｎｅ－１）、ポリブタジエン（ｐｏｌｙｂｕｔａｄｉｅｎｅ）、ポリイソプレン（ｐｏｌｙｉｓｏｐｒｅｎｅ）、ポリシクロオクテン（ｐｏｌｙｃｙｃｌｏｏｃｔｅｎｅ）、ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリビニルナフタレン、スチレン－ブタジエン（ＳＢ）、スチレン－ブタジエン－スチレン（ＳＢＳ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン（ＳＥＢＳ）、スチレン－エチレン－プロピレン－スチレン、スチレン－イソプレン、スチレン－イソプレン－スチレン（ＳＩＳ）、スチレン－ブタジエン－アクリロニトリル（ＡＢＳ）、スチレン－アクリロニトリル－アクリレート（ＡＳＡ）、スチレン－エチレン（Ｓｔｙｒｅｎｅ－ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリクロロプレン及びポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリブチルアクリレート（Ｐｏｌｙ－Ｂｕｔｙｌ ａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリラウリルアクリレート、ポリステアリルアセテート、ポリアクリルニトリル、ポリアクリルアミド、ポリアミド（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅｓ）、ポリアミドイミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ ｉｍｉｄｅｓ）、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｉｍｉｄｅｓ）、ポリエステルイミド（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｉｍｉｄｅｓ）、ポリ（エーテル）ケトン（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｅｒ）ｋｅｔｏｎｅｓ）、ポリスルホン（ｐｏｌｙｓｕｌｐｈｏｎｅｓ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｐｈｏｎｅｓ）、ポリアリールスルホン（ｐｏｌｙａｒｙｌｓｕｌｐｈｏｎｅ）、ポリフェニレンスルフィド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｐｈｉｄｅ）、ポリベンズイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅｓ）、ポリヒダントイン（ｐｏｌｙｈｙｄａｎｔｏｉｎｓ）、テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）テレフタレート、ポリエチレンナフチレート、ポリ－１，４－ジメチロールシクロヘキサンテレフタレート、ポリヒドロキシベンゾエート、ポリヒドロキシナフタレート、ポリラクチド（ｐｏｌｙｌａｃｔｉｄｅｓ）、ポリグリコリド（ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｉｄｅｓ）、ポリカプロラクトン（ｐｏｌｙｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅｓ）、ポリアンヒドリド（ｐｏｌｙａｎｈｙｄｒｉｄｅｓ）、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ）、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ）、ポリエステルアミド（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒａｍｉｄｅｓ）、ポリオルソエステル（ｐｏｌｙｏｒｔｈｏｅｓｔｅｒｓ）、ポリジオキサノン（ｐｏｌｙｄｉｏｘａｎｏｎｅｓ）、ポリアセタール（ｐｏｌｙａｃｅｔａｌｓ）、ポリケタール（ｐｏｌｙｋｅｔａｌｓ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅｓ）、ポリオルソカーボネート（ｐｏｌｙｏｒｔｈｏｃａｒｂｏｎａｔｅｓ）、ポリホスファゼン（ｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｚｅｎｅｓ）、ポリヒドロキシブチレート（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅｓ）、ポリヒドロキシバレレート（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｖａｌｅｒａｔｅｓ）、ポリアルキレンオキサレート（ｐｏｌｙａｌｋｙｌｅｎｅ ｏｘａｌａｔｅ）、ポリアルキレンサクシネート（ｐｏｌｙａｌｋｙｌｅｎｅ ｓｕｃｃｉｎａｔｅｓ）、ポリ（リンゴ酸）（ｐｏｌｙ（ｍａｌｉｃ ａｃｉｄ））、ポリ（アミノ酸）（ｐｏｌｙ（ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ））、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、ポリエチレングリコール（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）、ポリヒドロキシセルロース（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、キチン（ｃｈｉｔｉｎｅ）、キトサン（ｃｈｉｔｏｓａｎ）、ポリ（Ｌ－乳酸）（ｐｏｌｙ（Ｌ－ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ））、ポリ（ラクチド－ｃｏ－グリコリド）（ｐｏｌｙ（ｌａｃｔｉｄｅ－ｃｏ－ｇｌｙｃｏｌｉｄｅ））、ポリ（ヒドロキシブチレート－ｃｏ－バレレート（ｐｏｌｙ（ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ－ｃｏ－ｖａｌｅｒａｔｅ））、及びこれらのコポリマー（ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ）とターポリマー（ｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒｓ）よりなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする、請求項９に記載の開頭術用非固定型インプラントの製造方法。

【請求項13】

前記リン酸カルシウム化合物は、ヒドロキシアパタイト（Ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ、ＨＡＰ）、炭酸アパタイト（Ｃａｒｂｏｎａｔｅｄ ａｐａｔｉｔｅ）、リン酸三カルシウム（Ｔｒｉｃａｌｃｉｕｍ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ、ＴＣＰ）、リン酸水素カルシウム（Ｃａｌｃｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第１リン酸カルシウム（Ｍｏｎｏｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第２リン酸カルシウム（Ｄｉｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、二水素リン酸カルシウム（Ｃａｌｃｉｕｍ ｄｉｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第３リン酸カルシウム（Ｔｒｉｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第１０リン酸カルシウム（Ｏｃｔａｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、及びピロリン酸カルシウム（Ｃａｌｃｉｕｍ ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）よりなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする、請求項９に記載の開頭術用非固定型インプラントの製造方法。

【請求項14】

前記高分子とリン酸カルシウム化合物とが混合された材料には、カルボキシルメチルセルロース（ｃａｒｂｏｘｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ヘパラン硫酸（ｈｅｐａｒａｎ ｓｕｌｆａｔｅ）、ヒアルロン酸（ｈｙａｌｕｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、コラーゲン（ｃｏｌｌａｇｅｎ）、デキストラン（ｄｅｘｔｒａｎ）及びアルジネート（ａｌｇｉｎａｔｅ）よりなる群から選択される天然高分子物質が少なくとも１種さらに含まれることを特徴とする、請求項９に記載の開頭術用非固定型インプラントの製造方法。

【請求項15】

前記高分子とリン酸カルシウム化合物とが混合された材料には、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、上皮細胞成長因子（ＥＧＦ）、線維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、転換成長因子（ＴＧＦｂｅｔａ）、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）、血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＥ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ－１）、チオレドキシン（ＴＲＸ）、幹細胞因子（ＳＣＦ）、肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）、ヒト成長ホルモン（Ｈｕｍａｎ Ｇｒｏｗｔｈ Ｈｏｒｍｏｎｅ）及びアンジオゲニン（Ａｎｇｉｏｇｅｎｉｎ）のうちの少なくとも１種がさらに含まれることを特徴とする、請求項９に記載の開頭術用非固定型インプラントの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、開頭術によって生じた頭蓋骨と骨皮弁との間隙を補完するためのインプラントに関し、高分子単独、又は骨成分と同様の骨伝導性に優れたセラミック系化合物をさらに含む素材を用いて３Ｄプリンタによって製作されたインプラント及びその提供方法を含む。

【0002】

本発明による開頭術用非固定型インプラントは、３Ｄプリンティング技術によって製作され、構造的柔軟性を有し、多様な欠損部に適用可能であり、挿入部の楔形の形状により欠損部に正確に結着されて別途の固定装置が不要であるという利点がある。

【0003】

課題固有番号：Ｐ０００８８１１
部処名：産業通商資源部
研究管理専門機関：韓国産業技術振興院
研究事業名：３Ｄプリンティング医療機器産業技術実証事業
研究課題名：高分子ベースの生分解性素材を活用した手術用カスタマイズ３Ｄプリンティングインプラントの実証
寄与率：１／１
主管機関：（株）ティーアンドアール バイオファブ
研究期間：２０１９年４月１日～２０２２年１２月３１日

【背景技術】

【0004】

頭蓋部を介して神経外科手術を行う場合、患者の脳に接近するために開頭術が実行され、この過程で切削による骨間の欠損部である間隙が残る。このような骨間の隙間は露出した脳を保護することができず、切開面で血液の流れが円滑ではないため骨融解を引き起こす可能性があり、手術後に間隙に沿って皮膚の陥没が生じて患者が審美的に不満足を引き起こすという問題点がある。

【0005】

従来技術では、かかる問題点を解決するために、金属メッシュ或いは骨セメントなどを用いて欠損部を補完する方法が使用されてきた。

【0006】

Ｔｉ（Ｔｉｔａｎｉｕｍ）或いはＴｉ（Ｔｉｔａｎｉｕｍ）合金などの金属メッシュを用いて施術が行われる場合には、皮膚が陥没する問題点を防止することができるという利点があるものの、骨組織の治癒が誘導できず、頭蓋骨に固定するための別途の固定装置が必要であるという欠点がある。また、金属素材の特性により治療用放射線が照射される場合、放射線が金属素材を通過できず効果的な放射線治療が不可能であり、移植された金属インプラントによる放射線の散乱により周辺組織の壊死や皮弁の退縮などによりインプラント露出などの副作用が発生する可能性がある。

【0007】

このような問題点の対応方案として用いられる骨セメントを用いた頭蓋骨陥没部位の再建術は、金属メッシュを用いた施術の欠点が一定程度補完されたが、無定形の形状を頭蓋骨の間隙に埋めるための長い作業時間により手術者の使用利便性が低下し、セメントの硬化プロセス中に発熱反応により周辺組織が損傷するおそれがあるという問題点は依然として存在する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、かかる従来技術の問題点を効果的に解決するために、高分子素材と共に骨伝導性に優れたセラミック系複合素材及び生体材料を用いるインプラントを提供するためのものであって、三次元設計を介して間隙に正確に結着され且つ使用利便性が増大した非固定型インプラント及びその製造方法を提供しようとする。

【0009】

また、本発明は、開頭術によって生成された欠損部がインプラントによって正確に結着されるように機能し、生体適合性、骨結合力、組織浸透性が向上した、３Ｄプリンタで製造された非固定型インプラント及びその製造方法を提供しようとする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一実施例による開頭術用非固定型インプラント１０は、脳手術中に頭蓋骨１から除去された骨皮弁２を再付着させるためのものであって、骨皮弁２の外周形状に従うように成形できる可撓性楔部１００と、前記可撓性楔部１００の上部又は下部に結合され、可撓性楔部１００の両側面に延びる複数の翼部２００と、を含む。

【0011】

前記複数の翼部２００は、多孔質構造を有し、一側の翼部２０１は骨皮弁２に隣接してその上に配置され、他側の翼部２０２は頭蓋骨１に隣接してその上に配置される。

【0012】

前記可撓性楔部１００と複数の翼部２００は、高分子とリン酸カルシウム化合物が１０：０～５：５の重量比で混合された材料を用いてＦＤＭ方式の３Ｄプリンタによって印刷されることが好ましい。

【0013】

前記翼部２００は、第１方向に延びる複数のラインが、３００～５００μｍの幅及び３００～５００μｍの間隔を有するように配置される第１層と、前記第１方向に対して６０～１２０度の角度を有する第２方向に延びる複数のラインが、３００～５００μｍの幅及び３００～５００μｍの間隔を有するように配置される第２層と、を含む、格子状多孔質構造であることがさらに好ましい。

【0014】

また、前記可撓性楔部１００は、複数の翼部２００の上方又は下方に複数のラインが積層されて構成され、前記複数のラインは、突出部（┏┓）と溝部（┗┛）とが交互に繰り返されて連結された構造を有し、底面に対して鋭角を有するように傾斜したＡパターンラインと鈍角を有するように傾斜したＢパターンラインとが積層された形態で製造されることが好ましい。

【0015】

このとき、前記可撓性楔部１００の最上端と最下端の幅は、互いに同一であり、可撓性楔部１００の中間部の幅よりは大きいことがさらに好ましい。これは、頭蓋骨１と骨皮弁２を安定的に固定することができるからである。

【0016】

前記可撓性楔部１００及び複数の翼部２００の３Ｄプリンティングに用いられる材料である高分子としては、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、メタロセン－ＰＥ（ｍ－ＰＥ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリイソブチレン（ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ）、ポリ－４－メチルペンテン－１（ｐｏｌｙ－４－ｍｅｔｈｙｌｐｅｎｔｅｎｅ－１）、ポリブタジエン（ｐｏｌｙｂｕｔａｄｉｅｎｅ）、ポリイソプレン（ｐｏｌｙｉｓｏｐｒｅｎｅ）、ポリシクロオクテン（ｐｏｌｙｃｙｃｌｏｏｃｔｅｎｅ）、ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリビニルナフタレン、スチレン－ブタジエン（ＳＢ）、スチレン－ブタジエン－スチレン（ＳＢＳ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン（ＳＥＢＳ）、スチレン－エチレン－プロピレン－スチレン、スチレン－イソプレン、スチレン－イソプレン－スチレン（ＳＩＳ）、スチレン－ブタジエン－アクリロニトリル（ＡＢＳ）、スチレン－アクリロニトリル－アクリレート（ＡＳＡ）、スチレン－エチレン（Ｓｔｙｒｅｎｅ－ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリクロロプレン及びポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリブチルアクリレート（Ｐｏｌｙ－Ｂｕｔｙｌ ａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリラウリルアクリレート、ポリステアリルアセテート、ポリアクリルニトリル、ポリアクリルアミド、ポリアミド（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅｓ）、ポリアミドイミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ ｉｍｉｄｅｓ）、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｉｍｉｄｅｓ）、ポリエステルイミド（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｉｍｉｄｅｓ）、ポリ（エーテル）ケトン（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｅｒ）ｋｅｔｏｎｅｓ）、ポリスルホン（ｐｏｌｙｓｕｌｐｈｏｎｅｓ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｐｈｏｎｅｓ）、ポリアリールスルホン（ｐｏｌｙａｒｙｌｓｕｌｐｈｏｎｅ）、ポリフェニレンスルフィド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｐｈｉｄｅ）、ポリベンズイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅｓ）、ポリヒダントイン（ｐｏｌｙｈｙｄａｎｔｏｉｎｓ）、テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）テレフタレート、ポリエチレンナフチレート、ポリ－１，４－ジメチロールシクロヘキサンテレフタレート、ポリヒドロキシベンゾエート、ポリヒドロキシナフタレート、ポリラクチド（ｐｏｌｙｌａｃｔｉｄｅｓ）、ポリグリコリド（ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｉｄｅｓ）、ポリカプロラクトン（ｐｏｌｙｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅｓ）、ポリアンヒドリド（ｐｏｌｙａｎｈｙｄｒｉｄｅｓ）、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ）、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ）、ポリエステルアミド（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒａｍｉｄｅｓ）、ポリオルソエステル（ｐｏｌｙｏｒｔｈｏｅｓｔｅｒｓ）、ポリジオキサノン（ｐｏｌｙｄｉｏｘａｎｏｎｅｓ）、ポリアセタール（ｐｏｌｙａｃｅｔａｌｓ）、ポリケタール（ｐｏｌｙｋｅｔａｌｓ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅｓ）、ポリオルソカーボネート（ｐｏｌｙｏｒｔｈｏｃａｒｂｏｎａｔｅｓ）、ポリホスファゼン（ｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｚｅｎｅｓ）、ポリヒドロキシブチレート（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅｓ）、ポリヒドロキシバレレート（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｖａｌｅｒａｔｅｓ）、ポリアルキレンオキサレート（ｐｏｌｙａｌｋｙｌｅｎｅ ｏｘａｌａｔｅ）、ポリアルキレンサクシネート（ｐｏｌｙａｌｋｙｌｅｎｅ ｓｕｃｃｉｎａｔｅｓ）、ポリ（リンゴ酸）（ｐｏｌｙ（ｍａｌｉｃ ａｃｉｄ））、ポリ（アミノ酸）（ｐｏｌｙ（ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ））、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、ポリエチレングリコール（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）、ポリヒドロキシセルロース（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、キチン（ｃｈｉｔｉｎｅ）、キトサン（ｃｈｉｔｏｓａｎ）、ポリ（Ｌ－乳酸）（ｐｏｌｙ（Ｌ－ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ））、ポリ（ラクチド－ｃｏ－グリコリド）（ｐｏｌｙ（ｌａｃｔｉｄｅ－ｃｏ－ｇｌｙｃｏｌｉｄｅ））、ポリ（ヒドロキシブチレート－ｃｏ－バレレート（ｐｏｌｙ（ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ－ｃｏ－ｖａｌｅｒａｔｅ））及びこれらのコポリマー（ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ）とターポリマー（ｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒｓ）よりなる群から選択される少なくとも一つが使用できる。

【0017】

また、リン酸カルシウム化合物としては、ヒドロキシアパタイト（Ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ、ＨＡＰ）、炭酸アパタイト（Ｃａｒｂｏｎａｔｅｄ ａｐａｔｉｔｅ）、リン酸三カルシウム（Ｔｒｉｃａｌｃｉｕｍ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ、ＴＣＰ）、リン酸水素カルシウム（Ｃａｌｃｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第１リン酸カルシウム（Ｍｏｎｏｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第２リン酸カルシウム（Ｄｉｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、二水素リン酸カルシウム（Ｃａｌｃｉｕｍ ｄｉｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第３リン酸カルシウム（Ｔｒｉｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第１０リン酸カルシウム（Ｏｃｔａｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、及びピロリン酸カルシウム（Ｃａｌｃｉｕｍ ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）よりなる群から選択される少なくとも１種が使用できる。

【0018】

前記高分子とリン酸カルシウム化合物とが混合された材料には、カルボキシルメチルセルロース（ｃａｒｂｏｘｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ヘパラン硫酸（ｈｅｐａｒａｎ ｓｕｌｆａｔｅ）、ヒアルロン酸（ｈｙａｌｕｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、コラーゲン（ｃｏｌｌａｇｅｎ）、デキストラン（ｄｅｘｔｒａｎ）及びアルジネート（ａｌｇｉｎａｔｅ）よりなる群から選択される天然高分子物質が少なくとも１種さらに含まれることができる。

【0019】

高分子とリン酸カルシウム化合物とが混合された材料、或いは高分子、リン酸カルシウム化合物及び天然高分子物質が混合された材料には、必要に応じて、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、上皮細胞成長因子（ＥＧＦ）、線維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、転換成長因子（ＴＧＦｂｅｔａ）、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）、血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＥ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ－１）、チオレドキシン（ＴＲＸ）、幹細胞因子（ＳＣＦ）、肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）、ヒト成長ホルモン（Ｈｕｍａｎ Ｇｒｏｗｔｈ Ｈｏｒｍｏｎｅ）及びアンジオゲニン（Ａｎｇｉｏｇｅｎｉｎ）の中から選択される少なくとも１種がさらに含まれることも可能である。

【0020】

本発明の他の実施例として、開頭術により生じた頭蓋骨１と骨皮弁２との間隙を補完するためのインプラントの製造方法が挙げられるが、高分子とリン酸カルシウム化合物とを１０：０～５：５の重量比で混合して材料を準備するステップと、前記複合材料を用いてＦＤＭ方式の３Ｄプリンタによって複数の翼部２００を印刷するステップと、前記複数の翼部２００の上方に前記複合材料を用いてＦＤＭ方式の３Ｄプリンタによって複数のラインを積層させて可撓性楔部１００を形成するステップと、を含む。

【0021】

このとき、前記複数の翼部２００は、多孔質構造を有し、一側の翼部２０１は骨皮弁２に隣接してその上に配置され、他側の翼部２０２は頭蓋骨１に隣接してその上に配置されるように形成することが好ましい。

【0022】

前記複数の翼部２００を印刷するステップは、第１方向に延びる複数のラインが、３００～５００μｍの幅及び３００～５００μｍの間隔を有するように配置される第１層を形成するステップと、前記第１方向に対して６０～１２０度の角度を有する第２方向に延びる複数のラインが、３００～５００μｍの幅及び３００～５００μｍの間隔を有するように配置される第２層を形成するステップと、を含み、第１層を形成するステップと、第２層を形成するステップとが順次行われる。

【0023】

前記可撓性楔部１００を形成するステップは、前記可撓性楔部１００は、複数の翼部２００の上方又は下方に複数のラインが積層されるように行われ、前記複数のラインは、突出部（┏┓）と溝部（┗┛）が交互に繰り返されて連結された構造を有し、底面に対して鋭角を有するように傾斜したＡパターンラインと鈍角を有するように傾斜したＢパターンラインを含むように形成されることが好ましい。
前記可撓性楔部１００の最上端と最下端の幅は、互いに同一であり、可撓性楔部１００の中間部の幅よりは大きく形成することがさらに好ましい。

【発明の効果】

【0024】

本発明による開頭術用非固定型インプラントは、ＰＣＬ（ポリカプロラクトン（ｐｏｌｙｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅ））等の高分子を用いて製造され、高い延伸特性により開頭術後に発生した曲線状欠陥にも柔軟に適用可能であり、頭蓋骨の隙間に挿入される部分は、楔形構造に設計され、挿入後には隙間に別途の固定装置なしにも固定できるため、欠損部への正確な結着能力を有するという効果がある。

【0025】

また、本発明による開頭術用非固定型インプラントは、リン酸カルシウムなどのセラミック系化合物素材をさらに含むことができ、実際に骨を構成する無機成分と結晶学的、化学的に類似し、骨と直接結合する特性と共に優れた骨伝導性を有する。

【0026】

また、高分子物質として生分解性高分子を使用する場合には、別途の除去が必要ない体内吸収特性により約２４ヶ月の分解期間を有することができ、特有の多孔質構造によりインプラントの内部に組織が浸透して新生骨に置き換えられるか或いは体内に吸収されるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】（ａ）及び（ｂ）は本発明による開頭術用非固定型インプラントの平面図及び斜視図である。

【図2】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１の（ｉ）方向及び（ii）方向に切断された断面図である。

【図3】本発明による開頭術非固定型インプラントの楔部を交互に構成する例示的なパターンであるパターンＡ及びＢを図示的に示した図である。

【図4】本発明による開頭術非固定型インプラントの楔部の断面構造を図示的に示した図である。

【図5】本発明による開頭術非固定型インプラントの柔軟な構造を示す写真である。

【図6】本発明による開頭術非固定型インプラントを用いて頭蓋骨１から除去された骨皮弁２を再付着させる前と後を示す写真である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の好適な実施例によって詳細に説明する前に、本明細書及び請求の範囲で使用された用語や単語は、通常的又は辞典的な意味に限定して解釈されてはならず、本発明の技術思想に合致する意味と概念で解釈されるべきであることを明らかにする。

【0029】

本明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

【0030】

以下では、本発明の実施例について説明する。しかし、本発明の範疇は以下の好適な実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の権利範囲内で本明細書に記載された内容の様々な変形形態を実施することができる。

【0031】

本発明による開頭術用非固定型インプラントは、開頭術によって生成された欠損部がインプラントにより正確に結着されるように機能し、生体適合性、骨結合力、組織浸透性が向上した効果を有するものであって、ＦＤＭ方式の３Ｄプリンタによって製造された非固定型インプラントである。

【0032】

図１及び図２を参照すると、本発明による開頭術用非固定型インプラント１０は、脳手術中に頭蓋骨１から除去された骨皮弁２を再付着させるためのものであって、骨皮弁２の外周形状に従うように成形される可撓性楔部１００と、前記可撓性楔部１００の上部或いは下部に結合され、可撓性楔部１００の両側面に延びる複数の翼部２００と、を含む。

【0033】

前記複数の翼部２００は、多孔質構造を有するように３Ｄプリンタによって製作できるが、一側の翼部（２０１或いは２０２）は骨皮弁２に隣接してその上に配置され、他側の翼部（２０２或いは２０１）は頭蓋骨１に隣接してその上に配置される。

【0034】

前記可撓性楔部１００と複数の翼部２００は、高分子とリン酸カルシウム化合物とが１０：０～５：５の重量比で混合された材料を用いてＦＤＭ方式の３Ｄプリンタによって順次印刷される。

【0035】

前記リン酸カルシウム化合物としては、β－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）が使用されることが好ましいが、β－リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）は、粉砕乳鉢或いは篩を用いて平均粒径約１００μｍのものが使用できる。

【0036】

まず、図１（ａ）の平面図と図１（ｂ）の斜視図から確認されるように、前記翼部２００は、複数のラインが一定の間隔で配置される層が複数積層されて構成される。すなわち、第１方向に延びる複数のラインが、３００～５００μｍの幅及び３００～５００μｍの間隔を有するように配置される第１層と、前記第１方向に対して６０～１２０度の角度を有する第２方向に延びる複数のラインが、３００～５００μｍの幅及び３００～５００μｍの間隔を有するように配置される第２層と、が含まれる。

【0037】

このような第１層と第２層が順次積層された基本単位ユニットが１回～５回の範囲で積層される方式で翼部２００を構成する。

【0038】

各層を構成するラインの幅と間隔は、一定に保たれることが好ましく、適切なレベルで変化することも可能であるが、一定の厚さの構成ラインが方向性をもって配列されるために一定の幅と間隔を有する場合、優れた機械的強度だけでなく、十分な弾性力と可撓性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）を有する。

【0039】

図１から確認されるように、このような翼部２００は、六角形などの多角形の形状を有することが好ましいが、以後、楔部１００が垂直に形成される中心部の幅が最も長く、前記中心部の左右に対称な構造を持つことが好ましく、六角形の形状を有することが好ましいが、必ずしもこのような形状に限定されるものではない。

【0040】

その後、このような翼部２００の中心部に垂直に楔部１００がＦＤＭ方式の３Ｄプリンティング方式で形成されるが、前述した翼部２００と同じ材質で形成されることが好ましい。翼部２００の上に垂直積層される楔部１００の積層形態は、水平（０度）を基準として６０度～１２０度の範囲で傾斜した形態のラインで構成できるが、各ライン間の間隔は、２～３ｍｍであり（図３のＰ）、中間が途切れない一筆描き方式でライン間の間隔が一定に保たれるように形成される（図３参照）。

【0041】

このとき、楔部１００の一層の高さは１００～２００μｍであり、楔部の全高は３～８ｍｍの値を有することが好ましい。楔部１００の一層を構成するとき、ライン間の間隔（図３のＰ）を調節して横方向に柔軟性を制御することができるが、このとき、一方向にのみ曲げられるか或いは一方向に柔軟性を与えないために、図３に示すように、パターンＡとパターンＢとを層別に交差して積層することが好ましい。

【0042】

交差積層方式としては、図３に示したパターンＡとパターンＢを交互に積層するＡＢＡＢＡＢ形態だけでなく、ＡＡＢＢＡＡあるいはＡＡＡＢＢＢ等の形態で交差積層することも可能であり（下記の表１～３参照）、このような積層規則が維持されて６層以上が積層されることも可能であるので、表１～３のように必ずしも６層のみに限定されるものではない。

【0043】

すなわち、前記可撓性楔部１００は、複数の翼部２００の中心部の上方或いは下方に複数のラインが積層されて構成され、前記複数のラインは、突出部（┏┓）と溝部（┗┛）が交互に繰り返されて連結された構造を持つが、底面に対して鋭角を有するように傾斜したＡパターンラインと鈍角を有するように傾斜したＢパターンラインとを含むが、前記底面となす角度の大きさは、鋭角の場合には４５～９０°、鈍角の場合には１３５～９０°の範囲を有するが、実際に形成されるＡパターンとＢパターンの傾斜角度の和が１８０°となる相互対称構造を有することがさらに好ましい。

【0044】

【表1】

【0045】

【表2】

【0046】

【表3】

【0047】

このように翼部２００の中心部に垂直に形成される楔部１００に沿って切断する場合（図１の（ｉ）方向）の断面が図２（ｂ）に示されており、楔部１００を含む翼部２００の最大幅に沿って切断された（図１の（ii）方向）断面が図２（ａ）に示されている。

【0048】

図２（ａ）から確認されるように、前記可撓性楔部１００の最上端と最下端の幅は、互いに同一であり、可撓性楔部１００の中間部の幅よりは大きく形成されることが好ましい。

【0049】

これは、開頭術適用の際に、骨皮弁２と頭蓋骨１との間の空隙部分に前記楔部１００が挿入されるが、最上端の幅と最下端の幅が中間部に比べて大きいことにより、楔部が安定的に挿入されて固定できるためである。

【0050】

図４には、図２（ａ）の形態を有する本発明による開頭術用非固定型インプラント１０の楔部と翼部の断面構造を図式的に示した。前述したように、楔部の最初層と最後層の幅（図４、Ａ）は、互いに同一であり、約３～１０ｍｍの範囲が好ましい。また、楔部の中間部（図４、Ｂ）は、相対的に最も狭い幅を有するが、約２～９ｍｍの幅を有することがさらに好ましい。

【0051】

このような構造を持つ開頭術用非固定型インプラントは、高分子とリン酸カルシウム化合物とが１０：０～５：５の重量比で混合された複合材料を用いて製造できる。

【0052】

このとき、使用できる高分子は、ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、メタロセン－ＰＥ（ｍ－ＰＥ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ポリイソブチレン（ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ）、ポリ－４－メチルペンテン－１（ｐｏｌｙ－４－ｍｅｔｈｙｌｐｅｎｔｅｎｅ－１）、ポリブタジエン（ｐｏｌｙｂｕｔａｄｉｅｎｅ）、ポリイソプレン（ｐｏｌｙｉｓｏｐｒｅｎｅ）、ポリシクロオクテン（ｐｏｌｙｃｙｃｌｏｏｃｔｅｎｅ）、ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリビニルナフタレン、スチレン－ブタジエン（ＳＢ）、スチレン－ブタジエン－スチレン（ＳＢＳ）、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレン（ＳＥＢＳ）、スチレン－エチレン－プロピレン－スチレン、スチレン－イソプレン、スチレン－イソプレン－スチレン（ＳＩＳ）、スチレン－ブタジエン－アクリロニトリル（ＡＢＳ）、スチレン－アクリロニトリル－アクリレート（ＡＳＡ）、スチレン－エチレン（Ｓｔｙｒｅｎｅ－ｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリクロロプレン及びポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリブチルアクリレート（Ｐｏｌｙ－Ｂｕｔｙｌ ａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリラウリルアクリレート、ポリステアリルアセテート、ポリアクリルニトリル、ポリアクリルアミド、ポリアミド（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅｓ）、ポリアミドイミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ ｉｍｉｄｅｓ）、ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｉｍｉｄｅｓ）、ポリエステルイミド（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｉｍｉｄｅｓ）、ポリ（エーテル）ケトン（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｅｒ）ｋｅｔｏｎｅｓ）、ポリスルホン（ｐｏｌｙｓｕｌｐｈｏｎｅｓ）、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｐｈｏｎｅｓ）、ポリアリールスルホン（ｐｏｌｙａｒｙｌｓｕｌｐｈｏｎｅ）、ポリフェニレンスルフィド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｐｈｉｄｅ）、ポリベンズイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅｓ）、ポリヒダントイン（ｐｏｌｙｈｙｄａｎｔｏｉｎｓ）、テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）テレフタレート、ポリエチレンナフチレート、ポリ－１，４－ジメチロールシクロヘキサンテレフタレート、ポリヒドロキシベンゾエート、ポリヒドロキシナフタレート、ポリラクチド（ｐｏｌｙｌａｃｔｉｄｅｓ）、ポリグリコリド（ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｉｄｅｓ）、ポリカプロラクトン（ｐｏｌｙｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅｓ）、ポリアンヒドリド（ｐｏｌｙａｎｈｙｄｒｉｄｅｓ）、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ）、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ）、ポリエステルアミド（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒａｍｉｄｅｓ）、ポリオルソエステル（ｐｏｌｙｏｒｔｈｏｅｓｔｅｒｓ）、ポリジオキサノン（ｐｏｌｙｄｉｏｘａｎｏｎｅｓ）、ポリアセタール（ｐｏｌｙａｃｅｔａｌｓ）、ポリケタール（ｐｏｌｙｋｅｔａｌｓ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅｓ）、ポリオルソカーボネート（ｐｏｌｙｏｒｔｈｏｃａｒｂｏｎａｔｅｓ）、ポリホスファゼン（ｐｏｌｙｐｈｏｓｐｈａｚｅｎｅｓ）、ポリヒドロキシブチレート（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅｓ）、ポリヒドロキシバレレート（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｖａｌｅｒａｔｅｓ）、ポリアルキレンオキサレート（ｐｏｌｙａｌｋｙｌｅｎｅ ｏｘａｌａｔｅ）、ポリアルキレンサクシネート（ｐｏｌｙａｌｋｙｌｅｎｅ ｓｕｃｃｉｎａｔｅｓ）、ポリ（リンゴ酸）（ｐｏｌｙ（ｍａｌｉｃ ａｃｉｄ））、ポリ（アミノ酸）（ｐｏｌｙ（ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ））、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、ポリエチレングリコール（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）、ポリヒドロキシセルロース（ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、キチン（ｃｈｉｔｉｎｅ）、キトサン（ｃｈｉｔｏｓａｎ）、ポリ（Ｌ－乳酸）（ｐｏｌｙ（Ｌ－ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ））、ポリ（ラクチド－ｃｏ－グリコリド）（ｐｏｌｙ（ｌａｃｔｉｄｅ－ｃｏ－ｇｌｙｃｏｌｉｄｅ））、ポリ（ヒドロキシブチレート－ｃｏ－バレレート（ｐｏｌｙ（ｈｙｄｒｏｘｙｂｕｔｙｒａｔｅ－ｃｏ－ｖａｌｅｒａｔｅ））、及びこれらのコポリマー（ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ）とターポリマー（ｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒｓ）よりなる群から選択される少なくとも一つ或いは二つが使用できるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。

【0053】

また、リン酸カルシウム化合物は、天然骨とは無機成分が類似したもので、骨が伝導されて成長できるように助けることができるものであれば、特に限定されずに使用可能である。

【0054】

一例として、ヒドロキシアパタイト（Ｈｙｄｒｏｘｙａｐａｔｉｔｅ、ＨＡＰ）、炭酸アパタイト（Ｃａｒｂｏｎａｔｅｄ ａｐａｔｉｔｅ）、リン酸三カルシウム（Ｔｒｉｃａｌｃｉｕｍ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ、ＴＣＰ）、リン酸水素カルシウム（Ｃａｌｃｉｕｍ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第１リン酸カルシウム（Ｍｏｎｏｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第２リン酸カルシウム（Ｄｉｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、二水素リン酸カルシウム（Ｃａｌｃｉｕｍ ｄｉｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第３リン酸カルシウム（Ｔｒｉｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、第１０リン酸カルシウム（Ｏｃｔａｃａｌｃｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、及びピロリン酸カルシウム（Ｃａｌｃｉｕｍ ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）よりなる群から選択された少なくとも１種を使用することができる。

【0055】

選択的に、前記高分子とリン酸カルシウム化合物には、カルボキシルメチルセルロース（ｃａｒｂｏｘｙｌ ｍｅｔｈｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ヘパラン硫酸（ｈｅｐａｒａｎ ｓｕｌｆａｔｅ）、ヒアルロン酸（ｈｙａｌｕｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ）、コラーゲン（ｃｏｌｌａｇｅｎ）、デキストラン（ｄｅｘｔｒａｎ）或いはアルジネートなどの天然高分子物質が少なくとも１種さらに含まれることができ、好ましくは、前記高分子１００重量部に対して前記天然高分子物質が１００重量部以内の範囲で含まれることができる。

【0056】

また、選択的に、前記高分子とリン酸カルシウム化合物には、骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、上皮細胞成長因子（ＥＧＦ）、線維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）、転換成長因子（ＴＧＦｂｅｔａ）、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）、血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＥ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ－１）、チオレドキシン（ＴＲＸ）、幹細胞因子（ＳＣＦ）、肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）、ヒト成長ホルモン（Ｈｕｍａｎ Ｇｒｏｗｔｈ Ｈｏｒｍｏｎｅ）及びアンジオゲニン（Ａｎｇｉｏｇｅｎｉｎ）の中の少なくとも１種をさらに追加することも可能であり、好ましくは、前記高分子１００重量部に対して１．０重量部以下の範囲で含まれることができる。

【0057】

図５には、このような本発明の一実施例による開頭術用非固定型インプラント１０の構成成分、及び翼部及び楔部特有の構造的特性である柔軟性を確認するために、様々な方式で物理的な力を加えて曲げたときの様子を確認した写真が提示されている。

【0058】

物理的な力を加えたとき、破断なく柔軟に曲がることを確認することができ、様々な曲率を有する開頭術切開が行われても安定して、頭蓋骨１と分離された骨皮弁２との間に形成された隙間を埋めながらこれらを固定させることができることが分かる（翼部には追加的に別途のホールを形成して頭蓋骨と頭蓋骨皮弁（ｆｌａｐ）がねじ固定できる）。

【0059】

特に、従来のインプラントの場合、本発明の楔部に対応する中心軸が一体型の構造を持っており、機械的強度を維持しながら、同時に力を加えて一定の角度以上にインプラントを曲げることが不可能であったが（一定のレベル以上の機械的強度を有する場合、曲げ角度が増加するにつれて、もはや曲がらずに破断する）、本発明によるインプラントの場合、図１及び表１～表３から確認される特有の楔構造を持つ中心軸により、機械的強度を維持しながらも同時に柔軟性を極大化することができ、図５（ｂ）のように３６０度に曲げることができるという利点がある。

【0060】

本発明の他の実施例として、開頭術用非固定型インプラント１０の製造方法が挙げられるが、高分子とリン酸カルシウム化合物を１０：０～５：５の重量比で混合して材料を準備するステップと、前記材料を用いてＦＤＭ方式の３Ｄプリンタによって複数の翼部２００を印刷するステップと、前記複数の翼部２００の上方に前記材料を用いてＦＤＭ方式の３Ｄプリンタによって複数のラインを積層させて可撓性楔部１００を形成するステップと、を含む。

【0061】

前記複数の翼部２００は、多孔質構造を有し、一側の翼部２０１は骨皮弁２に隣接してその上に配置され、他側の翼部２０２は頭蓋骨１に隣接してその上に配置されることができるが、翼部には追加的に別途のホールを形成して頭蓋骨と頭蓋骨皮弁のそれぞれに開頭術用非固定型インプラントをねじ固定することができる。

【0062】

前記高分子とリン酸カルシウム化合物が混合された複合材料ＦＤＭ方式の３Ｄプリンタを用いて印刷するために、高分子をまず混合容器に投入した後、４０分間１６０±２０℃で溶融させ、その後、リン酸カルシウムを定量して、溶融した高分子と混合した後、約１２００ｒｐｍの速度で２分間撹拌する混合ステップを約６回繰り返し行った。

【0063】

このように製造された複合材料を３Ｄプリンタシリンジに入れた後、５００μｍのノズルを用いて吐き出した。このときの吐出温度は１２０度に維持し、吐出のための空気圧は５００ｋＰａに維持した。プリンティング速度は、積層される層ごとに異なる値を有することができるように設定されたが、約７００～１０００ｍｍ／ｍｉｎの範囲に制御した。

【0064】

このように製造された開頭術用非固定型インプラント１０の適用前（ａ）と適用後（ｂ）の写真を図６に示した。頭蓋骨１と骨皮弁（ｆｌａｐ）２との間に安定して本発明による開頭術用非固定型インプラント１０が位置して頭蓋骨１と骨皮弁２を固定していることを確認することができる。

【0065】

本発明は、上述した特定の実施例及び説明に限定されるものではなく、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば誰でも様々な変形実施が可能であり、それらの変形も本発明の保護範囲内にある。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明は、高分子素材と共に骨伝導性に優れたセラミック系複合素材及び生体材料を使用するインプラントを提供するためのものであって、三次元設計によって隙間に正確に結着され且つ使用利便性が増大した非固定型インプラント及びその製造方法を提供することができ、開頭術によって生成された欠損部が正確に結着でき、生体適合性、骨結合力、組織浸透性が向上した、３Ｄプリンタで製造された非固定型インプラント及びその製造方法を提供することができる。

【0067】

また、本発明による開頭術用非固定型インプラントは、ＰＣＬ（ポリカプロラクトン（ｐｏｌｙｃａｐｒｏｌａｃｔｏｎｅ））等の高分子を用いて製造されることにより、高い延伸特性により開頭術後に発生した曲線状欠陥にも柔軟に適用可能であり、頭蓋骨の間隙に挿入される部分は楔形構造に設計され、挿入後には間隙に別途の固定装置なしにも固定できるため、欠損部への正確な結着能力を有する効果があるので、産業上利用可能性がある。

【符号の説明】

【0068】

１ 頭蓋骨
２ 頭蓋骨皮弁（ｆｌａｐ）
１０ 開頭術用非固定型インプラント
１００ 可撓性楔部
２００ 翼部
２０１ 一側の翼部
２０２ 他側の翼部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】