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WO2024181411A1 - 注入装置、および、生体材料 - Google Patents

注入装置、および、生体材料 Download PDF

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WO2024181411A1
WO2024181411A1 PCT/JP2024/006975 JP2024006975W WO2024181411A1 WO 2024181411 A1 WO2024181411 A1 WO 2024181411A1 JP 2024006975 W JP2024006975 W JP 2024006975W WO 2024181411 A1 WO2024181411 A1 WO 2024181411A1
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WO
WIPO (PCT)
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injection device
bone
liquid
injector
hole
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/006975
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕一朗 右近
浩禎 桝田
裕和 前
雅和 八木
芳樹 澤
祐馬 岡
幸也 山脇
和也 松本
Original Assignee
国立大学法人大阪大学
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Filing date
Publication date
Application filed by 国立大学法人大阪大学 filed Critical 国立大学法人大阪大学
Publication of WO2024181411A1 publication Critical patent/WO2024181411A1/ja

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/88—Osteosynthesis instruments; Methods or means for implanting or extracting internal or external fixation devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/16—Macromolecular materials obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A61L27/18—Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds

Definitions

  • the present invention relates to an injection device and a biomaterial.
  • Fractures of the femur can occur due to a decrease in bone density in the femur caused by osteoporosis.
  • Patients who suffer from femoral fractures experience a reduced standard of living. Femoral fractures are treated, for example, by osteosynthesis or femoral head replacement.
  • the present invention aims to provide an injection device that increases bone strength.
  • an injection device includes an injector that is a cylinder having one or more holes, and the injector is inserted into a hole formed in the bone of a subject, into which a mixture of a first liquid and a second liquid that hardens when mixed with the first liquid is poured, and the mixture that has flowed in flows out of the injector through the one or more holes, thereby allowing the outflowing mixture to penetrate into the bone and harden.
  • the present invention allows the injection device to increase bone strength.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the appearance of an injection device according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a flow diagram showing a method of using the injection device according to the embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a bone before treatment with the injection device according to the embodiment.
  • 1 is an explanatory diagram showing a first example of a bone that has been treated by an injection device according to an embodiment;
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a second example of a bone that has been treated by the injection device according to the embodiment.
  • patients who have experienced a fracture of one femur are said to be at a relatively high risk of fracture of the other femur (contralateral fracture).
  • Patients who experience a contralateral fracture will find it much more difficult or even impossible to walk, leading to a much lower standard of living.
  • the present invention provides an injection device that increases bone strength.
  • An injection device that includes a syringe that is a cylinder having one or more holes, into which a mixture of a first liquid and a second liquid that hardens when mixed with the first liquid is poured while the syringe is inserted into a hole formed in the bone of a subject, and which allows the poured mixture to flow out of the syringe through the one or more holes, thereby allowing the outflowed mixture to penetrate into the bone and harden.
  • a syringe that is a cylinder having one or more holes, into which a mixture of a first liquid and a second liquid that hardens when mixed with the first liquid is poured while the syringe is inserted into a hole formed in the bone of a subject, and which allows the poured mixture to flow out of the syringe through the one or more holes, thereby allowing the outflowed mixture to penetrate into the bone and harden.
  • the injection device allows the mixture to penetrate into the bone through a hole formed in the bone and harden, so that the mixture that has hardened inside the bone functions as a relatively strong biomaterial inside the bone. This increases the strength of the subject's bones. In this way, the injection device can increase the strength of bones.
  • the one or more holes include one or more side holes located at multiple positions in the circumferential direction of the cylindrical body, or a hole located at one end of the cylindrical body other than the end into which the mixed liquid flows.
  • the mixed liquid is allowed to flow out of the injection device using one or more side holes of the cylinder or a hole located at the other end of the cylinder as an outlet for the mixed liquid, so that the mixed liquid can more easily penetrate into the bone.
  • the injection device can more easily increase the strength of the bone.
  • the injection device has a side hole that is farther from the end into which the mixed liquid flows in, with a larger diameter, so that the mixed liquid can flow out relatively uniformly from each of the multiple side holes, and the mixed liquid can be uniformly permeated around the hole. Since the external force applied to the mixed liquid flowing into the injector is smaller the farther from the end into which the mixed liquid flows in, the mixed liquid can be caused to flow out with a smaller force the farther from the end, so that the mixed liquid flowing out of each of the multiple side holes can be made uniform. In this way, the injection device can increase the strength of the bone around the target site more uniformly.
  • the injection device causes the mixed liquid to flow out from the elliptical side hole. Because the hole has an elliptical shape, the injection device can cause the mixed liquid to flow out more easily. Therefore, the injection device can increase the strength of the bone by allowing the mixed liquid to flow out more easily.
  • the injection device is inserted into the target site to form a hole, and the injection device is inserted into the hole.
  • This has the advantage that there is no need to use a device for forming the hole other than the injection device, and the procedure for using the injection device is simplified.
  • the injection device can therefore increase bone strength more easily.
  • holes can be easily formed using a hole punch suitable for forming holes. Therefore, the injection device can more easily increase the strength of the bone.
  • the injection device according to any one of (1) to (4), further comprising a mixer connected to one end of the injector into which the mixed liquid flows, the mixer being adapted to introduce the first liquid and the second liquid and to cause the mixed liquid obtained by mixing the introduced first liquid and the introduced second liquid to flow into the injector.
  • the injection device can mix the introduced solutions (i.e., the first liquid and the second liquid) using a mixer, and then have the solutions flow out of the hole using the injector.
  • the injection device can increase the strength of the bone by introducing the first liquid and the second liquid, without the need for prior work such as mixing the first liquid and the second liquid. In this way, the injection device can increase the strength of the bone more easily.
  • the injection device contributes to reducing the incidence of fractures of the other femur (i.e., contralateral fractures), thereby contributing to avoiding a decline in the standard of living of patients with contralateral fractures due to difficulty or inability to walk. In this way, the injection device contributes to avoiding a decline in the standard of living of patients with contralateral fractures by increasing bone strength.
  • the injection device contributes to reducing the incidence of fractures of the femur, vertebral body, distal end of the radius, or proximal end of the humerus in subjects diagnosed with osteoporosis, thereby contributing to avoiding a decline in the standard of living of the subjects due to fractures.
  • the injection device contributes to avoiding a decline in the standard of living of subjects diagnosed with osteoporosis by increasing bone strength.
  • the injection device can prevent the mixed liquid from penetrating and diffusing excessively into the bone, and can also prevent the mixed liquid from flowing into the blood vessels. This allows the injection device to keep the mixed liquid in the target area and properly harden the target area. Therefore, the injection device can more appropriately increase the strength of the bone.
  • a biomaterial comprising an injectable gel and a polymer of PMMA (polymethyl methacrylate) and a crosslinker.
  • the biomaterial becomes a polymer such as a double network gel (link) as a result of the polymerization of MMA inside the injectable gel, and is thought to have hard and tenacious physical properties, in other words, suitable physical properties for replacing the functions of bone.
  • MMA is said to be biotoxic in its monomeric state, but is said to be safe once it becomes a polymer.
  • the injectable gel retains the MMA in the biomaterial, which is thought to prevent leakage until the MMA forms a polymer, making it highly safe. In this way, the biomaterial can increase the strength of bone.
  • the biomaterial becomes a polymer like a double network gel (link) as a result of the polymerization of MMA inside the tetra-PEG gel as an injectable gel, and is considered to have hard and tenacious physical properties, in other words, physical properties suitable for substituting the functions of bone.
  • the tetra-PEG gel as an injectable gel retains the MMA, the biomaterial is considered to not leak until the MMA forms a polymer, making it even safer. In this way, the biomaterial can increase the strength of bone.
  • an injection device capable of increasing bone strength in the present embodiment, an injection device capable of increasing bone strength will be described.
  • the injection device can increase the bone strength of animals, and more specifically, can increase the bone strength of humans.
  • the bone whose strength is increased by the injection device is a human femur, but this is not limiting. If the bone whose strength is increased by the injection device is the other femur of a subject who has fractured one femur, this will contribute to reducing the incidence of contralateral fractures, thereby contributing to avoiding a decline in the standard of living of patients with contralateral fractures due to difficulty or inability to walk.
  • the person who uses the injection device 1 is called a user.
  • the user is, for example, a doctor.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the appearance of an injection device 1 according to this embodiment.
  • the injection device 1 increases the strength of a portion of the femur (also called the target portion) by injecting gel into the portion and hardening it.
  • the injection device 1 includes inlets 5A and 5B, a mixer 10, and an injector 20.
  • Inlets 5A and 5B are inlets into which the solutions flow.
  • the solution that flows into inlet 5A also called liquid A or first liquid
  • the solution that flows into inlet 5B also called liquid B or second liquid
  • Liquid A and liquid B flow into inlets 5A and 5B when an external force is applied.
  • Liquid A and liquid B have the property of hardening when mixed with each other.
  • Liquid A or B may contain insoluble fine particles (solids).
  • liquid A and liquid B have the property of gelling when mixed together and then hardening.
  • the gel produced by mixing liquid A and liquid B can be an injectable gel.
  • the injectable gel is injected into the body in a liquid state and gels inside the body after injection.
  • the gelling reaction may be, for example, radical polymerization, condensation polymerization, aggregation of polymers due to environmental changes, physical bonding between polymer chains, or chemical bonding between polymer chains, and is not limited to any one of these.
  • Specific examples of the gelling reaction include radical polymerization between monomer units containing polyethylene glycol, terminal cross-linking reactions of branched polyethylene glycol, gelling reactions due to micellar aggregation of Pluronic (registered trademark) F-127 due to temperature changes, or cross-linking reactions of hyaluronic acid and polyglutamic acid using an enzyme catalyst.
  • the gel produced by mixing liquid A and liquid B may be, for example, a high-strength gel, more specifically, a tetra-PEG gel (Tetra-PEG (Polyethyleneglycol) gel), a nanocomposite gel, a double network gel, or a sliding ring gel.
  • a high-strength gel more specifically, a tetra-PEG gel (Tetra-PEG (Polyethyleneglycol) gel), a nanocomposite gel, a double network gel, or a sliding ring gel.
  • Tetra-PEG Polyethyleneglycol
  • Liquid A is, for example, an MMA (methyl methacrylate) solution (containing a crosslinking agent and an accelerator) in which pre-tetra-PEG gel A has been dissolved
  • liquid B is, for example, an MMA solution (containing an initiator) in which pre-tetra-PEG gel B has been dissolved, and which contains an artificial bone material (such as HA (hydroxyapatite)).
  • liquid A and liquid B are mixed to form a tetra-PEG gel, in which MMA is polymerized.
  • a certain time e.g., about 30 seconds to 5 minutes
  • the mixed liquid gels and then hardens After a certain time (e.g., about 30 seconds to 5 minutes) has elapsed since liquid A and liquid B were mixed, the mixed liquid gels and then hardens.
  • a biomaterial containing tetra-PEG gel, PMMA (polymethyl methacrylate), and a crosslinking agent polymer is produced from liquid A and liquid B.
  • Tetra-PEG Gel alone has the characteristic of being too weak for use as a material for strengthening bones.
  • PMMA alone has already been used in clinical applications as a bone cement material for use in treating fractures, but it is said to be too hard and can cause atypical fractures.
  • the mixer 10 mixes liquid A and liquid B.
  • the mixer 10 has a tube that forms a flow path through which liquid A flowing into the inlet 5A and liquid B flowing into the inlet 5B flow and mix.
  • the mixer 10 has, for example, a static mixer structure (see Non-Patent Document 1).
  • the number of elements in the static mixer is 5 to 24, and preferably about 10 to 20.
  • the mixture of liquid A and liquid B gradually becomes more viscous as gelation progresses, making it difficult for the mixture to flow through the flow path.
  • the mixture flows through the flow path from mixer 10 to injector 20 when force is applied from inlets 5A and 5B to mixer 10 and from mixer 10 to injector 20.
  • the external force applied to liquid A and liquid B flowing into inlets 5A and 5B becomes the force that causes the mixture to flow through the flow path.
  • Mixer 10 causes the mixture of liquid A and liquid B to flow from the flow path into injector 20.
  • the material of the tube is, for example, natural rubber, silicone rubber, perfluoroelastomer (FFKM), or fluororesin (PTFE, ETFE, PFA, etc.).
  • the length of the tube is, for example, about 10 cm to 20 cm.
  • the diameter of the tube may be constant regardless of the position on the tube (for example, about 5 mm), or may vary depending on the position on the tube.
  • the injector 20 injects a mixture of liquid A and liquid B into the subject's femur.
  • the injector 20 is a cylinder with one or more holes.
  • the material of the injector 20 is, for example, stainless steel.
  • a mixture of liquid A and liquid B flows from the injector 10.
  • the mixture that flows into the injector 20 is a pre-gelled mixture (in other words, a mixture in which a cross-linking reaction or polymerization reaction has partially progressed).
  • the injector 20 causes the flowed-in mixture to flow out of the injector 20 through one or more holes.
  • the flowed-out mixture permeates the inside of the bone and hardens. The hardening of the mixture is caused by the mixture of liquid A and liquid B.
  • the injector 20 allows the mixed liquid to flow out of the injector 20 through one or more holes, thereby allowing the flowed mixed liquid to penetrate into the interior of the bone and harden. More specifically, the injector 20 allows the pre-gelled mixed liquid to flow out of the injector 20, thereby allowing the flowed mixed liquid to penetrate into the interior of the bone, gel, and then harden.
  • the mixture that hardens inside the bones contributes to increasing the strength of the bones by substituting for the function of cancellous bone inside the bones. It also helps prevent fractures and other abnormalities by maintaining the shape of the bones when external forces are applied to them.
  • the one or more holes include one or more side holes located at multiple positions in the circumferential direction of the cylinder, or a hole located at the end 25.
  • the injector 20 may have one or more side holes without having a hole at the end 25.
  • the injector 20 may have a hole at the end 25 without having a side hole.
  • the injector 20 may have one or more side holes and a hole at the end 25.
  • the hole formed in the bone at the target site may be a hole formed by inserting the injector 20 into the bone.
  • the injector 20 needs to be configured so that the tip of the injector 20 (i.e., the end 25) can be inserted into the bone (e.g., the tip of the injector 20 is sharp).
  • the hole formed in the bone at the target site may also be a hole formed by a hole puncher different from the injector 20.
  • the hole puncher may be a drill or a needle. In this case, the hole is formed in advance by the hole puncher, and then the injector 20 is inserted into the formed hole.
  • the injector 20 will be described in detail below.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the external appearance of the injector 20 according to this embodiment.
  • Side hole 22a is a side hole formed in side wall 21.
  • Side hole 22a functions as an outlet through which the mixed liquid flowing through the flow path inside side wall 21 flows out to the outside of injector 20.
  • the mixed liquid is pushed by the external force applied to liquid A and liquid B flowing into inlets 5A and 5B, and flows out of injector 20 from side hole 22a.
  • Side holes 22b, 22c, 22d, and 22e are each similar to side hole 22a.
  • the shape of the side holes 22a, etc. may be any shape, for example, circular, elliptical, or polygonal. If the side holes 22a, etc. are circular or elliptical, there is an advantage in that the outflow of the pre-gelled mixed liquid is not hindered. At least one of the side holes 22a, etc. may have an elliptical shape, or all of the side holes 22a, etc. may have an elliptical shape.
  • the diameters (widths if polygonal; same below) of the side holes 22a, etc. may be approximately the same or different.
  • the side holes 22a, etc. may have larger diameters the farther they are from the end 24.
  • the force applied to the mixed liquid in the injector 20 is an external force applied to liquid A and liquid B flowing into the inlets 5A and 5B, and is therefore smaller the farther they are from the end 24. Therefore, making the diameters of the side holes 22a, etc. larger the farther they are from the end 24 contributes to the mixed liquid penetrating the target area uniformly.
  • the multiple side holes 22a, etc. may have random diameters regardless of their positions in the injector 20.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the use state of the injection device 1 according to this embodiment.
  • FIG. 3 shows a cross section of a femur 40.
  • a hole 45 is formed in the femur 40 shown in FIG. 3, and the injector 20 is inserted into the hole 45.
  • the femur 40 has cortical bone 41 and cancellous bone 42.
  • Cortical bone 41 is bone material located on the outside of the bone and is bone tissue with a relatively high density.
  • Cancellous bone 42 is bone material located on the inside of the bone and is bone tissue with a relatively low density.
  • Cancellous bone 42 is a porous tissue made up of bone trabeculae connected in a network-like pattern.
  • the hole 45 is formed through the cortical bone 41 and the cancellous bone 42.
  • the hole 45 may be a hole formed by inserting the injector 20 into the bone, or may be a hole formed by a hole punch.
  • the mixed liquid flows out from the side holes 22a, etc. of the injector 20 while the injector 20 is inserted into the hole 45, the mixed liquid permeates into the cancellous bone 42 and remains there.
  • the depth to which the mixed liquid permeates into the cancellous bone 42 is, for example, about 3 to 10 mm.
  • the reason that the mixed liquid permeates only to a distance of 3 to 10 mm around the hole 45 inside the cancellous bone 42 is because the viscosity of the mixed liquid increases as the gelation of the mixed liquid progresses.
  • the permeation of the mixed liquid into the cancellous bone 42 may be based on capillary action.
  • the mixed liquid remaining inside the cancellous bone 42 hardens when a predetermined time has passed since the A liquid and the B liquid are mixed.
  • FIG. 4 is a flow diagram showing a method of using the injection device 1 according to this embodiment.
  • the hole 45 is a hole formed by inserting the injector 20 into the bone.
  • step S101 the user identifies a target portion of the bone whose strength is to be increased by the injection device 1. For example, the user identifies the target portion by observing the density of the femur under X-ray fluoroscopy and identifying the portion of the femur where the strength should be increased or the portion of the femur where the density has decreased.
  • step S102 the user inserts the injector 20 into the target area.
  • the injector 20 By inserting the injector 20, a hole 45 is formed in the target area, and the injector 20 is inserted into the hole 45.
  • step S103 the solutions (i.e., liquid A and liquid B) are flowed into the mixer 10, and the resulting mixture is flowed into the injector 20.
  • step S104 the mixed liquid flows out of the injector 20 into the hole 45, and the mixed liquid that flows out permeates the target area.
  • the mixed liquid that flows out gels as it permeates the target area.
  • step S105 the user removes the injector 20.
  • step S106 the mixture that has permeated the target area hardens.
  • FIGS. 5, 6, and 7 are explanatory diagrams showing examples of bones before and after treatment with the injection device 1 according to this embodiment.
  • 5, 6, and 7 show images of the target bone taken using X-rays. In the images, the darker the white color, the higher the density. Note that a PEG solution that simulates a mixture of liquids A and B is used here.
  • FIG. 5(a) shows an example of a bone before treatment with the injection device 1.
  • the target area is shown surrounded by a dashed frame.
  • the direction shown in FIG. 5 is the front.
  • FIG. 5(b) also shows a diagram 46 indicating the position of a hole 45 to be formed in the bone shown in FIG. 5(a). Note that the hole 45 has not yet been drilled in the bone shown in FIG. 5(a).
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a first example of a bone that has been treated with the injection device 1 according to this embodiment.
  • FIG. 6 shows the state in which 5 ml of solution has been injected into the target area by the injection device 1.
  • the target area shown enclosed in a dashed frame is a darker white color than in FIG. 5(a). This indicates that the solution flowing from the injector 20 into the hole 45 has penetrated into the inside of the bone (i.e., the inside of the cancellous bone).
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a second example of a bone that has been treated with the injection device 1 according to this embodiment.
  • FIG. 7 shows the state in which an additional 5 ml of solution has been injected into the target site by the injection device 1 from the state shown in FIG. 6.
  • the target area shown enclosed in a dashed frame is darker and more widespread than in FIG. 6. This indicates that the gel that has flowed out of the injector 20 into the hole 45 has penetrated a wider area inside the bone (i.e., inside the cancellous bone).
  • the injection device 1 can inject gel into a relatively wide area of the target area.
  • the technology for increasing bone strength using the injection device 1 has the following features compared to conventional treatment techniques.
  • Conventional treatment techniques include, for example, osteoporosis drug methods and localized osteopenia prophylaxis (LOEP).
  • LOEP localized osteopenia prophylaxis
  • the technique of increasing bone strength using the injection device 1 is less invasive because the drilling area required is relatively small.
  • Treatment time is short and the number of treatment sessions is small.
  • the technique for increasing bone strength using the injection device 1 requires approximately 20 minutes of treatment time.
  • the technique for increasing bone strength using the injection device 1 requires only one treatment. If the bone whose strength is increased using the injection device 1 is the other femur of a subject who has fractured one femur, then performing a procedure to increase the strength of the contralateral femur (i.e., the unfractured femur) under anesthesia during the surgery to treat the fracture will contribute to reducing the incidence of contralateral fractures.
  • the contralateral femur i.e., the unfractured femur
  • the treatment time required for local bone strengthening is approximately 75 minutes or more.
  • the surgery time required for treating femoral fractures using implants such as intramedullary nails, Hansson pins, or artificial femoral heads is approximately 30 to 60 minutes.
  • Osteoporosis drug treatments do not require surgery, but require multiple doses of medication.
  • the technique of increasing bone strength using the injection device 1 is simpler since the treatment time is relatively short and the number of treatment sessions is relatively small.
  • the drugs used in osteoporosis treatments are known to have side effects such as osteonecrosis of the jaw, carcinogenicity, or the development of atypical fractures.
  • Local bone strengthening methods are also known to cause massive bleeding associated with bone scraping and perioperative complications due to changes in hemodynamics, making them relatively unsafe.
  • the bone whose strength is increased by the injection device 1 may be the distal end of the femur, vertebral body, radius, or the proximal end of the humerus of a subject diagnosed with osteoporosis. This contributes to preventing fractures of the femur, vertebral body, distal end of the radius, or the proximal end of the humerus of a subject diagnosed with osteoporosis.
  • the present invention can be used in injection devices to increase bone strength.

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Abstract

注入装置（１）は、１以上の孔を有する筒体である注入器（２０）を備え、注入器（２０）は、対象者の骨に形成された穴に注入器（２０）が挿入された状態で、第一液と、第一液と混和されることで硬化する第二液とが混和された混和液が流入され、流入された混和液を１以上の孔から注入器（２０）の外部へ流出させることで、流出された混和液を骨の内部に浸透させて硬化させる。

Description

注入装置、および、生体材料
　本発明は、注入装置、および、生体材料に関する。
　骨粗鬆症などを原因とする大腿骨の骨密度の低下によって、大腿骨を骨折することがある。大腿骨を骨折した患者は、生活水準が低下する。大腿骨の骨折の治療は、例えば、骨接合術または人工骨頭置換術などによりなされる。
　硬化性ポリマーを用いた骨の修復によって骨折を治療する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
米国特許第８３２９２０４号明細書
株式会社ノリタケカンパニーリミテド、「スタティックミキサーとは？」、[online]、［令和５年２月２４日検索］、インターネット＜URL：https://www.noritake.co.jp/products/support/detail/13/＞
　大腿骨の骨折（初回の骨折）を経験した患者に対して、対側の大腿骨の骨折を予防する措置を行うことが想定される。従来、初回の骨折を経験した患者に対して、対側の大腿骨の骨折を予防することができる適切な装置は知られていない。
　本発明は、骨の強度を高める注入装置等を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る注入装置は、１以上の孔を有する筒体である注入器を備え、前記注入器は、対象者の骨に形成された穴に前記注入器が挿入された状態で、第一液と、前記第一液と混和されることで硬化する第二液とが混和された混和液が流入され、流入された前記混和液を前記１以上の孔から前記注入器の外部へ流出させることで、流出された前記混和液を前記骨の内部に浸透させて硬化させる注入装置である。
　本発明により、注入装置は、骨の強度を高めることができる。
実施の形態に係る注入装置の外観の例を示す説明図である。 実施の形態に係る注入器の外観の例を示す説明図である。 実施の形態に係る注入装置の使用状態の例を示す説明図である。 実施の形態に係る注入装置の使用方法を示すフロー図である。 実施の形態に係る注入装置による処理の前の骨の一例を示す説明図である。 実施の形態に係る注入装置による処理が施された骨の第一例を示す説明図である。 実施の形態に係る注入装置による処理が施された骨の第二例を示す説明図である。
　（本発明の基礎となった知見）
　本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、骨折の予防に関する技術において、以下の問題が生じることを見出した。
　従来、骨粗鬆症などを原因とする大腿骨の骨密度の低下が６０歳代以降で増加すると言われている。大腿骨を骨折した患者の約４０％が歩行困難になり、生活水準が低下する。大腿骨の骨折の治療は、例えば、骨接合術または人工骨頭置換術などによりなされる。
　また、一方の大腿骨の骨折を経験した患者は、他方（対側）の大腿骨を骨折（対側骨折）するリスクが比較的高いと言われている。対側骨折を経験した患者は、歩行がより一層困難となり、または、歩行が不可能となり、生活水準がより一層低下する。
　一方の大腿骨の骨折を経験した患者に対する薬物治療（注射治療または内服治療）がなされることがある。しかしながら、薬物治療による対側骨折の予防率は３割～５割と言われており、それほど高くないのが現状である。
　大腿骨の骨折（初回の骨折）を経験した患者に対して、対側の大腿骨の骨折を予防する措置を行うことが想定される。従来、初回の骨折を経験した患者に対して、対側の大腿骨の骨折を予防することができる適切な装置は知られていない。
　本発明は、骨の強度を高める注入装置を提供する。
　以下、本明細書の開示内容から得られる発明を例示し、その発明から得られる効果等を説明する。
　（１）１以上の孔を有する筒体である注入器を備え、前記注入器は、対象者の骨に形成された穴に前記注入器が挿入された状態で、第一液と、前記第一液と混和されることで硬化する第二液とが混和された混和液が流入され、流入された前記混和液を前記１以上の孔から前記注入器の外部へ流出させることで、流出された前記混和液を前記骨の内部に浸透させて硬化させる、注入装置。
　上記態様によれば、注入装置は、骨に形成された穴から骨の内部に混和液を浸透させて硬化させるので、骨の内部で硬化した混和液が、骨の内部で比較的強度が強い生体材料として機能する。これにより、対象者の骨の強度が高められる。このように、注入装置は、骨の強度を高めることができる。
　（２）前記１以上の孔は、前記筒体の周方向における複数の位置に位置する１以上の側孔、または、前記筒体の両端のうち前記混和液が流入する一端と異なる他端に位置する孔を含む、（１）に記載の注入装置。
　上記態様によれば、筒体の１以上の側孔、または、筒体の他端に位置する孔を混和液が流出する流出口として用いて混和液を注入装置から流出させることで、より容易に、骨の内部に浸透させる。このように、注入装置は、より容易に骨の強度を高めることができる。
　（３）前記１以上の孔は、前記筒体の軸方向における複数の位置に位置する複数の側孔であり、前記複数の側孔は、前記筒体の両端のうち前記混和液が流入する一端から遠いほど、大きな径を有する、（１）に記載の注入装置。
　上記態様によれば、注入装置は、混和液が流入する一端から遠い側孔ほど、大きな径を有するので、複数の側孔のそれぞれから比較的均一に混和液を流出させることができ、穴の周囲に均一に混和液を浸透させることができる。注入器に流入する混和液にかけられている外力は、混和液が流入する一端から遠いほど小さいので、上記一端から遠いほど小さな力で混和液を流出可能とすることで、複数の側孔それぞれが流出させる混和液を均一化させることができるからである。このように、注入装置は、対象部位の周囲の骨の強度をより均一に高めることができる。
　（４）前記複数の側孔の少なくとも１つは、楕円形状を有する、（３）に記載の注入装置。
　上記態様によれば、注入装置は、楕円形状の側孔から混和液を流出させる。孔が楕円形状を有しているので、注入装置は、混和液をより容易に流出させることができる。よって、注入装置は、より容易に混和液を流出させることで、骨の強度を高めることができる。
　（５）前記穴は、前記注入器が前記骨に穿刺されることで形成された穴である、（１）～（４）のいずれかに記載の注入装置。
　上記態様によれば、注入器が穿刺されることによって、対象部位に穴が形成されるとともに、穴に注入器が挿入された状態となる。よって、注入装置の他に、穴を形成する装置を利用する必要がなく、また、注入装置の使用手順が容易になる利点がある。よって、注入装置は、より容易に、骨の強度を高めることができる。
　（６）前記穴は、前記注入器とは異なる穴開け器が形成した穴である、（１）～（４）のいずれかに記載の注入装置。
　上記態様によれば、穴を形成することに適した穴開け器を用いて、容易に穴を形成することができる。よって、注入装置は、より容易に、骨の強度を高めることができる。
　（７）前記注入装置は、さらに、前記注入器の両端のうち前記混和液が流入する一端に接続されている混和器を備え、前記混和器は、前記第一液と前記第二液とが導入され、導入された前記第一液と前記第二液とを混和した前記混和液を前記注入器に流入させる、（１）～（４）のいずれかに記載の注入装置。
　上記態様によれば、注入装置は、導入された溶液（つまり第一液と第二液）を混和器により混和し、その後に注入器により穴から流出させることができる。よって、注入装置は、事前に第一液と第二液とを混和する等の作業を事前に必要とせずに、第一液と第二液とが導入されることにより、骨の強度を高めることができる。このように、注入装置は、より容易に、骨の強度を高めることができる。
　（８）前記骨は、一方の大腿骨を骨折した前記対象者が有する、他方の大腿骨である、（１）～（４）のいずれかに記載の注入装置。
　上記態様によれば、注入装置は、上記他方の大腿骨の骨折（つまり対側骨折）の発生率を低下させることに寄与し、これにより、対側骨折患者における歩行の困難または不可能による生活水準の低下を回避することに寄与する。このように、注入装置は、骨の強度を高めることで、対側骨折患者の生活水準の低下を回避することに寄与する。
　（９）前記骨は、骨粗鬆症と診断された前記対象者が有する、大腿骨、椎体、橈骨の遠位端または上腕骨の近位端である、（１）～（４）のいずれかに記載の注入装置。
　上記態様によれば、注入装置は、骨粗鬆症と診断された対象者が有する、大腿骨、椎体、橈骨の遠位端または上腕骨の近位端の骨折の発生率を低下させることに寄与し、これにより、対象者の骨折による生活水準の低下を回避することに寄与する。このように、注入装置は、骨の強度を高めることで、骨粗鬆症と診断された対象者の生活水準の低下を回避することに寄与する。
　（１０）前記注入器には、プレゲル化した前記混和液が流入され、プレゲル化した前記混和液を前記注入器の外部へ流出させることで、流出された前記混和液を前記骨の内部に浸透させてゲル化させた後に、硬化させる、（１）～（４）のいずれかに記載の注入装置。
　上記態様によれば、注入装置は、混和液がプレゲル化した状態であるので、混和液が骨内で過剰に浸透し拡散することを抑制することができ、また、混和液が血管内に流入することを抑制することができる。これにより、注入装置は、混和液を対象部位に留め、対象部位を適切に硬化させることができる。よって、注入装置は、より適切に、骨の強度を高めることができる。
　（１１）インジェクタブルゲルと、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）および架橋剤の重合体とを含む、生体材料。
　上記態様によれば、生体材料は、インジェクタブルゲルの内部でＭＭＡが重合されることでダブルネットワークゲル（リンク）のような重合体になり、硬くて粘り強い物性、言い換えれば、骨の機能を代替するために適切な物性を有すると考えられる。ＭＭＡは、モノマーの状態では生体毒性があると言われており、また、重合体になれば安全であると言われている。上記生体材料は、インジェクタブルゲルがＭＭＡを保持することで、ＭＭＡが重合体を形成するまで、漏出しなくなると考えられ、安全性が高い。このように、上記生体材料は、骨の強度を高めることができる。
　（１２）前記インジェクタブルゲルは、テトラペグゲルである、（１１）に記載の生体材料。
　上記態様によれば、生体材料は、インジェクタブルゲルとしてのテトラペグゲルの内部でＭＭＡが重合されることでダブルネットワークゲル（リンク）のような重合体になり、硬くて粘り強い物性、言い換えれば、骨の機能を代替するために適切な物性を有すると考えられる。上記生体材料は、インジェクタブルゲルとしてのテトラペグゲルがＭＭＡを保持することで、ＭＭＡが重合体を形成するまで、漏出しなくなると考えられ、安全性がより一層高い。このように、上記生体材料は、骨の強度を高めることができる。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
　以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
　（実施の形態）
　本実施の形態において、骨の強度を高めることができる注入装置について説明する。注入装置は、動物の骨の強度を高めることができ、具体的には、人の骨の強度を高めることができる。
　ここでは、注入装置によって強度が高められる骨が、人の大腿骨である場合を例として説明するが、これに限定されない。なお、注入装置によって強度が高められる骨が、一方の大腿骨を骨折した対象者が有する他方の大腿骨である場合、対側骨折の発生率を低下させることに寄与し、これにより、対側骨折患者における歩行の困難または不可能による生活水準の低下を回避することに寄与する。
　なお、注入装置１を使用する者をユーザという。ユーザは、例えば、医師である。
　図１は、本実施の形態に係る注入装置１の外観の例を示す説明図である。注入装置１は、大腿骨のうちの一部の部位（対象部位ともいう）にゲルを浸透させて硬化させることで、対象部位の強度を高める。
　図１に示されるように、注入装置１は、流入口５Ａおよび５Ｂと、混和器１０と、注入器２０とを備える。
　流入口５Ａおよび５Ｂは、それぞれ、溶液が流入する流入部である。流入口５Ａに流入した溶液（Ａ液または第一液ともいう）と、流入口５Ｂに流入した溶液（Ｂ液または第二液ともいう）とは、混和器１０へ流れる。なお、Ａ液およびＢ液は、外力が加えられることで流入口５Ａおよび５Ｂに流入する。
　Ａ液およびＢ液は、互いに混和することで硬化する特性を有する。Ａ液またはＢ液は、不溶性の微粒子（固体）を含んでいてもよい。
　より具体的には、Ａ液およびＢ液は、混和することでゲル化し、その後に硬化する特性を有する。Ａ液およびＢ液が混和して生成されるゲルは、インジェクタブルゲルであり得る。インジェクタブルゲルは、液体の状態で体内に注入され、その注入後に体内でゲル化する。
　ゲル化の反応は、例えば、ラジカル重合、縮合重合、環境変化に伴うポリマーの凝集、ポリマー鎖同士の物理結合、または、ポリマー鎖同士の化学結合のどれでもよく、いずれか１つに限定されることはない。ゲル化の反応は、具体的には、ポリエチレングリコールを含むモノマーユニット同士のラジカル重合、分岐型ポリエチレングリコールの末端架橋反応、温度変化によるプルロニック（登録商標）Ｆ－１２７のミセル凝集によるゲル化反応、または、酵素触媒によるヒアルロン酸とポリグルタミン酸の架橋反応が用いられ得る。
　また、Ａ液およびＢ液が混和して生成されるゲルは、例えば高強度ゲルであり、より具体的には、テトラペグゲル（Ｔｅｔｒａ－ＰＥＧ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ）ゲル）、ナノコンポジットゲル、ダブルネットワークゲルまたは環動ゲルであり得る。一般的に、ＰＥＧを高分子鎖に用いたこれらのゲルは生体適合性が高いことが知られており、硬化することで比較的強度が強い生体材料として機能する。Ａ液は、例えば、プレテトラペグゲルＡを溶解させたＭＭＡ（メタクリル酸メチル）溶液（架橋剤および促進剤を含む）であり、Ｂ液は、例えば、プレテトラペグゲルＢを溶解させたＭＭＡ溶液（開始剤を含む）であって、人工骨材料（ＨＡ（ハイドロキシアパタイト）など）を含むものである。この場合、Ａ液とＢ液とが混和することで、テトラペグゲルを形成させ、その中でＭＭＡを重合させる。Ａ液とＢ液とが混和してから所定時間（例えば３０秒～５分程度）で、混和液がゲル化し、その後、硬化する。このようにして、Ａ液とＢ液とから、テトラペグゲルと、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）および架橋剤の重合体とを含む生体材料が生成される。生成される生体材料は、骨の強度を高めることに寄与し得る。
　なお、骨強化用の生体材料として、テトラペグゲルとＰＭＭＡとから構成されるものは、知られていない。なお、テトラペグゲルは、単体では、骨強化用の材料としては強度が低いという特性を有する。また、ＰＭＭＡは、単体では、骨折治療などに用いられる骨セメントの材料として臨床応用済みであるが、硬すぎるため非定型骨折などの原因となると言われている。
　混和器１０は、Ａ液とＢ液とを混和する。混和器１０は、具体的には、流入口５Ａに流入したＡ液と、流入口５Ｂに流入したＢ液とが流れながら混和する流路を形成するチューブを有する。混和器１０は、例えばスタティックミキサー構造を有する（非特許文献１参照）。スタティックミキサーのエレメント数は、５～２４であり、１０～２０程度とすることが好ましい。
　Ａ液とＢ液とが混和した混和液は、ゲル化が徐々に進行することで粘性が徐々に高まり、流路を流れにくくなる。混和液は、流入口５Ａおよび５Ｂから混和器１０へ、また、混和器１０から注入器２０へ向かう方向に力がかけられることで、流路を混和器１０から注入器２０へ流れる。流入口５Ａおよび５Ｂに流入するＡ液およびＢ液に加えられている外力が、混和液を流路で流す力となる。混和器１０は、Ａ液とＢ液とが混和した混和液を、流路から注入器２０に流入させる。
　チューブの材質は、例えば、天然ゴム、シリコンゴム、パーフロロエラストマー（ＦＦＫＭ）、または、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＰＦＡなど）などである。チューブの長さは、例えば、１０ｃｍ～２０ｃｍ程度である。チューブの径は、チューブにおける位置によらずに一定（例えば５ｍｍ程度）であってもよいし、チューブにおける位置によって異なっていてもよい。
　注入器２０は、Ａ液とＢ液とが混和された混和液を対象者の大腿骨に注入する。注入器２０は、１以上の孔を有する筒体である。注入器２０の材質は、例えば、ステンレスである。
　注入器２０は、対象部位の骨に形成された穴に注入器２０が挿入された状態で、Ａ液とＢ液とが混和された混和液が混和器１０から流入する。注入器２０に流入する混和液は、プレゲル化した混和液（言い換えれば、部分的に架橋反応もしくは重合反応などが進行した混和液）である。注入器２０は、流入された混和液を１以上の孔から注入器２０の外部へ流出させる。流出された混和液は、骨の内部に浸透し、硬化する。混和液の硬化は、Ａ液とＢ液とが混和したことに起因する硬化である。
　言い換えれば、注入器２０は、混和液を１以上の孔から注入器２０の外部へ流出させることで、流出された混和液を骨の内部に浸透させて硬化させる。より詳細には、注入器２０は、プレゲル化した混和液を注入器２０の外部へ流出させることで、流出された混和液を骨の内部に浸透させてゲル化させた後に、硬化させる。
　骨の内部で硬化した混和液は、骨の内部で海綿骨の機能を代替することで骨の強度を高めることに寄与する。そして、骨に外力が加わった際にその形状を維持することで、骨折その他の異常が生ずることを抑制することに寄与する。
　ここで、１以上の孔は、筒体の周方向における複数の位置に位置する１以上の側孔、または、端部２５に位置する孔を含む。言い換えれば、注入器２０は、端部２５に孔を有することなく、１以上の側孔を有してもよい。また、注入器２０は、側孔を有することなく、端部２５に孔を有してもよい。また、注入器２０は、１以上の側孔を有するとともに、端部２５に孔を有してもよい。
　対象部位の骨に形成された穴は、注入器２０が骨に穿刺されることで形成された穴であってもよい。この場合、注入器２０は、注入器２０の先端（つまり端部２５）が骨に穿刺されることが可能であるように構成されている（例えば、注入器２０の先端が先鋭である）ことを要する。
　また、対象部位の骨に形成された穴は、注入器２０とは異なる穴開け器が形成した穴であってもよい。穴開け器は、ドリルまたは針などであり得る。この場合、事前に穴開け器によって穴が形成され、その後に、形成された穴に注入器２０が挿入される。
　以降において、注入器２０について詳細に説明する。
　図２は、本実施の形態に係る注入器２０の外観の例を示す説明図である。
　図２に示される注入器２０は、側壁２１と、複数の側孔２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄおよび２２ｅ等（側孔２２ａ等ともいう）とを有する。複数の側孔２２ａ等は、注入器２０の軸方向における複数の位置に位置する複数の側孔に相当する。図２に示される注入器２０の両端のうち、端部２４は、混和器１０に接続されており、端部２５は、閉じている。
　側壁２１は、内部に、混和器１０から流入した混和液が流れる流路を形成している。
　側孔２２ａは、側壁２１に形成された側孔である。側孔２２ａは、側壁２１の内部の流路を流れる混和液が注入器２０の外部へ流出する流出口として機能する。混和液は、流入口５Ａおよび５Ｂに流入するＡ液およびＢ液に加えられている外力によって押されて、側孔２２ａから注入器２０の外部へ流出する。
　側孔２２ｂ、２２ｃ、２２ｄおよび２２ｅ等は、それぞれ、側孔２２ａと同様の側孔である。
　複数の側孔２２ａ等の形状は、任意の形状であってよく、例えば、円形、楕円形または多角形であり得る。複数の側孔２２ａ等の形状が円形または楕円形であると、プレゲル化した混和液の流出を妨げない利点がある。複数の側孔２２ａ等の少なくとも１つは、楕円形状を有していてもよく、複数の側孔２２ａ等の全部が楕円形状を有していてもよい。
　また、複数の側孔２２ａ等の径（多角形である場合には幅、以下同様）は、略同一であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、複数の側孔２２ａ等は、端部２４から遠いほど大きな径を有してもよい。注入器２０内の混和液にかけられている力は、流入口５Ａおよび５Ｂに流入するＡ液およびＢ液に加えられている外力であるので、端部２４から遠いほど小さい。そこで、複数の側孔２２ａ等の径を、端部２４から遠いほど大きくすることで、対象部位に均一に混和液を浸透させることに寄与する。
　なお、複数の側孔２２ａ等は、注入器２０における位置によらずに、ランダムな径を有してもよい。
　図３は、本実施の形態に係る注入装置１の使用状態の例を示す説明図である。
　図３には、大腿骨４０の断面が示されている。図３に示される大腿骨４０には、穴４５が形成されており、注入器２０が、穴４５に挿入された状態になっている。
　大腿骨４０は、皮質骨４１と、海綿骨４２とを有する。皮質骨４１は、骨の外側に位置する骨質であり、密度が比較的高い骨組織である。海綿骨４２は、骨の内側に位置する骨質であり、密度が比較的低い骨組織である。海綿骨４２は、骨梁が網目のように連なって構成された、多孔質の組織である。
　穴４５は、皮質骨４１および海綿骨４２を貫いて形成されている。穴４５は、上述のとおり、注入器２０が骨に穿刺されることで形成された穴であってもよいし、穴開け器が形成した穴であってもよい。
　注入器２０が穴４５に挿入された状態で、注入器２０の側孔２２ａ等から混和液が流出すると、流出した混和液は、海綿骨４２の内部に浸透し、海綿骨４２の内部に留まる。混和液が海綿骨４２の内部に浸透する深さは、例えば３～１０ｍｍ程度である。混和液が海綿骨４２の内部において穴４５の周囲３～１０ｍｍの距離までしか浸透しない理由は、混和液のゲル化が進行していることにより粘性が上昇しているからである。混和液の海綿骨４２への浸透は、毛細管現象に基づくものであり得る。そして、海綿骨４２の内部に留まっている混和液は、Ａ液とＢ液とが混和してから所定時間が経過すると硬化する。
　図４は、本実施の形態に係る注入装置１の使用方法を示すフロー図である。ここでは、穴４５が、注入器２０が骨に穿刺されることで形成された穴である場合を例として説明する。
　ステップＳ１０１において、ユーザが、注入装置１によって強度を高める骨の対象部位を同定する。ユーザは、例えば、Ｘ線透視下において大腿骨の密度を観察しながら、大腿骨の強度を高めるべき部位、または、大腿骨の密度が低下している部位を同定することで、対象部位を同定する。
　ステップＳ１０２において、ユーザが対象部位に注入器２０を穿刺する。注入器２０が穿刺されることによって、対象部位に穴４５が形成されるとともに、穴４５に注入器２０が挿入された状態となる。
　ステップＳ１０３において、溶液（つまりＡ液およびＢ液）が混和器１０に流入され、その溶液が混和した混和液が注入器２０に流入される。
　ステップＳ１０４において、注入器２０から混和液が穴４５内に流出し、流出した混和液が対象部位へ浸透する。流出した混和液は、対象部位に浸透しながらゲル化する。
　ステップＳ１０５において、ユーザが注入器２０を抜去する。
　ステップＳ１０６において、対象部位に浸透した混和液が硬化する。
　図４に示される一連の使用方法により、対象部位の内部にゲルを浸透させて硬化させることで、大腿骨の対象部位の強度を高めることができる。
　以降において、注入装置１による処理の前後の骨の例を説明する。
　図５、図６および図７は、本実施の形態に係る注入装置１による処理の前後の骨の例を示す説明図である。図５、図６および図７には、Ｘ線を用いて対象の骨が撮影された画像が示されている。上記画像において、濃い白色ほど、密度が高いことを示している。なお、ここでは、Ａ液とＢ液とが混和した混和液を模擬したＰＥＧ溶液が用いられている。
　図５の（ａ）には、注入装置１による処理の前の骨の一例が示されている。図５において、対象部位が破線の枠で囲まれて示されている。なお、図５に示される向きを正面とする。
　また、図５の（ｂ）には、図５の（ａ）に示される骨に形成される穴４５の位置を示す図形４６が示されている。なお、図５の（ａ）に示される骨には、穴４５は、まだ開けられていない。
　図６は、本実施の形態に係る注入装置１による処理が施された骨の第一例を示す説明図である。図６は、注入装置１により、対象部位に５ｍｌの溶液が注入された状態が示されている。
　図６において、破線枠で囲まれて示されている対象部位は、図５の（ａ）と比較して白色が濃くなっている。これは、注入器２０から穴４５に流出した溶液が、骨の内部（すなわち、海綿骨の内部）に浸透していることを示している。
　図７は、本実施の形態に係る注入装置１による処理が施された骨の第二例を示す説明図である。図７は、注入装置１により対象部位に、図６の状態からさらに５ｍｌの溶液が注入された状態が示されている。
　図７において、破線枠で囲まれて示されている対象部位は、図６と比較して白色がさらに濃くなり、さらに広範囲に広がっている。これは、注入器２０から穴４５に流出したゲルが、骨の内部（すなわち海綿骨の内部）のより広い範囲に浸透していることを示している。
　このように、注入装置１により対象部位の比較的広い範囲にゲルを浸透させることができることが確認される。
　注入装置１により骨の強度を高める技術は、従来の治療技術と比較して下記の特徴を有する。従来の治療技術には、例えば、骨粗鬆症薬による方法および局所骨強化法（ＬＯＥＰ）がある。
　（１）侵襲性が低い
　注入装置１により骨の強度を高める技術では、穴４５の形成のためにドリリングが必要であるが、そのドリリングの面積は、比較的小さい。
　これに対して、局所骨強化法では、インプラントの注入のためになされるドリリングの面積が比較的大きい。
　このように、注入装置１により骨の強度を高める技術では、必要なドリリングの面積が比較的小さいことにより、侵襲性が低い。
　（２）施術時間が短い、治療回数が少ない。
　注入装置１により骨の強度を高める技術に必要な施術時間は、２０分程度である。また、注入装置１により骨の強度を高める技術において必要な治療回数は、１回である。なお、注入装置１によって強度が高められる骨が、一方の大腿骨を骨折した対象者が有する他方の大腿骨である場合には、その骨折を治療する手術の時間内に、その手術における麻酔下で対側の大腿骨（つまり、未骨折の大腿骨）の強度を高める処置を施すことで、対側骨折の発生率を低下させることに寄与する。
　これに対して、局所骨強化法で必要な施術時間は、７５分程度以上である。また、髄内釘、ハンソンピンまたは人工骨頭などのインプラントを用いた大腿骨骨折治療の手術時間は３０～６０分程度である。
　骨粗鬆症薬による方法では、施術は不要であるが、薬物を複数回服用する必要がある。
　このように、注入装置１により骨の強度を高める技術では、施術時間が比較的短く、また、治療回数が比較的少ないことにより、より簡便である。
　（３）安全性が高い
　注入装置１により骨の強度を高める技術では、生体適合性が高いことが知られている高強度ゲルが用いられ得る。
　これに対して、骨粗鬆症薬による方法で用いられる薬物は、顎骨壊死、発がん性または非定型骨折の発生といった副作用があることが知られている。また、局所骨強化法では、骨掻爬に伴う大量出血、循環動態変化による周術期合併症があることが知られており、安全性が比較的低い。
　このように、注入装置１により骨の強度を高める技術では、安全性が比較的高い。
　なお、注入装置１によって強度が高められる骨は、骨粗鬆症と診断された対象者が有する、大腿骨、椎体、橈骨の遠位端または上腕骨の近位端であってもよい。これにより、骨粗鬆症と診断された対象者の、大腿骨、椎体、橈骨の遠位端または上腕骨の近位端の骨折を未然に防ぐことに寄与する。
　以上、本発明の注入装置等について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
　本発明は、骨の強度を高める注入装置に利用可能である。
　１、１Ａ　　注入装置
　５Ａ、５Ｂ　　流入口
　１０、１０Ａ　　混和器
　１１、１２、１３、１４　　部分
　２０　　注入器
　２１　　側壁
　２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ　　側孔
　２４、２５　　端部
　４０　　大腿骨
　４１　　皮質骨
　４２　　海綿骨
　４５　　穴
　４６　　図形

Claims (12)

  1. 　１以上の孔を有する筒体である注入器を備え、
    　前記注入器は、
    　対象者の骨に形成された穴に前記注入器が挿入された状態で、第一液と、前記第一液と混和されることで硬化する第二液とが混和された混和液が流入され、
    　流入された前記混和液を前記１以上の孔から前記注入器の外部へ流出させることで、流出された前記混和液を前記骨の内部に浸透させて硬化させる
    　注入装置。
  2. 　前記１以上の孔は、
    　前記筒体の周方向における複数の位置に位置する１以上の側孔、または、
    　前記筒体の両端のうち前記混和液が流入する一端と異なる他端に位置する孔を含む
    　請求項１に記載の注入装置。
  3. 　前記１以上の孔は、前記筒体の軸方向における複数の位置に位置する複数の側孔であり、
    　前記複数の側孔は、前記筒体の両端のうち前記混和液が流入する一端から遠いほど、大きな径を有する
    　請求項１に記載の注入装置。
  4. 　前記複数の側孔の少なくとも１つは、楕円形状を有する
    　請求項３に記載の注入装置。
  5. 　前記穴は、前記注入器が前記骨に穿刺されることで形成された穴である
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の注入装置。
  6. 　前記穴は、前記注入器とは異なる穴開け器が形成した穴である
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の注入装置。
  7. 　前記注入装置は、さらに、
    　前記注入器の両端のうち前記混和液が流入する一端に接続されている混和器を備え、
    　前記混和器は、前記第一液と前記第二液とが導入され、導入された前記第一液と前記第二液とを混和した前記混和液を前記注入器に流入させる
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の注入装置。
  8. 　前記骨は、一方の大腿骨を骨折した前記対象者が有する、他方の大腿骨である
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の注入装置。
  9. 　前記骨は、骨粗鬆症と診断された前記対象者が有する、大腿骨、椎体、橈骨の遠位端または上腕骨の近位端である
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の注入装置。
  10. 　前記注入器には、プレゲル化した前記混和液が流入され、
    　プレゲル化した前記混和液を前記注入器の外部へ流出させることで、流出された前記混和液を前記骨の内部に浸透させてゲル化させた後に、硬化させる
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の注入装置。
  11. 　インジェクタブルゲルと、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）および架橋剤の重合体とを含む、生体材料。
  12. 　前記インジェクタブルゲルは、テトラペグゲルである
    　請求項１１に記載の生体材料。
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