AT399096B - Element zur implantation in knochengewebe - Google Patents

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Description

AT 399 096 B
Die Erfindung betrifft ein Element zur Implantation in Knochengewebe, welches Element aus einem biologisch verträglichen Material besteht und ein Auftreten von unerwünschten elektrischen Potentialdifferenzen und galvanischen Strömen im Implantationsbereich verhindert, wobei das Element eine strukturierte, mit Vertiefungen versehene, dem Gewebe im Implantationsbereich eines Patienten zwecks Einwachsen zuzuwendende Oberfläche aufweist, die auch zum Bilden zumindest eines Depots wenigstens eines für den Anheilungsprozeß des Knochengewebes am Element günstigen Mittels vorgesehen ist.
Es ist bereits bekannt, daß es durch die Fortschritte in den Operationstechniken und durch geeignete Gestaltung von künstlichen Implantaten möglich ist, eine vollständigere und permanente Integration des Implantates im umliegenden Gewebe zu erzielen.
Es ist von größter Bedeutung, daß Verbesserungen möglich sind, um eine hohe Rate erfolgreicher Operationen unter Wiederherstellung der biologischen Funktion zu erlangen, sodaß eine zweite Operation mit den entsprechenden Traumafolgen, sowohl physiologischer als auch psychologischer Natur, vermieden werden kann.
Die schwedische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 408 013 unterstreicht, wie wichtig es ist, die darin beschriebenen Trägerelemente bzw. Implantate so zu gestalten, daß eine rasche Wiederherstellung der Blutzirkulation rund um und durch die Trägermittel erreicht wird. Das bedarf einer beträchtlich erhöhten Zufuhr von biologischen Medien mit rekonstruktiver Wirkung. Aufgrund gesteigerter Zellbildung und schnellerer Mineralisierung von einwachsendem Gewebe wird so die Heilungszeit verkürzt. Beträchtlich verbesserte klinische Ergebnisse und eine verkürzte Hospitalisierungszeit werden dadurch erzielt.
Um dieses gewünschte Ergebnis zu erreichen, ist es von äußerster Wichtigkeit, daß die Prothese bzw. das Verbindungsmaterial als integrierbarer Teil des biophysiologischen Milieus ausgebildet wird und daß dieses Material in einem biologisch, physikalisch und biochemisch optimalen Verhältnis zum Knochengewebe steht, was in den meisten Fälles aus Ca2+-, PO43-- und C03z--lonen mit Spuren anderer ionisierter, im Plasma oder Knochenapatit natürlich auftretender Substanzen besteht.
In der Fachwelt ist man zur Auffassung gelangt, daß akzeptable Implantationen mit einem Verfahren erzielt werden, wie es beispielsweise von Wheeler et al. in Biomet., Med. Dev. Art. Org., 1(2), 337-348 (1973) und von Karagianes in Biomet., Med. Dev. Art. Org., 1(1), 171-181 (1973) beschrieben wird. Die aufgezeichneten Experimente umfassen mehrere Jahre Erfahrung mit Affen. Die Ergebnisse von Versuchen bei Tieren sollen jedoch äußerst vorsichtig interpretiert werden, da erhebliche Unterschiede zwischen der physikalisch-biophysiologischen Situation vom Menschen und anderen Arten sogar innerhalb der Gruppe der Primaten bestehen. Gemäß einer Interpretation von Wheeler et al. und Karagianes sind ihre guten Ergebnisse auf die Verwendung von titanlegierten zylindrischen Einpflanzteilen zurückzuführen, welche auf verschiedene Weise mit einer Porengröße, die innerhalb der Größenordnung von 275-650 um variiert, hergestellt werden. Die Theorie des Verfahrens besteht darin, daß die eingepflanzten Zylinder einen größeren Durchmesser haben als die für sie in den Knochen des Kiefers von Labortieren gebohrten zylindrischen Vertiefungen und unter Anwendung von mechanischem Druck eingesetzt werden. Die Implantation solcher Trägerelemente scheint jedoch nicht ein optimales und permanentes Einwachsen zu gewährleisten.
Aus der DE-B-22 42 867 ist es bekannt, Implantationswerkstoffe mit Porenstruktur zu verwenden, wobei für die Ausbildung von regulärem Knochengewebe in den Porenräumen ein minimaler Porendurchmesser von z.B. 150 um für erforderlich angesehen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Element der eingangs angeführten Art zu schaffen, das verbesserte Eigenschaften hinsichtlich seiner Annahme, insbesondere seiner Haltbarkeit bzw. seinem Einwachsen, aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Vertiefungen eine Mondoberflächenstruktur ergebende Mikrovertiefungen mit einem Durchmesser von 10 nm bis 1000 nm, vorzugsweise 10 nm bis 300 nm, vorliegen.
Eine Analyse von Kiefereinpflanzungen in homo hat unerwarteter Weise gezeigt, daß die erzielten Operationsergebnisse merklich verbessert werden, wenn die Größe der Mikrovertiefungen an die Größenordnung des Zelldurchmessers im umliegenden Gewebe bzw. an einige Vielfache davon herankommt. Die normale, hier in Betracht kommende Zellgröße liegt im Bereich von 1000 nm. Das biooptimale Ergebnis wird jedoch erzielt, wenn der Durchmesser der Mikrovertiefungen innerhalb des Bereiches von 10 bis 300 nm gewählt wird, was erheblich kleiner als der Zelldurchmesser ist. Material, das für Prothesen und Verbindungselemente verwendet werden kann, sollte daher eine mit derart kleinen Mikrovertiefungen versehene Oberfläche haben. Die Oberfläche zwischen lebenden, einwachsenden Zellen und Zellfortsätzen soll im Verlauf des Mineralisierungsprozesses, zusammen mit dem gefurchten Material und den Laminaten mit Collagenfibrillen, eine solch feste und ausgedehnte Grenzzone zu den Verbindungselementen bilden, 2
AT 399 096 B daß dadurch eine verstärkte und unlösbare Verankerung im lebenden Knochengewebe erzielt wird. So wird eine Lösung des Implantates aus der Grenzzone unmöglich. Bei Experimenten wurde gefunden, daß ein Bruch von den gebildeten Grenzzonen entfernt stattfindet.
Das Material für die Verbindungselemente sollte somit vorzugsweise eine Oberflächenstruktur aufweisen, bei der der Durchmesser der Vertiefungen 10 bis 1000 nm betragen sollte, wobei die Obergrenze von 1000 nm dem Zellendurchmesser entspricht, oder noch bevorzugter 10 bis 300 nm, wobei die Obergrenze von 300 nm der Querdimension der Gewebezellenfortsätze und einer Knochengewebefibrille entspricht.
Die mineralisierten Bestandteile des Knochengewebes sind insbesondere Hydroxyapatit mit einer Zusammensetzung von Caio(P04.)6(OH)2. Diese allgemeine Formel für die kleinste übereinstimmende Moleküleinheit entspricht einer Einheitslänge von etwa 5 bis 20 nm. Die mineralisierten Teile des Knochengewebes enthalten auch eine gewisse Menge an Mg2+, Na+ und K+ sowie CO32", CI“, F" und Zitronensäure. Vom mineralogischen Standpunkt aus betrachtet, bestätigt das die guten Erfahrungen bei der Operation von Implantaten mit einem Durchmesser der Vertiefungen von 10 bis 300 nm.
Die P-Atome in PO*3" sind tetraedrisch angeordnet und bilden ein dreidimensionales, deformiertes Gitter, in welchem die PO*3"-lonen zu einem Großteil durch Wasserstoffbrückenbindungen mit dem umgebenden Material mineralisierten und lebenden Gewebes, bestehend aus Proteinen und anderen Membransubstanzen, wie Kohlehydrate, oder Fettsubstanzen, verbunden sind.
Die Obergrenze (von der gleichen Größenordnung wie der Zelldurchmesser) und die niedrigere, sogar optimalere Vertiefungsdurchmessergrenze entspricht den Ausmaßen der Zellfortsätze und Knochengewebs-fibrillen mit den obigen Mineralkomponenten.
Die Bildung von neuem Knochengewebe findet von der Oberfläche des Knochengewebes her durch das lebende Zellsystem statt, wobei die interzelluläre Matrix aus Collagenfasern und anorganischen Komponenten besteht.
Die anorganischen Komponenten im resultierenden Knochen machen 2/3 seines Gewichts aus. Davon macht Kalziumphosphat 85 % aus und Kalziumcarbonat etwa 10 % aus. Die Collagenfasern tragen stark zur Festigkeit und Elastizität des Knochengewebes bei. Alle Knochenzellen sind vom selben Grundtyp und machen, entsprechend dem Mineralisierungsausmaß, Veränderungen von Osteoblasten über Osteocyten zu Osteoklasten durch. Osteoklasten variieren in ihrer Erscheinung von quaderförmiger bis pyramidenförmiger Gestalt und sind in kontinuierlichen Schichten orientiert. Das Zellplasma ist gekennzeichnet durch die Gegenwart von Ribonukleoprotein, welches Proteinkomponenten für die Knochenmatrix synthetisiert. Die Osteoblasten enthalten das Enzym alkalische Phosphatase, welches nicht nur die Matrix bildet, sondern auch für den Mineralisierungsprozeß verantwortlich ist. Die Osteoblasten werden dadurch in Osteocyten, nämlich voll entwickelte Knochenzellen, im Rahmen der Knochenmatrix übergeführt. Das Zellplasma der Osteoblasten enthält Fett, eine gewisse Menge an Glykogen und feine Körnchen. Ein direkter Kontakt zwischen benachbarten Osteoblasten erfolgt während des Knochenbildungsprozesses. Der Prozeß konserviert ein hochentwickeltes Kanalsystem für den Austausch von Metaboliten zwischen den Knochenzellen und dem Gefäßbett (dem Blutkreislauf).
Die Osteoklasten sind ein Knochenzelltyp mit stark unterschiedlichen Größen, welcher in der Knochenoberfläche gefunden werden kann und aus sogenannten Zellhaufen, Riesenzellen mit mehreren Kernen, bestehen. Das umliegende Knochengewebe erscheint oft, als wäre es teilweise entmineralisiert, und es wird daher angenommen, daß dieser Zelltypus eine Phase in der Knochenresorption während der Wiederaufbauphase darstellt.
In der Knochenmatrix werden die Osteocollagenfasern mittels einer im wesentlichen aus Mucopolysac-chariden (Chondroitinsulfat) bestehenden Zementsubstanz zusammengehalten. Die Mineralsubstanzen des Knochens sind in ihrem Vorkommen ausschließlich auf den Zement zwischen den Fasern beschränkt und bestehen im wesentlichen aus Kalziumphosphatkristallen des Hydroxyapatitkristalltyps in Form von hochdichten Teilchen, die senkrecht zu den Osteocollagenfasern angeordnet sind. Die Knochenmatrix ist in Laminatform angeordnet, wobei die Plättchen eine Dicke von 3 bis 7 u.m haben. Die Collagenfasern haben Querrillen in einem wiederkehrenden Abstand von 68 nm zwischen den Fasern. Das bestätigt die Richtigkeit der Anwendung des Materialsubstituts, welches als Trägerelement oder Ersatz für verletztes Gewebe auszuwähien ist.
Die angewendeten mechanischen bzw. metallurgischen Produktionsverfahren sollten derart sein, daß sowohl die Anzahl an Mikrovertiefungen als auch ihr Durchmesser im verwendeten Material sogar eine noch größere Gesamteinwachsoberfläche zwischen Implantat und neu geformtem Gewebe ergeben. Es wurde auch als vorteilhaft befunden, das Implantat mit großen Durchlöcherungen zu versehen, damit das Knochengewebe durchwachsen kann.
Weiters sollen die Verbindungselemente aus einem Material hergestellt werden, welches nicht zu unerwünschten Unterschieden im elektrischen Potential oder zu galvanischen Strömen in der Implantations- 3
AT 399 096 B gegend führen kann. Es wurde gefunden, daß bestimmte Materialien, wie Titan, Titanlegierungen, keramisches Material oder mit keramischem Material bedecktes Metall eine akzeptable biologische Integration gewährleisten.
Von den verschiedenen Materialien, die als Ausgangsmaterialien für optimal integrierbare Verbindungselemente gewählt werden können, wird angenommen, daß Titan wegen seiner Nähe zu Ca im Periodensystem und wegen seiner chemischen Trägheit ein äußerst geeignetes Basismaterial sowohl als Befestigungselement und Prothese als auch als Ersatz für weiches Gewebe darstellt. Experimente haben gezeigt, daß kein Titan aus unlegiertem, in verschiedene Gewebetypen operativ eingepflanztem Titan in das umliegende Gewebe eingedrungen ist.
Das für Osteointegration zu verwendende Titanmaterial sollte vorzugsweise vollkommen unlegiert sein, zumindest in der Grenzzone zwischen lebendem Gewebe und implantiertem Titan.
Die Bedeutung der Oberflächenstruktur des Titanmaterials wurde oben hervorgehoben, und bei Titan wird die Oberflächenstruktur durch Einkerben der Oberfläche mit einer Schneidgeschwindigkeit von weniger als 20 m/min unter Luftoder Sauerstoffgaskühlung oder stabilisierter Wasserstoffsuperoxidkühlung bewirkt. Die Schneidgeschwindigkeit wird niedrig gehalten, um dem Prozeß genügend Zeit für die Oxidation des Arbeitsstücks zu geben. Die Oxidation umfaßt die Bildung von Titanoxiden, die wegen ihrer mineralogischen Eigenschaften die Bildung einer biologisch geeigneten Oberflächenstruktur von Mikrovertiefungen (Mondoberflächentyps) fördern.
Selbstverständlich kann die Oberfläche auch auf andere Weise erzeugt werden, wie durch Sintern oder Metallaufdampfung unter Inertgas. Die wirtschaftlichste Methode scheint jedoch die Herstellung mit einem Schneidwerkzeug zu sein. Die Oberfläche kann auch nur mit anderen negativ geladenen Ionen, wie Phosphaten (Phosphatieren), Phosphaten + O2 und anderen Kombinationen mit kleinen Sulfat-, Fluorid-, Chloridmengen und einer gewissen basischen Karbonisierung, keramisiert werden.
Bei Lagerung nimmt Titan (und auch niedriglegiertes Titan nach Bearbeitung) rasch eine oxidierte Oberfläche an, die einer kristallisierten Oberfläche von Rutil, Ti02, gleichkommt, worauf der Sauerstoffgehalt des Titans von der Oberflächenschicht nach innen zu sinkt, bis der Sauerstoffgehalt einen Wert von Null erreicht.
Der deformierte Knochenapatit tendiert zur Bildung von starken Bindungen über seine monoklin und tetraedrisch (hexagonal) facettierte Struktur mit dem feinporigen Rutilüberzug des Titanmaterials, da das kubische Gitter des Rutils und das hexagonale Gitter des Knochenapatits hervorragend zusammenpassen.
Es ist von größter Bedeutung, daß dem Heilungsprozeß die besten Möglichkeiten hinsichtlich a) des zugeführten Substrats, b) der Enzymaktivität und c) der Mineralisierung geboten werden.
Das wird dadurch erreicht, daß das Trägerelement bzw. Verbindungselement sowie das Prothesenmaterial mit entsprechend lokalisierten resorbierbaren Depots in Furchen, eingedrückten Vertiefungen oder in der aufgebrachten Oberflächenschicht versehen wird. Eine Kombination dieser Alternativen kann selbstverständlich auch angewendet werden. Zwischen den als Proto-collagenfasern bekannten Fasern, die als monomolekulares Konglomerat gesehen werden können, besteht ein Spalt von 40 nm vom Ende einer Faser bis zum Beginn der nächsten Faser. Das gesamte Collagenkonglomerat besteht aus drei Collagenfäden, die jeweils eine dreifache Helix von osteotropen Collagenfasern ausweisen.
Vorherrschende Aminosäuren in den Peptidketten des Collagens, die schwer löslich sind, sind Glycin zu etwa 30 % und Prolin. Eine solche Peptidkette enthält Prolin, das häufig mit Glycin über eine Peptidkette verbunden ist. Das Prolin wird mit Protocoilagenhydroxylase in einer 4-Stellung hydroxyliert. Vitamin C wird zur Beschleunigung des Prozesses benötigt. Durch einen korrespondierenden Mechanismus wird etwas vom niedrigeren Lysingehalt des Collagens in Hydroxylysin umgewandelt. Die Hydroxygruppe dieser Aminosäure wird durch eine kovalente Bindung mit den Disacchariden Galactose und Glucose verbunden. Der beschriebene "Faserspalt" bildet das Zentrum für die Mineralisierung des Knochengewebes.
Die experimentelle Erfahrung bestätigt die Notwendigkeit einer solchen mit Mikrovertiefungen versehenen Oberfläche auf dem Knochenersatzmaterial, wobei der Vertiefungsdurchmesser so klein sein soll, daß dreidimensionale Ablagerungspunkte für a) terminale Collagenfasergruppen, b) Kohlehydratgruppen des Collagens und c) Collagenfasern mit Knochenmineralien gebildet werden können, während gleichzeitig kovalente Bindungen und intermolekulare Bindekräfte in einem Netz bzw. Raummuster entstehen, welches so eng wie möglich ist (5 bis 500 nm). Die Voraussetzungen für eine dauerhafte Bindung zwischen lebendem Gewebe und einem Ersatz für lebendes Gewebe beruhen auf dem entsprechenden Wissen, das über das Collagenfasersystem der verschiedenen Gewebetypen mit darüber verteilten, auf die biologische Funktion jedes Gewebes spezialisierten Mineralien gesammelt wurde.
Aus obigem geht klar hervor, welche biologischen Erfordernisse in Hinblick auf die Errichtung einer Grenzzone zwischen lebendem Gewebe und Implantat, welches so fest wie möglich verankert ist, erfüllt werden müssen. 4
AT 399 096 B
Nach vielen Jahren experimenteller Arbeit wurden starke Verbindungen mit auf verschiedene Weise hergestellten Materialien erzielt, wobei die Oberfläche des Verbindungselement durch Riefelung und Gewindebohrung desselben so gestaltet ist, daß ein verstärkter Oberfiächenkontakt besteht.
Durch sorgfältiges Gewindebohren am Befestigungsmaterial wird eine gesunde und kräftige Knochenoberfläche mit exakter anatomischer Haftungsübereinstimmung mit der Implantatoberfläche erhalten, was eine kontrollierte Verdichtung des Knochengewebes liefert. Die Erfahrung zeigt, daß ein sorgfältiges Gewindeschneiden an Bohrlöchern im Knochengewebe und am korrespondierenden Implantat unter Verwendung von Schneidwerkzeugen aus Titan, die mit geringer Drehzahl arbeiten, die beste Dichtung und eine weitaus optimierte und erhöhte Haftung und Heilungsoberfläche zwischen dem Implantat und dem für die Operation vorbereiteten lebenden Gewebe liefert, ohne Schnitte im Gewebe zu verursachen, beispielsweise durch Metallteilchen, die von anderen, schneller arbeitenden Werkzeugen verursacht werden könnten.
Die schwedishe Patentanmeldung mit der Veröffentiichungsnummer 408 013 beschreibt eine Ausführungsform der Prothese und der Verbindungselement die die Anbringung von Depots entweder darin oder darauf gestatten. Substanzen mit Membranwirkung, Mineralsubstanzen, Blutgefäßerweiterungsmittel, Koagulationsregulatoren, Vitamine und wachstumsfördernde Hormone werden in diese Depots eingeschlossen. Das Mittel kann auf die Oberfläche aufgetragen werden oder in Form von zweckmäßig angeordneten, aus vollkommen resorbierbarem und für das Gewebe unschädlichem Material bestehenden Depots angebracht werden. Eine andere Variante, die, wie jetzt experimentell gefunden wurde, das Heilungsergebnis verbessern kann, ist die Behandlung des für die Operation bestimmten Materials durch Tauchen oder eine andere Art von Oberflächenkontakt mit Vollblut oder Plasma, welches vor der Operation gegebenenfalls mit gewünschten Nährsubstanzen und therapeutischen Mitteln, u.a. gewünschten Proenzymen, Enzymen, Hormonen, speziellen Substraten und Vitaminen, angereichert worden ist.
Durch die Anwendung der oben beschriebenen Grundsätze für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Trägerelements werden stark verbesserte Ergebnisse erzielt, wenn das Material mit der erforderlichen Reinheit, Gestalt und Oberflächenstruktur (wobei letztere in einem RasterübertragungsElektronenmikroskop festgestellt wird) mit den Nährsubstanzdepots kombiniert oder mit angereichertem Vollblut oder Plasma behandelt wird. In diesem Fall sollte darauf geachtet werden, daß die Blutgruppe und Plasmaqualität des Patienten entsprechend getestet worden sind. Am vorteilhaftesten ist es, wenn angereichertes Blut bzw. Plasma vom Patienten selbst verwendet wird.
Die angeführten Erfordernisse, einschließlich der Größe der Mikrovertiefungen, gelten für alle Materialien, die für biologische Integration, für Befestigungselemente für Prothesen zur Verwendung in Schädelknochen, Gelenken, weichem Gewebe oder Übergängen von weichem Gewebe ausgewählt werden.
Durch die Implantation von prothetischen Einrichtungen im Heilprozeß zwecks Behebung aller Arten von Gewebeschäden, gleichgültig, ob diese das Ergebnis von pathologischen Prozessen oder traumatischen Einflüssen sind, wird erwartet, daß alle Heilungsprozesse solcher Art stark von biochemischen Reaktionen abhängig sind, die das Gleichgewicht in der Steuerung der Koagulationsfaktoren, das neuerliche Wachstum des Kapiliarbettes, die Zugabe von lebenswichtigen Nährsubstanzen und die Gewährleistung einer entsprechenden Immunität leiten. In der genannten schwedischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 408 013 wird die erhebliche Bedeutung des prothetischen Materials hervorgehoben, ebenso wie die Heilungseigenschaften der lebenden Gewebe. So wurde besonders betont, daß die Ausgestaltung und Auswahl aller prothetischen Materialien sorgfältig vorgenommen werden sollte, wobei das Material, das ständig und wirkungsvoll vom lebenden Gewebe ob weich oder knochig, akzeptiert werden soll, strenge Anforderungen erfüllen sollte. Die Verabreichung von wachstumsfördernden Substanzen kann allgemein oder lokal erfolgen. Bei lokaler Verabreichung sind vier mögliche Arten der Verteilung denkbar; dies sind: 1. Orale Verabreichung von wachstumsfördernden Substanzen durch Nahrungsanreicherung, sowohl prä-als auch postoperativ. 2. In manchen Fällen parenterale Verabreichung von wachstumsfördernden Substanzen, sowohl prä- ais auch postoperativ. 3. Lokale Behandlung der Operationsgegend durch Anreicherung des eigenen Plasmas oder Blutes des Patienten, oder es kann vorher analysiertes Plasma als geeignet erachtet werden. 4. Behandlung des prothetischen Materials mit angereichertem Plasma oder Vollblut vor dessen Verwendung. Gleichgültig welcher Beschaffenheit das prothetische Material ist, sollte es eine Oberflächenstruktur bekommen, die eine erhöhte Ablagerung von angereichertem Plasma oder Vollblut gewährleistet.
Die Struktur des prothetischen Materials sollte eine solche quantitative Ablagerung von biologisch optimalen Wachstumsfaktoren zulassen, damit diese während der intensivsten Wachstumsphase in die Gegend der Wiederherstellung gelangen können. Wirkungsvolle Depots werden derart im prothetischen Material gebildet, daß sie vor und während der Operation hinzugezogen werden können. Die Depots werden aus solchen Materialien hergestellt, die sich als immunologisch akzeptabel und bioabbaubar erwiesen 5

Claims (15)

  1. AT 399 096 B haben. So können entweder biologisches Material vom behandelten Patienten oder gewisse ausgesuchte Plastikmaterialien verwendet werden. Insbesondere können Knochen-, Knorpel- oder Collagengewebe vom behandelten Patienten in Betracht gezogen werden. Die Materialien werden vorzugsweise gefriergetrocknet, worauf angereichertes Plasma oder Vollblut zugegeben wird. Überschüssiges Material wird entfernt, und das oben erwähnte Depot kann umgehend herangezogen werden, oder es kann für spätere Verwendung neuerlich gefriergetrocknet werden. Die Depotstellen im prothetischen Material werden so gewählt, daß sie mit den der Prothese benachbarten Geweben in engsten und ausreichenden Kontakt gebracht werden können. Biologisch bedeutende Substanzen für allgemeine oder lokale Behandlung bzw. Verabreichung umfassen: a) Aminosäuren, insbesondere Prolin und Glycin: b) Blutfaktoren, die die Koagulationsfähigkeit ausgleichen; c) Substanzen mit einer positiven Wirkung auf das Kreislaufbettvolumen und die Oxidation: d) Vitamine, insbesondere Ascorbinsäure- und Nikotinsäureverbindungen, wobei Ascorbinsäure für eine normale Collagenisierung obligatorisch ist: e) Phosphat, insbesondere in Form von Kalziumphosphat mit Zusätzen anderer Materialien, wie Natrium, Kalium, Magnesium, Zink od. dgl. (dem Phosphat sollten geringere Mengen Chlorid- und Fluoridionen beigemengt werden): f) Mesoinosit (eine bedeutende Substanz, die einbezogen werden sollte): g) Wachstumshormone werden vor allem zu lokalen Depots oder als Finish auf das prothetische Material gegeben, wobei Fibrin als Deckschichte verwendet wird; h) Breitbandantibiotika werden als Schutz gegen Infektionen verwendet und können auf oben beschriebene Weise lokal verabreicht werden: i) Leukozyten im Überschuß und/oder Interferon. Die Liste an Wachstumsbiochemikalien kann natürlich erweitert werden, wobei das beschriebene Verfahren angewendet wird. Die oben beschriebene Methode kann weiterentwickelt werden durch Kompensierung des Bedarfs an Substanzen, die das biologische Wachstum fördern, unter Verwendung von separaten Packungen oder unter Verwendung von vorgefertigten Depots verschiedener Größen, die vor der Verwendung in Zusammenhang mit Wiederherstellungschirurgie gelagert werden können. Die sterile Produkte enthaltenden Packungen sollten hermetisch verschlossen und direkt vor oder während der Operation geöffnet werden. Patentansprüche 1. Element zur Implantation in Knochengewebe, welches Element aus einem biologisch verträglichen Material besteht und ein Auftreten von unerwünschten elektrischen Potentialdifferenzen und galvanischen Strömen im Implantationsbereich verhindert, wobei das Element eine strukturierte, mit Vertiefungen versehene, dem Gewebe im Implantationsbereich eines Patienten zwecks Einwachsen zuzuwendende Oberfläche aufweist, die auch zum Bilden zumindest eines Depots wenigstens eines für den Anheilungsprozeß des Knochengewebes am Element günstigen Mittels vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Vertiefungen eine Mondoberflächenstruktur ergebende Mikrovertiefungen mit einem Durchmesser von 10 nm bis 1000 nm, vorzugsweise 10 nm bis 300 nm, vorliegen.
  2. 2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Elements aus Titan mit einer die Mikrovertiefungen als Mondoberflächenstruktur ergebenden Oberflächenschicht aus Titanoxid besteht, wobei der Sauerstoffgehalt des Materials von der Oberfläche nach innen zu abnimmt.
  3. 3. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberfläche bzw. Oberflächenschicht im wesentlichen aus einer feinnarbigen Rutilschicht besteht.
  4. 4. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberfläche bzw. Oberflächenschicht Furchen oder eingedrückte Vertiefungen aufweist.
  5. 5. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Durchwachsen des Gewebes Durchlöcherungen vorgesehen sind. 6 AT 399 096 B
  6. 6. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein vor bzw. während der Operation gebildetes Depot, gegebenenfalls in einer separaten Packung, vorliegt
  7. 7. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel für das Depot Vollblut oder Plasma des Patienten enthält, in welchen das Element chirurgisch implantiert werden soll.
  8. 8. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß wenigstens ein Depot im Element in Furchen, eingedrückten Vertiefungen oder in einer aufgebrachten Oberflächenschicht vorgesehen ist.
  9. 9. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Depot-Mittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Substanzen mit Membranwirkung, Mineralsubstanzen, blutgefäßerweiternden Substanzen, koagulationsregulierenden Substanzen, Vitaminen, wachstumsfördernden Hormonen.
  10. 10. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Depot Aminosäuren enthält.
  11. 11. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daS das zumindest eine Depot Vitamine enthält.
  12. 12. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Depot ein Phosphat enthält.
  13. 13. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Depot ein Wachstumshormon enthält.
  14. 14. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Depot ein Breitbandantibiotikum enthält.
  15. 15. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Depot Leukozyten im Überschuß und/oder Interferon enthält. 7
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