CH624572A5 - Bone prosthesis material - Google Patents

Bone prosthesis material Download PDF

Info

Publication number
CH624572A5
CH624572A5 CH1135177A CH1135177A CH624572A5 CH 624572 A5 CH624572 A5 CH 624572A5 CH 1135177 A CH1135177 A CH 1135177A CH 1135177 A CH1135177 A CH 1135177A CH 624572 A5 CH624572 A5 CH 624572A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
polymer
material according
filler
bone
parts
Prior art date
Application number
CH1135177A
Other languages
French (fr)
Inventor
Jean Leray
Michel Vert
Daniel Blanquaert
Original Assignee
Inst Nat Sante Rech Med
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Nat Sante Rech Med filed Critical Inst Nat Sante Rech Med
Publication of CH624572A5 publication Critical patent/CH624572A5/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/58Materials at least partially resorbable by the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L27/44Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
    • A61L27/46Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix with phosphorus-containing inorganic fillers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants

Description

La présente invention a pour objet un matériau de prothèse osseuse, ainsi que les pièces prothétiques réalisées à l'aide de ce matériau. The subject of the present invention is a bone prosthesis material, as well as the prosthetic parts produced using this material.

Dans le présent mémoire, on désigne par l'expression pièces de prothèse aussi bien les pièces de prothèse au sens classique que les pièces d'ostéosynthèse. In the present specification, the expression prosthesis parts is used to mean both prosthesis parts in the conventional sense and osteosynthesis parts.

En chirurgie osseuse (orthopédique, maxillo-faciale), l'ancrage des implants rigides (prothèses articulaires, ostéosynthèse) est réalisé actuellement soit avec un ciment (méthacrylate de méthyle polymérisé in situ), soit avec des vis métalliques en ostéosynthèse, In bone surgery (orthopedic, maxillofacial), the anchoring of rigid implants (joint prostheses, osteosynthesis) is currently carried out either with a cement (methyl methacrylate polymerized in situ), or with metal screws in osteosynthesis,

soit par emmanchement à force (clou centromédullaire). Toutes ces solutions présentent divers inconvénients et, depuis plusieurs années, des études se poursuivent quant à l'utilisation de matériaux poreux ou résorbables in vivo pour accélérer la réhabilitation osseuse de l'interface os-implant. either by force fitting (centromedullary nail). All these solutions have various drawbacks and, for several years, studies have continued on the use of porous or absorbable materials in vivo to accelerate bone rehabilitation of the bone-implant interface.

La présente invention permet la solution du problème posé par les recherches actuelles ayant pour objectif le façonnage des pièces d'ostéosynthèse (plaques et vis) et le revêtement des implants prothétiques avec des substances à la fois biodégradables, inductrices de la repousse osseuse et présentant, si nécessaire pour l'application particulière envisagée, des propriétés mécaniques adéquates (module d'élasticité voisin de celui de l'os, charge de rupture suffisante pour éviter la rupture en service). The present invention allows the solution of the problem posed by current research aimed at the shaping of osteosynthesis pieces (plates and screws) and the coating of prosthetic implants with substances that are both biodegradable, inducing bone regrowth and having, if necessary for the particular application envisaged, adequate mechanical properties (modulus of elasticity close to that of the bone, sufficient breaking load to avoid rupture in service).

La présente invention a pour objet un matériau pour prothèse osseuse, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un polymère biocompatible et résorbable contenant une charge capable de stimuler la résorption du polymère au profit d'un tissu osseux néoformé. The subject of the present invention is a material for a bone prosthesis, characterized in that it is constituted by a biocompatible and absorbable polymer containing a filler capable of stimulating the resorption of the polymer for the benefit of a newly formed bone tissue.

Le matériau de l'invention permet donc de réunir dans une même pièce prothétique les propriétés de résorbabilité et d'activa-tion de l'ostéogenèse du tissu contigu. The material of the invention therefore makes it possible to bring together in the same prosthetic piece the properties of resorbability and activation of the osteogenesis of the contiguous tissue.

La résistance mécanique initiale de la pièce prothétique est déterminée par le choix du polymère adéquat et de la teneur en charge, et est éventuellement améliorée par la réalisation de pièces composites dans lesquelles le matériau de l'invention est associé à des éléments de renfort. The initial mechanical strength of the prosthetic part is determined by the choice of the appropriate polymer and of the filler content, and is possibly improved by the production of composite parts in which the material of the invention is associated with reinforcing elements.

Les polymères utilisables pour la réalisation du matériau de l'invention sont de préférence des polymères de masse moléculaire élevée (Mp supérieure ou égale à 150000 et de préférence supérieure à 200000). Pour la mise en œuvre de l'invention, il est particulièrement recommandé d'utiliser des poylmères contenant le minimum d'oligomères. On utilise donc des polymères dont l'indice de polydispersité est faible, par exemple inférieur à 2. The polymers which can be used for the production of the material of the invention are preferably polymers of high molecular mass (Mp greater than or equal to 150,000 and preferably greater than 200,000). For the implementation of the invention, it is particularly recommended to use poylmers containing the minimum of oligomers. Polymers are therefore used with a low polydispersity index, for example less than 2.

Les poylmères utilisables selon l'invention peuvent être des homopolymères ou des copolymères. The poylmers which can be used according to the invention can be homopolymers or copolymers.

Parmi les polymères utilisables dans la réalisation du matériau selon l'invention, les polymères et copolymères d'a-hydroxyacides et, plus particulièrement, les homopolymères et copolymères de glycollide et de L-, D- et DL-lactides occupent une place importante déterminée par leur excellente biocompatibilité et surtout par leur biodégradabilité. Leur structure chimique et leurs propriétés permettent à ces polymères de jouer un rôle de support, de se dégrader en produits non toxiques qui peuvent être excrétés ou métabolisés, et d'être remplacés à la longue par les tissus contigus propres à l'organisme vivant environnant. Among the polymers which can be used in the production of the material according to the invention, the polymers and copolymers of α-hydroxy acids and, more particularly, the homopolymers and copolymers of glycollide and of L-, D- and DL-lactides occupy a predetermined important place. by their excellent biocompatibility and especially by their biodegradability. Their chemical structure and their properties allow these polymers to play a supporting role, to degrade into non-toxic products which can be excreted or metabolized, and to be replaced in the long term by the contiguous tissues specific to the surrounding living organism. .

Parmi les homopolymères utilisables, on peut citer en particulier les homopolymères de glycollide, de L-lactide ou de D-lactide. Parmi les copolymères utilisables, on peut citer les produits de copolymérisation d'au moins deux de ces monomères, et notamment les copolymères L-lactide/glycollide, D-lactide/glycollide, DL-lactide/glycollide, et L-lactide/D-lactide (y compris les copolymères de DL-lactide). Among the homopolymers which can be used, mention may be made in particular of homopolymers of glycollide, L-lactide or D-lactide. Among the copolymers which can be used, mention may be made of the products of copolymerization of at least two of these monomers, and in particular the copolymers L-lactide / glycollide, D-lactide / glycollide, DL-lactide / glycollide, and L-lactide / D- lactide (including DL-lactide copolymers).

La charge ajoutée au polymère pour réaliser le matériau de l'invention est une charge minérale et/ou organique. La charge peut être constituée de produits contenant les ions suivants ou certains d'entre eux: ions lithium, borate, carbonate, fluorure, sodium, magnésium, silicate, potassium et leurs mélanges. On peut utiliser notamment des sels à base d'anions phosphates ou d'anions de type voisin et/ou des sels à base de cations calcium ou d'autres cations analogues ou des mélanges de ces sels. Parmi les charges préférées, on citera les phosphates de calcium et notamment le phosphate tricalcique (P04)2Ca3. The filler added to the polymer to produce the material of the invention is a mineral and / or organic filler. The charge can consist of products containing the following ions or some of them: lithium ions, borate, carbonate, fluoride, sodium, magnesium, silicate, potassium and their mixtures. It is possible in particular to use salts based on phosphate anions or anions of the neighboring type and / or salts based on calcium cations or other similar cations or mixtures of these salts. Among the preferred fillers, mention will be made of calcium phosphates and in particular tricalcium phosphate (PO 4) 2 Ca 3.

La charge peut comprendre, ou être constituée par, toute matière ayant une action locale stimulatrice de la repousse osseuse. The filler can comprise, or consist of, any material having a local action stimulating bone regrowth.

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

624 572 624,572

D'une façon générale, la charge est présente en une quantité suffisante pour lui permettre de remplir les fonctions indiquées précédemment. Généralement, la charge est présente à raison de 0,5 à 30% par rapport au poids du polymère. Toutefois, dans de nombreuses applications, et en particulier lorsqu'on désire réaliser des pièces prothétiques ayant une résistance mécanique relativement importante, par exemple des pièces d'ostéosynthèse pour os longs, on utilise de préférence des matériaux dans lesquels la charge est présente à raison de 0,5 à 5% par rapport au poids du polymère. Generally, the charge is present in an amount sufficient to enable it to fulfill the functions indicated above. Generally, the filler is present in an amount of 0.5 to 30% relative to the weight of the polymer. However, in many applications, and in particular when it is desired to produce prosthetic parts having a relatively high mechanical resistance, for example osteosynthesis parts for long bones, materials are preferably used in which the filler is present at a reasonable rate. from 0.5 to 5% relative to the weight of the polymer.

De préférence, la charge est ajoutée sous la forme d'une poudre dont les particules ont une dimension pouvant varier notamment de 1 à 20 (xm. Preferably, the filler is added in the form of a powder, the particles of which have a size which can vary in particular from 1 to 20 (xm.

La présence d'une charge dans le matériau de prothèse a des effets originaux: The presence of a filler in the prosthesis material has original effects:

— la présence de la charge crée dans la masse polymère des microhétérogénéités facilitant l'attaque en certains points du matériau et modifiant donc la résorbabilité de celui-ci; il y a donc ici un effet d'ordre physique; les particules de la charge constituent des points d'attaque préférentielle de la surface, avec constitution de microcavités dans lesquelles se développe préférentiellement l'os néoformé; - The presence of the filler created in the polymer mass of microheterogeneities facilitating the attack at certain points of the material and therefore modifying the resorbability of the latter; there is therefore a physical effect here; the particles of the filler constitute points of preferential attack on the surface, with the constitution of microcavities in which the newly formed bone preferentially develops;

— cette formation d'os nouveau qui est favorisée se fait au détriment de la formation d'une capsule fibreuse qui constitue un des inconvénients observés avec les pièces de prothèse classique; - This new bone formation which is favored takes place to the detriment of the formation of a fibrous capsule which constitutes one of the drawbacks observed with conventional prosthesis parts;

— enfin, la charge est répartie dans toute la masse et non pas seulement en surface, et constitue donc une réserve en matériaux de base pour l'os néoformé à mesure que la résorption progresse. - finally, the load is distributed throughout the mass and not only on the surface, and therefore constitutes a reserve of basic materials for the newly formed bone as resorption progresses.

Il résulte de ces effets notamment les avantages suivants: The following advantages result in particular from these effects:

L'attaque préférentielle en certains points du matériau conduit à une surface rugueuse, ce qui fournit une interface plus importante et explique la liaison intime du matériau et de l'os observée sur les coupes histologiques; cela explique également que l'on obtient un ancrage stable de la prothèse. The preferential attack in certain points of the material leads to a rough surface, which provides a more important interface and explains the intimate bond of the material and the bone observed on the histological sections; this also explains why a stable anchoring of the prosthesis is obtained.

La résorption du matériau n'est pas accompagnée d'une fragilisation de l'os car, en raison de l'habitation des points d'attaque par du tissu osseux néoformé, la solidité et les propriétés mécaniques ne sont pas diminuées. The resorption of the material is not accompanied by a weakening of the bone because, due to the habitation of the points of attack by newly formed bone tissue, the solidity and the mechanical properties are not diminished.

Les polymères ou copolymères utilisés sont des composés préparés par polymérisation par ouverture de cycle sélon les méthodes usuelles déjà décrites dans la littérature. Toutefois, une attention toute particulière doit être portée à la pureté des monomères ainsi qu'à la polymérisation qui doit être réalisée de manière à obtenir des masses moléculaires élevées (par exemple Mp 200000; viscosité intrinsèque [t)]CHC13 1,6; indice de polydispersité I 2) exemptes d'oligomères ou de monomères non polymérisés. On peut, par exemple, purifier le polymère brut par lavage dans un solvant des monomères et/ou des oligomères. The polymers or copolymers used are compounds prepared by ring-opening polymerization according to the usual methods already described in the literature. However, particular attention must be paid to the purity of the monomers as well as to the polymerization which must be carried out so as to obtain high molecular weights (for example Mp 200000; intrinsic viscosity [t)] CHC13 1.6; polydispersity index I 2) free of oligomers or non-polymerized monomers. It is possible, for example, to purify the crude polymer by washing the monomers and / or oligomers in a solvent.

L'incorporation de la charge (encore appelée adjuvant) peut être faite par les méthodes classiques, c'est-à-dire: The incorporation of the filler (also called adjuvant) can be done by conventional methods, that is to say:

— addition de la charge sous forme de poudre à des solutions du polymère, suivie de précipitation, - addition of the filler in powder form to solutions of the polymer, followed by precipitation,

— malaxage à fusion, - melt mixing,

— mélange des composés (polymères et charge) pulvérulents suivi d'un malaxage à chaud, - mixture of the pulverulent compounds (polymers and filler) followed by hot mixing,

— introduction de la charge dans le milieu de polymérisation au début ou au cours des opérations, ou - introduction of the charge into the polymerization medium at the start or during the operations, or

— toute autre méthode conduisant à la formation d'un mélange homogène de l'adjuvant avec la masse polymérique. - any other method leading to the formation of a homogeneous mixture of the adjuvant with the polymeric mass.

Comme décrit plus en détail ci-après, le matériau de l'invention peut être utilisé pour réaliser des pièces usinées ou moulées, ou encore sous forme de granulés. L'invention concerne donc ledit matériau aussi bien sous forme de blocs solides que sous forme de granulés ou de poudre (poudre à mouler). As described in more detail below, the material of the invention can be used to produce machined or molded parts, or even in the form of granules. The invention therefore relates to said material both in the form of solid blocks and in the form of granules or powder (molding powder).

Dans les poudres à mouler, la dimension des particules polymé-riques est de 1 à 100 jun, et de préférence de 10 à 50 um. In the molding powders, the size of the polymer particles is from 1 to 100 μm, and preferably from 10 to 50 μm.

L'invention a en outre pour objet l'application du matériau de l'invention à la réalisation de prothèses osseuses constituées totalement ou partiellement à base dudit matériau. The invention further relates to the application of the material of the invention to the production of bone prostheses made wholly or partially from said material.

Certains modes de réalisation particuliers de cette application, ainsi que les avantages apportés par le matériau de l'invention dans certaines applications particulières, sont décrits ci-après: Certain particular embodiments of this application, as well as the advantages provided by the material of the invention in certain particular applications, are described below:

a) Fabrication de pièces massives destinées à être implantées. a) Manufacture of massive parts intended to be implanted.

Ces pièces sont par exemple vis, plaques, clous centromédullai- These parts are for example screws, plates, centromedullal nails.

res pour ostéosynthèse et fixation des os fracturés en position anatomique; la résorption ultérieure évite la fragilisation des os synthésés et évite aussi une seconde intervention pour ôter le matériel. Si la résistance mécanique initiale de l'ensemble ostéosyn-thésé est insuffisante, pour supporter les efforts d'une mobilisation normale, on peut compléter la cure par une immobilisation temporaire au moyen de plâtre ou d'attelles. res for osteosynthesis and fixation of fractured bones in anatomical position; the subsequent resorption avoids the weakening of the synthesized bones and also avoids a second intervention to remove the material. If the initial mechanical resistance of the osteosynesis assembly is insufficient, to support the efforts of normal mobilization, the treatment can be completed by temporary immobilization using plaster or splints.

De telles pièces d'ostéosynthèse présentent notamment les divers avantages suivants: d'une part, leur résorption évite une seconde intervention chirurgicale, généralement un an après la fracture, Such osteosynthesis parts have in particular the following various advantages: on the one hand, their resorption avoids a second surgical intervention, generally one year after the fracture,

pour retirer les pièces d'ostéosynthèse; d'autre part, leur dégradation progressive entraîne un transfert graduel des efforts, de la pièce d'ostéosynthèse à l'os, ce qui évite la fragilisation de l'os protégé par la plaque d'ostéosynthèse, fragilisation généralement observée dans les traitements classiques pas ostéosynthèse: en effet, l'os subit une spongialisation lorsque les charges dynamiques auxquelles il est soumis normalement sont en fait supportées par la plaque d'ostéosynthèse nettement plus rigide; enfin, on élimine la fragilisation de l'os pendant la période de comblement des trous après exérèse des vis métalliques intra-osseuses. to remove the osteosynthesis pieces; on the other hand, their progressive degradation leads to a gradual transfer of forces from the osteosynthesis part to the bone, which avoids the embrittlement of the bone protected by the osteosynthesis plate, embrittlement generally observed in conventional treatments. not osteosynthesis: in fact, the bone undergoes spongialization when the dynamic loads to which it is normally subjected are in fact supported by the clearly more rigid osteosynthesis plate; finally, the embrittlement of the bone is eliminated during the period of filling of the holes after removal of the intraosseous metal screws.

Ces pièces peuvent être également des pièces pour comblement de pertes de substance osseuse (à la suite de traumatismes ou de résection de tumeurs osseuses, etc.); on peut réaliser l'ajustage définitif des pièces peropératoires, par exemple en les meulant ou en les modelant à chaud si les matériaux sont thermoplastiques, comme c'est le cas des acides polylactique, polyglycolique et de leurs copolymères. These pieces can also be pieces for filling up losses of bone substance (following trauma or resection of bone tumors, etc.); one can achieve the final adjustment of the intraoperative parts, for example by grinding or hot modeling if the materials are thermoplastic, as is the case of polylactic, polyglycolic acids and their copolymers.

b) Revêtement de pièces massives en matériau inerte: par exemple sur la queue fémorale d'une prothèse de hanche, ce qui permet la fixation temporaire, par emmanchement à force, dans la cavité médullaire, puis favorise la fixation définitive par stimulation de la repousse osseuse au contact de l'implant, ces revêtements de prothèse remplaceraient l'interface de ciment, qui constitue la source majeure des descellements observés et, par conséquent, des échecs de ces prothèses. b) Coating of massive pieces of inert material: for example on the femoral tail of a hip prosthesis, which allows temporary fixation, by force fitting, in the medullary cavity, then promotes definitive fixation by stimulation of regrowth bone in contact with the implant, these prosthesis coatings would replace the cement interface, which constitutes the major source of the loosening observed and, consequently, of the failures of these prostheses.

c) Imprégnation de matériau poreux inerte: pièces ou revêtements en matériau poreux (céramique, métal, etc.); la résorption du matériau d'imprégnation stimule la repousse osseuse dans la porosité ouverte du matériau permanent si les dimensions moyennes des pores interconnectés sont de l'ordre de 0,1 à 1 mm. c) Impregnation of inert porous material: parts or coatings of porous material (ceramic, metal, etc.); resorption of the impregnation material stimulates bone regrowth in the open porosity of the permanent material if the average dimensions of the interconnected pores are of the order of 0.1 to 1 mm.

d) Mise sous forme de granulés de quelques dixièmes de millimètre à quelques millimètres utilisables pour le comblement des pertes de substance osseuse. La repousse osseuse procédera d'abord dans les espaces intergranulaires, puis se poursuivra sur les grains en voie de résorption. L'amélioration de la résistance mécanique de l'ensemble sera accélérée par la stimulation de la repousse osseuse. d) Putting in the form of granules of a few tenths of a millimeter to a few millimeters usable for filling up the losses of bone substance. The bone regrowth will first proceed in the intergranular spaces, then will continue on the grains in the process of resorption. The improvement in the mechanical resistance of the assembly will be accelerated by the stimulation of bone regrowth.

L'invention permet donc également de remplacer les pertes de substance osseuse en les comblant à l'aide de granulés tels que définis ci-dessus. The invention therefore also makes it possible to replace the losses of bone substance by filling them with granules as defined above.

L'invention a donc notamment pour objet l'application du nouveau matériau à la préparation de pièces de prothèse osseuse, caractérisée par le fait que l'on réalise des pièces massives, ou que l'on revêt des pièces massives en matériau inerte, ou que l'on imprègne des pièces en matériau poreux inerte, à l'aide du matériau pour implants osseux tel que défini ci-dessus. The subject of the invention is therefore in particular the application of the new material to the preparation of bone prosthesis pieces, characterized in that solid pieces are produced, or that massive pieces are made of inert material, or that parts of inert porous material are impregnated using the material for bone implants as defined above.

La transformation en objets finis (plaques d'ostéosynthèse, vis, etc.) peut être réalisée par toutes les méthodes classiques de transformation des matériaux polymériques thermoplastiques: moulage par injection, par compression, usinage de blocs, etc., selon les caractéristiques des matériaux désirés qui peuvent être également des matériaux composites. The transformation into finished objects (osteosynthesis plates, screws, etc.) can be carried out by all the conventional methods of transformation of thermoplastic polymeric materials: injection molding, by compression, block machining, etc., according to the characteristics of the materials. desired which can also be composite materials.

L'invention a également pour objet les pièces de prothèse osseuse constituées totalement ou partiellement à base de matériau s The subject of the invention is also the bone prosthesis parts made wholly or partially from material s

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

624 572 624,572

4 4

de l'invention, et notamment les pièces massives, les pièces revêtues et les pièces imprégnées décrites précédemment, ainsi que les pièces composites dans lesquelles les propriétés mécaniques du matériau de l'invention sont améliorées avec des éléments de renfort biocompatibles, par exemple des fils de Dacron (désignation commerciale d'un téréphtalate de polyéthylène). of the invention, and in particular the solid parts, the coated parts and the impregnated parts described above, as well as the composite parts in which the mechanical properties of the material of the invention are improved with biocompatible reinforcing elements, for example wires Dacron (trade name for a polyethylene terephthalate).

Il convient de noter que les plaques d'ostéosynthèse de l'invention permettent l'utilisation, à titre de traitement complémentaire, de la technique de stimulation électrique de l'ostéogenèse, sans déformation du signal électrique. It should be noted that the osteosynthesis plates of the invention allow the use, as a complementary treatment, of the technique of electrical stimulation of osteogenesis, without deformation of the electrical signal.

Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter. The following examples illustrate the invention without, however, limiting it.

Exemple 1: Example 1:

100 g de L-lactide de pureté élevée (recristallisé quatre fois dans la méthyléthylcétone) sont placés dans un tube à polymériser. On ajoute le catalyseur de polymérisation bien sec (250 mg de poudre de Zn). Le mélange est parfaitement dégazé par cyclages chaud-froid et azote-vide, puis le tube est scellé sous vide. L'ensemble est placé dans une enceinte chauffante et laissé à 140°C pendant 90 h. Le polymère récupéré est lavé pendant plusieurs heures à l'aide de dioxanne. On obtient 90 g d'un polymère de viscosité élevée présentant toutes les caractéristiques d'un poly-L-lactide de haut poids moléculaire (pF == 174°C, cristallin aux RX, [yj]CHC13 = 1,74 module de YoungE 360kg/mm2). 100 g of high purity L-lactide (recrystallized four times from methyl ethyl ketone) are placed in a polymerization tube. The dry polymerization catalyst (250 mg of Zn powder) is added. The mixture is perfectly degassed by hot-cold and nitrogen-vacuum cycles, then the tube is sealed under vacuum. The whole is placed in a heating chamber and left at 140 ° C for 90 h. The recovered polymer is washed for several hours using dioxane. 90 g of a polymer of high viscosity with all the characteristics of a poly-L-lactide of high molecular weight are obtained (mp == 174 ° C, crystalline at RX, [yj] CHC13 = 1.74 YoungE modulus 360kg / mm2).

Exemple 2: Example 2:

20 g de copolymère renfermant 75% d'unités L-lactiques et 25% d'unités D-lactiques sous la forme d'une poudre très fine (diamètre des grains: 10 à 50 (im) et 1 g de phosphate de calcium séché pulvérulent sont mélangés à froid de manière à obtenir une poudre homogène à base des deux constituants. 20 g of copolymer containing 75% of L-lactic units and 25% of D-lactic units in the form of a very fine powder (grain diameter: 10 to 50 (im) and 1 g of dried calcium phosphate powder are cold mixed so as to obtain a homogeneous powder based on the two constituents.

Cette poudre est placée dans un moule à compression et on effectue le moulage d'une plaque de 90x15x4 mm à une température de 100 à 120°C sous une pression de 200 bars en opérant de manière à éviter la formation de bulles d'air. This powder is placed in a compression mold and molding of a 90 × 15 × 4 mm plate is carried out at a temperature of 100 to 120 ° C. under a pressure of 200 bars, operating so as to avoid the formation of air bubbles.

Exemple 3: Example 3:

20 g de glycollide sont traités de manière analogue à celle décrite dans l'exemple 1, mais on ajoute, avant le dégazage du mélange monomère/catalyseur, la quantité de phosphate de calcium désirée, soit 0,6 g. On effectue la polymérisation dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1 ; toutefois, il est nécessaire d'allonger le temps de réaction que l'on porte à 8-10 j. 20 g of glycollide are treated in a similar manner to that described in Example 1, but the quantity of calcium phosphate desired, ie 0.6 g, is added before degassing of the monomer / catalyst mixture. The polymerization is carried out under the same conditions as in Example 1; however, it is necessary to extend the reaction time, which is brought to 8-10 d.

On obtient un matériau macroscopiquement parfaitement homogène qui peut être ensuite transformé par une méthode adéquate en pièces de prothèse. A macroscopically perfectly homogeneous material is obtained which can then be transformed by an appropriate method into prosthetic parts.

5 Exemple 4: 5 Example 4:

20 g du polymère obtenu à l'exemple 1 sont broyés jusqu'à obtention d'une poudre fine (diamètre des particules: 10-50 u.m). Cette poudre est mélangée avec 0,2 g de phosphate tricalcique sous la forme d'une poudre (diamètre des particules: 1-20 (im). On obtient io une poudre utilisable comme poudre à mouler. Cette poudre peut également être transformée sous l'action de la chaleur en une masse sirupeuse qui, par extrusion et découpage, fournit des granulés ayant des dimensions de l'ordre de 0,5-1 mm. 20 g of the polymer obtained in Example 1 are ground until a fine powder is obtained (particle diameter: 10-50 μm). This powder is mixed with 0.2 g of tricalcium phosphate in the form of a powder (particle diameter: 1-20 (im). A powder which can be used as a molding powder is obtained. This powder can also be processed under action of heat into a syrupy mass which, by extrusion and cutting, provides granules having dimensions of the order of 0.5-1 mm.

15 Exemple 5: 15 Example 5:

On applique, surla queue fémorale en alliage titane/aluminium/ vanadium anodisé d'une prothèse de hanche, une couche de 0,5-1 mm du mélange du polymère de l'exemple 1, avec 1 % de phosphate de calcium, à l'état fondu. La pièce de prothèse ainsi 20 revêtue est ensuite emmanchée à force dans la cavité médullaire. De façon analogue, on a revêtu avec le mélange polymère + charge le filetage de vis d'ostéosynthèse. A 0.5-1 mm layer of the polymer mixture of Example 1, with 1% calcium phosphate, is applied to the femoral tail made of anodized titanium / aluminum / vanadium alloy of a hip prosthesis. 'melted state. The prosthesis piece thus coated is then force fitted into the medullary cavity. In a similar way, the threading of the osteosynthesis screw was coated with the polymer + charge mixture.

Exemple 6: Example 6:

25 On imprègne sous vide la partie convexe, réalisée en céramique poreuse d'hydroxyapatide frittée d'une cupule (prothèse de cotyle) avec un polymère identique à celui obtenu dans l'exemple 3, mais auquel on a ajouté, comme charge, non seulement du phosphate de calcium, mais aussi du fluorure de sodium. Le mélange d'imprégna-30 tion est appliqué à l'état fondu. The convex part, made of porous sintered hydroxyapatide ceramic, is impregnated under vacuum in a cup (acetabular prosthesis) with a polymer identical to that obtained in Example 3, but to which was added, as filler, not only calcium phosphate, but also sodium fluoride. The impregnation mixture is applied in the molten state.

On a imprégné de façon analogue des pièces de prothèse articulaires (genoux ou épaules) à insérer dans les cavités médullaires pour l'ancrage des prothèses. We have similarly impregnated pieces of joint prosthesis (knees or shoulders) to be inserted into the medullary cavities for anchoring the prostheses.

35 Exemple 7: 35 Example 7:

On a implanté (sans ostéotomie) pendant trois mois, à des moutons, des plaques et vis d'ostéosynthèse réalisées avec le polymère de l'exemple 1 en mélange avec 10 % de phosphate de calcium. A l'issue de l'expérience, l'observation au microscope 40 optique des coupes histologiques a révélé l'absence de capsule fibreuse décelable dans l'interface. Il y a donc contact direct entre l'os néoformé et le polymère. Il convient de noter que les plaques et vis d'ostéosynthèse étaient soumises à des contraintes physiologiques du fait de la marche des animaux qui étaient en liberté. Implanted (without osteotomy) for three months, in sheep, osteosynthesis plates and screws made with the polymer of Example 1 in mixture with 10% calcium phosphate. At the end of the experiment, observation under an optical microscope of the histological sections revealed the absence of detectable fibrous capsule in the interface. There is therefore direct contact between the newly formed bone and the polymer. It should be noted that the osteosynthesis plates and screws were subjected to physiological constraints due to the walking of the animals which were at large.

R R

Claims (17)

624 572 624,572 2 2 REVENDICATIONS 1. Matériau pour la préparation de prothèse osseuse, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un polymère biocompatible et résorbable contenant une charge capable de stimuler la résorption du polymère au profit d'un tissu osseux néoformé. 1. Material for the preparation of bone prosthesis, characterized in that it consists of a biocompatible and absorbable polymer containing a filler capable of stimulating the resorption of the polymer for the benefit of a newly formed bone tissue. 2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le polymère a une masse moléculaire élevée, telle que Mp soit supérieure ou égale à 150000. 2. Material according to claim 1, characterized in that the polymer has a high molecular weight, such that Mp is greater than or equal to 150000. 3. Matériau selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que Mp est supérieure à 200000. 3. Material according to one of claims 1 or 2, characterized in that Mp is greater than 200,000. 4. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le polymère utilisé est un polymère dont l'indice de polydispersité est faible, par exemple inférieur à 2. 4. Material according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer used is a polymer whose polydispersity index is low, for example less than 2. 5. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le polymère est un homopolymère ou copolymère d'a-hydroxy acides. 5. Material according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer is a homopolymer or copolymer of α-hydroxy acids. 6. Matériau selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le polymère est choisi dans le groupe constitué par les homopoly-mères de glycollide, de L-lactide et de D-lactide, et les copolymères résultant de la copolymérisation d'au moins deux de ces monomères, y compris le copolymère de DL-lactide. 6. Material according to claim 5, characterized in that the polymer is chosen from the group consisting of homopoly-mothers of glycollide, L-lactide and D-lactide, and the copolymers resulting from the copolymerization of at least two of these monomers, including the DL-lactide copolymer. 7. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la charge comprend, ou est constituée par, une matière ayant une action locale stimulatrice de la repousse osseuse. 7. Material according to one of the preceding claims, characterized in that the filler comprises, or consists of, a material having a local action stimulating bone regrowth. 8. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la charge contient des sels à base d'anions phosphates ou d'anions de type voisin et/ou des sels à base de cations calcium ou d'autres cations analogues, ou des mélanges de ces sels. 8. Material according to one of the preceding claims, characterized in that the filler contains salts based on phosphate anions or anions of neighboring type and / or salts based on calcium cations or other similar cations , or mixtures of these salts. 9. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la charge est constituée par un phosphate de calcium, et notamment par le phosphate tricalcique. 9. Material according to one of the preceding claims, characterized in that the filler consists of calcium phosphate, and in particular by tricalcium phosphate. 10. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la charge est présente à raison de 0,5 à 30% par rapport au poids du polymère. 10. Material according to one of the preceding claims, characterized in that the filler is present in an amount of 0.5 to 30% relative to the weight of the polymer. 11. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la charge est présente à raison de 0,5 à 5% par rapport au poids du polymère. 11. Material according to one of the preceding claims, characterized in that the filler is present in an amount of 0.5 to 5% relative to the weight of the polymer. 12. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la charge provient de l'adjonction au polymère d'une poudre dont les particules ont des dimensions variant de 1 à 20 (im. 12. Material according to one of the preceding claims, characterized in that the filler comes from the addition to the polymer of a powder whose particles have dimensions varying from 1 to 20 (im. 13. Matériau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il se présente sous forme de blocs solides, de granulés ou de poudres. 13. Material according to one of the preceding claims, characterized in that it is in the form of solid blocks, granules or powders. 14. Utilisation du matériau tel que défini dans l'une des revendications précédentes, pour la préparation de prothèses osseuses constituées totalement ou partiellement à partir dudit matériau. 14. Use of the material as defined in one of the preceding claims, for the preparation of bone prostheses made wholly or partially from said material. 15. Utilisation selon la revendication 14, caractérisée par le fait que l'on réalise des pièces de prothèse osseuse, telles que des pièces massives, des pièces composites, des pièces en matériau inerte revêtues dudit matériau ou des pièces en matériau poreux inerte imprégné avec ledit matériau. 15. Use according to claim 14, characterized in that bone prosthesis parts are produced, such as solid parts, composite parts, parts made of inert material coated with said material or parts made of inert porous material impregnated with said material. 16. Utilisation selon la revendication 15, caractérisée par le fait que les pièces massives sont réalisées par moulage ou par usinage de blocs. 16. Use according to claim 15, characterized in that the solid parts are produced by molding or by machining of blocks. 17. Prothèse osseuse obtenue selon la revendication 14. 17. A bone prosthesis obtained according to claim 14.
CH1135177A 1976-09-20 1977-09-17 Bone prosthesis material CH624572A5 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7628163A FR2364644B1 (en) 1976-09-20 1976-09-20 NEW BONE PROSTHESIS MATERIAL AND ITS APPLICATION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH624572A5 true CH624572A5 (en) 1981-08-14

Family

ID=9177829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH1135177A CH624572A5 (en) 1976-09-20 1977-09-17 Bone prosthesis material

Country Status (8)

Country Link
BE (1) BE858815A (en)
CH (1) CH624572A5 (en)
DE (1) DE2742128A1 (en)
ES (1) ES462630A1 (en)
FR (1) FR2364644B1 (en)
GB (1) GB1593288A (en)
IT (1) IT1086088B (en)
NL (1) NL185392C (en)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4055862A (en) * 1976-01-23 1977-11-01 Zimmer Usa, Inc. Human body implant of graphitic carbon fiber reinforced ultra-high molecular weight polyethylene
FR2439003A1 (en) * 1978-10-20 1980-05-16 Anvar NEW OSTEOSYNTHESIS PARTS, THEIR PREPARATION AND THEIR APPLICATION
DE2905878A1 (en) * 1979-02-16 1980-08-28 Merck Patent Gmbh IMPLANTATION MATERIALS AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION
FR2470605A1 (en) * 1979-12-06 1981-06-12 Ispytatelny Inst Med Bio-destructive material for bone fixation - comprises matrix of copolymer contg. hydrophilic and hydrophobic units and reinforcing fibres
US4496446A (en) * 1980-10-20 1985-01-29 American Cyanamid Company Modification of polyglycolic acid structural elements to achieve variable in-vivo physical properties
DE3176533D1 (en) * 1980-10-20 1987-12-23 American Cyanamid Co Modification of polyglycolic acid to achieve variable in-vivo physical properties
DE3374659D1 (en) * 1983-02-03 1988-01-07 Ethicon Inc Paste for hemostasis and for temporary relief of defects in the traumatism of bones
US4525495A (en) * 1983-07-22 1985-06-25 The Dow Chemical Company Mineral filled composites
US4612923A (en) * 1983-12-01 1986-09-23 Ethicon, Inc. Glass-filled, absorbable surgical devices
US4655777A (en) * 1983-12-19 1987-04-07 Southern Research Institute Method of producing biodegradable prosthesis and products therefrom
NL8402178A (en) * 1984-07-10 1986-02-03 Rijksuniversiteit ENT PIECE, SUITABLE FOR TREATMENT OF RECONSTRUCTIVE SURGERY OF DAMAGED DAMAGES.
NL8402534A (en) * 1984-08-17 1986-03-17 Gerrit Johannes Brinks MATERIAL, SUITABLE FOR USE AS AN IMPLANT MATERIAL IN HUMANS AND ANIMAL TO REPLACE ABSENT BONE TISSUE, AND METHOD FOR PREPARING THE MATERIAL.
US5522894A (en) * 1984-12-14 1996-06-04 Draenert; Klaus Bone replacement material made of absorbable beads
DE3445709A1 (en) * 1984-12-14 1986-06-19 Klaus Dr.med. Dr.med.habil. 8000 München Draenert SURGICAL MATERIAL CLOSURE
DE3445731A1 (en) * 1984-12-14 1986-06-19 Klaus Dr.med. Dr.med.habil. 8000 München Draenert Material and use thereof
DE3671375D1 (en) * 1985-02-19 1990-06-28 Dow Chemical Co HARD TISSUE PROSTHESIS AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION.
US4661536A (en) * 1985-02-19 1987-04-28 The Dow Chemical Company Process for the preparation of hard tissue prosthetics
US4636526A (en) * 1985-02-19 1987-01-13 The Dow Chemical Company Composites of unsintered calcium phosphates and synthetic biodegradable polymers useful as hard tissue prosthetics
US4842604A (en) * 1985-02-19 1989-06-27 The Dow Chemical Company Composites of unsintered calcium phosphates and synthetic biodegradable polymers useful as hard tissue prosthetics
US4698375A (en) * 1985-02-19 1987-10-06 The Dow Chemical Company Composites of unsintered calcium phosphates and synthetic biodegradable polymers useful as hard tissue prosthetics
GB2181438B (en) * 1985-10-07 1989-10-11 South African Inventions Biocompatible material
US4781183A (en) * 1986-08-27 1988-11-01 American Cyanamid Company Surgical prosthesis
FI81010C (en) * 1986-09-05 1990-09-10 Biocon Oy Benomplaceringsimplants
US5424346A (en) * 1988-08-08 1995-06-13 Ecopol, Llc Biodegradable replacement of crystal polystyrene
US5180765A (en) * 1988-08-08 1993-01-19 Biopak Technology, Ltd. Biodegradable packaging thermoplastics from lactides
DE3826915A1 (en) * 1988-08-09 1990-02-15 Henkel Kgaa NEW MATERIALS FOR BONE REPLACEMENT AND BONE OR PROSTHESIS COMPOSITION
DE4120325A1 (en) * 1991-06-20 1992-12-24 Merck Patent Gmbh IMPLANT MATERIAL
FR2689400B1 (en) * 1992-04-03 1995-06-23 Inoteb BONE PROSTHESIS MATERIAL CONTAINING CALCIUM CARBONATE PARTICLES DISPERSED IN A BIORESORBABLE POLYMER MATRIX.
US5366756A (en) * 1992-06-15 1994-11-22 United States Surgical Corporation Method for treating bioabsorbable implant material
AU3795395A (en) * 1994-11-30 1996-06-06 Ethicon Inc. Hard tissue bone cements and substitutes
US6065476A (en) * 1994-12-21 2000-05-23 Board Of Regents, University Of Texas System Method of enhancing surface porosity of biodegradable implants
DE19614421C2 (en) * 1996-04-12 1999-12-16 Biovision Gmbh Process for the production of a biodegradable bone replacement and implant material and biodegradable bone replacement and implant material
DE19940977A1 (en) * 1999-08-28 2001-03-01 Lutz Claes Film of resorbable polymer material and process for producing such a film
US7012106B2 (en) 2003-03-28 2006-03-14 Ethicon, Inc. Reinforced implantable medical devices
US8016865B2 (en) 2003-09-29 2011-09-13 Depuy Mitek, Inc. Method of performing anterior cruciate ligament reconstruction using biodegradable interference screw
US8545866B2 (en) 2004-10-29 2013-10-01 Smith & Nephew, Inc. Bioabsorbable polymers
AU2005302497A1 (en) * 2004-10-29 2006-05-11 Smith & Nephew, Inc. Bioabsorbable polymers comprising calcium carbonate
CA2637606C (en) 2006-01-19 2013-03-19 Osteotech, Inc. Porous osteoimplant

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3443261A (en) * 1967-09-01 1969-05-13 Fmc Corp Prosthetic structures from microcrystalline collagen
DE2502884A1 (en) * 1975-01-24 1976-07-29 Juergen J Dipl Phy Hildebrandt Synthetic bone or joint prosthesis - incorporates zones which are gradually absorbed by the body
DE2620891A1 (en) * 1976-05-12 1977-11-17 Battelle Institut E V Absorbable bone prothesis compsn. - comprises calcined calcium phosphates impregnated with a biodegradable polymer

Also Published As

Publication number Publication date
NL185392B (en) 1989-11-01
BE858815A (en) 1978-03-16
NL7710315A (en) 1978-03-22
IT1086088B (en) 1985-05-28
FR2364644A1 (en) 1978-04-14
DE2742128A1 (en) 1978-03-23
ES462630A1 (en) 1978-07-01
FR2364644B1 (en) 1981-02-06
NL185392C (en) 1990-04-02
DE2742128C2 (en) 1990-02-15
GB1593288A (en) 1981-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH624572A5 (en) Bone prosthesis material
Thomson et al. Fabrication of biodegradable polymer scaffolds to engineer trabecular bone
Ignjatović et al. Synthesis and properties of hydroxyapatite/poly-L-lactide composite biomaterials
US9504574B2 (en) Tissue repair and replacement
CA2093269C (en) Bone prosthesis material containing calcium carbonate particles dispersed in a bioresorbable polymeric matrice
US6124373A (en) Bone replacement compound comprising poly(polypropylene fumarate)
Thomson et al. Hydroxyapatite fiber reinforced poly (α-hydroxy ester) foams for bone regeneration
US4756862A (en) Prosthetic devices having coatings of selected porous bioengineering thermoplastics
US4362681A (en) Prosthetic devices having coatings of selected porous bioengineering thermoplastics
CH621059A5 (en)
US7943677B2 (en) Method of producing interconnected volumetric porosity in materials
WO1997047334A1 (en) Method for preparing an implantable composite material, resulting material, implant including said material, and kit therefor
JP2009513280A (en) Porous and non-porous materials for tissue transplantation and repair
JP5015570B2 (en) Biomaterial and method for producing biomaterial
EP0559508B1 (en) Novel coating for prosthesis
JP4184652B2 (en) Organic-inorganic composite porous body and method for producing the same
EP3562521B1 (en) Method of manufacturing composite bone implants
Boesel et al. Hydrogels and hydrophilic partially degradable bone cements based on biodegradable blends incorporating starch
Thomson et al. A Novel Biodegradable Poly (Lactic-co-Glycolic Acid) Foam for Bone Regeneration
McDonald Swelling and Mechanical Characterization of a Porous Swelling Co-Polymer for Orthopedic Applications
FR2937872A1 (en) Product, useful as bone substitute, comprises biocompatible and extrudable filling biomaterial and biocompatible and injectable biomaterial in gel/paste form, as combined preparation for simultaneous/sequential use to fill bony defect
Thomson et al. Poly (α-hydroxy ester)/short fiber hydroxyapatite composite foams for orthopedic application
WO2022146243A1 (en) Bone-like thermoplastic based composites
Abdullah et al. Biodegradable polymeric bone cement formed from hydroxyapatite, poly (propylene fumerate), poly (vinyl pyrrolidone) and benzoyl peroxide
CN117414460A (en) Bone adhesive and preparation method and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased