DD242217A1 - IMPATRATED MATERIAL FOR HEAD NECK SURGERY - Google Patents

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DD242217A1 DD28240085A DD28240085A DD242217A1 DD 242217 A1 DD242217 A1 DD 242217A1 DD 28240085 A DD28240085 A DD 28240085A DD 28240085 A DD28240085 A DD 28240085A DD 242217 A1 DD242217 A1 DD 242217A1
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cordierite
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Eggert Beleites
Hilmar Gudziol
Werner Vogel
Wolfram Hoeland
Karin Naumann
Gunter Carl
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Univ Schiller Jena
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Implantationsmaterial fuer die Kopf-Hals-Chirurgie, welche sich durch eine gute intraoperative Bearbeitbarkeit auszeichnet. Es wurde gefunden, Glimmer-Cordierit-Glaskeramik oder eine Kombination einer maschinell bearbeitbaren, hochbioaktiven Glaskeramik mit der besagten biokompatiblen Glimmer-Cordierit-Glaskeramik als Implantatmaterial zu verwenden.The invention relates to an implant material for head and neck surgery, which is characterized by a good intraoperative workability. It has been found to use mica-cordierite glass-ceramic or a combination of a machinable, highly bioactive glass-ceramic with said biocompatible mica-cordierite glass-ceramic as implant material.

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Implantationsmaterial für die Kopf-Hals-Chirurgie, welches sich durch sehr gute Bearbeitbarkeit auszeichnet. Sie findet Anwendung als bleibender Hartgewebeersatz in der Ohr-, Nasen-, Nasennebenhöhlen, Schädelbasis- und Trachealchirurgie.The invention relates to an implant material for head and neck surgery, which is characterized by very good workability. It is used as a permanent hard tissue replacement in the ear, nose, paranasal sinuses, skull base and tracheal surgery.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, in der Kopf-Hals-Chirurgie AI2O3-Keramik oder Glaskeramik als Implantationsmaterial einzusetzen. Alle bekannten Glaskeramikmaterialien weisen auf Grund ihrer chemischen Stoffzusammensetzung den Nachteil auf, daß sie schwer intraoperativ zu bearbeiten sind.It is known to use AI 2 O 3 ceramic or glass ceramic as the implant material in head and neck surgery. All known glass-ceramic materials have the disadvantage, on account of their chemical composition of matter, that they are difficult to process intraoperatively.

Weiterhin bekannt ist nach DE-OS 3211 211 und DE-OS 3211 209 eine Kombination von bioinertem und bioaktivem Material für Gehörknöchelchenprothesen. Der Nachteil dieser technischen Lösung besteht darin, daß sie auf Grund der Materialfestigkeit und ihrer bioinerten Oberflächenbeschichtung nicht intraoperativ bearbeitbar ist.Furthermore, according to DE-OS 3211 211 and DE-OS 3211 209 a combination of bioinertem and bioactive material for auditory ossicle prostheses. The disadvantage of this technical solution is that it is not workable intraoperatively due to the material strength and their bioinert surface coating.

Außerdem muß ein großes Sortiment verschiedener, den anatomischen Gegebenheiten entsprechender Implantatkörper für den Operateur bereitstehen.In addition, a large range of different, the anatomical conditions appropriate implant body for the surgeon must be available.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Kombination unter Verwendung allgemein bekannter Glaskeramiken tritt dadurch auf, daß die Teilkomponenten unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten haben, so daß insbesondere bei der Sterilisation Gefügestörungen an der Verbundstelle vorkommen können. Besonders bei großflächigen Implantatkörpern wirken sich die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Teilkomponenten nachteilig aus.Another disadvantage of this known combination using generally known glass ceramics occurs in that the subcomponents have different coefficients of thermal expansion, so that in particular in the sterilization microstructural defects can occur at the compound site. Especially with large-area implant bodies, the different thermal expansion coefficients of the sub-components have a disadvantageous effect.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die medizinische Versorgung mit alloplastischem Material qualitativ zu verbessern.The aim of the invention is to qualitatively improve the medical supply of alloplastic material.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Kopf-Hals-Chirurgie ein Implantatmaterial zur Verfügung zu stellen, das sich intraoperativ mit den üblichen, während der Operation zur Verfugung stehenden Instrumenten gut bearbeiten läßt, so daß der Implantatkörper den individuell sehr unterschiedlichen anatomischen Gegebenheiten in der Kopf-Hals-Chirurgie optimal angepaßt werden kann. Die Implantatlager der Kopf-Hals-Chirurgie fordern vom Implantatkörper hochbioaktive oder wenig bioaktive Eigenschaften oder auch die Kombination von hochbioaktiven mit wenig bioaktiven Eigenschaften in einem Implantatkörper. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Implantatmaterial verwendet wird, welches aus einer Glimmer-Cordierit-Glaskeramik mit der Zusammensetzung in Ma.-%The invention has for its object to provide an implant material for the head and neck surgery, which can be worked well intraoperatively with the usual, available during surgery instruments, so that the implant body the individually very different anatomical conditions in the head and neck surgery can be optimally adapted. The implant bearings of the head and neck surgery require from the implant body hochbioaktive or little bioactive properties or the combination of highly bioactive with little bioactive properties in an implant body. The object is achieved in that an implant material is used, which consists of a mica-cordierite glass-ceramic with the composition in Ma .-%

SiO2 SiO 2 — 43-50- 43-50 AI2O3 Al 2 O 3 — 26-30- 26-30 MgOMgO — 11-15- 11-15 Na2/K2ONa 2 / K 2 O — 7-10,5- 7-10.5 F"F " — 3,3-4,8- 3,3-4,8 crcr — 0,01-0,6- 0.01-0.6 CaOCaO — 0,1-3- 0,1-3 P2O5 P 2 O 5 — 0,1-5·- 0.1-5 ·

oder aus einer Kombination einer maschinell bearbeitbaren, hochbioaktiven Glaskeramik mit der besagten biokompatiblen Glimmer-Cordierit-Glaskeramik besteht. Die maschinell bearbeitbare, hochbioaktive Glaskeramik weist dabei eine Zusammensetzung in Ma.-% wie folgt auf:or a combination of a machinable, highly bioactive glass-ceramic with said biocompatible mica-cordierite glass-ceramic. The machinable, highly bioactive glass ceramic has a composition in% by weight as follows:

SiO2 SiO 2 19-5219-52 AI2O3 Al 2 O 3 12-2312-23 MgOMgO 5-155-15 Na2O/K2ONa 2 O / K 2 O 3-103-10 CaOCaO 9-309-30 P2O5 P 2 O 5 4-244-24 FF 0,5-70.5-7

Die Kombination der angegebenen biokompatiblen Glimmer-Cordierit-Glaskeramik mit der hochbioaktiven Glaskeramik erweist sich deshalb als günstig, weil sie in der Erweichungsphase auf Grund entsprechend abgestimmter linearer thermischer Ausdehnungskoeffizienten fest miteinander verbunden werden und dad.urch bei Temperaturänderungen an der Phasengrenze keine Gefügestörungen eintreten können.The combination of the specified biocompatible micaceous-cordierite glass-ceramic with the highly bioactive glass ceramic proves to be favorable because they are firmly bonded together in the softening phase due to appropriately tuned linear thermal expansion coefficients and dad.urch no structural interference can occur at temperature changes at the phase boundary.

Für die Bearbeitung der Glaskeramikkombination ist die Kennzeichnung der Phasengrenze zwischen der hochbioaktiven Glaskeramik und der besagten Glimmer-Cordierit-Glaskeramik wichtig. Das geschieht dadurch, daß die Phasengrenze zwischen beiden zu verbindenden Glaskeramiken durch Einbringen geringer Farboxidmengen vorderthermischen Behandlung der Ausgangsprodukte als farbige Grenzschicht sichtbar gemacht wird.For the processing of the glass-ceramic combination, it is important to mark the phase boundary between the highly bioactive glass-ceramic and the said mica-cordierite glass-ceramic. This happens because the phase boundary between the two glass ceramics to be joined is made visible by introducing small quantities of color oxide before thermal treatment of the starting materials as a colored boundary layer.

Zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften wird der Glimmer-Cordierit-Glaskeramik entsprechend den Anforderungen die Zusatzkomponenten BaO, SrO und PbO bis 8 Ma.-% zugesetzt.To improve the physical properties of the mica-cordierite glass-ceramic according to the requirements of the additional components BaO, SrO and PbO added to 8 wt .-%.

Die erfindungsgemäße Verwendung der Glimmer-Cordierit-Glaskeramik hat den Vorteil einer geringen Löslichkeit, welche eine Langzeitformkonstanz garantiert. Außerdem besitzt sie eine hohe Oberflächenladung, die im Bereich der Ohren, der Nase und der Nasennebenhöhlen sowie der Trachea eine schnelle Sekundärepithelisierung bedingt. Insgesamt besitzt die erfindungsgemäße Verwendung der besagten Glaskeramik den Vorteil, daß sie intraoperativ mit den üblichen, während der Operation zur Verfügung stehenden Instrumenten zu bearbeiten ist.The use according to the invention of the mica-cordierite glass-ceramic has the advantage of low solubility, which guarantees a long-term dimensional stability. In addition, it has a high surface charge, which causes a rapid secondary epithelialization in the ears, nose and paranasal sinuses and the trachea. Overall, the use according to the invention of said glass ceramic has the advantage that it is to be processed intraoperatively with the usual instruments available during the operation.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. *The invention will be explained in more detail with reference to two embodiments. *

Es zeigen:Show it:

Figur 1 —einen Implantatkörper für die Nasennebenhöhlenchirurgie mit einer bioaktiven Randzone, Figur 2 — einen Implantatkörper für die Nasennebenhöhlenchirurgie mit einer bioaktiven Oberflächenschicht.1 shows an implant body for sinus surgery with a bioactive edge zone, FIG. 2 shows an implant body for sinus surgery with a bioactive surface layer.

Der in Figur 1 dargestellte Implantatkörperfür die Nasennebenhöhlenchirurgie besteht aus einer bioaktiven Randzone 1 und einer biokompatiblen Glimmer-Cordierit-Glaskeramik-Kernzone 2. Die Randzone 1 und die Kernzone 2 sind an ihrer Phasengrenze 3 durch Einbringen von Farboxiden, wie z. B. FeO/Fe2O3, MnO2, Cr2O3 oder NiO sichtbar markiert. Die Oberflächengestalt kann eben oder entsprechend den anatomischen Bedingungen gekrümmt sein.The implant body for sinus surgery shown in Figure 1 consists of a bioactive edge zone 1 and a biocompatible mica-cordierite glass-ceramic core zone 2. The edge zone 1 and the core zone 2 are at their phase boundary 3 by introducing color oxides, such as. B. FeO / Fe 2 O 3 , MnO 2 , Cr 2 O 3 or NiO visible marked. The surface shape may be flat or curved according to anatomical conditions.

Die Ausführung der Randzone 1 aus hochbioaktiver Glaskeramik garantiert einen festen Knochenverbund. Die Kernzone 2 begünstigt die Epithelisierung auf Grund der Eigenschaften der verwendeten biokompatiblen Glimmer-Cordierit-Glaskeramik.The execution of the edge zone 1 of highly bio-active glass ceramic guarantees a solid bone composite. The core zone 2 favors epithelialization due to the properties of the biocompatible mica-cordierite glass-ceramic used.

Das 2. Ausführungsbeispiel wird mit Figur 2 dargestellt, wobei die eine Oberflächenschicht 4 aus der hochbioaktiven Glaskeramik und die andere Oberflächenschicht 5 aus der biokompatiblen Glimmer-Cordierit-Glaskeramik besteht. Beide Oberflächenschichten (4 und 5) sind an ihrer Phasengrenze, wie bereits im 1 .Ausführungsbeispiel beschrieben, verbunden.The second exemplary embodiment is represented by FIG. 2, wherein one surface layer 4 consists of the highly bioactive glass-ceramic and the other surface layer 5 consists of the biocompatible micaceous-cordierite glass-ceramic. Both surface layers (4 and 5) are connected at their phase boundary, as already described in the 1st embodiment.

Für beide Ausführungsbeispiele besitzt die biokompatible Glimmer-Cordierit-Glaskeramik die Zusammensetzung in Ma.-%:For both embodiments, the biocompatible mica-cordierite glass-ceramic has the composition in% by mass:

SiO2 —SiO 2 - 43-5043-50 AI2O3 -Al 2 O 3 - 26-3026-30 MgO —MgO - 11-1511-15 Na2/K2O —Na 2 / K 2 O - 7-10,57-10.5 3,3-4,83.3 to 4.8 er —he - 0,01-0,60.01-0.6 CaO —CaO - 0,1-30.1-3 P2O6 - λΙ% U* ΐ λ «1/+ΐ\ ta f^ IP 2 O 6 - λΙ% U * ΐ λ «1 / + ΐ \ ta f ^ I 0,1-50.1-5 CnDIOaKlIVc Ol SiO2 CnDIOaClIVc Ol SiO 2 laSKcl αΠΊΙΚ < 19-52laSKcl αΠΊΙΚ <19-52 AI2O3 Al 2 O 3 12-2312-23 MgOMgO 5-155-15 Na2O/K2ONa 2 O / K 2 O 3-103-10 CaOCaO 9-309-30 P2O5 P 2 O 5 4-244-24 FF 0,5-70.5-7

Claims (6)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Implantatmaterial für die Kopf-Hals-Chirurgie, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Glimmer-Cordierit-Glaskeramik mit der Zusammensetzung in Ma.-%1. implant material for head and neck surgery, characterized in that it consists of a mica-cordierite glass-ceramic with the composition in% by mass oder auseiner Kombination einer maschinell bearbeitbaren hochbioaktiven Glaskeramik mit der besagten biokompatiblen Glimmer-Cordierit-Glaskeramik besteht.or a combination of a machinable high bioactive glass-ceramic with said biocompatible mica-cordierite glass-ceramic. 2. Implantatmaterial nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination der maschinell bearbeitbaren hochbioaktiven Glaskeramik mit der biokompatiblen Glimmer-Cordierit-Glaskeramit in der Erweichungsphase auf Grund entsprechend abgestimmter linearer thermischer Ausdehnungskoeffizienten fest verbunden werden kann.2. Implant material according to item 1, characterized in that the combination of the machinable high bioactive glass ceramic with the biocompatible mica-cordierite glass-ceramic in the softening phase due to appropriately tuned linear thermal expansion coefficients can be firmly connected. 3. Implantatmaterial nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasengrenze zwischen beiden zu verbindenden Glaskeramiken durch Einbringen geringer Farboxidmengen vor der thermischen Behandlung der Ausgangsprodukte als farbige Grenzschicht sichtbar gemacht wird.3. implant material according to item 1, characterized in that the phase boundary between the two glass ceramics to be joined is made visible by introducing small amounts of color oxide before the thermal treatment of the starting materials as a colored boundary layer. 4. Implantatmaterial nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Glimmer-Cordierit-Glaskeramik zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften die Zusatzkomponenten BaO, SrO und PbO bis 8 Ma.-% enthält.4. implant material according to item 1, characterized in that said mica-cordierite glass-ceramic to improve the physical properties of the additional components BaO, SrO and PbO to 8 Ma .-%. 5. Implantatmaterial nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Glimmer-Cordierit-Glaskeramik eine geringe Löslichkeit und eine hohe Oberflächenladung auf Grund des speziellen Glimmer-Cordierit-Gefüges und der resultierenden Restglasphase aufweist.5. implant material according to item 1, characterized in that said mica-cordierite glass-ceramic has a low solubility and a high surface charge due to the special mica-cordierite microstructure and the resulting residual glass phase. 6. Implantatmaterial nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß es intraoperativ mit konventionellen Operationsinstrumenten bearbeitbar ist.6. implant material according to item 1, characterized in that it is editable intraoperatively with conventional surgical instruments.
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