DE1004771B

DE1004771B - Alloplastic tissue replacement

Info

Publication number: DE1004771B
Application number: DET3406A
Authority: DE
Inventors: Med Dr Phil Frans Donatus T Dr
Original assignee: PHIL FRANS DONATUS TIMMERMANS
Current assignee: PHIL FRANS DONATUS TIMMERMANS
Priority date: 1950-10-13
Filing date: 1950-10-13
Publication date: 1957-03-21

Description

Alloplastischer Gewebeersatz Für die meisten Kunststoffe, soweit sie chemisch neutral sind, ist die Verwendung als Knochenersatz in der Patentliteratur von den Herstellerfirmen beschrieben. Freilich handelt es sich hier keineswegs um die Lösung einer erfinderischen Aufgabe, sondern bei näherer Betrachtung allein um die Beschreibung einer Aufgabe, deren Lösung an manche Bedingung geknüpft ist, über die sich die Patentliteratur mangels Sachkenntnis ausschweigt.Alloplastic tissue replacement For most plastics, as far as they are are chemically neutral, their use as bone substitutes is in the patent literature described by the manufacturing companies. Of course, this is by no means the solution of an inventive problem, but on closer inspection alone the description of a task, the solution of which is linked to certain conditions, About which the patent literature is silent due to a lack of specialist knowledge.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dieser Aufgabe der Kunststoffverwendung als Knochenersatz. Zwar wird der Erfindungsgedanke am Beispiel der Isocyanate entwickelt, doch beschränkt sich die erfinderische Lehre nicht auf bestimmte Stoffe, sondern erstreckt sich viel mehr auf eine bestimmte Art der Stoffverwendung, durch die ganz allgemein die erfinderische Aufgabe zu lösen ist. The invention is concerned with this task of using plastics as a bone substitute. The idea of the invention is developed using the example of isocyanates, but the inventive teaching is not limited to certain substances, but rather extends much more to a certain type of substance use, through which entirely generally the inventive problem is to be solved.

Ein Knochenteil durch Kunststoff ersetzen bedeutet: Dieses Kunststoffimplantat (z. B. Span) mit dem angrenzenden Knochengewebe zu einer verankernden Verwachsung bringen. Erst mit Lösung dieser Aufgabe ist man berechtigt, von einem Knochenersatz zu sprechen. Es enthält das Problem des Knochenersatzes nämlich den Faktor des Stoffes und den Faktor der Form. Mit der letzteren insbesondere beschäftigt sich der Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Replacing a piece of bone with plastic means: This plastic implant (e.g. chip) with the adjacent bone tissue to form an anchoring bond bring. Only when this problem is solved is one entitled to a bone substitute to speak. It contains the problem of bone replacement, namely the factor of the substance and the factor of form. The subject deals with the latter in particular of the present invention.

Um ein Kunststoffimplantat im Knochengewebe zur Einheilung zu bringen, muß die Struktur des Kunststoffimplantates so beschaffen sein, daß das Knochengewebe sowie auch angrenzende andere Gewebsarten sich - je nach Funktion - daran verankern können. To bring a plastic implant into the bone tissue to heal, the structure of the plastic implant must be such that the bone tissue as well as other adjacent types of tissue - depending on their function - anchor themselves to it can.

Hierbei genügt aber nicht eine einfache rauhe Oberflächenbeschaffenheit. Erfindungsgemäß wird daher ein solches Knochenimplantat nicht als massives Stück ausgebildet, sondern als wabig strukturiertes Gebilde. Der einfachste Weg, eine solche geöffnete Struktur technisch zu erzeugen, ist gegeben in dem Verfahren des Aufschäumens. Wesentlich dabei ist die Erreichung eines neutralen Endproduktes zur Vermeidung physiologischer Störungen.However, a simple, rough surface structure is not sufficient here. According to the invention, such a bone implant is therefore not made as a solid piece formed, but as a honeycomb structured structure. The easiest way to get one Technically creating such an open structure is given in the process of Foaming. It is essential to achieve a neutral end product for Avoidance of physiological disorders.

Die Gruppe der Isocyanate gestattet die Herstellung von Schaumstoffen, die bei völliger Auskondensation frei sind von physiologisch schädlichen monomeren Bestandteilen. Die so erzeugten Schäume können in ihrer physikalischen Beschaffenheit weitgehend modifiziert werden, und zwar von plastisch elastischen his zu völlig starren Eigenschaften. Diese Schaumstoffe sind sehr schlagfest und zäh, erweichen in der Wärme, so daß sie dann entsprechend modelliert, z. B. gebogen werden können, was beim Einsetzen während der Operation sehr vorteilhaft ist. The group of isocyanates allows the production of foams, which, when fully condensed, are free of physiologically harmful monomers Components. The foams produced in this way can, in their physical properties, be modified to a large extent, from plastic elastic to completely rigid properties. These foams are very impact-resistant and tough, soften in the heat, so that it is then modeled accordingly, e.g. B. can be bent, which is very beneficial when inserting during surgery.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Lehre der Anordnung eines derartigen Schaumstoffes inVerbindung mit einem ungeschäumten Kunststoff, z. B. die Bedeckung eines Isocyanatschaumes mit einem Polyurethanüberzug. The invention also relates to the teaching of the arrangement of a such foam in conjunction with an unfoamed plastic, e.g. B. the covering of an isocyanate foam with a polyurethane coating.

Beispiel Anfertigung von Gleitflächen für Gelenke. Die Unterseite der Gelenkfläche wird hergestellt aus einem etwa 2 mm dicken Schaumstoffblatt, das aus einem Block ausgesägt sein kann. In der Wärme wird dieses Schaumstoffblatt entsprechend verformt, oder aber es wird bei komplizierterem Aufbau in entsprechenden Formen (Metall oder Zement-Kreide-Mischung) geschäumt unter nachträglicher Abtragung der überschüssigen Teile, insbesondere der glatten Außenflächen, mittels mechanischer Hilfsmittel. Diese Stücke werden in vorbereitete Spritzgußformen eingelegt und z. B. mit Polyurethan oder einem Polyamid überspritzt. Hierbei kann man auch so vorgehen, daß der geschäumte Anteil an der nicht zu überspritzenden Seite mit einer Mischung aus Kreide und Zement gestützt wird. Diese Einbettung erfolgt innerhalb einer Küvette. Durch Aufsetzen einer entsprechenden Gegenform wird über dem eingebetteten Schaumstoffteil ein flacher Hohlraum gebildet entsprechend der aufzuspritzenden Gleitfläche des Gelenkes. Beim Spritzvorgang füllt sich dieser Hohlraum, und es dringt auch Kunststoff tief in die Oberfläche des Schaumstoffes ein, so daß eine feste Verankerung erreicht wird. Dagegen sind die rückwärtigen Teile des Schaumstoffes durch den eingelagerten Kreidezement gefüllt und gestützt. Nachbehandlung mit verdünnter Salzsäure löst diese Formbestandteile ab. Man erhält auf diesem Wege sehr schöne Gelenkflächen, deren Rückseite auf Grund ihrer zelligen Struktur die Formvoraussetzungen zur Verwachsung mit den angefügten Knochen erfüllt. Example of making sliding surfaces for joints. The bottom The joint surface is made from a sheet of foam about 2 mm thick, the can be sawn out of a block. In the warmth this foam sheet becomes accordingly deformed, or it is in the case of a more complicated structure in corresponding shapes (Metal or cement-chalk mixture) foamed with subsequent removal of the excess parts, especially the smooth outer surfaces, by means of mechanical Aids. These pieces are placed in prepared injection molds and z. B. overmolded with polyurethane or a polyamide. You can also proceed in this way that the foamed portion on the side not to be overmolded with a mixture made of chalk and cement. This embedding takes place within a cuvette. By putting on a corresponding counter-form, the embedded foam part a flat cavity is formed corresponding to the sliding surface of the to be sprayed on Joint. During the injection molding process, this cavity fills and plastic also penetrates deeply into the surface of the foam, so that a firm anchorage is achieved will. In contrast, the rear parts of the foam are stored by the Chalk cement filled and supported. Post-treatment with dilute hydrochloric acid dissolves these mold components from. In this way you get very nice joint surfaces, the back of which, due to its cellular structure, provides the form requirements for intergrowth met with the attached bones.

Auf diesem Wege können verschiedenste Gelenkarten alloplastisch ersetzt werden. Dabei kann auch auf den vorbereiteten Schaumstoffgrund die Gelenkfläche zunächst aus Wachs aufgetragen und nach Einbettung in einer insbesondere monolithisch aufgebauten Kreidezementform (in Küvette) durch Erwärmung ausgeschmolzen und mit Benzol nachgewaschen werden, um letzte Waschanteile durch Lösung zu entfernen, wonach dann die Form für den Spritzguß bereit ist. Man kann auch umgekehrt vorgehen und zuerst die Gleitfläche aus Kunststoff herstellen und danach die wabige Unterfläche aufschäumen. Es sei hierbei darauf hingewiesen, daß die Methode des Schäumens erfindungsgemäß nur eine, allerdings sehr bedeutsame Ausführungsform des Erfindungsgedankens darstellt. Es läßt sich der wabige lockere Strukturbau der Unterfläche auch mittels anderer Hilfen erzielen, z. B. durch Aufstäuben verflüssigten Kunststoffes oder Behandlung der glatten Flächen mittels chemischer Mittel, die eine Zerfressung oder Aufschäumung (Blasenbildung) erzielen (nachträgliches Abschleifen usw.). In this way, various types of joints can be replaced alloplastically will. The joint surface can also be placed on the prepared foam base initially applied from wax and after embedding in a particularly monolithic built up chalk cement mold (in cuvette) melted by heating and with Benzene are rewashed in order to remove the last washings by solution, after which then the mold is ready for injection molding. You can also proceed in reverse and First make the plastic sliding surface and then the honeycomb undersurface lather up. It should be noted here that the method of foaming according to the invention represents only one, but very important embodiment of the inventive concept. The honeycomb, loose structure of the lower surface can also be achieved by means of other Achieve help, e.g. B. by sputtering liquefied plastic or treatment the smooth surfaces by means of chemical means, which a corroding or foaming (Blistering) (subsequent sanding, etc.).

Ist nun die Aufgabe dahin gestellt, daß Knochenteile ersetzt werden müssen, so muß der Schaumstoffteil entsprechend größer gewählt, gegebenenfalls mit solider Kunststoff- oder Stahleinlage versehen werden. Is now the task of replacing bone parts must, the foam part must be selected to be correspondingly larger, if necessary with solid plastic or steel insert.

So wird man zweckmäßig an das z. B. aus Polyurethan gespritzte Kugelsegment eines Schultergelenkes, in das ein stützender Stahlstab (z. B. rostfreier Stahl) eingefügt ist, den in den Knochen einzuführenden Schaft anschäumen, gegebenenfalls nach Bedeckung der Stahleinlage mit Kunststoff (z. B. durch Umspritzen oder einfaches Tauchen oder Lackieren). Zuletzt sind in diesem Zusammenhang gelenkfreie Implantate zu beschreiben. Hierfür werden reine Schaumstücke als Implantate verwendet, die mehr stabförmig oder mehr plattenförmig sein können. Ist die mechanische Belastung eine beträchtliche, so wird man Stahleinlagen nicht entbehren können. Mit großem Vorteil werden solche Schaumimplantate dort verwendet, wo sie Knochenteile in bindegewebiger Verwachsung ausfüllen können, insbesondere bei Gesichts- und Schädelplastiken.So one is expedient to the z. B. Polyurethane injection molded spherical segment a shoulder joint into which a supporting steel rod (e.g. stainless steel) is inserted, foam the shaft to be introduced into the bone, if necessary after covering the steel insert with plastic (e.g. by overmoulding or simply Dipping or painting). Finally, in this context, there are joint-free implants to describe. Pure foam pieces are used as implants for this purpose can be more rod-shaped or more plate-shaped. Is the mechanical load a considerable one, so one will not be able to do without steel inserts. With big Such foam implants are advantageously used where they are in connective tissue Can fill in adhesions, especially with facial and skull sculptures.

Besonders glatte Oberflächen an Gelenkflächen erzielt man durch Bedeckung mit Polymethacrylsäuremethylester, die sehr dünn und auf angerauhter Unterfläche (oder direkt auf den Schaumstoff) vorgenommen werden kann. Zweckmäßig geht man so vor, daß man monomeres Produkt aufträgt, unter Licht- oder Wärmeeinwirkung in bekannter Weise polymerisiert und die Fläche schleift und poliert. Particularly smooth surfaces on joint surfaces can be achieved by covering them with polymethacrylic acid methyl ester, which is very thin and on a roughened undersurface (or directly onto the foam). Appropriately you go like this before that one applies monomeric product, under Exposure to light or heat in known Way polymerized and the surface grinds and polishes.

PATENTANSPROCHE: 1. Alloplastischer Gewebeersatz unter Verwendung von Kunststoffen nach Patentanmeldung T 400 IXa/30d, dadurch gekennzeichnet, daß diese an den zur Verwachsung bestimmten Oberflächen eine aufgelöste Stuktur besitzen, insbesondere wabig oder spongiös ausgebildet sind. PATENT CLAIM: 1. Alloplastic tissue replacement using of plastics according to patent application T 400 IXa / 30d, characterized in that these have a dissolved structure on the surfaces intended for intergrowth, in particular are honeycombed or spongy.

Claims

2. Alloplastic tissue replacement according to claim 1, characterized by the use of foams, in particular based on isocyanates in well condensed state, in a solid or more plastic state, in thin ones Layers or in thick parts, also in connection with solid material of the same or another type of material (e.g. polyurethane or polyamides), the latter on growth surfaces covering, supplementing or enveloping in thick parts.

3. Alloplastic tissue replacement according to claim 2, characterized in that that the top layers or solid parts of solid plastic are heated and liquid, in particular by means of injection molding, are connected to the foam portion.

4. Alloplastic tissue replacement according to claim 2, characterized in that that the spongy parts by foaming their components, also using of solvents, are attached to the solid plastic parts.

5. Alloplastic tissue replacement according to claim 2, characterized in that that by spraying liquid, heated material onto solid surfaces cancellous transition is generated welded or loosened.

6. Alloplastic tissue replacement according to claim 2, characterized in that that solid material surfaces by means of chemical action, even with the application of heat attacked and possibly roughened by subsequent sanding.

7. Alloplastic tissue replacement according to claim 1 to 6, characterized in that that for the purpose of smoothing surfaces, especially sliding surfaces, polyethylene or derivatives, especially polymethacrylic acid esters as monomeric or polymeric Product is attached.