DE102005060761A1

DE102005060761A1 - Formteil zur Neubildung von Knochenmaterial

Info

Publication number: DE102005060761A1
Application number: DE102005060761A
Authority: DE
Inventors: Antonis Alexakis
Original assignee: Alexakis Antonis Dr med dent
Current assignee: Alexakis Antonis Dr med dent
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2025-12-17
Also published as: DE102005060761B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein formstabiles Formteil (3) zur Förderung der Knochenneubildung, insbesondere im Kiefer, bestehend aus einem vom menschlichen oder tierischen Körper resorbierbaren Material, wobei das Formteil (3) eine auf einer menschlichen oder tierischen Knochenunterlage (1) hohlraumbildende Raumform aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Formteil (3) temperaturstabil ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein formstabiles Formteil zur Förderung der Knochenneubildung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Medizin gibt es eine Vielzahl von Anwendungsfällen, in denen es wünschenswert ist, dass Knochenmaterial vom menschlichen oder tierischen Patienten selbst neu gebildet wird. Es ist bekannt, dass Osteoblasten bestrebt sind, in Hohlräume hineinzuwachsen. Wird ein solcher Hohlraum künstlich auf einer Knochenunterlagen hergestellt, so sind die Osteoblasten bestrebt, diesen Hohlraum auszufüllen. Diese Erkenntnis macht man sich beispielsweise in der Zahnmedizin zunutze, wenn der Kieferknochen, beispielsweise durch Parodontitis angegriffen und teilweise zerstört ist.

Aus der DE 198 30 992 C2 ist es bekannt, den für das gezielte Wachstum der Osteoblasten benötigten Hohlraum am menschlichen oder tierischen Kieferknochen durch nicht resorbierbare oder resorbierbare Folien zu bilden. Die bekannten, nicht resorbierbaren Materialien sind äußerst formstabil, haben jedoch den Nachteil, dass sie nach der Neubildung der Knochensubstanz in einer zweiten Operation wieder mühsam entfernt werden müssen, wobei es häufig zu einer Beschädigung der gerade erst neu gebildeten Knochensubstanz kommen kann. Die bekannten resorbierbaren Folien haben den Nachteil, dass sie eine unzureichende Formstabilität aufweisen. Die Verwendung von resorbierbaren Folien hatte jedoch den Vorteil, dass sie keinen zusätzlichen chirurgischen Eingriff erforderten, sondern im Körper beispielsweise vollständig zu CO₂ und H₂O abgebaut wurden.

Die DE 198 30 992 C2 schlägt daher vor, Formteile zur Förderung der Neubildung von Knochenmaterial zu verwenden, die für die Dauer der Neubildung von Knochensubstanz formstabil sind, die jedoch bei Temperaturen von beispielsweise oberhalb von 55°C verformt werden können, um die als Folien ausgebildeten Formteile an die Kiefersituation des Patienten anzupassen. Die vorgeschlagenen Formteile weisen zwar den Vorteil auf, dass sie bei den in der Mundhöhle des Patienten herrschenden Temperaturen formstabil sind und vollständig vom Körper abgebaut werden können. Es besteht jedoch die Gefahr, dass die Patienten während des Verformungsprozesses der bekannten Folien durch die für den Verformungsprozess notwendigen Temperaturen verletzt werden können oder zumindest Schmerzen empfinden. Dies lässt sich nicht vermeiden, da die Folien bei hoher Temperatur in der Mundhöhle des Patienten unmittelbar an den Kiefer angeformt werden müssen. Außerdem ist der Verformungsprozess zeitaufwändig. Während dieser Zeit können Keime in die offene Wunde eintreten.

Weiterhin ist bei dem bekannten, verformbaren Formteil nachteilig, dass eine absolute Abdichtung des entstehenden Hohlraums nicht möglich ist. Kleinere Spalten zwischen dem Formteil und dem Knochen oder dem Zahnschmelz des Patienten können nicht vermieden werden. Hierdurch kann es zu Infektionen kommen. Weiterhin wird die Knochenbildung durch diese Undichtigkeiten verlangsamt. Die Knochenbildung kann auch vollständig unterbleiben, wenn durch diese Spalten Periosten oder Epithelzellen hindurch in den Hohlraum hineinwachsen und diesen ausfüllen, bevor sich Knochensubstanz bilden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes formstabiles Formteil vorzuschlagen, bei dem der Einsatz von hohen Temperaturen nicht notwendig ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das vom Körper vollständig resorbierbare Formteil dauerhaft formstabil auszubilden. Hierzu ist das Formteil erfindungsgemäß temperaturstabil ausgebildet, bleibt also auch bei hohen Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen bis mindestens 100°C, vorzugsweise bei Temperaturen bis mindestens 200°C, bevorzugt auch bei Temperaturen über 200°C starr. Da das erfindungsgemäße Formteil nicht durch den Einsatz von hohen Temperaturen verformbar ist, muss das Formteil während der Operation auch nicht erhitzt werden, wodurch eine Verletzung des Patienten durch hohe Temperaturen ausgeschlossen wird. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Formteil als Massenprodukt in unterschiedlichen Größen hergestellt. Dabei sind die Formteile derart ausgeformt, dass sie ohne Veränderungen vornehmen zu müssen an die entsprechende Körperstelle aufgebracht werden können. Ein Verformungsprozess ist nicht notwendig, wodurch die Operation beschleunigt durchgeführt werden kann. Sollten doch Anpassungen notwendig sein, so kann das Formteil durch Schleifen oder Fräsen an die gewünschte Knochensituation bei Mensch oder Tier, insbesondere an die Kiefersituation, angepasst werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Formteils gegenüber nicht starren Formteilen besteht darin, dass es sich zur Fixierung des Zahnfleisches eignet. Dabei verformt sich das Formteil nicht, sondern behält seine steife Form. Das Zahnfleisch, welches sich meist teilweise zurückgebildet hat, kann auf seine ursprüngliche Erstreckung gedehnt und im gedehnten Zustand fixiert werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Formteil auch druckstabil, insbesondere bei Drücken bis 10 bar, vorzugsweise bei Drücken bis 100 bar oder darüber ausgebildet ist. Hierdurch wird die Verformbarkeit des Formteils gänzlich ausgeschlossen.

Um den mittels des Formteils hergestellten Hohlraum abzudichten und somit den Eintritt von Bakterien, Periosten oder Epithelzellen in den Hohlraum zu vermeiden, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Formteil eine elastische Dichtungsschicht aus vom menschlichen oder tierischen Körper resorbierbarem Material aufweist. Diese Schicht aus Dichtungsmaterial ist bevorzugt nicht großflächig auf dem Formteil aufgebracht, sondern lediglich in dem Kontaktbereich des Formteils zum menschlichen Körper. Dabei ist es denkbar, dass das Dichtungsmaterial bereits bei der Herstellung des Formteils auf das Formteil aufgetragen und mit diesem steril verpackt wird. Ebenso ist es möglich, dass der operierende Arzt das Dichtungsmaterial vor dem Aufsetzen des Formteils auf die Knochenunterlage des menschlichen oder tierischen Patienten auf das Formteil aufbringt. Das flexible Dichtungsmaterial passt sich an die Form der Knochenunterlage und/oder des Zahnschmelzes an, wodurch eine Bearbeitung des formstabilen Teils während der Operation des starren Formteils mit Vorteil unterbleiben kann.

Bevorzugt weist das Dichtungsmaterial eine Klebeeigenschaft auf, durch die das Formteil an vorgegebener Position am Körper vorläufig fixierbar ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Dichtungsmaterial Collagen verwendet wird, insbesondere eine Mischung aus Collagen 1 und Collagen 3. Es ist jedoch auch denkbar, lediglich Collagen 1 oder ausschließlich Collagen 3 zu verwenden. Collagen hat nicht nur Dichtungseigenschaften, sondern fixiert den Formkörper zumindest vorläufig durch seine Klebewirkung.

Das Formteil wird endgültig mithilfe von Schrauben oder Fäden oder auch resorbierbaren Pins fixiert, um die Dichtigkeit des Hohlraums über den gesamten Knochenneubildungsprozess zu gewährleisten.

Um das Knochenwachstum zu fördern, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, zumindest die der Knochenunterlage zugewandte Oberfläche des Formteils mit einer Rauigkeit auszubilden, die vorzugsweise der durchschnittlichen Rauigkeit eines menschlichen bzw. tierischen Knochens entspricht. Bevorzugt ist die gesamte Oberfläche des Formteils innerhalb des Hohlraum rau ausgebildet, damit das nachwachsende Knochenmaterial hieran Halt finden kann. Die Rauigkeit kann in das Formteil, beispielsweise durch Bestrahlen mit feinsten Partikeln eingebracht werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Formteil allogenes Material oder besteht vollständig aus allogenem Material. Insbesondere ist es denkbar, das Formteil aus Spenderknochen oder aus Knochen von Knochenbanken auszubilden. Auch ist die Verwendung von FDBA (freeze dried bone allocrafts) oder von DFDBA (decalcified freeze dried bone allocrafts) von Vorteil. Durch die Ausbildung des Formteils aus einem Material von einem genetisch differenten Individuum derselben Spezies kann das Knochenwachstum optimal verlaufen. Die Wahrscheinlichkeit entzündliche Reaktionen wird mit Vorteil reduziert.

Auch die Verwendung von xenogenen Materialien zur Herstellung des Formteils hat sich als vorteilhaft erwiesen. Zur Herstellung von Formteilen, die für den Menschen geeignet sind, eignen sich insbesondere Knochen von Rind, Schwein und Pferd. Es ist jedoch auch möglich, das Formteil aus Algen, insbesondere Algenextrakten, Korallen oder Muscheln herzustellen. Die Schale von Muscheln eignet sich besonders zur Herstellung von Formteilen, da diese bereits von Natur aus eine einen Hohlraum bildende Raumstruktur aufweist. Muschelschalen bestehen aus einem Calcium-Protein-Gemisch, was besonders gut vom Körper resorbiert werden kann.

Daneben ist es auch möglich, das Formteil aus autogenem Material herzustellen. Hierbei ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von entzündlichen Reaktionen des Körpers des Patienten am geringsten.

Weiterhin ist es möglich, alloplastische Materialien wie Calciumphosphate, Keramiken oder Biogläser zur Herstellung des erfindungsgemäßen formstabilen Formteil zu verwenden.

Je nach Größe des benötigten Hohlraums oder je nach Ausformung der noch vorhandenen Knochenunterlage ist es von Vorteil, mindestens zwei Formteile zu einem Formkörper zusammenzufassen, wobei die Formteile gegeneinander abgedichtet werden müssen, damit ein dichter Hohlraum entsteht und das Eindringen von Bakterien oder das Einwachsen von Osteoblasten oder Periosten verhindert wird. Als Dichtungsmaterial wird hierfür ebenfalls Collagen bevorzugt. Es sind jedoch auch andere resorbierbare Materialien denkbar.

Weiter Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.

Die einzige 1 zeigt einen auf eine Kieferknochenunterlage aufgesetzten formstabilen Firmkörper.
In 1 ist ein aufgrund von Parodontitis teilweise zerstörter Kieferknochen 1 gezeigt. Wird der Kieferknochen 1 nicht wieder hergestellt, kann es zum Ausfallen des in dem Kieferknochen 1 gehaltenen Zahns 2 kommen. Zum Zwecke der Knochenneubildung ist auf den Kieferknochen 1 ein sphärisch geformtes, formstabiles Formteil 3 aufgesetzt. In 1 ist das Formteil 3 geschnitten dargestellt. Es bildet oberhalb des Kieferknochens 1 einen Hohlraum 4 aus, in den zunächst Fibroblasten und dann die Osteoblasten des Kieferknochens 1 in Pfeilrichtung 5 hineinwachsen können. Um zu verhindern, dass Zellen der Knochenhaut 6 oder Zellen des Zahnfleischs 7 in den Hohlraum 4 eindringen können, ist das Formteil 3 gegenüber dem Zahn 2 sowie gegenüber dem Kieferknochen 1 mithilfe von Collagen 8 abgedichtet. Nicht gezeigt ist die endgültige Fixierung des resorbierbaren Formteils 3 mithilfe von ebenfalls resorbierbaren Schrauben, Fäden oder Pins im Kieferknochen 1.
Die dem Hohlraum 4 zugewandte Oberfläche 9 des Formteils 3 ist mit einer Rauigkeit versehen, die der Rauigkeit der Oberfläche eines herkömmlichen Kieferknochens entspricht. Hierdurch wird das Wachstum des Kieferknochens 1 entlang der Oberfläche 9 des Formteils 3 gefördert.
Das Formteil 3 besteht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer dauerhaft formstabilen Muschelschale, die sich nicht durch Temperatureinwirkung oder Druckeinwirkung verformen lässt. Bei dem Formteil 3 handelt es sich um ein Massenprodukt, das über die Collagenschicht an die spezielle Situation am Körper des Patienten angepasst werden kann.
Um das Formteil 3 in die dargestellte Position einbringen zu können, wird zunächst der obere Zahnfleischlappen 7 aufgeklappt. Gegebenenfalls wird die Oberfläche des Kieferknochens aufgeraut, um das Wachstum des Knochens 1 zu fördern. Daraufhin wird das Formteil 3 mit seiner Collagenschicht 8 an die entsprechende Stelle aufgebracht und mittels resorbierbarer Materialien am Kieferknochen 1 und/oder am Zahn 2 fixiert. Daraufhin wird der Zahnfleischlappen 7 wieder in die in 1 dargestellte Position geklappt und an der Außenseite des Formteils 3 fixiert. An der Außenseite des Formteils 3 wächst die Knochenhaut 6 entlang in Pfeilrichtung 10, so dass nach einiger Zeit die ursprüngliche Kiefersituation mit vollständigem Kieferknochen 1, Knochenhaut 6 und Zahnfleisch 7 wieder hergestellt ist.
Eine zweite Operation zur Entfernung des Formteils 1 nach erfolgter Knochenneubildung ist nicht erforderlich, da das Formteil 1 mit Collagen 8 vom Körper vollständig abgebaut wird.

Claims

Formstabiles Formteil (3) zur Förderung der Knochenneubildung, insbesondere im Kiefer, bestehend aus einem vom menschlichen oder tierischen Körper resorbierbaren Material, wobei das Formteil (3) eine auf einer menschlichen oder tierischen Knochenunterlage (1) hohlraumbildende Raumform aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (3) temperaturstabil ist.
Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (3) druckstabil ist.
Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (3) eine, insbesondere randseitige, Schicht aus einem verformbaren, vom menschlichen oder tierischen Körper resorbierbaren, Dichtungsmaterial (8) aufweist, mit der der von dem Formteil (3) gebildete Hohlraum (4) gegenüber der Knochenunterlage (1) oder einem weiteren Formteil (3) abdichtbar ist.
Formteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmaterial (8) aus Collagen besteht, oder zumindest Collagen enthält, vorzugsweise Collagen 1 und/oder Collagen 3.
Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (3) mittels vom menschlichen Körper resorbierbaren Befestigungsmitteln, insbesondere Schrauben oder Fäden, am Körper, insbesondere an der Knochenunterlage (1), fixierbar ist.
Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die der Knochenunterlage (1) zugewandte Oberfläche (9) des Formteils (3) zumindest teilweise aufgeraut ist, wobei vorzugsweise die Rauigkeit der durchschnittlichen Rauigkeit eines menschlichen oder tierischen Knochen (1) entspricht.
Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (3) allogenes Material enthält oder vollständig aus allogenem Material besteht.
Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (3) xenogenes Material, insbesondere Muschelschalen, enthält oder vollständig aus xenogenem Material, besteht.
Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (3) autogenes Material enthält oder vollständig aus autogenem Material besteht.
Formteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (3) alloplastisches Material enthält oder vollständig aus alloplastischem Material besteht.
Formkörper bestehend aus mindestens zwei Formteilen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Formteile (3) mittels eines Dichtungsmaterials (8), insbesondere Collagen, gegeneinander abgedichtet sind.
Verwendung des Formteils (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder eines Formkörpers nach Anspruch 11 bei einer medizinischen Operation, insbesondere bei einer Kieferoperation.