DE102019124879A1 - Bioactive carrier - Google Patents

Bioactive carrier Download PDF

Info

Publication number
DE102019124879A1
DE102019124879A1 DE102019124879.5A DE102019124879A DE102019124879A1 DE 102019124879 A1 DE102019124879 A1 DE 102019124879A1 DE 102019124879 A DE102019124879 A DE 102019124879A DE 102019124879 A1 DE102019124879 A1 DE 102019124879A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bar framework
polymer
framework
bioactive carrier
lactide
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE102019124879.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Armin Lenhart
Sven Wiltzsch
Vera Kerling
Svetlana Belov
Gundula Schulze-Tanzil
Clemens Gögele
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Klinikum Nuernberg Medical School GmbH
Georg Simon Ohm Hochschule fuer Angewandte Wissenschaften Fachhochschule Nurnberg
Original Assignee
Klinikum Nuernberg Medical School GmbH
Georg Simon Ohm Hochschule fuer Angewandte Wissenschaften Fachhochschule Nurnberg
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 Klinikum Nuernberg Medical School GmbH, Georg Simon Ohm Hochschule fuer Angewandte Wissenschaften Fachhochschule Nurnberg filed Critical Klinikum Nuernberg Medical School GmbH
Priority to PCT/EP2020/067332 priority Critical patent/WO2021023426A1/en
Publication of DE102019124879A1 publication Critical patent/DE102019124879A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • A61L27/02Inorganic materials
    • A61L27/10Ceramics or glasses
    • 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
    • A61L27/14Macromolecular materials
    • A61L27/18Macromolecular materials obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • 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
    • A61L27/28Materials for coating prostheses
    • A61L27/34Macromolecular materials
    • 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
    • A61L27/42Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having an inorganic matrix
    • A61L27/427Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having an inorganic matrix of other specific inorganic materials not covered by A61L27/422 or A61L27/425
    • 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
    • A61L27/446Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix with other specific inorganic fillers other than those covered by A61L27/443 or A61L27/46
    • 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
    • A61L27/56Porous materials, e.g. foams or sponges
    • 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
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/06Materials or treatment for tissue regeneration for cartilage reconstruction, e.g. meniscus
    • 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
    • A61L2430/24Materials or treatment for tissue regeneration for joint reconstruction

Abstract

Bioaktiver Träger für die Ansiedlung lebender Zellen, mit einem porösen dreidimensionalen Steggerüst (2) aus Glas, umfassend eine poröse Verstärkungsstruktur (3) aus einem synthetischen, im menschlichen oder tierischen Körper auflösbaren Polymer.Bioactive carrier for the settlement of living cells, with a porous three-dimensional bar framework (2) made of glass, comprising a porous reinforcing structure (3) made of a synthetic polymer which can be dissolved in the human or animal body.

Description

Die Erfindung betrifft einen bioaktiven Träger für die Ansiedlung lebender Zellen, mit einem porösen dreidimensionalen Steggerüst aus Glas.The invention relates to a bioactive carrier for the settlement of living cells, with a porous three-dimensional bar framework made of glass.

Die Arthrose ist eine häufige und durch entstehende Behandlungskosten und Arbeitsunfähigkeit volkswirtschaftlich sehr wichtige Gelenkerkrankung, deren Bedeutung vor dem Hintergrund des derzeitigen demografischen Wandels zunimmt. Sie ist derzeit noch unheilbar, gekennzeichnet durch einen fortschreitenden Verlauf, wobei in den Gelenken unter anderem der Knorpel angegriffen wird, seine Festigkeit verliert und teilweise aufgelöst wird. Die Arthrose entsteht oft als Folge von Gelenkknorpelverletzungen, denn der Gelenkknorpel und Knorpelgewebe im Allgemeinen verfügen nur über eine äußerst geringe Selbstheilungsfähigkeit. Als Behandlungsoption zur Rekonstruktion der Gelenkflächen nach Knorpelverletzungen und fortgeschrittener Arthrose bleibt häufig nur ein entsprechender chirurgischer Eingriff, der oft mit einem teilweisen oder kompletten Ersatz des Gelenks durch ein Implantat einhergeht. Alternativ hierzu wird die Möglichkeit der Züchtung von entsprechendem körpereigenem Knorpelgewebe in vitro als biologischer Ersatz angestrebt. Dieses Ersatzgewebe wird nach seiner Züchtung in den Knorpeldefekt des Patienten übertragen, um den defekten Gelenkknorpel zu ersetzen.Osteoarthritis is a common joint disease that is very important for the economy as a result of treatment costs and incapacity for work, and its importance is increasing against the background of current demographic change. It is currently still incurable, characterized by a progressive course, whereby the cartilage in the joints, among other things, is attacked, loses its strength and is partially dissolved. Osteoarthritis often occurs as a result of articular cartilage injuries, because the articular cartilage and cartilage tissue in general only have an extremely low self-healing capacity. The treatment option for the reconstruction of the joint surfaces after cartilage injuries and advanced osteoarthritis is often only a corresponding surgical intervention, which is often accompanied by a partial or complete replacement of the joint with an implant. As an alternative to this, the aim is to cultivate the body's own cartilage tissue in vitro as a biological replacement. After cultivation, this replacement tissue is transferred into the patient's cartilage defect in order to replace the defective articular cartilage.

Um eine dreidimensionale Anordnung der Knorpelzellen zu gewährleisten, werden natürliche und synthetische Biomaterialien eingesetzt, die sich, sobald die Gewebeneubildung im Defekt vorangeschritten ist, auflösen sollen.In order to ensure a three-dimensional arrangement of the cartilage cells, natural and synthetic biomaterials are used, which should dissolve as soon as the new tissue formation in the defect has progressed.

Dieses Verfahren der Gewebegewinnung durch Züchtung kultivierter Zellen in einem geeigneten Biomaterial wird „Tissue Engineering“ genannt. Hierbei wird also zunächst in vitro, d.h. in einer Zellkultur eine Zellproliferation von adhärenten Zellen und eine anschließende Gewebebildung auf einem dreidimensionalen bioaktiven Träger erreicht. Um dieses in vitro Wachstum von Knorpelzellen, sog. Chondrozyten zu erreichen, müssen aus dem Körper entnommene Zellen in einer geeigneten Umgebung stimuliert werden. Eine passende geometrische Anordnung der Zellen kann die Bildung des neuen Gewebes unterstützen. Für das in vitro Wachstum der Zellen und eine Gewebebildung sind mehrere grundlegende Faktoren von hoher Bedeutung:

  • Es muss ein geeignetes offenporiges Gerüst mit einer Porosität von wenigstens 60 % für das Wachstum der Zellen vorhanden sein, also ein bioaktiver Träger, der nicht nur die mechanischen Anforderungen, die an einen solchen Träger im zukünftigen Gewebe gestellt werden, erfüllt, sondern der auch hinreichend zyto- und biokompatibel ist, um das Zellüberleben zu gewährleisten und keine Entzündung auszulösen.
This process of obtaining tissue by culturing cultured cells in a suitable biomaterial is called "tissue engineering". In this way, initially in vitro, ie in a cell culture, cell proliferation of adherent cells and subsequent tissue formation on a three-dimensional bioactive carrier are achieved. In order to achieve this in vitro growth of cartilage cells, so-called chondrocytes, cells removed from the body must be stimulated in a suitable environment. A suitable geometric arrangement of the cells can support the formation of the new tissue. Several basic factors are of great importance for the in vitro growth of cells and tissue formation:
  • There must be a suitable open-pore framework with a porosity of at least 60% for the growth of the cells, i.e. a bioactive carrier that not only meets the mechanical requirements that will be placed on such a carrier in future tissue, but also adequately is cyto- and biocompatible in order to ensure cell survival and not cause inflammation.

Auf dem bioaktiven Träger, dem sogenannten Scaffold, müssen lebende und vermehrbare Zellen ansiedelbar sein. Das heißt, dass eine hinreichende Zelladhäsion am Scaffold möglich sein muss. Die Zelloberflächenrezeptoren müssen daher Strukturen im Scaffold als Bindungsmotive erkennen und die dafür erforderlichen Kofaktoren (u.a. Ionen) müssen ausreichend verfügbar sein.Living and reproducible cells must be able to settle on the bioactive carrier, the so-called scaffold. This means that sufficient cell adhesion to the scaffold must be possible. The cell surface receptors must therefore recognize structures in the scaffold as binding motifs and the necessary cofactors (including ions) must be sufficiently available.

Weiterhin muss eine Anregung und Kontrolle einer Zelltyp-spezifischen Signaltransduktion der lebenden Zellen möglich sein, was beispielsweise durch Wachstumsstimulatoren (wie Wachstumsfaktoren, Ionen, aber auch eine geeignete Scaffoldtopologie) erreicht werden kann.Furthermore, it must be possible to stimulate and control a cell-type-specific signal transduction of the living cells, which can be achieved for example by growth stimulators (such as growth factors, ions, but also a suitable scaffold topology).

Schließlich muss für eine initiale Zellproliferation, also eine Zellvermehrung und ein Zellwachstum, sowie eine spätere Differenzierung der Zellen ein förderliches extrazelluläres Milieu in dem Scaffold und um die Zellen herum vorhanden sein.Finally, for an initial cell proliferation, that is to say cell multiplication and cell growth, as well as later differentiation of the cells, a beneficial extracellular milieu must be present in the scaffold and around the cells.

Von besonderem Interesse ist die durch u.a. die geometrische Scaffoldstruktur (Topologie) und Wachstumsfaktoren gesteuerte Synthese einer neuen extrazellulären Knorpelmatrix durch die Zellen im Scaffold, da der Gelenkknorpel zu über 90 % aus extrazellulärer Matrix (ECM = extracellular matrix) besteht. Bei den Stimulationsfaktoren für das Zellwachstum und für die Matrixsynthese kann man im Wesentlichen zwischen elektro-/ biochemischen, Struktur-assoziierten und mechanischen Faktoren unterscheiden. Wenn sich die angesiedelten Zellen gut vermehren sollen, sind diese Faktoren entsprechend für die zu züchtende Zellart zu wählen.Of particular interest is the synthesis of a new extracellular cartilage matrix by the cells in the scaffold, which is controlled by the geometric scaffold structure (topology) and growth factors, since the articular cartilage consists of over 90% extracellular matrix (ECM = extracellular matrix). In terms of stimulation factors for cell growth and for matrix synthesis, one can essentially differentiate between electro- / biochemical, structure-associated and mechanical factors. If the colonized cells are to multiply well, these factors must be selected accordingly for the type of cell to be grown.

Im Rahmen des Tissue Engineering stellt dabei der bioaktive Träger ein zentrales Element dar, denn er muss einerseits mechanisch hinreichend stabil sein, andererseits muss er die Zelladhäsion, das Zellwachstum und die ECM-Synthese ermöglichen. Auch muss er auflösbar („degradierbar“) sein, wobei durch das Auflösen des bioaktiven Scaffolds entstehende Konzentrationsgradienten von Ionen mit entsprechenden chemischen und elektrochemischen Potentialen die Zellproliferation, die Zelldifferenzierung und die ECM-Synthese unterstützen können. Glas wird in diesem Zusammenhang als exzellenter Werkstoff für die Herstellung eines solchen bioaktiven Trägers angesehen.In the context of tissue engineering, the bioactive carrier represents a central element, because on the one hand it must be mechanically stable enough, on the other hand it must enable cell adhesion, cell growth and ECM synthesis. It must also be dissolvable (“degradable”), whereby the dissolving of the bioactive scaffold results in concentration gradients of ions with corresponding chemical and electrochemical potentials, cell proliferation, cell differentiation and ECM synthesis can support. In this context, glass is regarded as an excellent material for the production of such a bioactive carrier.

Solche bioaktiven Träger, auch Biogläser genannt, sind in unterschiedlichen Anwendungen bekannt, beispielsweise aus WO 2011/161422 A1 , WO 2016/089731 A1 oder WO 2014/168631 A1 . Diese Druckschriften beschäftigen sich explizit mit der Herstellung eines Scaffolds. Die dort beschriebenen bioaktiven Träger respektive Biogläser basieren auf erdalkalihaltigen und phosphathaltigen Glassystemen, die in wässrigen Lösungen eine Hydroxylapatit-Schicht an der Glasoberfläche bilden. Diese Hydroxylapatit-Schicht bildet eine Grenzfläche als sogenannte Grenzschicht, an der die lebenden, zu vermehrenden Zellen anhaften müssen und die wachstumsförderlich sein soll. Das bekannteste dieser erdalkalihaltigen Biogläser ist unter der Bezeichnung 45 S5 bekannt.Such bioactive carriers, also called bio glasses, are known in various applications, for example from WO 2011/161422 A1 , WO 2016/089731 A1 or WO 2014/168631 A1 . These publications deal explicitly with the production of a scaffold. The bioactive carriers or bio glasses described there are based on alkaline earth and phosphate-containing glass systems which, in aqueous solutions, form a hydroxylapatite layer on the glass surface. This hydroxylapatite layer forms an interface as a so-called boundary layer to which the living cells to be multiplied must adhere and which is supposed to promote growth. The best known of these alkaline earth containing bio glasses is known under the designation 45 S5.

In DE 10 2018 114 946 B3 wird ein bioaktiver Träger aus Glas beschrieben, der hervorragende Eigenschaften bezüglich der Bioaktivität und der erforderlichen Geometrie für ein gutes Zellwachstum aufweist. Die Bioaktivität wird durch eine Auslaugung der Oberflächenschicht des Glas-Scaffolds mit zugehöriger GelBildung an der Oberfläche erreicht. Aufgrund der Auslaugung und eines auslaugungsbedingt reduzierten Gehalts an Alkalimetalloxiden in der ausgelaugten Oberfläche und der Einlagerung von OH-Gruppen respektive Wasser in das auslaugungsbedingt „offene“ Netzwerk im Auslaugungsbereich sind die entsprechenden Baugruppen innerhalb der Glasmatrix nur gering verknüpft. In DE 10 2018 114 946 B3 a bioactive carrier made of glass is described, which has excellent properties in terms of bioactivity and the required geometry for good cell growth. Bioactivity is achieved by leaching out the surface layer of the glass scaffold with associated gel formation on the surface. Due to the leaching and a leaching-related reduced content of alkali metal oxides in the leached surface and the inclusion of OH groups or water in the leaching-related "open" network in the leaching area, the corresponding assemblies within the glass matrix are only slightly linked.

Dies führt zu einer reduzierten chemischen Beständigkeit und fördert die Auflösung des Trägers beim in vivo-Einsatz, das heißt, dass sich der Glasträger aufgrund des bei einem in vivo-Einsatz gegebenen hydrolytischen Säure-Lauge-Angriffs des umgebenden Mediums auch auflöst. Diese Auflösbarkeit, also die Biodegradierung, ist eine zentrale Eigenschaft eines jeden bioaktiven Trägers aus Glas, wenn er in vivo eingesetzt werden soll.This leads to a reduced chemical resistance and promotes the dissolution of the carrier during in vivo use, that is to say that the glass carrier also dissolves due to the hydrolytic acid-alkali attack of the surrounding medium during in vivo use. This ability to dissolve, i.e. biodegradation, is a central property of every bioactive glass carrier if it is to be used in vivo.

Die spezifischen Glasstrukturen eines solchen bioaktiven Trägers, wie er beispielsweise aus DE 10 2018 114 946 B3 bekannt ist, sind durch sehr dünne Stege im porösen dreidimensionalen Steggerüst gekennzeichnet, die wesentlich für die Festigkeit des Steggerüsts sind. Zur Ausbildung einer offenporigen, quasi schwammartigen Struktur sind Stegdicken von 10 - 400 µm bevorzugt, das heißt, dass es sich um ein sehr feinstrukturiertes Gerüst handelt. Daher ist die Festigkeit solcher Glasgebilde insbesondere beim Auflösen des Glases im in vivo-Einsatz begrenzt, was wie beschrieben gewünscht ist. Allerdings wird für den Implantateinsatz eine gewisse Festigkeit gefordert, damit kurzzeitige Scher- und Druckbelastungen nicht zu einem Auseinanderklaffen und damit zu einer Zerstörung des Implantats führen. Im in vivo-Einsatz wird die Festigkeit des Implantats nicht allein von dem anorganischen Steggerüst definiert, sondern auch von der ECM, die einen Teil der mechanischen Belastung übernehmen soll, gleichwohl spielt auch die mechanische Festigkeit des Trägers respektive Steggerüsts eine Rolle.The specific glass structures of such a bioactive carrier, for example from DE 10 2018 114 946 B3 is known, are characterized by very thin webs in the porous three-dimensional bar framework, which are essential for the strength of the bar framework. To form an open-pored, quasi-sponge-like structure, web thicknesses of 10-400 μm are preferred, which means that it is a very finely structured framework. The strength of such glass structures is therefore limited, especially when the glass is dissolved in in vivo use, which is desired as described. However, a certain strength is required for the implant insert, so that short-term shear and pressure loads do not lead to a gap and thus to the destruction of the implant. In in vivo use, the strength of the implant is not only defined by the inorganic bar framework, but also by the ECM, which is supposed to take on part of the mechanical load, although the mechanical strength of the carrier or bar framework also plays a role.

Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, einen demgegenüber verbesserten bioaktiven Träger anzugeben.The invention is thus based on the problem of specifying a bioactive carrier which is improved in comparison.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einem bioaktiven Träger der eingangs genannten Art erfindungsgemäß eine poröse Verstärkungsstruktur aus einem synthetischen, im menschlichen oder tierischen Körper auflösbaren Polymer vorgesehen.To solve this problem, a porous reinforcing structure made of a synthetic polymer that can be dissolved in the human or animal body is provided according to the invention in a bioactive carrier of the type mentioned at the beginning.

Der erfindungsgemäße bioaktive Träger zeichnet sich durch eine zusätzliche Verstärkungsstruktur aus, die dazu dient, den Träger selbst zu verstärken oder zu versteifen, ihm also als Gesamtbauteil eine höhere mechanische Festigkeit zu verleihen, so dass er in der Lage ist, kurzzeitig auch höhere Belastungen aufzunehmen, ohne dass es zu einem Auseinanderklaffen oder Zerbrechen des Steggerüsts kommt. Zusätzlich zu dem Steggerüst aus Glas, das im Hinblick auf den in vivo-Einsatz natürlich ebenfalls grundsätzlich im menschlichen oder tierischen Körper über einen entsprechenden Zeitraum aufgelöst werden kann, wird eine ebenfalls poröse Verstärkungsstruktur am Steggerüst vorgesehen, die aus einem synthetischen, im menschlichen oder tierischen Körper ebenfalls zellverträglich, also nicht-toxisch auflösbaren Polymer besteht. Wie auch das Steggerüst ist auch die Verstärkungsstruktur porös, um die Eigenschaft des Trägers als quasi schwammartiges Gebilde beizubehalten und eine Ansiedlung von Zellen innerhalb des gesamten Volumens des dreidimensionalen Trägers zu ermöglichen.The bioactive carrier according to the invention is characterized by an additional reinforcement structure which serves to reinforce or stiffen the carrier itself, i.e. to give it greater mechanical strength as an overall component, so that it is able to withstand higher loads for a short time, without the bar framework opening up or breaking. In addition to the bar framework made of glass, which, with regard to in vivo use, can of course also basically be dissolved in the human or animal body over a corresponding period of time, a likewise porous reinforcement structure is provided on the bar framework, which consists of a synthetic, human or animal The body is also cell-compatible, i.e. non-toxic, dissolvable polymer. Like the bar framework, the reinforcement structure is also porous in order to retain the property of the carrier as a quasi sponge-like structure and to enable cells to settle within the entire volume of the three-dimensional carrier.

Während ein reines, unverstärktes Steggerüst bei Druckbelastung in sich zusammenbricht, da die Stege kontinuierlich brechen, hat sich gezeigt, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, dass sich durch Applizieren einer solchen Polymer-Verstärkungsstruktur die Festigkeit respektive Widerstandsfähigkeit des bioaktiven Trägers gegen eine solche mechanische Belastung deutlich verbessert, da der Träger quasi elastische Eigenschaften aufweist und unter Belastung seine Form behält und der Belastung einen Widerstand entgegensetzt. Das heißt, dass das Glasgerüst respektive Scaffold im Wesentlichen erhalten bleibt und nicht in seine Einzelteile zerbricht, mithin also eine Glasgerüststabilisierung gegeben ist und ein erhöhter Widerstand gegenüber einer Druckbelastung respektive Verdichtung erreicht wird.While a pure, unreinforced bar framework collapses under pressure because the bars break continuously, it has been shown, which will be discussed below, that applying such a polymer reinforcement structure increases the strength or resistance of the Bioactive carrier against such a mechanical load is significantly improved, since the carrier has quasi elastic properties and retains its shape under load and offers resistance to the load. This means that the glass framework or scaffold is essentially retained and does not break into its individual parts, so that the glass framework is stabilized and an increased resistance to pressure loading or compression is achieved.

Diese Polymerverstärkung ermöglicht daher die Realisierung eines Implantats, das einen verbesserten Widerstand gegen äußere Belastungen aufweist und dem bioaktiven Träger eine Formstabilität mit elastischem Verhalten verleiht, ohne dass die vorteilhaften Eigenschaften des Bioglases beeinträchtigt werden.This polymer reinforcement therefore enables the implementation of an implant that has an improved resistance to external loads and gives the bioactive carrier dimensional stability with elastic behavior without the advantageous properties of the bioglass being impaired.

Als Glas zur Bildung des dreidimensionalen Steggerüsts kann wie gesagt jedes Bioglas verwendet werden, das grundsätzlich im menschlichen oder tierischen Körper auflösbar ist und das die Ansiedlung von lebenden Zellen ermöglicht. Neben Gläsern, wie sie einleitend bereits beschrieben wurden, eignet sich insbesondere das aus DE 10 2018 114 946 B3 beschriebene Bioglas, das mit der erfindungsgemäßen Polymerverstärkungsstruktur versehen werden kann und aufgrund der oberflächlichen Auslaugung des Steggerüsts, die vor oder nach Applizieren der Polymerverstärkung erfolgen kann, die hervorragenden Trägereigenschaften aufweist.As already mentioned, any bio-glass that can basically be dissolved in the human or animal body and that enables the settlement of living cells can be used as glass for forming the three-dimensional bar framework. In addition to glasses, as already described in the introduction, this is particularly suitable DE 10 2018 114 946 B3 described bioglass, which can be provided with the polymer reinforcement structure according to the invention and due to the superficial leaching of the bar framework, which can take place before or after application of the polymer reinforcement, has excellent support properties.

Eine wesentliche Eigenschaft der Polymer-Verstärkungsstruktur ist, neben der Verleihung der entsprechenden Festigkeit respektive Widerstandsfähigkeit bezüglich mechanischer Belastungen, die Auflösbarkeit des Polymers im menschlichen oder tierischen Körper, also im in vivo-Einsatz, das heißt, dass das Polymer entsprechend abbaubar ist, wobei während dieses Abbaus keine das Zellwachstum nachteilig beeinträchtigenden oder gewachsene Zellen wieder zerstörenden toxischen Stoffe emittiert werden sollen. Ein Polymer, das sich hierfür als besonders geeignet erwiesen hat, ist ein Polymer aus der Gruppe der Polylactide, also der Polymilchsäuren (PLA, polylactic acid). Hierbei handelt es sich um synthetische Polymere, die zu den Polyestern zählen und die aus vielen, chemisch aneinander gebundenen Milchsäuremolekülen aufgebaut sind. Aufgrund ihrer Molekülstruktur sind sie sehr gut biologisch abbaubar, was sie für einen in vivo-Einsatz auszeichnet.An essential property of the polymer reinforcement structure, in addition to giving it the appropriate strength or resistance to mechanical loads, is the ability of the polymer to dissolve in the human or animal body, i.e. in vivo use, i.e. that the polymer is correspondingly degradable, while during this degradation, no toxic substances that adversely affect cell growth or that again destroy cells that have grown should be emitted. A polymer that has been found to be particularly suitable for this is a polymer from the group of polylactides, ie polylactic acids (PLA, polylactic acid). These are synthetic polymers that count among the polyesters and that are made up of many chemically bonded lactic acid molecules. Due to their molecular structure, they are very readily biodegradable, which makes them ideal for in vivo use.

Unter den Polylactiden sind insbesondere Poly(L-lactid), Poly(L-lactid-co-glycolid), Poly(L-lactid-co-D,L-lactid), Poly(D,L-lactid) oder Poly(D,L-lactid-co-glycolid) geeignet, die Verstärkungsstruktur herzustellen. In der nachfolgenden Tabelle sind zu den geeigneten biodegradierbaren synthetischen Polymeren die ungefähren Abbauraten im menschlichen Körper sowie die inhärente Viskosität, die ein Maß für die Elastizität des Materials ist, dargestellt. Zusammensetzung Abbaurate im menschlichen Körper „Inhärente Viskosität“ [dl/g] Poly(L-lactide) länger als 2 Jahre 0,8-4,3 Poly(L-lactide-co-glycolide) 1-2 Jahre 1,7-7,0 Poly(L-lactide-co-D,L-lactide) 2-3 Jahre 2,0-6,5 Poly(D,L-lactide) 5 Monate - 2 Jahre 0,16-1,7 Poly(D,L-lactide-co-glycolide) 5 - 9 Monate 0,14-1,7 Among the polylactides are in particular poly (L-lactide), poly (L-lactide-co-glycolide), poly (L-lactide-co-D, L-lactide), poly (D, L-lactide) or poly (D , L-lactide-co-glycolide) suitable to produce the reinforcement structure. The table below shows the approximate degradation rates in the human body for the suitable biodegradable synthetic polymers and the inherent viscosity, which is a measure of the elasticity of the material. composition Rate of degradation in the human body "Inherent viscosity" [dl / g] Poly (L-lactide) longer than 2 years 0.8-4.3 Poly (L-lactide-co-glycolide) 1-2 years 1.7-7.0 Poly (L-lactide-co-D, L-lactide) 2-3 years 2.0-6.5 Poly (D, L-lactide) 5 months - 2 years 0.16-1.7 Poly (D, L-lactide-co-glycolide) 5 - 9 months 0.14-1.7

Gemäß einer ersten Erfindungsalternative kann die Verstärkungsstruktur eine das Steggerüst außenseitig umgebende Faserstruktur sein. Demgemäß wird also die Verstärkungsstruktur quasi außenseitig am Steggerüst, dieses quasi einfassend oder umgebend, angebracht. Diese äußere Verstärkungsstruktur ist elastisch und setzt einer äußeren Belastung einen entsprechenden Widerstand entgegen, so dass das quasi innenliegende Steggerüst geschützt ist.According to a first alternative of the invention, the reinforcement structure can be a fiber structure surrounding the bar framework on the outside. Accordingly, the reinforcement structure is attached quasi on the outside of the bar framework, quasi enclosing or surrounding it. This outer reinforcement structure is elastic and provides a corresponding resistance to an external load, so that the quasi-internal bar framework is protected.

Dabei kann erfindungsgemäß die Verstärkungsstruktur in Form einer Umspinnung um das Steggerüst ausgeführt sein. Das heißt, dass um das Steggerüst eine dünne Polymerfaser gesponnen wird, die das Steggerüst nach Art eines sehr offenporigen Kokons umgibt, wobei die Fasern nur punktuell am Steggerüst anliegen. Dabei wird die Umspinnung bevorzugt derart angebracht, dass das Steggerüst allseitig eingefasst ist.According to the invention, the reinforcing structure can be designed in the form of a wrapping around the bar framework. This means that a thin polymer fiber is spun around the bar framework, which surrounds the bar framework in the manner of a very open-pored cocoon, with the fibers only contacting the bar framework at certain points. In this case, the wrapping is preferably attached in such a way that the bar framework is enclosed on all sides.

Die Umspinnung ist, wie beschrieben, derart anzubringen, dass nach wie vor die Offenporigkeit gegeben ist. Bevorzugt wird die Umspinnung respektive Faserstruktur derart angebracht, dass die von ihr bedeckte Oberfläche maximal 10% beträgt. Das heißt, dass also 90% oder mehr der das Steggerüst einhüllenden Fläche nicht umsponnen ist, dass also über 90% der Oberfläche der durch das Steggerüst definierten Außenseite nach wie vor offen ist und ein Einbringen der Nährlösung und ein Zellwachstum im Inneren ohne Probleme möglich ist.As described, the wrapping is to be attached in such a way that the open pores are still there. The wrapping or fiber structure is preferably applied in such a way that the surface it covers is a maximum of 10%. This means that 90% or more of the area enveloping the bar framework is not wrapped, that is to say over 90% of the surface of the outside defined by the bar framework is still open and an introduction of the nutrient solution and cell growth inside is possible without problems.

Die Fasern der Faserstruktur selbst weisen bevorzugt einen Durchmesser von 2 - 100 µm, insbesondere von 5 - 75 µm und vorzugsweise von 10 - 50 µm auf, das heißt, dass es sich um extrem feine Fasern handelt.The fibers of the fiber structure themselves preferably have a diameter of 2-100 μm, in particular 5-75 μm and preferably 10-50 μm, that is to say that the fibers are extremely fine.

Während gemäß der ersten Erfindungsalternative die Verstärkungsstruktur außenseitig auf die Stegstruktur aufgebracht ist, ist gemäß einer zweiten Erfindungsalternative vorgesehen, als Verstärkungsstruktur eine im Inneren des Steggerüsts ausgebildete Faserstruktur zu applizieren. Hier ist also die Verstärkungsstruktur im Volumen des Glasgerüsts ausgebildet. Die die Verstärkungsstruktur bildenden Fasern erstrecken sich hier zwischen den Stegen, wobei sie sich gegebenenfalls auch über mehrere Stege erstrecken können. Bevorzugt bildet die Faserstruktur eine zumindest abschnittsweise zusammenhängende Fasergerüststruktur, das heißt, dass sich nicht nur einzelne Fasern zwischen den Stegen, diese versteifend, erstrecken, sondern ein echtes Polymergerüst als zusätzliches Versteifungsgerüst innerhalb des Glasgerüsts gebildet ist.While, according to the first alternative of the invention, the reinforcement structure is applied on the outside of the bar structure, according to a second alternative of the invention, a fiber structure formed in the interior of the bar framework is applied as the reinforcement structure. Here the reinforcement structure is thus formed in the volume of the glass framework. The fibers forming the reinforcement structure here extend between the webs, and they can optionally also extend over several webs. The fiber structure preferably forms an at least partially connected fiber framework structure, which means that not only do individual fibers extend between the webs, stiffening them, but a real polymer framework is formed as an additional stiffening framework within the glass framework.

Auch hier wirkt die Versteifungsstruktur, also beispielsweise das Polymergerüst, festigkeitserhöhend, so dass bei einer etwaigen Belastung das Glasgerüst nicht in sich zusammenbricht, sondern aufgrund der elastischen Eigenschaften der Verstärkungsstruktur der Belastung ein Widerstand entgegengesetzt wird, so dass der Träger eine gewisse Elastizität aufweist und imstande ist, etwaige Belastungen aufzunehmen.Here, too, the stiffening structure, for example the polymer framework, increases the strength so that the glass framework does not collapse in the event of a load, but rather a resistance is opposed to the load due to the elastic properties of the reinforcement structure, so that the carrier has a certain elasticity and is able to do so is to absorb any burdens.

Auch bei dieser zweiten Erfindungsalternative wird trotz Integration der Verstärkungsstruktur nach wie vor ein hoher Porositätsgrad aufrechterhalten, um ein Zellwachstum im Trägerinneren zu ermöglichen. Die Porosität des Trägers sollte trotz integrierter Verstärkungsstruktur respektive integriertem Polymergerüst wenigstens 80% betragen.In this second alternative of the invention, too, despite the integration of the reinforcement structure, a high degree of porosity is still maintained in order to enable cell growth in the interior of the carrier. The porosity of the carrier should be at least 80% in spite of the integrated reinforcement structure or integrated polymer framework.

Wenngleich von den vorstehend beschriebenen beiden Alternativen entweder die außenseitige Faserstruktur oder die innenseitige Faserstruktur als Verstärkungsstruktur appliziert werden kann, ist es erfindungsgemäß auch denkbar, sowohl eine außenseitige Faserstruktur als auch eine innere Faserstruktur vorzusehen, also beide Verstärkungstechniken zu kombinieren. Beispielsweise wird zuerst die innere Faserstruktur, also beispielsweise das zusammenhängende Polymergerüst im Glasgerüst ausgebildet, wonach in einem zweiten Schritt die äußere Verstärkungsstruktur durch Umspinnen appliziert wird. Die Porosität ist nach wie vor ausreichend, um das Trägervolumen mit Zellen zu besiedeln, wobei die Festigkeit des Trägers in diesem Fall noch größer ist als bei Applikation nur eines Verstärkungsstrukturtyps.Although of the two alternatives described above, either the outside fiber structure or the inside fiber structure can be applied as a reinforcement structure, it is also conceivable according to the invention to provide both an outside fiber structure and an inside fiber structure, i.e. to combine both reinforcement techniques. For example, the inner fiber structure, that is to say, for example, the cohesive polymer framework, is first formed in the glass framework, after which, in a second step, the external reinforcing structure is applied by spinning. The porosity is still sufficient to colonize the carrier volume with cells, the strength of the carrier in this case being even greater than when only one type of reinforcement structure is applied.

Das Steggerüst selbst sollte eine Porosität von wenigstens 80%, bevorzugt mehr, aufweisen, wobei, wie ausgeführt, durch Applikation der entsprechenden Versteifungsstrukturen die Gesamtporosität des Trägers nur geringfügig reduziert wird.The bar framework itself should have a porosity of at least 80%, preferably more, wherein, as stated, the overall porosity of the carrier is only slightly reduced by applying the corresponding stiffening structures.

Die Porengröße des Steggerüsts sollte zwischen 20 - 300 µm, insbesondere zwischen 50 - 200 µm betragen, während die Stege des Steggerüsts eine Dicke von 10 - 400 µm, insbesondere 20 - 200 µm und vorzugsweise zwischen 50 - 150 µm aufweisen können.The pore size of the bar framework should be between 20-300 µm, in particular between 50-200 µm, while the bars of the bar framework can have a thickness of 10-400 µm, in particular 20-200 µm and preferably between 50-150 µm.

Das Steggerüst selbst kann auf unterschiedliche Weise hergestellt werden. Denkbar ist es, das Steggerüst aus miteinander durch Sintern verbundenen Glasfasern herzustellen. Hier werden also einzelne Glasfasern, entweder einzeln oder beispielsweise in Form von vorgefertigten Glasfasermatten oder Glasfasergelegen oder Ähnlichem übereinandergelegt und durch Sintern an den einzelnen Kontaktstellen miteinander verbunden, so dass sich ein entsprechendes Glasgerüst ausbildet. Unter Verwendung solcher Glasfasern ist es möglich, verschiedenartige Trägergeometrien herzustellen, beispielsweise in Form von Platten, rechteckigen oder quadratischen Würfeln, Trapez- oder Kugelformen, aber auch Hohlkörper wie beispielsweise ein Röhrchen oder dergleichen. Denn die Glasfasern können in unterschiedliche Geometrien gelegt und anschließend zusammengesintert werden, was es ermöglicht, die Grundform des bioaktiven Trägers im Hinblick auf die gewünschte Geometrie des fertigen, besiedelten Implantats auszulegen.The bar framework itself can be produced in different ways. It is conceivable to produce the bar framework from glass fibers connected to one another by sintering. Here, individual glass fibers, either individually or, for example, in the form of prefabricated glass fiber mats or glass fiber layers or the like, are superimposed and connected to one another by sintering at the individual contact points, so that a corresponding glass framework is formed. Using such glass fibers, it is possible to produce various types of carrier geometries, for example in the form of plates, rectangular or square cubes, trapezoidal or spherical shapes, but also hollow bodies such as a tube or the like. This is because the glass fibers can be laid in different geometries and then sintered together, which makes it possible to design the basic shape of the bioactive carrier with regard to the desired geometry of the finished, populated implant.

Alternativ zur Verwendung von Glasfasern, die natürlich entsprechend der gewünschten Stegdicke sehr dünn sind, sieht eine zweite Alternative zur Herstellung des Steggerüsts vor, dieses aus einem gesinterten Glaspulver zu fertigen. Bei dieser Alternative wird beispielsweise eine Polymerträgerstruktur verwendet, die mit einer Glaspulversuspension belegt wird. In einem anschießenden Sintervorgang werden die Glaspartikel durch Sintern miteinander verbunden, während die Polymerträgerstruktur verbrennt. Hier ergibt sich ebenfalls ein poröses, dreidimensionales Steggerüst, dessen Geometrie von der Geometrie der Polymerträgerstruktur abhängt. Es ist offensichtlich, dass auch hier je nach Form der Polymerträgerstruktur beliebige Trägergeometrien hergestellt werden können.As an alternative to the use of glass fibers, which are naturally very thin in accordance with the desired web thickness, a second alternative for producing the bar framework provides for it to be made from a sintered glass powder. In this alternative, a polymer carrier structure is used, for example, which is covered with a glass powder suspension. In a subsequent sintering process, the glass particles are connected to one another by sintering while the polymer support structure burns. This also results in a porous, three-dimensional bar framework, the geometry of which is different from the geometry of the polymer carrier structure depends. It is obvious that, depending on the shape of the polymer carrier structure, any desired carrier geometries can be produced here as well.

Besonders bevorzugt weist das Steggerüst einen Gehalt an Erdalkalimetalloxiden von maximal 2,0 Masse% auf und ist zumindest oberflächlich, vorzugsweise über den gesamten Stegquerschnitt, durch Auslaugung in seinem Gehalt an Alkalimetalloxiden reduziert. Ein derartiges Steggerüst ist besonders zweckmäßig, da es keine Hydroxylapatit-Schicht aufweist und sich einerseits sehr gut für ein Zellwachstum eignet, andererseits sich aber auch im in vivo-Einsatz gut auflöst. Ein solches Steggerüst ist in DE 10 2018 114 946 B3 ausführlich beschrieben. Es wird ausdrücklich auf diese Druckschrift verwiesen, wobei der gesamte Offenbarungsgehalt in Bezug auf den bioaktiven Träger bzw. das Steggerüst, die Herstellung eines bioaktiven Trägers mit einem solchen ausgelaugten Steggerüst, die verwendbaren Materialien und die entsprechenden Herstellungsverfahren etc. explizit in die vorliegende Offenbarung eingebunden wird.The bar framework particularly preferably has an alkaline earth metal oxide content of a maximum of 2.0 mass% and its alkali metal oxide content is reduced at least on the surface, preferably over the entire cross section of the bar, by leaching. Such a bar framework is particularly useful because it does not have a hydroxylapatite layer and on the one hand is very suitable for cell growth, but on the other hand it also dissolves well when used in vivo. Such a bar framework is in DE 10 2018 114 946 B3 described in detail. Reference is expressly made to this publication, the entire disclosure content with regard to the bioactive carrier or the bar framework, the production of a bioactive carrier with such a leached bar structure, the materials that can be used and the corresponding manufacturing processes, etc. being explicitly incorporated into the present disclosure .

Neben dem bioaktiven Träger selbst betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren zur Herstellung eines bioaktiven Trägers, umfassend die Schritte:

  1. a) Bereitstellen eines porösen dreidimensionalen Steggerüsts aus Glas,
  2. b) Erzeugen einer das Steggerüst verstärkenden, porösen Verstärkungsstruktur aus einem synthetischen, im menschlichen oder tierischen Körper auslösbaren Polymer.
In addition to the bioactive carrier itself, the invention also relates to a method for producing a bioactive carrier, comprising the steps:
  1. a) providing a porous three-dimensional bar framework made of glass,
  2. b) Production of a porous reinforcement structure that reinforces the bar framework from a synthetic polymer which can be released in the human or animal body.

Das Verfahren zeichnet sich also durch zwei zentrale Schritte aus, nämlich zum einen das Bereitstellen des entsprechenden Glas-Steggerüsts aus einem biodegradierbaren Glas, das sich also im menschlichen oder tierischen Körper auflösen kann. Es können unterschiedliche Gläser verwendet werden, solange diese Voraussetzung erfüllen. Bevorzugt, jedoch nicht beschränkend, wird, wie bereits beschrieben, ein Steggerüst wie in DE 10 2018 114 946 B3 offenbart verwendet.The method is thus characterized by two central steps, namely on the one hand the provision of the corresponding glass bar framework made of a biodegradable glass that can therefore dissolve in the human or animal body. Different glasses can be used as long as these requirements are met. Preference, but not limitation, is, as already described, a bar framework as in DE 10 2018 114 946 B3 disclosed used.

Im zweiten zentralen Schritt wird die das Steggerüst verstärkende, poröse Verstärkungsstruktur appliziert, wobei auch diese aus einem Material gefertigt wird, das im menschlichen oder tierischen Körper zellverträglich, also nicht-toxisch abbaubar ist. Erfindungsgemäß wird hierzu ein synthetisches Polymer verwendet.In the second central step, the porous reinforcement structure reinforcing the bar framework is applied, whereby this is also made from a material that is cell-compatible in the human or animal body, i.e. non-toxicly degradable. According to the invention, a synthetic polymer is used for this purpose.

Als synthetisches Polymer wird bevorzugt ein Polylactid verwendet, und innerhalb dieser Gruppe bevorzugt und als Polymer Poly(L-lactid), Poly(L-lactid-co-glycolid), Poly(L-lactid-co-D,L-lactid), Poly(D,L-lactid) oder Poly(D,L-lactid-co-glycolid) verwendet.A polylactide is preferably used as the synthetic polymer, and within this group preferred and as the polymer poly (L-lactide), poly (L-lactide-co-glycolide), poly (L-lactide-co-D, L-lactide), Poly (D, L-lactide) or poly (D, L-lactide-co-glycolide) are used.

Herstellungstechnisch in Bezug auf die Applikation respektive Erzeugung der Verstärkungsstruktur sind zwei grundsätzlich unterschiedliche Herstellungsvarianten denkbar. Gemäß einer ersten Erfindungsalternative wird als Verstärkungsstruktur eine das Steggerüst außenseitig, vorzugsweise allseitig, umgebende Faserstruktur in Form einer Umspinnung auf das Steggerüst aufgebracht. Demgemäß wird also eine sehr dünne Polymerfaser um das Steggerüst gelegt, die Faserstruktur hüllt dieses quasi ein, wobei der Umspinnungsgrad natürlich sehr gering ist im Hinblick auf die tatsächlich bedeckte Fläche, die bevorzugt maximal 10 % beträgt, das heißt, dass sichergestellt wird, dass, von außen gesehen, der umsponnene Träger nach wie vor extrem offenporig ist, so dass im Rahmen der Zellbesiedlung die entsprechenden Lösungen etc. in das Trägervolumen eindringen und die Zellen dort ansiedeln können.In terms of manufacturing technology with regard to the application or generation of the reinforcement structure, two fundamentally different manufacturing variants are conceivable. According to a first alternative of the invention, a fiber structure surrounding the web framework on the outside, preferably on all sides, is applied to the web framework in the form of a wrapping as a reinforcement structure. Accordingly, a very thin polymer fiber is placed around the bar framework, the fiber structure virtually envelops it, the degree of wrapping being of course very low with regard to the actually covered area, which is preferably a maximum of 10%, which means that it is ensured that, Seen from the outside, the braided carrier is still extremely open-pored, so that the corresponding solutions etc. can penetrate into the carrier volume during the cell colonization and the cells can settle there.

In weiterer Konkretisierung dieser Erfindungsvariante ist vorgesehen, dass aus einer Polymerlösung ein Polymerfaden gezogen oder gesponnen wird, der anschließend um das Steggerüst gesponnen wird, wonach, gegebenenfalls nach einer Trocknung, eine Wärmebehandlung erfolgt. Es wird also zunächst eine Polymerlösung hergestellt, die beispielsweise aus bidestilliertem Wasser, 1,4-Dioxan und dem gewünschten Polymer, also beispielsweise dem Polylactid, das zu 2 - 10 Masse% zugegeben wird, besteht. Das Verhältnis von Wasser: Dioxan sollte beispielsweise 13 : 87 betragen, wobei der Wasseranteil auch höher oder niedriger, bis minimal 0 Masse%, sein kann. 1,4-Dioxan ist ein geeignetes Lösungsmittel, wobei auch andere organische Lösungsmittel, gegebenenfalls auch als Beimischung zu 1,4-Dioxan, verwendet werden können.In a further specification of this variant of the invention, it is provided that a polymer thread is drawn or spun from a polymer solution, which is then spun around the bar framework, after which a heat treatment takes place, optionally after drying. A polymer solution is therefore first produced, which consists, for example, of double-distilled water, 1,4-dioxane and the desired polymer, for example the polylactide, which is added at 2-10% by weight. The ratio of water: dioxane should be, for example, 13:87, whereby the water content can also be higher or lower, up to a minimum of 0 mass%. 1,4-Dioxane is a suitable solvent, although it is also possible to use other organic solvents, optionally also as admixtures with 1,4-dioxane.

Nach Herstellung der Polymerlösung wird die entsprechende Polymerfaser gezogen und um das Steggerüst gesponnen. Dies kann, insbesondere im Labormaßstab, manuell, in größerem Maßstab bevorzugt maschinell erfolgen. Anschließend kann, wenn erforderlich, eine Trocknung erfolgen, um das Wasser auszutreiben, woran sich eine Wärmebehandlung anschließt, um schließlich das Dioxan, also das Lösungsmittel, zu entfernen und das Polymer zu vernetzen. In dieser Wärmebehandlung findet folglich ein Tempern statt.After the polymer solution has been produced, the corresponding polymer fiber is drawn and spun around the bar framework. This can be done manually, in particular on a laboratory scale, preferably by machine on a larger scale. If necessary, drying can then take place in order to drive off the water, which is followed by a heat treatment in order to finally remove the dioxane, that is to say the solvent, and crosslink the polymer. Annealing consequently takes place in this heat treatment.

Die Polymerlösung kann dabei auf eine Temperatur von 40 - 90° C erwärmt werden, um die Polymerfaser zu ziehen. Die Wärmebehandlung sollte bei einer Temperatur von 50 - 200° C für 0,2 - 4 h erfolgen.The polymer solution can be heated to a temperature of 40 - 90 ° C in order to draw the polymer fiber. The heat treatment should be carried out at a temperature of 50 - 200 ° C for 0.2 - 4 hours.

Die gezogene Polymerfaser sollte einen Durchmesser von 2 - 100 µm, insbesondere von 5 - 75 µm und vorzugsweise von 10 - 50 µm aufweisen, wobei beim Herstellen der Polymerfaser zu berücksichtigen ist, dass es beim Trocknen/ Sintern aufgrund des Wasser- und Dioxanverlusts zu einem Schrumpfen um ca. 20 % kommen kann.The drawn polymer fiber should have a diameter of 2-100 μm, in particular 5-75 μm and preferably 10-50 μm, whereby when producing the polymer fiber it must be taken into account that during drying / sintering it results in a loss of water and dioxane Shrinkage can come by around 20%.

Eine konkrete Herstellungsvariante gestaltet sich beispielsweise derart:

  1. 1. Bereitstellen eines Steggerüsts aus einem biodegradierbaren Glas, insbesondere gemäß DE 10 2018 114 946 B3 ,
  2. 2. Herstellen einer Polymerlösung aus bidestilliertem Wasser und 1,4-Dioxan im Verhältnis von ca. 13 : 87 sowie dem gewünschten Polymer (Polylactid) und Temperieren der Lösung auf eine Temperatur von 40 - 90° C, so dass eine viskose, zieh- oder spinnbare Polymerlösung entsteht,
  3. 3. Ziehen oder Spinnen einer Polymerfaser aus der Lösung und Umspinnen der Polymerfaser um das poröse, dreidimensionale Steggerüst derart, dass die Polymerfaser mehrfach vollständig um das Steggerüst gewickelt wird, wobei die Umwicklung bevorzugt an allen Seiten des Steggerüsts erfolgt,
  4. 4. Trocknung des umsponnenen Steggerüsts an Luft für mehrere Stunden bei Raumtemperatur,
  5. 5. Wärmebehandlung des Steggerüsts samt Polymerfasern bei 50 - 200° C für 0,2 - 4 h zum Tempern.
A specific manufacturing variant is, for example, as follows:
  1. 1. Providing a bar framework made of a biodegradable glass, in particular according to FIG DE 10 2018 114 946 B3 ,
  2. 2. Preparation of a polymer solution from double-distilled water and 1,4-dioxane in a ratio of approx. 13:87 as well as the desired polymer (polylactide) and tempering the solution to a temperature of 40 - 90 ° C, so that a viscous, draw- or spinnable polymer solution is produced,
  3. 3. Drawing or spinning a polymer fiber from the solution and spinning the polymer fiber around the porous, three-dimensional bar framework in such a way that the polymer fiber is completely wrapped around the bar framework several times, the wrapping preferably taking place on all sides of the bar framework,
  4. 4. Drying of the covered bar framework in air for several hours at room temperature,
  5. 5. Heat treatment of the bar framework including the polymer fibers at 50-200 ° C for 0.2-4 hours for tempering.

Dieser Verfahrensablauf ist lediglich beispielhaft, jedoch nicht beschränkend.This process sequence is merely exemplary, but not restrictive.

Gemäß einer zweiten grundsätzlichen Erfindungsalternative kann die Verstärkungsstruktur auch als eine, vorzugsweise eine zusammenhängende Fasergerüststruktur bildende, Faserstruktur im Inneren des Steggerüsts ausgebildet werden. Demgemäß werden also im Inneren des dreidimensionalen Steggerüsts entsprechende Polymerfasern ausgebildet, die sich vorzugsweise zu einer zusammenhängenden Fasergerüststruktur, also einem inneren Polymergerüst verbinden oder vernetzen, so dass quasi eine doppelte Gerüststruktur aus dem Glasgerüst und dem quasi integrierten, aussteifenden Polymergerüst entsteht.According to a second fundamental alternative to the invention, the reinforcement structure can also be designed as a fiber structure, preferably forming a coherent fiber framework structure, in the interior of the bar framework. Accordingly, corresponding polymer fibers are formed in the interior of the three-dimensional bar framework, which preferably connect or crosslink to form a coherent fiber framework structure, i.e. an inner polymer framework, so that a double framework structure is created from the glass framework and the quasi-integrated, reinforcing polymer framework.

In weiterer Konkretisierung dieser Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass das Steggerüst mit einer Polymerlösung getränkt wird, wonach, gegebenenfalls nach Entfernung der Polymerlösung von der Oberfläche des Steggerüsts, das getränkte Steggerüst in Wasser gegeben wird, so dass das Polymer schaumartig ausfällt, wonach, gegebenenfalls nach einer Trocknung, eine Wärmebehandlung erfolgt. Durch das Tränken des Steggerüsts mit der Polymerlösung wird das Polymer ins Innere des Steggerüsts gebracht. Als Polymerlösung wird wiederum bevorzugt eine Mischung aus bidestilliertem Wasser und 1,4-Dioxan in einem Verhältnis von ca. 13 : 87 sowie dem gewünschten Polymer, also vorzugsweise dem Polylactid, zu 2 - 10 Masse% verwendet, wobei hier der Wasseranteil aber auch auf 0 reduziert werden kann, da das Wasser innerhalb der Polymerlösung nicht unbedingt enthalten sein muss, um im späteren Verfahrensgang das Polymer auszufällen.In a further specification of this variant of the method it can be provided that the bar framework is impregnated with a polymer solution, after which, if necessary after removing the polymer solution from the surface of the bar framework, the impregnated bar framework is placed in water so that the polymer precipitates like a foam, after which, if necessary, after a drying, a heat treatment takes place. By soaking the bar framework with the polymer solution, the polymer is brought into the interior of the bar framework. The polymer solution used is again preferably a mixture of double-distilled water and 1,4-dioxane in a ratio of approx. 13:87 and the desired polymer, i.e. preferably the polylactide, at 2-10% by weight, but here the water content also increases 0 can be reduced, since the water does not necessarily have to be contained within the polymer solution in order to precipitate the polymer in the later process.

Nach dem Tränken wird, sofern erforderlich, beispielsweise unter Verwendung eines saugfähigen Tuchs oder dergleichen, die Polymerlösung von der Oberfläche des Steggerüsts und zu geringem Anteil auch aus dem unmittelbar angrenzenden Volumen gezogen, was dazu dient, eine etwaige Hautbildung, die zu einem mitunter weitgehenden Porenverschluss führt, zu vermeiden.After soaking, if necessary, for example using an absorbent cloth or the like, the polymer solution is drawn from the surface of the bar framework and, to a small extent, also from the immediately adjacent volume, which serves to prevent any skin formation that sometimes leads to extensive pore closure leads to avoid.

Im nächsten Schritt wird das getränkte Steggerüst in Wasser gegeben, um die Löslichkeitsgrenze zu unterschreiten, so dass das Polymer quasi schaumartig im Volumen des Steggerüsts ausfällt. Nach diesen Ausfällen kann sich optional ein Trocknungsschritt anschließen, in jedem Fall erfolgt aber eine Wärmebehandlung, um aus der Scaffold-artigen Struktur des schaumartig ausgefällten Polymers quasi in einem Sintervorgang die vernetzten Polymerfasern zu bilden, die sich dann von Steg zu Steg erstrecken oder auch entlang der Stege verlaufen und bevorzugt eine verbundene Fasergerüststruktur bilden.In the next step, the impregnated bar framework is placed in water in order to fall below the solubility limit, so that the polymer precipitates in the volume of the bar framework in a quasi-foam-like manner. These precipitations can optionally be followed by a drying step, but in any case there is a heat treatment in order to form the crosslinked polymer fibers from the scaffold-like structure of the foam-like precipitated polymer in a sintering process, which then extend from web to web or also along of the webs run and preferably form a connected fiber framework structure.

Auch hier kann eine erwärmte Polymerlösung verwendet werden, die eine Temperatur von 20 - 90° C aufweisen kann. Das Wasser, in das der getränkte Träger gegeben wird, sollte eine Temperatur von 10 - 95° C aufweisen, während die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 50 - 200° C für 0,2 - 4 h erfolgen sollte, wobei die Temperatur während der Wärmebehandlung höher als die Wassertemperatur ist.Here, too, a heated polymer solution can be used, which can have a temperature of 20 - 90 ° C. The water in which the impregnated carrier is added should have a temperature of 10 - 95 ° C, while the heat treatment should take place at a temperature of 50 - 200 ° C for 0.2 - 4 hours, the temperature during the heat treatment higher than the water temperature.

Eine konkrete Herstellungsroute zur Ausbildung einer solchen inneren Polymer-Gerüststruktur kann wie folgt aussehen:

  1. 1. Bereitstellen eines Steggerüsts aus einem biodegradierbaren Glas, insbesondere gemäß DE 10 2018 114 946 B3 ,
  2. 2. Herstellen einer Polymerlösung aus bidestilliertem Wasser und 1,4-Dioxan im Verhältnis von ca. 13 : 87 sowie dem gewünschten Polymer (Polylactid) und Temperieren der Polymerlösung auf eine Temperatur von 20 - 90° C,
  3. 3. Tränken des Steggerüsts mit der Polymerlösung,
  4. 4. gegebenenfalls Entfernen der Polymerlösung von der Oberfläche respektive an der Außenseite des Steggerüsts,
  5. 5. Einbringen des getränkten Steggerüsts in Wasser mit einer Wassertemperatur von 10 - 95° C zum Unterschreiten der Löslichkeitsgrenze der Polymerlösung zum Ausfällen eines eine Polymer-Scaffold-Struktur bildenden Polymerschaums,
  6. 6. Trocknung des Steggerüsts an Luft für mehrere Stunden bei Raumtemperatur,
  7. 7. Wärmebehandlung des Steggerüsts mit ausgefällter schaumartiger Polymer-Scaffold-Struktur bei 50 - 200° C und 0,2 - 4 h, wobei die Temperatur bei der Wärmebehandlung höher ist als die Wassertemperatur.
A concrete manufacturing route for the formation of such an internal polymer framework structure can be as follows:
  1. 1. Providing a bar framework made of a biodegradable glass, in particular according to FIG DE 10 2018 114 946 B3 ,
  2. 2. Preparation of a polymer solution from double-distilled water and 1,4-dioxane in a ratio of approx. 13:87 and the desired polymer (polylactide) and tempering the polymer solution to a temperature of 20 - 90 ° C,
  3. 3. Soaking the bar framework with the polymer solution,
  4. 4. if necessary, removing the polymer solution from the surface or on the outside of the bar framework,
  5. 5. Introduction of the soaked bar framework in water with a water temperature of 10 - 95 ° C to fall below the solubility limit of the polymer solution to precipitate a polymer foam forming a polymer scaffold structure,
  6. 6. Drying of the bar framework in air for several hours at room temperature,
  7. 7. Heat treatment of the bar framework with a precipitated foam-like polymer scaffold structure at 50-200 ° C and 0.2-4 hours, the temperature during the heat treatment being higher than the water temperature.

Eine alternative Verfahrensvariante zur Erzeugung einer inneren Polymer-Gerüststruktur sieht vor, dass das Steggerüst mit einer Polymerlösung getränkt wird, wonach eine Abkühlung zum Unterscheiden der Löslichkeitsgrenze erfolgt, so dass das Polymer schaumartig ausfällt, wonach, gegebenenfalls nach einer Trocknung, eine Wärmebehandlung erfolgt. Auch hier wird eine Polymerlösung wie vorstehend beschrieben verwendet (bidestilliertes Wasser, 1,4-Dioxan, Polymer), mit der das Steggerüst aus biodegradierbarem Glas getränkt wird. Anders als bei der vorstehenden Variante, bei der zum Unterscheiden der Löslichkeitsgrenze das getränkte Steggerüst in Wasser gegeben wird, wird hier die Löslichkeitsgrenze durch Abkühlen unterschritten, so dass das Polymer schaumartig ausfällt. Nach gegebenenfalls durchgeführter Trocknung schließt sich auch hier eine Wärmebehandlung an, um durch finales Sintern die vernetzten Polymerfasern im Steggerüstinneren auszubilden.An alternative variant of the method for producing an internal polymer framework structure provides that the bar framework is impregnated with a polymer solution, after which it is cooled to differentiate the solubility limit, so that the polymer precipitates in the form of a foam, after which, if necessary after drying, a heat treatment takes place. Here, too, a polymer solution as described above is used (double-distilled water, 1,4-dioxane, polymer), with which the bar framework made of biodegradable glass is impregnated. In contrast to the above variant, in which the impregnated bar framework is added to water to differentiate the solubility limit, here the solubility limit is undershot by cooling, so that the polymer precipitates like a foam. After drying, if necessary, a heat treatment follows in order to form the crosslinked polymer fibers in the interior of the bar framework through final sintering.

Die Polymerlösung weist hier eine höhere Temperatur von beispielsweise 50 - 90° C auf. Die Abkühlung erfolgt möglichst rasch bis unter den azeotropen Punkt der Polymerlösung, idealerweise 5 - 10 K unterhalb dieses azeotropen Punkts, woran sich eine gewisse Haltezeit anschließt. Die Wärmebehandlung selbst erfolgt wiederum bei einer Temperatur von 50 - 200° C für 0,2 - 4 h.The polymer solution here has a higher temperature of, for example, 50-90 ° C. The cooling takes place as quickly as possible to below the azeotropic point of the polymer solution, ideally 5 - 10 K below this azeotropic point, which is followed by a certain holding time. The heat treatment itself is again carried out at a temperature of 50-200 ° C for 0.2-4 hours.

Eine konkrete Herstellungsroute dieser dritten Variante kann wie folgt sein:

  1. 1. Bereitstellen eines Steggerüsts aus einem biodegradierbaren Glas, insbesondere gemäß DE 10 2018 114 946 B3 ,
  2. 2. Herstellen einer Polymerlösung aus bidestilliertem Wasser und 1,4-Dioxan im Verhältnis von ca. 13 : 87 sowie dem Polymer (Polylactid) zu 2 - 10 Masse% und Temperieren der Polymerlösung auf 50 - 90° C,
  3. 3. Tränken des Steggerüsts mit der Polymerlösung,
  4. 4. gegebenenfalls Entfernen der Polymerlösung von der Oberfläche des Steggerüsts,
  5. 5. schnelle Abkühlung des getränkten Steggerüsts mit Unterschreitung der Löslichkeitsgrenze, bevorzugt 5 - 10 K unterhalb des azeotropen Punkts, und Halten bei dieser Temperatur für 5 - 120 min zum Ausfällen eines eine Polymer-Scaffold-Struktur bildenden Polymerschaums,
  6. 6. Trocknung des Steggerüsts an Luft für mehrere Stunden bei Raumtemperatur
  7. 7. Wärmebehandlung des Steggerüsts mit Polymer-Scaffold-Struktur bei 50 - 200° C für 0,2 - 4 h.
A specific production route for this third variant can be as follows:
  1. 1. Providing a bar framework made of a biodegradable glass, in particular according to FIG DE 10 2018 114 946 B3 ,
  2. 2. Preparation of a polymer solution from double-distilled water and 1,4-dioxane in a ratio of approx. 13:87 and the polymer (polylactide) to 2 - 10% by mass and temperature control of the polymer solution to 50 - 90 ° C,
  3. 3. Soaking the bar framework with the polymer solution,
  4. 4. if necessary, removing the polymer solution from the surface of the bar framework,
  5. 5. Rapid cooling of the impregnated bar framework, falling below the solubility limit, preferably 5 - 10 K below the azeotropic point, and holding at this temperature for 5 - 120 min to precipitate a polymer foam that forms a polymer scaffold structure,
  6. 6. Drying of the bar framework in air for several hours at room temperature
  7. 7. Heat treatment of the bar framework with polymer scaffold structure at 50 - 200 ° C for 0.2 - 4 h.

Die innere Polymer-Verstärkungsstruktur respektive das Polymer-Fasergerüst sollte derart ausgebildet werden, dass die Porosität des fertigen Trägers, also inklusive des Polymergerüsts, wenigstens 80 % beträgt.The inner polymer reinforcement structure or the polymer fiber framework should be designed in such a way that the porosity of the finished carrier, ie including the polymer framework, is at least 80%.

Denkbar ist es des Weiteren, dass sowohl eine außenseitige Faserstruktur als auch eine innere Faserstruktur gebildet wird, also beide Herstellungstechniken zur Anwendung kommen. Bevorzugt erfolgt zuerst die Herstellung der inneren Faserstruktur und anschließend erst der äußeren.It is furthermore conceivable that both an outer fiber structure and an inner fiber structure are formed, that is to say both manufacturing techniques are used. The inner fiber structure is preferably produced first and then the outer one.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung kann ein Steggerüst aus Glas verwendet werden, das einen Erdalkalimetalloxidgehalt von maximal 2 Masse% aufweist, wobei vor oder nach Erzeugen der polymeren Verstärkungsstruktur das Steggerüst zur zumindest oberflächlichen Reduzierung der Alkalimetalloxide säurebehandelt wird. Es wird also bevorzugt ein Steggerüst, wie in DE 10 2018 114 946 B3 beschrieben, verwendet. Dabei kann das Auslaugen des Glas-Steggerüsts vor der Erzeugung der polymeren Verstärkungsstruktur erfolgen, entweder wenn das Polymer einem Säureangriff zum Auslaugen nicht standhält, oder wenn das Steggerüst trotz Auslaugens noch gut handhabbar ist, um die nachfolgenden Schritte zum Applizieren der Polymer-Verstärkungsstruktur vorzunehmen, also beispielsweise das mechanische Umspinnen oder Ähnliches. Bevorzugt jedoch wird das Auslaugen nach dem Applizieren der Polymer-Verstärkungsstruktur vorgenommen, da insbesondere die bevorzugt verwendeten Polylactide hinreichend säurestabil sind und bei einem der Auslaugung dienenden Säureangriff keinen Schaden nehmen. Da noch nicht ausgelaugt, ist das Steggerüst zum Erzeugen der polymeren Verstärkungsstruktur gut handhabbar, was die Fertigung vereinfacht.According to a particularly expedient development of the invention, a bar framework made of glass can be used which has an alkaline earth metal oxide content of at most 2% by mass, with the bar framework for at least superficial reduction of the strength before or after the production of the polymeric reinforcement structure Alkali metal oxides are acid-treated. A bar framework is therefore preferred, as in DE 10 2018 114 946 B3 described, used. The glass bar framework can be leached before the production of the polymeric reinforcement structure, either if the polymer does not withstand an acid attack for leaching, or if the bar framework is still easy to handle despite leaching in order to carry out the following steps for applying the polymer reinforcement structure, for example mechanical spinning or the like. Preferably, however, the leaching is carried out after the polymer reinforcement structure has been applied, since in particular the polylactides preferably used are sufficiently acid-stable and are not damaged by an acid attack used for the leaching. Since it has not yet been depleted, the bar framework for producing the polymeric reinforcement structure is easy to handle, which simplifies production.

Das Steggerüst, ohne oder mit der Verstärkungsstruktur, wird bevorzugt mit Salzsäure, vorzugsweise einer 0,1 molaren Salzsäure ausgelaugt. Die Temperatur der Salzsäure kann beispielsweise ca. 37° betragen, wobei der Säureangriff, je nach Auslaugungsgrad, sich über mehrere Stunden oder Tage erstrecken kann.The bar framework, with or without the reinforcement structure, is preferably leached with hydrochloric acid, preferably 0.1 molar hydrochloric acid. The temperature of the hydrochloric acid can be about 37 °, for example, and the acid attack can extend over several hours or days, depending on the degree of leaching.

Neben dem polymeren Verstärkungsgerüst spielt natürlich auch das Steggerüst aus Glas eine zentrale Rolle. Dieses kann auf unterschiedliche Weisen hergestellt werden. Denkbar ist es, ein Steggerüst aus miteinander durch Sintern verbundenen Glasfasern zu verwenden, wobei die Fasern entweder einzeln gelegt oder gesponnen werden oder beispielsweise vorgefertigte Fasermatten oder Fasergelege oder Ähnliches verwendet werden, die übereinander gelegt werden. Die einzelnen Fasern werden sodann durch Sintern an den entsprechenden Berührungspunkten miteinander fest verbunden. Es sind beliebige Trägergeometrien denkbar, da die Fasern in entsprechender, geometrisch beliebiger Weise gesponnen oder zugeschnitten und übereinander gelegt werden können.In addition to the polymeric reinforcement framework, the glass bar framework naturally also plays a central role. This can be done in different ways. It is conceivable to use a bar frame made of glass fibers connected to one another by sintering, the fibers either being laid or spun individually or, for example, prefabricated fiber mats or fiber scrims or the like being used which are laid one on top of the other. The individual fibers are then firmly connected to one another by sintering at the corresponding contact points. Any desired carrier geometries are conceivable, since the fibers can be spun or cut to size and placed on top of one another in a corresponding, geometrically arbitrary manner.

Alternativ kann auch ein Steggerüst aus einem gesinterten Glaspulver verwendet werden, das beispielsweise zunächst in einer Suspension auf eine Polymerträgerstruktur aufgebracht wird und sodann gesintert wird, wobei sich die Glaspartikel verbinden, während die Trägerstruktur verbrennt, so dass sich auch hierüber eine entsprechenden Steggerüststruktur ausbildet. Die Herstellungsvarianten sind jedoch hierauf nicht beschränkt, auch andere Herstellungsmöglichkeiten sind denkbar.Alternatively, a bar framework made of a sintered glass powder can be used, which is first applied in a suspension to a polymer support structure and is then sintered, the glass particles joining while the support structure burns so that a corresponding bar framework is also formed over this. However, the manufacturing variants are not limited to this; other manufacturing options are also conceivable.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

  • 1 eine Ansicht eines bioaktiven Trägers mit einem Steggerüst und einer durch Umspinnung erzeugten äußeren Verstärkungsstruktur vor der Wärmebehandlung,
  • 2 eine REM-Aufnahme des Trägers aus 1,
  • 3 eine Perspektivansicht eines bioaktiven Trägers einer zweiten Ausführungsform mit aus einzelnen Glasfasern gebildetem Steggerüst und Verstärkungsstruktur in Form einer Umspinnung,
  • 4 eine REM-Aufnahme des Trägers aus 3,
  • 5 eine Perspektivansicht eines bioaktiven Trägers einer dritten Ausführungsform mit im Inneren des Glasträgers ausgebildeter polymerer Verstärkungsstruktur vor der Wärmebehandlung,
  • 6 eine REM-Aufnahme des Trägers aus 5,
  • 7 eine REM-Aufnahme des Trägers aus 5 nach Durchführung der Wärmebehandlung,
  • 8 eine REM-Aufnahme eines aus einzelnen Glasfasern gebildeten Steggerüsts mit darin ausgebildeter polymerer Verstärkungsstruktur nach der Wärmebehandlung,
  • 9 ein Kraft-Weg-Diagramm zur Darstellung des Verhaltens unterschiedlicher bioaktiver Träger ohne und mit polymerer Verstärkungsstruktur.
  • 10 eine Darstellung eines Trägers ohne polymerer Verstärkungsstruktur nach dem Belastungstest,
  • 11 eine Darstellung eines Trägers mit Verstärkungsstruktur in Form einer Umspinnung nach dem Belastungstest,
  • 12 eine Darstellung eines Trägers mit innerer polymerer Verstärkungsstruktur nach dem Belastungstest,
  • 13 eine Laser-Scanning-Mikroskopaufnahme eines mit porcinen Gelenkchondrozyten besiedelten Trägers mit äußerer Verstärkungsstruktur in Form einer Umspinnung, nach 7 Tagen in Kultur,
  • 14 den gleichen Trägers mit porcinen Gelenkchondrozyten nach 28 Tagen in Kultur,
  • 15 eine Laser-Scanning-Mikroskopaufnahme eines Trägers mit polymerer Verstärkungsstruktur in Form einer Umspinnung und darauf angesiedelten humanen mesenchymalen Stromazellen nach 7 Tagen in Kultur,
  • 16 den gleichen Träger mit Stromazellen nach 28 Tagen in Kultur,
  • 17 ein Träger mit innerer polymerer Verstärkungsstruktur und darauf angesiedelten humanen mesenchymalen Stromazellen nach 7 Tagen in Kultur, und
  • 18 den gleichen Träger mit Stromazellen nach 28 Tagen in Kultur.
Further advantages and details of the invention emerge from the exemplary embodiments described below and with reference to the drawings. Show:
  • 1 a view of a bioactive carrier with a bar framework and an outer reinforcement structure produced by wrapping before the heat treatment,
  • 2 an SEM image of the carrier 1 ,
  • 3 a perspective view of a bioactive carrier of a second embodiment with a bar framework formed from individual glass fibers and a reinforcement structure in the form of a wrapping,
  • 4th an SEM image of the carrier 3 ,
  • 5 a perspective view of a bioactive carrier of a third embodiment with a polymeric reinforcement structure formed in the interior of the glass carrier before the heat treatment,
  • 6 an SEM image of the carrier 5 ,
  • 7th an SEM image of the carrier 5 after carrying out the heat treatment,
  • 8th an SEM image of a bar framework formed from individual glass fibers with a polymeric reinforcement structure formed therein after the heat treatment,
  • 9 a force-displacement diagram to show the behavior of different bioactive carriers with and without a polymeric reinforcement structure.
  • 10 a representation of a carrier without a polymeric reinforcement structure after the stress test,
  • 11 a representation of a carrier with a reinforcement structure in the form of a wrapping after the load test,
  • 12 a representation of a carrier with an internal polymeric reinforcement structure after the stress test,
  • 13 a laser scanning microscope image of a carrier colonized with porcine joint chondrocytes with an external reinforcement structure in the form of a wrapping, after 7 days in culture,
  • 14th the same carrier with porcine joint chondrocytes after 28 days in culture,
  • 15th a laser scanning microscope image of a carrier with a polymeric reinforcement structure in the form of a wrapping and human mesenchymal stromal cells settled on it after 7 days in culture,
  • 16 the same carrier with stromal cells after 28 days in culture,
  • 17th a carrier with an internal polymeric reinforcement structure and human mesenchymal stromal cells settled thereon after 7 days in culture, and
  • 18th the same carrier with stromal cells after 28 days in culture.

1 zeigt einen bioaktiven Träger 1 einer ersten Ausführungsform für die Ansiedlung lebender Zellen. Der Träger besteht aus einem porösen dreidimensionalen Steggerüst 2 aus Glas (siehe hierzu insbesondere 2), das entsprechend DE 10 2018 114 946 B3 hergestellt wurde. Es handelt sich um ein quasi regelloses Glas-Steggerüst mit einer Porosität > 80 %, wobei die Stege beispielsweise eine Dicke von 30 - 120 µm aufweisen. Die Stege sind, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, oberflächlich zur Reduzierung des Alkalimetalloxidgehalts ausgelaugt, wozu eine Behandlung mit Salzsäure erfolgte. 1 shows a bioactive carrier 1 a first embodiment for the settlement of living cells. The carrier consists of a porous three-dimensional bar framework 2 made of glass (see in particular 2 ), that accordingly DE 10 2018 114 946 B3 was produced. It is a quasi-random glass bar framework with a porosity> 80%, the bars having a thickness of 30-120 μm, for example. As will be discussed below, the webs are superficially leached to reduce the alkali metal oxide content, for which purpose a treatment with hydrochloric acid was carried out.

Außenseitig, das Steggerüst 2 umgebend wurde eine Verstärkungsstruktur 3 aus einem synthetischen, im menschlichen oder tierischen Körper zellverträglich auflösbaren Polymer in Form einer Faserstruktur 4 durch Umspinnen aufgebracht, wobei diese Faserstruktur 4 respektive Umspinnung aus einer oder mehreren einzelnen, vollständig um das Steggerüst 2 gewickelten Polymerfasern 5 besteht.On the outside, the bar framework 2 surrounding it was a reinforcement structure 3 made of a synthetic polymer in the form of a fiber structure that can be dissolved in a cell-compatible manner in the human or animal body 4th applied by spinning, this fiber structure 4th respectively wrapping of one or more individual ones, completely around the bar framework 2 wound polymer fibers 5 consists.

Zur Herstellung dieser Faserstruktur respektive Umspinnung wurde eine PolymerLösung mit 10 Masse% des Polymers und 1,4-Dioxan hergestellt. Als Polymer wurde ein Polylactid, konkret Poly(D,L-lactid-co-glycolid) verwendet. Die PolymerLösung wurde auf 70° erwärmt. Anschließend wurden aus der Lösung mit einer Spritzenspitze Fasern mit einer Dicke von 5 - 80 µm gezogen und um das Steggerüst 2, also das Bioglas-Scaffold gewickelt. Das Steggerüst 2 wurde allseitig umsponnen, wobei nach wie vor noch ein hinreichend großes offenes Porenvolumen, siehe 2, verbleibt, um die Ansiedlung von Zellen auch im Inneren zu ermöglichen.A polymer solution with 10% by weight of the polymer and 1,4-dioxane was produced to produce this fiber structure or covering. A polylactide, specifically poly (D, L-lactide-co-glycolide), was used as the polymer. The polymer solution was heated to 70 °. Subsequently, fibers with a thickness of 5 to 80 µm were drawn from the solution with a syringe tip and around the bar framework 2 , so wrapped the bio-glass scaffold. The bar framework 2 was wound on all sides, with still a sufficiently large open pore volume, see 2 , remains to allow cells to settle inside.

Nach dem vollständigen Umspinnen erfolgte eine Trocknung bei Raumtemperatur für ca. 6 Stunden.After the spinning was complete, it was dried at room temperature for about 6 hours.

1 zeigt den Träger 1 nach dem Trocknungsschritt. Die Polymerfasern sind noch etwas dicker, sie weisen noch nicht die endgültige Geometrie auf, die sie erst erhalten, wenn eine nachfolgende Wärmebehandlung durchgeführt wurde. 1 shows the carrier 1 after the drying step. The polymer fibers are a little thicker, they do not yet have the final geometry that they only obtain when a subsequent heat treatment has been carried out.

Diese Wärmebehandlung wurde bei 60° für 30 Minuten durchgeführt. Sie führt zum Austreiben des Dioxans und zur endgültigen Vernetzung der Polymerfaser, was dazu führt, dass diese auch schrumpfen und ihre endgültige Form einnehmen, wie sie in 2 in der vergrößerten Mikroskopaufnahme gezeigt ist. Ersichtlich erstrecken sich die Polymerfasern 5 in Form von Windungen um das Steggerüst 2, umgreifen dieses also, erniedrigen jedoch das offene Porenvolumen an der Außenseite des Steggerüsts 2 nicht nennenswert. Sie bilden eine Art festen, jedoch elastischen Kokon um das Steggerüst, was den Träger 1 wesentlich stabiler gegen etwaige Scher- oder Druckbelastungen macht.This heat treatment was carried out at 60 ° for 30 minutes. It drives off the dioxane and ultimately cross-links the polymer fiber, which means that it also shrinks and takes its final shape, as in 2 is shown in the enlarged micrograph. The polymer fibers can be seen to extend 5 in the form of turns around the bar framework 2 , so embrace this, but reduce the open pore volume on the outside of the bar framework 2 not worth mentioning. They form a kind of firm, but elastic cocoon around the bar framework, what the wearer 1 makes it much more stable against any shear or pressure loads.

3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines bioaktiven Trägers 1, wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Auch hier kommt ein Steggerüst 2 zum Einsatz, das gemäß DE 10 2018 114 946 B3 hergestellt wurde, das also ebenfalls oberflächlich ausgelaugt wurde. Es besteht jedoch nicht aus einer quasi schwammartigen Struktur, sondern wurde aus einzelnen, regellos angeordneten Glasfasern 6 (vgl. 6), die zusammengesintert wurden, gebildet. Unabhängig davon ist auch hier eine Verstärkungsstruktur 3 in Form einer Faserstruktur 4 bestehend aus umwickelten Polymerfasern 5 vorgesehen, die wiederum außenseitig um das Steggerüst 2 gesponnen sind. 3 Figure 3 shows a second embodiment of a bioactive carrier 1 , the same reference numerals being used for the same components. There is also a bar framework here 2 to use, according to DE 10 2018 114 946 B3 which was also superficially leached. However, it does not consist of a quasi spongy structure, but was made up of individual, randomly arranged glass fibers 6 (see. 6 ) that were sintered together. Independent of this, there is also a reinforcement structure here 3 in the form of a fiber structure 4th consisting of wrapped polymer fibers 5 provided, which in turn is on the outside around the bar framework 2 are spun.

Während 3 den Träger 1 nach dem Umspinnen und dem Trocknen zeigt, zeigt die vergrößerte Mikroskopaufnahme gemäß 4 den Träger 1 ausschnittsweise nach der Wärmebehandlung, die ebenfalls bei 60° für 30 Minuten erfolgte. Ersichtlich ergibt sich auch hier ein stabiles äußeres Fasergerüst, das das Glas-Steggerüst 2 außenseitig umgibt und versteift.While 3 the carrier 1 shows after spinning and drying, shows the enlarged microscope picture according to FIG 4th the carrier 1 excerpts after the heat treatment, which was also carried out at 60 ° for 30 minutes. As can be seen, a stable outer fiber structure, the glass bar structure, is also produced here 2 surrounds and stiffened on the outside.

Die verwendete Polymerlösung war die gleiche wie zum Ausführungsbeispiel gemäß der 1 und 2 beschrieben.The polymer solution used was the same as for the exemplary embodiment according to FIG 1 and 2 described.

Die 5 - 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines bioaktiven Trägers 1, bei dem die Verstärkungsstruktur als im Inneren des dreidimensionalen Steggerüsts 2 ausgebildete Polymerfaserstruktur oder als Polymergerüst ausgeführt ist. Auch dieser Träger 1 weist ein gläsernes Steggerüst 2 auf, das ein einteiliges dreidimensionales Steggerüst ist und wiederum gemäß DE 10 2018 114 946 B3 hergestellt wurde.The 5 - 7th show another embodiment of a bioactive carrier 1 , in which the reinforcement structure as inside the three-dimensional bar framework 2 formed polymer fiber structure or is designed as a polymer structure. This carrier too 1 has a glass bar framework 2 on, which is a one-piece three-dimensional bar framework and again according to DE 10 2018 114 946 B3 was produced.

Auch hier wird eine Polymerlösung hergestellt, die im gezeigten Beispiel 5 Masse% Polymer (Poly(D,L-lactid-co-glycolid) in einer Wasser/1,4-Dioxan-Mischung mit einem Verhältnis von 13 : 87 enthält. Die Lösung wird bei ca. 50 - 60° mit einer Spritze tropfenweise auf das Steggerüst 2, also das Bioglas-Scaffold gegeben, so dass die Lösungstropfen einsinken. Sobald das Steggerüst 2 mit der Polymerlösung getränkt ist, wird das getränkte Steggerüst 2 auf ein saugfähiges Papier gelegt, wodurch die Polymerlösung von der Gerüstoberfläche und zum Teil aus dem benachbarten Inneren entfernt wird. Dies dient dazu, eine etwaige Hautbildung im Bereich der Oberfläche, die zu einem zumindest teilweisen Porenverschluss an der Außenseite führen kann, zu vermeiden.Here, too, a polymer solution is produced which, in the example shown, contains 5% by mass of polymer (poly (D, L-lactide-co-glycolide) in a water / 1,4-dioxane mixture with a ratio of 13:87 is applied drop by drop onto the bar framework at approx. 50 - 60 ° with a syringe 2 , so given the bioglass scaffold so that the drops of solution sink in. As soon as the bar framework 2 is soaked with the polymer solution, the soaked bar framework 2 placed on an absorbent paper, whereby the polymer solution is removed from the framework surface and partly from the adjacent interior. This serves to avoid any skin formation in the area of the surface, which can lead to an at least partial pore closure on the outside.

Anschließend wird das getränkte Steggerüst schnell in ein auf 50° C temperiertes Wasserbad gegeben, das auf einer temperierten Heizplatte steht. Nach ca. 40 Sekunden wird das Steggerüst entnommen und auf ein saugfähiges Papier gegeben, um dort vorzutrocknen, wonach die finale Trocknung bei Raumtemperatur erfolgt.The soaked bar framework is then quickly placed in a water bath heated to 50 ° C., which is placed on a temperature-controlled heating plate. After about 40 seconds, the bar framework is removed and placed on absorbent paper in order to pre-dry it there, after which the final drying takes place at room temperature.

Durch das Einbringen des getränkten Steggerüsts in das Wasserbad kommt es zu einem Unterschreiten der Löslichkeitsgrenze, was zu einem Ausfällen des Polymers in schaumartiger Konsistenz oder Form führt. 5 zeigt eine Aufnahme des Trägers nach dem Trocknen, in der die polymere Verstärkungsstruktur 3 in Form des noch nicht vollständig vernetzten Fasergerüsts sichtbar ist. Es ergeben sich noch relativ große Zonen mit schaumartiger Polymergerüststruktur, wie sie auch in der REM-Aufnahme in 6 gezeigt sind. 6 zeigt auch, dass sich diese Verstärkungsstruktur respektive Polymerschaumstruktur im Bereich der Oberfläche wie auch im Inneren ausbildet. By introducing the soaked bar framework into the water bath, the solubility limit is undershot, which leads to precipitation of the polymer in a foam-like consistency or form. 5 shows a photograph of the carrier after drying, in which the polymeric reinforcement structure 3 is visible in the form of the not yet fully crosslinked fiber structure. There are still relatively large zones with a foam-like polymer framework structure, as is also shown in the SEM image in 6 are shown. 6 also shows that this reinforcement structure or polymer foam structure is formed in the area of the surface as well as in the interior.

Nach der Trocknung erfolgt eine Wärmebehandlung, indem das getrocknete Steggerüst 2 auf 95° C erwärmt und für ca. 30 Minuten gehalten wird, wonach es abkühlt. 7 zeigt eine vergrößerte REM-Aufnahme des Trägers 1 mit der nun fertig ausgebildeten polymeren Verstärkungsstruktur 3, die eine Faserstruktur 4 ausbildet, deren Fasern 5 sich von Steg zu Steg erstrecken und diese quasi verbinden. Gleichwohl ist die Offenporigkeit sichergestellt, wie 7 zeigt. Die Fasern 5 haben, ähnlich wie bei der Ausgestaltung gemäß der 1 - 4, einen Durchmesser oder eine Dicke von ca. 2 - 100 µm.After drying, a heat treatment is carried out by removing the dried bar framework 2 heated to 95 ° C and held for about 30 minutes, after which it cools. 7th shows an enlarged SEM image of the carrier 1 with the now fully formed polymeric reinforcement structure 3 that have a fiber structure 4th forms their fibers 5 extend from jetty to jetty and virtually connect them. Nevertheless, the open pores are ensured, like 7th shows. The fibers 5 have, similar to the embodiment according to 1 - 4th , a diameter or a thickness of approx. 2 - 100 µm.

8 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel eines Trägers 1 in Form einer REM-Aufnahme, wiederum umfassend ein Steggerüst 2, das hier aus einer Vielzahl einzelner Glasfasern 6 gebildet ist, die durch Sintern miteinander verbunden sind. Auch dieses Steggerüst 2 ist zur Reduzierung des Alkalimetalloxidgehalts oberflächlich ausgelaugt. 8th finally shows an embodiment of a carrier 1 in the form of an SEM image, again comprising a bar framework 2 , which here consists of a large number of individual glass fibers 6 is formed, which are connected to each other by sintering. Also this bar framework 2 is superficially leached to reduce the alkali metal oxide content.

Auch hier ist eine Verstärkungsstruktur 3 in Form einer inneren Polymer-Gerüststruktur ausgebildet, die unter Verwendung der gleichen Polymerlösung und des gleichen Vorgehens wie zum Ausführungsbeispiel gemäß der 5 - 7 hergestellt wurde. 8 zeigt den Träger 1 nach der Wärmebehandlung, im Rahmen welcher sich die vormals schaumartige Polymer-Scaffold-Struktur zu der fertigen Faserstruktur 4 mit den einzelnen, die über die Fasern 6 gebildeten Stege verbindenden Polymerfasern 5 gewandelt hat.Again, there is a reinforcement structure 3 formed in the form of an inner polymer framework structure using the same polymer solution and the same procedure as for the embodiment according to FIG 5 - 7th was produced. 8th shows the carrier 1 after the heat treatment, during which the formerly foam-like polymer scaffold structure becomes the finished fiber structure 4th with the individual who is about the fibers 6 formed webs connecting polymer fibers 5 has changed.

Wie bereits einleitend beschrieben, ist das Steggerüst über einen Säureangriff ausgelaugt, um die Alkalimetalloxidkonzentration zumindest oberflächlich zu reduzieren. Diese Säurebehandlung kann entweder vor dem Applizieren der Verstärkungsstruktur 3, also vor dem Umspinnen oder vor dem Ausbilden der inneren Polymer-Gerüststruktur erfolgen, wenn das Steggerüst nach dieser Säurebehandlung noch hinreichend stabil und damit handhabbar ist und das Applizieren der Verstärkungsstruktur 3 problemlos möglich ist. Sollte aufgrund der Filigranheit der Stegstruktur 2 der Säureangriff zu einem instabilen Steggerüst führen, so kann dieses Auslaugen auch nach dem Applizieren der polymeren Verstärkungsstruktur 3 erfolgen, also nach Beendigung der letzten Wärmebehandlung. Denn die bevorzugt verwendeten Polylactide, die zur Bildung der polymeren Verstärkungsstruktur eingesetzt werden, sind gegen einen solchen Säureangriff, bei dem beispielsweise 0,1 molare Salzsäure verwendet wird, stabil. Sie nehmen also bei dem Säureangriff keinen Schaden und besitzen nach wie vor ihre mechanischen Eigenschaften.As already described in the introduction, the bar framework is leached out by acid attack in order to reduce the alkali metal oxide concentration at least on the surface. This acid treatment can either be done before applying the reinforcement structure 3 , ie before the spinning around or before the formation of the inner polymer framework structure, if the bar framework is still sufficiently stable and thus manageable after this acid treatment, and the application of the reinforcement structure 3 is possible without any problems. Should be due to the filigree structure of the bar 2 If the acid attack leads to an unstable bar framework, this leaching can also occur after the polymeric reinforcement structure has been applied 3 take place, i.e. after the last heat treatment has been completed. This is because the polylactides which are preferably used and which are used to form the polymeric reinforcement structure are stable against such acid attack, in which, for example, 0.1 molar hydrochloric acid is used. So they are not damaged by the acid attack and still have their mechanical properties.

Wie beschrieben dient die Erzeugung der polymeren Verstärkungsstruktur 3 dazu, den Träger 1 als solchen stabiler zu machen, so dass er etwaigen mechanischen Belastungen besser standhält als ein reiner, keine polymere Verstärkungsstruktur aufweisender Träger, der also nur aus dem gläsernen Steggerüst besteht. Denn Ziel der Polymerverstärkung ist es, dass beim Einsatz eines Implantats im menschlichen Körper das Implantat unter Belastung grundsätzlich in seiner Form erhalten bleibt und der Belastung einen Widerstand entgegensetzt.As described, the production of the polymeric reinforcement structure is used 3 to do this, the carrier 1 as such, to make it more stable, so that it withstands any mechanical loads better than a pure carrier that does not have a polymeric reinforcement structure and that therefore only consists of the glass bar framework. The aim of polymer reinforcement is that when an implant is used in the human body, the shape of the implant is basically retained under load and that it offers resistance to the load.

Um dies zu demonstrieren, wurden drei verschiedene Träger hergestellt. Alle drei untersuchten Träger weisen das gleiche Bioglas-Steggerüst auf. Hierzu wurde ein Bioglas wie in DE 10 2018 114 946 B3 beschrieben verwendet und entsprechend verarbeitet, um hieraus ein ausgelaugtes Bioglas-Steggerüst, wie in dieser Druckschrift beschrieben, herzustellen.To demonstrate this, three different carriers were made. All three examined carriers have the same bioglass bar framework. For this purpose, a bio glass as in DE 10 2018 114 946 B3 and processed accordingly in order to produce a leached bioglass bar framework, as described in this publication.

Ausführungsbeispiel I:Embodiment I:

Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde das reine Glas-Steggerüst als Träger verwendet. Das gemäß DE 10 2018 114 946 B3 hergestellte Steggerüst wurde ohne Applizieren einer polymeren Verstärkungsstruktur mit einer 0,1 molaren Salzsäure bei 37° C für 5 Tage bei einem konstanten pH-Wert von 1 behandelt.In this exemplary embodiment, the pure glass bar framework was used as the carrier. That according to DE 10 2018 114 946 B3 The bar framework produced was treated with 0.1 molar hydrochloric acid at 37 ° C. for 5 days at a constant pH of 1 without applying a polymeric reinforcement structure.

Ausführungsbeispiel II:Embodiment II:

Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde das Glas-Steggerüst gemäß DE 10 2018 114 946 B3 vor der Auslaugung mit einer Verstärkungsstruktur in Form einer außen durch Umspinnung erzeugten Faserstruktur versehen.In this exemplary embodiment, the glass bar framework according to FIG DE 10 2018 114 946 B3 provided with a reinforcement structure in the form of a fiber structure produced on the outside by wrapping prior to leaching.

Hierzu wurde eine Polymerlösung mit 10 Masse% Polymer (Poly(D,L-lactid-coglycolid), bidestilliertem Wasser und 1,4-Dioxan (Verhältnis 13 : 87) hergestellt, die auf 70° erwärmt wurde. Aus der Lösung wurden mit einer Spritzenspitze Fasern mit einem Durchmesser von 5 - 80 µm gezogen und um das Bioglas-Steggerüst gewickelt.For this purpose, a polymer solution with 10% by mass of polymer (poly (D, L-lactide-coglycolide), double-distilled water and 1,4-dioxane (ratio 13 : 87), which was heated to 70 °. Fibers with a diameter of 5-80 µm were drawn from the solution with a syringe tip and wrapped around the bioglass bar framework.

Nach dem vollständigen Umspinnen erfolgte eine Trocknung bei Raumtemperatur für 6 Stunden und eine anschließende Temperaturbehandlung bei 60° für 30 Minuten. Nach dieser Temperaturbehandlung wurde das Steggerüst samt Polymerverstärkung mit 0,1 molarer Salzsäure bei 37° C für 5 Tage bei einem konstanten pH-Wert von 1 behandelt.After the spinning was complete, drying was carried out at room temperature for 6 hours and a subsequent temperature treatment at 60 ° for 30 minutes. After this temperature treatment, the bar framework including the polymer reinforcement was treated with 0.1 molar hydrochloric acid at 37 ° C. for 5 days at a constant pH of 1.

Ausführungsbeispiel III:Embodiment III:

Auch hier wurde ein Bioglas-Steggerüst gemäß DE 10 2018 114 946 B3 verwendet, das vor der Auslaugung mit einer im Inneren ausgebildeten Polymer-Verstärkungsstruktur versehen wurde. Hierzu wurde eine Polymerlösung mit 5 Masse% Poly(D,L-lactid-co-glycolid) und einem Gemisch aus bidestilliertem Wasser und 1,4-Dioxan im Verhältnis 13 : 87 hergestellt.Here, too, a bioglass bar framework was used DE 10 2018 114 946 B3 used, which was provided with an internally formed polymer reinforcement structure prior to leaching. For this purpose, a polymer solution with 5% by weight of poly (D, L-lactide-co-glycolide) and a mixture of double-distilled water and 1,4-dioxane in the ratio 13 : 87 made.

Die Lösung wurde anschließend bei ca. 60° mit einer Spritze tropfenweise auf das Bioglas-Steggerüst gegeben, so dass die Lösungstropfen einsinken. Nach vollständigem Tränken des Steggerüsts wurde das Steggerüst auf ein saugfähiges Papier gegeben, so dass die Polymerlösung von der Gerüstoberfläche und angrenzenden Volumenbereichen entfernt wurde, um eine Hautbildung zu vermeiden. Das getränkte Steggerüst wurde anschließend in ein auf ca. 50° temperiertes Wasserbad gegeben, das auf einer temperierten Heizplatte stand. Nach ca. 40 Sekunden wurde das Steggerüst entnommen und auf ein saugfähiges Papier zum Vortrocknen gegeben, wonach es bei Raumtemperatur final getrocknet wurde. Hieran schloss sich eine Temperaturbehandlung bei 60° C für 30 Minuten an, um das finale, im Inneren des Glas-Steggerüsts integrierte Polymer-Steggerüst auszubilden. Nach dieser Behandlung wurde der Träger samt Polymer-Gerüstverstärkung mit einer 0,1 molaren Salzsäure bei 37° C für 5 Tage bei einem konstanten pH-Wert von 1 behandelt.The solution was then added drop by drop to the bioglass bar framework at approx. 60 ° with a syringe so that the drops of solution sink in. After the bar framework was completely soaked, the bar framework was placed on absorbent paper so that the polymer solution was removed from the framework surface and adjacent volume areas in order to avoid skin formation. The soaked bar framework was then placed in a water bath which was heated to about 50 ° and stood on a temperature-controlled heating plate. After about 40 seconds, the bar framework was removed and placed on absorbent paper for predrying, after which it was finally dried at room temperature. This was followed by a temperature treatment at 60 ° C. for 30 minutes in order to form the final polymer bar structure integrated in the interior of the glass bar structure. After this treatment, the carrier including the polymer backbone reinforcement was treated with a 0.1 molar hydrochloric acid at 37 ° C. for 5 days at a constant pH of 1.

Diese drei unterschiedlichen Träger wurden sodann einem Belastungstest unterzogen, bei dem mit einem Stempel mit einer definierten Kraft auf den jeweiligen Träger gedrückt wurde. Das Ergebnis ist in 9 dargestellt, wobei in 9 längs der Abszisse die Verdichtung in µm, also der Weg des Druckstempels, mit dem auf den Träger gedrückt wird, aufgetragen ist, während längs der Ordinate die Kraft in mN aufgetragen ist.These three different carriers were then subjected to a load test in which a stamp was pressed with a defined force on the respective carrier. The result is in 9 shown, where in 9 along the abscissa the compression in µm, that is to say the path of the pressure stamp with which the carrier is pressed, is plotted, while the force in mN is plotted along the ordinate.

Gezeigt sind drei Kurven I, II, III entsprechend den Ausführungsbeispielen I, II, III.Three curves I, II, III are shown corresponding to the exemplary embodiments I, II, III.

Die Kurve I zeigt den Kraft-Weg-Verlauf für das Ausführungsbeispiel I, also für den unverstärkten, ausgelaugten Träger bestehend nur aus dem Glas-Steggerüst. Es ist zu erkennen, dass eine Druckbelastung des ausgelaugten Steggerüsts dazu führt, dass die Stege kontinuierlich brechen, wie der zackige Verlauf der Kurve I über den Verdichtungsweg anschaulich zeigt. Die Stege brechen bereits bei relativ niedriger Belastung, ein elastisches Verhalten ist nicht zu erkennen. Das Steggerüst bricht auseinander und wird auseinandergedrückt, so dass am Ende des Versuchs viele Einzelteile übrigblieben.Curve I shows the force-displacement curve for exemplary embodiment I, that is to say for the unreinforced, leached carrier consisting only of the glass bar framework. It can be seen that a pressure load on the leached bar framework leads to the bars breaking continuously, as the jagged course of curve I over the compression path clearly shows. The webs collapse under relatively low loads elastic behavior cannot be recognized. The bar breaks apart and is pressed apart, so that at the end of the experiment many individual parts are left over.

10 zeigt eine Aufnahme des Trägers 1 gemäß Ausführungsbeispiel I nach Durchführung des Versuchs. Ersichtlich ist der gläserne Träger 1 in eine Vielzahl kleiner Einzelteile zerbrochen. 10 shows a picture of the carrier 1 according to embodiment I after carrying out the experiment. The glass carrier can be seen 1 broken into a multitude of small pieces.

Die Kurve II zeigt den Kraft-Weg-Verlauf eines ausgelaugten Steggerüsts mit einer durch Umspinnung erhaltenen polymeren Verstärkungsstruktur. Der Kurvenverlauf zeigt, dass das Steggerüst sich am Anfang der Verdichtung leicht zusammendrücken lässt, dann aber die Wirkung der Umspinnung als Gerüststabilisierung zum Tragen kommt. Ein Auseinandertreiben respektive Auseinanderdrücken des Steggerüsts wird vermieden, ein erhöhter Widerstand gegenüber der Verdichtung wird erreicht. Der fehlende Zackenverlauf im Vergleich zur Kurve I zeigt, dass eine Frakturierung des Steggerüsts nicht erfolgt. Dies zeigt sich auch in der 11, die den Träger 1 gemäß Ausführungsbeispiel II nach Durchführung des Versuchs zeigt. Der Träger 1 zeigt keinerlei Beeinträchtigung respektive Beschädigung, das gläserne Steggerüst 2 ist intakt, der Träger 1 behält demzufolge seine Form. Eine Frakturierung wird vermieden, die Formstabilität ist durch das elastische Verhalten und die Aussteifung durch die polymere Verstärkungsstruktur 3 sichergestellt.Curve II shows the force-displacement curve of a leached bar framework with a polymeric reinforcement structure obtained by wrapping. The course of the curve shows that the bar framework can be easily compressed at the beginning of the compaction, but then the effect of the wrapping as a framework stabilization comes into play. A driving apart or pressing apart of the bar framework is avoided, and increased resistance to compression is achieved. The lack of serrations compared to curve I shows that there is no fracturing of the bar framework. This is also evident in the 11 who have favourited the carrier 1 shows according to embodiment II after carrying out the experiment. The carrier 1 The glass bar framework shows no impairment or damage 2 is intact, the carrier 1 consequently retains its shape. A fracture is avoided, the dimensional stability is due to the elastic behavior and the stiffening due to the polymeric reinforcement structure 3 ensured.

Ein ähnliches, sogar noch etwas besseres Ergebnis zeigt die Kurve III für das Ausführungsbeispiel III. Dieser Träger weist eine in der gläsernen Stegstruktur integrierte polymere Verstärkungsstruktur auf, das heißt, dass im gläsernen Steggerüst ein polymeres verstärkendes Steggerüst integriert ist. Der Verlauf der Kurve III zeigt, dass das Steggerüst nach Beginn der Belastung ein vergleichsweise elastisches Verhalten zeigt, folglich eine Gerüststabilisierung gegeben ist und, wie der steile Kurvenverlauf zum Ende hin zeigt, ein erhöhter Widerstand gegenüber einer weiteren Verdichtung erreicht wird. Auch hier zeigt der fehlende Zackenverlauf im Vergleich zur Kurve I, dass eine Frakturierung des gläsernen Steggerüsts nicht erfolgt. Dies zeigt auch hier 12, die den Träger 1 mit seinem Steggerüst 2 und dem integrierten Polymergerüst 3 nach Durchführung des Versuchs in unbeschädigter Form zeigt.A similar, even slightly better result is shown by curve III for embodiment III. This carrier has a polymeric reinforcement structure integrated in the glass bar structure, that is to say that a polymeric reinforcing bar structure is integrated in the glass bar structure. The course of curve III shows that the bar structure shows a comparatively elastic behavior after the start of the load, consequently a structure stabilization is given and, as the steep curve towards the end shows, an increased resistance against further compaction is achieved. Here, too, the lack of serrations compared to curve I shows that there is no fracturing of the glass bar framework. This also shows here 12 who have favourited the carrier 1 with its bar framework 2 and the integrated polymer framework 3 shows in undamaged form after carrying out the test.

Damit wird auch hier durch die Integration der polymeren gerüstartigen Verstärkungsstruktur 3 eine deutliche Aussteifung und damit Stabilisierung des ausgelaugten gläsernen Steggerüsts 2 erreicht und dem Träger 1 ein elastisches, die Formstabilität erwirkendes Verhalten verliehen.This is also achieved here through the integration of the polymeric framework-like reinforcement structure 3 a clear stiffening and thus stabilization of the leached glass bar framework 2 reached and the carrier 1 given an elastic behavior that brings about dimensional stability.

Wie beschrieben, dient ein erfindungsgemäßer bioaktiver Träger mit Polymerverstärkung dazu, auf ihm lebende Zellen anzusiedeln und zu vermehren. Zur Darstellung, dass die gelingt, wurden Besiedlungsversuche an verschiedenen Trägern 1, die gemäß der Ausführungsbeispiele II und III entweder mit Faserumspinnung oder mit integrierter Polymerfaser-Gerüststruktur hergestellt wurden, unter Verwendung verschiedener Zellen durchgeführt.As described, a bioactive carrier according to the invention with polymer reinforcement serves to colonize and multiply living cells on it. To demonstrate that this is successful, colonization attempts were made on various carriers 1 , which were produced according to embodiments II and III either with fiber braiding or with an integrated polymer fiber framework structure, carried out using different cells.

Es wurden als Zelltypen entweder porcine Gelenkchondrozyten (pGC) oder mesenchymale Stromazellen aus dem Knochenmark des Menschen (hMSC) verwendet.The cell types used were either porcine joint chondrocytes (pGC) or mesenchymal stromal cells from human bone marrow (hMSC).

Zur Durchführung der Versuche wurden entsprechend präparierte Zellsuspensionen auf entsprechend präparierte, erfindungsgemäße bioaktive Träger aufpipettiert und anschließend in einem Inkubator inkubiert.To carry out the experiments, appropriately prepared cell suspensions were pipetted onto appropriately prepared bioactive carriers according to the invention and then incubated in an incubator.

Die Durchführung gestaltete sich wie folgt:

  • - Einlegen der bioaktiven Träger unter der Sterilbank in ein steriles 50 ml Bioreaktorröhrchen mit Filtercap
  • - Behandlung der für die Scaffoldbesiedlung vorgesehenen Zellen (pGC und hMSC) nach einem Spülschritt mit PBS für 5 min in einem Inkubator mit Trypsin/EDTA-Lösung (0,05/0,02 %) zum Ablösen der Zellen vom Kulturboden der für die Zellvermehrung verwendeten Zellkulturflaschen
  • - pGC: Zugabe von 5 ml 10 % fetales Kälberserum (fetal calf serum: FCS) enthaltendes Kulturmedium (Ham's F-12/Dulbecco's Modified Eagle's) [DMEM] Medium 1: 1), 10.000 IU/mL Penicillin/10.000 µg/mL Streptomycin, 2,5 µg/ml Amphotericin B, nicht essentielle Aminosäuren und 25 µg/ml Ascorbinsäure
  • - hMSC: Zugabe von 5 ml Stammzell-spezifischem Expansionmedium (FG0445/Dulbecco's Modified Eagle's [DMEM]/HG) mit 5 % Plättchenlysat (PL), 50 IU/ml Streptomycin, 50 IU/ml Penicillin,
  • - 2,5 µg/ml Amphotericin B, 100 mM Natriumpyruvat und 5000 U/ml Heparin
  • - Stoppen des Ablösevorgangs durch die Zugabe von 5 ml 10 % FCShaltigem Medium, wobei das FCS bzw. das PL die enzymatische Aktivität des Trypsins beendet
  • - Zentrifugation der Zellsuspension bei 300 U/min oder 484 g für 5 min
  • - Resuspension des sich aus der Zentrifugation ergebenden Zellpellets in 1 ml Kulturmedium
  • - Mischen von 10 µl Trypanblau-Lösung (1 %) mit 10 µl Zellsuspension, so dass sich tote Zellen anfärben
  • - Pipettieren von 10 µl aus dieser Mischung in eine Neubauer-Zählkammer und Zählen der lebenden Zellen
  • - Pipettieren der Zellen in einer Konzentration von 500.000 bis 1.000.000
Zellen pro Scaffold in einem Volumen von 1 mL pro Scaffold
  • - Nach 20 min Auffüllen des Kulturmediums auf 10 ml Volumen zur Sicherstellung einer Versorgung in der nachfolgenden dynamischen Kultur
  • - Kultivierung der besiedelten bioaktiven Träger im Inkubator bei 37 °C und 5 % CO2 auf einem Orbitalschüttler (dynamisch)
  • - bei längerer Inkubationsdauer Wechsel des Kulturmediums alle zwei Tage.
The implementation was as follows:
  • - Place the bioactive carriers under the sterile bench in a sterile 50 ml bioreactor tube with a filter cap
  • Treatment of the cells intended for scaffold colonization (pGC and hMSC) after a rinsing step with PBS for 5 min in an incubator with trypsin / EDTA solution (0.05 / 0.02%) to detach the cells from the culture soil for cell reproduction used cell culture flasks
  • - pGC: addition of 5 ml of 10% fetal calf serum (fetal calf serum: FCS) containing culture medium (Ham's F-12 / Dulbecco's Modified Eagle's) [DMEM] medium 1: 1), 10,000 IU / mL penicillin / 10,000 µg / mL streptomycin , 2.5 µg / ml amphotericin B, non-essential amino acids and 25 µg / ml ascorbic acid
  • - hMSC: addition of 5 ml stem cell-specific expansion medium (FG0445 / Dulbecco's Modified Eagle's [DMEM] / HG) with 5% platelet lysate (PL), 50 IU / ml streptomycin, 50 IU / ml penicillin,
  • - 2.5 µg / ml amphotericin B, 100 mM sodium pyruvate and 5000 U / ml heparin
  • - Stopping the detachment process by adding 5 ml of 10% FCS-containing medium, the FCS or the PL ending the enzymatic activity of the trypsin
  • - Centrifugation of the cell suspension at 300 rpm or 484 g for 5 min
  • - Resuspension of the cell pellet resulting from centrifugation in 1 ml of culture medium
  • Mixing 10 µl trypan blue solution (1%) with 10 µl cell suspension so that dead cells are stained
  • - Pipetting 10 µl of this mixture into a Neubauer counting chamber and counting the living cells
  • - Pipetting the cells in a concentration of 500,000 to 1,000,000
Cells per scaffold in a volume of 1 mL per scaffold
  • - After 20 min, the culture medium is made up to a volume of 10 ml to ensure a supply in the subsequent dynamic culture
  • - Cultivation of the colonized bioactive carriers in the incubator at 37 ° C and 5% CO 2 on an orbital shaker (dynamic)
  • - Change the culture medium every two days for longer incubation periods.

Zur Überprüfung, dass die Polymerverstärkung keine negative Auswirkung zeigt, wurden Aufnahmen mittels Laser-Scanning-Mikroskop von der In-Vitro-Kultur nach verschiedenen Zeiten / Tagen gemacht, wofür eine Vitalitäts-Färbung notwendig war. Diese erfolgte wie folgt:

  • - Herstellung einer Vitalitätsfärbe-Lösung aus 15 µg/ml Fluoreszeindiazetat (FDA) und 10 µg/ml Propidiumiodid (PI) gelöst in PBS
  • - Entnahme des jeweiligen bioaktiven Trägers aus der dynamischen Kultivierung im Inkubator
  • - Pipettieren von 50 µl Vitalitäts-Lösung auf den besiedelten bioaktiven Träger
  • - Begutachtung der Zellen: auf dem bioaktiven Träger sind lebende Zellen aufgrund der Einfärbung mit der Vitalitäts-Lösung grün und tote Zellen rot mit Hilfe eines konfokalen Laser-Scanning-Mikroskops differenzierbar.
To check that the polymer reinforcement had no negative effects, pictures were taken of the in vitro culture after various times / days using a laser scanning microscope, for which a vitality staining was necessary. This was done as follows:
  • - Preparation of a vitality staining solution from 15 µg / ml fluorescein diacetate (FDA) and 10 µg / ml propidium iodide (PI) dissolved in PBS
  • - Removal of the respective bioactive carrier from the dynamic cultivation in the incubator
  • - Pipetting 50 µl vitality solution onto the colonized bioactive carrier
  • - Assessment of the cells: on the bioactive carrier, living cells can be differentiated due to the coloring with the vitality solution green and dead cells red with the help of a confocal laser scanning microscope.

Das PBS dient als Puffer, als Farbstoff wird FDA verwendet. Dieser Farbstoff dringt in die lebenden Zellen ein und wird enzymatisch in eine fluoreszierende Verbindung umgesetzt, die mit einer Wellenlänge von 525 nm angeregt wird. PI interkaliert in die DNA von toten Zellen, da deren Zell- und Kernmembran dafür permeabel wird. PI wird mit einer Wellenlänge von 600 nm angeregt.The PBS serves as a buffer, and FDA is used as the dye. This dye penetrates the living cells and is enzymatically converted into a fluorescent compound, which is excited with a wavelength of 525 nm. PI intercalates into the DNA of dead cells because their cell and nuclear membranes become permeable. PI is excited with a wavelength of 600 nm.

Die entsprechenden Ergebnisse sind in den 13 - 18 dargestellt.The corresponding results are in the 13 - 18th shown.

Grundsätzlich zeigen in den 13-18 die hellen Bereiche die Areale im oder am Träger 1, die mit lebenden, sich vermehrenden Zellen 8 besiedelt sind. Die dunklen Bereiche sind primär nicht besiedelte Anteile des Trägers 1.Basically show in the 13-18 the light areas the areas in or on the wearer 1 those with living, multiplying cells 8th are populated. The dark areas are primarily unpopulated parts of the wearer 1 .

13 zeigt eine repräsentative Vitalitätsaufnahme für porcine Gelenkchondrozyten nach 7 Tagen in Kultur, die auf einem Bioglas-Steggerüst mit einer durch Umspinnung ausgebildeten Polymerverstärkung angesiedelt sind. Zu erkennen ist beispielsweise ein Steg 7 des Steggerüsts 2, auf dem sich Zellen 8 angesiedelt haben. Zu erkennen ist des Weiteren eine Pore 9 innerhalb des Steggerüsts 2, wie auch ein Abdruck einer Polymerfaser 5 in der Zellschicht. Zu erkennen ist weiterhin eine mit Zellen 8 besiedelte Polymerfaser 5. 13 shows a representative vitality record for porcine joint chondrocytes after 7 days in culture, which are settled on a bioglass bar framework with a polymer reinforcement formed by spinning. A web can be seen, for example 7th of the bar framework 2 on which there are cells 8th have settled. A pore can also be seen 9 within the bar framework 2 as well as an imprint of a polymer fiber 5 in the cell layer. One can also see one with cells 8th colonized polymer fiber 5 .

14 zeigt den Träger aus 13 mit den darauf siedelnden porcinen Gelenkchondrozyten nach 28 Tagen in Kultur. Das Zellwachstum hat sich kontinuierlich fortgesetzt, der bioaktive Träger ist dichter besiedelt. 14th shows the carrier 13 with the porcine joint chondrocytes settling on it after 28 days in culture. Cell growth has continued continuously, the bioactive carrier is more densely populated.

15 zeigt eine repräsentative Vitalitätsaufnahme für humane mesenchymale Stromazellen nach 7 Tagen in Kultur, die ebenfalls auf einem Bioglas-Steggerüst mit durch Umspinnung ausgebildeter Polymerverstärkung gewachsen sind, also auf dem gleichen Träger wie in den 13 und 14. 15th shows a representative vitality record for human mesenchymal stromal cells after 7 days in culture, which have also grown on a bioglass bar framework with polymer reinforcement formed by spinning, ie on the same carrier as in the 13 and 14th .

15 zeigt, dass dieser andere Zelltyp nach gleicher Kulturzeit (7 Tage) sich deutlich großflächiger ausgebreitet hat als die Gelenkchondrozyten gemäß der 13. Es ist eine fast vollständige Schließung der Poren des Steggerüsts, das als solches nicht mehr exakt ausgemacht werden kann, bereits nach 7 Tagen zu erkennen. Erkennbar ist auch hier eine größere Pore 9 sowie mehrere kleinere Poren 9 des Steggerüsts, wie auch Abdrücke der Polymerfasern 5 innerhalb der Zellschicht. 15th shows that this other cell type after the same culture time ( 7th Days) has spread much more widely than the joint chondrocytes according to the 13 . Almost complete closure of the pores of the bar framework, which as such can no longer be identified exactly, can be seen after just 7 days. A larger pore can also be seen here 9 as well as several smaller pores 9 of the bar framework, as well as impressions of the polymer fibers 5 within the cell layer.

16 zeigt den Träger aus 15 mit mesenchymalen Stromazellen nach 28 Tagen in Kultur. Ersichtlich kann man hier kaum mehr einzelne Zellen erkennen. Der gesamte Träger 1 ist mit aufgewachsenen Zellen so gut wie ausgefüllt, der Zellrasen bedeckt nun die Oberfläche des Trägers 1. 16 shows the carrier 15th with mesenchymal stromal cells after 28 days in culture. Obviously one can hardly see individual cells here. The entire carrier 1 is as good as filled with grown cells, the cell lawn now covers the surface of the carrier 1 .

Beide Versuche zeigen, dass ein durch Umspinnung verstärkter Träger hervorragend für die Besiedlung mit Zellen und deren Vermehrung geeignet ist, wobei unterschiedliche Zelltypen unterschiedlich schnell wachsen.Both experiments show that a carrier reinforced by wrapping is ideally suited for colonization with cells and their reproduction, with different cell types growing at different speeds.

17 zeigt eine repräsentative Vitalitätsaufnahme für humane mesenchymale Stromazellen nach 7 Tagen in Kultur auf einem Bioglas-Steggerüst mit integrierter, aus einer Schaumausfällung erzeugter Polymerverstärkung. 17th shows a representative vitality record for human mesenchymal stromal cells after 7 days in culture on a bioglass bar framework with integrated polymer reinforcement produced from a foam precipitation.

18 zeigt den Träger aus 17 nach 28 Tagen in Kultur. Ersichtlich zeigt ein Vergleich von 17 und 18 deutlich die Zunahme der Zellfläche über die Zeit. Bereits nach 7 Tagen bilden sich größere Zellcluster sowohl auf den Glasstegen als auch den Polymerfasern, wie die hellen Flecken in 17 zeigen. Diese Zellcluster vergrößern sich deutlich nach 14 Tagen in Kultur, das heißt, dass auch ein Träger mit integrierter Polymerverstärkung sehr gut für die Ansiedlung und Vermehrung von Zellen geeignet ist. 18th shows the carrier 17th after 28 days in culture. A comparison of 17th and 18th clearly the increase in cell area over time. Already after 7 days, larger cell clusters form on both the glass bars and the polymer fibers, such as the light spots in 17th demonstrate. These cell clusters enlarge significantly after 14 days in culture, which means that a carrier with integrated polymer reinforcement is also very well suited for the colonization and multiplication of cells.

Nachfolgend wird eine Aufstellung der im Rahmen der durchgeführten Besiedlungsversuche sowie der Vitalitätsaufnahmen verwendeten Materialien und Gerätschaften gegeben: Material / Gerät Bestellnummer Firma Brutschrank HERAcell 150i Thermo Electron LED GmbH, DE Centrifuge 5810 R Eppendorf AG, DE Diavert Mikroskop Leitz GmbH, Wetzlar, DE Dulbecco's Modified Eagle's Medium FG4815 Biochrom AG, DE Essentielle Aminosäuren, 50x MEM-AS K0363 Biochrom AG, DE Ethidiumbromidlösung, 1 % 2218.1 Carl Roth GmbH & Co. KG, DE Fetales Kälberserum (FBS superior) S0615 1000F Biochrom AG, DE Fluoreszeindiazetat (FDA) F7378-5G Sigma-Aldrich, USA Heraeus Multifuge X1R Centrifuge Thermo Elektron LED GmbH, DE Konfokales Laser Scanning Mikroskop DMi8 Leica, Wetzlar, DE Neubauer Zählkammer, improved Brand, DE Paraformaldehyd, 4 % (PFA) USBM199431LT VWR, DE Penicilin-Streptomycin (10.000 U/ml / 10.000 µg/ml) A2212 Biochrom AG, DE Phosphate Buffered Saline (PBS) L1825 Biochrom AG, DE Orbitalschüttler, SU1400 für die dynamische Scaffold-Kultivierung Sustainable Lab Instruments, DE Sterilbank HERAsafe KS Thermo Elektron LED GmbH, DE TBS (Tris Buffered Saline) 09-7500-10 Medicago, SWE In Tablettenform: - Trypanblau, 1 % L6323 Biochrom AG, DE - Trypsin/EDTA L2153 Biochrom AG, DE Tubespine®Bioreactor 50 (50 ml Volume) Zellkultur-gefäße für die dynamische Kultur TPPO, CH Vitamin C (Ascorbinsäure) A5960 Sigma-Aldrich, USA Zellkulturflasche Cell plus T25/T75/T175 Sarstedt AG, DE The following is a list of the materials and equipment used in the course of the colonization tests carried out and the vitality recordings: Material / device Order number company HERAcell 150i incubator Thermo Electron LED GmbH, DE Centrifuge 5810 R Eppendorf AG, DE Diavert microscope Leitz GmbH, Wetzlar, DE Dulbecco's Modified Eagle's Medium FG4815 Biochrom AG, DE Essential amino acids, 50x MEM-AS K0363 Biochrom AG, DE Ethidium bromide solution, 1% 2218.1 Carl Roth GmbH & Co. KG, DE Fetal calf serum (FBS superior) S0615 1000F Biochrom AG, DE Fluorescein acetate (FDA) F7378-5G Sigma-Aldrich, USA Heraeus Multifuge X1R Centrifuge Thermo Elektron LED GmbH, DE Confocal laser scanning microscope DMi8 Leica, Wetzlar, DE Neubauer counting chamber, improved Brand, DE Paraformaldehyde, 4% (PFA) USBM199431LT VWR, DE Penicilin-streptomycin (10,000 U / ml / 10,000 µg / ml) A2212 Biochrom AG, DE Phosphate Buffered Saline (PBS) L1825 Biochrom AG, DE Orbital shaker, SU1400 for dynamic scaffold cultivation Sustainable Lab Instruments, DE HERAsafe KS sterile bench Thermo Elektron LED GmbH, DE TBS (Tris Buffered Saline) 09-7500-10 Medicago, SWE In tablet form: - Trypan blue, 1% L6323 Biochrom AG, DE - Trypsin / EDTA L2153 Biochrom AG, DE Tubespine®Bioreactor 50 (50 ml volume) cell culture vessels for dynamic culture TPPO, CH Vitamin C (ascorbic acid) A5960 Sigma-Aldrich, USA Tissue culture flask Cell plus T25 / T75 / T175 Sarstedt AG, DE

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2011/161422 A1 [0010]WO 2011/161422 A1 [0010]
  • WO 2016/089731 A1 [0010]WO 2016/089731 A1 [0010]
  • WO 2014/168631 A1 [0010]WO 2014/168631 A1 [0010]
  • DE 102018114946 B3 [0011, 0013, 0019, 0034, 0036, 0044, 0051, 0054, 0057, 0062, 0068, 0071, 0080, 0081, 0082, 0085]DE 102018114946 B3 [0011, 0013, 0019, 0034, 0036, 0044, 0051, 0054, 0057, 0062, 0068, 0071, 0080, 0081, 0082, 0085]

Claims (35)

Bioaktiver Träger für die Ansiedlung lebender Zellen, mit einem porösen dreidimensionalen Steggerüst (2) aus Glas, gekennzeichnet durch eine poröse Verstärkungsstruktur (3) aus einem synthetischen, im menschlichen oder tierischen Körper auflösbaren Polymer.Bioactive carrier for the settlement of living cells, with a porous three-dimensional bar framework (2) made of glass, characterized by a porous reinforcing structure (3) made of a synthetic polymer that can be dissolved in the human or animal body. Bioaktiver Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein Polylactid ist.Bioactive carrier after Claim 1 , characterized in that the polymer is a polylactide. Bioaktiver Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer Poly(L-lactid), Poly(L-lactid-co-glycolid), Poly(L-lactid-co-D,L-lactid), Poly(D,L-lactid) oder Poly(D,L-lactid-co-glycolid) ist.Bioactive carrier after Claim 2 , characterized in that the polymer is poly (L-lactide), poly (L-lactide-co-glycolide), poly (L-lactide-co-D, L-lactide), poly (D, L-lactide) or poly (D, L-lactide-co-glycolide). Bioaktiver Träger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (3) eine das Steggerüst (2) außenseitig umgebende Faserstruktur (4) ist.Bioactive carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcement structure (3) is a fiber structure (4) surrounding the bar framework (2) on the outside. Bioaktiver Träger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (3) in Form einer Umspinnung um das Steggerüst (2) ausgeführt ist.Bioactive carrier after Claim 4 , characterized in that the reinforcement structure (3) is designed in the form of a wrapping around the web frame (2). Bioaktiver Träger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspinnung das Steggerüst (2) allseitig einfasst.Bioactive carrier after Claim 5 , characterized in that the wrapping surrounds the web framework (2) on all sides. Bioaktiver Träger nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Faserstruktur (4) bedeckte Oberfläche maximal 10% beträgt.Bioactive carrier according to one of the Claims 4 to 6 , characterized in that the surface covered by the fiber structure (4) is a maximum of 10%. Bioaktiver Träger nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (5) der Faserstruktur (4) einen Durchmesser von 2-100µm, insbesondere von 5-75µm und vorzugsweise von 10-50µm aufweisen.Bioactive carrier according to one of the Claims 4 to 7th , characterized in that the fibers (5) of the fiber structure (4) have a diameter of 2-100 µm, in particular 5-75 µm and preferably 10-50 µm. Bioaktiver Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (3) eine im Inneren des Steggerüsts (2) ausgebildete Faserstruktur (4) ist.Bioactive carrier according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the reinforcement structure (3) is a fiber structure (4) formed in the interior of the bar framework (2). Bioaktiver Träger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstruktur (4) eine zumindest abschnittsweise zusammenhängende Fasergerüststruktur ist.Bioactive carrier after Claim 9 , characterized in that the fiber structure (4) is an at least partially connected fiber framework structure. Bioaktiver Träger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Porosität wenigstens 80% beträgt.Bioactive carrier after Claim 10 , characterized in that the porosity is at least 80%. Bioaktiver Träger nach einem der Ansprüche 4 bis 8 und einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl eine außenseitige Faserstruktur (4) als auch eine innere Faserstruktur (4) vorgesehen ist.Bioactive carrier according to one of the Claims 4 to 8th and one of the Claims 9 to 11 , characterized in that both an outer fiber structure (4) and an inner fiber structure (4) are provided. Bioaktiver Träger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steggerüst (2) eine Porosität von wenigstens 80% aufweist.Bioactive carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the bar framework (2) has a porosity of at least 80%. Bioaktiver Träger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Porengröße des Steggerüsts (2) zwischen 20-300 µm, insbesondere 50-200 µm beträgt.Bioactive carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the pore size of the bar framework (2) is between 20-300 µm, in particular 50-200 µm. Bioaktiver Träger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege des Steggerüsts (2) eine Dicke von 10-400 µm, insbesondere 20-200 µm, vorzugsweise zwischen 50-150 µm aufweisen.Bioactive carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the webs of the bar framework (2) have a thickness of 10-400 µm, in particular 20-200 µm, preferably between 50-150 µm. Bioaktiver Träger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steggerüst (2) aus miteinander durch Sintern verbundenen Glasfasern (6) oder aus gesintertem Glaspulver besteht.Bioactive carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the bar framework (2) consists of glass fibers (6) connected to one another by sintering or of sintered glass powder. Bioaktiver Träger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steggerüst (2) einen Gehalt an Erdalkalimetalloxiden von maximal 2,0 Masse% aufweist und zumindest oberflächlich, vorzugsweise über den Stegquerschnitt, durch Auslaugung in seinem Gehalt an Alkalimetalloxiden reduziert ist.Bioactive carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the bar framework (2) has an alkaline earth metal oxide content of a maximum of 2.0 mass% and is reduced in its alkali metal oxide content at least on the surface, preferably over the cross section of the bar, by leaching. Verfahren zur Herstellung eines bioaktiven Trägers, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines porösen dreidimensionalen Steggerüsts (2) aus Glas, b) Erzeugen einer das Steggerüst (2) verstärkenden, porösen Verstärkungsstruktur (3) aus einem synthetischen, im menschlichen oder tierischen Körper auflösbaren Polymer.A method of making a bioactive carrier comprising the steps of: a) providing a porous three-dimensional bar framework (2) made of glass, b) producing a porous reinforcing structure (3) that reinforces the bar framework (2) from a synthetic polymer which can be dissolved in the human or animal body. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Polymer ein Polylactid verwendet wird.Procedure according to Claim 18 , characterized in that a polylactide is used as the polymer. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Polymer Poly(L-lactid), Poly(L-lactid-co-glycolid), Poly(L-lactid-co-D,L-lactid), Poly(D,L-lactid) oder Poly(D,L-lactid-co-glycolid) verwendet wird.Procedure according to Claim 19 , characterized in that poly (L-lactide), poly (L-lactide-co-glycolide), poly (L-lactide-co-D, L-lactide), poly (D, L-lactide) or poly (D, L-lactide-co-glycolide) is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstärkungsstruktur (3) eine das Steggerüst außenseitig, vorzugsweise allseitig, umgebende Faserstruktur (4) in Form einer Umspinnung um das Steggerüst (2) aufgebracht wird.Method according to one of the Claims 18 to 20th , characterized in that a fiber structure (4) surrounding the web framework on the outside, preferably on all sides, in the form of a wrapping around the web framework (2) is applied as the reinforcement structure (3). Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspinnung derart aufgebracht wird, dass die bedeckte Oberfläche maximal 10% beträgt.Procedure according to Claim 21 , characterized in that the wrapping is applied in such a way that the covered surface is a maximum of 10%. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Polymerlösung eine Polymerfaser (5) gezogen oder gesponnen wird, der anschließend um das Steggerüst (2) gesponnen wird, wonach, gegebenenfalls nach einer Trocknung, eine Wärmebehandlung erfolgt.Method according to one of the Claims 21 or 22nd , characterized in that a polymer fiber (5) is drawn or spun from a polymer solution, which is then spun around the bar framework (2), after which, optionally after drying, a heat treatment takes place. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf eine Temperatur von 40-90°C erwärmte Polymerlösung verwendet wird und/oder die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 50-200°C für 0,2-4 h erfolgt.Procedure according to Claim 23 , characterized in that a polymer solution heated to a temperature of 40-90 ° C is used and / or the heat treatment is carried out at a temperature of 50-200 ° C for 0.2-4 h. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstärkungsstruktur (3) eine, vorzugsweise eine zusammenhängende Fasergerüststruktur bildende, Faserstruktur (4) im Inneren des Steggerüsts ausgebildet wird.Method according to one of the Claims 18 to 21st , characterized in that a fiber structure (4), preferably forming a coherent fiber framework structure, is formed in the interior of the bar framework as the reinforcement structure (3). Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Steggerüst (2) mit einer Polymerlösung getränkt wird, wonach, gegebenenfalls nach Entfernung der Polymerlösung von der Oberfläche des Steggerüsts (2), das getränkte Steggerüst (2) in Wasser gegeben wird, so dass das Polymer schaumartig ausfällt, wonach, gegebenenfalls nach einer Trocknung, eine Wärmebehandlung erfolgt.Procedure according to Claim 25 , characterized in that the bar framework (2) is impregnated with a polymer solution, after which, if necessary after removing the polymer solution from the surface of the bar framework (2), the impregnated bar framework (2) is placed in water so that the polymer precipitates like a foam, after which, if necessary after drying, a heat treatment takes place. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerlösung eine Temperatur von 20-90°C aufweist, und/oder dass das Wasser eine Temperatur von 10-95°C aufweist und die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 50-200°C für 0,2-4 h erfolgt, wobei die Temperatur während der Wärmebehandlung höher als die Wassertemperatur ist.Procedure according to Claim 26 , characterized in that the polymer solution has a temperature of 20-90 ° C, and / or that the water has a temperature of 10-95 ° C and the heat treatment at a temperature of 50-200 ° C for 0.2-4 h takes place, the temperature during the heat treatment being higher than the water temperature. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Steggerüst (2) mit einer Polymerlösung getränkt wird, wonach eine Abkühlung erfolgt, so dass das Polymer schaumartig ausfällt, wonach, gegebenenfalls nach einer Trocknung, eine Wärmebehandlung erfolgt.Procedure according to Claim 25 , characterized in that the bar framework (2) is impregnated with a polymer solution, after which cooling takes place, so that the polymer precipitates like a foam, after which a heat treatment takes place, optionally after drying. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerlösung eine Temperatur von 50-90°C aufweist und die Abkühlung unterhalb des azeotropen Punkts der Polymerlösung erfolgt, und/oder dass die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 50-200°C für 0,2-4 h erfolgt.Procedure according to Claim 28 , characterized in that the polymer solution has a temperature of 50-90 ° C and the cooling takes place below the azeotropic point of the polymer solution, and / or that the heat treatment takes place at a temperature of 50-200 ° C for 0.2-4 h . Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsstruktur (3) derart ausgebildet wird, dass die Porosität des Trägers wenigstens 80% beträgt.Method according to one of the Claims 25 to 29 , characterized in that the reinforcement structure (3) is formed in such a way that the porosity of the carrier is at least 80%. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24 und einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl eine außenseitige Faserstruktur (4) als auch eine innere Faserstruktur (4) gebildet wird.Method according to one of the Claims 21 to 24 and one of the Claims 25 to 30th , characterized in that both an outer fiber structure (4) and an inner fiber structure (4) are formed. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steggerüst (2) aus Glas verwendet wird, das einen Erdalkalimetalloxidgehalt von maximal 2 Masse% aufweist, wobei vor oder nach Erzeugen der polymeren Verstärkungsstruktur das Steggerüst (2) zur zumindest oberflächlichen Reduzierung der Alkalimetalloxide säurebehandelt wird.Method according to one of the Claims 18 to 31 , characterized in that a bar framework (2) made of glass is used, which has an alkaline earth metal oxide content of a maximum of 2 mass%, the bar framework (2) being acid-treated before or after generating the polymeric reinforcement structure to reduce the alkali metal oxides at least on the surface. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Steggerüst (2), ohne oder mit der Verstärkungsstruktur, mit Salzsäure, vorzugsweise 0,1 molarer Salzsäure ausgelaugt wird.Procedure according to Claim 32 , characterized in that the bar framework (2), with or without the reinforcement structure, is leached with hydrochloric acid, preferably 0.1 molar hydrochloric acid. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 33, dadurch gekennzeichnet, ein Steggerüst (2) mit einer die Porengröße von 300µm, insbesondere 50-200 µm und/oder einer Stegdicke von 10-400µm, insbesondere 20-200µm, vorzugsweise zwischen 50-150µm verwendet wird.Method according to one of the Claims 18 to 33 , characterized in that a bar framework (2) with a pore size of 300 µm, in particular 50-200 µm and / or a web thickness of 10-400 µm, in particular 20-200 µm, preferably between 50-150 µm, is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steggerüst (2) aus miteinander durch Sintern verbundenen Glasfasern (5) oder aus gesintertem Glaspulver verwendet wird.Method according to one of the Claims 18 to 34 , characterized in that a bar framework (2) made of glass fibers (5) connected to one another by sintering or of sintered glass powder is used.
DE102019124879.5A 2019-08-03 2019-09-16 Bioactive carrier Pending DE102019124879A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2020/067332 WO2021023426A1 (en) 2019-08-03 2020-06-22 Bioactive substrate

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019005463.6 2019-08-03
DE102019005463 2019-08-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019124879A1 true DE102019124879A1 (en) 2021-02-04

Family

ID=74174784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019124879.5A Pending DE102019124879A1 (en) 2019-08-03 2019-09-16 Bioactive carrier

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102019124879A1 (en)
WO (1) WO2021023426A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004049904A2 (en) * 2002-12-03 2004-06-17 Gentis, Inc. Bioactive, resorbable scaffolds for tissue engineering
DE102018114946B3 (en) * 2018-06-21 2019-04-25 Klinikum Nürnberg Medical School GmbH Bioactive carrier

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201010758D0 (en) 2010-06-25 2010-08-11 Queen Mary & Westfield College Bioactive glass composition
CN105246518B (en) * 2013-03-14 2018-11-06 普罗斯蒂安公司 Bioactivity, porous composite material bone collection implantation material
US10238772B2 (en) * 2013-03-15 2019-03-26 The Curators Of The University Of Missouri Biodegradable composite scaffold for repairing defects in load-bearing bones
KR101677066B1 (en) 2013-04-12 2016-11-17 모사이 코퍼레이션. Bioactive glass scaffolds, and method of making
CN106999622A (en) 2014-12-04 2017-08-01 3M创新有限公司 Antimicrobial compositions comprising bio-vitric

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004049904A2 (en) * 2002-12-03 2004-06-17 Gentis, Inc. Bioactive, resorbable scaffolds for tissue engineering
DE102018114946B3 (en) * 2018-06-21 2019-04-25 Klinikum Nürnberg Medical School GmbH Bioactive carrier

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
(2) Rahaman,M. et al.,"Review – bioactive glass implants for potential application in structural bone repair", Biomed. Glasses, 3, S. 56-66, 2017 *
(4) Mantsos, T. et al., „Non-crystalline composite tissue engineering scaffolds using boron-containing bioactive glass and poly(D,L-lactic acid) coatings", Biomed. Mater. 4, S.1-12, 2009 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021023426A1 (en) 2021-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1457552B1 (en) Carrier for tissue- and cell-culture for the preparation of implants and implant containing the carrier
EP1948260B1 (en) Composite material, especially for medical use, and method for producing the same
DE60214477T2 (en) Implant for the regeneration of cartilage tissue
EP1633807B1 (en) Matrix, cell implantation and method for their production and use
EP0922093B1 (en) Method for making cartilage and implants
DE102005030614B4 (en) Cell-free graft, its use, process for its preparation, matrix thus produced with gel and process for the preparation of this matrix with gel
WO2000032251A1 (en) Porous composite matrix and the production and use thereof
EP2197504B1 (en) Biomaterial scaffolds for controlled tissue growth
EP1948263A2 (en) Nerve guide
EP1962919A1 (en) Coated textiles
DE102009024133A1 (en) Bacterial nanocellulose, useful e.g. for cartilage regeneration, comprises a structure consisting of a wide-meshed phase of bacterial nanocellulose and a close-meshed phase of bacterial nanocellulose firmly connected with wide-meshed phase
DE10339953B3 (en) Implant material for bone-cartilage replacement and its use
EP2089075B1 (en) Matrix gel graft without cells
DE102019124879A1 (en) Bioactive carrier
DE102018114946B3 (en) Bioactive carrier
DE102012003541A1 (en) Bacterial nanocellulose body useful e.g. as transplant for in situ cell colonization and tissue formation, comprises channel-like pore structure, interconnecting multidimensional structure, and channel-shaped cavities with open cell wall
EP1961808A2 (en) Surface element and/or three dimensional spatial element made from cells
DE10222896A1 (en) Process for the production of a three-dimensional and flat tissue graft
DE102019123799B4 (en) Process for the production of biomaterials with porous and smooth topographies and their use
EP4274928A1 (en) High-porosity nanofiber nonwovens as a support structure for stromal tissue
DE202021106754U1 (en) A skin tissue regeneration system using nanomedicine and nanofibers
DE102021201935A1 (en) Highly porous nanofiber fleece as a support structure for stromal tissue
KR20240032570A (en) Meniscal cartilage-biomimicking three-dimensional structure, and method for preparing the same
DE102022123363A1 (en) Hydrogel composite material and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R084 Declaration of willingness to licence