DE102022117264A1

DE102022117264A1 - Mineral Trioxid Aggregat (MTA) zur Verwendung bei der Neubildung eines Kieferknochens oder Kieferknochenabschnittes, Biokompatibles Formteil aufweisend MTA und Verwendung von MTA bei der Behandlung von Parodontose

Info

Publication number: DE102022117264A1
Application number: DE102022117264.3A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-07-11
Filing date: 2022-07-11
Publication date: 2024-01-11
Also published as: WO2024013119A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein biokompatibles Formteil zur Unterstützung der Knochenneubildung, insbesondere der Neubildung eines Kieferknochens oder Kieferknochenabschnittes, in einem Säugetier, bevorzugt einem Menschen, wobei das Formteil für das Auflegen auf dem Kieferknochen geeignet und als Vollkörper ausgebildet ist, wobei das Formteil gebildet ist aus einer Zusammensetzung umfassend oder bestehend aus wenigstens einem strukturgebenden Material und einem Granulat, wobei das strukturgebenden Material Mineral Trioxid Aggregat (MTA) ist und das Granulat aus einem Grundmaterial gebildet ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Aragonit, Muschelschale, allogenem Knochenmaterial, autogenem Knochenmaterial, xenogenem Knochenmaterial, FDBA (freeze-dried bone allocrafts), DFBA (decalzified freeze-dried bone allocrafts) Algen oder Algenextrakt, Keramik, Calciumphosphat, insbesondere Tri- oderTetracalciumphosphat, X- oder β-Tricalciumphosphat, Hydroxyl-Apatit, Calciumphosphat-Keramik, Bioglas, Knochenersatzmaterial auf Aragonitbasis (z.B. BioCoral®) oder Mischungen daraus und eine Zusammensetzung umfassend Mineral Trioxid Aggregat (MTA) zur Herstellung des biokompatiblen Formteils und/oder eines Füllmaterials für Knochendefizite sowie Mineral Trioxid Aggregat (MTA) zur Verwendung bei der Behandlung von Knochendefiziten, insbesondere bei der Behandlung von Parodontose.

Description

Die Erfindung betrifft ein biokompatibles Formteil zur Unterstützung der Knochenneubildung.
In der Medizin gibt es eine Vielzahl von Anwendungsfällen, in denen es wünschenswert ist, dass Knochenmaterial vom menschlichen oder tierischen Patienten selbst neu gebildet wird. Dies gilt in besonderem Maße in der Zahnmedizin, wenn der Kieferknochen z. B. durch Parodontitis angegriffen und teilweise zerstört ist.
Es ist bekannt, für das gezielte Wachstum der Osteoblasten am menschlichen oder tierischen Kieferknochen Hohlräume in einem Formteil zu bilden. In diesen können Osteoblasten aufwachsen und dabei Knochendefekte füllen bzw. einen Kieferaufbau in Höhe und/oder Breite durchführen. Als nachteilig erweist sich, dass manche dieser Materialien insbesondere bei größeren Läsionen keine ausreichende Stabilität für eine zufriedenstellende Osteogenese bzw. Ossifikation zur Verfügung stellen und zudem zu schnell und ungleichmäßig resorbiert werden. Das Ziel der Auffüllung oder des Aufbaus wird dadurch oftmals nicht erreicht.
Andere Materialien, wie beispielsweise aus der EP3247416 bekannt, werden zwar langsamer resorbiert, lassen in den höheren Schichten jedoch kein Osteoblastenwachstum mehr zu und zeigen nur unzureichende Ergebnisse bei der Knochenneubildung bzw. der Ausfüllung von Knochendefekten. Die vorgeschlagenen Formteile werden jedoch zu schnell und vollständig resorbiert, und es erfolgt nur eine geringe Knochenneubildung, die in ihrer Höhe für nachfolgende Behandlungen insbesondere den Einsatz von Implantaten oftmals nicht ausreicht.
Die Verwendung von Mineral Trioxid Aggregat wird in der Zahnmedizin, insbesondere der apikalen Chirurgie für den bakteriendichten retrograden Wurzelverschluss vorgeschlagen (vgl. Arx T: Mineral Trioxide Aggregate (MTA) - eine Erfolgsgeschichte in der apikalen Chirurgie. SWISS DENTAL JOURNAL SSO 126: 573-548 (2016)).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein das Osteoblastenwachstum begünstigendes Formteil zur Verfügung zu stellen, das mehr und höhere Knochenneubildung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein biokompatibles Formteil gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß ist ein biokompatibler Formkörper vorgesehen, der zur Unterstützung der Knochenneubildung, insbesondere der Neubildung eines Kieferknochens oder eines Kieferknochenabschnittes in einem Säugetier, bevorzugt in einem Menschen dient. Der Einsatz des Formteils ist jedoch nicht auf den Kieferknochen beschränkt sondern kann in allen Fällen, in den es zu Knochendefiziten mit Bedarf zur Bildung von neuem Knochenmaterial kommt, zum Einsatz kommen. Das Formteil ist dabei für ein im Auflegen auf einer Knochenunterlage, insbesondere dem Kieferknochen geeignet. Das biokompatible Formteil gemäß der Erfindung ist als Vollkörper ausgebildet, in den im Verlauf der Behandlung Gefäßen und Osteoblasten einwachsen. Im Zuge der schrittweisen Resorption des Formteils erfolgt dann eine Knochenbildung. Dieser Vollkörper gibt einerseits eine ausreichende Stabilität für die Neubildung des Kieferknochens während des Osteoblastenwachstums , andererseits ist der Vollkörper derart beschaffen, dass dieser von Gefäßen und sich neu bildendem Knochenmaterial vollständig durchwachsen werden kann. Aufgrund der Biokompatibilität wird durch den Vollkörper bzw. das diesen bildende Material die Osteogenese gefördert und gleichzeitig eine Stabilisierung des Kieferknochens erreicht bis der Knochenaufbau abgeschlossen ist.
Das Formteil ist aus einer Zusammensetzung gebildet, die wenigstens ein strukturgebendes Material und ein Granulat umfasst oder aus dieser besteht. Als strukturgebendes Material ist in der Zusammensetzung Mineral Trioxid Aggregat (nachfolgend MTA) vorgesehen, wobei das Granulat aus einem Grundmaterial gebildet ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Aragonit, Muschelschale, allogenem Knochenmaterial, autogenem Knochenmaterial, xenogenem Knochenmaterial, FDBA (freeze-dried bone allocrafts), DFBA (decalzified freezedried bone allocrafts) Algen oder Algenextrakt, Keramik, Calciumphosphat, insbesondere Tri-oder Tetracalciumphosphat, X- oder β-Tricalciumphosphat, Hydroxyl-Apatit, Calciumphosphat-Keramik, Bioglas, Knochenersatzmaterial auf Aragonitbasis (z.B. BioCoral^®) oder Mischungen daraus.
Überraschend hat sich gezeigt, dass das nicht resorbierbare MTA im biokompatiblen Formteil mehrere für die Knochenneubildung vorteilhafte Effekte zeigt und so ein wesentlich höheres Aufwachsen von Knochenmaterial ermöglicht wird. Im Verlauf der Knochenneubildung, insbesondere im Kieferknochen, wird zwar das im Formteil vorhandene Granulat resorbiert, das nicht resorbierbare MTA jedoch verbleibt in der mit dem Formteil ausgefüllten Knochenläsion und wird auch in die sich neu bildende Knochensubstanz eingebaut. Während der Resorption des Granulats bildet MTA somit eine Gerüststruktur aus. Osteoklasten bauen im Verlauf der Knochenneubildung das im Formteil vorhandene Granulatmaterial ab und stellen somit die Grundlage für die Ansiedlung von Osteoblasten in den sich durch den Abbau bildenden Hohlräumen zur Verfügung. Die die Hohlräume umgebende Knochenstruktur wird durch MTA stabilisiert und die Zeitdauer in der Knochenwachstum möglich ist so verlängert. Dies resultiert in einer größeren, d.h. höheren Knochenaugmentation bzw. ermöglicht es die Ausbildung von neuem Knochen in größeren Knochenabschnitten. Bei bekannten Formteilen wird sowohl der Granulat- wie auch der Gipsanteil relativ zügig resorbiert wonach weiteres Knochenwachstum nicht mehr stattfindet. Im verbesserten Formteil der vorliegenden Erfindung wird durch den MTA-Anteil in der Zusammensetzung dauerhaft und über einen längeren Zeitraum das Knochenwachstum ermöglicht, da die sich bildende Struktur zusätzlich stabilisiert und das Osteoblastenwachstum dadurch begünstigt wird. MTA verbleibt auch in der fertig ausgebildeten Knochenstruktur vorhanden. MTA stellt auch eine Grundlage für Zellwachstum zur Verfügung, sodass ein direktes Aufwachsen von Knochenzellen auf MTA stattfindet und die Knochenneubildung somit zusätzlich begünstigt wird. Die Knochenaugmentation einer vorhandenen Knochenstruktur wird wesentlich verbessert. Insbesondere eine Knochenaugmentation von bis zu zwischen 1,8 und 2,0 cm ist dabei möglich.
MTA im Formteil zeigt als weiteren Vorteil eine Blutbinden Wirkung direkt nach dem chirurgischen Eingriff und wirkt aufgrund der Einstellung eines basischen pH-Wertes im Operationsgebiet entzündungshemmend.
Während der Verwendung, d.h. im Verlauf der Knochenbildung wird das Formteil bzw. der Vollkörper teilweise resorbiert. Diese Resorption geht einher mit einer entsprechenden Auffüllung der Läsion mit neugebildeten Knochenmaterial bzw. die Ausfüllung mit Osteoblasten, die die Osteogenese initiieren bzw. durchführen.
Überraschend hat sich gezeigt, dass gerade die Verwendung der gewählten Blockform die Ossifikation bzw. Osteogenese vorteilhaft unterstützt, da eine Einwanderung von Osteoblasten von wenigstens zwei Seiten her möglich ist und somit eine vollständigere und gleichmäßigere Durchwachsung stattfinden kann. Es bildet sich eine gleichmäßigere Knochenwulst, die sich insgesamt als für die Stabilität des neugebildeten Knochens förderlich erweist. Es ergeben sich hieraus Vorteile beim Einbau von Implantaten in den neugebildeten Knochen.
Die Erfindung stellt somit ein Formteil zur Verfügung das zunächst einen Raum für das Einwachsen von Gefäßen und die anschließende Ossifkation bildet. Das Formteil dient zum temporären Befüllen o- der Überbrücken von Knochendefekten und -läsionen, die allein durch körpereigene Regenerationsfähigkeit nicht behoben werden können. Gleichzeitig kann das Formteil auch als Füllelement bei rekonstruktiven Eingriffen, Knochentumoren oder zur Augmentationen, bspw. vor Insertion dentaler Implantate dienen.
Bis zum Abschluss der Behandlung wird das Formteil durch neugebildeten Knochensubstanz ersetzt, wobei der MTA Anteil im neugebildeten Knochen verbleibt. Die Bestandteile des Formteils werden sukzessive resorbiert und geben somit Raum frei, in dem eine Knochenneubildung erfolgen kann. Bis dieser Raum mit Knochenmaterial gefüllt ist, stabilisiert das sich langsam abbauende Formteil die neu entstehende Knochenstruktur.
MTA umfasst oder besteht bevorzugt aus Tricalciumsilicat (CaO₃·SiO₂), Dicalciumsilicat (CaO₂·SiO₂), Tricalciumaluminat (CaO₃·Al₂O₃) und Gips (CaSO₄·2 H₂O). MTA wird auch als hochreiner Portlandzement bezeichnet bzw. unter Verwendung von diesem hergestellt. Zur Verbesserung der Verlaufskontrolle und Lokalisierung des eingebauten MTA wird es als günstig angesehen, wenn MTA zusätzlich eine Beimischng von Bismut(III)-oxid Bi₂O₃ zur Erhöhung der Radioopazität aufweist.
Als besonders vorteilhaft wird angesehen, wenn das im Formteil verwendete MTA

- zwischen 70 und 80 Gew.-%, bevorzugt 75 Gew.-% einer Mischung von Tricalciumsilicat (CaO₃·SiO₂), Dicalciumsilicat (CaO₂·SiO₂), Tricalciumaluminat (CaO₃·Al₂O₃),
- zwischen 0 und 30 Gew.-%, bevorzugt 20 Gew.-% Bismut(III)-oxid (Bi₂O₃) und
- zwischen 1 und 10 Gew.-%, bevorzugt 5 Gew.-% Gips (CaSO₄·2 H₂O)

Als vorteilhaft wird angesehen, wenn das Formteil aus einer Zusammensetzung gebildet ist, die aus wenigstens einem strukturgebenden Material und einem Granulat besteht oder dieses umfasst. Die Zusammensetzung bleibt dabei nicht auf diese beiden Komponenten beschränkt sondern kann zusätzlich weitere umfassen. Zur Herstellung des Formteils wird der Zusammensetzung zusätzlich Wasser, bevorzugt destillierte Wasser beigegeben, um die Modellierbarkeit zu gewährleisten. Dieses Wasser wird entweder durch die Zusammensetzung gebunden oder verdunstet im Verlauf der Trocknung des fertiggestellten Formteils.
Das strukturgebende Material ist MTA. MTA ist aus der Verwendung im kieferchirurgischen Bereich bekannt und für die dortige Verwendung geeignet, eine Verwendung in einem Formteil gemäß der vorliegenden Erfindung oder für die Unterstützung der Knochenneubildung ist jedoch bisher nicht bekannt und hat überraschend zu einer signifikanten Verbesserung der Knochenneubildung insbesondere bei der Behandlung von Parodontose-bedingten Knochenschäden geführt. Aufgrund der fehlenden Resorption verleiht MTA dem Formteil über einen langen Zeitraum eine gute Stabilität des Formteils bzw. Vollkörpers während des Knochenwachstums. Gleichzeitig begünstigt MTA das Aufwachsen von Zellen und Einwachsen von Gefäßen. Aufgrund seiner Härte nach Abbinden kann das Formteil nach Herstellung mit einfachen zahnmedizinischen Werkzeugen weiter bearbeitet werden und lässt somit eine Anpassung des Vollkörpers an die Gegebenheiten im Kiefer zu. Das Formteil ist auch in der Lage sich bildende Blutgerinnsel aufzunehmen und zu stabilisieren. Es erhöhen sich dadurch die Chancen, dass im gesamten Formteil gleichzeitig Gefäße wachsen können. Diese Gefäße dienen zur Nährstoff Versorgung der Osteoblasten, sodass es zu einer Ossifikation bzw. Osteogenese kommen kann, in deren Verlauf neues Knochenmaterial gebildet und somit beispielsweise ein aufgrund von Parodontitis vorgeschädigter Kieferknochen wieder aufgebaut werden kann.
Das Formteil ist dabei über einen längeren Zeitraum formstabiler als bekannte Formteile ausgebildet und so bemessen, dass nach ausreichender Ossifikation bzw. Osteogenese, d.h. wenn keine stützende Struktur mehr benötigt wird, der Resorptionsprozess des Granulats abgeschlossen wird, während MTA weiterhin als Stützmatrix im Knochen verbleibt. Bevorzugt lässt sich das erfindungsgemäße Formteil als Massenprodukt in unterschiedlichen Größen herstellen. Dabei ist das Formteil derart ausgeformt, das es ohne Veränderungen, abgesehen von kleineren Korrekturen direkt auf oder an dem Knochen verwendet werden kann. Das Formteil wird hierzu in verschiedenen Größen und an verschiedene Verwendungspositionen angepasst zur Verfügung gestellt. Als vorteilhaft wird angesehen, wenn das Formteil vom menschlichen oder tierischen Körper vollständig resorbierbar ausgebildet ist.
Als vorteilhaft erweist sich, wenn die Zusammensetzung des biokompatiblen Formteil in einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens eine weitere Substanz beinhaltet, wobei die wenigstens eine weitere Substanz insbesondere ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Statin, Vitamin, Spurenelement, Antibiotikum, Hyaluronsäure, Hyaluronsäure-Derivat, Collagen und/oder Mischungen daraus, bevorzugt Antibiotikum wie beispielsweise Tetracyclin.
Die wenigstens eine weitere Substanz, insbesondere eines Antibiotikums, bevorzugt Tetarcyclin weist dabei günstiger Weise einen Anteil von zwischen 0,1 - 3%, insbesondere von zwischen 0,2 - 1,5%, bevorzugt 0,25 % an der Zusammensetzung auf.
Als vorteilhaft wird angesehen, wenn in der Zusammensetzung aus der das biokompatible Formteil gebildet ist das strukturgebende Material MTA und das Granulat in einem Verhältnis von zwischen 1:1 und 1:4, bevorzugt von 1:3 vorgesehen sind.
Bevorzugt weist das Granulat eine Korngröße von zwischen 1 und 3 mm, insbesondere von zwischen 1,1 und 2 mm, bevorzugt von 1,5 mm auf. Diese Korngrößen bzw. Korngrößenbereiche erweisen sich unter Resorptionsgesichtspunkten als optimal. Durch auf den jeweiligen Patienten bzw. Einsatzzweck abgestimmte Auswahl der Korngröße kann die Resorptionsdauer und -geschwindigkeit definiert und der Behandlungserfolg somit weiter verbessert werden. Neben der Korngröße ist auch die Porosität des Granulatmaterials ein zu beachtendes Kriterium. Eine hohen Anzahl von Poren bzw. Porenkörpern im Granulat bzw. auf der Granulatoberfläche kann die für das Aufwachsen von Gefäßen bzw. Osteoblasten zur Verfügung stehende Fläche wesentlich vergrößern und das Osteoblastenwachstum dadurch verbessert werden. Die Porosität des Granulatmaterials ergibt sich zum Einen aus dem Material selbst bzw. kann zum Anderen durch geeignete Vorbehandlung des Granulats oder Granulatausgangsmaterials, bzw. durch eine Säurebehandlung oder dergleichen, in einem definierten Bereich eingestellt werden.
Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendbare Hyaluronsäure (bzw. Hyaluronsäure-Derivate) wirkt sich günstig auf die Behandlung pathologischer Veränderungen des Parodontiums aus und zeigt positive Effekte auf Fibroblasten, Knochenregeneration und Wundheilung. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann Hyaluronsäure (bzw. deren Derivate) direkt in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beigegeben oder beigemischt werden. Alternativ kann nach Vorbereitung des Formteils und während des Einsetzens bzw. des Auflegens auf einer Knochenunterlage die Beigabe oder Spülung des Einsatzortes mit einem Hyaluronsäureprä- parat erfolgen. Hyaluronsäure hat dabei verschiedene Funktionen.
Das grundsätzliche Wirkungsprinzip von Hyaluronsäure im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass es in wässri- ger Umgebung in Folge einer spontanen Aggregation der Hyaluronsäu- reketten zur Entstehung dreidimensionaler Maschennetzwerke kommt. In dieses können zelluläre und fibröse Komponenten eingebettet werden. Hierdurch wird die Ausbildung einer Knochenstruktur begünstigt und gefördert. Gleichzeitig besitzt Hyaluronsäure eine regulierende Funktion bei der Organisation der extrazellulären Matrix und ihrer Bestandteile. Das gebildete Hyaluronsäurenetzwerk bildet dabei eine Voraussetzung für den Stoffaustausch und dient gleichzeitig als Barriere gegen das Eindringen fremder Substanzen. Durch die Bildung der Netzwerke und deren Kondensierung können Zellen vor Abbauprozessen und Hydroxylradikalen geschützt werden. Die somit vorhandenen Hüllen aus Hyaluronsäure dienen verschiedenen Zelltypen als Schutz vor äußeren, bspw. viralen oder bakteriellen Einflüssen und begünstigen somit auch die Überlebenswahrscheinlichkeit der Osteoblasten.
Negativ geladene Hyaluronsäure hat zudem die Fähigkeit, enorme Mengen an Wasser und verschiedenen Plasmaproteinen über Wasserstoffbrückenbindung und die polaren Enden zu binden und fungiert somit als eine Art „osmotischer Puffer“ der extrazellulären Matrix. Hyaluronsäure erweist sich auch bei der Bekämpfung chronischer Entzündungsherde und als vorteilhaft und weist ein antiinflammatorisches Potential auf. Hyaluronsäure beeinflusst auch zelluläre Wachstumsfaktoren und hat somit einen positiven Einfluss auf zelluläre Wachstumsprozesse und unterstützt somit die Geweberegenerierung. Diese zahlreichen Vorteile werden im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bzw. der Zusammensetzung genutzt. Überraschend hat sich gezeigt, dass die Regeneration des Knochens bzw. Knochenmaterials wesentlich verbessert werden kann. Überraschend hat sich gezeigt, dass das Formteil der vorliegenden Erfindung eine gegenüber dem Stand der Technik klar überlegene Form der Ossifikation bzw. Osteogenese ermöglicht.
Das im Formteil bzw. der Zusammensetzung vorgesehene Granulat ist aus einem Grundmaterial ausgewählt, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aragonit, Muschelschale, allogenem Knochenmaterial, autogenem Knochenmaterial, xenogenem Knochenmaterial, FDBA (freeze-dried bone allocrafts), DFBDA (decalzified freeze-dried bone allocrafts), Algen oder Algenextrakt, Keramik, Calciumphosphat, insbesondere Tri-oder Tetracalciumphosphat , a- oder ß -Tricalciumphosphat , Hydroxyl- Apatit, Calciumphosphat -Keramik, Bioglas, Knochenersatzmaterial auf Aragonitbasis (z.B. BioCoral^®) oder Mischungen daraus.
Insbesondere ist es denkbar, das Granulat aus Spenderknochen herzustellen. Granulat, das aus Knochen aus Knochenbanken hergestellt ist, ist gleichfalls von der Erfindung umfasst.
Die Erfindung sieht auch die Verwendung von FDBA (freeze dried bone allacrafts) oder von DFDBA (decalcified freeze dried bone allocrafts) als vorteilhaft an. Durch die Ausbildung des Granulates aus einem aus einem genetisch differenten Individuum derselben Spezies entnommenen Material, kann das Knochenwachstum optimal verlaufen. Die Wahrscheinlichkeit entzündlicher Reaktionen wird vorteilhaft reduziert. Auch die Verwendung von xenogenem Materialien zur Herstellung des Granulates erweist sich als günstig.
Zur Herstellung von Granulaten, die für den Menschen geeignet sind, eignen sich insbesondere Knochen von Rind, Schwein und Pferd. Es ist auch möglich und von der Erfindung umfasst, das Granulat aus Algen, insbesondere Algenextrakten, Korallen oder Muscheln zur Verfügung zu stellen. Als besonders geeignet für die Herstellung des Granulates erweisen sich die Schalen von Muscheln, da sie aus einem Calcium-Protein-Gemisch, genauer aus Aragonit bestehen und daher besonders gut vom Körper resorbiert werden können.
Daneben ist es auch möglich, das Granulat aus autogenem, d.h. vom Patienten selbst zur Verfügung gestelltem Material herzustellen. Dem Patienten wird hierzu zunächst Knochenmaterial entnommen, dieses zu Granulat verarbeitet und für die Verwendung im erfindungs- gemäßen Formteil, das dem Patienten im Rahmen einer weiteren Behandlung eingesetzt bzw. implantiert wird, vorbereitet. Hierbei ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von entzündlichen Reaktionen im Körper des Patienten am geringsten.
Weiterhin ist es möglich, alloplastische Materialien wie Calciumphosphate, Keramiken oder Biogläser für die Herstellung des Granulates zu verwenden.
Bevorzugt besteht das Grundmaterial des Granulates: Aragonit in Kombination mit zwischen 0 und 50%, insbesondere zwischen 15 und 35 %, bevorzugt 25 % Knochenmaterial, insbesondere allogenem oder autogenem Knochenmaterial. Die Verwendung von xenogenem Knochenmaterial oder einem oder mehreren der sonstigen oben ausgeführten Materialien ist gleichfalls möglich und von der Erfindung umfasst. Auch umfasst sind Kombinationen oder Mischungen verschiedener Materialien und deren Verwendung in Kombination mit Aragonit.
Vorteilhaft ist, wenn das Grundmaterial des Granulates nur aus Knochenmaterial, insbesondere allogenem, autogenem und/oder xenogenem Knochenmaterial gebildet ist.
Als vorteilhaft erweist sich, wenn zwischen dem Formteil und der Knochenunterlage ein Dichtungsmaterial vorgesehen ist, um das Auswachsen von Gefäßen bzw. das Eindringen von das Knochenwachstum schädigenden Substanzen oder Mikroorganismen in das Formteil an unerwünschten Stellen zu unterbinden. Das Dichtungsmaterial wird hierbei insbesondere aus Collagen, bevorzugt Collagen Typ 1 oder Typ 3 oder eine Mischung aus Collagen Typ 1 und Collagen Typ 3 und/oder Hyaluronsäure bzw. Hyaluronsäure-Derivat gebildet.
In einer als vorteilhaft angesehenen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die das Formteil bildende Zusammensetzung wenigstens eine weitere Substanz beinhaltet. Diese ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Statin, Vitaminen, Spurenelementen, Antibiotika oder Mischungen daraus. Während Vitamine und Spurenelemente der Versorgung der neugebildeten Zellen dienen, begünstigen Statine bzw. Statinpräparate die Immunmodulation und verringern so die Entzündungsneigung. Antibiotika dienen der Bekämpfung bzw. Vermeidung bakterieller Infektionen an oder in der Knochenunterlage. Die Erfindung bleibt nicht auf die vorgenannten Substanzen beschränkt, sondern schließt alle dem Fachmann geläufi- gen und im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendbaren Substanzen und Substanzgemische ein.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die wenigstens eine weitere Substanz einen Anteil von zwischen 0,1 - 3 %, insbesondere von zwischen 0,2 - 1,5 %, bevorzugt 0,25 % an der Zusammensetzung aufweist.
Erfindungsgemäß ist das Formteil in der grundlegenden Ausgestaltung aus dem wie zuvor definierten strukturgebenden Material und dem ebenfalls zuvor definierten Granulat gebildet. Als günstig wird in diesem Zusammenhang angesehen, wenn im Formteil ein Verhältnis von MTA zu Granulat von zwischen 1:1 und 1:4, bevorzugt 1:3vorgesehen ist. Als besonders günstig angesehen wird ein Formteil, das aus einem Teil MTA und drei Teilen Granulat gebildet ist. Abhängig vom Einsatzzweck und von den Gegebenheiten an der Stelle, an der neuer Knochen gebildet werden soll, können die vorgenannten Verhältnisse selbstverständlich auch abweichend eingestellt werden. Das für die Herstellung der modellierbaren Masse aus der Zusammensetzung benötigte Wasser, bevorzugt destilliertes und sterilisiertes Wasser, bleibt unberücksichtigt.
Überraschend hat sich gezeigt, dass ein Verhältnis von MTA zu Granulat von 1:3 die besten Erfolge gezeigt hat, wenn es darum ging ein ausreichend stabiles Knochenmaterial aufwachsen zu lassen. Neben der durch das so ausgeführte Formteil zur Verfügung gestellten Struktur für das Knochenwachstum bzw. die Ossifikation gewährleistet ein entsprechendes Verhältnis von strukturgebenden Material und Granulat auch eine zeitlich definierte Resorption des Granulats. In einer Anwendung zeigte sich beispielsweise nach 6 Monaten eine Ossifikation im gewünschten Umfang bei vollständiger Resorption des Granulats und Verbleib des MTA in der neugebildeten Knochensubstanz.
Das biokompatible Formteil ist bevorzugt block- oder quaderförmig ausgebildet. Daneben besteht es verständlich auch die Möglichkeit, das Formteil in seiner Form an eine Ausnehmung im Knochen, insbesondere Kieferknochen oder Kieferknochenabschnitt angepasst auszubilden. Wird ein standardisiertes Formteil zur Verfügung gestellt, so kann dieses vor dem Auflegen auf dem Knochen in seiner Form, das heißt insbesondere in seiner Höhe, Breite und Länge angepasst werden. Somit wird gewährleistet, dass ein an die Gegebenheiten im Patienten angepasstes Formteil zur Verfügung gestellt wird. Weiterer Vorteil ist, dass ein eine einheitliche Form aufweisendes Formteil standardisiert und damit kostengünstiger hergestellt werden.
Als vorteilhaft wird angesehen, wenn das block- oder quaderförmige oder in seiner Form an eine Ausnehmung im Knochen, insbesondere Kieferknochen oder Kieferknochenabschnitt angepasste Formteil Kanten mit einer Kantenlänge von jeweils zwischen 1 und 5 cm aufweist. Als günstig wird angesehen, wenn die Kantenlänge zwischen 1,5 und 3 cm beträgt. Ein solches standardisiertes Formteil weist bevorzugt eine Breite von maximal 1,5 cm eine Länge von maximal 3 cm und eine Höhe von maximal 1,5 cm auf. Die entsprechenden Kantenlängen und die daraus resultierende Größe und das Volumen des Formteils gewährleisten, dass ein vollständiges Durchwachsens mit Gefäßen und eine ausreichend stabile Osteogenese erfolgen kann. Gleichzeitig wird eine vollständige Resorption des Granulats im Verlauf des Heilungsprozesses erreicht.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen biokompatiblen Formteils wird es als günstig angesehen, wenn dieses Formteil wenigstens eine Bohrung aufweist. Diese Bohrung dient dem Durchgriff eines Befestigungsmittels, insbesondere einer Schraube, die für die Befestigung des Formteils auf dem Knochen verwendet wird. Die Bohrung, bzw. die Bohrungen werden dabei bereits bei der Herstellung, das heißt Modellierung des Formteils in dieses eingebracht. Alternativ besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, dass diese Bohrungen mit geeigneten Werkzeugen nachträglich in dem Formteil eingefügt werden. Auch kann eine zuvor definierte bzw. individuell angepasste Anordnung im Formteil erfolgen, die auf die späteren Anordnungspunkte des Formteils am Knochen abgestimmt ist.
Von gleicher erfinderischer Bedeutung ist eine Zusammensetzung umfassend Mineral Trioxid Aggregat (MTA) zur Herstellung des biokompatiblen Formteils oder eines Füllmaterials für Knochendefizite. Diese umfasst oder besteht aus MTA als strukturgebendem Material und einem Granulat. MTA und Granulat werden Ihnen definierten Verhältnissen gemischt, um hieraus dann, nach Zugabe von Wasser, ein Formteil, insbesondere gemäß der vorliegenden Erfindung zu modellieren.
Das MTA weist dabei bevorzugt eine Mischung aus Tricalciumsilicat (CaO₃·SiO₂), Dicalciumsilicat (CaO₂·SiO₂), Tricalciumaluminat (CaO₃·Al₂O₃) und Gips (CaSO₄.2 H₂O) auf
Als günstig wird angesehen, wenn MTA aus

Als vorteilhaft wird angesehen, wenn das Granulat aus einem Grundmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aragonit, Muschelschale, allogenem Knochenmaterial, autogenem Knochenmaterial, xenogenem Knochenmaterial, FDBA (freeze-dried bone allocrafts), DFBDA (decalzified freeze-dried bone allocrafts), Algen oder Algenextrakt, Keramik, Calciumphosphat , insbesondere Tri- oder Tetracalciumphosphat , a- oder ß -Tricalciumphosphat , Hydroxyl- Apatit, Calciumphosphat -Keramik, Bioglas, Knochenersatzmaterial auf Aragonitbasis (z.B. BioCoral^®) oder Mischungen daraus.
Insbesondere ist es denkbar, das Granulat aus Spenderknochen herzustellen. Granulat das aus Knochen aus Knochenbanken hergestellt ist ebenfalls von der Erfindung umfasst.
Die Erfindung sieht auch die Verwendung von FDBA (freeze dried bone allocrafts) oder von DFDBA (decalcified freeze dried bone allocrafts) als vorteilhaft an. Durch die Ausbildung des Granulates aus einem aus einem genetisch differenten Individuum derselben Spezies entnommenen Material kann das Knochenwachstum optimal verlaufen. Die Wahrscheinlichkeit entzündlicher Reaktionen wird vorteilhaft reduziert. Auch die Verwendung von xenogenen Materialien zur Herstellung des Granulates erweist sich als vorteilhaft.
Zur Herstellung Granulaten, die für den Menschen geeignet sind, eignen sich insbesondere Knochen von Rind, Schwein und Pferd. Es ist auch möglich und von der Erfindung umfasst, das Granulat aus Algen, insbesondere Algenextrakten, Korallen oder Muscheln herzustellen. Als besonders geeignet für die Herstellung des Granulates erweisen sich die Schalen von Muscheln, da sie aus einem Calcium- Protein-Gemisch, genauer aus Aragonit bestehen und daher besonders gut vom Körper resorbiert werden können.
Daneben ist es auch möglich, das Granulat aus autogenem, d.h. vom Patienten selbst zur Verfügung gestelltem Material herzustellen. Dem Patienten wird hierzu zunächst Knochenmaterial entnommen, dieses zu Granulat verarbeitet und für die Verwendung im erfindungs- gemäßen Formteil, das dem Patienten im Rahmen einer weiteren Behandlung eingesetzt bzw. implantiert wird, vorzubereitet. Hierbei ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von entzündlichen Reaktionen im Körper des Patienten am geringsten. Weiterhin ist es möglich, alloplastische Materialien wie Calciump- hosphate, Keramiken oder Biogläser für die Herstellung des Granulates zu verwenden.
Bevorzugt weist das Granulat eine Korngröße von zwischen 1 und 3 mm, insbesondere von zwischen 1,1 und 2 mm, bevorzugt von 1,5 mm auf. Diese Korngrößen bzw. Korngrößenbereiche erweisen sich unter Resorptionsgesichtspunkten als optimal. Durch auf den jeweiligen Patienten bzw. Einsatzzweck abgestimmte Auswahl der Korngröße kann die Resorptionsdauer und -geschwindigkeit definiert und der Behandlungserfolg somit weiter verbessert werden. Neben der Korngröße ist auch die Porosität des Granulatmaterials ein zu beachtendes Kriterium. Eine hohen Anzahl von Poren bzw. Porenkörpern im Granulat bzw. auf der Granulatoberfläche kann die für das Aufwachsen von Gefäßen bzw. Osteoblasten zur Verfügung stehende Fläche wesentlich vergrößern und deren Wachstum dadurch verbessert werden. Die Porosität des Granulatmaterials ergibt sich zum einen aus dem Material selbst bzw. kann zum anderen durch geeignete Vorbehandlung des Granulats oder Granulatausgangsmaterials, bzw. durch eine Säurebehandlung oder dergleichen, in einem definierten Bereich eingestellt werden.
In einer als vorteilhaft angesehenen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zusammensetzung wenigstens eine weitere Substanz beinhaltet. Diese ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Statin, Vitaminen, Spurenelementen, Antibiotika oder Mischungen daraus. Während Vitamine und Spurenelemente der Versorgung der neugebildeten Zellen dienen, begünstigen Statine bzw. Statinpräparate die Immunmodulation und verringern die Entzündungsneigung. Antibiotika dienen der Bekämpfung bzw. Vermeidung bakterieller Infektionen an oder in der Knochenunterlage. Die Erfindung bleibt nicht auf die vorgenannten Substanzen beschränkt, sondern schließt alle dem Fachmann geläufigen und im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendbaren Substanzen und Substanzgemische ein. Als besonders vorteilhaft wird die Beigabe eines Antibiotikums, insbesondere Tetracyclins angesehen.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die wenigstens eine weitere Substanz einen Anteil von zwischen 0,1 - 3 %, insbesondere von zwischen 0,2 - 1,5 %, bevorzugt 0,25 % an der Zusammensetzung aufweist.
Bevorzugt weist das Granulat oder das Grundmaterial eine umhüllende Schicht aus wenigstens einem Collagen, Hyaluronsäure und/oder Hyaluronsäure-Derivat oder Mischungen daraus auf.
Aus der Beschichtung des Granulats oder Grundmaterials ergeben sich weitere Vorteile. So wird Blut des Patienten aufgesaugt, sodass Körperzellen an jedem Ort innerhalb des und auf dem Formteil verfügbar sind. Das Wachstum der in das Formteil einwachsenden Gefäße wird ebenfalls gefördert, da diese Gefäße für die dauerhafte Nährstoffversorgung der Osteoblasten entscheidend sind. Nur bei ausreichender Nährstoffversorgung kann neues Knochenmaterial gebildet werden kann.
Die ebenfalls im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendbare Hyaluronsäure (bzw. Hyaluronsäure-Derivate) wirkt sich günstig auf die Behandlung pathologischer Veränderungen des Parodontiums aus und zeigt positive Effekte auf Fibroblasten, Knochenregeneration und Wundheilung. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird Hyaluronsäure (bzw. deren Derivate) direkt auf das Granulat aufgebracht. Die Hyaluronsäure hat dabei verschiedene Funktionen. Das grundsätzliche Wirkungsprinzip der Hyaluronsäure im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass es in wässriger Umgebung in Folge einer spontanen Aggregation der Hyaluronsäureketten zur Entstehung dreidimensionaler Maschennetzwerke kommt. In dieses können zelluläre und fibröse Komponenten eingebettet werden. Hierdurch wird die Ausbildung einer Knochenstruktur begünstigt und gefördert. Gleichzeitig besitzt Hyaluronsäure eine regulierende Funktion bei der Organisation der extrazellulären Matrix und ihrer Bestandteile. Das gebildete Hyaluronsäurenetzwerk bildet dabei eine Voraussetzung für den Stoffaustausch und dient gleichzeitig als Barriere gegen das Eindringen fremder Substanzen. Durch die Bildung der Netzwerke und deren Kondensierung können Zellen vor Abbauprozessen und Hydroxylradikalen geschützt werden. Die somit vorhandenen Hüllen aus Hyaluronsäure dienen verschiedenen Zelltypen als Schutz vor äußeren, bspw. viralen oder bakteriellen Einflüssen und begünstigen somit auch die Überlebenswahrscheinlichkeit der Osteoblasten.
Negativ geladene Hyaluronsäure hat zudem die Fähigkeit, enorme Mengen an Wasser und verschiedenen Plasmaproteinen über Wasserstoffbrückenbindung und die polaren Enden zu binden und fungiert somit als eine Art „osmotischer Puffer“ der extrazellulären Matrix. Hyaluronsäure erweist sich auch bei der Bekämpfung chronischer Entzündungsherde und als vorteilhaft und weist ein antiinflammatorisches Potential auf. Hyaluronsäure beeinflusst auch zelluläre Wachstumsfaktoren und hat somit einen positiven Einfluss auf zelluläre Wachstumsprozesse und unterstützt somit die Geweberegenerierung. Diese zahlreichen Vorteile werden im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung genutzt. Überraschend hat sich gezeigt, dass die Regeneration des Knochens bzw. Knochenmaterials wesentlich verbessert werden kann. Es wird damit eine gegenüber dem Stand der Technik klar überlegene Form der Ossifikation bzw. Osteogenese bewirkt, was unter anderem aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und der enthaltenen bzw. freigegebenen Hyaluronsäure in Kombination mit den übrigen Bestandteilen realisiert.
Erfindungsgemäß ist die Zusammensetzung aus MTA und dem ebenfalls zuvor definierten Granulat gebildet. Als günstig wird in diesem Zusammenhang angesehen, wenn in der Zusammensetzung ein Verhältnis von MTA zu Granulat von zwischen 1:1 und 1:4 vorgesehen ist. Als besonders günstig wird eine Zusammensetzung angesehen, die zu einem Teil aus strukturgebendem Material und zu drei Teilen aus Granulat gebildet ist. Abhängig vom Einsatzzweck können die vorgenannten Verhältnisse selbstverständlich auch umgekehrt oder geändert vorliegen. Überraschend hat sich jedoch gezeigt, dass ein Verhältnis von MTA zu Granulat in der Zusammensetzung von 1:3 die besten Erfolge gezeigt hat. Über das definierte Verhältnis von MTA zu Granulat kann die Resorption des Materials gesteuert werden.
Bevorzugt besteht das Grundmaterial des in der Zusammensetzung verwendbaren Granulates aus Aragonit in Kombination mit zwischen 0 und 50%, insbesondere zwischen 15 und 35 %, bevorzugt 25 % Knochenmaterial, insbesondere allogenem oder autogenem Knochenmaterial. Die Verwendung von xenogenem Knochenmaterial oder einem oder mehreren der sonstigen oben ausgeführten Materialien ist gleichfalls möglich und von der Erfindung umfasst. Auch umfasst sind Kombinationen verschiedener Materialien und deren Verwendung in Kombination mit Aragonit.
Die Zusammensetzung ist nicht auf die Verwendung mit biokompatiblen Formteilen beschränkzt sondern aknn auch zur Herstellung eines Füllmaterials für Konochendefizite verwendet werden.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung von Mineral Trioxid Aggregat (MTA) zur Neubildung eines Knochens oder Knochenabschnittes, insbesondere eines Kieferknochens oder Kieferknochenabschnittes in einem Säugetier.
MTA zur vorgenannten Verwendung weist dabei bevorzugt eine Mischung aus aus Tricalciumsilicat (CaO₃·SiO₂), Dicalciumsilicat (CaO₂·SiO₂), Tricalciumaluminat (CaO)₃·Al₂O₃) und Gips (CaSO₄·2 H₂O) auf.
Zur Erhöhung der Radioopazität weist MTA in der vorbeschriebenen Verwendung bevorzugt eine Beimischung einer die Radioopazität erhöhenden Substanz, insbesondere von Bismut(III)-oxid Bi₂O₃ auf.
In der vorbeschriebenen Verwendung umfasst oder besteht MTA dabei bevorzugt aus

- zwischen 70 und 80 Gew.-%, bevorzugt 75 Gew.-% einer Mischung von Tricalciumsilicat (CaO₃-SiO₂), Dicalciumsilicat (CaO₂·SiO₂), Tricalciumaluminat (CaO)₃·Al₂O₃) und Gips (CaSO₄.2 H₂O),
- zwischen 0 und 30 Gew.-%, bevorzugt 20 Gew.-% Bismut(III)-oxid (Bi₂O₃) und
- zwischen 1 und 10 Gew.-%, bevorzugt 5 Gew.-% Gips (CaSO₄·2 H₂O).

Ebenfalls von der Erfindung umfasst ist Mineral Trioxid Aggregat (MTA) zur Verwendung bei der Behandlung von Knochendefiziten, insbesondere bei der Behandlung von Parodontose. Letzteres insbesondere bei der Neubildung von Knochenmaterial zur Auffüllung von Defekten in Knochen nach Operationen oder krankheitsbedingtem Knochenabbau oder der Ausbildung von Knochenläsionen, bei denen eine Auffüllung mit neugebildetem Knochenmaterial indiziert ist. Bei der Behandlung von Parodontose betrifft dies den Aufbau des Kieferknochens des betroffenen Patienten. Diese weitere medizinische Indikation für MTA war bisher nicht bekannt. MTA wurde in der Zahnmedizin vor allem im bakteriendichten, retrograden Wurzelkanalverschluss in der apikalen Chirurgie verwendet. Überraschend hat sich gezeigt, dass MTA die Knochenneubildung begünstigt und die Behandlung von Knochendefekten beispielsweise in Folge von Parodontose wesentlich unterstützt. Aufgrund der ursprünglichen Einsatzzwecke von MTA in der zahnmedizinischen Therapie als Verschlussmaterial für Wurzelkanäle und Perforationen in Milchzähnen ist die Verwendung von MTA bei der Behandlung von Knochendefiziten durch Neubildung von Knochenmaterial zur Auffüllung von Defekten in Knochen nach Operationen oder krankheitsbedingtem Knochenabbau oder der Ausbildung von Knochenläsionen, bei denen eine Auffüllung mit neugebildetem Knochenmaterial indiziert ist und insbesondere bei der Behandlung von Parodontose neu und für den Fachmann nicht naheliegend.
Ein Verfahren zur Herstellung eines biokompatiblen Formteils umfasst dabei die folgenden Schritte:

(i) Herstellen einer formbaren Modelliermasse durch Anmischen der wie zuvor definierten Zusammensetzung.

Hierfür wird Wasser, bevorzugt destilliertes und steriles Wasser verwendet.

(ii) Modellieren des Formteils als block- oder quaderförmiges Formteil und (iii) Trocknen des Formteils.

Das Formteil wird hierbei bevorzugt als standardisiertes Teil hergestellt und eignet sich so besonders zur Serienproduktion. Das im Verfahren hergestellte Formteil kann bei Verwendung an die jeweiligen Gegebenheiten im Kieferknochen des Patienten angepasst werden.
Die Trocknung erfolgt bei Raumtemperatur oder in einem speziellen Trockenofen bei erhöhter Temperatur. In einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Brennen des Formteils vorgesehen.
Die Schwindung des Formteils im Verlauf des Trocknens wird bei der Herstellung/Modellierung als Übermaßaufschlag berücksichtigt
Optional oder alternativ kann das Verfahren auch die folgenden
Schritte umfassen:

(ia) Ermitteln einer Ausformung einer Knochenstruktur, insbesondere der Form des Kieferknochens oder Kieferknochenabschnittes in oder an der das Formteil an- oder eingebracht werden soll, und
(iia) Modellieren des Formteils anhand der ermittelten Ausformung

Die der Form des Kieferknochens oder Kieferknochenabschnittes in oder an der das Formteil an- oder eingebracht werden soll wird dabei beispielsweise aus einer Röntgenaufnahme abgeleitet.
Das Formteil wird vor dem Einsetzen bereits an die jeweiligen Fehlstellen angepasst bzw. auf diese abgestimmt hergestellt. Es wird so ein nachträgliches Bearbeiten des fertiggestellten Formteils umgangen und ein passgenaues Formteil zur Verfügung gestellt. Um die Anpassung des Formteils weiter zu verbessern, kann zuvor das optionale Erstellen eines Negativmodells der Knochenstruktur durchgeführt werden.
Um das Aufwachsen von Keimen zu verhindern und somit Entzündung zu vermeiden, bzw. um die Keimzahl zu reduzieren, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Verfahren weiter den Schritt (iv) Sterilisieren des Formteils, insbesondere durch Bestrahlung mit Gammastrahlung umfasst. Selbstverständlich ist auch eine Hitzesterlisierung möglich.
Die Herstellung des Formteils wird wesentlich dadurch vereinfacht, dass für das Modellieren eine Form, bevorzugt eine Silikonform verwendet wird. Diese Form kann in verschiedenen Größen hergestellt und zur Verfügung gestellt werden. Bei der Herstellung wird die Form mit der aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung unter Verwendung von Wasser hergestellten Modelliermaße verfüllt. Nach Entnahme aus der Form werden die Formteile getrocknet, gegebenenfalls bearbeitet (Glättung, Bohrung, Fräsung, Brechung der Kanten etc.), anschließend sterilisiert und dann verpackt.
Um die Befestigung des Formteils am Kiefer beziehungsweise Kieferknochen zu ermöglichen, wird es als vorteilhaft angesehen vor oder nach dem Trockenen wenigstens eine durchgehende Bohrung in das Formteil einzubringen. Diese Bohrung (en) dient (en) dann dem Durchgriff von Schrauben, über die das Formteil mit dem Kiefer verbunden wird. Nach der Ausbildung des Knochens und der Resorption des Formteils können diese Schrauben dann aus dem neugebildeten Knochen entnommen werden.
Das Formteils ist insbesondere geeignet für die Verwendung in der plastischen Medizin oder der Zahnmedizin. Bevorzugt erfolgt die Verwendung zur Unterstützung einer Knochenneubildung, insbesondere im Kieferknochen, wobei das Formteil den sich neu bildenden Knochen stabilisiert und anschließend beziehungsweise im Verlauf der Knochenneubildung teilweise resorbiert und dabei von neugebildetem Knochen ersetzt wird.
Als vorteilhaft wird in diesem Zusammenhang die Verwendung des Formteils zur Knochenaugmentation einer vorhandenen Knochenstruktur angesehen. Insbesondere eine Knochenaugmentation von bis zu zwischen 1,8 und 2,0 cm ist dabei möglich.
Bei Verwendung des Formteils wird es als vorteilhaft angesehen, wenn vor dem Einsatz eine Längen-, Breiten- und/oder Höhenanpassung des Formteils durchgeführt wird.
Ein Kit, das mehrere Formteile wie zuvor beschrieben umfasst ist ebenfalls möglich. Die Formteile weisen hierbei bevorzugt gleiche oder unterschiedliche Größen und/oder Ausformungen auf. Bei Verwendung kann somit das am besten geeignetste Formteil aus dem Kit ausgewählt und für den Aufbau des Kieferknochens eingesetzt werden. Dabei kann das von der Größer und Ausformung am besten passende Formteil ausgewählt und dann eine Längen-, Breiten- und/oder Höhenanpassung des Formteils vor Verwendung durchgeführt werden. Die Überarbeitung des vorgefertigten Formteils erfolgt dann mit herkömmlichen Werkzeugen. Die Größe kann durch einfaches Abschleifen überschüssigen Materials angepasst werden. Das erfindungsgemäße Kit ermöglicht es dem Anwender das am besten geeignetste Formteil auszuwählen, so dass der Anpassungsbedarf nur sehr gering ist.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind der Figurenbeschreibung und der Zeichnung zu entnehmen. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Formteils

In 1 ist das Formteil 1 perspektivisch dargestellt. Das Formteil 1 weist oberseits eine Abrundung 2 auf, die der Form des Kieferknochens nachempfunden ist. Die weiteren Abschlussflächen 3 des Formteils 1 nehmen zueinander rechte Winkel ein. Es ergibt sich somit ein block- oder quaderförmiges Formteil 1. Dieses hier als Standardelement dargestellte Formteil 1 kann vor der Verwendung auf die jeweiligen Gegebenheiten im Kiefer des Patienten abgestimmt werden. Hierdurch können die Abschlussflächen 3 entsprechend beschnitten oder abgeschliffen werden. Hierbei kann dann auch eine Anpassung der Größe des Formteils 1 durchgeführt werden. Das Formteil 1 in der in 1 dargestellten Ausführungsform weist eine Länge von 3 cm, eine Höhe von 1,5 cm und eine Breite von ebenfalls 1,5 cm auf. Das Formteil 1 ist aus einer Zusammensetzung, die aus Alabastergips und einem aus einem Knochenmaterial gebildeten Granulat hergestellt ist, gebildet. Die Zusammensetzung wurde mit destilliert Wasser angemischt, bis sich eine Masse mit einer modellierbaren Konsistenz ergab. Anschließend erfolgte ein Verfüllen einer Silikonform mit der Modelliermasse. Die Silikonform weist dabei die Form des fertigen Formteils 1 auf. Nach Entnahme des Formteils 1 aus der Form wurde dieses getrocknet. Die sich bei Trocknung ergebende Schrumpfung des Materials wurde bei der Dimensionierung der Silikonform berücksichtigt. Nach Sterilisieren und Verpacken wurde das Formteil 1 für die Verwendung zur Verfügung gestellt. Vor dem Einsetzen bzw. Aufsetzen auf dem Kieferknochen erfolgt eine abschließende Bearbeitung des Formteils 1. Zusätzlich sind im Formteil zwei Bohrungen 4 vorgesehen. Über diese Bohrungen 4 kann mittels Knochenschrauben eine Befestigung des Formteils 1 auf dem Kieferknochen (nicht dargestellt) durchgeführt werden. Nach Resorption des Formteils 1 und Abschluss der Knochenneubildung können die Schrauben wieder aus dem Kiefer entnommen werden. Die verbleibenden Öffnungen werden beispielsweise mit einem ebenfalls die Osteogenese fördernden Material verfüllt und nachträglich ossifiziert. Um zu verhindern, dass Zellen der Knochenhaut oder Zellen des Zahnfleisches in das Formteil 1 unerwünscht eindringen, kann das Formteil 1 gegenüber den umliegenden Zähnen mithilfe von Collagen abgedichtet werden.
Um das Formteil 1 am Kieferknochen anzubringen, wird zunächst der obere Zahnfleischlappen aufgeklappt. Gegebenenfalls wird die Oberfläche des Kieferknochens aufgeraut, um das Wachstum des Knochens zu fördern. Daraufhin wird das Formteil 1 an der entsprechenden Stelle aufgebracht und am Kieferknochen mit Stiften oder Schrauben fixiert. Daraufhin wird der Zahnfleischlappen über das Formteil 1 geklappt und an der Außenseite des Formteils 1 fixiert. An der Außenseite des Formteils 1 wächst dann die Knochenhaut entlang, so dass nach einiger Zeit die ursprüngliche Kiefersituation mit vollständigem Kieferknochen, Knochenhaut und Zahnfleisch wiederhergestellt ist. Eine zweite Operation zur Entfernung des Formteils 1 nach erfolgter Knochenneubildung ist nicht erforderlich, da das Granulatmaterial des Formteils 1 vom Körper abgebaut und das MTA im Knochen eingebaut wird. Die Knochenaugmentation einer vorhandenen Knochenstruktur wird durch die Verwenmding des Formteils 1 wesentlich verbessert. Insbesondere eine Knochenaugmentation von bis zu zwischen 1,8 und 2,0 cm ist dabei möglich.
Blutgefäße und Knochenzellen wachsen in das Formteil 1 ein und durchsetzen dieses nach und nach vollständig. Der Kieferknochen wird dabei sukzessive remodelliert. Insgesamt stellt das eingesetzte Formteil 1 eine Struktur zur Verfügung, die als Basis oder Gerüst für die Gefäßneubildung dient. Diese Basis führt letztendlich zu einer Knochenneubildung, wenn Osteoblasten eine ausreichende Nährstoffversorgung vorfinden, um neues Knochenmaterial zu bilden. Das Granulat im Formteil 1 wird vollständig vom Körper resorbiert während MTA aus der Zusammensetzung in den neugebildeten Knochen eingebaut wird und dort dauerhaft verbleibt. Die gesamte Einsatzstelle des Formteils 1 kann optional mit einer Hyaluronsäurelösung gespült werden, die in der ersten Einwachsphase das Gefäßwachstum begünstigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

EP 3247416 [0004]

Claims

Biokompatibles Formteil (1) zur Unterstützung der Knochenneubildung, insbesondere der Neubildung eines Kieferknochens oder Kieferknochenabschnittes, in einem Säugetier, bevorzugt einem Menschen, wobei das Formteil (1) für das Auflegen auf dem Kieferknochen geeignet und als Vollkörper ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (1) gebildet ist aus einer Zusammensetzung umfassend oder bestehend aus wenigstens einem strukturgebenden Material und einem Granulat, wobei das strukturgebenden Material Mineral Trioxid Aggregat (MTA) ist und das Granulat aus einem Grundmaterial gebildet ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Aragonit, Muschelschale, allogenem Knochenmaterial, autogenem Knochenmaterial, xenogenem Knochenmaterial, FDBA (freeze-dried bone allocrafts), DFBA (decalzified freeze-dried bone allocrafts) Algen oder Algenextrakt, Keramik, Calciumphosphat, insbesondere Tri- oder Tetracalciumphosphat, X- oder β-Tricalciumphosphat, Hydroxyl-Apatit, Calciumphosphat-Keramik, Bioglas, Knochenersatzmaterial auf Aragonitbasis (z.B. BioCoral^®) oder Mischungen daraus.
Biokompatibles Formteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mineral Trioxid Aggregat (MTA) umfasst oder besteht aus Tricalciumsilicat (CaO₃·SiO₂), Dicalciumsilicat (CaO₂·SiO₂), Tricalciumaluminat (CaO₃-Al₂O_3*) und Gips (CaSO₄·2 H₂O), wobei Mineral Trioxid Aggregat (MTA) bevorzugt eine Beimischung einer die Radioopazität erhöhenden Substanz, insbesondere von Bismut(III)-oxid Bi₂O₃ aufweist und/oder Mineral Trioxid Aggregat (MTA) insbesondere umfasst oder besteht aus - zwischen 70 und 80 Gew.-%, bevorzugt 75 Gew.-% einer Mischung von Tricalciumsilicat (CaO₃·SiO₂), Dicalciumsilicat (CaO₂·SiO₂), Tricalciumaluminat (CaO₃·Al₂O₃), - zwischen 0 und 30 Gew.-%, bevorzugt 20 Gew.-% Bismut(III)-oxid (Bi₂O₃) und - zwischen 1 und 10 Gew.-%, bevorzugt 5 Gew.-% Gips (CaSO₄.2 H₂O).
Biokompatibles Formteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung wenigstens eine weitere Substanz beinhaltet, insbesondere wobei die wenigstens eine weitere Substanz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Statin, Vitamin, Spurenelement, Antibiotikum, Hyaluronsäure, Hyaluronsäure-Derivat, Collagen und/oder Mischungen daraus, wobei die wenigstens eine weitere Substanz insbesondere einen Anteil von zwischen 0,1 - 3%, insbesondere von zwischen 0,2 - 1,5%, bevorzugt 0,25 % an der Zusammensetzung aufweist.
Biokompatibles Formteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zusammensetzung MTA und Granulat in einem Verhältnis von zwischen 1:1 und 1:4, bevorzugt von 1:3 vorgesehen sind.
Biokompatibles Formteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat eine Korngröße von zwischen 1 und 3 mm, insbesondere von zwischen 1,1 und 2 mm, bevorzugt 1,5 mm aufweist und/oder das Grundmaterial des Granulates besteht aus: - Aragonit und - 0-50%, insbesondere 15-35%, bevorzugt 25% Knochenmaterial, insbesondere allogenem oder autogenem Knochenmaterial.
Biokompatibles Formteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Formteil (1) und dem Kieferknochen bzw. der Knochenunterlage ein Dichtungsmaterial vorgesehen ist, insbesondere wobei das Dichtungsmaterial aus einem Collagen, insbesondere Collagen Typ 1 oder einer Mischung aus Collagen Typ 1 und Collagen Typ 3 und Hyaluronsäure oder Hyaluronsäure-Derivat gebildet ist.
Biokompatibles Formteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (1) im Wesentlichen block- oder quaderförmig oder in seiner Form an eine Ausnehmung im Knochen, insbesondere Kieferknochen oder Kieferknochenabschnitt angepasst ausgebildet ist oder das Formteil (1) im Wesentlichen block- oder quaderförmig ausgebildet und in seiner Form an eine Ausnehmung im Knochen, insbesondere Kieferknochen oder Kieferknochenabschnitt anpassbar ist, wobei das im Wesentlichen block- oder quaderförmig oder in seiner Form an eine Ausnehmung im Knochen, insbesondere Kieferknochen oder Kieferknochenabschnitt angepasste Formteil bevorzugt Kanten mit einer Kantenlänge von jeweils zwischen 1 und 5, bevorzugt von zwischen 1,5 und 3 cm aufweist und/oder das im Wesentlichen block- oder quaderförmigen oder in seiner Form an eine Ausnehmung im Knochen, insbesondere Kieferknochen oder Kieferknochenabschnitt angepassten Formteil (1) insbesondere wenigstens eine Bohrung (4) für den Durchgriff von Befestigungsmitteln, insbesondere von Schrauben (6) vorgesehen ist.
Zusammensetzung umfassend Mineral Trioxid Aggregat (MTA) zur Herstellung eines biokompatiblen Formteils (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder eines Füllmaterials für Knochendefizite, umfassend oder bestehend aus einem strukturgebenden Material und einem Granulat, wobei die Zusammensetzung Mineral Trioxid Aggregat (MTA) als strukturgebendes Material aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mineral Trioxid Aggregat (MTA) eine Mischung aus Tricalciumsilicat (CaO₃·SiO₂), Dicalciumsilicat (CaO₂·SiO₂), Tricalciumaluminat (CaO₃·Al₂O₃) und Gips (CaSO₄.2 H₂O) aufweist, wobei Mineral Trioxid Aggregat (MTA) insbesondere umfasst oder besteht aus - zwischen 70 und 80 Gew.-%, bevorzugt 75 Gew.-% einer Mischung von Tricalciumsilicat (CaO₃·SiO₂), Dicalciumsilicat (CaO₂·SiO₂), Tricalciumaluminat (CaO₃·Al₂O₃), - zwischen 0 und 30 Gew.-%, bevorzugt 20 Gew.-% Bismut(III)-oxid (Bi₂O₃) und - zwischen 1 und 10 Gew.-%, bevorzugt 5 Gew.-% Gips (CaSO₄.2 H₂O).
Zusammensetzung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat aus einem Grundmaterial gebildet ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Aragonit, Muschelschale, allogenem Knochenmaterial, autogenem Knochenmaterial, xenogenem Knochenmaterial, FDBA (freeze-dried bone allocrafts), DFBA (decalzified freezedried bone allocrafts) Algen oder Algenextrakt, Keramik, Calciumphosphat, insbesondere Tri- oder Tetracalciumphosphat, X- oder β-Tricalciumphosphat, Hydroxyl-Apatit, Calciumphosphat-Keramik, Bioglas, Knochenersatzmaterial auf Aragonitbasis (z.B. BioCoral^®) oder Mischungen daraus und wobei das Granulat insbesondere eine Korngröße von zwischen 1 und 3 mm, insbesondere von zwischen 1,1 und 2 mm, bevorzugt 1,5 mm aufweist und/oder in der Zusammensetzung das strukturgebende Material und das Granulat in einem Verhältnis von zwischen 1:1 und 1:4, bevorzugt von 1:3 vorgesehen sind.
Zusammensetzung nach einem Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung wenigstens eine weitere Substanz beinhaltet, insbesondere wobei die wenigstens eine weitere Substanz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Statin, Vitamin, Spurenelement, Antibiotikum oder Mischungen daraus, wobei die wenigstens eine weitere Substanz bevorzugt einen Anteil von zwischen 0,1 - 3%, insbesondere von zwischen 0,2 -1,5%, bevorzugt 0,25 % an der Zusammensetzung aufweist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmaterial des Granulates besteht aus: - Aragonit und - 0-50%, insbesondere 15-35%, bevorzugt 25% Knochenmaterial, insbesondere allogenem oder autogenem Knochenmaterial.
Verwendung von Mineral Trioxid Aggregat (MTA) zur Neubildung eines Knochens oder Knochenabschnittes, insbesondere eines Kieferknochens oder Kieferknochenabschnittes in einem Säugetier, wobei Mineral Trioxid Aggregat (MTA) bevorzugt eine Mischung aus Tricalciumsilicat (CaO₃·SiO₂), Dicalciumsilicat (CaO₂·SiO₂), Tricalciumaluminat (CaO)₃·Al₂O₃) und Gips (CaSO₄.2 H₂O) aufweist und Mineral Trioxid Aggregat insbesondere eine Beimischung einer die Radioopazität erhöhenden Substanz, insbesondere von Bismut(III)-oxid Bi₂O₃ aufweist, wobei Mineral Trioxid Aggregat (MTA) bevorzugt umfasst oder besteht aus - zwischen 70 und 80 Gew.-%, bevorzugt 75 Gew.-% einer Mischung von Tricalciumsilicat (CaO₃·SiO₂), Dicalciumsilicat (CaO₂·SiO₂), Tricalciumaluminat (CaO₃·Al₂O₃), - zwischen 0 und 30 Gew.-%, bevorzugt 20 Gew.-% Bismut(III)-oxid (Bi₂O₃) und - zwischen 1 und 10 Gew.-%, bevorzugt 5 Gew.-% Gips (CaSO₄.2 H₂O).
Mineral Trioxid Aggregat (MTA) zur Verwendung bei der Behandlung von Knochendefiziten, insbesondere bei der Behandlung von Parodontose.