DE10308593A1

DE10308593A1 - Implantierbarer Bioschaumstoff auf der Basis von Naturschwämmen

Info

Publication number: DE10308593A1
Application number: DE2003108593
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Simons
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-09

Abstract

Implantierbarer Bioschaumstoff auf Basis von Naturschwämmen und Alginaten sowie weiteren Beschichtungen, welcher Weichteildefekte, beispielsweise nach Unfällen oder Operationen, ausgleicht. Das Implantationsmaterial kann an jeder beliebigen Stelle des Körpers eingesetzt werden, um fehlendes Bindegewebe oder sonstige Weichteile als Raumforderung zu ersetzen. Das Implantat wird nach einem zuvor ermittelten digitalen Datenmodell, welches vom Patienten aufgenommen wurde, aus hochgereinigten Naturschwämmen ausgeschnitten bzw. spanabhebend bearbeitet und mit vernetztem hochreinen Alginat überzogen bzw. beschichtet. Zwischen Naturschwamm und Alginat können verschiedene Trennschichten aufgebracht werden, die entweder permeabel, semipermeabel oder nicht permeabel wirken. Das individuell nach der Anatomie des Patienten gefertigte Implantat ist den heute üblichen vorgeformten festen Implantaten aus Silikon oder Kochsalz hinsichtlich Elastizität, Paßgenauigkeit und Positionierbarkeit weit überlegen. So zeichnen sich beispielsweise Gesichtsimplantate bei Mimikveränderungen (Lachen) nicht mehr wie bisher üblich deutlich unter der Haut ab.

Description

Die Erfindung betrifft einen implantierbaren Bioschaumstoff, welcher nach einem digitalen Datenmodell des Patienten das Füllmittel, den Naturschwamm zunächst ausschneidet, bzw. spannabhebend bearbeitet. Nach der Formgebung des Naturschwamms wird Alginat auf den Naturschwamm aufgebracht und das aufgebrachte Alginat anschließend mit Hilfe eines Reaktionsmittels beispielsweise Calciumchlorid oder einem anderen geeigneten Stoff in einer irreversibel elastischen Form auf dem geformten Naturschwamm verfestigt. Im Gegensatz zu den heute üblichen Silikonkörpern, die hinsichtlich ihrer Formgebung eingeschränkt sind, kann der Naturschwamm in jeder beliebigen 3D-Form sehr genau ausgeformt werden.
Die entstehende Plastik hat die Konsistenz eines „Schaumstoffs" und kann ohne weitere Umhüllung in das Bindegewebe transplantiert werden. Das auf den Schwamm aufgebrachte Alginat kann vorteilhafterweise mit einem Zellwachstums-Inhibitor beschichtet werden, um eine Kapselbildung zu vermeiden.

Für die elastische Vernetzung der Alginate stehen verschiedene aus der Literatur bekannte Verfahrenstechnologien zur Verfügung. Die beschriebenen Alginate werden bereits in der Lebensmittel- und Dental-Technologie industriell eingesetzt, jedoch in einer weniger reinen Form. Für die Transplantationsmedizin stehen bereits heute verschiedene hochreine Alginate zur Verfügung, deren Biokompatibilität klinisch erprobt ist.

Implantate zum Aufbau von Weichteilplastiken sind aus einer Vielzahl von Patentanmeldungen bekannt. Zum Einsatz kommen heute z.B. Implantat-Füllstoffe aus Silikon oder verwandten Kunststoffen. Aber auch andere Materialien werden eingesetzt.

Die heute verwendeten Implantate sind für die Patienten aus mehreren Gründen nachteilig:
Die heute verwendeten Silikon-Formteile sind zu wenig elastisch um einen funktionsfähigen Ersatzstoff für Weichteildefekte darstellen zu können. Die Implantate zeichnen sich meist deutlich unter der Haut ab, in extremen Fällen besteht die Gefahr eines Durchstoßens der Haut. Ein weitere Nachteil ist die mangelnde Durchlässigung der Silikon-Implantate für Röntgenuntersuchungen. Auch können bösartige Neubildungen nach Krebsoperationen nicht mehr ertastet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angesprochenen Probleme zu lösen.

Dies geschieht dadurch, daß dem Patienten ein Implantat eingesetzt wird, welches als Naturschwamm in beliebigen 3D-Formen ausgeformt werden kann und dabei eine elastische schwammartige Konsistenz behält. Anschließend wird der Schwamm mit einer Beschichtung aus Alginat und/oder weiteren Trennschichten versehen. Für das Verfestigen und Anhaften der Beschichtungen unter Erzeugung der elastischen Eigenschaften ähnlich eines Latex-Überzuges stehen verschiedene physikalische-technische Verfahren zur Verfügung. Zur Sicherstellung einer optimalen Vorgebung des Implantats wird zunächst mit Hilfe einer Magnet-Resonanz-Aufnahme oder eines 3D-Scanners und/oder eines anderen bildgebenden Verfahrens ein Datenmodell des Patienten erzeugt. Diese Datenmodell wird anschließend digital bearbeitet. Mit Hilfe einer Software wird die zukünftige Körperform modelliert bzw. der Weichteildefekt korrigiert und dem Chirurgen als Operationsvorschlag unterbreitet. Nach Abstimmung mit dem Patienten wird nun die sogenannte „Nettoform" des Implantats errechnet, d.h. die Formgebung des Implantats, welche sich als Raumforderung des Weichteildefekts bzw. der Plastik im Verhältnis zur Zielform ergibt.

Der Vorteil dieser Technik ist die hohe Prognosesicherheit des Operationsergebnisses, sowie die haptische Ähnlichkeit des mit Alginat überzogenen Naturschwamms mit dem natürlichen Fett-Gewebe.

Das Implantat kann vorteilhafterweise mit einer biologischen Beschichtung überzogen werden, beispielsweise Hyolauronsäure, welche das Zellwachstum auf der äußersten Schicht des Alginats reduziert. So kann das Entstehen einer harten Bindegewebskapsel – eine häufige Komplikation bei Implantationen – vermieden werden.

Die patientenindividuelle Ausformung vom Implantaten stellt eine dramatische Verbesserung der heute gängigen Operationspraxis dar, da erstmals das OP-Ergebnis präzise gestaltbar und im Resultat sicher prognostizierbar ist. Der betroffene Weichteildefekt wird aufgefüllt und erhält dabei eine natürliche Anmutung, gleichzeitig sind die Implantate für Dritte nicht als Fremdkörper tastbar.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Implantats erläutert.

1 stellt eine schematische Darstellung des Prozesses zur Implantats-Herstellung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Das Prozeß beinhaltet beispielsweise folgende Prozessschritte, bzw. Komponenten/Merkmale:

1. Datenerhebung
2. Erzeugung Digital Mock-Up
3. Reinigen bzw. Bleichen des Rohmaterials
4. Abformung aus Rohmaterial
4.1 Ausschneiden
4.2 Vereisen und anschließend spannabhebend bearbeiten
5. Beschichten des Implantats mit Alginat
5.1 Tauchen
5.2 Zentrifugieren
6. Aufbringen einer Trennschicht
7. Reinigen / Sterilisieren
8. Einsetzen des Implantats

2 stellt eine schematische Darstellung des Einsatzes des Implantats zum Ersatz von Weichteildefekten am Beispiel einer Schussverletzung dar.

Claims

Implantat auf der Basis von Naturschwämmen, dadurch gekennzeichnet, daß vom Patienten mit Hilfe einer Magnet Resonanz-Aufnahme oder eines 3D-Scanners und/oder einem anderen bildgebenden Verfahrens ein Datenmodell erzeugt wird und dieses Datenmodell für die Formgebung des Implantats verwendet wird. Der Naturschwamm wird zunächst hochgradig gereinigt und sterilisiert. Anschließend wird er formgebend bearbeitet. Danach wird der Schwam mit einer Beschichtung aus hochreinem Alginat versehen. Das Alginat wird mit Hilfe eines Reaktionsmittels so vernetzt, daß die entstehende Beschichtung weiterhin elastische Eigenschaften hat und unter einer vorübergehenden Verformung in die präparierte Gewebetasche implantiert werden kann. Um die gewünschten elastischen, Eigenschaften des Alginates zu erhalten, stehen verschiedene technisch-physikalische Prozesse zur Verfügung. Das so entstandene Implant wird abschließend sterilisiert und kann dann vom Operateur verwendet werden.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Naturschwamm zur Formgebung zunächst vereist und im vereisten Zustand spannabhebend bearbeitet wird.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Naturschwamm und Alginat eine permeable, semi-permeable oder nicht-permeable Trennschicht aufgebracht wird.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alginats-Beschichtung wiederum mit einer biologischen Beschichtung versehen, die das Zellwachstum des umliegenden Bindegewebes auf dem Alginat hemmt oder verhindert.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alginats-Beschichtung wiederum mit einer biologischen Beschichtung versehen, die das Wachstum von Endothell-Zellen auf dem Alginat beeinflusst.