DE19721192C2 - Biokompatible Barrieremembran - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine biokompatible Barrieremembran zur Erhaltung, Verbesserung und Neuschaffung des harten und/oder weichen Gewebes von Teilen des menschlichen oder tierischen Körpers, insbesondere des Mundbereiches.

Nicht resorbierbare, universale Barrieremembrane haben sich in der Vergangenheit zu einem wichtigen Hilfsmittel in der Para­ dontologie und Implantologie entwickelt. Sie werden in der Humanmedizin und Oralchirurgie sowohl zur gesteuerten Gewebe­ regeneration wie auch zur gesteuerten Knochenregeneration ein­ gesetzt, dabei wird - auch für die spätere Implantation, ver­ wendbares Knochenprofil in Höhe und Breite gewonnen. Gattungs­ bildende Membrane werden bislang aus PTFE (Polytetrafluora­ ethylen) hergestellt. Dieses Material ist mikroporös und nach dem Einsatz wieder aus dem menschlichen Körper entfernbar.

Nachteilig bei dem bekannten PTFE-Material ist es jedoch, daß sich bei der spontanen Öffnung der angenähten Schleimhautlap­ pen oder dgl. Bakterien auf dem Material vermehrt ansiedeln können, und daß hierdurch ausgelöst, es zu einer verstärkten Plaquebildung kommt. Auch ist das Material relativ weich, und für einige Anwendungsbereiche nicht ausreichend steif, so daß bereits versucht wurde, es durch Einlegung von Titanstreifen zu armieren.

Auch ist das PTFE-Material optisch schwer von natürlichem Ge­ webe zu unterscheiden. Membrane aus biokompatiblen Metallen bzw. Metallegierungen sind hingegen gut zu erkennen und vom menschlichen bzw. tierischen Gewebe zu trennen.

Aus den FR 2 713 090, EP 0 622 052 und DE-OS 196 05 485 sowie aus der SU 15 72 608 A sind bereits Folien aus Titan für die gesteuerte Geweberegeneration, insbesondere für die Behandlung des Mundbereiches bekannt.

Bei einer Membran aus einem derartigen harten, sehr zähen, elastischen, dehnbaren und polierbaren, walz- und schmiedbaren Metall bzw. Metallegierung besteht nicht die Gefahr einer er­ höhten oder vermehrten Bakterienansiedlung mit nachfolgender Plaquebildung. Derartige unedle Metalle überziehen sich unter anderem mit einer schützenden Oxidschicht, und sind gegen bio­ logische und chemische Angriffe außerordentlich widerstands­ fähig. Je nach Auswahl der Folienstärke oder des entsprechen­ den Metalls oder der Metallegierung kann die gewünschte Stei­ figkeit erreicht werden. Damit ist es z. B. möglich, über dem jeweiligen Defekt im menschlichen oder tierischen Körper ein Zelt zu bilden, was mit dem bisherigen PTFE-Material ohne zu­ sätzliche Armierungen nicht möglich ist.

Neben den vorstehend beschriebenen Vorteilen besteht ein wei­ terer Vorteil von Titanfolien darin, daß anders als bei PTFE-Materialien Titanfolien unbegrenzt anwendbar bzw. haltbar sind, da sie insbesondere auch resterilisierbar sind und keinem natürlichen Verfall unterworfen sind.

Insbesondere aus der DE 197 13 011 A1 ist darüberhinaus eine Folie für die Medizintechnik zur Regeneration und Augmentation von Knochen bekannt geworden, welche eine gute mechanische Stabilität aufweist und eine einfache funktionsgerechte Hand­ habung ermöglicht. Sie besteht im wesentlichen aus Titan, vorzugsweise Reintitan, und ist bleibend plastisch verformbar. Sie weist zudem eine durch Laserperforation erzeugte Mikro­ struktur auf, durch die nicht nur eine gewisse Rauhigkeit zum Anwachsen nachwachsenden Gewebes, sondern infolge der Porösi­ tät auch ein Nährstoff- und Zellaustausch und eine verbesserte Bindegewebsfixierung erzielt werden sollen.

Nachteilig an dieser bisher bekannten Gestaltung ist jedoch, daß unterschiedslos der Durchtritt von Nährstoffen, Zellen und Bakterien zugelassen wird.

Auch nach der SU 1 572 608-A sind Perforationen zum Hindurch­ wachsen von Gewebezellen vorgesehen. Nach der FR 2 713 090 sollen ebenfalls nicht näher definierte Perforationen der Fo­ lie erfolgen.

Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, die Zahl der Mikro­ perforation so zu erhöhen und zu steuern, daß bestimmte Zel­ len, Bakterien und Viren die Barrieremembran nicht mehr durch­ treten können, wo hingegen bestimmte, erwünschte Nährstoffe weiterhin ungehindert hindurchtreten sollen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Membran mikroperforiert mit wenigstens 12.000 und mehr Perfo­ rationen pro mm² ausgebildet ist. Bei einer derartigen, erfin­ dungsgemäßen Mikroperforierung werden unerwünschte Gewebezel­ len und Bakterien zurückgehalten, es erfolgt nur noch ein se­ lektiver Durchlaß kleinster, gewünschter Teilchen. Durch ent­ sprechende Verkleinerung der Perforationen können sogar klein­ ste Zellen, Zellteile, Viren und selbst bestimmte Proteinmoleküle an dem Passieren der Folie gehindert werden. Mit der Erfindung wird die beabsichtigte, weitere Verfeinerung der gesteuerten Geweberegenerationen und der gesteuerten Knochenregeneration erreicht, indem die Barrieremembran noch kleinere Gewebestrukturen selektiert, als dies die kleinsten Zellen selbst sind. Desweiteren wird durch eine erfindungs­ gemäße, mikroperforierte Membran die Anwendung einer derarti­ gen Membran in der Immunologie und in der Beherrschung von Ausbreitungswegen einer Infektion gefördert.

Zum Erreichen dieses Zieles sind nicht nur möglichst viele Perforationen, sondern auch möglichst kleine Perforations­ löcher, nämlich ≦ 5 Mikrometern, erforderlich, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht. Eine derart fein perforierte Membran ist nur noch von Proteinen, nicht jedoch von Bakterien und/oder Gewebezellen passierbar. Vorteilhaft besteht sie aus der biokompatiblen Metall-Legierung "Syntacoben®".

Die Erfindung sieht schließlich auch vor, daß die Perforatio­ nen mechanisch und/oder durch gebündelte Lichtenergie, ins­ besondere Laser, und/oder durch chemische Verfahren, insbeson­ dere Ätzen, und/oder durch Beschießen mit Protonen oder ande­ ren Teilchen hergestellt werden. Auf diese Art und Weise ist die Herstellung besonders feiner Mikroperforationen möglich.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Membran aus Titan, Tantal oder einem biokompatiblen Metall bzw. einer biokompatiblen Metallegierung,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Biokompatible Barrieremembran in der Anwendungslage.

Eine - stark vergrößerte - allgemein mit 1 bezeichnete erfin­ dungsgemäße Membran aus Titan, Tantal, einem biokompatiblen Metall bzw. einer biokompatiblen Metallegierung weist einen Zuschnitt 2 mit Mikroperforationen 3 auf. Diese Mikroperfora­ tionen 3 werden erfindungsgemäß mechanisch, und/oder durch gebündelte Lichtenergie (Laser) und/oder durch chemische Ver­ fahren (Ätzen od. dgl.) und/oder durch Beschießen mit Protonen oder anderen Teilchen hergestellt. Dabei ist es möglich, wenigstens 12.000 Perforationen und mehr pro mm² auszubilden, so daß die einzelnden Perforationen ≦ 5 Mikrometern groß sind. Derartige Mikroperforationen 3 bieten den Vorteil, daß sie lediglich von Proteinen 4, nicht jedoch von Bakterien 5 oder Gewebezellen 6 passierbar sind.

Bei einer anderen Anwendung wird ein mit einer entsprechenden Membran 2 abgedeckter Defektbereich 7 geschützt, und abzuhe­ bendes Weichgewebe 9 armiert, um ein Zerreißen zu verhindern, so daß sich darunter neues, langsamer wachsendes Knochenmate­ rial 8 bilden kann. Die Membran 2 bildet so beispielsweise eine Barriere zwischen dem gingivalen Weichgewebe 9 und dem Defektbereich (Hohlraum) 7 über der Wurzeloberfläche 10. Das gingivale Gewebe 9 und das Epithel 11 proliferieren nicht mehr nach apikal, was die Bildung neuen Desmodonts, Zahnzements und Knochengewebes (Alveoleninnenkortikalis) begünstigt. Auf diese Weise kann ein neues Attachement erreicht werden. Bereits nach kurzer Zeit ist neues Zement bzw. neuer Knochen zu erkennen. Erfahrungsgemäß vergeht nur ein Zeitraum von 2 bis 6 Monaten, bis der Knochenaufbau deutlich verbessert ist. Nach einem Zeitraum von 10 bis 12 Monaten ist der notwendige Knochenauf­ bau in der Regel vollständig abgeschlossen.

Vor allem in der Implantologie kann die erfindungsgemäße Mem­ bran genutzt werden, um nach dem Aufbau entsprechenden Kno­ chenmaterials eine ausreichende Haltbarkeit für neu eingesetz­ te Implantate zu erreichen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. Wesentlich ist nur, die entspre­ chenden Flächen 10 bzw. Hohlräume 7 gegen die Anlagerung un­ erwünschter Gewebestrukturen zu schützen, damit sich dort Zel­ len selektiv ansiedeln, die beispielsweise Zement und desmo­ dontales Bindegewebe bilden. Dagegen sollen das Epithel 11 und gingivales Bindegewebe 9 ebenso wie Bakterien 5 daran gehin­ dert werden, die zu schützenden Flächen 11 bzw. Bereiche 7 zu besiedeln und dort zu wachsen. Im anderen Fall hat die erfin­ dungsgemäße Membran 2 die Funktion, ggf ein Anwachsen des neu­ en, weichen Gewebes zu erreichen, um dieses mit den umgebenden Lappen anzuheben, um für das gewünschte Knochengewebe mehr Platz zu schaffen.

Claims (5)

1. Biokompatible Barrieremembran zur Erhaltung, Verbesserung und Neuschaffung des harten und/oder weichen Gewebes von Teilen des menschlichen oder tierischen Körpers, insbeson­ dere des Mundbereichs, wobei die Membran aus Titan, Tantal und/oder einer Titan- und/oder Tantal-Legierung mit Mikro­ perforationen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) mikroperforiert mit wenigstens 12.000 Perforationen (3) pro mm² ausgebildet ist.

2. Biokompatible Barrieremembran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) Perforationen (3) von ≦ 5 Mikrometern aufweist.

3. Biokompatible Barrieremembran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) Perforationen (3) aufweist, die ledig­ lich von Proteinen (4), nicht jedoch von Bakterien (5) und/ oder Gewebezellen (6) passierbar sind.

4. Biokompatible Barrieremembran nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) aus der biokompatiblen Metall-Legierung Syntacoben® besteht.

5. Verfahren zur Herstellung einer biokompatiblen Barriere­ membran nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen (3) mechanisch und/oder durch gebün­ delte Lichtenergie, insbesondere Laser, und/oder durch che­ mische Verfahren, insbesondere Ätzen, und/oder durch Beschießen mit Protonen oder anderen Teilchen her­ gestellt werden.