DE2224614C2 - Implantationsmaterial für künstliche Glieder und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Implantationsmaterial für künstliche Glieder und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number
DE2224614C2
DE2224614C2 DE2224614A DE2224614A DE2224614C2 DE 2224614 C2 DE2224614 C2 DE 2224614C2 DE 2224614 A DE2224614 A DE 2224614A DE 2224614 A DE2224614 A DE 2224614A DE 2224614 C2 DE2224614 C2 DE 2224614C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
filter cake
percent
carbon fibers
plastic
leachable
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.)
Expired
Application number
DE2224614A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2224614A1 (de
Inventor
Charles Albert Houston Tex. Homsy
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.)
Vitek Inc
Original Assignee
Vitek Inc
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 Vitek Inc filed Critical Vitek Inc
Publication of DE2224614A1 publication Critical patent/DE2224614A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2224614C2 publication Critical patent/DE2224614C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/26Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a solid phase from a macromolecular composition or article, e.g. leaching out
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • 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
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/07Stiffening bandages
    • 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
    • A61L27/443Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix with carbon fillers
    • 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
    • A61L29/00Materials for catheters, medical tubing, cannulae, or endoscopes or for coating catheters
    • A61L29/12Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L29/126Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Implantationsmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Implantations-Materials.
Aus der DE-OS 1902 700 sind in den menschlichen Körper einsetzbare Kunstglieder bekannt, die aus einem geformten Kunststoff teil bestehen bzw. ein Teil aus einem Kunststoff aufweisen, der mit Kohlefasern verstärkt ist Als Kunststoff kann hierbei jedes geeignete wärmehärtbare oder thermoplastische Kunststoffmaterial ζ. B. Polyester, Phenol- und Epoxydharz, Polyäthylen, Nylon oder dergL bestehen. Aufgabe der Kohlcfasern ist es, die Matrix des Kunststoffes mechanisch zu verstärken. Das hierbei verwendete Material hat eine spezifische Fläche, die kaum größer ist als der tatsächliehe Oberflächenbereich. Im Falle vorliegender Erfindung hingegen kommt es nicht auf die mechanische Verstärkung der Matrix an, sondern darauf, einen sehr hohen spezifischen Oberflächenbereich mit hoher kritischer Oberflächenenergie zu erzielen.
Des weiteren ist aus der DE-OS 14 41 354 ein Prothesenglied bekannt, das aus einem gegen die im menschlichen Körper enthaltenen Flüssigkeiten inerten keramischen Körper besteht Ein Teil der Oberfläche dieses keramischen Körpers weist Poren auf, die das Anwachsen von Körpergewebe zulassen. Ein derartiges Prothesenglied besitzt jedoch keine ausreichende Festigkeit für den Fall, daß es als Ersatz eines Knochenteiles verwendet werden soll.
Aus der DE-AS 10 04 771 ist ein Gewebeersatz unter Verwendung von Kunststoffen bekannt, bei dem die Oberfläche, die ein Einwachsen ermöglichen soll, eine aufgelöste Struktur, z. B. eine spongiöse oder wabige Struktur hat Ein derartiges Knochenimplantat ist nicht als massives Implantat ausgebildet und wird durch Aufschäumen erzielt Die hierbei entstehenden Schaumstoffe erweichen unter dem Einfluß von Wärme und lassen sich entsprechend während der Operation modellieren. Hieraus ist ferner ein Verfahren zur Herstellung der spongiösen Struktur des Gewebeersatzes mittels einer auslaugbaren Substanz und einer Ausiaug-Flüssigkeit bekannt.
Ein Prothesenkörper nach der DE-PS 8 36 999 besteht aus Spänen, Fasern oder Fäden aus Polyäthylen, die zu einer offenen Raum-Netz-Struktur verfilzen oder zusammengebaut sind, um ein Einwachsen des Gewebes in den Hohlraum des Prothesenkörpers zu erzielen. Näheres über den konstruktiven Aufbau dieses Prothesengliedes sind jedoch nicht bekannt, insbes. handelt sich bei diesem Prothesenglied jedoch nicht um ein Implantationsmaterial aus Fasern und Kunststoff.
Aus der CH-PS 4 86 880 ist eine Prothese mit einem Träger bekannt, dessen Oberfläche mindestens teilweise mit pyrolytischen Kohlenstoffüberzug mit einer Mindestdichte von 1,5 g/cm2 bedeckt ist. Die Dichte wird hierbei als maßgeblich angesehen, da sie verursacht, daß die Kohlenstoffoberfläche glatt und im wesentlichen undurchdringlich ist, damit die Blutgerinnungseigenschaft herabgesetzt wird. Eine derartige Forderung steht jedoch im Gegensatz zu der Forderung nach vorliegender Erfindung.
Des weiteren ist mit der DE-PS 21 42 820 ein Pmthesenglied mit einen Überzug aus pyrolythischem Kohlenstoff aufweisenden Tragkörper in Form eines Metallnetzes vorgeschlagen worden. Das Metallnetz ist als Rohr aufgewickelt, das einen aus dem Metallnetz gerichteten Kern umschließt, der eine größere axiale Länge als das Rohr hat. Ein solches Protheseglied ist jedoch nicht Gegenstand vorliegender Erfindung.
Aufgabe der Erfindung ist es ausgehend von dem aus der DE-OS 19 02 700 entnehmbaren Stand der Technik, ein Implantationsmaterial aus einem Gemisch aus Kohlenstoff-Fasern und Kunststoff, das das Einwachsen von Körpergewebe ermöglicht und das eine hohe Oberflächenenergie von mehr als 35 dyn/cm besitzt sowie offen gestaltet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Implantationsmaterials anzugeben.
Diese Aufgabe wird mit den in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 sowie 3 angegebenen Merkmalen gelöst Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Materialzusammensetzung nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß sie einerseits ein poröses Gefüge darstellt, das durch Auslaugen einer auslaugbaren Substanz gebildet wird, und daß andererseits eine Faser mit einer spezifischen hohen kritischen Oberfli>chenenergie in Form einer Kohlenstofffaser verwendet wird. Der Oberflächeninhalt der Materialzusammensetzung ist aufgrund des porösen Gefüges sehr hoch. Die hohe kritische Oberflächenenergie der verwendeten Fasern fördert das Einwachsen des Gewebes in die Poren der Materialzusammensetzung, das Einwachsen des Gewebes in die Poren des porösen Gefüges wird beschleunigt, und die Materialzusammensetzung hat eine ausreichende Affinität für das Gewebe. Die Materialzusammensetzung hat ferner die Vorteile, daß sie sterilisierbar ist, daß sie eine ausreichend hohe Elastizität und Ausdehnungsfähigkeit hat Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht das Implantationsmaterial aus Kohlenstoffasern enthaltendem Polytetrafluoräthylen. Polytetrafluoräthylen wurde für Implantate bereits benutzt Dieses Material besitzt jedoch an sich eine geringe Oberflächenenergie und hat infolgedessen eine geringe Affinität zu Gewebe, so daß das Einwachsen von Geweben bei Implantaten an sich ungünstig ist Mit der Erfindung wurde jedoch festgestellt, daß bei Implantaten die relative Oberflächenenergie oder Benetzbarkeit sich darauf auswirkt, wie das Gewebe reagiert. Die Bindung von Gewebe an die Oberfläche von Implantaten kann durch Herabsetzen der Oberflächenenergie bzw. der Benetzbarkeit wesentlich verringert werden, und Implantate mit geringer Oberflächenenergie werden im allgemeinen in Bindegewebe abgekapselt. Da Polytetrafluoräthylen eine niedrige Oberflächenenergie aufweist, wird das Einwachsen von normalem Körpergewebe dann gefördert, wenn die Oberflächenenergie dieses Materials erhöht werden kann. Für dieses Einwachsen benötigt das Material einen wesentlichen Anteil an Hohlräumen.
Es ist allgemein bekannt, daß Gewebezellen ein gewisses Maß an elektrischer Polarität aufweisen. Es wird deshalb die elektrostatische Haftung von Zellen auf der Oberfläche von Implantaten auf ein Minimum gesenkt, wenn das Implantat selbst eine geringe kritische Oberflächenenergie, d. h. eine geringe elektrostatische Anziehungskraft aufweist. Aus dieser Erkenntnis wurde nach der Erfindung abgeleitet, daß die Gewebeverträglichkeit von Polytetrafluoräthylen und die chemischen und physikalischen Eigenschaften dieses Materials, soyuoit cjp Hip RilHuna vnn stark nnrnspn Strukturen he-
—— ο ■ r — - — ■-- - ■ -------- --
treffen, das Einwachsen von Gewebe und die Befestigung des Implantats begünstigen, wenn ein wesentlicher Teil der Oberfläche so ausgebildet ist, daß er eine relativ hohe spezifische Oberflächenenergie zur elektrostatisehen Anziehung von Gewebe aufweist. Besonders gute Ergebnisse wurden erreicht, wenn wesentliche Mengen von Kohlenstoff eingebaut wurden, deren Oberflächen eine hohe kritische Oberflächenenergie in der Größenordnung von mindestens 35 dyn/cm aufweisen.
Das Implantationsmaterial nach der Erfindung wird in der Weise hergestellt daß Kohlenstoffasern und Polytetrafluoräthylen (PTFE) in Form von Teilchen und/ oder Fasern in den nachstehend angegebenen Verhältnissen innig miteinander vermischt werden. Es werden vorzugsweise nicht mehr als 85 Volumenprozent des Kohlenstoffmaterials verwendet Bevorzugte Mengen an PTFE-Fasern zu Harz liegen zwischen 1 :2 und 2:1. Die PTFE-Fasern und die Kohlenstoffasern haben vorzugsweise eine Länge bis zu ca. 5 cm.
Damit die gewünschten Hohlräume in dem Implantationsmaterial erzielt werden, wird dem Gemisch eine in einem geeigneten organischen Lösungsmittel auslaugbare Substanzen in einer solchen Menge zugesetzt, daß der gewünschte Anteil an Hohlraum, vorzugsweise 60—90% des Volumens des fertigen Implantationsmaterials entsteht Bei Wasser als Auslaug-Flüssigkeit kann als auslaugbare Substanz ein übliches Salz, z. B. kristallines Natriumchlorid mit einer Teilchengröße von 10—600 μ verwendet werden.
Es können jedoch auch andere auslaugbare Substanzen und Auslaug-Flüssigkeiten verwendet werden, z. B. bei Verwendung von Wasser als Auslaug-Flüssigkeit können auslaugbare Salze, die bei Temperaturen bis zu 370° C thermisch stabil sind, wie Natriumkarbonat, KaI-ziumfluorid ode: Magnesiumsulfat verwendet werden. Die Verwendung von Natriumchlorid und Wasser wird bevorzugt, da Natriumchlorid im Körper in den kleinen Mengen, die in dem Implantationsmaterial nach dem Auslaugen zurückbleiben können, einwandfrei verträglich sind.
Eine typische Zusammensetzung enthält 80% Natriumchlorid, 10% Kohlenstoffasern, 6% PTFE-Harzfasern und 4% gekörntes PTFE-Harz. Ein hieraus und nach der im folgenden beschriebenen Behandlung hergestelltes Implantationsmaterial wächst rasch in das Gewebe ein und ist genügend belastbar. Zur Herstellung des Implantationsmaterials nach der Erfindung wird folgende Zusammensetzung bevorzugt:
Kohlenstoffasern
Harzfasern
Harzkörner
auslaugbare Substanz
4 bis 20 Volumenprozent,
4 bis 10 Volumenprozent,
2 bis 10 Volumenprozent,
90 bis 60 Volumenprozent.
Die Herstellung des Implantationsmaterial-) nach der Erfindung wird z. B. wie folgt durchgeführt:
a) Mischen:
Bei dieser Stufe werden das Polymerisat, die Kohlenstoffasern und die auslaugbare Substanz in einem organischen Lösungsmittel, z. B. einem gereinigten isoparaffinischen Lösungsmittel, suspendiert. Vorzugsweise beträgt der Aromatengehalt des Lösungsmittels weniger als 1 Gewichtsprozent. Der erhaltene Brei wird mit hoher Geschwindigkeit in einem hohe Scherkräfte ausübenden Mischer, z. B. einem Waring-Mischer, gemischt. Das Verhältnis von Lösungsmittel zu trockenen Bestandteilen ist wichtig und muß auf die Größe des verwendeten Mischers abgestimmt werden. Wenn das Gesamtvolumen des Mischers 1000 ml beträgt, werden für etwa 80 g trockene Bestandteile 500 ml Lösungsmittel verwendet. Die Mischzeit beträgt 1 bis 5 Minuten, je nach den verwendeten, einzelnen Bestandteilen.
b) Filtrieren:
Der erhaltene Brei wird rasch abgeführt Der dafür benötigte Zeitaufwand beträgt je nach verwendeten Bestandteilen einige Sekunden bis mehrere Minuten. Man achtet sorgfältig darauf, daß das im Filterkuchen verbliebene Lösungsmittel weniger als etwa 20 Gewichtsprozent ausmacht
c) Abpressen:
Der Filterkuchen aus Stufe b) wird zwischen die Platten einer geheizten Presse (65° C) gebracht Anschließend wird je nach den einzelnen Bestandteilen 1 bis 5 Minuten lang ein Druck zwischen 350 und 211 kg/cm2 angelegt Der nach dem Pressen im Filterkuchen verbleibende Lösiingsmiitelanteil wird routinemäßig festgestellt und die Bedingungen werden so eingestellt daß der Lösungsmittelgehalt 6 bis 16 Gewichtsprozent beträgt
d) Walzen:
Den aus der Stufe c) stammenden abgepreßten Filterkuchen läßt man durch den Walzenspalt von geheizten Walzen laufen, so daß die Dxke des Filterkuchens bei jedem Stich um etwa 0,05 mm je nach der gewünschten Endstärke des Implantatsmaterials auf 0,20 bis 0,05 mm verringert wird. Die Temperatur der geheizten Walzen soll im Bereich zwischen 37,8 und 137,8° C liegen. Das heißt man braucht Walzen, die auf diesen Temperaturbereich aufgeheizt werden, um das Lösungsmittel zu verdampfen. Außerdem steht die Richtung eines jeden Durchganges des Materials durch die Walzen senkrecht zur Richtung des vorhergehenden Walzvorganges.
e) Trocknen:
Der gewalzte Filterkuchen wird zur Entfernung von restlichem Lösungsmittel in einem Ofen einige Stunden, üblicherweise bis zu 48 Stunden, bei Temperaturen zwischen 65,60C und 176,7° C getrocknet 0 Sintern:
Der gewalzte, getrocknete Filterkuchen wird anschließend gesintert. Dies wird je nach der Dicke des Filterkuchens 1 bis 30 Minuten lang in einer beheizten Presse bei Temperaturen zwischen 315 und 360° C und einem Druck von 3,5 bis 350 at durchgeführt. Eine andere Möglichkeit der Sinterung besteht darin, daß der Filterkuchen einige Stunden auf Temperaturen von 320 bis 360° C erhitzt wird,
g) Auslaugen:
Das gesinterte Material wird zum Herauslösen der wasserausiaugbaren Substanz in einen mit destilliertem Wasser gefüllten Behälter gelegt. Dabei entwickeln sich ein bestimmtes Porenvolumen und eine bestimmte Porosität. Man läßt das destillierte Wasser langsam durch den Behälter fließen, um eine maximale Triebkraft für die Diffusion der ausgelaugten Substanz aus dem gesinterten Material in das Auslaugwasser zu erreichen. Der Auslaugvorgang wird bei einem Material von 6,35 mm Dikke üblicherweise 48 Stunden lang durchgeführt Dickeres Material benötigt längere Zeiten. Erwärmtes destilliertes Wasser erhöht die Lösungsgeschwindigkeit des Salzes,
h) Trocknen:
Anschließend wird das ausgelaugte Material in einen Ofen gebracht, der auf einer Temperatur zwischen 71°C und 177°C gehalten wird, wodurch das im ausgelaugten Material enthaltene restliche Wasser entfernt wird. Der Trocknungsvorgang kann auch eine 24stündige Behandlung bei etwa 150°C einschließen, um resiliches Lösungsmittel zu verdampfen.
Das nach diesem Verfahren erhaltene Implantationsmaterial weist einige wichtige Eigenschaften auf, die für das Einwachsen von Gewebe von Bedeutung sind. Während des Auslaugens werden in dem Material Hohlräume geschaffen. Ein Teil der Hohlräume hat eine kugelförmige Gestalt da sie durch das Auslaugen von im allgemeinen kugelförmigen Natriumchloridkristallen aus der Masse gebildet werden. Ferner werden bei diesem Verfahren auch dendritische Hohlräume gebildet die willkürlich mit den kugelförmigen Hohlräumen verbunden sind, wodurch ein besonders wirksamer offener Aufbau zum Ein- und Austritt von Körperflüssigkeiten, die für die Entwicklung und das Wachstum von Gewebe innerhalb der Hohlräume wichtig sind, gebildet wird
Außerdem hat die diese Hohlräume unmittelbar umgebende Masse eine relativ hohe kritische Oberflächenenergie der Kohlenstoff-Fasern, da in der gebildeten Struktur die Kohlenstoff-Fasern nicht mit den PTFE-Harzteilchen und PTFE-Fasem überzogen sind, sondern eine solche Struktur und solche Bindungen geschaffen werden, daß die Masse nach dem Auslaugen der auslaugbaren Substanz eine strukturelle Einheit bildet
Wegen der Elastizität und der Dehnbarkeit des Implantationsmaterials paßt sich das einwachsende Gewebe den mechanischen Kräften entsprechend entlang dem Implantat an, was die an der jeweiligen Stelle erforderliche Gewebaformation unterstützt.
Das Implantationsmaterial nach der Erfindung ist aufgrund der Tatsache, daß seine Porosität vorherbestimmt werden kann und daß es das Einwachsen von normalem Körpergewebe fördert für die Stabilisierung von orthopädischen Prothesen besonders geeignet. Aufgrund der positiven Wirkung auf das Einwachsen von Körpergewebe ist das Implantationsmaterial auch für andere Verwendungszwecke geeignet z. B. zur Vermehrung von Weichteilgewebe, partiellen und totalen Gelenkprothesen, Sterilisation durch Blockierung des Vas defereus oder der Tube durch Implantation des Materials, Befestigung von künstlichen Zähnen, Sehnenersatz und Sehnenbefestigungen, Überbrückung von Zahnalveolen und anderer Implantationsverfahren.
Es wurde festgestellt, daß Art und Porosität des Implantationsmaterials durch die Menge der auslaugbaren Substanz und der Kohlenstoff-Fasern, die im ursprünglichen Gemisch vorhanden sind, steuerbar sind. Das Mengenverhältnis von Kohlenstoff Fasern zu PTFE wird so gewählt daß ein ausgewogenes Verhältnis zwischen den mechanischen Eigenschaften und der Oberflächenenergie erhalten wird.
Bei der Herstellung des Implantationsmaterials wird das Walzen so lange fortgesetzt, bis die Materialdicke etwa 1 bis 2 mm beträgt wodurch eine maximale Festigkeit erreicht wird. Wird insbesondere für Weichteilgewebe und Überbrückung von Zahnalveolen ein dickeres Material gewünscht so kann dies gemäß den vorgenannten Stufen a), b), c) d) und e) und anschließendes
Übereinanderschichten des getrockneten Materials bis zur gewünschten Dicke erreicht werden. Die aufeinanderiiegenden Schichten werden zwischen Aiuminiumfolien gelegt und in eine Presse gebracht, deren Platten auf Temperaturen zwischen 325 bis 366°C gehalten werden. Je nach der Fläche des Schichtstoffes wird 1 bis 2 Minuten lang allmählich Druck angelegt, bis ein Enddruck von 70 kg/cm2 erreicht ist. Die Dauer der Aufrechterhaltung dieses Druckes richtet sich nach der An-
zahl der Schichten mal 5 Minuten und braucht 15 Minuten nicht überschreiten. Dieser Schichtstoff wird anschließend ausgelaugt und getrocknet, wie es in den Stufen g) und h) beschrieben ist.
Ein bevorzugtes Material enthält 4,5 g Kohlenstofffasern, 4,14 g Polytetrafluoräthylen-Fasern, 2,76 g Polytetrafluoräthylen-Harz und 52,0 g reines kristallines Natriumchlorid.
Diese Bestandteile werden in etwa 500 ml eines isoparaffinischen Lösungsmittels suspendiert und 3 Minuten gerührt. Die vermischten Bestandteile werden rasch auf eine Nutsche gegossen und 1 Minute abgenutscht. Der dabei erhaltene Filterrückstand wird zwischen die Platten einer geheizten Presse (65,6° C) gebracht und 1 Minute bei einem Druck von 35 kg/cm2 gepreßt Der Gehalt des Mischproduktes in diesem Zustand an isoparaffinischem Lösungsmittel beträgt 11,5 Gewichtsprozent. Anschließend wird das Mischprodukt nach dem in Stufe d) beschriebenen Verfahren bei einer Walztemperatur von 490C gewalzt. Das gewalzte Material wird 24 Stunden bei 149° C getrocknet und dann 5 Minuten bei 350° C unter einem Druck von 36 kg/cm2 gesintert. Dieses getrocknete Material eignet sich jetzt zur Beschichtung mit einer Folie aus einem fluorierten Äthylen-Propylcn-Mischpolymerisat. In diesem Falle kann die Beschichtung in einer auf 300°C geheizten Plattenpresse unter einem Druck von 0,7 kg/cm2 innerhalb von 5 Minuten durchgeführt werden.
Es können aber auch Implantationsmaterialien anderer Zusammensetzung verwendet werden. So eignen sich chemisch stabile perfluorierte Polymerisate von hohem Polymerisationsgrad, wie Polyhexafluorpropylen oder ein Copolymerisat von Hexafluorpropylen und Tetrafluoräthylen als Ausgangsmaterial zur Herstellung des porösen Implantationsmaterials. Andere geeignete Kunststoffe sind hochmolekulare Äthylenpolymerisate ohne Zusätze und Polyester, wie Polyäthylenterephthalat.
Bevorzugt verwendete Kunststoffe haben folgende Eigenschaften: Sie sind gewebeverträglich, unterliegen nach der Implantation keiner chemischen Veränderung, können im Autoklaven sterilisiert werden, ermöglichen die Ausbildung einer zum Einwachsen geeigneten porösen Struktur und sind elastisch.
Ein typischer Ansatz hierfür besteht aus 4,5 g Graphitfasern, 2,52 g Polyesterfaserflocken, 2,76 g Polytetrafluoräthylen-6-Harz und 52,1 g Salz. Dieser Ansatz wird vermischt, filtriert und nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren weiter behandelt, mit der Ausnahme, daß die Sinterung 1 Minute lang bei 277°C durchgeführt wird.
55 60 65

Claims (10)

1 Patentansprüche
1. Implantationsmaterial für künstliche Glieder, bestehend aus Kohlenstoff-Fasern und Kunststoff, ge kennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
a) aus den Kohlenstoff-Fasern und dem Kunststoff ist eine faserartige, poröse Struktur gebildet, und
b) der Kunststoff ist Polytetrafluoräthylen, Polyhexafluorpropylen oder ein Copolymerisat von Hexfluorpropylen und Tetrafluoräthylen.
2. Implantationsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wesentliche Teile der Oberfläche der Kohlenstoff-Fasern freiliegen.
3. Verfahren zum Herstellen der porösen Struktur des Implantationsmaterials nach Anspruch 1 mittels einer auslaugbaren Substanz und einer Auslaug-Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß in einem organischen Lösungsmittel ein gleichförmiger Brei aus dem Kunststoff, den Kohlenstoffasern, und einer auslaugbaren Substanz, die aus Natriumchlorid, Natriumkarbonat, Kalziumfluorid oder Magnesiumsulfat besteht, hergestellt wird, daß der Brei zu einem Filterkuchen gefiltert und gepreßt wird, daß der Filterkuchen gewalzt wird, daß der gewalzte Filterkuchen getrocknet wird, daß der getrocknete Filterkuchen bei Temperaturen zwischen 315 und 36O0C über drei Minuten lang gesintert wird, daß der gesinterte Filterkuchen der Einwirkung einer Auslaug-Flüssigkeit ausgesetzt wird, in der die auslaugbare Substanz löslich ist, und daß der gesinterte Filterkuchen getrocknet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auslaugbare Substanz Wasser ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brei zwischen 4 und 20 Volumenprozent Kohlenstoff-Fasern, zwischen 4 und 10 Volumenprozent Polytetrafluoräthylenfasern, zwischen 2 und 10 Volumenprozent Polytetrafluoräthylenharz-Körner und zwischen 60 und 90 Volumenprozent auslaugbare Substanz enthält
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel Isoparaffin ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das im Filterkuchen verbliebene Lösungsmittel weniger als 20 Gewichtsprozent ausmacht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Pressen des Filterkuchens 1 bis 5 Minuten bei einer Temperatur zwischen 38 und 121°C und einem Druck zwischen 35 und 211 kg/cm2 durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gepreßte Filterkuchen zwischen Walzen gerollt wird, die auf eine Temperatur zwischen 37,8 und 137,8° C aufgeheizt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen des gewalzten Filterkuchens im Ofen mehrere Stunden lang bei einer Temperatur zwischen 65,6 und 176,7° C durchgeführt wird.
DE2224614A 1971-05-20 1972-05-19 Implantationsmaterial für künstliche Glieder und Verfahren zu seiner Herstellung Expired DE2224614C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14549771A 1971-05-20 1971-05-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2224614A1 DE2224614A1 (de) 1973-12-13
DE2224614C2 true DE2224614C2 (de) 1986-11-27

Family

ID=22513381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2224614A Expired DE2224614C2 (de) 1971-05-20 1972-05-19 Implantationsmaterial für künstliche Glieder und Verfahren zu seiner Herstellung

Country Status (15)

Country Link
JP (1) JPS5838182B1 (de)
AR (1) AR193864A1 (de)
BE (1) BE783527A (de)
BR (1) BR7203197D0 (de)
CA (1) CA1016457A (de)
CH (1) CH578342A5 (de)
DE (1) DE2224614C2 (de)
ES (1) ES402975A1 (de)
FR (1) FR2138735B1 (de)
GB (1) GB1390445A (de)
IE (1) IE36712B1 (de)
IT (1) IT955679B (de)
NL (1) NL7206657A (de)
SE (1) SE393290B (de)
ZA (1) ZA723390B (de)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1425577A (en) * 1972-06-30 1976-02-18 Ici Ltd Prosthetics comprising plastics materials
US6436135B1 (en) 1974-10-24 2002-08-20 David Goldfarb Prosthetic vascular graft
US4055862A (en) * 1976-01-23 1977-11-01 Zimmer Usa, Inc. Human body implant of graphitic carbon fiber reinforced ultra-high molecular weight polyethylene
SE411613B (sv) * 1976-03-16 1980-01-21 Ehrnford Lars Edgar Martin Forstyvnings- och forsterkningselement och/eller retentionselement
CA1147087A (en) * 1977-12-21 1983-05-24 David Goldfarb Graphite impregnated prosthetic vascular graft materials
DE2853614A1 (de) * 1978-01-25 1979-07-26 Bentley Lab Implantat
DE2805868A1 (de) * 1978-02-11 1979-08-23 Gmt Medizinische Technik Gmbh Endoprothese
CA1152835A (en) * 1979-03-07 1983-08-30 John V. Jennings Tubular percutaneous device
GB2084468B (en) * 1980-09-25 1984-06-06 South African Inventions Surgical implant
DE8105177U1 (de) * 1981-02-25 1984-01-12 Schuett Und Grundei Gmbh Medizintechnische Fabrikation, 2400 Luebeck Implantat als Ersatz für spongiöse Knochen
DE3243861C2 (de) * 1982-03-30 1985-10-24 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Verbundwerkstoff für Implantate
US5032445A (en) * 1984-07-06 1991-07-16 W. L. Gore & Associates Methods and articles for treating periodontal disease and bone defects
IN164495B (de) * 1984-07-06 1989-03-25 Gore & Ass
DE3524020A1 (de) * 1985-03-30 1986-10-02 M A N Technologie GmbH, 8000 München Verfahren zur behandlung von knochenersatz-implantaten
DE3742640A1 (de) * 1987-12-16 1989-07-13 Kurt Prof Dr Ing Kegel Bewegliche zahnprothese (epiprothese) aus kunststoff mit faserverstaerkung
DE3800259A1 (de) * 1988-01-05 1989-07-13 Mecron Med Prod Gmbh Implantierbare prothese
DE3838568A1 (de) * 1988-11-14 1990-05-17 Inst Textil & Faserforschung Gelenkprothese
US5700479A (en) * 1988-12-23 1997-12-23 Guidor Ab Surgical element and method for selective tissue regeneration
WO1990011730A1 (en) * 1989-04-05 1990-10-18 W.L. Gore & Associates, Inc. Methods and articles for treating periodontal disease and bone defects
DE69121587T3 (de) * 1990-12-06 2000-05-31 Gore & Ass Implantierbare bioresorbierbare artikel
EP0950421B1 (de) * 1998-04-14 2006-10-18 Tranquil Prospects Ltd. Implantat Material und Verfahren zu seiner Herstellung
AU2004238517A1 (en) 2003-05-16 2004-11-25 Cinvention Ag Method for coating substrates with a carbon-based material
US8814567B2 (en) 2005-05-26 2014-08-26 Zimmer Dental, Inc. Dental implant prosthetic device with improved osseointegration and esthetic features
US8562346B2 (en) 2005-08-30 2013-10-22 Zimmer Dental, Inc. Dental implant for a jaw with reduced bone volume and improved osseointegration features
CN110526731B (zh) * 2019-09-27 2022-03-25 长沙晟天新材料有限公司 一种胸腔填充心脏托杯及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE836999C (de) * 1949-11-26 1952-04-17 Ferrosan As Prothesenkoerper und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE1004771B (de) * 1950-10-13 1957-03-21 Phil Frans Donatus Timmermans Alloplastischer Gewebeersatz
US3314420A (en) * 1961-10-23 1967-04-18 Haeger Potteries Inc Prosthetic parts and methods of making the same
US3526005A (en) * 1967-06-29 1970-09-01 Gulf General Atomic Inc Method of preparing an intravascular defect by implanting a pyrolytic carbon coated prosthesis
AU4922069A (en) * 1969-01-17 1970-07-23 Carlton Sports Company Limited Improvements in or relating to artificial bones joints andother parts for use inthe human body

Also Published As

Publication number Publication date
GB1390445A (en) 1975-04-09
BR7203197D0 (pt) 1973-05-24
JPS5838182B1 (de) 1983-08-20
AR193864A1 (es) 1973-05-31
IE36712L (en) 1972-11-20
SE393290B (sv) 1977-05-09
NL7206657A (de) 1972-11-22
IE36712B1 (en) 1977-02-02
DE2224614A1 (de) 1973-12-13
FR2138735B1 (de) 1973-07-13
ES402975A1 (es) 1975-11-01
IT955679B (it) 1973-09-29
AU4231072A (en) 1973-11-22
CA1016457A (en) 1977-08-30
CH578342A5 (de) 1976-08-13
FR2138735A1 (de) 1973-01-05
ZA723390B (en) 1973-02-28
BE783527A (fr) 1972-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2224614C2 (de) Implantationsmaterial für künstliche Glieder und Verfahren zu seiner Herstellung
DE69836200T2 (de) Implantat Material und Verfahren zu seiner Herstellung
US4576608A (en) Porous body-implantable polytetrafluoroethylene
DE2534935C2 (de) Blutgefäßprothese
EP0770401B1 (de) Verfahren zur Herstellung intraluminaler Stents aus bioresorbierbarem Polymermaterial
DE69829655T3 (de) Biofunktionelle polymere im überkritischem fluid hergestellt
DE3542535C2 (de)
DE69825911T2 (de) Knochersatzmaterial
DE3717818C2 (de)
DE2917037C2 (de) Parenteral arzneimittelhaltige partiell resorbierbare Mehrkomponentenmasse auf Basis von polymeren Stoffen
DE2816072A1 (de) Prothetische mittel und verfahren zu ihrer herstellung
DE2620631A1 (de) Kardiovaskulaere prosthetische vorrichtungen und implantate mit poroesen systemen
DE69532390T2 (de) Verfahren zur herstellung eines gegenstandes aus porösem material
DE2755762A1 (de) Chirurgische prothesenvorrichtung oder implantat
DE3531144A1 (de) Poroeses hydroxyapatitmaterial und seine verwendung
DE69530518T2 (de) Nanoporöse biomaterialien
DE2940906A1 (de) Kuenstliche zahnwurzel
EP2303008B1 (de) Verfahren zur herstellung eines kompositwerkstoffs mit antimikrobieller wirkung
DE2543149A1 (de) Polymerhaltige poroese bahnmaterialien, verfahren zur herstellung solcher bahnmaterialien und deren verwendung
DE4029969A1 (de) Verfahren zur herstellung von knochenprothesen
DE112016003589T5 (de) Künstliches blutgefäss, verfahren zur herstellung von künstlichem blutgefäss und verfahren zur herstellung eines poröses-gewebe-regenerationssubstrats
EP3445414B1 (de) Hybridimplantat aus einem kompositmaterial
DE102018129658A1 (de) Medizinisches Implantat umfassend Magnesium und Fibroin
DE102004047568A1 (de) Antimikrobielles Implantat mit einer flexiblen porösen Struktur
DE4006145C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee