DE2620890A1 - Knochenersatz-, knochenverbund- oder prothesenverankerungsmasse auf kalziumphosphatbasis - Google Patents

Description

• Knochenersatz-, Knochenverbund- oder
• Prothesenverankerungsmasse auf Kalziumphosphatbasis Die Erfindung bezieht sich sowohl auf partiell resorbierbare als auch auf vollständige resorbierbare Knochenersatz-, Knochenverbund- oder Prothesenverankerungsmassen auf der Basis von gesinterten Kalziumphosphaten.
• Flir den Ersatz von Knochengewebe der hier in Frage kommenden Indikation werden bisher autologe, homoiloge oder heterologe Knochentransplantate sowie Kunststoffe (Knochenzemente) verwendet. Von diesen Materialien ist jedoch nur das autologe Transplantat in biologischer Hinsicht vollwertig. Es besitzt allerdings den Nachteil, daß es nicht stabil genug~ist; außerdem kann es nur in begrenzter Menge gewonnen werden.
• Hinzu kort, daß zur Entnahme des Spans ein chirurgischer Eingriff notwendig ist.
• Die übrigen der genannten Materialien werden häufig als Fremdkörper in Gewebe abgekapselt oder lösen, wie z.B. die bekannten L>ochenzemente, Frendkörperreaktionen aus.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Masse zu entwickeln, mit der Knochengewebe ersetzt werden kann und die nach der Implantation das Nachwachsen des natürlichen Gewebes zuläßt; ferner sollte das Implantat mechanisch stabil sein und außerdem einen haltbaren Verbund zwischen Knochengewebe und Implantat gewährleisten.
• Es hat sich nun gezeigt, daß sich diese Aufgabe gemäß vorliegender Erfindung durch eine partiell resorbierbare Masse lösen läßt, die aus einer Mischung von Kalziumphosphaten mit weichen, plastischen, bioresistenten Polymeren oder mit der Lösung eines solchen Polymeren in organischen Lösungsmitteln besteht, wobei das Mengenverhältnis Kalziumphosphat zu dem Polymeren oder zu den gelösten Polymeren zwischen 5:1 und 1:1 liegt; diese Mischung ist als knetbare, plastische Masse implantierbar.
• Wird anstelle des bioresistenten Polymeren (oder dessen Lösung) ein resorbierbares organisches Material verwendet, entsteht eine vollständig resorbierbare, ebenfalls zum Knochenersatz und Ynonhenrerbund geeignete Masse.
• Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung besteht das in der Masse enthaltene Kalziuaphosphat aus CaO und P205 im Mengenverhältnis von etwa 3:1 und liegt in Pulver- oder Granulatforn mit einer Größe zwischen 0,3 und 2 fm vor Bei der bioresistenten Polymer kann es sich um einen Kunststoff handeln, der nach der Implantation der Masse durch Vernetzung oder Weiterpolymerisation aushärtet. Andererseits kann jedoch das Polymer auch in einem Lösungsmittel, wie in Alkohol, Aceton oder Dinethylsulfoxyd, gelöst sein, welches im Blutserum löslich ist.
• Als resorbierbares Material eignet sich ein Polymer oder eine Lösung eines solchen Polymeren. Als bevorzugte Beispiele sind Polyester der Glycolsäure, der Milchsäure, Polyamide der 0<-Aminosäuren, unmodifizierte oder modifizierts natürliche Polymere, wie Gelantine oder Stärke zu nennen.
• Als resorbierbare Materialien sind insbesondere auch niedermolekulare oder oligomere Substanzen oder Lösungen dieser Substanzen gut geeignet. Dabei ist es in vielen Fällen günstig, als niedermolukulare Substanz solche mit geringer bis mäßiger Serumlöslichkeit, wie Triglyceride hoher Alkancarbonsäuren oder Ester von Polyhydroxyverbindungen, zu verwenden.
• Die erfindungsgemäße Masse kann je nach Zusammensetzung nach der Implantation entweder plastisch bleiben oder aushärten. Sie kommt als Knochenersatzmaterial sowohl für den temporären als auch für den permanenten Knochenersatz infrage. Wieweit die implantierte Masse resorbiert und durch neugebildetes Körpergewebe ersetzt wird oder nur teilweise mit körpereigenem Gewebe durchwachsen wird, hängt von der Wahl der verwendeten organischen Bestandteile ab. Ziel ist in jedem Fall der teilweise Ersatz bzw. das periphere oder totale Durchwachsen des Implantat es durch körpereigenes Gewebe.
• Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Erläuterung weiterer Einzelheiten anhand von Ausführungsbeispielen hervor.
• Beispiel 1 Zur Synthese der Kalziumphosphat-Komponente der erfindungsgemäßen Masse wird in diesem Fall aus den Verbindungen CaHP04 und Kalziuncarbonat (CaCO3), beide in chemisch reinster Form, ein homogenes Pulvergemenge hergestellt und zu großen, zylindrischen Tabletten verpreßt. Diese Tabletten werden nun in einem Brennofen bei 1200 0C 3 Stunden lang gesintert, wobei sich nach der Formel nahezu vollständig die Verbindung Trikalziuuphosphat bildet.
• Dieses Sinterprodukt wird aufgemahlen, erneut verpreßt und noch einmal bei 1500 0C 1 Stunde lang gesintert. Nunmehr besteht das Material aus einer Mischung voncc- und p-Trikalziumphosphat und Resten einer kalziumphosphatischen..asphase in einem bestimmten Mengenverhältnis, das sich bezüglich der Gewebeverträglichkeit und Resorbierbarkeit als optimal erwiesen hat. Dieses Material wird abermals aufgemahlen und in einer Größe von ca. 0,3 - 0,7 mm abgesiebt.
• In dieser Form wird es in der nachstehenden Weise mit der Polymerkomponente kombiniert: 50 g Trilaurin (Triclyerid der Laurinsäure) werden in einem Knetwerk bei 50 bis 55 0C mit 50 g des obengenannten Kalziumphosphates zu einer homogenen Masse verarbeitet. Danach wird das Produkt durch Erhitzen auf 140 0C keimfrei gemacht und steril verpackt.
• Der Chirurg erhält das Material portionsweise abgepackt.
• Die in der vorgenannten Weise hergestellte Masse wird zur Taponade einer Knochenhöhlung nach der Zystenresektion verwendet. Dabei wird nach den llerausschälen der Zyste und der üblichen Vorbereitung des Inplantatlagers die Höhlung fest mit den plastischen Material austamponiert, wobei die Nischen ausgefüllt werden. Zur Erleichterung der Verarbeitbarkeit kann das Material auf 50 0C erwärmt werden. Nach dem Glätten der Oberfläche wird das Periost über dem Implantat vernäht.
• Je nach Größe des Implantates wird das Ersatzmaterial innerhalb weniger Tage bis Wochen von neugebildetem Bindegewebe und zunächst ost eoi dem Gewebe durchwachsen. Simultan dazu erfolgt die Resorption des Materials. Das eingewachsene Knochengewebe lagert sich auf dem Kalziumphosphat ohne bindegewebige Zwischenschicht auf; es wird in physiologischer Weise mineralisiert und umgebaut. Das Implantat ist nach wenigen Wochen - abhängig von der Größe des Implantates - resorbiert und durch gesundes Knochengewebe ersetzt.
• Beispiel 2: Zunächst wird die kalziumphosphatische Komponente in gleicher Weise wie nach Beispiel 1 hergestellt. Danach wird eine Mischung von 50 g Kalziumphosphat, 10 g Polymethylmethacrylat und 0,2 g Benzoylperoxid gassterilisiert und steril verpackt (Komponente 1). Komponente 2 besteht aus 40 g Methylmethacrylat (mit 100 ppm Hydrochinon) und 0,2 g N,N-Dimethyl-ptoluidin. Kurz vor Verwendung der Masse werden beide Komponenten vermischt und ergeben eine pastöse Masse, welche innerhalb von 15 bis 20 Minuten völlig aushärtet.
• Bei komplizierten Operationen und der Notwendigkeit einer längeren Verarbeitbardauer der pastösen Masse können Produkte mit einem geringeren Gehalt an Peroxid und Amin eingesetzt werden.
• Im vorliegenden Beispiel wurde mit einer solchen Masse der Jochbogen ersetzt. Dazu wurde die in der beschriebenen Weise hergestellte Masse nach chirurgischer Vorbereitung beider Jochbogenenden in die gewünschte Form modelliert. Für durchblutete und lebensfähige Knochenstücke wurde mit der Mbdelliermasse eine tragfähige Unterlage geschaffen. Der Chirurg hat für die Bearbeitung ausreichend Zeit zur Verfügung, da das Material erst nach ca, 15 Minuten hart wird.
• Der histologische Befund ist analog zu Ausführungsbeispiel 1, abgesehen davon, daß die organischen Bestandteile nicht resorbiert werden.

Claims (9)

1. Patentansprüche 1. Partiell resorbierbare Knochenersatz-, Knochenverbund- oder Prothesenverankerungsmasse auf der Basis von gesinterten Kalziumphosphaten, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einer Mischung von Kalziumphosphaten mit weichen, plastischen, bioresistenten Polymeren oder mit der Lösung eines solchen Polymeren in organischen Lösungsmitteln besteht, wobei das Mengenverhältnis Kalziumphosphat zu dem Polymeren oder gelösten Polymeren zwischen 5:1 und 1:1 liegt, und daß die Mischung als knetbare plastische Masse implantierbar ist.
2. 2. Resorbierbare Knochenersatz-, gnochenverbund- oder Prothesenverankerungsmasse auf der Basis von gesinterten Kalziumphosphaten, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einer Mischung von Kalziumphosphaten mit weichen, plastischen, resorbierbaren organischen Materialien in Mengenverhältnis von 5:1 bis 1:1 besteht und als knetbare plastische Masse implantierbar ist.
3. 3. Nasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalziumphosphat aus CaO und P205 im MEngenverhältnis von ungefähr 3:1 zusammengesetzt ist und in Pulver- oder Granulatform mit einer Korngröße zwischen 0,3 und 2 mm vorliegt.
4. 4. Masse nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer nach der Implantation der Masse durch Vernetzung oder Weiterpolymerisation aushärtet.
5. 5. Masse nach Anspruch 1 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer in einem Lösungsmittel gelöst ist, welches im Blutserum löslich ist, z.B. in Alkohol, Aceton oder Dimethylsolfoxyd.
6. 6. Masse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das resorbierbare Material ein Polymer oder eine Lösung eines Polymeren ist.
7. 7. Masse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymere Polyester der Glycolsäure, der Milchsäure, Polyamide der «-Awinosäuren, unmodifiziert oder iodifizierte natürliche Polymere, wie Gelantine oder Stärke, verwendet sind.
8. 8. Masse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als resorbierbare Materialien niedermolukulare oder oligomere Substanzen oder Lösungen dieser Substanzen verwendet sind.
9. 9. Masse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als niederiolukulare Substanzen solche it geringer bis mäßiger Serunlöslichkeit, wie Triglyceride hoher Alkancarbonsäuren oder Ester von Polyhydroxyverbindungen verwendet sind.