DE2815934A1 - Chirurgischer stift und seine verwendung - Google Patents

Description

• Chirurgischer Stift und seine Verwendung
• Die Erfindung betrifft chirurgische Stifte zur Einführung in im Knochen befindliche infizierte Bohrlöcher.
• Für die Stabilisierung von Knochenbrüchen, Pseudarthrosen und für die Durchführung von Korrekturosteotomien gibt es verschiedene Methoden: die Ruhigstellung durch Gipsverbände oder Kunstharzverbände, die Osteosynthese mittels Nagel oder Platte und die Verwendung äußerer Spanner bzw. Fixateur externe.
• Die äußeren Spanner gibt es in verschiedenen Ausführungen, die jedoch alle nach dem gleichen Prinzip funktionieren, das darin besteht, da3 quer zur Knochenlängsachse eingeboh@te chirurgische N@gel (z.B. Steinmann-Nägel oder Bonncll--l(nochclIs crhraubcn) oberhalb und unterhalb der Bruchzone bzw. der Osceotomiestelle durch eine außerhalb der Haut gelegene Rahmenkonstruktion aus Metall- oder Kunststoffteilen miteinander so starr verbunden werden, daß Bewegungen im Bruchbereich nicht mehr erfolgen können.
• Der Hauptvorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß der Bruchbereich mit der Gefahr der postoperativen Wundinfektion und Heraus lösung von Bruchstücken aus dem Periostschlauch nicht eröffnet werden muß. Eine häufige aber sehr schwerwiegende Komplikation ist jedoch die Infektion im Kontaktbereich der chirurgischen Nägel mit dem umgebenden Knochen- und Weigewebe, wobei der Fremdkörper selbst die Ausbildung einer Infektion begünstigt. In manchen Fällen erweist es sich als schwieriger, eine Bohrlochinfektion zu beseitigen, als z.B. die infizierte Pseudarthrose, deretwegen die äußeren Spanner ursprünglich angelegt wurden. Derartige Bohrlochinfektionen zwingen dann zum vorzeitigen Entfernen des gesamten Montagerahmens oder zur Umsetzung der Knochenschrauben in einen anderen, nicht infizierten Knochenbereich.
• Der Erfindung lag daher die Allfgabe zugrunde, ein Mittel zur Verfügung zu stellen, mit dem Infektionen (Bohrlochosteomyelitis) bei der Verwendung chirurgischer Nägel wirksam bekämpft werden können.
• Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Mittel aus einem einen antibakteriellen Wirkstoff enthaltenden Kunststoff besteht und die Form eines Stifts hat.
• Gegenstand. der Erfindung sind somit Stifte zur Einführung in im Knochen befindliche Bohr löcher, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie aus physiologisch unbedenklichen, zur protrahierten Freigabe van antibakteriellen Wirkstoffen befähigten Kunststoffen und mindestens einem antibakteriellen Wirkstoff bestehen, etwa 12-20 cm lang sind und einen Durchmesser von etwa 3-5 mm haben. Eine bevorzugte Ausführungsform ist z. B. 15 cm lang, mit einem Durchmesser von 4 mm. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform enthält zur Stabilisierung einen starren chirurgischen Draht als Längsachse.
• Ferner umfaßt der Gegenstand die Verwendung der Stifte bei der Bekämpfung von Bohrlochosteomyelitis.
• überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Stifte für eine Infektionsbekäu#fung in den Bohrkanälen im Knochen sehr gut geeignet sind. Die Stifte werden in das infizierte Bohrloch eingeschoben und in erstaunlich kurzer Zeit ist die Infektion eingedämmt, so daß die gefürchtete Bohrlochosteomyelitis wirksam beseitigt werden kann. Die Stifte können in vielen Fällen sehr leicht ohne Narkose eingebracht oder wieder entfernt werden.
• Die Stifte haben vorzugsweise den Durchmesser der üblichen chirurgischen Nägel, so daß sie nach Entfernung des Nagels in das infizierte Bohrloch eingeschoben werden können.
• Um je nach dem verwendeten Kunststoff ein Durchbrechen der Stifte zu verhindern bzw. das Einführen und Herausnehmen der Stifte zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn die Stifte z. B. einen starren chirurgischen Draht als Längsachse enthalten, vorzugsweise einen Kirchner-Draht.
• Die Stifte bestehen im wesentlichen aus physiologisch unbedenklichen, zur protrahierten Freigabe von antibakteriellen Wirkstoffen befähigten, antibakterielle Wirkstoffe enthaltenden Kunststc#ffen. Geeigent Kunststoffe zur Herstellung der erfildunysgemäßen Stift sind z. B. PoLyurethanr Äthylenvinylaceta L, Acrylnitrilfasern, Silicon-Kautschuk, Polylactid, Kunststoff auf der Basis von Polymethacrylaten und/oder Polyacrylaten.
• Solche Kunststoffmaterialien für chirurgische Zwecke sind im Prinzip bekannt. Sehr gebräuchlich ist zum Beispiel ein Knochenzement, der in einer Normalpackung zwei Beutel mit je etwa 40 g Pulver und 2 Ampullen mit je 20 ml Flüssigkeit enthält. Das Pulver ist ein feines Perlpolymerisat (Teilchendurchmesser< 30 /u) aus Methacrylsäuremethyl ester mit einem Copolymeranteil von Methacrylat. Als Katalysator sind dem Pulver etwa 0,5 % Dibenzoylperoxid zugesetzt. Zur Kennzeichnung des Materials sind bei der erstellung Spuren von Chlorophyll miteinpolymerisiert. Als Röntgenkontrastmittel kann das Pulver zusätzlich zum Beispiel Zirkondioxid enthalten. Die zugehörige F-lüssigkeit besteht aus monomerem Methacrylsäuremethylester, dem als Beschleuniger etwa 0,7 % Dimethyl-p-toluidin sowie als Stabilisator Spuren von Hydrochinon zugesetzt sind.
• Auch diese Flüssigkeit ist in der Regel zur Kennzeichnung mit Spuren von Chlorophyll eingefärbt. Das in Polyäthylenbeuteln abgepackte Pulver ist mit Äthylenoxid sterilisiert.
• Die Flüssigkeit ist steril filtriert und in Glasampullen abgefüllt.
• Beim Zusammenmischen von 2 Gew.-Teilen Pulver mit 1 Gew.-TEil Flüssigkeit reagiert das Dibenzylperoxid mit dem Dimet:hyl-p-toluidin in der Flüssigkeit, wodurch die radikalische Polymerisation angeregt wird. Die Mischung ist so abyestimmt, daß sie schon nach etwa 1 Minute als Teig verwendet werden kann. Dieser Teig bleibt für etwa 4 Minuten knetbar und beginnt dann unter Wärmeentwicklung auszuhärten. Nu 6 Minuten ist die Polymerisation im wesentlichen abgeschlossen. Während der elastischen Phase erfolgt die Formgebu#g.
• Der für die vorliegende Erfindung verwendbare Kunststoff steht jedoch auch in bereits auspolymerisierter Form zur Verfügung. Er wird vorzugsweise in Form eines Perlpolymerisats zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mittel eingesetzt.
• Erfindungsgemäß enthält das Kunststoffmaterial mindestens einen antibakteriellen Wirkstoff, gegebenenfalls zusammen mit einem geeigneten Träger. Als Träger kommt z.B. das oben beschriebene Perlpolymerisat infrage, das z. B. in Polyurethan oder Äthylvinylacetat eingearbeitet werden kann.
• Geeignete antibakterielle Wirkstoffe sind grundsätzlich alle Antibiotica und chemotherapeutischen Hemmstoffe, die durch die bei der Inkorporierung, der Aushärtung, bzw.
• Sinterung des Kunststoffs auftretenden chemischen Beeinflussungen oder Temperaturen nicht geschädigt werden und die in ausreichenden Konzentrationen über eine genügend lange Zeit in mikrobiologisch aktiver Form aus dem Kunststoff freigesetzt werden. Darüber hinaus sollen die antibakteriellen Wirkstoffe chemische Stabilität gegenüber den verwendeten Kunststoffen besitzen. Ihr Wirkungsspektrum soll grampositive oder gramnegative Erreger oder vorzugsweise beide Gruppen umfassen. Möglichst sollen die Erreger im Hinblick auf die verwendeten antibakteriellen Wirkstoffe eine verzögerte Resistenzentwicklung aufweisen. Aus der Vielzahl der infrage kommenden Antibiotica seien z.B. die folgenden genannt: Aminoglycosid-Antibiotica wie Amik#in, Butirosin, Didesoxykanamycin B (DKB), Fortimycin, Gentamycin, Kanamycin, Lividomycin, Neomycin, Netilmicin, Ribostamycinr Sagamycine, Seldomycine und deren Epbnere, Sisomicin, Sorbistin, Tobramycin; Chloramphenicol und -Derivate wie Thiamphenicol; Erythromycine; LacLon-Antibio-Jka wie Novobiocin; Leucomycine wie Josamycin, Maridomycin, Midecamycin, Spiramycin; Lincomycine wie Clindaniycin, Lincomycin; Makrolide wie Ro- samicin; Penicilline wie Amoxicillin, Ampicillin, Azlocillin-Natrium, Dicloxacillin-Natrium, Furoxacillin, Mecillinam, Piperacillin; Peptid-Antibiotica wie Bacitracin, Colistimethat-Natrium, Gramicidin, Polymyxine; Rifamycine wie Rifampicin, Rifamycin; Steroidantibiotica wie Fusidinsäure; Streptomycine; Tetracycline wie Doxycyclin, Minocyclin, Tetracyclin; Cephalosporine wie Cefalothin, Cefamandol, Cefazedon, Cefazolin, Cefoxitin, Cefuroxim; sowie sonstige Antibiotika, z.B. Cycloserin, Fosfomycin, Vancomycin. Die Aminoglycosid-Antibiotica, insbesondere Gentamycin, sind dabei wegen ihres breiten antibakteriellen Spektrums und ihrer Wärmestabilität besonders geeignet.
• Die Menge des zuzusetzenden Wirkstoffs kann in weiten Bereichen variiert werden und hängt im wesentlichen von seiner Aktivität ab. Im allgemeinen liegen die Zusätze bei etwa 0,2 bis 15 Gew.-% an antibakteriellen Wirkstoffen, bezogen auf den Kunststoff. Für Gentamycin haben sich z.B. Zusätze zwischen 1 und 4 Gew.-% als besonders günstig erwiesen (berechnet auf Gentamycinbase). Die übrigen antikaktcrietnen Wirkstoffe werden vorzugsweise ebenfalls in ihrer antimikrobiellen Aktivität adäquaten Mengen beigemischt, wobei auch Gemische gewählt werden könnten.
• Vorzugsweise ~enthält das Kunststoffmaterial zusätzlich noch mindesteiis eine Aminosäure. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Freisetzung der antibakteriellen Wirkstoffe# aus derli Kunststoffmaterial in Gegenwart von Aminosäuren wesentlich verbessert wird, d.h. unabhängig von der jeweils hergestellten Charge erfolgt eine stetige, langsam abnehllende-Abgabe der Wirkstoffe über einen längeren Zeitraum. Schon eine geringe Konzentration dieser physiologisch unbedenklichen Zusatzstoffe hat diesen Effekt. Außerdem können, sofern eine Herstellung der erfindungsgemäßen Mittel im Spritzgußverfahren erfolgt, die dabei erforderlichen Verarbeitungstemperaturen erheblich gesenkt werden, wodurch eine im Hinblick auf den Wirkstoff erwünschte, schonende Verarbeitung möglich wird.
• Als Aminosäuren eigenen sich grundsätzlich alle natürlich vorkommenden und physiologisch verträglichen Aminosäuren, die mindestens eine Wasserlöslichkeit von etwa 1 g/100 ml haben. Bevorzugt sind aliphatische Monoaminomonocarbonsäuren mit bis zu 5 C-Atomen, wie z.B. Glycin, Alanin, Threonin, Valin, Serin, Hydroxyprolin, Prolin, vorzugsweise Glycin und Alanin, insbesondere Glycin. Das Kunststoffmaterial kann eine Aminosäure oder ein Gemisch mehrerer Aminosäuren enthalten.
• Die Menge der zuzusetzenden Aminosäuren kann in weiten Bereichen variiert werden und hängt mindestens teilweise von der Löslichkeit der verwendeten Aminosäure ab. Im allgemeinen liegen die Zusätze bei etwa 0,3 bis 5 Gew. -% an Aminosäuren, bezogen auf das Polymere. Für Glycin hat sich z.B. ein Zusatz von etwa 1 Gew.-% als besonders günstig erwiesen.
• Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Stifte wird in den Kunststoff z.B. ein Antibioticum und vorzugsweise mindestens eine Aminosäure inkorporiert. Das kann in der Weise erfolgen, daß man beide Komponenten vor der Aushärtung in den Kunststoff einbringt oder ein fertig auspolymerisiertes Produkt, z.B. ein Perlpoiymerisat, das ggf. eine der Komponenten bereits enhär, mit dem oder den noch fehlenden Bestandteilen intensiv mischt und anschließend die gewünschte Formgebung vornimmt.
• Die erhaltenen Stifte können gegebenenfalls anschließend einer Sterilisation unterworfen werden. Sie können dann entweder als solche oder mit einer starren Längsachse versehen, eingesiegelt werden.
• Beispiel 40 g eines sterilen, feinen Perlpolymerisats (Teilchendurchmesser<30 ), )rbestehend aus einem Copolymerisat von Methacrylsäuremethylester und Methylacrylat, das ca.
• 15 % Zirkondioxid als Röntgenkontrastmittel enthält, werden mit 0,5 g Gentamycinsulfat und 0,4 g Glycin gut vermischt. Das erhaltene Pulver wird in einer geeigneten Apparatur zum Sintern gebracht und in entsprechenden Formen ausgeformt (vorzugsweise im Spritzgußverfahren).
• Vor dem Erhärten wird in dem 3-5 mm dicken Kunststoffstrang ein Kirchner-Draht als Achse eingebracht. Die Stifte werden entweder gleich in einer Länge von etwa 15 cm hergestellt oder ein endloser Strang wird auf die jeweils gewünschte Länge von 12-20 cm geschnitten. Gegebenenfalls kann eine Sterilisation, z.B. durch Begasung mit Äthylenoxid, angeschlossen werden. Die Stifte können sodann nach Entfernen der chirurgischen Nägel zur Bekämpfung von Bohrlochosteomyelitis in die infizierten Bohrlöcher eingeschoben werden.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Stift zur Einführung in im Knochen befindliche Bohrlöcher, dadurch gekennzeichnet, daß er aus physiologisch unbedenklichen, zur protrahierten Freigabe von antibakteriellen Wirkstoffen befähigten Kunststoffen und mindestens einem antibakteriellen Wirkstoff besteht, etwa 12-20 cm lang ist und einen Durchmesser von etwa 3-5 mm hat.
2. 2. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Stabilisierung einen starren chirurgischen Draht als Längsachse enthält.
3. 3. Stift nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Kunststoff auf der Basis von Polyurethan, Äthylenvinylacetat, Acrylnitrilfasern, Silicon-Kautschuk, Polylactid bzw Polymethacrylaten und/oder Polyacrylaten besteht.
4. 4. Stift nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er als Antibioticum Gentamycin enthält.
5. 5. Stift nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich mindestens eine Aifliflo säure enthält.
6. 6 StiEt nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er als Aminosäure Glycin enthält.
7. 7. Vertqendung des Stifts nach den Pnsprüchen 1 bis 6 bei der Bekäm@fung von BohrlochcsL-eon#elitis.