DE3643989A1 - Therapeutische zusammensetzung zur knochenheilung - Google Patents

Description

Die entzündlichen Erkrankungen des Zahnhalteapparates (Parodontitis, oft auch "Parodontose" genannt) gehören nach Feststellung der WHO zu den am weitesten verbreiteten chronischen Erkrankungen. Durch den dabei auftretenden Abbau des Kieferknochens (vor allem in Form von tiefen Knochentaschen) ist die längerfristige Erhaltung der Zähne gefährdet.

Durch früher propagierte, eher radikale Methoden mit Rekonturierung des Knochens und des Weichgewebes wurde zwar ein gut kontrollierbares Ergebnis erreicht, aber gleichzeitig auch auf die parodontale Regeneration verzichtet und mitunter sogar der Verlust gesunder parodontaler Anteile verursacht; vgl. Schluger 1949 und Ochsenbein 1958.

Ziel der modernen Parodontal-Therapie ist die Regeneration der parodontalen Gewebe durch Säuberung der Zahnwurzeln von mikrobiellen Belägen (Konkrementen) und Entfernung des entzündlich veränderten Gewebes aus den Knochentaschen. Hierfür sind zahlreiche Behandlungsmethoden der parodontalen Defekte entwickelt worden; vgl. u. a. Prichard 1975, Rosling et al. 1976, Polson et al. 1978, Ramfjord & Ash 1984 und Rateitschak et al. 1984. Sowohl nach alleiniger Säuberung des knöchernen Defekts als auch nach Implantation verschiedener Materialien in die Knochentasche soll eine gewisse parodontale Regeneration eintreten; Rosenberg 1971, Schallhorn et al. 1972, Altiere et al. 1979 und Pearlman 1983. Als Implantationsmaterial wird heute vorzugsweise Hydroxylapatit benutzt, der nach klinischen Untersuchungen im Vergleich mit der bloßen Wurzel- und Defektsäuberung eine größere Auffüllung des Defekts zu bewirken scheint; Rabalais et al. 1981, Meffert et al. 1985 und Yukna et al. 1986.

In allen genannten Fällen besteht jedoch ein grundlegendes Problem. Vom oralen Epithel her bilden aussprossende Tochterzellen entlang der Wurzeloberfläche ein neues Epithel (Listgaren 1976), das meistens die gesamte behandelte Wurzeloberfläche überzieht und später sogar apikal des regenerierten Knochens liegen kann; Caton & Nyman 1980, Stahl 1983 und Magnusson et al. 1983. Dieses Epithel kann eine neue Entzündung in der Tiefe des behandelten Knochendefekts begünstigen; Gara et al. 1981. Die grundsätzliche Problematik liegt jedoch darin, daß das Epitheltiefenwachstum schneller abläuft als die knöcherne und desmodontale Regeneration.

Um dieses Epitheltiefenwachstum zu verhindern, wurde nach neueren Arbeiten der Knochendefekt beispielsweise mit Millipore filter abgedeckt, bevor der Mucoperiostlappen reponiert wurde; Nyman et al. 1982, Gottlow et al. 1984 und Magnusson et al. 1985. Dadurch soll die parodontale Regeneration ohne Störung durch das Epitheltiefenwachstum ermöglicht werden. Dieses Verfahren scheint jedoch sehr kompliziert zu sein, wobei die Prognose durch eine hohe Quote von Fehlermöglichkeiten ungewiß ist; Magnusson et al. 1985.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine therapeutische Zusammensetzung vorzusehen, mit der die Regenerationszeit verkürzt und das Risiko des Epitheltiefenwachstums verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine therapeutische Zusammensetzung mit einem Wachstum stimulierenden Material und einem festen Träger gelöst.

Der Fachmann ist mit Wachstum stimulierenden Materialien vertraut; dazu wird auf den Stand der Technik verwiesen, der im Patent P 36 35 945.9 referiert ist. Erfindungsgemäß wird das Wachstum stimulierende Material bevorzugt, das mit dem genannten Patent beansprucht wird.

Die Wachstum stimulierenden Materialien werden in flüssiger oder pastöser Form angeboten, wobei ihre Wachstum stimulierende Wirkung Proteinen zuzuschreiben ist. Aufgabe des erfindungsgemäß vorgesehenen Träger ist es, das Wachstum stimulierende Material zu binden, um ein Ausschwemmen aus dem Applikationsbereich zu verhindern.

Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Träger sind teilweise bis ganz resorbierbare Träger, insbesondere Hydroxylapatit (HAP), Trikalziumphosphat und Kunststoffe. Durch die Resorbierbarkeit des Trägers kann die erfindungsgemäße therapeutische Zusammensetzung im Applikationsbereich schwinden, während sich der Knochen unter der Einwirkung des Wachstum stimulierenden Materials wieder aufbaut.

Nachstehend wird die Erfindung durch Beispiele näher erläutert.

Beispiele 1 bis 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 2

Im Tierexperiment wurde beim Hund unter Narkose der Knochen im Unterkieferbereich durch Präparation eines Mucoperiostlappens freigelegt. Danach wurden mit einem normierten innengekühlten Implantatbohrer definierte Bohrlöcher (Durchmesser 2,8 mm, Tiefe 5 mm) angelegt. Diese Bohrlöcher wurden mit einer Zubereitung aus Hydroxylapatit, Wachstum stimulierendem Material des Patents P 36 35 945.9 oder Kochsalz mit den angegebenen Mengen folgendermaßen gefüllt.

Nach acht Wochen war das Bohrloch in den Beispielen 1 und 2 sowie im Vergleichsbeispiel 2 vollständig verschlossen, während im Vergleichsbeispiel 1 im oberen Bereich nur eine knöcherne Regeneration mit Ausnahme des zentralen Drittels stattgefunden hatte. Daraus kann man schließen, daß das Wachstum stimulierende Material bei den Beispielen 1 und 2 eine Verbesserung der Knochenneubildung im Vergleich mit Vergleichsbeispiel 1 bewirkte.

Beispiele 3 und 4 und Vergleichsbeispiele 3 bis 4

Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 wurden wiederholt, wobei die Auswertung nach drei Wochen erfolgte.

In Beispiel 3 wies das Bohrloch im oberen Bereich und basal bis zur Hälfte (unter Integration der peripheren Zubereitungs- Partikel) eine spongiöse lamelläre Knochenneubildung auf.

Im Beispiel 4 ergab sich im oberen Bereich des Bohrlochs im äußeren Drittel bis zur Hälfte eine lamelläre Knochenneubildung unter Integration der Zubereitungs-Partikel und basal eine fast vollständige Ausfüllung des gesamten Bohrlochs mit Knochenbälkchen unter Integration der Zubereitungs-Partikel.

Im Vergleichsbeispiel 3 war im oberen Bereich des Bohrlochs in der halben Zirkumferenz im äußeren Drittel eine Knochenneubildung zu beobachten, ohne daß die Zubereitungs-Partikel einbezogen waren; basal wurde eine Knochenneubildung in der äußeren Hälfte unter teilweiser Einbeziehung der Zubereitungs- Partikel ermittelt, die zentral bindegewebig eingescheidet waren.

Im Vergleichsbeispiel 4 füllten neugebildete Knochenbälkchen das Bohrloch einer Probe fast vollständig und das Bohrloch einer anderen Probe bis auf das zentrale Drittel aus.

Claims (7)

1. Therapeutische Zusammensetzung mit einem Wachstum stimulierenden Material und einem festen Träger.

2. Therapeutische Zusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Wachstum stimulierendes Material, das aus ein oder mehreren Wachstum fördernden (mitogenen) Faktoren besteht oder diese umfaßt und dadurch erhältlich ist, daß man

• - entfettetes Knochenmaterial an Metacarpalia und/oder einem Knochengemisch vom Schwein in flüssigem Stickstoff kühlt,
• - in einer Presse zu Knochenpulver einer Partikelgröße im Bereich von 0,5 bis 2 mm bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffs zerkleinert,
• - das anfallende Knochenpulver in an sich bekannter Weise mit der wäßrigen Lösung eines Komplexbildners demineralisiert,
• - die anfallende wäßrige Suspension dialysiert,
• - ansäuert und
• - erhitzt und
• - unlösliche Bestandteile abzentrifugiert und

daß man gegebenenfalls zusätzlich den nach Abzentrifugieren anfallenden wäßrigen Überstand

• - auf eine Chromatographie-Säule (Hydroxylapatit) gibt und mit Guanidinium-Hydrochlorid (beispielsweise einstufig) eluiert und danach gegebenenfalls
• - das Eluat auf eine Gelfiltrationssäule gibt und unter Hochsalzbedingungen (beispielsweise 4 M Guanidinium-Hydrochlorid) im Molekulargewichtsbereich von etwa 24 ± 8 kD eluiert,
• wobei das Wachstum stimulierende Material durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:
  • a) das Wachstum stimulierende Material bewirkt eine dosisabhängige Wachstumsstimulierung von Fibroblasten, Osteoblast- Vorläuferzellen und Chondrocyten aus embryonalem Gewebe des Hühnchens in Monolayer-Zellkulturen;
  • b) das Wachstum stimulierende Material bewirkt in vitro eine dosisabhängige Wachstumsstimulierung von embryonalen Röhrenknochen des Hühnchens in Organkultur, wobei es zu einer starken Proliferation von Chondrocyten in der Wachstumszone kommt;
  • c) das Wachstum stimulierende Material bewirkt im Mikrotiterplatten- Testsystem keinen gesteigerten Einbau von ³H-Thymidin in DNA von Calvaria-Zellen (die histochemisch auf alkalische Phosphatase anfärbbar sind);
  • d) die Merkmale a) und/oder b) bleiben bei einer Temperatur von 55 bis 75°C für etwa 15 min erhalten;
  • e) die Merkmale a) und/oder b) bleiben bei einem pH von etwa 3 für etwa 20 min erhalten;
  • f) das Wachstum stimulierende Material ist auf einer Gelfiltrationssäule unter Hochsalzbedingungen (beispielsweise etwa 4 M Guanidinium-Hydrochlorid) in einem Molekulargewichtsbereich von 24 ± 8 kD eluierbar;
  • g) das Wachstum stimulierende Material läuft durch eine Kupfer-II-sulfat-Chelat-Säule, ohne absorbiert zu werden, wobei sich die spezifische Aktivität um das 5- bis 20fache anreichern kann;
  • h) das Wachstum stimulierende Material läßt sich bei der Hochleistungs-Flüssig-Chromatographie (HPLC) an einer Umkehrphase- Säule binden und mit einem Acetonitril-Wasser-Gemisch bei einem Acetonitrilgehalt im Bereich von 10 bis 45% (Volumenbasis) eluieren.

3. Therapeutische Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen teilweise bis ganz resorbierbaren Träger, beispielsweise Hydroxylapatit, Trikalziumphoshat oder Kunststoff.

4. Therapeutische Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Verhältnis Wachstum stimulierendes Material : fester Träger = 1 : 1000 bis 1 : 20 000 (Volumen : Gewicht).

5. Therapeutische Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Auffüllung und beschleunigten Heilung von Knochendefekten mit Hohlraumbildung.

6. Therapeutische Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für Parodontitis.