DE3742695A1 - Alloplastisches element - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein alloplastisches Element gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges alloplastisches Element ist bereits aus Un­ fallchirurgie 11 (1985), 242 bis 246 (Nr. 5) bekannt. Es liegt dort in Form einer Bandprothese aus gewebtem Poly­ ethylenterephthalat vor. Dieser Kunststoff ist ermüdungs­ arm, weist also eine zeitlich langdauernde Widerstandsfä­ higkeit gegen schwellende Zug- und Biegebelastungen auf. Er ist ferner mit relativ hohen Zugkräften belastbar, ohne zu zerreißen oder eine bleibende Dehnung zu zeigen. Bandpro­ thesen aus gewebtem Polyethylenterephthalat eignen sich insbesondere zum Ersatz der Kreuzbänder des Kniegelenks, zum Ersatz der Knie-Seitenbänder, zur Stabilisierung des Schulterreckgelenks usw.

Um ein gutes Einwachsverhalten der Bandprothese im biologi­ schen Umfeld zu gewährleisten, muß bei der textilmäßigen Verarbeitung des Kunststoffs darauf geachtet werden, daß die Bandprothese mit einer vorbestimmten Porosität erzeugt wird, um das randständige Einsprießen von Granulationsgewe­ be zu ermöglichen. Um im Lagergewebe eine ausreichende bin­ degewebige Verankerung der alloplastischen Prothese zu ge­ währleisten, gilt für diese eine Porengröße von 200 bis 250 µm als optimal.

Aus Sportverletzung-Sportschaden 2 (1987), 81 bis 85, Georg Thieme Verlag, Stuttgart-New York, ist bereits eine Band­ prothese bekannt, die aus Polytetrafluorethylen besteht. Die Lebensdauer dieser Bandprothese ist jedoch relativ kurz, da die mechanische Festigkeit von Polytetrafluorethy­ len nur gering ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alloplasti­ sches Element zu schaffen, das neben einer hohen mechani­ schen Belastbarkeit und Verschleißfestigkeit auch ein ver­ bessertes biologisches Einwachsverhalten aufweist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß das alloplastische Element neben Polyethylenterephthalat einen Anteil an Polytetrafluorethylen enthält.

Durch den Anteil an Polytetrafluorethylen im Polyethylen­ terephthalat kann erwartet werden, daß das alloplastische Element im statistischen Mittel leichter und schneller im biologischen Material einwächst als das aus reinem Polyethy­ lenterephthalat bestehende alloplastische Element. Es wird vermutet, daß dies zum einen in der geringeren Feuchtigkeits­ aufnahme des Polytetrafluorethylens begründet ist, und zum anderen darin, daß die Oberfläche des Polytetrafluorethy­ lens eine solche Struktur aufweist, daß sie das Einwachsver­ halten erleichtert. Die wesentlich geringere mechanische Festigkeit und das ungünstigere mechanische Verhalten (pla­ stische Verformung - Fließen) des Polytetrafluorethylens wird durch das Polyethylenterephthalat aufgefangen.

Durch das alloplastische Element nach der Erfindung wird aufgrund der verbesserten Biokompatibilität erreicht, daß sich die postoperative Ruhigstellung eines Patienten ver­ kürzen läßt, er also früher mobilisiert werden kann.

Vorzugsweise beträgt der Anteil an Polytetrafluorethylen 5 % bis 35%. Ab etwa 5% Polytetrafluorethylen im alloplastischen Element aus Polyethylenterephthalat wird im statistischen Mittel das Einwachsverhalten schneller verlaufen als bei Ver­ wendung ei­ nes alloplastischen Elements aus reinem Polytetrafluorethy­ len. Bei einem Anteil von 35% werden noch befriedigende Festigkeitsergebnisse erzielt.

Im Hinblick auf eine Optimierung von Einwachsverhalten und Festigkeit des alloplastischen Elements wurden besonders vorteilhafte Ergebnisse bei einem Anteil an Polytetrafluor­ ethylen erzielt, der im Bereich von 20% bis 30% liegt.

Das alloplastische Element kann z. B. als textiles Prothe­ senband mit einer Mehrzahl von in Bandlängsrichtung liegen­ den Kettfäden sowie einer Mehrzahl von in Bandquerrichtung liegenden Schußfäden ausgebildet sein. Dabei können die Kett- und Schußfäden jeweils aus einer Mehrzahl von Einzel­ filamenten bestehen.

Sämtliche Einzelfilamente aller Fäden können den Anteil an Polytetrafluorethylen enthalten. Allerdings ist es auch möglich, daß nur ein Teil der Einzelfilamente aller Fäden den genannten Anteil an Polytetrafluorethylen aufweist.

Ein alloplastisches Element mit besonders vorteilhaften Ei­ genschaften wird erhalten, wenn nur die Schußfäden oder nur ein Teil der Einzelfilamente der Schußfäden den Anteil an Polytetrafluorethylen aufweisen. In diesem Fall tritt prak­ tisch keine wesentliche Verschlechterung des Zugkraftver­ haltens des alloplastischen Elements auf, da die in Band­ längsrichtung verlaufenden Kettfäden aus Polyethylentereph­ thalat bestehen. Das Einwachsverhalten wird dabei durch die in Querrichtung bzw. Schußrichtung verlaufenden Einzelfila­ mente aus Polytetrafluorethylen beeinflußt, die die Reißfe­ stigkeit des Bandes und das elastische Dehnverhalten nicht beeinträchtigen. Der Anteil an Schußfäden aus Polytetrafluor­ ethylen (PTFE) bewirkt ein erleichtertes bzw. schnelleres Einwachsen.

Die den Anteil an Polytetrafluorethylen enthaltenden Ein­ zelfilamente können aus einer Zusammensetzung von Polyethy­ lenterephthalat und Polytetrafluorethylen bestehen. Es ist aber auch möglich, die den Anteil an Polytetrafluorethylen enthaltenden Einzelfilamente aus einem aus Polyethylenter­ ephthalat bestehenden Kern sowie aus einem den Kern umge­ benden Mantel aus Polytetrafluorethylen aufzubauen.

Ein besonders einwachsfreundliches alloplastisches Element wird erhalten, wenn die nur aus Polyethylenterephthalat be­ stehenden Einzelfilamente eine texturierte bzw. veloursar­ tige Oberfläche aufweisen. In diesem Fall wird eine noch bessere bindegewebige Verankerung der Allenthese im Lager­ gewebe erhalten.

Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Schußfäden dünner als die Kettfäden. Hierdurch wird ein insgesamt dünner aufgebautes alloplastisches Element erhal­ ten, ohne daß Zugfestigkeit und Einwachsverhalten sich in wesentlichem Umfang verändern.

Das alloplastische Element selbst kann als doppellagig ge­ webtes Prothesenband ausgebildet sein, um eine noch bessere Verschleißfestigkeit zu erzielen. Die Ränder des Prothe­ senbands können umhäkelt sein, um insbesondere einem abra­ siven Verschleiß an den Bandlängskanten entgegenzuwirken.

Vorteilhaft wird das alloplastische Element als alloplasti­ scher Band- oder Kniebandersatz verwendet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein alloplastisches Element in Form eines gewebten Bandes,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das alloplastische Element nach Fig. 1 in stark vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das alloplastische Element nach Fig. 1, und

Fig. 4 das alloplastische Element nach Fig. 1 bei Verwen­ dung als Kniebandersatz.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine doppellagig gewebte, allopla­ stische Bandprothese 1, die sechzig Kettfäden 2 und sech­ zehn Schußfäden 3 aufweist. Jeder Kettfaden 2 und jeder Schußfaden 3 besteht aus zweihundert Einzelfilamenten 4 bzw. 5, die jeweils einen Durchmesser von ca. 23 µm besit­ zen.

Nach einem ersten Ausführungsbeispiel gehören zu den zwei­ hundert Einzelfilamenten 4, 5 eines jeden Kettfadens 2 und eines jeden Schußfadens 3 einhundertvierzig Einzelfilamente aus Polyethylenterephthalat und sechzig Einzelfilamente aus Polytetrafluorethylen. Die einhundertvierzig aus Poly­ ethylenterephthalat bestehenden Einzelfilamente pro Faden dienen im wesentlichen zur Lastaufnahme, während die je­ weils sechzig Einzelfilamente aus Polytetrafluorethylen für ein erleichtertes und schnelleres Einwachsen der allo­ plastischen Bandprothese in das biologische Material sorgen.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel bestehen sämtliche Einzelfilamente eines jeden Fadens 2, 3 aus einem Anteil aus Polyethylenterephthalat und Polytetrafluorethylen. Auch ein derart hergestelltes Prothesenband zeigt gegenüber Pro­ thesenbändern aus reinem Polyethylenterephthalat eine kürzere Einwachszeit bei nur wenig verminderter, me­ chanischer Festigkeit. Die Festigkeitsverringerung kann ohne weiteres in Kauf genommen werden, da eine alloplasti­ sche Bandprothese aus reinem Polyethylenterephthalat übli­ cherweise ein Mehrfaches derjenigen Festigkeit aufweist, die ein zu ersetzendes Band besitzt.

Nach einem dritten Ausführungsbeispiel bestehen alle Kett­ fäden aus Polyethylenterephthalat, während von den sech­ zehn Schußfäden zehn aus Polyethylenterephthalat und sechs aus Polytetrafluorethylen bestehen. Die lasttragende Kette wird somit in ihren mechanischen Eigenschaften nicht ge­ schwächt, während andererseits ein Teil der Schußfäden für das verbesserte Einwachsen der Allenthese sorgt. Der Anteil an Polyethylenterephthalat und Polytetrafluorethylen in den Schußfäden kann auch gleich groß gewählt werden.

Die Schußfäden können auch dünner als die Kettfäden sein, um auf diese Weise die alloplastische Bandprothese (Allen­ these) noch dünner ausbilden zu können. Es ist nachgewiesen worden, daß das Einwachsverhalten der Allenthese um so bes­ ser ist, je kleiner ihre Dicke ist. Bei einer Dicke ober­ halb von 0,5 cm ist ein Durchwachsen praktisch ausgeschlos­ sen. Vorzugsweise werden daher Gewebebänder mit einer Dicke von ca. 1 mm verwendet. Bei Reduzierung des Durchmessers der Schußfäden gegenüber dem Durchmesser der Kettfäden kann die Dicke des Bandgewebes noch weiter herabgesetzt werden, so daß sich ohne große Einbußen an mechanischer Festigkeit die Einwachszeit schon dadurch erheblich verkürzen läßt. Hinzu kommt, daß auch die Polytetrafluorethylen ent­ haltenden Schußfäden das Einwachsen der Allenthese ver­ kürzen, so daß insgesamt bei einem derart ausgebildeten Prothesenband besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der Langzeitstabilität zu erwarten sind.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen die verblei­ benden und aus Polyethylenterephthalat bestehenden Einzel­ filamente eine texturierte bzw. veloursartige Oberfläche auf. Sie läßt sich bei der Herstellung der Einzelfilamente mit Hilfe eines an sich bekannten Verfahrens bilden und führt zu einer noch kürzeren Einwachszeit der Allen­ these.

Zur Bildung von Polytetrafluorethylen aufweisenden Einzel­ filamenten können zunächst Kernfilamente aus Polyethylen­ terephthalat herangezogen werden, die anschließend mit Po­ lytetrafluorethylen beschichtet werden.

Die Fig. 4 zeigt die Verwendung des alloplastischen Ele­ ments als Kniebandersatz. Die Bandprothese ist an den Stel­ len A und D fixiert und durch Kanäle B und C innerhalb der Femurstruktur und der Tibiakopfstruktur geführt. Das Band selbst ist mehrfach gewendelt und vorgespannt, um sein Kraft-Dehnungs-Verhalten so zu beeinflussen, daß es mög­ lichst dem eines natürlichen Kniebands entspricht. Durch die Möglichkeit des schnelleren Einwachsens des alloplasti­ schen Elements nach der Erfindung wird eine frühere Patienten­ mobilisierung erreicht, obwohl nur ein geringer Bruchteil des Bandes aus Polytetrafluorethylen besteht. Seine mechanische Stabilität wird nicht entscheidend geschwächt, da immer noch genügend lasttragendes Polyethylenterephthalat vorhan­ den ist.

Selbstverständlich können in Abweichung der beschriebenen Ausführungsbeispiele die Einzelfilamente auch mit anderen Durchmessern hergestellt werden. Darüber hinaus kann die Aufteilung von Polyethylenterephthalat und Polytetrafluor­ ethylen auf die Einzelfilamente der jeweiligen Kett- und Schußfäden auch in anderer geeigneter Weise erfolgen.

Das alloplastische Element nach der Erfindung muß darüber hinaus nicht unbedingt als textiles Prothesenband vorlie­ gend. Es kann sich bei ihm auch um ein Filament, einen Faden oder um eine textile Struktur mit zweidimensionaler Ausdeh­ nung handeln, im Gegensatz zu einem Band, das sich prak­ tisch nur in einer Dimension erstreckt. Darüber hinaus kann das alloplastische Element aber auch in Form einer dreidi­ mensionalen Struktur vorliegen.

Claims (16)

1. Alloplastisches Element aus Polyethylenterephthalat, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Anteil an Polytetra­ fluorethylen enthält.

2. Alloplastisches Element nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Anteil an Polytetrafluorethylen 5% bis 35% beträgt.

3. Alloplastisches Element nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Anteil an Polytetrafluorethylen im Bereich von 20% bis 30% liegt.

4. Alloplastisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als textiles Prothe­ senband (1) mit einer Mehrzahl von Kett- (2) und Schußfäden (3) ausgebildet ist.

5. Alloplastisches Element nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kett- (2) und Schußfäden (3) jeweils aus einer Mehrzahl von Einzelfilamenten (4, 5) bestehen.

6. Alloplastisches Element nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sämtliche Einzelfilamente (4, 5) aller Fäden (2, 3) den Anteil an Polytetrafluorethylen enthalten.

7. Alloplastisches Element nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nur die Schußfäden (5) den Anteil an Po­ lytetrafluorethylen enthalten.

8. Alloplastisches Element nach Anspruch 5 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der Einzelfilamente (4, 5) aller Fäden (2, 3) oder nur ein Teil der Einzelfila­ mente (5) der Schußfäden (3) den Anteil an Polytetrafluor­ ethylen enthalten.

9. Alloplastisches Element nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Anteil an Polytetra­ fluorethylen enthaltenden Einzelfilamente (4, 5) aus einer Zusammensetzung von Polyethylenterephthalat und Polytetra­ fluorethylen bestehen.

10. Alloplastisches Element nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Anteil an Polytetra­ fluorethylen enthaltenden Einzelfilamente (4, 5) aus einem aus Polyethylenterephthalat bestehenden Kern sowie aus ei­ nem den Kern umgebenden Mantel aus Polytetrafluorethylen aufgebaut sind.

11. Alloplastisches Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel durch Bestäuben des Kerns mit Polytetrafluorethylen und Einbrennen des letzteren ge­ bildet ist.

12. Alloplastisches Element nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die nur aus Polyethy­ lenterephthalat bestehenden Einzelfilamente (4, 5) eine texturierte bzw. veloursartige Oberfläche aufweisen.

13. Alloplastisches Element nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schußfäden (3) dün­ ner als die Kettfäden (2) sind.

14. Alloplastisches Element nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es als doppellagig ge­ webtes Prothesenband ausgebildet ist.

15. Verwendung des alloplastischen Elements nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als alloplastischer Bandersatz.

16. Verwendung des alloplastischen Elements nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als alloplastischer Kniebandersatz.