DE4113268A1

DE4113268A1 - Verfahren zur herstellung eines implantates mit zumindest teilweise strukturierter, rauher oberflaeche

Info

Publication number: DE4113268A1
Application number: DE19914113268
Authority: DE
Inventors: Olaf Ahlers
Original assignee: Eska Medical GmbH and Co
Current assignee: Eska Implants GmbH and Co KG
Priority date: 1991-04-23
Filing date: 1991-04-23
Publication date: 1992-10-29
Anticipated expiration: 2011-04-24
Also published as: DE4113268C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Implantates mit zumindest teilweise strukturierter, rauher Oberfläche gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die damit hergestellten Implantate ermöglichen das Anwachsen von Knochenmaterial an die Oberflächenstruktur, die sich durch die mit der Oberfläche des Basismodells vergossenen Widerlagerpartikel als äußerst rauh darstellt. Diese Widerlagerpartikel weisen zumindest teilweise Hinterschnitte auf. Durch das Anwachsen von Knochenmaterial wird für eine dauerhafte Fixation des Implantats im Knochen gesorgt.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist bekannt aus der DE-OS 27 30 004. Darin wird insbesondere vorgeschlagen, als Partikel zur Erzeugung einer rauhen Oberfläche zunächst des Positivmodells und schließlich des mit dem Verfahren hergestellten Implantats als metallisches Abbild dieses Modells Partikel in Form von Kügelchen mit dem Basismodell zu verhaften. Besonders bevorzugt werden Partikel aus Polystyren.

Als problematisch bei der Durchführung dieses oder vergleichbarer Verfahren hat sich die Biokompatibilität der damit hergestellten Implantate erwiesen. So kommt es immer wieder zu Veraschungsrückständen und Einschlüssen von Material des Positivmodells in dem fertigen Implantat. Diese verursachen Körperabwehrreaktionen auf Grund ihrer chemischen Zusammensetzung. Es ist äußerst schwierig, diese Veraschungsrückstände zu vermeiden. Man könnte freilich daran denken, die Veraschungstemperatur einfach zu erhöhen. Dies ist jedoch aus gießtechnischen Gründen nicht ohne weiteres möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, das eingangs erwähnte Verfahren so weiter zu entwickeln, daß die damit hergestellten Implantate eine äußerst hohe Biokompatibilität aufweisen. Darüber hinaus soll ein Verfahren zum Aufbringen der Partikel auf das Basismodell angegeben werden.

Gelöst wird die erste Teilaufgabe dadurch, daß die mit dem Basismodell zu verhaftenden Partikel aus biologischen Naturmaterialien mit einer Körnung von 2 bis 15 mm sind. Die Körnung dieser Partikel findet sich in dem metallischen Abbild des Implantats entsprechend wieder. Sie ist so gewählt, daß den heutigen Anforderungen an die Oberflächenstrukturen von zementlos zu fixierenden Implantaten Rechnung getragen ist. Dadurch, daß die Partikel aus biologischen Naturmaterialien bestehen, entstehen bei deren Veraschung keine chemischen Substanzen, die eine Abstoßungsreaktion nach der Implantation des Implantats hervorrufen würden. Vielmehr veraschen diese Partikel rückstandslos.

Als ein Beispiel für reine Naturmaterialien wird angeführt, daß die Partikel aus Hirse, Reis oder dergl. bestehen können.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung bestehen die Partikel aus raffinierten Naturmaterialien. Hierbei wird beispielsweise an Saccharose gedacht, welche sich beispielsweise in Form von Hagelzucker hervorragend für die Durchführung des Verfahrens eignet.

Ebenso ist die Verwendung von gehärtetem Pflanzenfett als Material für die Partikel denkbar. Auch die Verwendung von Schokoladenstreusel, oder Kokosflocken oder sogar löslichem Kaffeegranulat ist erprobt und als vorteilhaft befunden worden.

Grundsätzlich können die Partikel also aus allen erdenklichen körnigen biologischen Naturmaterialien, raffiniert oder unraffiniert, bestehen. Abhängig von der Form der Partikel entstehen beim fertigen Implantat Hinterschnitte an der Oberfläche, hinter die Knochenmaterial wachsen kann und dadurch für eine hohe Sekundärstabilität des Sitzes des Implantats im Knochen sorgt. Es können aber auch zusätzlich Maschen entstehen, wenn beispielsweise die Partikel eine längliche Form aufweisen und übereinander auf dem Basismodell zu liegen kommen. Diese Maschen bilden sich dann ebenfalls beim fertigen Implantat ab. Sie gestatten dann ein regelrechtes Einwachsen von Knochenmaterial in die rauhe Oberfläche. Dies begünstigt einen Substratfluß, wodurch die Versorgung des Knochens an den Schichten hin zum Implantat begünstigt wird. Die hohe Rauhigkeit der Oberfläche des Implantats sorgt für eine hohe Primärstabilität direkt nach der Implantation.

Die zweite Teilaufgabe, nämlich das Aufbringen der körnigen Partikel auf das Basismodell wird dadurch gelöst, daß die Partikel dadurch auf das zumindest bereichsweise mit einem Haftvermittler versehene Basismodell gebracht werden, daß dieses in eine Kammer gehalten wird, in der eine große Anzahl der Partikel durch in die Kammer geleitete Druckluft aufgewirbelt werden. Durch die Wirbelbewegung werden eine große Anzahl von Partikel Kontakt mit den mit Haftvermittler versehene Stellen des Basismodells haben und sich daran absetzen.

Das beschriebene Verfahren ist äußerst effektiv und führt zu hervorragenden Ergebnissen.

Man geht also so vor, daß zunächst das Basismodell mit einem Haftvermittler an den Stellen versehen wird, an denen bei dem fertigen Implantat die strukturierte Oberfläche gewünscht wird. Sodann öffnet man die besagte Kammer, führt das Basismodell hinein und verschließt die Kammer. Die Kammer ist mit einem Druckluftanschluß versehen sowie mit einer Zuführvorrichtung für eine große Anzahl von den besagten Partikeln. Der Luftstrom wird in die Kammer geleitet, wodurch eine große Anzahl von Partikeln in der Kammer aufgewirbelt werden. Nach dem Zufallsprinzip kollidiert eine große Anzahl von Partikeln mit dem Basismodell. An den Stellen des Basismodells, die mit dem Haftvermittler versehen sind, bleiben die damit kollidierten Partikel verhaftet. Das Verfahren tritt an die Stelle eines denkbaren, aber überaus beschwerlichen Einzelauftragens einzelner Partikel auf das Basismodell beispielsweise mit einer Pinzette.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Implantates mit zumindest teilweise strukturierter, rauher Oberfläche unter Anwendung eines Positivmodells, das aus einem veraschbaren oder schmelzbaren Basismodell sowie aus mit diesem verhafteten veraschbaren Partikeln besteht, die die später strukturierten Oberflächenbereiche des Implantates bedecken, bei dem das Positivmodell als Ganzes in eine keramische Einbettmasse eingebettet wird, das Modell erhitzt wird, wobei das Basismodell verascht oder schmilzt, die Partikel veraschen und die keramische Einbettmasse gebrannt wird, in die verbleibenden Hohlräume geschmolzenes Metall gefüllt wird und nach dessen Erstarren die keramische Einbettmasse entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel eine Körnung von 2 bis 15 mm aufweisen und aus biologischen Naturmaterialien bestehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel aus raffinierten Naturmaterialien bestehen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel aus Saccharose bestehen.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel aus gehärtetem Pflanzenfett bestehen.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel Schokoladenstreusel sind.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel Kokosflocken sind.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel aus löslichem Kaffeegranulat bestehen.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel dadurch auf das mit einem Haftvermittler versehenen Basismodell gebracht werden, daß dieses in eine Kammer gehalten wird, in der eine große Anzahl der Partikel durch in die Kammer geleitete Druckluft aufgewirbelt werden, woraufhin die Partikel sich an den mit Haftvermittler versehenen Stellen des Basismodells absetzen.