DE4140919C2

DE4140919C2 - Verfahren zur Herstellung eines Implantates mit einer seine Oberfläche zumindest teilweise bedeckenden metallischen offenmaschigen dreidimensionalen Netzmaschenstruktur

Info

Publication number: DE4140919C2
Application number: DE4140919A
Authority: DE
Inventors: Hans Grundei
Original assignee: Eska Medical GmbH and Co
Current assignee: Eska Medical GmbH and Co
Priority date: 1991-08-27
Filing date: 1991-12-12
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2011-12-13
Also published as: DE4140919A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Implantates mit einer seine Oberfläche zumindest teilweise bedeckenden metallischen offenmaschigen dreidimensionalen Netzstruktur gemäß dem deutschen Patent 41 28 425.

Die damit hergestellten Implantate ermöglichen das Einwachsen von Knochenmaterial in die offenmaschige Oberflächenstruktur, wodurch für deren dauerhafte Fixation im Knochen gesorgt wird.

Ältere Verfahren zur Herstellung von Implantaten mit Oberflächenstrukturen sind bekannt aus der DE 31 06 917 A1 und DE 32 24 265 A1. Darin wird vorgeschlagen, Implantate oder zumindest deren Oberflächenstrukturen unter Anwendung der in der Feingießtechnik üblichen Verfahren herzustellen, wobei das Positivmodell im ersteren Falle aus einem offenporigen bzw. offenzelligen Natur- oder Kunstschwamm mit einer durchschnittlichen Weite der Poren oder Zellen von 0,5 bis 1,5 mm besteht. In der zweitgenannten Druckschrift wird vorgeschlagen, als Positivmodell einen offenporigen Kunststofformkörper zu verwenden, dessen Wandungen und/oder vernetzte Stege der Poren durch Wachs oder eine Wachs-Wasser-Emulsion verstärkt werden. Das offenporige Modellmaterial soll gemäß dieser Druckschrift Poren aufweisen, die durch flächenförmige Wandungsteile und/oder vernetzten Stegen begrenzt sind. Die Beschichtung mit Wachs soll dazu dienen, die nach Entfernen des Modellmaterials verbleibenden Hohlräume in der Gußform so groß zu halten, daß ein einwandfreies Einfließen von flüssigen Metallen oder säurefesten Kunststoffen möglich sein soll.

Diesen bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß man offenzelliges bzw. offenporiges Material als Positivmodell für die herzustellende Oberflächenstruktur verwendet. Diese Poren und Zellen sind gebildet aus taschenartigen Hohlräumen, die begrenzt sind durch die Stege und in zufälliger Weise zwischen diesen aufgespannten Membranwänden. Es handelt sich also hierbei durchgängig um sogenanntes teilretikuliertes Material. Wird dieses nun mit Verstärkungsmittel besprüht, ist verständlich, daß das Eindringen in die räumliche Tiefe des Strukturmaterials nur bedingt möglich ist, da der Durchgang des Verstärkungsmittels hauptsächlich durch die erwähnten Membranwände verhindert wird. Das Ergebnis sind Implantate mit einer Oberflächenstruktur, die nur in den äußersten Randzonen ihrer Oberflächen ein getreues Abbild des Positivmodells mit den offenen Zellen oder Poren zeigen werden. Die dahintergelegene Schichten sind regelmäßig massiv, da ein Ausgießen der filigranen Stege und insbesondere der Membranen der Abbilder der teilretikulierten Ausgangsstoffe nicht möglich ist.

Gemäß dem Hauptpatent wird ein Positivmodell für das herzustellende Implantat verwendet, das aus einem Wachsgrundkörper und aus einer auf diesem verhafteten offenmaschigen, aus Maschenwendeln gebildeten dreidimensionalen Netzmaschenstruktur aus veraschbarem Material. Die durchschnittliche Weite jeder einzelnen Masche dieser Struktur liegt im Bereich von 2 bis 5 mm. Die Maschenwendeln werden durch Besprühen mit einem veraschbaren Verstärkungsmittel verstärkt, nach dessen Austrocknung das Positivmodell im ganzen in einer keramischen Masse eingebettet wird. Dieses Modell wird erhitzt, wobei der Wachsgrundkörper schmilzt, die Maschenstruktur mit ihrer Verstärkung verascht und die keramische Masse gebrannt wird. In die zurückbleibenden Hohlräume wird Metall gegossen, nach dessen Erstarren die keramische Masse entfernt wird.

Das dreidimensionale Maschenwerk kann beispielsweise aus Wachs oder Polyurethan aufgebaut sein.

Als Verstärkungsmittel wird insbesondere ein selbstvernetzendes Zweikomponenten-Silikon oder ein in einem Lösungsmittel gelöstes Polyesterharz vorgeschlagen. Eine noch weitere Alternative als Verstärkungsmittel ist Polymethylmethacrylat.

Vor dem Hintergrund des in dem Hauptpatent genannten Standes der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, weitere Verstärkungsmittel für die Maschenwendeln anzugeben, mit denen die Herstellung eines Implantats detailgetreu nach dem Positivmodell möglich sind und die Oberflächenstruktur demgemäß mit hoher Genauigkeit bis hin zum massiven Kern des Implantats dargestellt werden kann. Aus Arbeitsplatzschutzgründen wird die Verwendung weniger unter Umständen toxisch wirkender Mittel angestrebt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den Ansprüchen 1, 2 und 3 angegebenen Verfahren. In Weiterbildung dieser Verfahren können sich die Ansprüche 6 bis 12 des Hauptpatents anschließen.

Erfindungsgemäß wird gemäß einer Alternative vorgeschlagen, als Verstärkungsmittel für die Maschenwendeln der dreidimensionalen Netzmaschenstruktur ein Milcheiweißprodukt zu verwenden, welches in einer wäßrigen Emulsion auf die Maschenwendeln gesprüht wird. Hernach wird das Positivmodell getrocknet, so daß sich das Milcheiweißprodukt auf den Maschenwendeln absetzen kann.

Als Milcheiweißprodukt kommt beispielsweise Trockenmilchpulver zum Einsatz.

Alternativ hierzu wird vorgeschlagen, als Verstärkungsmittel eine Glasur auf Zuckerbasis zu verwenden, die ebenfalls auf die Maschenwendeln gesprüht wird, bevor das Positivmodell einem Trocknungsprozeß ausgesetzt wird. Als Zuckerprodukt kommt beispielsweise feinpulvriger Puderzucker zur Anwendung. Schließlich ist es auch möglich, als Verstärkungsmittel pflanzliche Stärke zu verwenden, die in einer wäßrigen Emulsion auf die Maschenwendeln gesprüht wird.

In völlig überraschender Weise leisten die genannten Verstärkungsmittel eine ähnlich gute Verstärkung wie jene, wie sie in dem Hauptpatent beschrieben sind. Als Vorteil gegenüber jenen wird angesehen, daß sie nicht toxisch sind, so daß hier angegebenen Verfahren insofern günstiger sind als jene, bei denen in Lösungsmittel gelöste Chemikalien zum Einsatz kommen.

Nach der Austrocknung des so mit Verstärkungsmittel besprühten Positivmodells wird dieses im Einklang mit dem Verfahren gemäß dem Hauptpatent im ganzen mit einer keramischen Masse eingebettet, das Modell erhitzt, wobei der Wachsgrundkörper schmilzt, die Netzmaschenstruktur mit ihrer Verstärkung verascht und die keramische Masse gebrannt wird. Schließlich wird in die zurückbleibenden Hohlräume des Negativmodells Metall gegossen und nach dessen Erstarren wird die keramische Masse entfernt.

Die fakultativ anwendbaren weiteren Verfahrenschritte gemäß den Ansprüchen 6 bis 12 des Hauptpatents dienen dazu, die Verstärkungsmittelschichten zusätzlich zu versteifen bzw. zu fixieren oder - falls mehrere Verstärkungsschichten auf die Maschenwendeln aufgebracht werden - diese Schichten optisch sichtbar zu machen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Implantates mit einer seine Oberfläche zumindest teilweise bedeckenden metallischen offenmaschigen Struktur unter Anwendung eines verlorenen Positivmodells aus einem Wachsgrundkörper und einer auf diesem verhafteten offenmaschigen, aus Maschenwendeln gebildeten dreidimensionalen Maschenstruktur aus veraschbarem Material mit einer Weite jeder einzelnen Masche im Bereich von 2 bis 5 mm, bei dem die Maschenwendeln durch Besprühen mit einem veraschbaren Verstärkungsmittel verstärkt werden, nach Austrocknen des Positivmodells dieses im ganzen mit einer keramischen Masse eingebettet wird, das Modell erhitzt wird, wobei der Wachsgrundkörper schmilzt, die Maschenstruktur mit ihrer Verstärkung verascht und die keramische Masse gebrannt wird, und bei dem in die zurückbleibenden Hohlräume Metall gegossen wird und nach dessen Erstarren die keramische Masse entfernt wird, nach Patent 41 28 425, bei dem als Verstärkungsmittel ein Milcheiweißprodukt verwendet wird, das in einer wäßrigen Emulsion auf die Maschenwendeln der dreidimensionalen Netzmaschenstruktur gesprüht wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines Implantates mit einer seine Oberfläche zumindest teilweise bedeckenden metallischen offenmaschigen Struktur unter Anwendung eines verlorenen Positivmodells aus einem Wachsgrundkörper und einer auf diesem verhafteten offenmaschigen, aus Maschenwendeln gebildeten dreidimensionalen Maschenstruktur aus veraschbarem Material mit einer Weite jeder einzelnen Masche im Bereich von 2 bis 5 mm, bei dem die Maschenwendeln durch Besprühen mit einem veraschbaren Verstärkungsmittel verstärkt werden, nach Austrocknen des Positivmodells dieses im ganzen mit einer keramischen Masse eingebettet wird, das Modell erhitzt wird, wobei der Wachsgrundkörper schmilzt, die Maschenstruktur mit ihrer Verstärkung verascht und die keramische Masse gebrannt wird, und bei dem in die zurückbleibenden Hohlräume Metall gegossen wird und nach dessen Erstarren die keramische Masse entfernt wird, nach Patent 41 28 425, bei dem als Verstärkungsmittel eine Glasur auf Zuckerbasis auf die Maschenwendeln der dreidimensionalen Netzmaschenstruktur gesprüht wird.

3. Verfahren zur Herstellung eines Implantates mit einer seine Oberfläche zumindest teilweise bedeckenden metallischen offenmaschigen Struktur unter Anwendung eines verlorenen Positivmodells aus einem Wachsgrundkörper und einer auf diesem verhafteten offenmaschigen, aus Maschenwendeln gebildeten dreidimensionalen Maschenstruktur aus veraschbarem Material mit einer Weite jeder einzelnen Masche im Bereich von 2 bis 5 mm, bei dem die Maschenwendeln durch Besprühen mit einem veraschbaren Verstärkungsmittel verstärkt werden, nach Austrocknen des Positivmodells dieses im ganzen mit einer keramischen Masse eingebettet wird, das Modell erhitzt wird, wobei der Wachsgrundkörper schmilzt, die Maschenstruktur mit ihrer Verstärkung verascht und die keramische Masse gebrannt wird, und bei dem in die zurückbleibenden Hohlräume Metall gegossen wird und nach dessen Erstarren die keramische Masse entfernt wird, nach Patent 41 28 425, bei dem als Verstärkungsmittel pflanzliche Stärke verwendet wird, die in einer wäßrigen Emulsion auf die Maschenwendeln der dreidimensionalen Netzmaschenstruktur gesprüht wird.