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Diese
Erfindung betrifft medizinische Implantate und Teile eines medizinischen
Implantats, welche poröses
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht umfassen, und Verfahren
zum Herstellen derselben.
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Der
Erfolg orthopädischer
Implantate, die chirurgisch in lebenden Knochen implantiert werden, hängt im wesentlichen
vom Erreichen und Bewahren einer dauerhaften Verbindung zwischen
sich gegenüberliegenden
Flächen
des Implantats und des Wirtsknochens ab. Chirurgische Verfahren
zum Vorbereiten von lebendem Knochen, um eine chirurgisch implantierte
orthopädische
Vorrichtung aufzunehmen sind seit zwanzig Jahren oder mehr bekannt
gewesen, jedoch sind die idealen Eigenschaften der Oberfläche des
orthopädischen
Implantats, welche dem Wirtsknochen gegenüberliegt, und Verfahren zum Vorbereiten
der Implantatfläche
Gegenstände
beträchtlicher
Widersprüche.
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Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht wird in großem Maße in der orthopädischen
Industrie für
die Herstellung von orthopädischen
Implantaten aufgrund seiner verhältnismäßig hohen
Abnutzungsbeständigkeit
und Biokompatibilität
verwendet. Beispielsweise wird Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
häufig
verwendet, um die Hüftpfanne
von künstlichen
Hüftgelenken
herzustellen. Jedoch ist fabrikneues Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht bioinert, und lebende Zellen (zum Beispiel Knochenzellen,
osteoblastartige Zellen oder Weichgewebezellen) zeigen eine verhältnismäßig geringe,
wenn überhaupt,
Affinität
gegenüber
solchem fabrikneuen Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht.
Demzufolge sind orthopädische
Implantate, die Polyethylenkomponenten mit ultrahohem Molekulargewicht
umfassen, die an dem Wirtsknochen verankert werden müssen, ein
Risiko bezüglich eines
potentiellen Versagens des orthopädischen Implantats, sofern
nicht zusätzliche
Maßnahmen
unternommen werden, um die Einrichtung und Bewahrung einer Verbindung
zwischen der Polyethylenkomponente mit ultrahohem Molekulargewicht
und dem Wirtsknochen zu gewährleisten.
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Viele
Methoden sind verwendet worden oder werden gegenwärtig verwendet,
um eine solche Verbindung zwischen der Polyethylenkomponente mit ultrahohem
Molekulargewicht und dem Wirtsknochen zu begründen. Beispielsweise wurden
frühe Polyethylenkomponenten
mit ultrahohem Molekulargewicht, wie die Hüftpfanne einer künstlichen
Hüfte,
mit dem Wirtsknochen (d.h. Hüftgelenkpfanne
des Beckens) unter Verwendung eines Knochenzements verbunden. Gegenwärtig sind
einige kommerziell erhältliche
Polyethylenkomponenten mit ultrahohem Molekulargewicht mit komplexen
Oberflächengeometrien
bereitgestellt worden, welche Oberflächengeometrien Rippen und/oder
Vorsprünge
umfassen, die beabsichtigt sind, um Stellen für die Verankerung der Polyethylenkomponente
mit ultrahohem Molekulargewicht an dem Wirtsknochen bereitzustellen.
Alternativ können
Polyethylenkomponenten mit ultrahohem Molekulargewicht an dem Wirtsknochen
unter Verwendung einer mechanischen Befestigungsvorrichtung verankert
oder an einer metallischen „Hülse" oder einen „Einsatz" angefügt werden,
welche Hülse oder
welcher Einsatz üblicherweise
einen aufgerauhten und/oder porösen Überzug umfaßt, der
dem Wirtsknochen gegenüberliegt.
Während
jede dieser Maßnahmen
zum effektiven „Verbinden" der Polyethylenkomponente
mit ultrahohem Molekulargewicht an den Wirtsknochen variierende
Erfolgsgrade erfahren hat, sind orthopädische Implantate, die auf
solchen Maßnahmen
beruhen, risikohaft bezüglich
des Versagens, wenn die bestimmte Maßnahme (z.B. die Rippe, der
Vorsprung oder mechanische Befestigungsvorrichtung) versagt.
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Es
besteht daher eine Notwendigkeit für ein medizinisches Implantat
oder ein Teil eines medizinischen Implantats umfassend Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht, das ein Substrat bereitstellt, das
zum Knocheneinwuchs und/oder Weichgewebeeinwuchs geeignet ist. Eine
Notwendigkeit besteht ebenfalls für ein medizinisches Implantat
oder ein Teil eines medizinischen Implantats umfassend Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht mit einer Struktur, die es Knochenzement
erlaubt, in das medizinische Implantat oder das Teil des medizinischen
Implantats einzudringen, was die Festigkeit der Verbindung zwischen
dem medizinischen Implantat oder dem Teil des medizinischen Implantats
und dem Wirtsknochen erhöht.
Die Erfindung liefert ein solches Implantat und ein Verfahren zum
Herstellen desselben. Diese und weitere Vorteile der Erfindung und
ebenso weitere erfindungsgemäße Merkmale werden
aus der Beschreibung der hierin bereitgestellten Erfindung offensichtlich.
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Die
Erfindung stellt ein medizinisches Implantat oder ein Teil eines
medizinischen Implantats bereit, umfassend poröses Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht, wobei (i) das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
ein Gewichtsmittelmolekulargewicht von etwa 400.000 Atommasseneinheiten
oder mehr aufweist, (ii) das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
eine Porosität
von etwa 20% oder mehr aufweist, (iii) der durchschnittliche Durchmesser
der Poren im Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht etwa 400 μm oder kleiner
ist und (iv) wenigstens etwas des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht
daran angefügte
hydrophile funktionelle Gruppen umfaßt.
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Die
Erfindung liefert ebenfalls ein medizinisches Implantat oder ein
Teil eines medizinischen Implantats, umfassend poröses Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht, wobei (i) das Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht ein Gewichtsmittelmolekulargewicht von etwa 400.000
Atommasseneinheiten oder mehr aufweist, (ii) das Polyethylen mit
ultrahohem Molekulargewicht eine Porosität von etwa 15% bis etwa 65%
aufweist und (iii) wenigstens etwa 5 Vol.-% der Poren im Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht einen Durchmesser von etwa 200 μm oder mehr
aufweisen.
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Das
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht kann ein Gewichtsmittelmolekulargewicht von
etwa 1.000.000 Atommasseneinheiten oder mehr aufweisen.
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Das
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht kann eine Porosität von etwa
20% bis etwa 60% aufweisen.
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Etwa
5% oder mehr (Zahlenprozent) der Poren im Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht können
einen Durchmesser von etwa 200 μm
oder mehr aufweisen.
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Der
durchschnittliche Durchmesser der Poren im Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht kann etwa 400 μm
oder kleiner sein.
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Wenigstens
etwas des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht umfaßt daran
angefügte hydrophile
funktionelle Gruppen.
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Die
hydrophilen funktionellen Gruppen können eine oder mehrere funktionelle
Gruppen umfassen, die ausgewählt
sind aus der Gruppe bestehend aus funktionellen Aminogruppen, funktionellen
Carbonsäuregruppen,
funktionellen Hydroxylgruppen, funktionellen Hydroxysulfurylgruppen
und Kombinationen derselben.
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Die
hydrophilen funktionellen Gruppen können eine oder mehrere funktionelle
Carbonsäuregruppen
umfassen.
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Die
hydrophilen funktionellen Gruppen können an dem Polyethylen mit
ultrahohem Molekulargewicht durch hydrophile Monomere angefügt sein. Das
hydrophile Monomer kann ausgewählt
sein aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäure, Poly(etyhlenglycol), 2-Hydroxyethylmethacrylat
und Kombinationen derselben.
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Die
Erfindung liefert ferner ein Verfahren zum Herstellen eines medizinischen
Implantats oder eines Teils eines medizinischen Implantats umfassend Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht, wobei das Verfahren umfaßt: (a)
Bereitstellen einer Pressform für
das medizinische Implantat oder das Teil eines medizinischen Implantats
mit einem Innenvolumen, (b) Bereitstellen einer Matrix umfassend
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, wobei das Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht ein Gewichtsmittelmolekulargewicht
von etwa 400.000 Atommasseneinheiten oder mehr aufweist, (c) Verteilen
eines Porogens umfassend ein schmelzverarbeitbares Polymer in der
Matrix, um eine Mischung herzustellen, die wenigstens ein Porogen
und Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht umfaßt, (d) Füllen wenigstens
eines Teils des Innenvolumens der Pressform mit der in Schritt (c)
erhaltenen Mischung, (e) Kompressieren der innerhalb der Pressform
enthaltenen Mischung für
eine Zeit und unter Bedingungen, die ausreichend sind, um ein medizinisches
Implantat oder ein Teil eines medizinischen Implantats daraus zu
bilden, (f) Entfernen des medizinischen Implantats oder des Teils
des medizinischen Implantats aus der Pressform und (g) Eintauchen
des medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats,
das in Schritt (f) erhalten wird, in einem Lösungsmittel für eine Zeit
und unter Bedingungen, die ausreichend sind, um wenigstens einen
Teil des Porogens aus dem medizinischen Implantat oder dem Teil
des medizinischen Implantats zu extrahieren.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
Rasterelektronenmikrographie (SEM) (35-fache Vergrößerung)
der Oberfläche
eines porösen
Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht (Porosität von etwa
23%) ist, hergestellt durch ein herkömmliches Sinterverfahren.
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2 eine
SEM-Mikrographie (300-fache Vergrößerung) der Oberfläche eines
porösen
Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht (Porosität von etwa
33%) ist, das durch ein herkömmliches
Sinterverfahren hergestellt ist. Die Mikrographie schließt ebenfalls
Messungen einiger der Poren ein, die in dem porösen Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht vorhanden sind.
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3 eine
SEM-Mikrographie (35-fache Vergrößerung)
der Oberfläche
des porösen
Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht (Porosität von etwa
30%) ist, hergestellt unter Verwendung des Verfahrens der Erfindung.
Die Mikrographie schließt ebenfalls
Messungen einiger der Poren ein, die in dem porösen Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht vorhanden sind.
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4 eine
SEM-Mikrographie (180-fache Vergrößerung) der Oberfläche eines
porösen
Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht (Porosität von etwa
30%) ist, das unter Verwendung des Verfahrens der Erfindung hergestellt
ist. Die Mikrographie schließt
ebenfalls Messungen einiger der Poren ein, die in dem porösen Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht vorhanden sind.
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5 eine
SEM-Mikrographie (300-fache Vergrößerung) der Oberfläche eines
porösen
Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht (Porosität von etwa
30%) ist, das unter Verwendung des Verfahrens der Erfindung hergestellt
ist. Die Mikrographie schließt
ebenfalls Messungen einiger der Poren ein, die in dem porösen Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht vorhanden sind.
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Die
Erfindung stellt ein medizinisches Implantat oder ein Teil eines
medizinischen Implantats bereit, das poröses Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht umfaßt.
Das medizinische Implantat oder das Teil eines medizinischen Implantats
kann irgendein geeignetes medizinisches Implantat oder Teil eines
medizinischen Implantats sein. Geeignete medizinische Implantate
oder Teile eines medizinischen Implantats schließen ein, sind jedoch nicht
begrenzt auf die Hüftgelenkpfanne,
den Einsatz oder die Auskleidung der Hüftgelenkpfanne, oder Zapfenlager
von künstlichen
Hüftgelenken,
das Schienbeinplateau, Kniescheibenknopf (Patello-Femoral-Gelenk)
und Zapfen- oder andere Lagerkomponenten künstlicher Kniegelenke, die
Talarfläche
(Tibiotalargelenk) und andere Lagerkomponenten künstlicher Knöchelgelenke,
das Radionumeralgelenk, das Ulnohumeralgelenk und andere Lagerkomponenten künstlicher
Ellenbogengelenke, das Glenoro-Humeralgelenk und andere Lagerkomponenten
künstlicher Schultergelenke,
Bandscheibenverschiebungen und Gelenkflächenverschiebungen für die Wirbelsäule, Temporo-Mandibulargelenke
(Kiefer) und Fingergelenke. Alternativ kann das medizinische Implantat oder
das Teil eines medizinischen Implantats eine Arzneimittelliefervorrichtung
sein, die angepaßt
ist, um innerhalb eines Wirts implantiert zu werden. In einer solchen
Ausführungsform
kann das medizinische Implantat oder das Teil eines medizinischen
Implantats ein oder mehrere aktive Bestandteile umfassen, beispielsweise
enthalten in den Poren des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht.
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Wie
oben erwähnt,
umfaßt
das medizinische Implantat oder das Teil eines medizinischen Implantats
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht. Bevorzugt weist das
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht ein Gewichtsmittelmolekulargewicht von
etwa 400.000 Atommasseneinheiten oder mehr, bevorzugter etwa 1.000.000
(zum Beispiel etwa 2.000.000 oder etwa 3.000.000) Atommasseneinheiten
oder mehr auf. Typischerweise ist das Gewichtsmittelmolekulargewicht
des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht etwa 10.000.000
Atommasseneinheiten oder weniger, bevorzugter etwa 6.000.000 Atommasseneinheiten
oder weniger. Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, das zur Verwendung
in der Erfindung geeignet ist, schließt ein, ist jedoch nicht begrenzt
auf kommerziell erhältliches
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, wie GUR 1050, pulverisiertes
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (Gewichtsmittelmolekulargewicht
von etwa 4.000.000 bis etwa 6.000.000 Atommasseneinheiten), und
GUR 1020, pulverisiertes Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (Gewichtsmittelmolekulargewicht
von etwa 2.000.000 bis etwa 4.000.000 Atommasseneinheiten) von Ticona
(Summit, New Jersey). Bevorzugt enthält das Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht keine Stabilisatoren, Antioxidationsmittel oder andere
chemische Additive, die potentiell nachteilige Effekte bei medizinischen
Anwendungen aufweisen können.
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Das
medizinische Implantat oder das Teil eines medizinischen Implantats
umfaßt
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, das porös ist. Wenn hierin
verwendet, bezieht sich der Begriff „porös" auf eine Masse von Polyethylen mit
ultrahohem Molekulargewicht umfassend offene Poren auf wenigstens einem
Bereich seiner äußeren Oberfläche. Das
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht umfaßt bevorzugt Poren, die in
der gesamten Masse verteilt sind. Die Poren können in irgendeiner geeigneten Weise
im gesamten Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht verteilt
sein. In bestimmten Ausführungsformen
werden die Poren an oder nahe der Oberfläche des Polyethylens mit ultrahohem
Molekulargewicht zusammengezogen. Bevorzugt sind die Poren im wesentlichen
einheitlich im gesamten Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
verteilt, das das medizinische Implantat oder das Teil eines medizinischen
Implantats der Erfindung umfaßt.
Bevorzugt ist wenigstens ein Teil der Poren, die in dem Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht vorhanden sind, miteinander verbunden
(d.h. die Poren sind mit einer oder mehreren der angrenzenden Poren verbunden).
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Wenn
hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Porosität" auf das Verhältnis des Gesamtvolumens der
Poren (zum Beispiel Hohlraumvolumen) im Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht zum Gesamtvolumen des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht.
Bevorzugt weist das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
eine Porosität
von etwa 20% oder mehr, sogar noch bevorzugter etwa 25% oder mehr
(zum Beispiel etwa 30% oder mehr oder etwa 35% oder mehr) auf. Es
wird verstanden, daß,
wenn die Porosität
des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht zunimmt, die mechanische Festigkeit
des medizinischen Implantats oder des Teils eines medizinischen
Implantats abnehmen kann. Demzufolge ist die Porosität des Polyethylens mit
ultrahohem Molekulargewicht bevorzugt nicht so hoch, um die mechanische
Festigkeit des medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats
beträchtlich
zu beeinträchtigen.
In diesem Zusammenhang weist das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
typischerweise eine Porosität von
etwa 65% oder weniger (zum Beispiel etwa 60% oder weniger), bevorzugter
etwa 55% oder weniger, bevorzugter etwa 50% oder weniger (zum Beispiel etwa
45% oder weniger oder etwa 40% oder weniger) auf. In einer bevorzugten
Ausführungsform
weist das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht eine Porosität von etwa
20% bis etwa 50% auf.
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Bevorzugt
weist wenigstens ein Teil der Poren im Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht einen Durchmesser von etwa 200 μm oder mehr (zum Beispiel etwa
250 μm oder
mehr, etwa 300 μm oder
mehr oder etwa 350 μm
oder mehr) auf. Jeder geeignete Prozentanteil der Poren kann einen
Durchmesser aufweisen, der innerhalb eines der oben genannten Bereiche
(zum Beispiel etwa 200 μm
oder mehr) fällt.
Tatsächlich
wird verstanden, daß der
bevorzugte Prozentanteil an Poren im Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht mit einem Durchmesser, der innerhalb eines der
oben genannten Bereiche liegt, abhängen wird, zumindest teilweise,
von der beabsichtigten Verwendung des medizinischen Implantats oder
des Teils des medizinischen Implantats. Demzufolge kann der bevorzugte
Prozentanteil für
ein medizinisches Implantat oder ein Teil des medizinischen Implantats,
das unter Verwendung eines Knochenzements fixiert werden wird, unterschiedlich sein
von dem bevorzugten Prozentanteil für ein medizinisches Implantat
oder ein Teil des medizinischen Implantats, das unter Verwendung
eines Press-Fit-Verfahrens befestigt wird, bei welchem das medizinische
Implantat oder das Teil des medizinischen Implantats an dem Wirtsknochen
durch ossäre Integration
und/oder Weichgewebeanfügung
verankert wird. Bevorzugt ist der Prozentanteil (Volumen) der Poren
mit einem Durchmesser, der innerhalb eines der oben genannten Bereiche
(zum Beispiel mit einem Durchmesser von etwa 250 μm oder mehr) fällt, etwa
5% oder mehr (zum Beispiel etwa 10% oder mehr oder etwa 15% oder
mehr), bevorzugter etwa 25% oder mehr (zum Beispiel etwa 35% oder mehr,
oder etwa 40% oder mehr oder etwa 50% oder mehr). Typischerweise
wird der Prozentanteil (Volumen) an Poren mit einem Durchmesser,
der innerhalb eines der oben genannten Bereiche (zum Beispiel mit
einem Durchmesser von etwa 200 μm
oder mehr oder etwa 200 μm
bis etwa 800 μm)
fällt,
nicht etwa 85% übersteigen
(zum Beispiel nicht etwa 80% übersteigen).
Der Prozentanteil (Volumen) an Poren mit einem bestimmten Teilchendurchmesser
kann bestimmt werden unter Verwendung irgendeiner geeigneten Methode.
Bevorzugt wird der Prozentanteil (Volumen) an Poren, der innerhalb
eines der oben genannten Bereiche fällt, bestimmt unter Verwendung
einer Quecksilberintrusionsporosimetrie, beispielsweise unter Verwendung
eines automatischen Porengrößenanalysators
PoreMaster®33
von Quantachrome Instruments (Boynton Beach, Florida). PoreMaster
ist ein Markenname von Quantachrome Instruments, der in einigen
Länder
registriert sein kann.
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Der
durchschnittliche Durchmesser der Poren im Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht ist etwa 400 μm
oder weniger. Es wird verstanden, daß der bevorzugte Durchmesser
der Poren im Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht abhängen wird,
zumindest teilweise, von der beabsichtigten Verwendung des medizinischen
Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats. Demzufolge kann
der bevorzugte durchschnittliche Porendurchmesser für ein medizinisches
Implantat oder ein Teil des medizinischen Implantats, das unter
Verwendung eines Knochenzements fixiert werden wird, verschieden
sein von dem bevorzugten durchschnittlichen Porendurchmesser für ein medizinisches
Implantat oder das Teil eines medizinischen Implantats, das unter
Verwendung eines Press-Fit-Verfahrens
fixiert werden wird, bei welchem das medizinische Implantat oder
das Teil des medizinischen Implantats an dem Wirtsknochen durch
ossäre
Integration und/oder Weichgewebeanfügung verankert wird. Bevorzugt
ist der durchschnittliche Durchmesser der Poren im Polyethylen mit
ultrahohem Molekulargewicht etwa 350 μm oder weniger, bevorzugter
etwa 300 μm
oder weniger (zum Beispiel etwa 250 μm oder weniger). Der durchschnittliche
Durchmesser der Poren im Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
ist typischerweise etwa 1 μm
oder mehr, bevorzugt etwa 10 μm oder
mehr, bevorzugter etwa 25 μm
oder mehr und am bevorzugtesten etwa 50 μm oder mehr (zum Beispiel etwa
75 μm oder
mehr, oder etwa 100 μm
oder mehr). Der durchschnittliche Durchmesser der Poren kann unter
Verwendung irgendeiner geeigneten Methode bestimmt werden. Bevorzugt
wird der durchschnittliche Durchmesser der Poren bestimmt unter Verwendung
von Quecksilberintrusionsporosimetrie, beispielsweise unter Verwendung
eines automatischen Porengrößenanalysators
PoreMaster®33
von Quantachrome Instruments (Boynton Beach, Florida).
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Wenigstens
ein Teil (zum Beispiel wenigstens ein Teil der Oberfläche) des
porösen
Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht ist hydrophil. Es wird
verstanden, daß,
wenn man sich auf das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
bezieht, der Begriff „hydrophil" verwendet wird,
um sich auf ein Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht zu beziehen,
das hydrophiler ist als ähnliches, „nicht
behandeltes" Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht. Das Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht kann durch irgendein geeignetes Mittel hydrophil
gemacht werden. In bestimmten Ausführungsformen umfaßt das Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht hydrophile funktionelle Gruppen,
die an wenigstens einem Teil desselben angefügt sind. Die hydrophilen funktionellen
Gruppen können
direkt an wenigstens einem Teil des Polyethylens mit ultrahohem
Molekulargewicht angefügt
sein, oder die hydrophilen funktionellen Gruppen können Teil
hydrophiler Monomere sein, die an wenigstens einem Teil des Polyethylens
mit ultrahohem Molekulargewicht angefügt sind. Bevorzugt umfassen
die hydrophilen funktionellen Gruppen eine oder mehrere funktionelle Gruppen,
die ausgewählt
sind aus der Gruppe bestehend aus funktionellen Aminogruppen, funktionellen Carbonsäuregruppen,
funktionellen Hydroxylgruppen, funktionellen Hydroxysulfurylgruppen
und Kombinationen derselben. Bevorzugter umfassen die hydrophilen
funktionellen Gruppen eine oder mehrere funktionelle Carbonsäuregruppen.
Geeignete hydrophile Monomere, die verwendet werden können, um die
Oberfläche
des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht zu modifizieren,
schließen
ein, sind jedoch nicht begrenzt auf Acrylsäure, Poly(ethylenglycol), 2-Hydroxyethylacrylat
und Kombinationen derselben.
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Während man
nicht an irgendeine bestimmte Theorie gebunden werden möchte, wird
angenommen, daß die
poröse
und/oder hydrophile Natur des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht
des medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats
ein ideales Substrat für
Knocheneinwuchs, Weichgewebeeinwuchs und/oder Penetration von Knochenzement
bereitstellt. Insbesondere wird angenommen, daß die poröse Natur des Polyethylens mit
ultrahohem Molekulargewicht eine strukturierte Oberfläche bereitstellt,
an die Zellen (zum Beispiel Knochenzellen, osteoblastartige Zellen
oder Weichgewebezellen) sich selbst anfügen können. Ferner, wenn das Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht des medizinischen Implantats oder
des Teils des medizinischen Implantats hydrophile funktionelle Gruppen
umfaßt,
wird angenommen, daß die Hydrophilie
des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht die Anfügung von
Zellen anzieht und weiter fördert,
verglichen mit nicht behandeltem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht.
Es wird ebenfalls angenommen, daß die poröse Natur des Polyethylens mit
ultrahohem Molekulargewicht es Knochenzement ermöglicht, zumindest teilweise
in die inneren Bereiche des medizinischen Implantats oder des Teils
des medizinischen Implantats einzudringen, wodurch die Fähigkeit
des Knochenzements verbessert wird, das medizinische Implantat oder
das Teil des medizinischen Implantats am Wirtsknochen zu verankern.
Beispielsweise wird angenommen, daß die poröse Natur des Polyethylens mit
ultrahohem Molekulargewicht es dem bzw. den Monomer(en) des Knochenzements
ermöglichen
kann, in die inneren Bereiche des medizinischen Implantats oder
des Teils des medizinischen Implantats zu diffundieren, wo sie polymerisiert
werden können,
um ein polymeres Netzwerk zu bilden, das in der gesamten Porenstruktur
des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht verteilt wird.
Ein solches Netzwerk des Knochenzements kann ebenfalls eine Verknüpfung oder
Verbindung zwischen den inneren Bereichen des medizinischen Implantats
oder des Teils des medizinischen Implantats und dem Knochenzement
auf den äußeren Bereichen
des medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats
bereitstellen (zum Beispiel dem Knochenzement, der dem Wirtsknochen
gegenüberliegt).
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Die
Erfindung liefert ferner ein Verfahren zum Herstellen eines medizinischen
Implantats oder eines Teils eines medizinischen Implantats, das
poröses
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht umfaßt, wobei das Verfahren umfaßt: (a)
Bereitstellen einer Pressform für
das medizinische Implantat oder das Teil eines medizinischen Implantats
mit einem Innenvolumen, (b) Bereitstellen einer Matrix umfassend
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, wobei das Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht ein Gewichtsmittelmolekulargewicht
von etwa 400.000 Atommasseneinheiten oder mehr aufweist, (c) Verteilen
eines Porogens umfassend ein schmelzverarbeitbares Polymer in der
Matrix, um eine Mischung herzustellen, die wenigstens ein Porogen
und Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht umfaßt, (d)
Füllen
wenigstens eines Teils des Innenvolumens der Pressform mit der in
Schritt (c) erhaltenen Mischung, (e) Kompressieren der innerhalb der
Pressform enthaltenen Mischung für
eine Zeit und unter Bedingungen, die ausreichend sind, um ein medizinischen
Implantat oder ein Teil eines medizinischen Implantats daraus zu
bilden, (f) Entfernen des medizinischen Implantats oder des Teils
des medizinischen Implantats aus der Pressform und (g) Eintauchen
des medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats,
das in Schritt (f) erhalten wird, in einem Lösungsmittel für eine Zeit
und unter Bedingungen, die ausreichend sind, um wenigstens einen
Teil des Porogens aus dem medizinischen Implantat oder dem Teil
des medizinischen Implantats zu extrahieren. Die Eigenschaften des
medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats,
das durch das Verfahren der Erfindung hergestellt wird (zum Beispiel
das Molekulargewicht des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht, die
Porosität
des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht, die Größe und/oder
Form der Poren etc). können
die gleichen sein, wie sie oben dargelegt worden sind für das medizinische
Implantat oder das Teil des medizinischen Implantats der Erfindung.
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Wie
oben erwähnt,
umfaßt
das Verfahren der Erfindung ein Bereitstellen einer Pressform für das medizinische
Implantat oder das Teil des medizinischen Implantats mit einem Innenvolumen.
Der Begriff „Pressform" wird hierin verwendet,
um sich auf eine Form zu beziehen, die typischerweise zwei Hälften aufweist,
die, wenn sie zusammengefügt
werden, ein Innenvolumen definieren (d.h. eine Formaushöhlung).
Die Pressform kann in irgendeiner geeigneten Konfiguration bereitgestellt
sein. Im allgemeinen ist die Pressform so konfiguriert, daß das Innenvolumen der
Pressform (d.h. die Formaushöhlung)
das medizinische Implantat oder das Teil des medizinischen Implantats
in einer im wesentlichen vollständigen Form
(d.h. in im wesentlichen der gleichen Form, die verwendet wird für die Implantation
in dem Wirt) definiert. Es wird jedoch verstanden, daß das medizinische
Implantat oder das Teil des medizinischen Implantats, das durch
das Verfahren der Erfindung hergestellt wird, ebenfalls einer weiteren
Verarbeitung (zum Beispiel Bearbeitung mit Maschinen) unterzogen
werden kann, um das medizinische Implantat oder das Teil des medizinischen
Implantats in der endgültigen
Form bereitzustellen, die zur Implantation in den Wirt verwendet
wird.
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Die
Matrix von Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht kann bereitgestellt
werden in irgendeiner geeigneten Form. Bevorzugt umfaßt die Matrix
des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht, besteht im wesentlichen
daraus oder besteht aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
in einer pulverisierten oder pelletisierten Form.
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Wie
oben erwähnt,
verwendet das Verfahren der Erfindung ein Porogen. Wenn er hierin
verwendet wird, bezieht sich der Begriff „Porogen" auf ein labiles, porenerzeugendes Material
(d.h. ein Material, das in der Lage ist zum leichten Unterliegen,
unter den geeigneten Bedingungen, chemischen und/oder physikalischen Änderungen,
um Poren in dem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht zu bilden). Bevorzugt
umfaßt
das Porogen ein schmelzverarbeitbares Polymer. Wenn hierin verwendet,
um sich auf das schmelzverarbeitbare Polymer, das in dem Porogen
vorhanden ist, zu beziehen, bezieht sich der Begriff „schmelzverarbeitbar" auf ein Polymer,
das in seinem geschmolzenen Zustand unter Verfahren verarbeitet
werden kann, wie Spritzguß,
Extrusionsformen, Blasformen und/oder Kompressionsformen. Bevorzugt
zeigt ein schmelzverarbeitbares Polymer keinen signifikanten oxidativen
Abbau, keine Zersetzung oder Pyrolyse bei den Verarbeitungstemperaturen,
die typischerweise in solchen Formungsverfahren verwendet werden.
Das Porogen kann irgendein geeignetes schmelzverarbeitbares Polymer
sein. Geeignete schmelzverarbeitbare Polymere schließen ein,
sind jedoch nicht begrenzt auf Poly(ethylenoxid), Polyethylenglycol,
Polyethylenglycolcopolymere (zum Beispiel Poly(ethylenglycol)-poly(propylenglycol)-Copolymere,
Poly(ethylenglycol)-poly(propylenglycol)-poly(ethylenglycol)-Blockcopolymere
oder Poly(propylenglycol)-poly(ethylenglycol)-poly(propylenglycol)-blockcopolymere,
Poly(propylenglycol), Poly(2-hydroxythylmethacrylat),
Poly(vinylalkohol), Poly(acrylsäure),
Poly(methacrylsäure),
Polyvinylpyrrolidon, Zelluloseether, Alginat, Chitosan, Hyaluronat,
Collagen und Mischungen oder Kombinationen derselben. Bevorzugt
wird das schmelzverarbeitbare Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Polyethylenglycol, Poly(ethylenoxid), Polyvinylpyrrolidon, Poly(vinylalkohol)
und Mischungen derselben. In bestimmten Ausführungsformen ist das schmelzverarbeitbare
Polymer bevorzugt wasserlöslich.
Wenn hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „wasserlöslich" auf ein Polymer mit einer Löslichkeit in
Wasser (bei 25°C)
von etwa 1 mg/L oder mehr, bevorzugt etwa 10 mg/L oder mehr, bevorzugter
etwa 30 mg/L oder mehr, sogar noch bevorzugter etwa 100 mg/L oder
mehr und am bevorzugtesten etwa 1000 mg/L oder mehr.
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Um
zu gewährleisten,
daß das
schmelzverarbeitbare Polymer im gesamten Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht verteilt verbleibt während des Pressformschrittes
des erfindungsgemäßen Verfahren,
weist das schmelzverarbeitbare Polymer bevorzugt einen geringen
Schmelzindex auf. Typischerweise weist das schmelzverarbeitbare
Polymer einen Schmelzindex von 5 g/10 Minuten oder weniger (d.h.
gleich oder weniger als etwa 5 g/10 Minuten), wie etwa 4 g/10 Minuten
oder weniger, etwa 3 g/10 Minuten oder weniger, etwa 2 g/10 Minuten
oder weniger, oder etwa 1 g/10 Minuten oder weniger (zum Beispiel
etwa 0,1 g/10 Minuten bis etwa 1 g/10 Minuten) auf. Bevorzugt weist
das schmelzverarbeitbare Polymer einen Schmelzindex von etwa 0,5 g/10
Minuten oder weniger, bevorzugter etwa 0,45 g/10 Minuten oder weniger,
sogar noch bevorzugter etwa 0,425 g/10 Minuten oder weniger und
am bevorzugtesten etwa 0,4 g/10 Minuten oder weniger auf.
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Der
Schmelzindex des schmelzverarbeitbaren Polymers kann bestimmt werden
unter Verwendung irgendeines geeigneten Verfahrens. Bevorzugt wird
der Schmelzindex des schmelzverarbeitbaren Polymers bestimmt gemäß ASTM Standard D1238-88
(mit dem Titel „Flow
Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer") unter Verwendung der folgenden Bedingungen:
(i) 190°C,
(ii) 21,6 kg Gewicht, (iii) 20 cm3 Probe
und (iv) 5,5 Minuten Vorerwärmungszeit.
Bevorzugt ist die zur Bestimmung des Schmelzindex des schmelzverarbeitbaren
Polymers verwendete Ausrüstung
(d.h. Plastometer, der Zylinder, der Stempel, der Kolben, der Heizer,
das Thermometer, etc) die gleiche wie diejenige, die in ASTM Standart
D1238-88 definiert ist; jedoch unterscheiden sich die Bedingungen,
unter denen der Schmelzindex gemessen wird, von solchen, die in dem
zuvor erwähnten
Standard spezifiziert sind. Insbesondere wird eine 20 cm3 Probe des schmelzverarbeitbaren Polymers,
welche Probe als ein homogenes Pulver oder als Pellets bereitgestellt
wird, verwendet, um den Schmelzindex des schmelzverarbeitbaren Polymers
zu bestimmen. Die 20 cm3 Probe wird in der
Trommel des Plastometers angeordnet, während das Material gestopft
wird, um zu gewährleisten,
daß die
gesamte Probe in der Trommel angeordnet wird und wenigstens 90%
des Volumens der Trommel mit der Probe gefüllt sind. Nachdem die Probe
in die Trommel des Plastometers beladen ist, wird der Kolben in
die Trommel insertiert, und ein Gewicht von 10,8 kg wird auf dem
Kolben angeordnet. Die Zeitnahme des 5,5-minütigen Vorerwärmungszyklus
wird dann begonnen. Während
des Vorerwärmungszyklus
wird das Gewicht auf dem Kolben so eingestellt, daß die Probe
aus der Trommel mit einer Geschwindigkeit ausgegeben wird, so daß die unteren
zwei eingeritzten Markierungslinien auf dem Kolben die Oberseite
der Trommel am Ende des 5,5-minütigen
Vorerwärmungszyklus
(+/– 15
Sekunden) erreichen. Unmittelbar vor der Vervollständigung
des Vorerwärmungszyklus
wird das Gewicht auf dem Kolben auf 21,6 kg erhöht. Sobald die untere der zwei eingeritzten
Markierungslinien auf dem Kolben das obere der Trommel erreicht,
wird das Extrudat aus der Trommel abgeschnitten, und ein zeitlich
festgelegter Probenahmezyklus wird begonnen. Typischerweise ist
der Probenahmezyklus etwa 1 Minute; jedoch kann die Länge des
Probenahmezyklus kürzer sein
(zum Beispiel 30 Sekunden) oder länger (zum Beispiel 2 Minuten),
abhängig
von der Geschwindigkeit, mit der die Probe aus der Trommel des Plastometers
extrudiert. Am Ende des Probenahmezyklus wird das Extrudat aus der
Trommel abgeschnitten und gewogen. Der Schmelzindex (in g/10 Minuten) wird
dann unter Verwendung des Gewichts des Extrudats und der Dauer des
Probenahmezyklus berechnet.
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Zusätzlich zum
schmelzverarbeitbaren Polymer kann das Porogen ebenfalls andere
geeignete, labile, porenerzeugende Materialien umfassen. Solche
Materialien schließen
ein, sind jedoch nicht begrenzt auf Kohlenwasserstoffe (zum Beispiel
aliphatische, cyclische und aromatische Kohlenwasserstoffe), Wachse
(zum Beispiel Polyethylenwachse, Paraffinwachse und synthetische
Wachse) und lösliche Salze
(zum Beispiel Natriumchlorid). Um das Risiko nachteiliger Reaktionen
folgend einer Implantation des medizinischen Implantats oder des
Teils des medizinischen Implantats abzuschwächen, ist es typischerweise
wünschenswert,
die Verwendung von organischen Lösungsmitteln
bei der Vorbereitung des medizinischen Implantats oder des Teils
des medizinischen Implantats der Erfindung zu vermeiden. Demzufolge,
sind jegliche zusätzliche
Materialien, die in dem Porogen eingeschlossen sind, bevorzugt wasserlöslich. Geeignete
wasserlösliche
Porogene schließen
ein, sind jedoch nicht begrenzt auf wasserlösliche Salze, wie Natriumchlorid
oder Kaliumchlorid.
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Wenn
das Porogen eine Mischung eines schmelzverarbeitbaren Polymers und
eines anderen labilen, porenerzeugenden Materials umfaßt, kann das
schmelzverarbeitbare Polymer jeglichen geeigneten Teil des gesamten
Volumens des Porogens umfassen. Das schmelzverarbeitbare Polymer
umfaßt
typischerweise etwa 5 Vol.% oder mehr, bevorzugt etwa 10 Vol.% oder
mehr, bevorzugter etwa 15 Vol.% oder mehr (zum Beispiel etwa 20
Vol.% oder mehr) des Gesamtvolumen des Porogens. Typischerweise
umfaßt
das schmelzverarbeitbare Polymer etwa 50 Vol.% oder weniger, bevorzugt
etwa 45 Vol.% oder weniger, bevorzugter etwa 40 Vol.% oder weniger
(zum Beispiel etwa 35 Vol.% oder weniger oder etwa 33 Vol.% oder
weniger) des Gesamtvolumens des Porogens.
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Das
Porogen wird in der Matrix des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht
verteilt, um eine Mischung herzustellen, die wenigstens ein Porogen
und Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht umfaßt. In einer
bevorzugten Ausführungsform besteht
die Mischung im wesentlichen aus oder besteht aus dem Porogen und
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht. Das Porogen kann in
dem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht unter Verwendung
irgendwelcher geeigneter Mittel verteilt werden. Typischerweise
werden das Porogen und das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
in einer pulverisierten oder pelletisierten Form bereitgestellt,
und das Porogen wird in dem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
durch trockenvermischen der zwei Komponenten verteilt, um eine Mischung
zu bilden, die das Porogen und Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
umfaßt.
Das Porogen und das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
können
unter Verwendung irgendeiner geeigneten Vorrichtung trockenvermischt
werden, wie den Schüttelmischern
Turbular®,
hergestellt von Glen Mills Inc. (Clifton, New Jersey). Turbula ist
ein Markenname von Glen Mills Inc., welcher in einigen Ländern registriert
sein kann.
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Wie
oben erwähnt,
wird wenigstens ein Teil des Innenvolumens der Pressform (d.h. der
Formaushöhlung)
mit der Mischung gefüllt,
die umfaßt, im
wesentlichen besteht aus oder besteht aus dem Porogen und dem Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht. Bevorzugt umfaßt der Teil des Innenvolumens
der Pressform, der mit der Mischung gefüllt ist, einen Teil einer Oberflächenschicht
des medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats.
In einer solchen Ausführungsform
entspricht die Oberflächenschicht
bevorzugt einer Oberfläche
des medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats,
das, nach Implantation in den Wirt, angrenzt an (zum Beispiel anstößt) Knochen
und/oder Weichgewebe. In einer weiteren Ausführungsform wird im wesentlichen
das gesamte Innenvolumen der Pressform bevorzugt mit der Mischung
umfassend das Porogen und Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
gefüllt.
Wenn lediglich ein Teil des Innenvolumens der Pressform mit der
Mischung umfassend das Porogen und Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
gefüllt
ist, wird der verbleibende Teil des Innenvolumens der Pressform
bevorzugt mit Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht gefüllt.
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Nachdem
wenigstens ein Teil des Innenvolumens der Pressform gefüllt ist,
wird die Mischung umfassend das Porogen und Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht enthalten innerhalb der Pressform, für eine Zeit
und unter Bedingungen kompressiert, die ausreichend sind, um ein
medizinisches Implantat oder ein Teil eines medizinischen Implantats
daraus zu bilden. Es wird verstanden, daß die Mischung, die das Porogen
und Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht umfaßt, durch
irgendein geeignetes Mittel kompressiert wird, wie durch Zusammenpassen
der zwei Hälften
einer zweiteiligen Pressform und Beaufschlagen einer äußeren Kraft
in einer Richtung, so daß jegliche
innerhalb der Form enthaltene Substanz (zum Beispiel Mischung umfassend
das Porogen und Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht) einer
Kompressionskraft unterzogen wird. Es wird weiter verstanden, daß die bestimmte
Zeit und die bestimmten Bedingungen (zum Beispiel auf die Pressform
beaufschlagte Kraft), die notwendig sind, um ein medizinisches Implantat
oder ein Teil des medizinischen Implantats zu bilden, abhängen werden
von mehreren Faktoren, wie der Zusammensetzung der Mischung (d.h.
der Art und/oder Menge des bzw. der Porogen(e), die zur Mischung zugegeben
werden) und der Größe (zum
Beispiel Dicke) des gewünschten
medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats
sowie von weiteren Faktoren. Typischerweise wird die Mischung einem
Druck von etwa 3.400 kPa bis etwa 28.000 kPa während des Pressformungsschritts
unterzogen. Bevorzugt wird die Mischung einem Druck von etwa 3.400
kPa bis etwa 14.000 kPa (zum Beispiel etwa 3.450 kPa bis etwa 6.900
kPa) oder etwa 3.800 kPa bis etwa 14.000 kPa unterzogen. Während des Pressformungsschritts
wird die Mischung typischerweise einer Temperatur von etwa 140°C bis etwa
220°C bei
einer Heizgeschwindigkeit von 5°C/Minute
bis etwa 12°C/Minute
unterworfen. Bevorzugt wird die Mischung einer Temperatur von etwa 160°C bis etwa
210°C (zum
Beispiel etwa 160°C
bis etwa 200°C),
bevorzugter einer Temperatur von etwa 170°C bis 190°C, während des Pressformungsschritts
unterworfen. Die Mischung kann in der Pressform für irgendeine
Zeitdauer kompressiert werden, die ausreichend ist, um ein medizinisches
Implantat oder ein Teil des medizinischen Implantats daraus zu bilden.
Typischerweise wird die Mischung für etwa 5 bis etwa 30 Minuten,
bevorzugter etwa 5 bis etwa 20 Minuten (zum Beispiel etwa 15 Minuten)
während des
Pressformungsschritts kompressiert. Sobald die Mischung für die gewünschte Zeitdauer
kompressiert worden ist, wird das resultierende medizinische Implantat
oder das Teil des medizinischen Implantats typischerweise mit einer
Geschwindigkeit von etwa 2°C/Minute
bis etwa 6°C/Minute
abgekühlt
(zum Beispiel auf eine Temperatur von etwa 38°C (100°F)).
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Die
Erfindung umfaßt
ferner den Schritt (g) des Eintauchens des medizinischen Implantats
oder des Teils des medizinischen Implantats, das in Schritt (f)
erhalten wird, in einem Lösungsmittel
für eine
Zeit und unter Bedingungen, die ausreichend sind, um wenigstens
einen Teil des Porogens aus dem medizinischen Implantat oder dem
Teil des medizinischen Implantats zu extrahieren. Bevorzugt wird
das medizinische Implantat oder das Teil des medizinischen Implantats
in dem Lösungsmittel
für eine
Zeit und unter Bedingungen eingetaucht, um im Wesentlichen das gesamte
Porogen (zum Beispiel etwa 90% oder mehr, etwa 95% oder mehr oder
etwa 98% oder mehr) zu entfernen. Es wird verstanden, daß das verwendete
bestimmte Lösungsmittel,
um das Porogen aus dem medizinischen Implantat oder dem Teil des medizinischen
Implantats zu entfernen (zum Beispiel zu extrahieren) abhängen wird,
zumindest teilweise, von dem bestimmten verwendeten Porogen. Ferner wird
es verstanden, daß das
bestimmte verwendete Lösungsmittel,
um das Porogen aus dem medizinischen Implantat oder dem Teil des
medizinischen Implantats zu entfernen (zum Beispiel zu extrahieren) nicht
das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht des medizinischen
Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats schädigen sollte
(zum Beispiel beträchtlich
quellen und/oder auflösen
sollte). In bestimmten Ausführungsformen, wie
wenn das Porogen wasserlöslich
ist (zum Beispiel wenn das Porogen ein wasserlösliches, schmelzverarbeitbares Polymer
umfaßt),
umfaßt
das Lösungsmittel
bevorzugt oder ist Wasser. In anderen Ausführungsformen kann das Lösungsmittel
eine Mischung aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Lösungsmitteln
umfassen. Beispielsweise kann das Lösungsmittel eine Mischung aus
Wasser und einem polaren, bioinerten, organischen Lösungsmittel
umfassen. Geeignete polare, bioinerte, organische Lösungsmittel
schließen ein,
sind jedoch nicht begrenzt auf Ethylacetat, Ethanol, Aceton, Methyletyhlketon,
N-Methyl-2-pyrrolidon. Alternativ kann das medizinische Implantat
oder das Teil des medizinischen Implantats sequentiell in zwei oder
mehrere unterschiedliche Lösungsmittel eingetaucht
werden (zum Beispiel ein erstes Lösungsmittel umfassend, bestehend
im wesentlich aus oder bestehend aus Wasser und einem zweiten Lösungsmittel
umfassend, bestehend im wesentlichen aus oder bestehend aus Ethylacetat).
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Das
medizinische Implantat oder das Teil des medizinischen Implantats
kann in das Lösungsmittel für irgendeine
geeignete Zeitdauer und unter irgendwelchen Bedingungen eingetaucht
werden, die für die
Extraktion wenigstens eines Teils des Porogens aus dem medizinischen
Implantat oder dem Teil des medizinischen Implantats geeignet sind.
Beispielsweise wird das medizinische Implantat oder das Teil des
medizinischen Implantats typischerweise in dem Lösungsmittel für bis zu
etwa 170 Stunden, bevorzugt für
etwa 48 Stunden bis etwa 170 Stunden eingetaucht. Das Lösungsmittel
kann bei irgendeiner geeigneten Temperatur während des Extraktionsschritts
gehalten werden. Es wird verstanden, daß die bestimmte Temperatur,
bei der das Lösungsmittel während des
Extraktionsschritt gehalten wird, abhängen wird, zumindest teilweise,
von dem bzw. den verwendeten Lösungsmittel(n),
ebenso wie von der Zusammensetzung des Porogens. In bestimmten Ausführungsformen,
wie wenn das Lösungsmittel
Wasser umfaßt,
wird das Lösungsmittel
typischerweise bei einer Temperatur von etwa 20°C bis etwa 100°C, bevorzugt
etwa 20°C
bis etwa 60°C
(zum Beispiel etwa 20°C
bis etwa 30°C)
gehalten. Während
des Extraktionsschritts können
eine oder mehrere Düsen verwendet
werden, um Strahl(en) des Lösungsmittels
zu erzeugen, der bzw. die auf die Oberfläche des medizinischen Implantats
oder des Teils des medizinischen Implantats unter Druck (zum Beispiel
bei einem Druck von etwa 350 kPa oder weniger) gesprüht wird
bzw. werden. Das Extraktionsverfahren kann zusätzlich oder alternativ den
Schritt des Durchleitens von Ultraschallwellen durch Lösungsmittel
(zum Beispiel durch Eintauchen des medizinisches Implantats oder
des Teils des medizinischen Implantats in einem Lösungsmittel
enthalten in einem geeigneten Ultraschallbad) umfassen.
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Das
Verfahren der Erfindung umfaßt
ferner optional, jedoch bevorzugt, den Schritt (h) des Modifizierens
wenigstens eines Teils des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht,
um das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht hydrophil zu
machen. Das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht kann zu
irgendeinem geeigneten Zeitpunkt modifiziert werden. Bevorzugt wird
das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, das innerhalb des
medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats
enthalten ist, modifiziert, nachdem die gewünschte Menge des Porogens daraus
extrahiert worden ist. Das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
kann unter Verwendung irgendeines geeigneten Verfahrens modifiziert
werden. Bevorzugt wird das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
modifiziert durch Einführen
hydrophiler funktioneller Gruppen auf wenigstens das Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht, das auf der Oberfläche des
medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats
exponiert ist. Die hydrophilen funktionellen Gruppen können auf
dem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht unter Verwendung
irgendeines geeigneten Verfahrens eingeführt werden. Beispielsweise
können
die hydrophilen funktionellen Gruppen direkt auf dem Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht eingeführt werden, oder die hydrophilen
funktionellen Gruppen können
auf dem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht durch Aufpfropfen
von hydrophilen Monomeren (zum Beispiel Monomeren, die eine oder
mehrere hydrophile funktionelle Gruppen enthalten) auf das Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht eingeführt werden. Die hydrophilen
funktionellen Gruppen umfassen bevorzugt eine oder mehrere funktionelle Gruppen,
die ausgewählt
sind aus der Gruppe bestehend aus funktionellen Aminogruppen, funktionellen Carbonsäuregruppen,
funktionellen Hydroxylgruppen, funktionellen Hydroxysulfurylgruppen
und Kombinationen derselben. Bevorzugter umfassen die hydrophilen
funktionellen Gruppen eine oder mehrere funktionelle Carbonsäuregruppen.
Bevorzugt wird das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht unter
Verwendung eines Gasplasmaverfahrens modifiziert, wie in denjenigen
Verfahren, die in
US 4,656,083 ,
4,919,659, 5,080,924 und 6,379,741 dargelegt sind.
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In
bestimmten Ausführungsformen
umfaßt das
Verfahren der Erfindung ferner den Schritt eines Bestrahlens des
medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats
für eine
Zeit und unter Bedingungen, die ausreichend sind, um wenigstens
einen Teil des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht, das
in dem medizinischen Implantat oder dem Teil des medizinischen Implantats
enthalten ist, zu vernetzen. Das medizinische Implantat oder das
Teil des medizinischen Implantats kann zu irgendeinem geeigneten
Zeitpunkt bestrahlt werden. Bevorzugt wird das medizinische Implantat
oder das Teil des medizinischen Implantats bestrahlt, nachdem das
Porogen aus dem medizinischen Implantat oder aus dem Teil des medizinischen
Implantats entfernt worden ist. Während man nicht an irgendeine bestimmte
Theorie gebunden werden möchte,
wird angenommen, daß das
Entfernen des Porogens aus dem medizinischen Implantat oder dem
Teil des medizinischen Implantats vor dem Bestrahlen des Polyethylens
mit ultrahohem Molekulargewicht die Menge an Porogen erhöht, die
aus dem medizinischen Implantat oder dem Teil des medizinischen
Implantats entfernt werden kann. Das medizinische Implantat oder
das Teil des medizinischen Implantats wird bevorzugt bestrahlt,
bevor das Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, das innerhalb
des medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats
enthalten ist, modifiziert wird, um das Polyethylen mit ultrahohem
Molekulargewicht hydrophil zu machen. Während man nicht an irgendeine
bestimmte Theorie gebunden werden möchte, wird angenommen, daß das Bestrahlen
des medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats
vor der Modifikation des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht
die potentiellen negativen Effekte des Ketteneinschnitts und/oder
der freien Radikalerzeugung in dem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht,
was durch das Bestrahlungsverfahren verursacht wird, reduziert.
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Das
medizinische Implantat oder das Teil des medizinischen Implantats
kann durch irgendein geeignetes Mittel bestrahlt werden, wie durch
Exponieren des medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen
Implantats gegenüber
einer geeigneten Menge an Gamma-, Röntgen- oder Elektronenstrahlbestrahlung.
Bevorzugt wird das medizinische Implantat oder das Teil des medizinischen
Implantats bestrahlt durch Exposition gegenüber etwa 0,5 bis etwa 10 Mrad
(zum Beispiel etwa 1,5 bis 6 Mrad) Gammastrahlung unter Verwendung
von auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren. Während das medizinische Implantat
oder das Teil des medizinischen Implantats gegenüber Strahlungsmengen exponiert werden
kann, die aus den zuvor genannten Bereichen herausfallen, tendieren
solche Strahlungsmengen dazu, ein medizinisches Implantat oder ein
Teil eines medizinischen Implantats mit nicht zufriedenstellenden
Eigenschaften zu erzeugen. Insbesondere stellen Strahlendosen von
weniger als 0,5 Mrad im allgemeinen eine unzureichende Vernetzung
des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht bereit. Während ferner
Dosen von größer als
10 Mrad verwendet werden können,
wird die zusätzliche
Vernetzung, die erreicht wird, im allgemeinen durch die erhöhte Sprödigkeit
von Bereichen des medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen
Implantats aufgehoben (zum Beispiel der Oberflächenschicht des medizinischen
Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats).
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Bei
Bestrahlung wird das medizinische Implantat oder das Teil des medizinischen
Implantats bevorzugt in einer inerten oder druckreduzierten Atmosphäre bestrahlt.
Ein Bestrahlen des medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen
Implantats in einer inerten (d.h. nicht-oxidierenden) oder druckreduzierten
Atmosphäre
reduziert die Effekte von Oxidations- und Ketteneinschnittreaktionen, die während der
Bestrahlung in einer oxidativen Atmosphäre auftreten können. Typischerweise
wird das medizinische Implantat oder das Teil des medizinischen
Implantats in einer Sauerstoff-impermeablen Verpackung während des
Bestrahlungsschritts plaziert. Geeignete Sauerstoff-impermeable
Verpackungsmaterialien schließen
ein, sind jedoch nicht begrenzt auf Aluminium, polyesterbeschichtete
Metallfolie (zum Beispiel das Produkt Mylar®, erhältlich von
DuPont Teijin Films), Polyethylenterephthalat und Poly(ethylenvinylalkohol).
Mylar ist ein Markenname von DuPont, der in einigen Ländern registriert sein
kann. Um den Oxidationsumfang weiter zu reduzieren, welcher während der
Bestrahlung des medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats
auftritt, kann die Sauerstoff-impermeable Verpackung evakuiert sein
(zum Beispiel kann der Druck innerhalb der Verpackung unter den
atmosphärischen
Umgebungsdruck reduziert sein) und/oder mit einem Inertgas gespült sein
(zum Beispiel Stickstoff, Argon, Helium oder Mischungen derselben),
nachdem das medizinische Implantat oder das Teil des medizinischen
Implantats darin angeordnet worden ist.
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Wenn
das medizinische Implantat oder das Teil des medizinischen Implantats
bestrahlt wird, werden die in dem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht
erzeugten freien Radikale bevorzugt folgend der Bestrahlung des
medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats
unter Verwendung von auf dem Fachgebiet bekannten Methoden gequencht.
Beispielsweise können
die freien Radikale, die innerhalb des bestrahlten Teils des medizinischen
Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats enthalten
sind, gequencht werden durch Erwärmen
des bestrahlten medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen
Implantats auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und dem Schmelzpunkt
des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht in einer sauerstoffreduzierten, nicht-reaktiven
Atmosphäre
für eine
Zeitdauer, die ausreichend ist, um die Anzahl an freien Radikalen, die
in dem medizinischen Implantat oder dem Teil des medizinischen Implantats
vorhanden sind, zu reduzieren (siehe zum Beispiel
US 5,414,049 , 6,174,934 und 6,228,900).
Alternativ können
die freien Radikale, die innerhalb des bestrahlten Teils des medizinischen
Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats enthalten
sind, gequencht werden durch Erwärmen
des bestrahlten medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen
Implantats auf eine Temperatur beim oder oberhalb des Schmelzpunkts des
Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht in einer sauerstoffreduzierten,
nicht-reaktiven Atmosphäre
für eine
Zeitdauer, die ausreichend ist, um die Anzahl an freien Radikalen,
die in dem medizinischen Implantat oder dem Teil des medizinischen
Implantats vorhanden sind, zu reduzieren (siehe zum Beispiel
US 6,017,975 , 6,228,900,
6,242,507 und 6,316,158). Schließlich können die freien Radikale, die
innerhalb des bestrahlten Teils des medizinischen Implantats oder
Teils des medizinischen Implantats enthalten sind, gequencht werden
durch Eintauchen des bestrahlten Bereichs des medizinischen Implantats
oder des Teils des medizinischen Implantats in einem nichtpolaren
Lösungsmittel
für eine
Zeit und unter Bedingungen, die ausreichend sind, um einen beträchtlichen
Teil der darin enthaltenen freien Radikale zu quenchen. Das zuvor
genannte Verfahren wird vollständiger
in den europäischen
Patentanmeldungen erklärt,
welche die Priorität
der US-Patentanmeldungen mit den Nummern 10/609,749 und 10/795,755
beanspruchen.
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Das
Verfahren der Erfindung kann ferner die Schritte eines Sterilisierens
des medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats durch
irgendein geeignetes Mittel, bevorzugt unter Verwendung eines nicht-bestrahlenden
Verfahrens, umfassen. Das medizinische Implantat oder das Teil des
medizinischen Implantats kann zu irgendeinem geeigneten Zeitpunkt
sterilisiert werden, wird jedoch bevorzugt sterilisiert, nachdem
der Schritt (g) oder Schritt (h) vollständig ist. Sterilisieren des
medizinischen Implantats oder des Teils des medizinischen Implantats
unter Verwendung eines nicht-bestrahlenden Verfahrens vermeidet
die Bildung von weiteren freien Radikalen in dem Polyethylen mit
ultrahohem Molekulargewicht, welche freie Radikale oxidativen Reaktionen
unterliegen können,
was im Ketteneinschnitt des Polyethylens mit ultrahohem Molekulargewicht
resultiert. Geeignete nicht-bestrahlende Sterilisationsverfahren
schließen
ein, sind jedoch nicht begrenzt auf Gasplasma oder Ethylenoxidverfahren, die
auf dem Fachgebiet bekannt sind. Beispielsweise kann das verpackte
medizinische Implantat oder das verpackte Teil des medizinischen
Implantats unter Verwendung eines Sterilisationssystems PlazLyte
® (Abtox,
Inc., Mundelein, Illinois) oder gemäß dem Gasplasmasterilisationsverfahren,
das in den
US 5,413,760 und
5,603,895 beschrieben ist, sterilisiert werden. PlazLyte ist ein
Markenname von Abtox, Inc., der in einigen Ländern registriert sein kann.
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Das
medizinische Implantat oder das Teil des medizinischen Implantats
kann in irgendeinem geeigneten Verpackungsmaterial verpackt sein.
Wünschenswerterweise
bewahrt das Verpackungsmaterial die Sterilität des medizinischen Implantats
oder des Teils des medizinischen Implantats, bis das Verpackungsmaterial
aufgebrochen wird. Wenn das medizinische Implantat oder das Teil
des medizinischen Implantats nicht bestrahlt worden ist, oder wenn
das medizinische Implantat oder das Teil des medizinischen Implantats
bestrahlt worden ist und ein beträchtlicher Teil der freien Radikale,
die in dem medizinischen Implantat oder Teil des medizinischen Implantats
enthalten sind, gequencht worden ist, wird das medizinische Implantat
oder das Teil des medizinischen Implantats verhältnismäßig stabil gegenüber atmosphärischer
Oxidation sein. Unter solchen Umständen wäre es notwendig, das medizinische
Implantat oder das Teil des medizinischen Implantats in einer inerten
Atmosphäre
zu verpacken, und daher könnte
das medizinische Implantat oder das Teil des medizinischen Implantats
in einem Luft-impermeablen oder Luft-permeablen Verpackungsmaterial
verpackt werden.
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Dieses
Beispiel veranschaulicht die Erfindung weiter, sollte jedoch selbstverständlich nicht
so ausgelegt werden, um in irgendeiner Art und Weise begrenzend
bezüglich
des Umfangs zu sein. Dieses Beispiel demonstriert ein Verfahren
zum Herstellen eines medizinischen Implantats oder eines Teils eines
medizinischen Implantats gemäß der Erfindung ebenso
wie die Eigenschaften des medizinischen Implantats oder des Teils
des medizinischen Implantats der Erfindung. Drei Proben von porösem Polyethylen mit
ultrahohem Molekulargewicht (Proben 1–3) wurden hergestellt aus
GUR 1020, pulverisiertem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht,
unter Verwendung von drei unterschiedlichen Verfahren. Probe 1 (Vergleich)
wurde hergestellt durch ein Sinterverfahren, bei dem 14 g GUR 1020,
pulverisiertes Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, in einer
zylindrischen Form (etwa 10 cm im Durchmesser) plaziert und in einem
Hochvakuumofen auf eine Temperatur von etwa 200°C unter einer Last von etwa
5,6 kg für
180 Minuten erwärmt
wurde. Die resultierende Probe wurde gemessen und gewogen, um ihre
Porosität
zu bestimmen, welche bestimmt wurde als etwa 23%. Die Oberfläche der
Probe wurde dann unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops
Hitachi S3500 N mit variablem Druck und Bildgewinnungssoftware Quartz
PCI (Version 4.1) analysiert. Eine SEM-Mikrographie (35-fache Vergrößerung)
der Oberfläche
von Probe 1 ist in 1 bereitgestellt.
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Probe
2 (Vergleich) wurde durch ein Sinterverfahren hergestellt, bei dem
14 g GUR 1020, pulverisiertes Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht,
in einer zylindrischen Form (etwa 10 cm Durchmesser) plaziert und
in einem Hochvakuumofen auf eine Temperatur von etwa 150°C unter einer
Last von etwa 2,4 kg für
180 Minuten erwärmt
wurde. Die resultierende Probe wurde gemessen und gewogen, um ihre
Porosität
zu bestimmen, die auf etwa 33% bestimmt wurde. Die Oberfläche der
Probe wurde dann unter Verwendung von SEM analysiert. Eine SEM-Mikrographie
(300-fache Vergrößerung)
der Oberfläche
von Probe 2 ist in 2 bereitgestellt. Die SEM-Mikrographie
wurde weiter analysiert unter Verwendung der Bildgewinnungssoftware
Quartz PCI, um den Durchmesser der Poren zu bestimmen, die auf der
Oberfläche
der Probe vorhanden sind. Die Porendurchmessermessungen für ausgewählte Poren
sind in 2 bereitgestellt.
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Probe
3 (Erfindung) wurde hergestellt durch Trockenmischen von GUR 1020,
pulverisiertem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, und
einem Porogen umfassend POLYOXTM WSR-303
Poly(ethylenoxid) (erhältlich
von The Dow Chemical Company, Midland, Michigan) und Natriumchlorid.
Das Polyethylen, Poly(ethylenoxid) und Natriumchlorid wurden in
einem Volumenverhältnis
von etwa 70:5:25 vermischt. Die resultierende Mischung wurde in
einer zylindrischen Pressform (etwa 10 cm im Durchmesser) mit einem
Innenvolumen angeordnet. Die Mischung wurde dann in die Form kompaktiert
durch Unterwerfen der Pressform einem Druck von etwa 340–690 kPa
(50–100
psi) für
etwa 1–2
Minuten. Folgend dem Kompaktierschritt wurde die Temperatur innerhalb der
Pressform von Raumtemperatur auf etwa 165°C (330°F) mit einer Geschwindigkeit
von etwa 6°C/Minute
(11°F/Minute)
erhöht,
während
der Druck auf die Pressform von 0 kPa auf etwa 3450 kPa (500 psi)
erhöht
wurde. Sobald die Temperatur innerhalb der Form 165°C (330°F) erreichte,
wurde die Temperatur von 165°C
(330°F)
auf etwa 205°C
(400°F)
mit einer Geschwindigkeit von etwa 2,8°C/Minute (5°F/Minute) erhöht, und
der Druck wurde von 3450 kPa (500 psi) auf etwa 6900 kPa (1000 psi)
erhöht.
Die Temperatur und der Druck innerhalb der Pressform wurden dann bei
etwa 205°C
(400°F)
und 6900 kPa (1000 psi) für etwa
15 Minuten gehalten. Folgend dem Pressschritt wurde die resultierende
geformte Scheibe von 205°C (400°F) auf etwa
38°C (100°F) mit einer
Geschwindigkeit von etwa 5,5°C/Minute
(10°F/Minute)
abgekühlt,
während
der Druck von 6900 kPa (1000 psi) auf etwa 2280 kPa (330 psi) reduziert
wurde. Die resultierende geformte Scheibe wurde dann aus der Pressform
entfernt und in Wasser für
etwa 168 Stunden eingetaucht, um das Porogen (d.h. Poly(ethylenoxid)
und Natriumchlorid) daraus zu extrahieren. Nach dem Extraktionsschritt
wurde die resultierende Probe unter Vakuum bei einer Temperatur
von etwa 60°C
für etwa
240 Minuten getrocknet. Die resultierende Probe wurde gemessen und
gewogen, um ihre Porosität
zu bestimmen, welche auf etwa 30% bestimmt wurde. Die Oberfläche der
Probe wurde dann unter Verwendung von SEM analysiert. SEM-Mikrographien
(35-fache, 180-fache und 300-fache Vergrößerung) der Oberfläche von
Probe 3 sind in 3–5 bereitgestellt.
Die SEM-Mikrographien wurden
weiter analysiert unter Verwendung der Bildgewinnungssoftware Quartz
PCI, um den Durchmesser der Poren zu bestimmen, die auf der Oberfläche der
Probe vorhanden sind. Die Porendurchmessermessungen für ausgewählte Poren
sind in 3–5 bereitgestellt.
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Ein
Vergleich der SEM-Mikrographien und der Porengrößenmessungen für jede der
Proben zeigt, daß das
poröse
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, das durch das Verfahren
der Erfindung hergestellt worden ist, eine Oberflächenmorphologie
und Porengrößeneigenschaften
zeigt, die von porösem
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit einer ähnlichen
Porosität
verschieden sind, das durch ein Sinterverfahren hergestellt wurde.
Insbesondere sind die Oberflächen
von Proben 1 und 2 (Vergleich) umfaßt von einem Netzwerk von grob
runden Polyethylenteilchen, die an ihren äußeren Oberflächen an
mehrere angrenzende Polyethylenteilchen angeschmolzen sind. Die
Zwischenräume
im Netzwerk der Teilchen bilden die in den Proben vorhandenen Poren.
Die Poren an der Oberfläche
von Probe 2 (33% Porosität)
maßen
bis etwa 100 μm
im Durchmesser. Im Gegensatz dazu umfaßte Probe 3 (Erfindung), welche
etwa die gleiche Porosität
wie Probe 2 (Vergleich) aufwies, eine im wesentlichen kontinuierliche
Expansion von Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht mit Poren,
die über ihre
Oberfläche
verteilt waren. Die Poren in der Oberfläche von Probe 3 maßen von
etwa 25 μm
bis etwa 425 μm
im Durchmesser. Die vorangehenden Ergebnisse demonstrieren, daß, im Gegensatz
zu porösem Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht, das durch ein Sinterverfahren hergestellt
wird, das poröse
Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht der Erfindung eine Kombination
von Poren mit verhältnismäßig kleinen
Durchmessern (zum Beispiel etwa 100 μm oder weniger) und Poren mit
verhältnismäßig großen Durchmessern
(zum Beispiel etwa 200 bis etwa 400 μm) umfaßt.
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Die
Verwendung der Begriff „ein" und „der, die,
das" und ähnliche
Verweise im Zusammenhang der Beschreibung der Erfindung (insbesondere
im Zusammenhang der folgenden Ansprüche) sind so auszulegen, um
sowohl die Singular- als auch die Pluralform abzudecken, sofern
es nicht anderweitig hierin angezeigt wird oder durch den Kontext
gegensätzlich
angegeben wird. Die Begriffe „umfassen", „aufweisen", „einschließen" und „enthalten" sind als Begriffe
mit offenem Ende auszulegen (d.h. bedeutend „einschließen, jedoch nicht begrenzt
auf"), sofern es
nicht anderweitig erwähnt
wird. Die Nennung von Wertebereichen hierin ist lediglich beabsichtigt, um
als ein Kurzschriftverfahren zu dienen zum individuellen Bezeichnen
jedes getrennten Wertes, der innerhalb des Bereichs fällt, sofern
es nicht anderweitig hierin angegeben ist, und jeder getrennte Wert
ist in der Beschreibung integriert, als wenn er einzeln hierin genannt
werden würde.
Alle hierin beschriebenen Verfahren können in irgendeiner geeigneten
Reihenfolge durchgeführt
werden, sofern es hier nicht anderweitig bezeichnet ist oder nicht
anderweitig hierin im Zusammenhang klar angezeigt wird. Die Verwendung
irgendeines und aller Beispiele, oder beispielhafter Sprache (zum
Beispiel „wie"), die hierin bereitgestellt
wird, ist lediglich beabsichtigt, um die Erfindung besser zu veranschaulichen
und keine Begrenzung auf den Umfang der Erfindung, sofern es nicht anderweitig
beansprucht wird. Keine Sprache in der Beschreibung sollte so ausgelegt
werden, um irgendein nicht-beanspruchtes Element als wesentlich für die Praxis
der Erfindung anzuzeigen.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
dieser Erfindung werden hierhin beschrieben, einschließend die beste
Ausführungsform,
die den Erfindern zum Durchführen
der Erfindung bekannt ist. Variationen solcher bevorzugten Ausführungsformen
können Fachleuten
auf dem Gebiet beim Lesen der vorangehenden Beschreibung offensichtlich
werden. Die Erfinder nehmen an, daß Fachleute auf dem Gebiet
solche Variationen als geeignet einsetzen, und die Erfinder beabsichtigen
die Erfindung auf eine andere Weise als speziell hierin beschrieben
durchzuführen. Demzufolge
schließt
diese Erfindung alle Modifikationen und Äquivalente des in den hier
angefügten
Ansprüchen
genannten Gegenstands als durch anwendbares Recht erlaubt ein. Ferner
ist jegliche Kombination der oben beschriebenen Elemente in allen möglichen
Variationen derselben durch die Erfindung umfaßt, sofern es nicht anderweitig
hierin angezeigt ist oder anderweitig klar durch den Zusammenhang
bestritten wird.