DE9006712U1

DE9006712U1 - Prothese

Info

Publication number: DE9006712U1
Application number: DE9006712U
Authority: DE
Original assignee: Pfizer Hospital Products Group Inc
Current assignee: MTG Divestitures LLC
Priority date: 1989-02-06
Filing date: 1990-02-03
Publication date: 1990-08-09
Anticipated expiration: 2000-02-04
Also published as: EP0382457A2; NO900544D0; NO900544L; IL93251A0; AU4913790A; JPH03198847A; ZA90831B; AU1836892A; DE9001256U1; EP0382457A3; CA2009159A1; AU628476B2

Description

Prothese

Die vorliegende Erfindung betrifft Prothesen _f die in Knochenmaterial implantiert werden sollen, bei den^n das Knochenwachstum erleichtert ist, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Verfahren zur Verbesserung des HeilungeVorganges bei Knochen stellen einen Bereich dar, der kontinuierliches Interesse gefunden und kontinuierliche Forschungen hervorgerufen hat. Dieser Bereich umfaßt das Implantieren von Prothesen in Knochen, das Heilen von Brüchen und das Heilen von Knochentrennflächön (Oeteotomien).

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Patentanwälte: european patent Attorneys zuiieiosnene Veüfcir-r uclrn Euro
Rechtsanwalt: zugelassen bei den Hamburger Gerichten

Deutsche Bank AG Harhb'l|rO,"Nr:0'5[20(li)7 BI^Z 2&bgr;<}7(&KHgr;)<)&rgr;) · Postgiro Hamburg ^ ' 42-206
Dresdner yjnk AG^:Hamtur^, Ut. 9?j 600£ (BLZ 200 800 00)

In der US-PS 39 18 100 ist beschrieben, wie die Technik des rf-Sprühens bei der Herstellung eines Knochenersatzes oder einer Prothese zur Knochenreparatur angewendet wird. Hierbei wird Knochenmatex- I auf Prothesen gesprüht, um eine Abdeckung zu erzeugen, die das Knochenwachstum und die Befestigung am natürlichen Knochen stimuliert.

j Trotz dieser Untersuchungen besteht jedoch immer noch ein kontinuierlicher Bedarf nach verbesserten Techniken zum Stimulieren des Knochenheilens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prothese zum Verbessern der Knochenheilung zu schaffen.

Ferner soll erfindungsgemäß das Knocheneinwachsen in prcthetische Vorrichtungen, einschließlich Implantate, die _ entweder poröse und/oder glatte Flächen aufweisen, verbessert werden.

Das klebrige, relativ nasse Material, beispielsweise Knochenmaterial soll mittels einer geeigneten Vorrichtung auf Tmplantatsflachen aufsprühbar sein, um auf diese Weise das Knochenwachstum zu fördern.

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Erfindungsgemäß wird die vorstehend angegeben« Aufgabe durch eine prothetische Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Prothese umfaßt folgende Merkmale: Mindestens eine Fläche, die das Einwachsen des natürlichen Knochens ermöglicht. Aufgesprühte Knochenparcik«!, die ihren Wauhtjturnef äktux. beibehalten haben (d.h. entweder von autogenem Knochen, der zum Zeitpunkt des Eingriffs vom Patienten entnommen worden ist und lebt, oder von Allegraft-Knochen, der von einer Knoch«nbank erhalten wurde und einen gewissem Wachstumsfaktor beibehalten hat, obwohl er kein lebendes Material darstellt) auf diejenigen Flächen, auf denen das Knocheneinwechsen stattfinden soll, unter Bedingungen, gemäß denen der Knochen seinen Wachstumsfaktor beibehält. Der Knochen ist derart zerkleinert (falls erforderlich mit der Hand), daß die Temperatur des Knochens unter einer Temperatur gehalten ist, die lebende Knochensubstanz abtötet, und der Knochen ist nicht mit irgendeinem Gas (beispielsweise Stickstoff) aufgesprüht, das die Knochensubstanz abtötet.

Für autogenes oder Allegraft-Knochenmaterial liegt eine geeignete Temperatur zur Durchführung eines wirksamen Sprühvorganges in einem Bereich von etwa 10 bis etwa 38°C. Zum Aufsprühen findet saubere, gefilterte Druckluft Verwendung, die unter einem Druck zwischen etwa 2,067 und etwa 5,512 bar steht.

Die Größe der Knochenpartikel ist derart, daß diese eine größte Abmessung besitzen, die in einem Bereich von etwa lOOyum bis etwa 1,5 mm liegt.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen

Die Vorrichtung, die besonders geeignet ist zum Aufsprühen einer abgemessenen Menge von relativ nassen festen Partikeln (d.h. Knochensubstanz), ist in der parallelen Gebrauchsir.usteranmeldung G 90 01 256.9 (Stammanmeldung) be- j schrieben.

Bei der Durchführung der Erfindung wird entweder autogenes I Knocherunaterial (das von einem Patienten entnommen wurde &PSgr;, und noch lebende substanz darstellt) oder Äiiegraft-Xno- ~, chenmaterial (das von einer Knochenbank erhalten wurde und noch einen gewissen Wachstumsfaktor besitzt, obwohl es % keine lebende Substanz darstellt) verwendet, um das Knocheneinwachsen in Prothesen zu verbessern, um die Befestigung von lebendem Knochen an Prothesen zu stimulieren und um allgemein die Knochenheilung zu fördern. Hierbei werden die Knochenpartikel unter speziellen Bedingungen aufgesprüht, die nachfolgend beschrieben werden.

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^v<3 ist von großer Bedeutung, daß das Knochenmaterial auf relativ niedrigen Temperaturen bleibt und keinen Temperaturen ausgesetzt wird, die über etwa 38⁰C liegen. Das Knochenmaterial sollte in einem Bereich von etwa 10 bis etwa 38⁰C gehalten werden (die Vorgänge zur Herstellung und zum Gebrauch der Knochenpartikel worden vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 21⁰C durchgeführt).

Das Gas, das zum Aufsprühen der Knochenpartikel verwendet wird, ist vorzugsweise saubere und gefilterte Druckluft. Es wurde festgestellt, daß Stickstoff lebende Knochensubstanz abtötet, so daß daher Stickstoff nicht als unter Druck stehendes Gas zum Aufsprühen der Knochenpartikel verwendet werden sollte. Das ausgewählte Gas sollte sauber und gefiltert sein. Der Druck des Gases sollte in einem Beireich VuH etwa 2,067 fal» etwa 5,512 bär lieyeji, VOizüy»— weise in einem Bereich von etwa 3,445 bis etwa 4,823 bar.

Die Größe der Knochenpartikel, die auf ein Implantat gesprüht werden (um Knochenmaterial an einer Prothese zu befestigen oder in eine Prothese einwachsen zu lassen), ist derart, daß die größte Abmessung der Knochenpartikel in einem Bereich von etwa 0,3 bis etwa 1,5 mm liegt. Es wurde allgemein festgestellt, daß je kleiner die Größe der Knochenpartikel ist, desto schneller diese zum Wachstum nei-

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gen. Daher können sum Sprühen Partikel verwendet werden, die so klein sind wie 10OyUm.

Zum Sprühen werden fein pulverisierte Knochenpartikel eingesetzt. Die größeren Partikel können auf ein Implantat qepackt welder (wonach, falls gewünscht, eine Schicht aus Knochenzement als abschließende Schicht aufgesprüht wird). Falls gewünscht, können auch Knochenspäne mit Hilfe der Finger gepackt werden.

Die Knochenpartikel werden in der folgenden Weise hergestellt. Zuerst wird vorhandener Knorpel durch ein geeignetes Verfahren entfernt. Als nächstes wird der Knochen in einer Knochenmühle derart zerkleinert, daß der Temperaturbereich etwa 38⁰C nicht übersteigt, wie vorstehend be-

CJ v* 11J- a.^1^^11 · UO. 11^ J- OUllUC \_I^J_ 1\11W\-IICI l ^II l,W^r\-l^X WIl IXCtIlVl \J\AVZ &Lgr;- mit Hilfe einer Vorrichtung zermahlen werden, dii keine beträchtliche Wärmemenge dem Knochenmaterial zuführt. Als nächstes werden die zermahlenen Knochenpartikel auf Knochen-Prothese-Flächen unter Verwendung einer geeigneten Vorrichtung derart aufgesprüht, daß die Knochenpartikel in einem feinen und gesteuerten Sprühvorgang ohne Vergeudung an wertvollem Enochens».aterial und ohne Verstopfen der Vorrichtung aufgesprüht werden. Eine hierfür geeignete Sprühpistole ist in der Stammanmeldung (s.o.) beschrieben.

Größere Knochenpartikel können, falls gewünscht, mit Hilfe der Finger in verschiedene Implantatflächen, wie nachfolgend beschrieben, entweder mit oder ohne Knochenzement gepackt werden. Ferner kann eine Deckschicht aus Knochenzement aufgebracht werden, falls dies gewüncht wird.

Es ist wünschenswert, die Wachtstumfaktoren des Knochenmaterials zu verstärken, um das Wachstum des lebenden Knochenmaterials in Prothesen, die in den Knochen implantiert worden sind, anzuregen. Das feine gesprühte Knochenmaterial scheint als Nahrung für unterentwickeltes kalzifiziertes Gewebe zu dienen.

Wenn es gewünscht wird, ein Knocheneinwachsen in ein Implantat zu erzielen, können entweder glatte oder poröse Implantate Verwendung finden. Die besten Ergebnisse werden jedoch dann erzielt, wenn die Knochenpartikel eine geringere Größe als die Porengröße des Implantaten besitzen. Ferner sollte bei einem solchen Knocheneinwachsen in ein Implantat das Implantat eine Hinterschneidung (d.h. irgendeine Art einer Verriegelungeflache) besitzen. Für das Aufsprühen werden sehr feine Knochenpartikel verwendet. Weniger feine Knochenpartikel werden bei Packungen eingesetzt (beispielsweise um große Räume auszufüllen).

Vorzugsweise wird das Knochenmaterial zuerst auf alle Flächen gesprüht, wonach Fingerpackungen folgen, falls gewünscht .

Die Knoehsnpartikei können auf jede beliebige Fläche gesprüht werden, die einen Heilungsprozeß erfordert, hier c f Implantate, in die Knochen einwachsen sollen.

Fall.« gewünscht, kann Knochenzement auf den größeren Knochenpartikeln oder Spänen für die Packungen angeordnet werden. Das vorstehend beschriebene Verfahren zum Erzielen eines Knocheneinwachsens wird jedoch normalerweise ohne Knochenzement durchgeführt. Ferner können, falls gewünscht, feste Additive (beispielsweise Tricalciumphosphat und/oder Hydroxyapatit) mit Knochenmaterial vermischt werden, oder solche Additive können getrennt auf eine in einen Knochen zu implantierende Prothese unter Einsatz der Vorrichtung aufgesprüht werden.

Die beiliegende Zeichnung zeigt den Oberschenkelteil einer Hüftegelenkendoprothese mit einem Schaft 1 und einem Abschnitt 2 zur Aufnahme einer Gelenkkugel. Der Schaft 2 ist zur verbesserten Befestigung am Oberschenkelknochen mit einer aufgesprühten Schicht von Knochenpartikeln 3 mit einer größten Abmessung zwischen 100 um und 1,5 rom versehen.

Claims

• &igr; · a a a > ■ t a a · t Bt • · · > < a · > ■ t a - 9 Schutzansprüche

1. Prothese zur Implantation in einen menschlichen Körper, die ein biokompatibles Material umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß an der Fläche der Prothese Partikel sus lebender Knocheneubstanz oder ändert Knochanpartikel, die einen Wachstums faktor besitzen, haften, da,i ui-.se Partikel a»." ^ie Prothese gesprüht worden sind und daß sie ein<_ größte Ab" ^eesung aufweisen, die innerhalb eines Bereiches von etv/a 100 ^Jn bis etwa 1,5 ram liegt.

2. Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich h ^i den Knochenpartikeln um lebende Knochensubstanz handelt und daß diese eine größte Abmessung von etwa lOOyUm aufweisen.

3. Prothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, O

daß auf die Fläche und/oder die Knochenpartikel größere

Knochenspäne anhaftend gepackt sind.

4. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Knochenpartikel und/oder Knochenspäne eine Deckschicht aus Knochenzement gesprüht ist.

.../10

- &iacgr;&ogr; -

5. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Prothese Poren hat, deren Größe die Größe der Knochenpartikel übersteigt.