EP3344300A1 - Implants - Google Patents

Implants

Info

Publication number
EP3344300A1
EP3344300A1 EP16759747.5A EP16759747A EP3344300A1 EP 3344300 A1 EP3344300 A1 EP 3344300A1 EP 16759747 A EP16759747 A EP 16759747A EP 3344300 A1 EP3344300 A1 EP 3344300A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
implant according
coatings
ceramic
implant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16759747.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinrich Wecker
Alfons Kelnberger
Frank Ziermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ceramtec GmbH
Original Assignee
Ceramtec GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ceramtec GmbH filed Critical Ceramtec GmbH
Publication of EP3344300A1 publication Critical patent/EP3344300A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/28Materials for coating prostheses
    • A61L27/30Inorganic materials
    • A61L27/306Other specific inorganic materials not covered by A61L27/303 - A61L27/32
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/02Inorganic materials
    • A61L27/10Ceramics or glasses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/28Materials for coating prostheses
    • A61L27/30Inorganic materials
    • A61L27/32Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/56Porous materials, e.g. foams or sponges
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2002/30001Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
    • A61F2002/30003Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2/30771Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
    • A61F2002/30838Microstructures
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2002/30934Special articulating surfaces
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2420/00Materials or methods for coatings medical devices
    • A61L2420/08Coatings comprising two or more layers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/24Materials or treatment for tissue regeneration for joint reconstruction

Abstract

The present invention relates to implants, methods for the production thereof and the use thereof.

Description

Implantate  implants
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Implantate, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung. The present invention relates to implants, processes for their preparation and their use.
Implantate zur teilweisen Erneuerung von Gelenksflächen sind bekannt und werden dann implantiert, wenn irreparable Knorpelschäden z.B. durch Arthrose an verschiedensten Gelenken im menschlichen Körper vorliegen und zu Beeinträchtigungen führen. Sind beispielsweise Gelenkflächen durch Verschleißerscheinungen, Erkrankungen oder Verletzungen geschädigt oder zerstört, und versprechen weder konservative nicht-operative Behandlungsmethoden noch gelenkerhaltende Operationen einen Heilungserfolg, wird in der Regel die Implantation einer Teilprothese notwendig. Diese teilendoprothetischen Implantate verstehen sich als Behandlungskonzept bei Patienten, für die die Totalendoprothetik ein zu massiver Eingriff wäre oder aufgrund ihres aktiven Lebensstils nicht in Frage kommt. Auf diese Weise sollen zur Steigerung der Mobilität und Lebensqualität in Alltag, Beruf und Freizeit zum einen die Schmerzen in dem betroffenen Gelenk langfristig beseitigt bzw. verringert und zum anderen die möglichst maximale Beweglichkeit dieses Gelenks wiederhergestellt werden. Implants for the partial renewal of joint surfaces are known and are implanted when irreparable cartilage damage, e.g. due to osteoarthritis of various joints in the human body and lead to impairments. If, for example, joint surfaces are damaged or destroyed by signs of wear, illness or injury, and if neither conservative non-operative treatment methods nor joint-preserving surgeries promise a successful cure, the implantation of a partial denture usually becomes necessary. These partial endoprosthetic implants are understood as a treatment concept in patients for whom the total arthroplasty is too massive a procedure or because of their active lifestyle is out of the question. In this way, to increase the mobility and quality of life in everyday life, work and leisure on the one hand, the pain in the affected joint eliminated or reduced in the long term and on the other the maximum possible mobility of this joint to be restored.
Im Gegensatz zu Totalendoprothesen wird dabei nur ein Teil der Artikulationsfläche erneuert. Die dafür erforderlichen Eingriffe können in der Regel minimalinvasiv erfolgen. In contrast to total endoprostheses only a part of the articulation surface is renewed. The necessary interventions can usually be minimally invasive.
Das Potential einer Revision für eine Totalendoprothese bleibt aber dennoch erhalten. Sie kann zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen. Ältere Patienten können ebenfalls davon profitieren, wenn sie z.B. auf Grund der höheren Morbidität einen totalen Gelenkersatz ablehnen. Nevertheless, the potential of a revision for a total endoprosthesis remains intact. It can be done later. Elderly patients may also benefit from this, e.g. reject a total joint replacement due to the higher morbidity.
Kommerziell werden solche prothetischen Bauteile für Hüfte, Knie, Schulter und kleine Gelenke angeboten, basierend auf metallischen Werkstoffen wie Titan oder Cobalt- Chrom, wobei die Funktion dieser Implantate zweigeteilt ist. Sie weisen in der Regel einen tribologisch beanspruchten Teil auf, der als Artikulationsfläche dient, und einen osseointegrierenden Teil, der in das Knochengewebe einwächst und für eine sichere Verankerung sorgt. Commercially, such prosthetic components are offered for hip, knee, shoulder and small joints, based on metallic materials such as titanium or cobalt-chromium, whereby the function of these implants is divided into two parts. They usually have a tribologically stressed part, which serves as an articulation surface, and an osseointegrating part, which grows into the bone tissue and ensures a secure anchorage.
Die bei den metallischen Lösungen möglicherweise auftretenden Nachteile sind bekannt: The disadvantages possibly occurring in the metallic solutions are known:
• Metallischer Abrieb und daraus resultierende negative Auswirkungen auf den menschlichen Organismus • Metallic abrasion and the resulting negative effects on the human organism
• Artefakte in der Bildgebung bei der medizinischen Diagnostik  • Artifacts in imaging in medical diagnostics
• Alterungseffekte und Langzeitverhalten (Ermüdung, Korrosion, Freisetzung von metallischen Ionen, die toxisch wirken können)  • aging effects and long-term behavior (fatigue, corrosion, release of metallic ions that can be toxic)
Als generelles Problem hat sich immer häufiger auch ein zunehmendes Infektionsrisiko während der Operation herausgestellt. As a general problem, an increasing risk of infection during surgery has become increasingly common.
Neben diesen metallischen Lösungen ist außerdem ein sogenanntes osteochondrales Implantat bekannt, das auf menschlichem Knorpel- und Knochengewebe basiert und minimalinvasiv in die geschädigten Bereiche implantiert werden kann. Potenziell nachteilig wirken sich bei solchen Implantaten der hohe Verschleiß, die geringen Festigkeiten, Alterungseffekte und ein unzureichendes Langzeitverhalten aus. In addition to these metallic solutions, a so-called osteochondral implant is known, which is based on human cartilage and bone tissue and can be minimally invasively implanted in the damaged areas. Potentially disadvantageous in such implants are the high wear, the low strengths, aging effects and an insufficient long-term behavior.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, Implantate bereitzustellen, die die Nachteile der bekannten Lösungen nicht aufweisen. The object of the present invention was to provide implants that do not have the disadvantages of the known solutions.
Die erfindungsgemäßen Implantate sollten insbesondere folgende Eigenschaften aufweisen: • Das erfindungsgemäße Implantat sollte nach der Implantation sicher mit dem Knochengewebe des Gelenks verwachsen und eine ausreichend hohe Verankerung und Stabilität gewährleisten. The implants according to the invention should in particular have the following properties: The implant according to the invention should securely grow together with the bone tissue of the joint after implantation and ensure a sufficiently high anchoring and stability.
• Das erfindungsgemäße Implantat sollte nach der Implantation zusammen mit der restlichen Gelenksfläche eine aus tribologischer Sicht kompakte Einheit darstellen und sicher und dauerhaft mit dem Artikulationspartner in Wirkverbindung stehen. The implant according to the invention should, after implantation, together with the rest of the joint surface, constitute a unit which, from a tribological point of view, is compact and securely and permanently in operative connection with the articulation partner.
• Das erfindungsgemäße Implantat sollte bei der Artikulation gegen eine natürliche Knorpelfläche sicher, dauerhaft und verschleißarm funktionieren The implant according to the invention should function safely, durably and wear during articulation against a natural cartilage surface
• Das erfindungsgemäße Implantat sollte idealerweise so gestaltet sein, dass es die Bildung von neuem, natürlichem Knorpelgewebe begünstigt und fördert The implant of the invention should ideally be designed to promote and promote the formation of new, natural cartilage tissue
• Das erfindungsgemäße Implantat sollte während seiner Verweildauer im menschlichen Körper keine Gesundheitsschäden verursachen. Insbesondere sollte es o keine gesundheitsschädlichen Abriebpartikel produzieren o in Wechselwirkung mit dem Artikulationspartner, insbesondere mit dem natürlichen Knorpelgewebe, diesen nicht nachhaltig schädigen o durch die biomechanischen Gegebenheiten nicht geschädigt oder zerstört werden o keine für infektionsverursachende Bakterien günstigen Bedingungen bieten. The implant according to the invention should not cause any damage to health during its residence in the human body. In particular it o o should produce no harmful abrasive particles o in interaction with the articulation partner, in particular with the natural cartilage tissue, this does not cause lasting damage o not be damaged or destroyed by the biomechanical conditions o offer no favorable conditions for infection-causing bacteria.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch Implantate mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorzugsweise Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen. The problem underlying the invention is achieved by implants having the features of the main claim. Preferred embodiments can be found in the subclaims.
Die Erfindung betrifft Keramik-basierte Implantate. Prinzipiell umfasst das erfindungsgemäße Implantat mindestens zwei verschiedenen funktionellen Einheiten (nachfolgend auch Schichten genannt): The invention relates to ceramic-based implants. In principle, the implant according to the invention comprises at least two different functional units (hereinafter also called layers):
• Die erste Einheit ist eine osseointegrierende keramisch basierte Einheit, die mit dem unter dem Knorpel liegenden Knochengewebe eine biologisch aktive Verbindung eingeht. • The first unit is an osseointegrating ceramic-based unit that forms a biologically active compound with underlying bone tissue beneath the cartilage.
• Die zweite Einheit ist ebenfalls eine keramische basierte Einheit, die mit der ersten in Verbindung steht und tribologisch beansprucht werden und als Artikulationsfläche dienen. Die zweite Einheit kann auch als Substrat für eine optionale dritte Einheit dient. The second unit is also a ceramic-based unit, which is connected to the first and tribologically stressed and serve as articulation surface. The second unit may also serve as a substrate for an optional third unit.
• Das Implantat kann auch weitere Einheiten oder Schichten umfassen, insbesondere eine optionale dritte Einheit. Diese optionale dritte Einheit kann eine polymerbasierte Einheit sein, vorzugsweise basierend auf PVA oder Hydrogelen, die mit der zweiten Einheit in fester Verbindung steht und die tribologische Funktion in der Artikulation mit dem natürlichen Knorpel sicherstellt. Ein Hydrogel ist ein Wasser enthaltendes, aber wasserunlösliches Polymer, dessen Moleküle chemisch, z. B. durch kovalente oder ionische Bindungen, oder physikalisch, z. B. durch Verschlaufen der Polymerketten, zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpft sind. The implant may also comprise other units or layers, in particular an optional third unit. This optional third entity may be a polymer based entity, preferably based on PVA or hydrogels, which is in firm association with the second entity and which ensures tribological function in articulation with the natural cartilage. A hydrogel is a water-containing, but water-insoluble polymer whose molecules are chemically, e.g. By covalent or ionic bonds, or physically, e.g. B. by looping the polymer chains are linked to a three-dimensional network.
Die osseointegrative erste Einheit weist eine Keramik mit porösen Anteilen und offenporiger, interkonnektierender Struktur auf. Sie kann in an sich bekannter Weise hergestellt werden, beispielsweise über The osseointegrative first unit has a ceramic with porous portions and open-pore, interconnecting structure. It can be prepared in a conventional manner, for example via
• Abformungsverfahren • Molding process
• Gefrierdirektschäumverfahren  • Frozen direct foam process
• Aufschäumprozesse  • foaming processes
• porenbildende Verfahren auf Basis organischer Porenbildner Diese Strukturen sollten optimal an die biologischen Prozesse der Osteogenese und der Vaskularisierung angepasst sein und optimale osseokonduktive Eigenschaften sicherstellen. • Pore forming processes based on organic pore formers These structures should be optimally adapted to the biological processes of osteogenesis and vascularization and ensure optimal osseoconductive properties.
Typische Kenngrößen einer solchen Struktur sind Porendurchmesser in der Größenordnung zwischen 100 und 1000 μιτι, speziell zwischen 300 und 700 μιτι. Typical characteristics of such a structure are pore diameters in the order of 100 to 1000 μιτι, especially between 300 and 700 μιτι.
Offene Porositäten liegen in der Größenordnung zwischen 50% und 90%, bevorzugt zwischen 60% und 80%. Die Elastitzitätsmoduli sollten in der Größenordnung zwischen 5 und 50 GPa liegen, idealerweise im Bereich des menschlichen Knochens, um einen vorteilhaften mechanischen Stimulus zur Bildung von Knochensubstanz zu gewährleisten. Open porosities are on the order of between 50% and 90%, preferably between 60% and 80%. The moduli of elasticity should be on the order of 5 to 50 GPa, ideally in the range of human bone, to provide a beneficial mechanical stimulus for bone formation.
Zusätzlich können diese Strukturen mit osseoinduktiven Beschichtungen jeglicher Art in an sich bekannter Weise beschichtet werden, so dass der Effekt der Osseointegration noch verstärkt wird. In addition, these structures can be coated with osseoinductive coatings of any kind in a conventional manner, so that the effect of osseointegration is enhanced.
Beispiele solcher erfindungsgemäß verwendbaren Beschichtungen sind Examples of such coatings useful in the invention are
• Biogläser, speziell die Zusammensetzung 45S5 • Bioglass, especially the composition 45S5
• Hydroxylapatit Beschichtungen jeglicher Art, inklusive nanostruktierter und biomimetisch wirkender Schichten  • Hydroxylapatite coatings of all kinds, including nanostructured and biomimetic layers
• Phosphatierungsschichten, insbesondere kovalent gebundene, monolagige Phosphatierungen  Phosphating layers, in particular covalently bound, monolayer phosphatings
• Metallische Beschichtungen, insbesondere basierend auf Tantal oder Titan  • Metallic coatings, in particular based on tantalum or titanium
Die zweite Einheit weist eine relativ dichte Keramik auf, die sich insbesondere durch ihre hohe Härte und Festigkeit auszeichnet. Sie ist fest mit der ersten Einheit verbunden. Die Verbindung zur ersten Einheit kann beispielsweise über Auftrag eines Schlickers im Grünzustand und anschließendem Kosintern erfolgen, oder je nach Verfahren zur Herstellung der ersten Einheit in einem Stück erfolgen. Bei Vorliegen einer dritten Einheit ist die zur dritten Einheit zugewandte Seite der zweiten Einheit so strukturiert, dass sie eine optimale Substratoberfläche für die dritte Einheit darstellt. Diese Seite muss dann nicht nur eine feste form- oder kraftschlüssige Verbindung, sondern auch ein Auseinanderfließen während der biomechanischen Belastung der dritten Einheit oder möglichst geringe Scherbelastungen sicherstellen. Es soll insbesondere vermieden werden, dass innere Risse oder sonstige Schädigungen des vernetzten Polymers auftreten. The second unit has a relatively dense ceramic, which is characterized in particular by its high hardness and strength. It is firmly connected to the first unit. The connection to the first unit can be made for example by applying a slurry in the green state and then cosintering, or depending on the method for producing the first unit in one piece. In the presence of a third unit, the side of the second unit facing the third unit is structured such that it represents an optimum substrate surface for the third unit. This side must then ensure not only a firm positive or non-positive connection, but also a flow apart during the biomechanical loading of the third unit or the lowest possible shear loads. In particular, it should be avoided that internal cracks or other damage to the crosslinked polymer occur.
Speziell muss bei der Strukturierung darauf geachtet werden, dass keine scharfen Kanten entstehen. In particular, care must be taken when structuring that no sharp edges arise.
Bei Anwesenheit einer dritten Einheit sind ganz allgemein Strukturen vorgesehen, die die Oberfläche erhöhen und so für eine gute Verbindung zwischen der zweiten und dem Knorpel oder der (optionalen) dritten Einheit sorgen, beispielsweise über Adhäsionskräfte oder aber auch über medizinisch geeignete Kleber. Beispielsweise eignen sich dazu definierte Vertiefungen in der Oberfläche, die wie eine Golfballstruktur aussehen könnten, oder auch hinterschnittige oder tropfenförmige Vertiefungen im Bereich von einigen μιτι bis hin zu mm, die den Polymerwerkstoffen der dritten Einheit optimalen Halt bieten und zu einer Selbststabilisierung bzw. Selbstfixierung unter axialer Belastung führen oder auch stegartige Strukturen. In the presence of a third unit structures are provided in general, which increase the surface and thus provide a good connection between the second and the cartilage or the (optional) third unit, for example via adhesive forces or even medically suitable adhesive. For example, defined depressions in the surface, which could look like a golf ball structure, or also undercut or drop-shaped depressions in the range of a few μm up to mm, which provide optimal hold for the polymer materials of the third unit, and for self-stabilization or self-fixing, are suitable axial load or also web-like structures.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn sich unter Last die Festigkeit der Verbindung zwischen zweiter und optionaler dritter Einheit erhöht. Erfindungsgemäß wird dies durch entsprechend gestaltete Strukturen auf der keramischen zweiten Einheit erreicht. It is particularly advantageous if the strength of the connection between the second and optional third unit increases under load. According to the invention this is achieved by correspondingly shaped structures on the ceramic second unit.
Idealerweise weist die Struktur der zweiten Einheit, die der zweiten Einheit abgewandt ist und einer dritten Einheit zugewandt wäre, eine sehr geringe Mikrorauhigkeit im Bereich von wenigen μιτι auf, was durch Überschleifen oder Polieren erreicht werden kann, oder zumindest jene Bereiche der Struktur, die bei einem eventuellen Abrieb der optionalen dritten Einheit freiliegen. Die Strukturierung der Keramik der zweiten Einheit kann über Spritzgussverfahren (Ceramic Injection Molding, Low Pressure Injection Molding) oder andere Abformtechnologien erfolgen, auch durch mechanische Bearbeitung im Grünzustand oder durch Laserbearbeitung oder ultraschallunterstützte mechanische Bearbeitung im gesinterten Zustand, oder auch Funkenerosion oder chemische Ätzverfahren. Ideally, the structure of the second unit, facing away from the second unit and facing a third unit, has a very low microroughness in the range of a few μm, which can be achieved by blending or polishing, or at least those areas of the structure which are at a possible abrasion of the optional third unit exposed. The structuring of the ceramic of the second unit can be carried out by means of injection molding processes (ceramic injection molding, low pressure injection molding) or other molding technologies, also by machining in the green state or by laser processing or ultrasonically assisted mechanical processing in the sintered state, or by spark erosion or chemical etching.
Das keramische Material der ersten und der zweiten Einheit ist vorzugsweise eine Oxidkeramik aus der Klasse der Aluminiumoxide oder Zirkonoxide, beispielsweise Zirkonoxid-verstärktes Aluminiumoxid oder Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid, aber auch alle Varianten davon oder Verbundwerkstoffe mit den allgemeinen Bezeichnungen ZTA (Zirconia toughened Alumina) oder ATZ (Alumina toughened Zirconia). The ceramic material of the first and the second unit is preferably an oxide ceramic from the class of aluminum oxides or zirconium oxides, for example zirconium oxide-reinforced alumina or yttrium-stabilized zirconia, but also all variants thereof or composites with the general designations ZTA (Zirconia toughened alumina) or ATZ (Alumina toughened zirconia).
Erfindungsgemäß ebenfalls möglich sind auch Nichtoxidkeramiken, wie z.B. Werkstoffe basierend auf Si3N . Non-oxide ceramics, such as e.g. Materials based on Si3N.
Alle aufgeführten Materialien weisen aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung, Härte und Festigkeit extrem gute tribologische Eigenschaften auf, sind während der Implantation in hohem Maße schadenstolerant und werden den biomechanischen Anforderungen mehr als gerecht. All of the listed materials have extremely good tribological properties due to their chemical composition, hardness and strength, are highly tolerant to injury during implantation and more than meet biomechanical requirements.
Außerdem sind sie ohne weitere Funktionalisierung in hohem Maße bioinert und haben die Tendenz die Proliferation von Bakterien zu unterbinden. In addition, they are highly bioinert without further functionalization and have the tendency to inhibit the proliferation of bacteria.
Vorteilhaft sind auch alle Weiterentwicklungen dieser Materialien, beispielsweise extrem schädigungstolerante Werkstoffe wie z.B. Seltene Erden-stabilisierte Dispersoidkeramiken aus Zirkonoxid mit Anteilen von Aluminaten. Also advantageous are all further developments of these materials, for example, extremely damage tolerant materials such. Rare earth-stabilized zirconia dispersoid ceramics with proportions of aluminates.
Für die optionale dritte Einheit haben sich dreidimensional verkettete Polymere als besonders geeignete Polymere herausgestellt, die neben ihren mechanischen Eigenschaften insbesondere bezüglich Steifigkeit und Scherbelastbarkeit, auch den biomechanischen Belastungen standhalten und die denen von natürlichem Knorpelmaterial ähneln. Polymere haben außerdem den Vorteil, dass sie mit funktionellen Gruppen beladen werden können, mit denen die physikalischen Eigenschaften gezielt einstellbar sind. For the optional third unit, three-dimensionally linked polymers have proven to be particularly suitable polymers which, in addition to their mechanical properties, in particular with regard to stiffness and shear resilience, also withstand the biomechanical stresses and which resemble those of natural cartilage material. Polymers also have the advantage that they can be loaded with functional groups with which the physical properties can be selectively adjusted.
Insbesondere Hydrogele können als Träger von biologisch aktiven Substanzen genutzt werden, die antibakterielle oder chondrogenetische Wirkung hervorrufen können. Diese biologisch aktiven Substanzen begünstigen den in vivo Aufbau von körpereigenem Knorpelmaterial. In particular, hydrogels can be used as carriers of biologically active substances which can produce antibacterial or chondrogenetic action. These biologically active substances favor the in vivo development of endogenous cartilage material.
Oft werden in diesem Zusammenhang auch synthetische Alginate in Kombination mit humanen Stammzellen eingesetzt, um so den Aufbau von körpereigenem Knorpelgewebe zu fördern. Dieser Ansatz könnte auch mit in die dritte Einheit integriert werden. In this context, synthetic alginates are often used in combination with human stem cells in order to promote the development of the body's own cartilage tissue. This approach could also be integrated into the third unit.
Es ist sehr vorteilhaft, wenn die innere Struktur der Polymere, insbesondere der Hydrogele, so gestaltet ist, dass bei mechanischer Druckbelastung und entsprechender Beladung mit chondrogenetischen Substanzen die Knorpelbildung gefördert wird. Diese Mechanismen wirken auch im natürlichen Knorpel, der auf mechanische Stimuli angewiesen ist. It is very advantageous if the internal structure of the polymers, in particular of the hydrogels, is designed so that cartilage formation is promoted under mechanical pressure loading and corresponding loading with chondrogenetic substances. These mechanisms also act in natural cartilage, which relies on mechanical stimuli.
Eine mögliche feste Verbindung zwischen zweiter und optionaler dritter Einheit kann durch form- oder kraftschlüssige Fügeprozesse erfolgen, denkbar ist aber auch - gerade bei hinterschnittigen Strukturen - die Polymere aufzuschmelzen oder generell in der flüssigen Phase aufzubringen. A possible firm connection between the second and optional third unit can take place by positive or non-positive joining processes, but it is also conceivable - especially in the case of undercut structures - to melt the polymers or generally to apply them in the liquid phase.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Dicke der Polymer- bzw. Hydrogelschicht hängt stark von den Eigenschaften des Polymers ab. Es können Mikro- oder Nanobeschichtungen auf die zweite Einheit oder auch dicke Lagen bis hin zu einigen mm aufgebracht bzw. gefügt werden. The thickness of the polymer or hydrogel layer provided according to the invention depends greatly on the properties of the polymer. Micro or nano coatings can be applied to the second unit or thick layers up to a few mm.
Bezüglich der topographischen Gestaltung der artikulierenden Fläche kann es zudem überaus vorteilhaft sein, wenn diese den anatomischen und patientenspezifischen Gegebenheiten angepasst ist, was über im Fertigungsprozess über geeignete CAD CAM Methoden sichergestellt werden kann. With regard to the topographical design of the articulating surface, it can also be extremely advantageous if these are anatomical and patient-specific Conditions that can be ensured in the production process via suitable CAD CAM methods.
Darüber hinaus ist ein aus biomechanischer und chirurgischer Sicht perfekter Sitz des Implantats äußerst vorteilhaft, was durch eine geeignete Prozedur mit entsprechendem und ggf. individualisiertem Instrumentarium sichergestellt werden kann. In addition, a perfect biomechanical and surgical fit of the implant is extremely advantageous, which can be ensured by a suitable procedure with appropriate and possibly individualized instruments.
Verwendung finden die erfindungsgemäßen Implantate vorzugsweise zur Erneuerung von Gelenksflächen im menschlichen Körper, beispielsweise von Gelenksflächen aus dem Schulter-, Hüft-, Knie- und Fußbereich. Die erfindungsgemäßen Implantate sind geeignet als Gelenksflächen für lokale Knorpeldefekte, als Teilgelenkersatz aber auch als Vollendoprothesen. Sie sind besonders geeignet bei Artikulationen gegen natürliche Knorpelflächen, sogenannten Hemiprothesen, beispielsweise als Schulter- Hemiprothese, auch Oberarm kopfprothese genannt. Dabei handelt es sich um einen Teilersatz des Schultergelenks, bei dem die natürliche Schulterpfanne (Glenoid) erhalten bleibt und lediglich der Oberarmkopf (Humeruskopf) durch eine Endoprothese ersetzt wird. The implants according to the invention are preferably used for the renewal of joint surfaces in the human body, for example joint surfaces from the shoulder, hip, knee and foot area. The implants according to the invention are suitable as joint surfaces for local cartilage defects, as partial joint replacement but also as full endoprostheses. They are particularly suitable for articulations against natural cartilage surfaces, so-called hemiprostheses, for example as a shoulder hemiprosthesis, also referred to as upper arm head prosthesis. This is a partial replacement of the shoulder joint, which preserves the natural shoulder socket (glenoid) and replaces only the humeral head with an endoprosthesis.
Zusammengefasst - die vorliegende Erfindung betrifft folglich: In summary, the present invention accordingly relates to:
• Keramik- basierte Implantate. • Ceramic-based implants.
• Implantate gemäß Punkt 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei verschiedene funktionelle Schichten enthalten. Implants according to item 1, characterized in that they contain at least two different functional layers.
• Implantate gemäß Punkt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht keramisch basiert ist. Implants according to item 1 or 2, characterized in that the first layer is ceramic based.
• Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht ebenfalls keramisch basiert ist und mit der ersten Schicht verbunden ist. Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht eine osseointegrierende Eigenschaft aufweist. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the second layer is also ceramic based and bonded to the first layer. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the first layer has an osseointegrating property.
Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht die tribologische Funktion in der Artikulation mit dem natürlichen Knorpel sicherstellt. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the second layer ensures the tribological function in the articulation with the natural cartilage.
Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht eine Keramik mit porösen Anteilen enthält. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the first layer contains a ceramic with porous portions.
Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht eine Keramik mit porösen Anteilen und offenporiger, interkonnektierender Struktur enthält. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the first layer contains a ceramic with porous portions and open-pore, interconnecting structure.
Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht Porendurchmesser in der Größenordnung zwischen 100 und 1000 m, bevorzugt zwischen 300 und 700 μιτι aufweist. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the first layer pore diameter in the order of 100 to 1000 m, preferably between 300 and 700 μιτι has.
Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht offene Porositäten in der Größenordnung zwischen 50% und 90%, bevorzugt zwischen 60% und 80% aufweist. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the first layer has open porosities in the order of between 50% and 90%, preferably between 60% and 80%.
Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastitzitätsmoduli der ersten Schicht in der Größenordnung zwischen 5 und 50 GPa, bevorzugt im Bereich des menschlichen Knochens liegen. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the elastic moduli of the first layer are of the order of magnitude of between 5 and 50 GPa, preferably in the range of the human bone.
Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht mit osseoinduktiven Beschichtungen beschichtet ist. Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht mit osseoinduktiven Beschichtungen beschichtet ist, wobei die Schicht ausgewählt ist aus Biogläsern, Hydroxylapatit-Beschichtungen, Phosphatierungsschichten, und/oder metallischen Beschichtungen. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the first layer is coated with osseoinduktiven coatings. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the first layer is coated with osseoinduktiven coatings, wherein the layer is selected from Biogläsern, hydroxyapatite coatings, phosphating layers, and / or metallic coatings.
Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht mit osseoinduktiven Beschichtungen beschichtet ist, wobei die Schicht ausgewählt ist aus Biogläsern, vorzugsweise aus dem Bioglas der Zusammensetzung 45S5, aus Hydroxylapatit- Beschichtungen, vorzugsweise aus nanostruktierten und biomimetisch wirkenden Hydroxylapatitschichten, aus Phosphatierungsschichten, insbesondere aus kovalent gebundenen, monolagigen Phosphatierungen und/oder metallischen Beschichtungen, insbesondere aus metallischen Beschichtungen, basierend auf Tantal oder Titan. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the first layer is coated with osseoinduktiven coatings, wherein the layer is selected from Biogläsern, preferably from the Bioglas the composition 45S5, from hydroxyapatite coatings, preferably from nanostructured and biomimetic acting hydroxyapatite , from phosphating layers, in particular from covalently bonded, monolayer phosphatings and / or metallic coatings, in particular from metallic coatings, based on tantalum or titanium.
Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht eine relativ dichte Keramik aufweist. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the second layer comprises a relatively dense ceramic.
Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht hohe Härte und Festigkeit aufweist. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the second layer has high hardness and strength.
Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht Strukturen, die die Oberfläche erhöhen, aufweist. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the second layer has structures which increase the surface.
Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht Strukturen, die die Oberfläche erhöhen, vorzugsweise definierte Vertiefungen in der Oberfläche, (Golfballstruktur), hinterschnittige oder tropfenförmige Vertiefungen im Bereich von einigen μιτι bis hin zu mm oder stegartige Strukturen aufweist. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the second layer structures which increase the surface, preferably defined depressions in the surface (golf ball structure), undercut or drop-shaped depressions in the range of a few μιτι up to mm or web-like structures having.
Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht eine zur zweiten Schicht abgewandte Seite aufweist, die eine sehr geringe Mikrorauhigkeit im Bereich von wenigen μιτι aufweist. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the second layer faces away from the second layer Side has, which has a very low micro-roughness in the range of a few μιτι.
• Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material der ersten und der zweiten Schicht eine Oxidkeramik aus der Klasse der Aluminiumoxide oder Zirkonoxide oder eine Nichtoxidkeramik, beispielsweise Werkstoffe, basierend auf Si3N , enthält. Implants according to one or more of the preceding points, characterized in that the ceramic material of the first and the second layer contains an oxide ceramic from the class of aluminum oxides or zirconium oxides or a non-oxide ceramic, for example materials based on Si 3 N.
• Verwendung der Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte zur Erneuerung von Gelenksflächen im menschlichen Körper, beispielsweise von Gelenksflächen aus dem Schulter-, Hüft-, Knie- und Fußbereich. Use of the implants according to one or more of the preceding points for renewal of joint surfaces in the human body, for example joint surfaces of the shoulder, hip, knee and foot area.
• Verwendung der Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte als Gelenksflächen für lokale Knorpeldefekte, als Teilgelenkersatz aber auch als Vollendoprothesen. Use of the implants according to one or more of the preceding points as joint surfaces for local cartilage defects, as partial joint replacement but also as full endoprostheses.
• Verwendung der Implantate gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Punkte bei Artikulationen gegen natürliche Knorpelflächen. Use of the implants according to one or more of the preceding points in articulations against natural cartilage surfaces.
Die Erfindung wird insbesondere durch die folgenden Ausführungsformen gekennzeichnet: The invention is characterized in particular by the following embodiments:
Ausführungsform 1 : Keramik-basiertes Implantat. Embodiment 1: Ceramic-based implant.
Ausführungsform 2: Implantat gemäß Ausführungsform 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei verschiedene funktionelle Schichten enthält. Embodiment 2: Implant according to embodiment 1, characterized in that it contains at least two different functional layers.
Ausführungsform 3: Implantat gemäß Ausführungsform 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht keramisch basiert ist. Embodiment 3: Implant according to embodiment 1 or 2, characterized in that the first layer is ceramic-based.
Ausführungsform 4: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht ebenfalls keramisch basiert ist und mit der ersten Schicht verbunden ist. Ausführungsform 5: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht eine osseointegrierende Eigenschaft aufweist. Embodiment 4: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the second layer is also ceramic-based and is connected to the first layer. Embodiment 5: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the first layer has an osseointegrating property.
Ausführungsform 6: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht die tribologische Funktion in der Artikulation mit dem natürlichen Knorpel sicherstellt. Embodiment 6: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the second layer ensures the tribological function in the articulation with the natural cartilage.
Ausführungsform 7: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht eine Keramik mit porösen Anteilen enthält. Embodiment 7: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the first layer contains a ceramic with porous portions.
Ausführungsform 8: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht eine Keramik mit porösen Anteilen und offenporiger, interkonnektierender Struktur enthält. Embodiment 8: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the first layer contains a ceramic with porous portions and open-pore, interconnecting structure.
Ausführungsform 9: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht Porendurchmesser in der Größenordnung zwischen 100 und 1000 m, bevorzugt zwischen 300 und 700 μιτι aufweist. Embodiment 9: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the first layer pore diameter in the order of 100 to 1000 m, preferably between 300 and 700 μιτι has.
Ausführungsform 10: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht offene Porositäten in der Größenordnung zwischen 50% und 90%, bevorzugt zwischen 60% und 80% aufweist. Embodiment 10: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the first layer has open porosities in the order of between 50% and 90%, preferably between 60% and 80%.
Ausführungsform 1 1 : Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastitzitätsmoduli der ersten Schicht in der Größenordnung zwischen 5 und 50 GPa, bevorzugt im Bereich des menschlichen Knochens liegen. Embodiment 1 1: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the elastic moduli of the first layer are of the order of magnitude of between 5 and 50 GPa, preferably in the region of the human bone.
Ausführungsform 12: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht mit osseoinduktiven Beschichtungen beschichtet ist. Ausführungsform 13: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht mit osseoinduktiven Beschichtungen beschichtet ist, wobei die Schicht ausgewählt ist aus Biogläsern, Hydroxylapatit-Beschichtungen, Phosphatierungsschichten, und/oder metallischen Beschichtungen. Embodiment 12: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the first layer is coated with osseoinductive coatings. Embodiment 13: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the first layer is coated with osseoinduktiven coatings, wherein the layer is selected from Biogläsern, hydroxyapatite coatings, phosphating layers, and / or metallic coatings.
Ausführungsform 14: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht mit osseoinduktiven Beschichtungen beschichtet ist, wobei die Schicht ausgewählt ist aus Biogläsern, vorzugsweise aus dem Bioglas der Zusammensetzung 45S5, aus Hydroxylapatit-Beschichtungen, vorzugsweise aus nanostruktierten und biomimetisch wirkenden Hydroxylapatitschichten, aus Phosphatierungsschichten, insbesondere aus kovalent gebundenen, monolagigen Phosphatierungen und/oder metallischen Beschichtungen, insbesondere aus metallischen Beschichtungen, basierend auf Tantal oder Titan. Embodiment 14: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the first layer is coated with osseoinduktiven coatings, wherein the layer is selected from Biogläsern, preferably from the bioglass composition 45S5, from hydroxyapatite coatings, preferably from nanostructured and biomimetic-acting hydroxylapatite layers, of phosphating layers, in particular of covalently bound, monolayer phosphatings and / or metallic coatings, in particular of metallic coatings, based on tantalum or titanium.
Ausführungsform 15: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht eine relativ dichte Keramik aufweist. Embodiment 15: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the second layer comprises a relatively dense ceramic.
Ausführungsform 16: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht hohe Härte und Festigkeit aufweist. Embodiment 16: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the second layer has high hardness and strength.
Ausführungsform 17: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht Strukturen, die die Oberfläche erhöhen, aufweist. Embodiment 17: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the second layer has structures which increase the surface.
Ausführungsform 18: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsform, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht Strukturen, die die Oberfläche erhöhen, vorzugsweise definierte Vertiefungen in der Oberfläche, (Golfballstruktur), hinterschnittige oder tropfenförmige Vertiefungen im Bereich von einigen μιτι bis hin zu mm oder stegartige Strukturen aufweist. Ausführungsform 19: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht eine zur zweiten Schicht abgewandte Seite aufweist, die eine sehr geringe Mikrorauhigkeit im Bereich von wenigen μιτι aufweist. Embodiment 18: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the second layer structures which increase the surface, preferably defined depressions in the surface, (golf ball structure), undercut or drop-shaped depressions in the range of a few μιτι up to mm or web-like structures. Embodiment 19: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the second layer has a side facing away from the second layer, which has a very low microroughness in the range of a few μιτι.
Ausführungsform 20: Implantat gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material der ersten und der zweiten Schicht eine Oxidkeramik aus der Klasse der Aluminiumoxide oder Zirkonoxide oder eine Nichtoxidkeramik, beispielsweise Werkstoffe, basierend auf Si3N , enthält. Embodiment 20: Implant according to one or more of the preceding embodiments, characterized in that the ceramic material of the first and the second layer contains an oxide ceramic from the class of aluminum oxides or zirconium oxides or a non-oxide ceramic, for example materials based on Si 3 N.
In einer bevorzugten Ausführungsform 21 betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des Implantats gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen zur Erneuerung von Gelenksflächen im menschlichen Körper, beispielsweise von Gelenksflächen aus dem Schulter-, Hüft-, Knie- und Fußbereich. In a preferred embodiment 21, the present invention relates to the use of the implant according to one or more of the preceding embodiments for the renewal of joint surfaces in the human body, for example, joint surfaces of the shoulder, hip, knee and foot area.
Ausführungsform 22: Verwendung des Implantats gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen als Gelenksflächen für lokale Knorpeldefekte, als Teilgelenkersatz aber auch als Vollendoprothesen. Embodiment 22: Use of the implant according to one or more of the preceding embodiments as joint surfaces for local cartilage defects, as a partial joint replacement but also as a complete endoprosthesis.
Ausführungsform 23: Verwendung des Implantats gemäß einer oder mehrerer der vorhergehenden Ausführungsformen bei Artikulationen gegen natürliche Knorpelflächen. Embodiment 23: Use of the implant according to one or more of the preceding embodiments in articulations against natural cartilage surfaces.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Keramik-basiertes Implantat, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei verschiedene funktionelle Schichten enthält, wobei die erste Schicht keramisch basiert ist und wobei die zweite Schicht ebenfalls keramisch basiert ist und mit der ersten Schicht verbunden ist. 1 . Ceramic-based implant, characterized in that it contains at least two different functional layers, wherein the first layer is ceramic based and wherein the second layer is also ceramic based and is bonded to the first layer.
2. Implantat gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht Porendurchmesser in der Größenordnung zwischen 100 und 1000 m, bevorzugt zwischen 300 und 700 μιτι aufweist. 2. Implant according to claim 1, characterized in that the first layer pore diameter in the order of 100 to 1000 m, preferably between 300 and 700 μιτι.
3. Implantat gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht offene Porositäten in der Größenordnung zwischen 50% und 90%, bevorzugt zwischen 60% und 80% aufweist. 3. Implant according to claim 1 or 2, characterized in that the first layer has open porosities in the order of between 50% and 90%, preferably between 60% and 80%.
4. Implantat gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht mit osseoinduktiven Beschichtungen beschichtet ist, wobei die Schicht ausgewählt ist aus Biogläsern, Hydroxylapatit-Beschichtungen, Phosphatierungsschichten, und/oder metallischen Beschichtungen. 4. Implant according to one or more of the preceding claims, characterized in that the first layer is coated with osseoinduktiven coatings, wherein the layer is selected from Biogläsern, hydroxyapatite coatings, Phosphatierungsschichten, and / or metallic coatings.
5. Implantat gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht mit osseoinduktiven Beschichtungen beschichtet ist, wobei die Schicht ausgewählt ist aus Biogläsern, vorzugsweise aus dem Bioglas der Zusammensetzung 45S5, aus Hydroxylapatit-Beschichtungen, vorzugsweise aus nanostruktierten und biomimetisch wirkenden Hydroxylapatitschichten, aus Phosphatierungsschichten, insbesondere aus kovalent gebundenen, monolagigen Phosphatierungen und/oder metallischen Beschichtungen, insbesondere aus metallischen Beschichtungen, basierend auf Tantal oder Titan. 5. Implant according to one or more of the preceding claims, characterized in that the first layer is coated with osseoinduktiven coatings, wherein the layer is selected from Biogläsern, preferably from the Bioglas the composition 45S5, from hydroxyapatite coatings, preferably nanostructured and biomimetic acting hydroxyapatite, from phosphating layers, in particular from covalently bonded, monolayer phosphatings and / or metallic coatings, in particular from metallic coatings based on tantalum or titanium.
6. Implantat gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht Strukturen, die die Oberfläche erhöhen, vorzugsweise definierte Vertiefungen in der Oberfläche, (Golfballstruktur), hinterschnittige oder tropfenförmige Vertiefungen im Bereich von einigen μιτι bis hin zu mm oder stegartige Strukturen aufweist. 6. Implant according to one or more of the preceding claims, characterized in that the second layer structures, the Increase surface, preferably defined depressions in the surface, (golf ball structure), undercut or drop-shaped depressions in the range of a few μιτι up to mm or web-like structures.
7. Implantat gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht eine zur zweiten Schicht abgewandte Seite aufweist, die eine sehr geringe Mikrorauhigkeit im Bereich von wenigen μιτι aufweist. 7. Implant according to one or more of the preceding claims, characterized in that the second layer has a side facing away from the second layer, which has a very low micro-roughness in the range of a few μιτι.
8. Implantat gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material der ersten und der zweiten Schicht eine Oxidkeramik aus der Klasse der Aluminiumoxide oder Zirkonoxide oder eine Nichtoxidkeramik, beispielsweise Werkstoffe, basierend auf Si3N , enthält. 8. Implant according to one or more of the preceding claims, characterized in that the ceramic material of the first and the second layer contains an oxide ceramic from the class of aluminum oxides or zirconium oxides or a non-oxide ceramic, for example materials based on Si3N.
9. Verwendung des Implantats gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche zur Erneuerung von Gelenksflächen im menschlichen Körper, beispielsweise von Gelenksflächen aus dem Schulter-, Hüft-, Knie- und Fußbereich. 9. Use of the implant according to one or more of the preceding claims for the renewal of joint surfaces in the human body, for example, joint surfaces of the shoulder, hip, knee and foot area.
10. Verwendung des Implantats gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche als Gelenksflächen für lokale Knorpeldefekte, als Teilgelenkersatz aber auch als Vollendoprothesen. 10. Use of the implant according to one or more of the preceding claims as joint surfaces for local cartilage defects, as partial joint replacement but also as Vollendoprothesen.
EP16759747.5A 2015-08-31 2016-08-31 Implants Withdrawn EP3344300A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015216641 2015-08-31
PCT/EP2016/070482 WO2017037098A1 (en) 2015-08-31 2016-08-31 Implants

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3344300A1 true EP3344300A1 (en) 2018-07-11

Family

ID=56852261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16759747.5A Withdrawn EP3344300A1 (en) 2015-08-31 2016-08-31 Implants

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20180250445A1 (en)
EP (1) EP3344300A1 (en)
KR (1) KR20180050353A (en)
CN (1) CN107921176A (en)
BR (1) BR112018003226A2 (en)
DE (1) DE102016216414A1 (en)
RU (1) RU2018111492A (en)
WO (1) WO2017037098A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8323348B2 (en) * 2005-02-22 2012-12-04 Taiyen Biotech Co., Ltd. Bone implants
US8415019B2 (en) * 2007-06-11 2013-04-09 Smith & Nephew, Inc. Ceramic layered medical implant
US8556972B2 (en) * 2009-04-02 2013-10-15 Sevika Holding AG Monolithic orthopedic implant with an articular finished surface
CA2932377A1 (en) * 2013-12-05 2015-06-11 Ceramtec Gmbh Implants

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017037098A1 (en) 2017-03-09
RU2018111492A (en) 2019-10-04
CN107921176A (en) 2018-04-17
KR20180050353A (en) 2018-05-14
BR112018003226A2 (en) 2018-09-25
DE102016216414A1 (en) 2017-03-02
US20180250445A1 (en) 2018-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5371772B2 (en) Metal oxide scaffolding
DE69836200T2 (en) Implant material and process for its preparation
WO2008064672A2 (en) Bone implant, and set for the production of bone implants
DE102006041023A1 (en) Structured coatings for implants and process for their preparation
EP1933771A1 (en) Inverse design of endoprosthesis for shoulder joints
DE102013227136B4 (en) Coated hemiprosthetic implant
EP0013863A1 (en) Cap prosthesis for cement-free implantation, especially for hip-joint
DE102008044951A1 (en) Open-pore biocompatible surface layer for an implant, method of manufacture and use
DE102006036039A1 (en) Porous outer layer implants and methods of making same
DE102015224150A1 (en) Ceramic spacers for the two-sided change of implants in the shoulder, knee and hip as a result of infections
DE2313678A1 (en) Composite prosthesis esp. for hip joints - comprising metal core with porous coating
DE202005005405U1 (en) Implant for insertion into a human or animal body includes an intermediate layer between a bone-abutting surface and an osteointegrative layer
WO2014202685A1 (en) Ceramic components for replacing joint surfaces
DE102020116929A1 (en) Endoprosthesis, method for the production thereof and use of an endoprosthesis
DE102016124049B4 (en) Joint implant for tissue regeneration at the joint
EP3077017A1 (en) Implants
EP3344300A1 (en) Implants
DE102012014160A1 (en) Method for manufacturing endoprosthesis, particularly hip-, knee- or shoulder endoprosthesis, involves providing base body made from titanium or titanium alloy and joint surface forming area which is arranged at base body
WO2012126449A1 (en) Ceramic-insert for knee endoprostheses
WO2007016795A1 (en) Device for the artificial replacement of a joint articulation in humans and animals
Gravius et al. Was tun, wenn die Hüftendoprothese versagt?
EP1753477B1 (en) Hip joint endoprosthesis having a sleeve from a biocompatible plastic
US10765523B2 (en) Prosthesis component and method for the production thereof
DE102010051433A1 (en) Intervertebral disk prosthesis for implantation between two vertebral bones of human or animal spine, has prosthesis components having pair of sliding surfaces, and mounting surfaces that are directly connected to vertebral bones
EP3646894B1 (en) Implant, preferably for treating a bone and / or cartilage defect

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20180403

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: ZIERMANN, FRANK

Inventor name: WECKER, HEINRICH

Inventor name: KELNBERGER, ALFONS

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20181024