NL1016040C2 - Poreus aanhechtingsmateriaal voor cellen, werkwijze voor de vervaardiging daarvan, alsmede toepassingen. - Google Patents

Poreus aanhechtingsmateriaal voor cellen, werkwijze voor de vervaardiging daarvan, alsmede toepassingen. Download PDF

Info

Publication number
NL1016040C2
NL1016040C2 NL1016040A NL1016040A NL1016040C2 NL 1016040 C2 NL1016040 C2 NL 1016040C2 NL 1016040 A NL1016040 A NL 1016040A NL 1016040 A NL1016040 A NL 1016040A NL 1016040 C2 NL1016040 C2 NL 1016040C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
foam
material according
metal
cells
porous
Prior art date
Application number
NL1016040A
Other languages
English (en)
Inventor
Giles William Melsom
Egidius Gerardus Maria Hermsen
Johannes Arend Mattheus Waard
Original Assignee
Giles William Melsom
Waard Johannes Arend Mattheus D
Egidius Gerardus Maria Hermsen
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 Giles William Melsom, Waard Johannes Arend Mattheus D, Egidius Gerardus Maria Hermsen filed Critical Giles William Melsom
Priority to NL1016040A priority Critical patent/NL1016040C2/nl
Priority to PCT/NL2001/000589 priority patent/WO2002017820A1/en
Priority to AU2001294342A priority patent/AU2001294342A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1016040C2 publication Critical patent/NL1016040C2/nl

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
    • A61L27/32Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
    • 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
    • A61F2/28Bones
    • 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
    • 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
    • A61L27/04Metals or alloys
    • A61L27/042Iron or iron alloys
    • 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
    • A61L27/04Metals or alloys
    • A61L27/045Cobalt or cobalt alloys
    • 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
    • A61L27/04Metals or alloys
    • A61L27/06Titanium or titanium alloys
    • 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
    • A61F2/3094Designing or manufacturing processes
    • 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
    • A61F2/32Joints for the hip
    • 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
    • A61F2/32Joints for the hip
    • A61F2/34Acetabular cups
    • 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
    • A61F2/32Joints for the hip
    • A61F2/36Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • 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
    • A61F2/32Joints for the hip
    • A61F2/36Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A61F2/3662Femoral shafts
    • 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
    • A61F2/38Joints for elbows or knees
    • 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
    • A61F2/28Bones
    • A61F2002/2817Bone stimulation by chemical reactions or by osteogenic or biological products for enhancing ossification, e.g. by bone morphogenetic or morphogenic proteins [BMP] or by transforming growth factors [TGF]
    • 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
    • A61F2002/30004Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis the prosthesis being made from materials having different values of a given property at different locations within the same prosthesis
    • A61F2002/30011Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis the prosthesis being made from materials having different values of a given property at different locations within the same prosthesis differing in porosity
    • 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
    • A61F2002/30667Features concerning an interaction with the environment or a particular use of the prosthesis
    • A61F2002/30677Means for introducing or releasing pharmaceutical products, e.g. antibiotics, into the body
    • 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
    • A61F2002/3092Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth having an open-celled or open-pored structure
    • 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
    • A61F2002/30929Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth having at least two superposed coatings
    • 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
    • A61F2/3094Designing or manufacturing processes
    • A61F2002/30971Laminates, i.e. layered products
    • 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
    • A61F2/32Joints for the hip
    • A61F2/36Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A61F2/3609Femoral heads or necks; Connections of endoprosthetic heads or necks to endoprosthetic femoral shafts
    • A61F2002/3611Heads or epiphyseal parts of femur
    • 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
    • A61F2/46Special tools or methods for implanting or extracting artificial joints, accessories, bone grafts or substitutes, or particular adaptations therefor
    • A61F2/4644Preparation of bone graft, bone plugs or bone dowels, e.g. grinding or milling bone material
    • A61F2002/4648Means for culturing bone graft
    • 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
    • A61F2250/00Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2250/0014Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof having different values of a given property or geometrical feature, e.g. mechanical property or material property, at different locations within the same prosthesis
    • A61F2250/0023Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof having different values of a given property or geometrical feature, e.g. mechanical property or material property, at different locations within the same prosthesis differing in porosity
    • 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
    • A61F2250/00Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2250/0014Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof having different values of a given property or geometrical feature, e.g. mechanical property or material property, at different locations within the same prosthesis
    • A61F2250/0023Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof having different values of a given property or geometrical feature, e.g. mechanical property or material property, at different locations within the same prosthesis differing in porosity
    • A61F2250/0024Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof having different values of a given property or geometrical feature, e.g. mechanical property or material property, at different locations within the same prosthesis differing in porosity made from both porous and non-porous parts, e.g. adjacent parts
    • 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
    • A61F2310/00Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00011Metals or alloys
    • A61F2310/00017Iron- or Fe-based alloys, e.g. stainless steel
    • 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
    • A61F2310/00Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00011Metals or alloys
    • A61F2310/00023Titanium or titanium-based alloys, e.g. Ti-Ni alloys
    • 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
    • A61F2310/00Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00011Metals or alloys
    • A61F2310/00029Cobalt-based alloys, e.g. Co-Cr alloys or Vitallium
    • 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
    • A61F2310/00Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00011Metals or alloys
    • A61F2310/00035Other metals or alloys
    • A61F2310/00131Tantalum or Ta-based alloys
    • 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
    • A61F2310/00Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00185Ceramics or ceramic-like structures based on metal oxides
    • A61F2310/00203Ceramics or ceramic-like structures based on metal oxides containing alumina or aluminium oxide
    • 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
    • A61F2310/00Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00185Ceramics or ceramic-like structures based on metal oxides
    • A61F2310/00239Ceramics or ceramic-like structures based on metal oxides containing zirconia or zirconium oxide ZrO2
    • 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
    • A61F2310/00Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00389The prosthesis being coated or covered with a particular material
    • A61F2310/00395Coating or prosthesis-covering structure made of metals or of alloys
    • A61F2310/00407Coating made of titanium or of Ti-based alloys
    • 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
    • A61F2310/00Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00389The prosthesis being coated or covered with a particular material
    • A61F2310/00592Coating or prosthesis-covering structure made of ceramics or of ceramic-like compounds
    • A61F2310/00796Coating or prosthesis-covering structure made of a phosphorus-containing compound, e.g. hydroxy(l)apatite

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Description

Korte aanduiding: Poreus aanhechtingsmateriaal voor cellen, werkwijze voor de vervaardiging daarvan, alsmede toepassingen
De onderhavige uitvinding heeft volgens een eerste aspect betrekking op een poreus aanhechtingsmateriaal voor cellen, in het bijzonder bot(cellen), omvattende een met een biocompatibel metaal of metaallegering gemetalliseerd schuim, waarbij het 5 aanhechtingsmateriaal met elkaar in verbinding staande poriën bezit.
Een dergelijk aanhechtingsmateriaal is bekend uit het
Amerikaanse octrooischrift US-A-5 282 861. Dit bekende aanhechtingsmateriaal wordt toegepast als vervangingsmateriaal voor spongieus (cancellous) bot en/of voor het opnemen van cellen en 10 weefsel, omdat het een op dergelijk spongieus bot gelijkende * · structuur heeft, hetgeen de bot(in)groei bevordert. Dit aanhechtingsmateriaal wordt vervaardigd door op een drager met schuimstructuur, welke bijvoorbeeld uit koolstof, grafiet of keramisch materiaal is vervaardigd, een biocompatibel metaal of 15 metaallegering, in het bijzonder tantaal of legeringen daarvan, af te zetten door middel van een chemische dampafzettingswerkwijze. Tantaal wordt toegepast omdat de gunstige eigenschappen daarvan voor toepassing als implantaatmateriaal zowel voor bot als weefsel reeds lang bekend zijn. Dit bekende aanhechtingsmateriaal is licht van 20 gewicht, sterk, heeft een poreuze structuur die lijkt op de microstructuur die in natuurlijk spongieus bot aanwezig is, en werkt als een matrix voor het opnemen van bot, en geeft een permeabiliteit en een hoog specifiek oppervlak om het ingroeien van nieuw bot te bevorderen.
25 Een nadeel van dit bekende aanhechtingsmateriaal zijn de kosten daarvan vanwege de toegepaste chemische dampafzettingstechniek (CVD) en de daarbij behorende tijdsduur. Teneinde het biocompatibel metaal of metaal legering in de gewenste dikte af te zetten is een lange procestijd vereist. Daarnaast is voor de economische toepasbaarheid 30 van belang dat de netwerkstructuur van het koolstof bevattende schuim reproduceerbaar is. In US-A-5 282 861 ontbreken echter gegevens omtrent de vervaardiging of oorsprong van het schuim. Deze reproduceerbaarheid laat echter bij vele materialen te wensen over. Verder is dit bekende aanhechtingsmateriaal stijf, omdat terwijl voor J U 'i & ü ·". ^ - 2 - vele toepassingen een flexibel aanhechtingsmateriaal de voorkeur heeft in verband met de vormgeving. Deze stijfheid is inherent aan de bij de vervaardiging van het koolstof bevattende schuim toegepaste carbonisatiestap van kunststofschuim. Deze carbonisatiestap is nodig 5 om aan het schuim een hittebestendigheid te verlenen die voldoende is om de tijdens CVD van tantaal heersende temperatuur van 1100°C te weerstaan, bij welke temperatuur anders het oorspronkelijke schuim zou worden vernietigd. Het gevolg is dat in de praktijk een implantaat dat dit bekende aanhechtingsmateriaal omvat in zijn geheel 10 in een keer, d.w.z. inclusief de niet-poreuze delen, dient te worden vervaardigd door gieten onder druk (compression moulding), waarna aan het aldus vervaardigde implantaat de vereiste vorm dient te worden gegeven door middel van machinale nabewerkingen.
De onderhavige uitvinding heeft ten doel de hierboven genoemde 15 nadelen tenminste gedeeltelijk te elimineren.
Bij het poreus aanhechtingsmateriaal van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding is daartoe het schuim een niet gecarboniseerd polyurethaanschuim of polyetherschuim. Deze schuimsoorten bezitten een netwerkstructuur van met elkaar in 20 verbinding staande poriën, die op herhaalbare en reproduceerbare wijze kan worden vervaardigd. Daarnaast laat het gebruik van deze schuimsoorten voor het vervaardigen van het poreus aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding toe dat snellere metalliseringstechnieken dan CVD kunnen worden toegepast. Hierdoor 25 zijn de totale vervaardigingskosten van het aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding lager dan die van het aanhechtingsmateriaal volgens bovengenoemde stand van de techniek. Verder laat, afhankelijk van de gekozen metalliseringstechniek, de netwerkstructuur van polyurethaanschuim en die van polyetherschuim toe om de hoeveelheid 30 afgezet metaal nauwkeurig te regelen, zodat het poreus aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding eveneens in betrekkelijk flexibele uitvoeringsvormen kan worden vervaardigd. Deze flexibiliteit laat toe dat het aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding Ook lijkt de poriënstructuur van polyurethaanschuim en die 35 van polyetherschuim op de netwerkstructuur van de poriën in spongieus bot, hetgeen de groei van cellen bevordert. De porienstructuur van het schuim is tevens te regelen.
Polyurethaanschuim bezit uit het oogpunt van reproduceerbaarheid een grotere voorkeur dan polyetherschuim.
- 3 - j
Bij voorkeur liggen de afmetingen van de met elkaar in verbinding staande poriën van het aanhechtingsmateriaal in het gebied van 50-1000 micrometer. De porositeit ligt bij voorkeur in het gebied van 50-96%. Deze waarden voor de porie-afmetingen en de porositeit 5 van het aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding komen overeen met de waarden van de poriën in natuurlijk bot, waarmee het aanhechtingsmateriaal een biologische en mechanische verbinding aangaat bij toepassing in het lichaam. De ondergrens van 50 micrometer voor de porie-afmetingen wordt bepaald door de 10 omstandigheden, die voor de vorming van nieuwe bloedvaten, de angiogenese, nodig zijn.
Volgens een bijzondere voorkeursuitvoeringsvorm bezit het aanhechtingsmateriaal een geleidelijke porositeitsverandering van lage porositeit zoals 50% of meer, bijvoorbeeld 70%, naar hoge 15 porositeit zoals 96%, gezien in de dikterichting van het aanhechtingsmateriaal. Een dergelijke geleidelijke verandering van de porositeit geeft een graduele overgang tussen· het natuurlijk bot en het implantaat, waarin het aanhechtingsmateriaal wordt toegepast, waarbij de zijde van het aanhechtingsmateriaal met de hoogste 20 porositeit naar het bot is toegekeerd en de zijde met de laagste porositeit, die een betrekkelijk dicht bevestigingsoppervlak heeft, grenst aan bijvoorbeeld een massief gedeelte van een prothese. De zijde met de hoge porositeit laat zich binnen zekere grenzen beter vervormen, en derhalve aanpassen aan het aangrenzende bot. Op het 25 moment van toepassing bij het implanteren ïs aldus een groot contactoppervlak tussen bot en aanhechtingsmateriaal aanwezig en * ·.
worden optimale omstandigheden voor bot(in)groei gecreëerd.
Volgens een verdere variant van deze uitvoeringsvorm omvat het aanhechtingsmateriaal een dichte, niet-poreuze oppervlaktelaag van 30 het biocompatibel metaal of raetaallegering, grenzend aan de zijde met lage porositeit. Met andere woorden aan één zijde van het aanhechtingsmateriaal is een massieve oppervlaktelaag van biocompatibel materiaal aanwezig, die een goed bevestigingsoppervlak voor een massief deel van een prothese, bijvoorbeeld een uit 35 kunststof vervaardigde prothesekom, biedt.
Het biocompatibel metaal of metaallegering is bij voorkeur gekozen uit de groep, die Ti, TiNb, TiV, Ta, TaNb, COCr, CoCrMo en roestvaststaal, legeringen en combinaties daarvan omvat. Titanium en titaniumlegeringen, zoals bijvoorbeeld TÏ6A14V hebben de voorkeur - 4 - vanwege hun bewezen biocompatibiliteit, alsmede de acceptatie in de markt.
De dikte van het poreus aanhechtingsmateriaal is afhankelijk van de toepassing. Bijvoorbeeld ligt de dikte van het 5 aanhechtingsmateriaal in de orde van grootte tot aan 20 mm voor cages in de wervelkolom, terwijl voor overige plaatsen en functies de dikte gewoonlijk in de orde van grootte van 0,3-4 mm ligt. Voor bijzondere toepassingen in b.v. oncologie kan dit dikker zijn.
Het aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding kan in de 10 poriën voorzien zijn van een aanvullende bovenlaag van een calcium-en/of fosfaatbevattend materiaal. Voorbeelden daarvan zijn hydroxy-apatiet (HA), fluorapatiet, tri-(TCP) en tetracalciumfosfaat, octacalciumfosfaat(OCP) , brushiet (een voorloper van HA), calciumcarbonaat, en dergelijke, die de 15 biocompatibiliteitseigenschappen van het aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding verder verbeteren. Botgroei stimulerende middelen, angiogenese stimulerende middelen, antibacteriële middelen en/of ontstekingsremmers kunnen eveneens in de poriën zijn voorzien teneinde het groeiproces van de cellen te versnellen, respectievelijk 20 infecties te verhinderen.
Volgens een tweede aspect van de uitvinding wordt een werkwijze voor het vervaardigen van een poreus aanhechtingsmateriaal voor cellen,, in het bijzonder bot(cellen), verschaft, waarbij men een biocompatibel metaal of metaallegering op de poriewanden van een 25 schuim aanbrengt, waarbij het schuim met elkaar in verbinding staande poriën bezit, welke werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat een kunststofschuim wordt toegepast dat gekozen is uit een niet-gacarboniseerd polyurethaanschuim of polyetherschuim.
De vervaardiging van het aanhechtingsmateriaal kan volgens een 30 meertrapsproces worden uitgevoerd, waarbij in een eerste stap een dunne eerste beginlaag van metaal of metaallegering wordt afgezet door middel van een fysisch dampafzettingsproces (PVD), en in een tweede stap een dikkere laag van het biocompatibel metaal of metaallegering door middel van een versneld afzettingsproces, in het 35 bijzonder fysische dampafzettingsprocessen, zoals HS-PVD (hoge snelheid-PVD) of LPPS (plasmaspuiten bij lage druk) of EB-PVD. De laagdikte van de dunne eerste beginlaag, welke met behulp van conventioneel PVD wordt af gezet, ligt bij voorkeur in de orde van grootte van enkele pm tot enkele tientallen pm, gebruikelijk in de 40 orde van grootte van ten minste 5 pm. Conventioneel PVD wordt < «'s ·: · ·. > > { -· *··.: * . ; > F V/ r ·..·· - 5 - toegepast om de beginlaag af te zetten, omdat de snellere werkwijzen niet kunnen worden toegepast zonder kans op verstoring of vernietiging van de schuimstructuur van de kunststofdrager vanwege de daarbij heersende hoge temperaturen. Wanneer eenmaal een beginlaag 5 met voldoende dikte (bijvoorbeeld 5 μιη) en sterkte is afgezet, kan de afzetting worden vervolgd, afhankelijk van de toepassing bijvoorbeeld variërend vanaf 30 tot 100 μιη met behulp van snellere werkwijzen, omdat de beginlaag de onderliggende schuimstructuur van de drager in afdoende mate beschermt. HS-PVD heeft de voorkeur omdat deze techniek 10 een betrouwbare regeling van de dikte van de op de gevormde beginlaag . afgezette hoeveelheid metaal toelaat, en aldus, indien gewenst, een geleidelijke overgang van de porositeit van hoog naar betrekkelijk laag kan worden gerealiseerd. Voor de geleidelijke overgang speelt eveneens de kwaliteit en samenstelling van het toegepaste target een 15 rol. Andere vervaardigingstechnieken of combinaties zoals elektrolytisch platteren, stroomloos platteren, sputteren, plasmaspuiten (onder lage druk), en sinteren behoren eveneens tot de mogelijkheden.
Met het oog op de totale productietijd wordt de werkwijze 20 volgens de uitvinding bij voorkeur volgens een eentrapsproces uitgevoerd, waarbij de totale laagdikte in een procesgang wordt aangebracht,en waarbij de instellingen van een daarvoor toegepaste HS-PVD inrichting tijdens het proces zo worden ingesteld dat in het begin met een lager energieniveau wordt gewerkt om de structuur van 25 het polyuretaanschuim niet aan te tasten, terwijl na het bereiken van voldoende dikte en sterkte het energieniveau wordt verhoogd. Het is dan echter niet nodig het vacuum te verbreken.
Volgens een verder aspect verschaft de uitvinding een implantaat, dat wordt gekenmerkt doordat tenminste een gedeelte 30 daarvan een poreus aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding, zoals hierboven is beschreven, omvat. Voorbeelden van implantaten omvatten onder meer een totale heupprothese, zowel de femur- als acetabulumcomponent, een totale knieprothese, zowel de femur- als tibiacomponent, schouderprothese, vingerprothese, cages 35 (intervertebrale afstandsstukken), dentale/kaakchirurgische implantaten, weke delen ankers, en implantaten voor oncologie. Het aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding kan bijvoorbeeld door middel van diffusielassen aan een massief metalen deel worden bevestigd, bijv. een schelpvorm, waarin een polyetheen inzetstuk 40 bewegingsloos is gepositioneerd. In tegenstelling tot de stand van de '·<*> , - 6 - techniek, waarbij het implantaat in zijn geheel in een stuk is vervaardigd en derhalve vast is verbonden met het aanhechtingsmateriaal door middel van compressiegieten, is het inzetstuk bij een implantaat volgens de uitvinding uitwisselbaar. De 5 gewenste sterkte van het aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding wordt mede bepaald door de toepassing. Bijvoorbeeld bedragen de treken compressiesterkte van trabeculair bot gemiddeld 10 MPa. Aangezien bot de potentie bezit om na een traumatische beschadiging zichzelf te herstellen, zal de structuur van het poreus aanhechtingsmateriaal 10 volgens de uitvinding, dat op zich geen zelfherstellend vermogen bezit, sterker dienen te zijn dan het aanliggende bot. Rekening houdend met een veiligheidsmarge heeft het aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding voor lastdragende toepassingen bij voorkeur een treksterkte van meer dan 20 MPa, een compressiesterkte van meer dan 15 20 MPa, een af schuifspanning van meer dan 7 MPa en een elasticiteitsmodulus volgens Young van 20 GPa.
Een verder aspect van de uitvinding betreft een werkwijze voor het in vitro kweken van cellen, in het bijzonder botcellen, op een drager in een kweekmedium, waarbij een biocompatibel materiaal 20 omvattende drager een schuimstructuur van met elkaar in verbinding staande poriën bezit. De drager kan bij dit aspect van de uitvinding uit elk biocompatibel materiaal zijn vervaardigd, mits deze een structuur van met elkaar in verbinding staande poriën bezit. Bij voorkeur wordt als drager een poreus aanhechtingsmateriaal volgens de 25 uitvinding toegepast, zoals hierboven isbeschreven. Bij deze werkwijze laat men cellen, bijvoorbeeld beenmerg- of kraakbeencellen opkweken in een geschikt vloeibaar kweekmedium, dat de benodigde groeistoffen bevat, op de drager. Nadat er voldoende celmateriaal is gekweekt, kan het verkregen celmateriaal op diverse manieren verder 30 worden verwerkt. Bijvoorbeeld kan men het gevormde celmateriaal van de drager verwijderen en direct bij de patiënten inbrengen. Bij deze variant is de reproduceerbaarheid van de netwerkstructuur van de poriën van minder belang. Het gevormde celmateriaal kan eveneens tezamen met de drager worden geïmplanteerd, in welk geval de 35 hierboven besproken voorkeursuitvoeringsvormen van het aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding ook van toepassing zijn voor de drager.
Volgens nog een ander aspect verschaft de uitvinding een poreus aanhechtingsmateriaal voor cellen, in het bijzonder bot(cellen), welk 40 aanhechtingsmateriaal een schuim van met elkaar in verbinding staande 101 p r. λ n
* v *· \J
- 7 - poriën van een biocompatibel materiaal omvat, dat wordt gekenmerkt doordat het aanhechtingsmateriaal een geleidelijke verandering van lage porositeit, van bijvoorbeeld 50% of meer, zoals 70%, naar hoge porositeit, zoals 96%, gezien in de dikterichting bezit. Zoals eerder 5 vermeld, biedt deze geleidelijke verandering een graduele overgang tussen bot en implantaat, waarvan het aanhechtingsmateriaal deel uitmaakt. Betere vervormingseigenschappen, groter contactoppervlak zijn andere voordelen daarvan. Bij voorkeur is het gedeelte met lage porositeit van 50% voorzien van een dichte, niet-poreuze 10 oppervlaktelaag van het biocompatibel materiaal. Ook de overige hierboven beschreven voorkeursuitvoeringsvormen worden bij dit aspect van de uitvinding met voordeel toegepast.
De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekening, waarin: 15 Fig. 1 is een schematische weergave van een voorbeeld van een prothese in doorsnede, waarin op verschillende posities een aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding aanwezig is; en
Fig. 2 is een detail van fig. 1.
Fig. 1 toont een schematische doorsnede van een prothese, 20 bijvoorbeeld een heup- of knieprothese, die in zijn geheel met verwijzingscijfer 10 is aangeduid, terwijl natuurlijk bot met verwijzingscijfer 12 is aangeduid. Een kop 14· van de prothese 10 is massief en uit een biocompatibel metaal of keramiek, bijvoorbeeld CoCrMo, A1203 of met yttrium gestabiliseerd zirkoniumoxyde 25 vervaardigd. Een steundeel 16 voor de kop’ 14 is voorzien van een laag aanhechtingsmateriaal 18 volgens de uitvinding. Verder omvat het steundeel 16 een inzetstuk 20 van aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding, dat als botvervanging, bijvoorbeeld bij verwijdering van een beschadigd gewrichtsoppervlak, fungeert. Een kom 22 van de 30 prothese 10 heeft een gelaagde opbouw, en omvat van binnen naar buiten een polyetheenlaag 24, die in aanraking verkeert met de massieve kop 14, en een laag 26 van aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding. De gelaagde opbouw is in fig. 2 in meer detail weergegeven onder toepassing van dezelfde verwijzingscijfers voor 35 dezelfde onderdelen. Zoals daaruit blijkt is het oppervlak 28 van de aanhechtingslaag 26 voorzien van een dichte oppervlaktelaag 29 (weergegeven in zwart) en geeft zodoende een goed bevestigingsoppervlak voor de polyetheen of keramische inzet 24. De aanhechtingslaag 26 heeft een netwerkstructuur van met elkaar in 40 verbinding staande poriën, waarvan de porositeit gradueel verloopt, - 8 - van 65% nabij het oppervlak 28 tot 95% aan het met het bot 12 in aanraking komende oppervlak 30.
In onderstaande voorbeelden voor de vervaardiging van een aanhechtingsmateriaal volgens de uitvinding werd als 5 uitgangsmateriaal een in de handel verkrijgbaar PU-schuim met gemiddeld 63 poriën per inch en met porie-afmetingen in het gebied van 400-500 micrometer toegepast. De dikte van het Pü-schuim bedroeg gemiddeld 2 mm.
Het PU-schuim werd in een stap voorzien van een titaniumlaag 10 met een laagdikte van 50 micrometer met behulp van conventioneel PVD.
Daarna werd de kunststofschuimmatrix verwijderd door middel van pyrolyse. Door middel van een warmtebehandeling onder reducerende omstandigheden werd het verkregen titaniumschuim op zijn primaire ductiliteit gebracht. Het aldus verkregen schuim was een flexibel 15 aanhechtingsmateriaal voor botcellen, dat zich ook uitstekend leende als drager voor het in vitro kweken van cellen.
Een ander stuk van hetzelfde PU-schuim werd door middel van conventioneel PVD voorzien van een dunne titaniumlaag met een dikte van 5 micrometer, waarna door middel van een temperatuurbehandeling 20 de PU-matrix werd verwijderd door middel van pyrolyse en het verkregen titaniumschuim op zijn primaire ductiliteit gebracht door middel van een temperatuurbehandeling. Door middel van een fysische dampafzettingswerkwijze met behulp van HS-PVD werd de laagdikte verhoogd tot 50 |im. De toegepaste target bezat een zodanige 25 samenstelling dat de porositeit van het uiteindelijke schuim geleidelijk veranderde van 65% naar 95%, aan de het dichtst bij het target gelegen zijde.
• * "10 1 o

Claims (19)

1. Poreus aanhechtingsmateriaal (18; 20; 26) voor cellen, in het bijzonder bot(cellen), omvattende een met een biocompatibel metaal of metaallegering gemetalliseerd schuim, waarbij het aanhechtingsmateriaal met elkaar in verbinding staande poriën bezit, 5 met het kenmerk dat het schuim niet-gecarboniseerd polyurethaanschuim of polyetherschuim is.
'2. Aanhèchtingsinateriaal volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de afmetingen van de met elkaar in verbinding staande poriën in het 10 gebied van 50 - 1000 μπι liggen.
3. Aanhechtingsmateriaal volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de porositeit in het gebied van 50-96% ligt.
4. Aanhechtingsmateriaal volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het aanhechtingsmateriaal een geleidelijke verandering van de porositeit, gezien in de dikterichting, bezit.
5. Aanhechtingsmateriaal volgens één van de voorgaande conclusies, 20 met het kenmerk dat een gedeelte (28) met lage porositeit is voorzien van een dichte, niet-poreuze oppervlaktelaag (29) van het biocompatibel metaal of metaallegering.
6. Aanhechtingsmateriaal volgens één van de voorgaande conclusies, 25 gekenmerkt door een op poreus bot gelijkende porositeit.
7. Aanhechtingsmateriaal volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het biocompatibel metaal of metaallegering is gekozen uit de groep, die Ti, TiNb, TiV, Ta, TaNb, CoCr, CoCrMo en 30 roestvaststaal, legeringen en combinaties daarvan omvat.
8. Aanhechtingsmateriaal volgens conclusie 7, met het kenmerk dat het biocompatibel metaal of legering titanium of een titaniumlegering omvat.
9. Aanhechtingsmateriaal volgens één van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door een aanvullende bovenlaag van een calcium- en/of fosfaat bevattend materiaal in de poriën. J0t6010 * - 10 -
10. Aanhechtingsmateriaal volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het aanhechtingsmateriaal in de poriën is voorzien van een of meer botgroeistimulerende middelen, angiogenese 5 stimulerende factoren, anti-bacteriële middelen en/of ontstekingsremmers.
11. Werkwijze voor het vervaardigen van een poreus aanhechtingsmateriaal voor cellen, in het bijzonder bot(cellen), 10 waarbij men een biocompatibel metaal of metaallegering op de poriewanden van een schuim aanbrengt, waarbij het schuim met elkaar in verbinding staande poriën bezit, met het kenmerk dat een kunststofschuim wordt toegepast, dat gekozen is uit niet-gecarboniseerd polyurethaanschuim of polyetherschuim. 15
12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk dat in een eerste stap een dunne eerste beginlaag van metaal of metaallegering wordt afgezet door middel van een fysisch dampafzettingsproces, en in een tweede stap een dikkere laag van het metaal of metaallegering 20 door middel van een versneld afzettingsproces.
13. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk dat de totale laagdikte in een procesgang onder toepassing van een versneld PVD-proces wordt aangebracht, waarbij tijdens een eerste gedeelte van het 25 proces bij een laag energieniveau wordt gewerkt en een dunne eerste beginlaag van metaal of metaallegering wordt afgezet, en in een tweede gedeelte bij een hoog energieniveau een dikkere laag wordt afgezet.
14. Werkwijze volgens conclusie 12 of 13, met het kenmerk dat de laagdikte van de dunne eerste beginlaag ten minste 5 pm bedraagt.
15. Implantaat, gekenmerkt doordat tenminste een gedeelte daarvan een poreus aanhechtingsmateriaal volgens één van de voorgaande 35 conclusies 1-11 omvat.
16. Werkwijze voor het in vitro kweken van cellen, in het bijzonder botcellen, op een drager in een kweekmedium, met het kenmerk dat als drager een schuimstructuur van met elkaar in verbinding staande 101 60^'*- » - 11 - poriën van een biocompatibel materiaal wordt toegepast.
17. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk dat als drager een poreus aanhechtingsmateriaal volgens één van de voorgaande 5 conclusies 1-10 wordt toegepast.
18. Poreus aanhechtingsmateriaal voor cellen, in het bijzonder bot(cellen), omvattende een schuim van met elkaar in verbinding staande poriën van een biocompatibel materiaal, met het kenmerk dat 10 het aanhechtingsmateriaal een geleidelijk verandering van de porositeit, gezien in de dikterichting, bezit.
19. Poreus aanhechtingsmateriaal volgens conclusie 18, met het kenmerk dat een gedeelte (28) met lage porositeit is voorzien van een 15 dichte, niet-poreuze oppervlaktelaag (29) van het biocompatibel materiaal. i'. « \ t
NL1016040A 2000-08-29 2000-08-29 Poreus aanhechtingsmateriaal voor cellen, werkwijze voor de vervaardiging daarvan, alsmede toepassingen. NL1016040C2 (nl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1016040A NL1016040C2 (nl) 2000-08-29 2000-08-29 Poreus aanhechtingsmateriaal voor cellen, werkwijze voor de vervaardiging daarvan, alsmede toepassingen.
PCT/NL2001/000589 WO2002017820A1 (en) 2000-08-29 2001-08-02 Porous attachment material for cells
AU2001294342A AU2001294342A1 (en) 2000-08-29 2001-08-02 Porous attachment material for cells

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1016040 2000-08-29
NL1016040A NL1016040C2 (nl) 2000-08-29 2000-08-29 Poreus aanhechtingsmateriaal voor cellen, werkwijze voor de vervaardiging daarvan, alsmede toepassingen.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1016040C2 true NL1016040C2 (nl) 2002-03-01

Family

ID=19771971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1016040A NL1016040C2 (nl) 2000-08-29 2000-08-29 Poreus aanhechtingsmateriaal voor cellen, werkwijze voor de vervaardiging daarvan, alsmede toepassingen.

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2001294342A1 (nl)
NL (1) NL1016040C2 (nl)
WO (1) WO2002017820A1 (nl)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7458991B2 (en) 2002-02-08 2008-12-02 Howmedica Osteonics Corp. Porous metallic scaffold for tissue ingrowth
FR2883755A1 (fr) * 2005-03-29 2006-10-06 Urodelia Sa Materiau implantable destine a etre colonise par un tissu, notamment un tissu osseux, et procede de fabrication de ce materiau
DE102005037141A1 (de) * 2005-08-06 2007-02-08 Syntan Gbr(vertretungsberechtigter Gesellschafter Hr. Dr. Dieter Girlich, 01309 Dresden) Spongiös-metallisches Implantat und Verfahren zu seiner Herstellung
US20080004710A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-03 Howmedica Osteonics Corp. Femoral head resurfacing
EP2596764B1 (en) * 2006-08-22 2016-07-13 Mitsubishi Electric Corporation Laser processing apparatus, osseointegration method, implant material, and implant-material fabrication method
WO2008122596A2 (en) * 2007-04-05 2008-10-16 Cinvention Ag Curable therapeutic implant composition
WO2008122595A2 (en) * 2007-04-05 2008-10-16 Cinvention Ag Biodegradable therapeutic implant for bone or cartilage repair
US8608801B2 (en) * 2008-07-06 2013-12-17 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Osteochondral implants, arthroplasty methods, devices, and systems
EP2637609B1 (en) * 2010-11-11 2016-02-24 Zimmer, Inc. Orthopedic implant with porous polymer bone contacting surface
FR2986961B1 (fr) * 2012-02-20 2014-02-21 Michel Brax Implant orthopedique et procede pour fabriquer un tel implant orthopedique
CN102861357B (zh) * 2012-10-11 2014-06-11 四川大学 一种仿生牙种植体及其制备方法
US9949837B2 (en) 2013-03-07 2018-04-24 Howmedica Osteonics Corp. Partially porous bone implant keel
DE102014206151A1 (de) * 2014-04-01 2015-10-01 Waldemar Link Gmbh & Co. Kg Implantatverbindung

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2582861A (en) 1948-08-04 1952-01-15 American National Bank A Compa Rotary striping wheel paint striper and adapter for use with collapsible paint tube containers and the like
US3030951A (en) * 1959-04-10 1962-04-24 Michael P Mandarino Methods and materials for orthopedic surgery
US4000525A (en) * 1975-08-21 1977-01-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Ceramic prosthetic implant suitable for a knee joint plateau
US4154704A (en) * 1978-01-23 1979-05-15 Chemotronics International, Inc. Activated reticulated or unreticulated carbon structures
GB2045082A (en) * 1979-02-15 1980-10-29 Raab S Improved bone connective prosthesis comprising a reinforcement element carrying a polymer layer having a varying modulus of elasticity
US4542539A (en) * 1982-03-12 1985-09-24 Artech Corp. Surgical implant having a graded porous coating
US4553272A (en) * 1981-02-26 1985-11-19 University Of Pittsburgh Regeneration of living tissues by growth of isolated cells in porous implant and product thereof
WO1990006094A1 (en) * 1988-12-08 1990-06-14 Brigham And Women's Hospital Prosthesis of foam and collagen
US4992254A (en) * 1989-12-07 1991-02-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Low density carbonized composite foams
US5035713A (en) * 1990-02-12 1991-07-30 Orthopaedic Research Institute, Inc. Surgical implants incorporating re-entrant material
DE4106881C1 (en) * 1991-03-05 1992-08-27 Eska Medical Luebeck Medizintechnik Gmbh & Co, 2400 Luebeck, De Implant on which normal bone growth is possible - having its surface partially covered with metallic, partly open-celled structure
US5282861A (en) 1992-03-11 1994-02-01 Ultramet Open cell tantalum structures for cancellous bone implants and cell and tissue receptors
EP0719529A1 (en) * 1994-12-26 1996-07-03 Kyocera Corporation Living body-supporting member and preparation process thereof
WO1999016478A1 (en) * 1997-10-01 1999-04-08 Phillips-Origen Ceramic Technology, Llc Bone substitutes
DE29903768U1 (de) * 1999-03-02 1999-09-09 Plus Endoprothetik Ag, Rotkreuz Tibiakomponente einer Kniegelenkendoprothese

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2582861A (en) 1948-08-04 1952-01-15 American National Bank A Compa Rotary striping wheel paint striper and adapter for use with collapsible paint tube containers and the like
US3030951A (en) * 1959-04-10 1962-04-24 Michael P Mandarino Methods and materials for orthopedic surgery
US4000525A (en) * 1975-08-21 1977-01-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Ceramic prosthetic implant suitable for a knee joint plateau
US4154704A (en) * 1978-01-23 1979-05-15 Chemotronics International, Inc. Activated reticulated or unreticulated carbon structures
GB2045082A (en) * 1979-02-15 1980-10-29 Raab S Improved bone connective prosthesis comprising a reinforcement element carrying a polymer layer having a varying modulus of elasticity
US4553272A (en) * 1981-02-26 1985-11-19 University Of Pittsburgh Regeneration of living tissues by growth of isolated cells in porous implant and product thereof
US4542539A (en) * 1982-03-12 1985-09-24 Artech Corp. Surgical implant having a graded porous coating
WO1990006094A1 (en) * 1988-12-08 1990-06-14 Brigham And Women's Hospital Prosthesis of foam and collagen
US4992254A (en) * 1989-12-07 1991-02-12 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Low density carbonized composite foams
US5035713A (en) * 1990-02-12 1991-07-30 Orthopaedic Research Institute, Inc. Surgical implants incorporating re-entrant material
DE4106881C1 (en) * 1991-03-05 1992-08-27 Eska Medical Luebeck Medizintechnik Gmbh & Co, 2400 Luebeck, De Implant on which normal bone growth is possible - having its surface partially covered with metallic, partly open-celled structure
US5282861A (en) 1992-03-11 1994-02-01 Ultramet Open cell tantalum structures for cancellous bone implants and cell and tissue receptors
EP0719529A1 (en) * 1994-12-26 1996-07-03 Kyocera Corporation Living body-supporting member and preparation process thereof
WO1999016478A1 (en) * 1997-10-01 1999-04-08 Phillips-Origen Ceramic Technology, Llc Bone substitutes
DE29903768U1 (de) * 1999-03-02 1999-09-09 Plus Endoprothetik Ag, Rotkreuz Tibiakomponente einer Kniegelenkendoprothese

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002017820A1 (en) 2002-03-07
AU2001294342A1 (en) 2002-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ran et al. Osteogenesis of 3D printed porous Ti6Al4V implants with different pore sizes
NL1016040C2 (nl) Poreus aanhechtingsmateriaal voor cellen, werkwijze voor de vervaardiging daarvan, alsmede toepassingen.
Lewallen et al. Biological strategies for improved osseointegration and osteoinduction of porous metal orthopedic implants
US8268383B2 (en) Medical implant and production thereof
Wahl et al. Controlling the processing of collagen-hydroxyapatite scaffolds for bone tissue engineering
US7648735B2 (en) Oxidized zirconium on a porous structure for bone implant use
JP4339606B2 (ja) 多孔性金属足場
EP1958650B1 (en) Method of modifying the surface of medical device
US20060116774A1 (en) Prosthetic acetabular cup and method of manufacture
Mohammad et al. Sol gel deposited hydroxyapatite-based coating technique on porous titanium niobium for biomedical applications: A mini review
JPH11341A (ja) 整形外科用インプラント
Putrantyo et al. Tantalum as a novel biomaterial for bone implant: a literature review
Suntharavel Muthaiah et al. Electrophoretic deposition of nanocrystalline calcium phosphate coating for augmenting bioactivity of additively manufactured Ti-6Al-4V
Wang et al. Preparation, modification, and clinical application of porous tantalum scaffolds
EP3122497B1 (en) Method for manufacturing a porous metal material for biomedical applications
Sobieszczyk et al. Coatings in arthroplasty
EP3195825B1 (en) Dental implant
Xie et al. Deposition and biological evaluation of Ta coating on porous SiC scaffold for orthopedic application
Victoria Cabanas Bioceramic coatings for medical implants
JP6622384B2 (ja) プロテーゼ構成部品
Goharian et al. Vapor deposition process for osseoconductive surface engineering
Lutton et al. The status of biomaterials for orthopedic and dental applications: Part II-bioceramics in orthopedic and dental applications
Yuvaraj et al. A comprehensive analysis of bioimplant manufacturing advancements: A state-of-the-art review
Bagaria et al. Predicting the Future of Orthopaedic Trauma Implantology
Bagaria et al. Predicting the Future in Orthopedic Implantology

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20060301