WO2023280452A1 - Method for producing an augmenting active agent which has a composite material for replacing or forming lost bone substance - Google Patents

Method for producing an augmenting active agent which has a composite material for replacing or forming lost bone substance Download PDF

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WO2023280452A1
WO2023280452A1 PCT/EP2022/059856 EP2022059856W WO2023280452A1 WO 2023280452 A1 WO2023280452 A1 WO 2023280452A1 EP 2022059856 W EP2022059856 W EP 2022059856W WO 2023280452 A1 WO2023280452 A1 WO 2023280452A1
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WO
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bone
blood plasma
augmentation
fibrin
rich
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PCT/EP2022/059856
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Inventor
Oliver Zernial
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I Love Implants Gmbh
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Publication date
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    • A61L2430/00Materials or treatment for tissue regeneration
    • A61L2430/02Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an augmentation comprising a composite material for the reconstruction or regeneration of at least partially lost bone substance, for filling bone defects and/or for optimizing a bony implant site.
  • the invention also relates to a correspondingly produced augmentation.
  • sodium citrate is first added to a sample of autologous peripheral venous blood taken from the patient in order to stop blood clotting.
  • centrifugation first separates hematocrit with red blood cells, buffy coat with white blood cells and blood plasma, and then the blood plasma is separated into a first light, fibrin-rich blood plasma fraction and a second, heavy, thrombocyte-rich blood plasma fraction.
  • autologous blood plasma is an established method in medicine, for which purpose peripheral venous blood is first taken from the patient and the liquid plasmatic part is separated from the cellular part of the blood.
  • platelet-rich blood plasma so-called PRP (platelet rich plasma)
  • PRP platelet rich plasma
  • the resulting plasma can be divided into three layers.
  • the upper layer rich in fibrin (fraction"!) and the heavy layer rich in thrombocytes (fraction 2) are now pipetted off separately.
  • the coagulation function can be reactivated by the targeted addition of calcium and the plasma can be used in a targeted manner for a wide variety of applications.
  • platelet rich fibrin platelet rich fibrin (PRF)
  • PRF platelet rich fibrin
  • the platelet-rich fibrin (PRF) production protocol described in 2001, which uses glass blood collection tubes and a relatively high centrifugal force, produces a solid fibrin matrix, whereby the centrifugation separates the erythrocytes, the red blood cells, from the fibrin matrix to be separated. Because this fibrin matrix has been shown to contain leukocytes and platelets, it is also called leukocyte and platelet rich fibrin (L-PRF).
  • L-PRF leukocyte and platelet rich fibrin
  • the invention is based on the object of specifying a method for producing composite materials, from which in turn augments to replace lost bone material can be produced, which can be implemented quickly and reproducibly with relatively simple means.
  • the blood coagulation should be able to be changed in a targeted manner while the method is being carried out, so that the blood coagulation can be controlled.
  • the natural process of blood coagulation should be used here in order to produce targeted tissue and augmentations, in particular for bone regeneration.
  • the method to be specified for the production of a composite material as a replacement for human bone material should therefore be based on natural processes and thereby enable comparatively rapid bone formation and stable bone structures to be produced.
  • biologically potent and sufficiently stable augmentates which also have a high efficiency and breaking strength after their implantation in the human or animal body, can be produced from a composite material produced according to the method.
  • the object described above is achieved with a method according to claim 1.
  • Claims 19 and 20 also specify bone replacement pieces that solve the problem on which the invention is based. Special developments of the invention are the subject matter of the dependent claims and are explained in more detail in the following description with partial reference to figures.
  • the invention relates to a method for producing an augmentation comprising a composite material for the reconstruction and/or regeneration of at least partially lost bone substance, for filling bone defects and/or for optimizing a patient's bony implant bed.
  • the method first has the steps
  • the method is characterized by the steps of separate provision of autologous bone material and allogeneic, xenogeneic, porcine, bovine and/or synthetic bone replacement material in a vessel,
  • Producing and activating a mixture by adding a substance containing calcium, in particular calcium chloride, to the second plasma fraction, impregnating the bone replacement material with the mixture and producing a mixture by mixing the mixture with the autologous bone material and forming the augmentate from the mixture.
  • activation is understood to mean that at least one coagulation process or coagulation mechanism is set in motion.
  • calcium chloride is added to both the first light, fibrin-rich blood plasma fraction and the second heavy, platelet-rich blood plasma fraction in correspondingly provided method steps for at least partial activation or initiation of coagulation, with the first blood plasma fraction preferably immediately before the planned use of the composite material calcium chloride is added.
  • the second blood plasma fraction is preferably mixed with the allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone replacement material immediately after the addition of calcium chloride and the activation caused thereby.
  • the coagulation of the blood plasma is first stopped and the blood plasma is separated into two fractions, namely a first light blood plasma fraction rich in fibrin and a second heavy blood plasma fraction rich in thrombocytes. Due to the coagulation of the blood plasma, further processing of the separated plasma fraction can take place at a later point in time and does not have to follow immediately after the blood sample has been taken. Preference as in close proximity, especially immediately before a medical treatment or an operation for which the composite material to be produced and an augmentation made from it is required, the first light, fibrin-rich blood plasma fraction is activated with calcium, the calcium being part of an added substance can. Calcium chloride is particularly preferably used.
  • a fibrin matrix or a fibrin clot After the addition of calcium, a fibrin matrix or a fibrin clot usually develops within 20-30 minutes, which is suitable for further processing, in particular for targeted shaping. It is therefore conceivable according to a preferred embodiment that this fibrin matrix or this fibrin clot is shaped as required, for example pressed into a type of membrane.
  • the invention provides that the second heavy, thrombocyte-rich blood plasma fraction is also activated with calcium, in particular a substance that contains calcium, such as calcium chloride.
  • the allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone replacement material is soaked with the activated mixture containing the second blood plasma fraction and calcium. If xenogeneic bone substitute material is used, porcine or bovine bone substitute material is preferably used. The bone substitute material is preferably impregnated with the activated mixture even before the allogeneic, xenogeneic and/or bone substitute material is brought into contact with the patient's autologous bone material.
  • an allogeneic, xenogeneic, such as porcine or bovine, and/or a synthetic bone substitute material is used here that has a grain size between 0.25 and 1 mm, so that the individual components have a maximum expansion in one direction of 0. 25 to 1 mm.
  • a mixture is produced by mixing the bone replacement material soaked with the mixture with the autologous bone material of the patient that is also provided and shaping the augmentation from the composite material produced.
  • autologous bone material which can be obtained from the patient with the help of a bone scraper, for example, maximizes the coagulation ability of platelet-rich blood plasma, in particular of a light, fibrin-rich and/or a heavy, thrombocyte-rich blood plasma blood plasma fraction is reached.
  • Blood coagulation is usually based on three different functional mechanisms, with all three functional mechanisms of blood coagulation being activated when the method according to the invention is used.
  • the method according to the invention is therefore based on the fact that due to the activation of the three different functional mechanisms of blood coagulation, the blood plasma produced and used, in particular a light blood plasma fraction rich in fibrin and a heavy blood plasma fraction rich in thrombocytes, can be used as an adhesive for the construction of composite materials .
  • cellular thrombocytic coagulation is activated by contact with tissue material which carries a von Willebrand receptor (GP Ib). If a thrombocyte comes into contact with an injured area of tissue, a transformation of the cell takes place immediately, so that the thrombocytes literally hook into one another. In addition, messenger substances are released that activate further coagulation cascades. If, as provided according to the invention, this is stabilized with blood plasma during the production of a composite material or an augmentation produced therefrom and the body's own tissue is added in the process, the full potential of coagulation is used.
  • GP Ib von Willebrand receptor
  • the third coagulation mechanism is intrinsic plasmatic coagulation, which can be activated, for example, by negatively charged surfaces.
  • This coagulation mechanism is used almost exclusively in the methods currently used to obtain platelet-rich blood plasma products, so that the maximum possible coagulation potential is regularly not exhausted with these methods.
  • this disadvantage is countered precisely by the fact that autologous bone material is also used to produce a composite material, and a comparatively strong stabilization effect is thus achieved just 1 to 5 minutes after the autologous bone material and the bone replacement material have been previously treated with the activated second heavy, thrombocyte-rich plasma fraction was mixed, a mixture was produced, ceases.
  • the methods known from the prior art are comparatively complex and require more time.
  • the composite material and/or augmentation produced according to the invention can be used in a particularly suitable manner, at least in part, for relining the soft tissue of a patient, which in turn achieves improved and faster wound healing and once again minimizes the risk of wound dehiscence.
  • an antibiotic in particular clindamycin or doxycycline, is optionally added to the autologous bone material provided in the vessel.
  • the addition of an antibiotic according to the body dosage serves the local antibiosis and also the inhibition of collagenases, which release bacteria in an infection for tissue penetration.
  • the addition of a drug to the plasma depends on the legal circumstances according to Section 65 of the Drugs Act and has not yet been finally clarified.
  • the mixture is made in such a way that it has a proportion of 25 to 50% by volume of autologous bone material.
  • a mixture is produced which has a proportion of 50% by volume of the autologous bone material and a proportion of 50% by volume of the bone replacement material impregnated with the mixture.
  • the mixture in turn contains at least part of the second heavy blood plasma fraction rich in thrombocytes and calcium, preferably calcium chloride, which is used to activate the coagulation of the second blood plasma fraction.
  • Particles, preferably bone chips, of a particular bone of the patient that is as vital as possible are preferably used as the autologous bone material.
  • Such bone particles are advantageously obtained with a disposable bone scraper from the bone region to be treated, for example in the area of a jawbone, or a separate bone access.
  • the sample of autologous peripheral venous blood mixed with sodium citrate is centrifuged horizontally at a rotary speed of 1200-2400 rpm, preferably about 1900 rpm.
  • the coagulation is activated and the bone substitute material is 100% biologized by still liquid plasma of a mixture consisting, for example, of 50% autologous bone material and 50% bone substitute material with a 100% bone substitute material is admitted.
  • the supernatant liquid is used to activate the 100% bone replacement material.
  • Bone replacement material made from porcine or bovine bone is preferably provided as the bone replacement material.
  • Porcine bone replacement material, ie xenogeneic bone replacement material from pigs is particularly preferably used, especially for the production of an augmentation that is not critical in terms of volume and is characterized by comparatively rapid bone healing.
  • bovine bone replacement material i.e. xenogeneic bone replacement material from cattle, is preferably used.
  • Bone substitute material is preferably used that does not need to be heated very much; in particular, high-temperature bone substitute materials are dispensed with, since these are not suitable for use in the method according to the invention due to their comparatively great hardness. Irrespective of the type of bone replacement material used, however, it is essential for the invention that the autologous bone material and the allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone replacement material are initially provided separately from one another. A mixture containing these two materials is only produced after the allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone replacement material has been soaked with a mixture which contains at least part of the second heavy, thrombocyte-rich blood plasma fraction, which contains calcium, in particular calcium chloride, has been activated.
  • a further embodiment according to the invention provides that the allogeneic, xenogenic and/or synthetic bone replacement material with the mixture contained therein of at least part of the second heavy, thrombocyte-rich blood plasma fraction and calcium chloride is mixed with the autologous bone material for more than 30 seconds to produce a mixture is mixed.
  • the period of time for the mixing is limited to a maximum of 30 seconds, since otherwise there is a risk that the polymerisation or concatenation of the fibrin will be destroyed.
  • the mixture is shaped, in particular manually using suitable instruments and/or carried out using a negative mould.
  • a corresponding needs-based shaping or modeling is preferably carried out over a period of 30 to 60 s.
  • the mixture and/or an augmentation at least pre-shaped from it it must be taken into account that around 120 to 240 s after the start of the Mixing of the autologous bone material with the bone replacement material, the coagulation processes have progressed so far that the mixture or the augmentate is so stable that it can be grasped with tweezers and generally processed further.
  • the stability is additionally increased by at least partially immersing the augmentation material, which cannot yet be grasped with tweezers, in liquid plasma, preferably in the platelet-rich second blood plasma fraction for 10 to 20 s, in particular for 15 s.
  • thrombocytes can cross-link one another with liquid fibrinogen monomers via a special receptor (GP IIb/IIIa), whereby the actual plasmatic coagulation is not required for this. This process is thus used in a preferred manner in order to achieve additional stabilization of the augmentation.
  • a shaped augmentation is processed further, for example by being cut and/or rolled, in order to produce the shape required in each case by the patient.
  • the augmentation is compacted in such a way that the granulation is reduced, which on the one hand facilitates reshaping, in particular with regard to the production of a bone regenerate, but on the other hand reduces the volume of the augmentation.
  • a further development of the invention further provides that the augmentate is at least temporarily brought into contact with at least part of the first light, fibrin-rich blood plasma fraction, in particular is at least temporarily immersed in the first blood plasma fraction.
  • the augmentate is contacted and/or immersed in the first light, fibrin-rich blood plasma fraction for a few seconds. The prerequisite for this is that the first light, fibrin-rich blood plasma fraction has not yet coagulated at this point in time.
  • the first light, fibrin-rich blood plasma fraction is completely dabbed through to form a cake-like structure within about 3 to 10 minutes, thus forming a matrix that is correspondingly solid compared to the initial state. There is therefore no need for additional warming or the addition of medication to accelerate coagulation.
  • this cake-like structure is pressed into a membrane, whereby the concentration of the fibrin with the contained therein Growth factors are further increased and unnecessary fluid is removed from the fibrin.
  • a flat membrane is produced here, the diameter of which can generally be specifically determined, which, however, usually depends on the amount of platelet-rich blood plasma obtained and the bottom diameter of the vessel, for example a small glass bowl in which the first light, fibrin-rich blood plasma fraction is stored. depends.
  • a thickness of the flat membrane is set in a suitable manner by applying and/or varying a pressure and/or a pressing time.
  • a membrane is advantageously produced in the form of a 1 to 2 mm thick disc-shaped element, also referred to as a crepe. Such a disc-shaped element is preferably suitable for use as an additional adhesive element or for soft tissue relining.
  • augmentates By bringing the augmentate into contact at least temporarily with the first light, fibrin-rich blood plasma fraction, correspondingly modified augmentates can also be used in a particularly preferred manner as an insert in the area of a bone defect. It is therefore conceivable to use an augmentation modified in this way as a bone insert and/or for a bone reconstruction. It is advantageous here if the so-called bone bed is roughened before the insertion of an augmentation in the area of a bone defect, in particular freshened up with a bone scraper, so that at least a slight flow of blood occurs in this area. In this way, a fresh wound is produced to which an augmentation material produced according to the invention adheres in an advantageous manner, in particular rests firmly and thus remains in a stable position in the inserted position.
  • an augmentate produced according to the invention Due to the properties of an augmentate produced according to the invention, further technical stabilization measures such as titanium grids, discs, membrane pins and/or reinforced membranes can be dispensed with in most cases.
  • a combination of an augmentate produced according to the invention, which is covered with an absorbable collagen membrane is also provided.
  • a porcine pericardial membrane is used for the covering.
  • the resorbable collagen membrane is additionally soaked with platelet-rich blood plasma, in particular with at least part of the first light, fibrin-rich blood plasma fraction.
  • the collagen membrane is modified in such a way that it fits snugly against an augmentate produced according to the invention and can preferably be used to cover it at least in certain areas.
  • a collagen membrane modified in this way can be applied to an augmentation without further stabilization, pinning with an absorbable or non-absorbable membrane or other stabilization, such as the bone shells, being necessary.
  • an absorbable collagen membrane is still necessary to create a barrier between the soft tissue introduced into the treatment area and the bone of the patient after the augmentation has taken place. This ensures that the healing process, in particular the growth of fibroblasts and blood vessels, starts from the bone bed and not from the soft tissue. In this way, the principle of guided bone regeneration (GBR - Guided Bone Regeneration) is used particularly effectively.
  • the augmentate covered with the collagen membrane is also covered with a disk-shaped element formed from at least part of the first light, fibrin-rich blood plasma fraction, which is also referred to as a crepe.
  • a covering is preferably produced by sliding the disk-shaped element over the collagen membrane, so that the augmentation covered with the collagen membrane is covered over the entire surface by the disk-shaped element. It is important to ensure that the coagulation process has progressed sufficiently in the disk-shaped element and that a sufficient amount of liquid has been squeezed out.
  • the combination made of augmentate, collagen membrane and disc-shaped element is advantageously pressed onto the bone bed in the treatment area with slight pressure, thereby achieving additional bonding of the individual components.
  • An augmentation made according to the invention from a composite material, which was implanted in a patient to replace a bone defect, is the rule loadable after 4 to 6 months, so that dental implants can be used, for example. If a composite material with a comparatively high proportion of allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone substitute material is used, this time can be extended to 6 to 9 months. If it is not possible to produce sufficient bone material in a first step, a further corrective structure can be efficiently built up during the implantation according to the same principle.
  • An augmentate produced according to the invention is preferably suitable for use in the following treatments:
  • Soket Preservation For filling an intact alveole Ridge Preservation: In the case of bone defects or defects in the walls of an immediate implantation for filling and additional reconstruction of bone defects: For filling empty bone spaces, with additional attachment or superimposition if necessary
  • Contour augmentation If a jawbone is too narrow for an implant, horizontal and/or vertical attachment and placement can take place
  • Interpositionplasty Spreading a bone and inserting an augmentation in the opened space
  • Fig. 1 Flow chart of a method for producing a material having a composite material and augmentation
  • Fig. 2 Schematic representation of the individual process steps for the production of an augmentation designed according to the invention.
  • FIG. 1 shows a flow chart of a method for producing an augmentation having a composite material for the reconstruction and regeneration of at least partially lost bone substance, for filling bone defects and/or for optimizing a bony implant bed of a patient.
  • a sample of autologous peripheral venous blood is first taken from a patient.
  • 4 to 8 blood collection tubes, each with a volume of 9 ml, are filled with the sample taken according to the exemplary embodiment described.
  • the blood collection tube contains sodium citrate, which permanently stops the blood from clotting.
  • the blood sample taken is centrifuged horizontally at a rotational speed of 1900 rpm for a period of 8 minutes. Due to the centrifugation carried out, blood serum and blood plasma are separated and two blood plasma fractions are formed, namely a first light, fibrin-rich fraction and a second heavy platelet-rich blood plasma fraction.
  • the two different blood plasma fractions are obtained by specifically pipetting off the blood serum. Any cells, mostly erythrocytes (hematocrit) and the buffy coat (leukocytes) are discarded and not used for further processing.
  • the first light, fibrin-rich blood plasma fraction is activated with calcium chloride, which is added to the first light, fibrin-rich blood plasma fraction in a dosage with an effectiveness of 2 IU/ml in a glass bowl.
  • PRGF platelet-rich plasma
  • the first light, fibrin-rich blood plasma fraction within the preoperative sterile setup is activated with calcium chloride, so that coagulation processes begin within this blood plasma fraction.
  • the temperature control provided by Anitua is not necessary or superfluous because, if necessary, the coagulation can be accelerated at a later point in time by dipping the augmentate then produced into the first blood plasma fraction and thereby activating the platelet coagulation within a few minutes .
  • the patient's autologous bone material is provided, which was obtained by an operator using a disposable bone scraper from the defective bone area or from another bone of the patient. Care is taken to ensure that particulate bone material that is as vital as possible is provided.
  • the bone chips obtained in this way are placed in a metal bowl together with an allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone substitute material, care being taken to ensure that the autologous bone material and the bone substitute material are not yet brought into contact with one another at this point in time.
  • the chip-shaped autologous bone material is not yet mixed with the bone replacement material that is used.
  • the bone replacement material is selected in such a way that it has a grain size of between 0.25 and 1 mm, so that the individual particles have a maximum extent of 0.25 to 1 mm in a direction. Furthermore, the type of bone replacement material is selected depending on the bone defect to be treated. While porcine bone replacement material is used for a volume-critical augmentation that is used in particular to treat multi-walled bone defects, but which should heal quickly, usually within 4 to 5 months, into the defective bone, volume-critical bone defects with few bone walls are used for the treatment and/or taking slow healing processes into account, which take 6 to 9 months, bovine bone replacement material is preferably used. High-temperature bone replacement materials are usually not used due to their extreme hardness and the limited possibility of satisfactory remodeling.
  • the second, thrombocyte-rich blood plasma fraction is activated with calcium chloride in a dosage with an effectiveness of 2 IU/ml and the bone replacement material provided is finally soaked with this activated mixture, which contains at least part of the second, thrombocyte-rich blood plasma fraction and calcium chloride .
  • a drop of clindamycin in a ratio of about 600 mg per 80 kg body weight is optionally added to the autologous bone material that is also provided. This is used for local antibiosis and in addition inhibition of collagenases secreted for tissue penetration by infectious bacteria.
  • the bone replacement material soaked with the mixture of second, thrombocyte-rich blood plasma fraction, activated by calcium chloride is mixed with the autologous bone material in a ratio of 50:50 vol% for a maximum of 30 s to form a mixture, from which the required augmentation is malleable. If the proportion of bone replacement material is increased, the volume of the augmentation becomes comparatively more stable, and augmentations with a larger volume can thus be produced. If, on the other hand, the proportion of autologous bone material in the mixture is increased, bone that has been built through can be produced more quickly, but with the risk of resorption and the associated reduction in the volume of the augmentation material.
  • the mixing process is stopped after 30 seconds at the latest, otherwise the polymerization or concatenation of the fibrin will be destroyed.
  • the augmentation is modeled manually and, if necessary, with the aid of a negative mold and/or a system for the additive production of a shaped body in a suitable manner for a further 30 to 60 s as required.
  • coagulation has progressed to such an extent that the augmentate formed from the mixture can be grasped with tweezers and processed further in almost any way.
  • the augmentation material which is often not yet properly graspable with tweezers, is immersed in plasma that is still liquid, preferably in the second blood plasma fraction rich in thrombocytes, for about 15 s.
  • the thrombocytes can cross-link one another with fibrinogen monomers via a special receptor, in particular glycoprotein IIb/IIIa, so that plasmatic coagulation is not required for this. This process is thus used in a targeted manner in order to achieve additional stabilization of the augmentation.
  • the augmentation material can be further compacted, thereby reducing the granulation in particular. This favors the remodeling of an augment or bone regenerate, but reduces its volume.
  • the prerequisite for this is that the first light, fibrin-rich blood plasma fraction has not yet coagulated.
  • some excess liquid from the augmentation can be used.
  • the first fibrin-rich blood plasma fraction will now form a matrix within 3 to 10 minutes and solidify or clod through to form a cake-like element. This cake-like element is then pressed into a membrane, increasing the fibrin concentration and removing unnecessary fluid from the fibrin.
  • a flat membrane is usually formed in the form of a disk-like element whose diameter depends on the diameter of the bottom of the glass dish in which the first fibrin-rich blood plasma fraction is stored and on the amount of platelet-rich blood plasma obtained. Furthermore, the thickness of the disc-shaped element is adjusted by suitable adjustment and/or variation of the pressure exerted on the element and the duration of the pressing process. According to the embodiment described here, a 1 to 2 mm thick disc-shaped element, a so-called crepe, is produced, which element can be used as an additional adhesive element and/or for soft tissue lining.
  • the augmentation that has now been produced can be inserted directly into the bone defect or used for the corresponding reconstruction to produce a bone reconstruction.
  • the bone bed is freshened up with a bone scraper so that it bleeds easily. This creates a new wound to which the augmentation that is finally inserted adheres or sticks so that the augmentation remains stable in its position without the need for further technical stabilization measures such as titanium grids, bone discs, membrane pins or membranes.
  • the augmentation is then covered with an absorbable collagen membrane.
  • a porcine pericardium membrane is used as the collagen membrane, which is preferably additionally impregnated with platelet-rich blood plasma, in particular with the second platelet-rich blood plasma fraction, and is bonded thereto.
  • platelet-rich blood plasma in particular with the second platelet-rich blood plasma fraction
  • a barrier can be created between the soft tissue and the bone, so that it is ensured that the healing, i.e. the ingrowth of fibroblasts and blood vessels, takes place from the bone bed and not from the soft tissue.
  • the disk-shaped element or the crepe is pushed over the collagen membranes so that the disk-shaped element completely covers the layer sequence formed from the augmentate and the collagen membrane.
  • the disc-shaped element is pressed lightly with a sterile cotton swab, which also presses the augmentation material onto the bone bed so that the different components are securely glued together.
  • a sterile cotton swab which also presses the augmentation material onto the bone bed so that the different components are securely glued together.
  • an augmentation produced according to the invention and implanted as described above can be loaded at the earliest 4 to 5 months after the implantation has taken place or is suitable for the insertion of dental implants.
  • FIG. 2 again shows in several illustrations a schematic representation of the method with the individual method steps A to M for producing an augmentation 1 designed according to the invention.
  • a sample 2 of autologous, peripheral venous blood is taken from a patient.
  • this sample 2 is filled into a blood collection tube 3 containing sodium citrate, thereby stopping the coagulation of the blood permanently, but reversibly.
  • the blood sample 2 is centrifuged at a rotary speed of 1900 rpm for a period of 8 minutes.
  • the centrifugation carried out blood serum and blood plasma are separated and two blood plasma fractions 4, 5 are formed, namely on the one hand a first light, fibrin-rich 4 and a second heavy, thrombocyte-rich blood plasma fraction 5.
  • the two different blood plasma fractions 4, 5 are in process step D obtained by specifically pipetting off the blood serum. Any cells, mostly erythrocytes (hematocrit) and the buffy coat (leukocytes) are discarded and not used for the rest of the procedure.
  • the two different blood plasma fractions 4, 5 are kept in suitable blood plasma tubes.
  • the two blood plasma fractions 4, 5 are provided in process step F in separate small glass bowls 6.
  • the first light, fibrin-rich blood plasma fraction 4 is activated with calcium chloride, so that coagulation processes begin within this blood plasma fraction 4 .
  • temperature control is not necessary or superfluous because, if required, coagulation can be accelerated at a later point in time by dipping the augmentate 1 then produced into the first blood plasma fraction 4 .
  • this autologous bone material 7 is placed in step H in a metal bowl 9, which also contains bone substitute material 8, in particular xenogeneic, particularly preferably porcine or bovine bone substitute material. filled, with care being taken to ensure that the autologous bone material 7 and the bone replacement material 8 do not come into contact with one another.
  • bone substitute material 8 in particular xenogeneic, particularly preferably porcine or bovine bone substitute material.
  • the second thrombocyte-rich blood plasma fraction 5 is activated with calcium chloride and also filled into the metal bowl 9 and initially mixed exclusively with the bone replacement material 8 for a maximum of 30 s. If this mixing process were not stopped after 30 s at the latest, the polymerization or concatenation of the fibrin would be destroyed.
  • step I the bone replacement material 8 mixed with the second platelet-rich blood plasma fraction 5 is mixed with the autologous bone material 7 in a ratio of 50:50% by volume and, as shown in step J, an augmentation 1 corresponding to the existing requirements for size and shape shaped.
  • the augmentation 1 is modeled manually with a suitable instrument and possibly with the aid of a negative mold and/or a system for the additive production of a shaped body in a suitable manner for 30 to 60 s as required.
  • the coagulation has already progressed to such an extent that the shaped augmentate 1 has the consistency shown in step J and can be gripped with tweezers and processed further in almost any way. And to further increase the stability, the augmentate is again immersed in the still liquid second platelet-rich blood plasma fraction 5 for about 15 s.
  • the thrombocytes can cross-link one another with fibrinogen monomers via a special receptor, in particular glycoprotein IIb/IIIa, so that plasmatic coagulation is not required for this.
  • the augmentation product 1 produced is treated with at least part of the second platelet-rich blood plasma fraction 5, for example Immersion, coated or coated.
  • the coated augmentation material 1 has assumed the consistency and shape shown in method step L and can be inserted directly into a bone defect or used for the corresponding reconstruction or for the production of a bone reconstruction.
  • the augmentate 1 does not yet have the desired consistency, for example if it cannot be grasped with tweezers in a suitable manner, it can first be brought into contact again with the first, fibrin-rich blood plasma fraction or with the liquid autologous supernatant contained in the metal bowl 9 .
  • the augmentation material 1 is preferably immersed in the first blood plasma fraction 4 for a few seconds in order to accelerate the fibrin crosslinking in the first light, fibrin-rich blood plasma fraction 4 and to optimize the quality of the fibrin crosslinking.
  • the prerequisite for this is that the first light, fibrin-rich blood plasma fraction 4 has not yet coagulated at this point in time.
  • some excess liquid from augmentation 1 can also be used.
  • the first fibrin-rich blood plasma fraction 4 forms a matrix within 3 to 10 minutes and solidifies into a cake-like element.
  • This cake-shaped element is pressed into a membrane in process step M, whereby the fibrin concentration is increased and unnecessary liquid is removed from the fibrin.
  • a flat membrane is usually formed in the form of a disc-shaped element, the diameter of which depends on the diameter of the bottom of the glass bowl in which the first fibrin-rich blood plasma fraction is stored and on the amount of platelet-rich blood plasma obtained.
  • the thickness of the disc-shaped element is adjusted by suitable adjustment and/or variation of the pressure exerted on the element and the duration of the pressing process. According to the embodiment described here, a 1 to 2 mm thick disk-shaped element, a so-called crepe, is produced, which element can be used as an additional adhesive element and/or for soft-tissue lining.
  • the separating gel resides within the buffy coat, forming a stable physical barrier that isolates platelets and blood plasma in the upper part of tube 3, while nearly all erythrocytes and most of the neutrophils are bound in the lower part .
  • coagulation is stopped by adding sodium citrate, with the sodium citrate preferably being brought into contact with the sample for about 9 minutes.
  • a syringe 10 which has a volume of 5 ml, is first raised with 0.5 ml of calcium gluconate and then, as shown in FIG. 3C, the remaining syringe volume is filled with platelet-rich blood plasma from the centrifuged sample 2 filled up.
  • allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone replacement material 8 is mixed with about 1 ml of the mixture containing calcium gluconate and platelet-rich blood plasma, and this mixture is finally mixed with autologous bone material 7, as shown in FIG. After about 2 minutes, a comparatively solid structure forms, as shown in FIG. 3E, which later forms the augmentation 1 .
  • the remaining part of the mixture which contains calcium gluconate and platelet-rich blood plasma, is transferred from the syringe into a bowl and the previously created structure is immersed in the remaining part of the mixture for about 30 s and thus activated as shown in Figure 3G.
  • the platelet-rich blood plasma in the dish is pressed as required and the membrane shown in FIG. 3I is thus produced.
  • the main advantage of the method shown in FIG. 3 is that comparatively high-quality platelet-rich blood plasma (PRP) is used, since the use of a separating gel allows the number of thrombocytes to be adjusted relatively precisely.
  • PRP platelet-rich blood plasma
  • the process has advantages with regard to the required work steps, as the usual pipetting is no longer necessary. Since the blood taken from the patient is initially anticoagulated, this is reactivated with calcium gluconate, as shown in FIG. 3B.

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Abstract

The invention relates to a method for producing an augmenting active agent which has a composite material for reconstructing or regenerating an at least partly lost bone substance, for filling up bone defects, and/or for optimizing a bone implant site. The invention also relates to a correspondingly produced augmenting active agent (1).

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES EIN KOMPOSITMATERIAL AUFWEISENDEN AUGMENTATS ZUM ERSATZ ODER AUFBAU VERLOREN GEGANGENER KNOCHENSUBSTANZ METHOD OF FABRICATION OF A COMPOSITE AUGMENT TO REPLACE OR REBUILD LOST BONE SUBSTANCE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines ein Kompositmaterial aufwei senden Augmentats zur Rekonstruktion oder Regeneration wenigstens teilweise verlo ren gegangener Knochensubstanz, zum Auffüllen von Knochendefekten und/oder zur Optimierung eines knöchernen Implantatlagers. Ebenso betrifft die Erfindung ein ent sprechend hergestelltes Augmentat. The invention relates to a method for producing an augmentation comprising a composite material for the reconstruction or regeneration of at least partially lost bone substance, for filling bone defects and/or for optimizing a bony implant site. The invention also relates to a correspondingly produced augmentation.
Bei dem beschriebenen Verfahren wird zunächst einer dem Patienten entnommenen Probe von autologem, peripher venösem Blut Natriumzitrat zugegeben, um die Blutge rinnung zu stoppen. In einem weiteren Schritt erfolgt zunächst durch Zentrifugieren eine Separierung von Hämatokrit mit roten Blutkörperchen, Buffy-Coat mit weißen Blut körperchen und Blutplasma sowie anschließend eine Trennung des Blutplasmas in eine erste leichte, fibrinreiche Blutplasmafraktion und eine zweite schwere, thrombozy tenreiche Blutplasmafraktion. In the method described, sodium citrate is first added to a sample of autologous peripheral venous blood taken from the patient in order to stop blood clotting. In a further step, centrifugation first separates hematocrit with red blood cells, buffy coat with white blood cells and blood plasma, and then the blood plasma is separated into a first light, fibrin-rich blood plasma fraction and a second, heavy, thrombocyte-rich blood plasma fraction.
Die Verwendung von autologem Blutplasma in ist ein etabliertes Verfahren in der Medi zin, wobei hierfür zunächst peripheres Venenblut dem Patienten genommen wird und der flüssige plasmatische Anteil vom zellulären Anteil des Blutes getrennt wird. Auf diese Weise wird plättchenreiches Blutplasma, sogenanntes PRP (platelet rieh plasma), gewonnen, das eine vergleichsweise hohe Konzentration an Thrombozyten und Wachstumsfaktoren enthält. Aufgrund der im Blutplasma enthaltenen Gerinnungs und Wachstumsfaktoren, wie u.a. PDGF, VEGF und TGF-Beta 1, können durch Ver wendung entsprechender Blutplasmapräparate physiologische Heilungsprozesse be schleunigt sowie die Gefäß- und Geweberegeneration begünstigt werden. Durch diese heilungsfördernden Eigenschaften haben Blutplasmapräparate in den letzten Jahren, insbesondere in der regenerativen Zahnmedizin und der Implantologie, erheblich an Bedeutung gewonnen. The use of autologous blood plasma is an established method in medicine, for which purpose peripheral venous blood is first taken from the patient and the liquid plasmatic part is separated from the cellular part of the blood. In this way, platelet-rich blood plasma, so-called PRP (platelet rich plasma), is obtained, which contains a comparatively high concentration of thrombocytes and growth factors. Due to the coagulation and growth factors contained in blood plasma, such as PDGF, VEGF and TGF-Beta 1, the use of appropriate blood plasma preparations can accelerate physiological healing processes and promote vascular and tissue regeneration. Due to these healing-promoting properties, blood plasma preparations have gained in importance in recent years, especially in regenerative dentistry and implantology.
Zur Gewinnung von plättchenreichem Blutplasma (PRP) stehen verschiedene Metho den zur Verfügung. Die im Folgenden beschriebene Erfindung baut auf dem klassi schen Verfahren von Dr. Eduardo Anitua, wie es beispielsweise in „Anitua, E.: A new approach to bone regeneration -PlasmaRich in Growth Factors-, Puesta al Dia Publica- ciones, S.L., Vi-toria Spain, 277 pp (2001)“ beschrieben wird, auf. Gemäß dem Verfahren nach Dr. Anitua (PRGF Platelet Rieh in Growth Factors) wer den nach Antikougulation mit Natriumzitrat und nach einfacher Zentrifugation und Plasma und Plättchen vom restlichen Blut, den roten Blutkörperchen (Hämatokrit) ge trennt. Various methods are available for obtaining platelet-rich blood plasma (PRP). The invention described below is based on the classic process of Dr. Eduardo Anitua, as described for example in "Anitua, E.: A new approach to bone regeneration -PlasmaRich in Growth Factors-, Puesta al Dia Publicaciones, SL, Vitoria Spain, 277 pp (2001)". . According to the method of Dr. Anitua (PRGF Platelet Rieh in Growth Factors) are separated from the rest of the blood, the red blood cells (hematocrit), after anticoagulation with sodium citrate and after simple centrifugation and plasma and platelets.
Das nun entstandene Plasma lässt sich in drei Schichten unterteilen. Einer oberen leichten fibrinreichen Schicht, einer schwereren thrombozytenreichen Schicht und dem Buffycoat, der hauptsächlich Leukozyten enthält und als schwerste Schicht dem Häma tokrit aufliegt. Es wird nun die obere fibrinreiche Schicht (Fraktion"!) und die schwere thrombozytenreiche Schicht (Fraktion 2) getrennt voneinander abpipettiert. The resulting plasma can be divided into three layers. An upper light layer rich in fibrin, a heavier layer rich in thrombocytes and the buffy coat, which mainly contains leukocytes and is the heaviest layer overlying the hematocrit. The upper layer rich in fibrin (fraction"!) and the heavy layer rich in thrombocytes (fraction 2) are now pipetted off separately.
Durch gezielte Zugabe von Kalzium kann die Gerinnungsfunktion wieder aktiviert und das Plasma so gezielt für unterschiedlichste Anwendungsbereiche eingesetzt werden. The coagulation function can be reactivated by the targeted addition of calcium and the plasma can be used in a targeted manner for a wide variety of applications.
Im Weiteren ist ein Verfahren Gewinnung plättchenreichem Fibrin (platelet rieh fibrin (PRF)) bekannt, das erstmalig im Jahr 2001 von Dr. Joseph Choukroun in „Choukroun J, Adda F, Schoeffler C, Vervelle A. Une opportunite en paro-implantologie: Le PRF. Implantodontie. 2001;42:55-62 beschrieben wurde. Im Vergleich zu anderen Blutkon zentraten, wie plättchenreichem Plasma und plättchenreichem, mit Wachtumsfaktoren angereichertem Plasma (PRGF), wird zur Herstellung von plättchenreichem Fibrin (PRF) auf Antikoagulanzien verzichtet. Bei dem im Jahr 2001 beschriebenen Herstel lungsprotokoll von plättchenreichem Fibrin (PRF), für das Blutentnahmeröhrchen aus Glas und eine relativ hohe Zentrifugalkraft genutzt werden, wird eine solide Fibrin matrix gewonnen, wobei durch die Zentrifugation die Erythrozyten, die roten Blutkör perchen, von der Fibrinmatrix getrennt werden. Da nachgewiesen wurde, dass diese Fibrinmatrix Leukozyten und Thrombozyten enthält, wird sie auch leukozyten- und plättchenreiches Plasma (leukocyte and platelet rieh fibrin (L-PRF)) genannt. Furthermore, a method for obtaining platelet-rich fibrin (platelet rich fibrin (PRF)) is known, which was first used in 2001 by Dr. Joseph Choukroun in “Choukroun J, Adda F, Schoeffler C, Vervelle A. Une opportunite en paro-implantologie: Le PRF. implant dentistry. 2001;42:55-62. Compared to other blood concentrates such as platelet-rich plasma and platelet-rich plasma enriched with growth factors (PRGF), the production of platelet-rich fibrin (PRF) does not require anticoagulants. The platelet-rich fibrin (PRF) production protocol, described in 2001, which uses glass blood collection tubes and a relatively high centrifugal force, produces a solid fibrin matrix, whereby the centrifugation separates the erythrocytes, the red blood cells, from the fibrin matrix to be separated. Because this fibrin matrix has been shown to contain leukocytes and platelets, it is also called leukocyte and platelet rich fibrin (L-PRF).
In der Zwischenzeit haben weiterführende Studien, etwa „A. Kubesch et al., “Pre-clini- cal in vivo evaluation of Platelet-rich fibrin (PRF) scaffolds: G-force reduction in advan- ced platelet-rich fibrin (A-PRF) scaffolds increases scaffold Integration and vasculariza- tion: First pre-clinical in vivo evaluation,” p. acta biomaterialia“ belegt, dass Thrombozy ten und Leukozyten im L-PRF eher an der Grenzfläche zwischen der Fibrinmatrix und der roten Phase akkumuliert sind, wohingegen die Fibrinmatrix selbst nahezu zellfrei ist. Hierbei wurde unter anderem durch „S. Ghanaati et al., “Advanced Platelet-Rich Fi brin: A New Concept for Cell-Based Tissue Engineering by Means of Inflammatory Cells,” J. Oral Implantol., vol. 40, no. 6, pp. 679-689, 2014“ und „K. El Bagdadi et al., “Reduction of relative centrifugal forces increases growth factor release within solid platelet- rich-fibrin (PRF)-based matrices: a proof of concept of LSCC (low speed cen- trifugation concept),” Eur. J. Trauma Emerg. Surg., Mar. 2017“ gezeigt, dass die Reduktion der angewandten Zentrifugalkraft bei der Herstellung des soliden PRF in einer Anreicherung der Fibrinmatrix mit Leukozyten und Thrombozyten resultiert. Auf diese Weise war es durch geeignete Reduktion der Zentrifugalkraft möglich, leukozy tenreichere Formen des plättchenreichen Fibrins zu entwickeln (advanced platelet rieh fibrin (A-PRF) und advanced platelet rieh fibrin plus (A-PRF+)). In the meantime, further studies such as “A. Kubesch et al., “Pre-clinical in vivo evaluation of Platelet-rich fibrin (PRF) scaffolds: G-force reduction in advanced platelet-rich fibrin (A-PRF) scaffolds increases scaffold integration and vascularization: First pre-clinical in vivo evaluation,” p. acta biomaterialia” proves that thrombocytes and leukocytes in the L-PRF tend to accumulate at the interface between the fibrin matrix and the red phase, whereas the fibrin matrix itself is almost cell-free. Among other things, “S. Ghanaati et al., "Advanced Platelet-Rich Fi brin: A New Concept for Cell-Based Tissue Engineering by Means of Inflammatory Cells," J. Oral Implantol., vol. 40, no. 6, pp. 679-689, 2014” and “K. El Bagdadi et al., “Reduction of relative centrifugal forces increases growth factor release within solid platelet-rich-fibrin (PRF)-based matrices: a proof of concept of LSCC (low speed centrifugation concept),” Eur. J. Trauma Emerg. Surg., Mar. 2017" that the reduction of the applied centrifugal force in the preparation of the solid PRF results in an enrichment of the fibrin matrix with leukocytes and thrombocytes. In this way, by suitably reducing the centrifugal force, it was possible to develop more leukocyte-rich forms of platelet-rich fibrin (advanced platelet rieh fibrin (A-PRF) and advanced platelet rieh fibrin plus (A-PRF+)).
Zumindest teilweise stellt es bei den bekannten Verfahren ein Problem dar, dass die Extraktion der einzelnen durch wenigstens eine Zentrifugation getrennten Schichten im Wege eines Pipettierungsvorgangs erfolgt, der manuelle Handhabungsschritte erfor dert, sodass die Qualität variieren kann. Insbesondere kann dies zu inkosistenten Plätt chenzahlen führen, die eine potenzielle Fehlerquelle darstellen. Ferner sind in Abhän gigkeit des jeweils gewählten Verfahrens eine Mehrzahl von Prozessschritten erforder lich, sodass der Zeitaufwand für die Herstellung der, beispielsweise zur Behandlung ei nes Kieferknochens benötigten Kompositmaterialien, erheblich ist. Dies führt wiederum zu teilweise erheblichen Behandlungs- oder Operationszeiten. It is at least partly a problem with the known methods that the extraction of the individual layers separated by at least one centrifugation takes place by means of a pipetting process, which requires manual handling steps, so that the quality can vary. In particular, this can lead to inconsistent plate counts, which are a potential source of error. Furthermore, depending on the method selected in each case, a plurality of process steps are required, so that the time required for the production of the composite materials required, for example for the treatment of a jawbone, is considerable. This in turn leads to sometimes considerable treatment or operation times.
Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren sowie den zuvor geschilderten Problemen wären eine Standardisierung der Herstellungsabläufe, die Reduktion möglicher Fehlerquellen sowie die Bereitstellung eines Präparats, das für möglichst viele klinische Einsatzfälle gleichwertig geeignet ist, generell wünschenswert. In diesem Zusammenhang liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung von Kompositmaterialien, aus denen wiederum Augmentate zum Ersatz von verlorengegangenem Knochenmaterial herstellbar sind, anzugeben, das mit ver hältnismäßig einfachen Mitteln zügig und reproduzierbar umsetzbar ist. Based on the methods known from the prior art and the problems described above, it would generally be desirable to standardize the production processes, reduce possible sources of error and provide a preparation that is equally suitable for as many clinical applications as possible. In this context, the invention is based on the object of specifying a method for producing composite materials, from which in turn augments to replace lost bone material can be produced, which can be implemented quickly and reproducibly with relatively simple means.
Insbesondere sollte die Blutgerinnung während der der Durchführung des Verfahrens gezielt veränderbar sein, sodass eine Steuerbarkeit der Blutgerinnung realisiert wird. Der natürliche Prozess der Blutgerinnung sollte hierbei genutzt werden, um gezielt Ge webe und Augmentate insbesondere für die Knochenregeneration herzustellen. Das anzugebende Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials als Ersatz für menschliches Knochenmaterial sollte somit auf den natürlichen Prozessen beruhen und hierdurch ein vergleichsweise schneller Knochenaufbau ermöglicht und stabile Knochenstrukturen erzeugt werden. Vor allem sollte erreicht werden, dass biologisch potente und ausreichend stabile Augmentate, die auch nach ihrer Implantation in den menschlichen oder tierischen Körper eine hohe Effizienz und Bruchfestigkeit aufwei sen, aus einem verfahrensgemäß erzeugten Kompositmaterial herstellbar sind. Die zuvor beschriebene Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.In particular, the blood coagulation should be able to be changed in a targeted manner while the method is being carried out, so that the blood coagulation can be controlled. The natural process of blood coagulation should be used here in order to produce targeted tissue and augmentations, in particular for bone regeneration. The method to be specified for the production of a composite material as a replacement for human bone material should therefore be based on natural processes and thereby enable comparatively rapid bone formation and stable bone structures to be produced. Above all, it should be achieved that biologically potent and sufficiently stable augmentates, which also have a high efficiency and breaking strength after their implantation in the human or animal body, can be produced from a composite material produced according to the method. The object described above is achieved with a method according to claim 1.
In den Ansprüchen 19 und 20 sind ferner Knochenersatzstücke angegeben, die die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe lösen. Spezielle Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschrei bung unter teilweiser Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Claims 19 and 20 also specify bone replacement pieces that solve the problem on which the invention is based. Special developments of the invention are the subject matter of the dependent claims and are explained in more detail in the following description with partial reference to figures.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines ein Kompositmaterial aufwei senden Augmentats zur Rekonstruktion und/oder Regeneration wenigstens teilweise verlorengegangener Knochensubstanz, zum Auffüllen von Knochendefekten und/oder zur Optimierung eines knöchernen Implantatlagers eines Patienten. Das Verfahren weist zunächst die Schritte, The invention relates to a method for producing an augmentation comprising a composite material for the reconstruction and/or regeneration of at least partially lost bone substance, for filling bone defects and/or for optimizing a patient's bony implant bed. The method first has the steps
Mischen einer dem Patienten entnommenen Probe von autologem, peripher ve nösem Blut und Zugabe von Natriumzitrat zur Stoppung der Blutgerinnung, Herstellen von Blutplasma durch Zentrifugieren und wenigstens teilweise Ab trennung von Erythroyten, also roten Blutkörperchen, und Leukozyten, also wei ßen Blutkörperchen, Mixing a sample of autologous, peripheral venous blood taken from the patient and adding sodium citrate to stop blood clotting, producing blood plasma by centrifugation and at least partially separating erythrocytes, i.e. red blood cells, and leukocytes, i.e. white blood cells,
- Auftrennen des Blutplasmas in eine erste leichte fibrinreiche und wenigstens eine zweite thrombozytenreiche Plasmafraktion sowie Beimengen eines Stoffes, der Kalzium enthält, insbesondere von Kalziumchlo rid, zur ersten leichten, fibrinreichen Blutplasmafraktion. - Separating the blood plasma into a first light fibrin-rich and at least one second platelet-rich plasma fraction and adding a substance containing calcium, in particular calcium chloride, to the first light, fibrin-rich blood plasma fraction.
Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren durch die Schritte getrennte Bereitstellung von autologem Knochenmaterial sowie allogenem, xe- nogenem, porcinem, bovinem und/oder synthetischem Knochenersatzmaterial in einem Gefäß, According to the invention, the method is characterized by the steps of separate provision of autologous bone material and allogeneic, xenogeneic, porcine, bovine and/or synthetic bone replacement material in a vessel,
Herstellen und Aktivieren einer Mischung durch Beimengen eines Stoffes, der Kalzium enthält, insbesondere von Kalziumchlorid, zur zweiten Plasmafraktion Tränken des Knochenersatzmaterials mit der Mischung sowie Herstellen eines Gemenges durch Vermengen der Mischung mit dem autologen Knochenmate rial und Formen des Augmentats aus dem Gemenge. Producing and activating a mixture by adding a substance containing calcium, in particular calcium chloride, to the second plasma fraction, impregnating the bone replacement material with the mixture and producing a mixture by mixing the mixture with the autologous bone material and forming the augmentate from the mixture.
Unter einer Aktivierung wird im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erfindung verstanden, dass wenigstens ein Gerinnungsprozess oder Gerinnungsmechanismus in Gang gesetzt wird. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit in entspre chend vorgesehenen Verfahrensschritten sowohl der ersten leichten, fibrinreichen Blut plasmafraktion als auch der zweiten schweren, thrombozytenreichen Blutplasmafrak tion Kalziumchlorid zur wenigstens teilweisen Aktivierung bzw. Initiierung einer Gerin nung beigegeben, wobei der ersten Blutplasmafraktion bevorzugt unmittelbar vor der geplanten Verwendung des Kompositmaterials Kalziumchlorid zugegeben wird. Die zweite Blutplasmafraktion wird vorzugsweise unmittelbar nach der Zugabe von Kalzi umchlorid und der hierdurch bewirkten Aktivierung mit dem allogenen, xenogenen und/oder synthetischen Knocherersatzmaterial gemischt. In connection with the description of the invention, activation is understood to mean that at least one coagulation process or coagulation mechanism is set in motion. According to the method according to the invention, calcium chloride is added to both the first light, fibrin-rich blood plasma fraction and the second heavy, platelet-rich blood plasma fraction in correspondingly provided method steps for at least partial activation or initiation of coagulation, with the first blood plasma fraction preferably immediately before the planned use of the composite material calcium chloride is added. The second blood plasma fraction is preferably mixed with the allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone replacement material immediately after the addition of calcium chloride and the activation caused thereby.
Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird somit zunächst die Gerinnung des Blutplasmas gestoppt und das Blutplasma in zwei Fraktionen, nämlich eine erste leichte, fibrinreiche Blutplasmafraktion sowie eine zweite schwere, thrombozytenreiche Blutplasmafraktion getrennt. Aufgrund der Gerinnung des Blutplasmas kann eine wei tere Verarbeitung der getrennten Plasmafraktion zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen und muss sich nicht unmittelbar an die Entnahme der Blutprobe anschließen. Vorzugs weise in zeitlicher Nähe, insbesondere unmittelbar vor einer medizinischen Behand lung oder einer Operation für die das zu erzeugende Kompositmaterial und ein daraus hergestelltes Augmentat benötigt wird, wird die erste leichte, fibrinreiche Blutplas mafraktion mit Kalzium aktiviert, wobei das Kalzium Teil eines beigegebenen Stoffes sein kann. Besonders bevorzugt wird Kalziumchlorid verwendet. With the aid of the method according to the invention, the coagulation of the blood plasma is first stopped and the blood plasma is separated into two fractions, namely a first light blood plasma fraction rich in fibrin and a second heavy blood plasma fraction rich in thrombocytes. Due to the coagulation of the blood plasma, further processing of the separated plasma fraction can take place at a later point in time and does not have to follow immediately after the blood sample has been taken. Preference as in close proximity, especially immediately before a medical treatment or an operation for which the composite material to be produced and an augmentation made from it is required, the first light, fibrin-rich blood plasma fraction is activated with calcium, the calcium being part of an added substance can. Calcium chloride is particularly preferably used.
Üblicherweise entsteht nach der Zugabe von Kalzium innerhalb von 20-30 Minuten eine Fibrinmatrix bzw. ein Fibrinklot, die oder der für eine Weiterverarbeitung, insbe sondere eine gezielte Formung, geeignet ist. Daher ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform denkbar, dass diese Fibrinmatrix oder dieser Fibrinklot bedarfsge recht geformt, beispielsweise zu einer Art Membran gepresst wird. After the addition of calcium, a fibrin matrix or a fibrin clot usually develops within 20-30 minutes, which is suitable for further processing, in particular for targeted shaping. It is therefore conceivable according to a preferred embodiment that this fibrin matrix or this fibrin clot is shaped as required, for example pressed into a type of membrane.
Im Weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass auch die zweite schwere, throm bozytenreiche Blutplasmafraktion ebenfalls mit Kalzium, insbesondere einem Stoff, der Kalzium enthält, wie etwa Kalziumchlorid, aktiviert wird. Nach, vor oder während der Zugabe von Kalzium wird das allogene, xenogene und/oder synthetische Knochener satzmaterial mit der aktivierten, die zweite Blutplasmafraktion und Kalzium enthalten den Mischung, getränkt. Sofern xenogenes Knochenersatzmaterial zum Einsatz kommt, wird bevorzugt porcines oder bovines Knochenersatzmaterial verwendet. Das Tränken des Knochenersatzmaterials mit der aktivierten Mischung erfolgt bevorzugt noch bevor das allogene, xenogene und/oder Knochenersatzmaterial mit dem autolo gen Knochenmaterial des Patienten in Kontakt gebracht wird. Furthermore, the invention provides that the second heavy, thrombocyte-rich blood plasma fraction is also activated with calcium, in particular a substance that contains calcium, such as calcium chloride. After, before or during the addition of calcium, the allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone replacement material is soaked with the activated mixture containing the second blood plasma fraction and calcium. If xenogeneic bone substitute material is used, porcine or bovine bone substitute material is preferably used. The bone substitute material is preferably impregnated with the activated mixture even before the allogeneic, xenogeneic and/or bone substitute material is brought into contact with the patient's autologous bone material.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird hierbei ein allogenes, xenogenes, etwa porcines oder bovines, und/oder ein synthetisches Knochenersatzmaterial ver wendet, das eine Körnung zwischen 0,25 und 1 mm aufweist, sodass die einzelnen Bestandteile eine maximale Ausdehnung in einer Richtung von 0,25 bis 1 mm aufwei sen. Im Weiteren erfolgt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Herstellung eines Ge menges durch Vermengen des mit der Mischung getränkten Knochenersatzmaterials mit dem ebenfalls bereitgestellten autologen Knochenmaterial des Patienten und For men des Augmentats aus dem hergestellten Kompositmaterial. According to a particular embodiment, an allogeneic, xenogeneic, such as porcine or bovine, and/or a synthetic bone substitute material is used here that has a grain size between 0.25 and 1 mm, so that the individual components have a maximum expansion in one direction of 0. 25 to 1 mm. Furthermore, with the method according to the invention, a mixture is produced by mixing the bone replacement material soaked with the mixture with the autologous bone material of the patient that is also provided and shaping the augmentation from the composite material produced.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass es von Vorteil sein kann, zu nächst eine Praeform eines Augmentats zu formen, die sich später noch bedarfsge recht an die jeweils benötigte Form anpassen lässt und vorzugsweise auch eine For mung während einer Behandlung oder Operation zulässt. Wesentlich an dem erfin dungsgemäßen Verfahren ist, dass autologes, dem Patienten entnommenes Knochen material dem mit der Mischung getränkten Knochenersatzmaterial beigemischt wird.In this context, it is pointed out that it can be advantageous to initially shape a preform of an augmentation that can later be adapted to the required shape as required and preferably also allows shaping during a treatment or operation. The essential feature of the method according to the invention is that autologous bone material removed from the patient is mixed with the bone replacement material soaked with the mixture.
Als wesentlich für die Erfindung ist hierbei erkannt worden, dass durch die Nutzung von autologem Knochenmaterial, das beispielsweise mithilfe eines Knochenscrapers am Patienten gewinnbar ist, eine Maximierung der Gerinnungsfähigkeit von plättchen reichem Blutplasma, insbesondere von einer leichten, fibrinreichen und/oder einer schweren, thrombozytenreichen Blutplasmafraktion, erreicht wird. Üblicherweise beruht die Blutgerinnung auf drei unterschiedlichen Funktionsmechanismen, wobei bei Ein satz des erfindungsgemäßen Verfahrens alle drei Funktionsmechanismen der Blutge rinnung aktiviert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht somit darauf, dass aufgrund der Aktivierung der drei unterschiedlichen Funktionsmechanismen der Blut gerinnung das erzeugte und verwendete Blutplasma, insbesondere einer leichten, fib rinreichen sowie einer schweren, thrombozytenreichen Blutplasmafraktion, das ver wendete Blutplasma als Kleber für den Bau von Kompositmaterialien nutzbar ist. It has been recognized as essential for the invention that the use of autologous bone material, which can be obtained from the patient with the help of a bone scraper, for example, maximizes the coagulation ability of platelet-rich blood plasma, in particular of a light, fibrin-rich and/or a heavy, thrombocyte-rich blood plasma blood plasma fraction is reached. Blood coagulation is usually based on three different functional mechanisms, with all three functional mechanisms of blood coagulation being activated when the method according to the invention is used. The method according to the invention is therefore based on the fact that due to the activation of the three different functional mechanisms of blood coagulation, the blood plasma produced and used, in particular a light blood plasma fraction rich in fibrin and a heavy blood plasma fraction rich in thrombocytes, can be used as an adhesive for the construction of composite materials .
Erfindungsgemäß wird die zellulärer thrombozytäre Gerinnung durch den Kontakt mit Gewebematerial, das einen Von-Willebrand-Rezeptor (GP Ib) trägt, aktiviert. Kommt ein Thrombozyt mit einem verletzten Gewebebereich in Kontakt, findet unmittelbar eine Transformation der Zelle statt, sodass sich die Thrombozyten regelrecht ineinander verhaken. Außerdem werden Botenstoffe ausgeschüttet, die weitere Gerinnungskaska den aktivieren. Wird also, wie erfindungsgemäß vorgesehen, bei der Herstellung eines Kompositmaterials bzw. eines daraus erzeugten Augmentats dieses mit Blutplasma stabilisiert und hierbei körpereigenes Gewebe hinzugefügt, wird das volle Potenzial der Gerinnung genutzt. Dieser wesentliche Vorteil entsteht vor allem dadurch, dass die im hinzugefügten autologen Knochenmaterial enthaltene Kollagenstruktur und die Blutge fäßzellen des aus dem Spenderareal gekratzten Knochens genutzt werden. Im Weiteren wird bei der Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine maxi male und schnelle Stabilisierung eines partikulären Augmentats auch dadurch erreicht, dass die extrinsische plasmatische Gerinnung aktiviert wird. Bei diesem Funktionsme chanismus löst der sogenannte Tissue-Faktor bzw. Kollagen eine Gerinnung des Blut plasmas aus. Auch in diesem Fall ist somit die Verwendung von Gewebe- bzw. Wund material von besonderer Bedeutung. According to the invention, cellular thrombocytic coagulation is activated by contact with tissue material which carries a von Willebrand receptor (GP Ib). If a thrombocyte comes into contact with an injured area of tissue, a transformation of the cell takes place immediately, so that the thrombocytes literally hook into one another. In addition, messenger substances are released that activate further coagulation cascades. If, as provided according to the invention, this is stabilized with blood plasma during the production of a composite material or an augmentation produced therefrom and the body's own tissue is added in the process, the full potential of coagulation is used. This significant advantage arises primarily from the fact that the collagen structure contained in the added autologous bone material and the blood vessel cells of the bone scraped from the donor area are used. Furthermore, when implementing the method according to the invention, maximum and rapid stabilization of a particulate augmentate is also achieved by activating the extrinsic plasmatic coagulation. In this functional mechanism, the so-called tissue factor or collagen triggers coagulation of the blood plasma. In this case, too, the use of tissue or wound material is of particular importance.
Bei dem dritten Gerinnungsmechanismus handelt es sich um die intrinsisch plasmati sche Gerinnung, die etwa durch negativ geladene Oberflächen aktivierbar ist. Dieser Gerinnungsmechanismus wird bei den derzeit verwendeten Verfahren zur Gewinnung plättchenreicher Blutplasmaprodukte fast ausschließlich genutzt, sodass bei diesen Verfahren das maximal mögliche Potenzial der Gerinnung regelmäßig nicht ausge schöpft wird. Erfindungsgemäß wird diesem Nachteil gerade dadurch begegnet, dass zur Herstellung eines Kompositmaterials auch autologes Knochenmaterial verwendet wird und sich so ein vergleichsweise starker Stabilisierungseffekt bereits 1 bis 5 Minu ten nachdem aus dem autologen Knochenmaterial und dem Knochenersatzmaterial, das zuvor mit der aktivierten zweiten schweren, thrombozytenreichen Plasmafraktion gemischt wurde, ein Gemenge hergestellt wurde, einstellt. Im Gegensatz hierzu sind die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren vergleichsweise aufwendig und benötigen mehr Zeit. The third coagulation mechanism is intrinsic plasmatic coagulation, which can be activated, for example, by negatively charged surfaces. This coagulation mechanism is used almost exclusively in the methods currently used to obtain platelet-rich blood plasma products, so that the maximum possible coagulation potential is regularly not exhausted with these methods. According to the invention, this disadvantage is countered precisely by the fact that autologous bone material is also used to produce a composite material, and a comparatively strong stabilization effect is thus achieved just 1 to 5 minutes after the autologous bone material and the bone replacement material have been previously treated with the activated second heavy, thrombocyte-rich plasma fraction was mixed, a mixture was produced, ceases. In contrast to this, the methods known from the prior art are comparatively complex and require more time.
Durch Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Kompositma terials für ein Augmentat wird somit sowohl die Wund- und/oder Knochenheilung be schleunigt als auch sämtliche Gerinnungsmechanismen bzw. Gerinnungskaskaden ge nutzt, um eine Erhöhung adhäsiver Kräfte bei der Erzeugung von Gewebe- und Kno chenkompositen zu erreichen. Mithilfe derart hergestellter Kompositmaterialien und Augmentate werden einem Operateur neue Möglichkeiten bei der Behandlung von Knochendefekten gegeben. Insbesondere ist es möglich, nahezu beliebig viel Gewebe- und/oder Knochenmaterial herzustellen, welches sich einerseits flexibel der an die je weilige Behandlungssituation anpassen lässt und andererseits zum größten Teil aus körpereigenen Stoffen gewonnen und dadurch biologisch sehr potent ist. Ferner kön nen Operations- und Behandlungszeiten deutlich verkürzt und auch das Risiko einer Infektion minimiert werden. Im Weiteren führt die Reduzierung der Entnahmemorbidität zu einer Senkung der Komplikationsrate. By using the method according to the invention for producing a composite material for an augmentation, wound and/or bone healing is accelerated and all coagulation mechanisms or coagulation cascades are used to increase adhesive forces in the production of tissue and bone composites to reach. With the help of composite materials and augments produced in this way, a surgeon is given new options in the treatment of bone defects. In particular, it is possible to produce almost any amount of tissue and/or bone material, which on the one hand can be flexibly adapted to the respective treatment situation and on the other hand is largely obtained from the body's own substances and is therefore biologically very potent. Furthermore, operation and treatment times can be significantly reduced and the risk of infection minimized. Furthermore, the reduction in removal morbidity leads to a reduction in the complication rate.
Auf besonders geeignete Weise kann das erfindungsgemäß erzeugte Kompositmate- rial und/oder Augmentat zumindest teilweise zur Unterfütterung des Weichgewebes ei nes Patienten verwendet werden, wodurch wiederum eine verbesserte und schnellere Wundheilung erreicht und abermals das Risiko einer Wunddehiszenz minimiert wird. Diese Vorteile sind für den Behandler, vor allem aber für den Patienten von Bedeu tung. The composite material and/or augmentation produced according to the invention can be used in a particularly suitable manner, at least in part, for relining the soft tissue of a patient, which in turn achieves improved and faster wound healing and once again minimizes the risk of wound dehiscence. These advantages are important for the practitioner, but above all for the patient.
Gemäß einer speziellen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem im Ge fäß bereitgestellten autologen Knochenmaterial optional ein Antibiotikum, insbeson dere Clindamycin oder Doxycyclin zugegeben wird. Die Zugabe eines Antibiotikums der Körperdosierung entsprechend dient der lokalen Antibiose und zusätzlich der Inhi bierung von Kollagenasen, die Bakterien bei einer Infektion zur Gewebepenetration ausschütten. Die Zugabe eines Medikaments zum Plasma ist von den rechtlichen Ge gebenheiten gemäß §65 Arzneimittelgesetz abhängig und noch nicht endgültig geklärt. According to a special development of the invention, it is provided that an antibiotic, in particular clindamycin or doxycycline, is optionally added to the autologous bone material provided in the vessel. The addition of an antibiotic according to the body dosage serves the local antibiosis and also the inhibition of collagenases, which release bacteria in an infection for tissue penetration. The addition of a drug to the plasma depends on the legal circumstances according to Section 65 of the Drugs Act and has not yet been finally clarified.
In einerweiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Ge menge derart ausgeführt, dass es einen Anteil von 25 bis 50 Vol% an autologem Kno chenmaterial aufweist. Gemäß einer ganz speziellen Weiterbildung der Erfindung wird ein Gemenge erzeugt, das über einen Anteil von 50 Vol% des autologen Knochenma terials sowie über einen Anteil 50 Vol% des mit der Mischung getränkten Knochener satzmaterials verfügt. Die Mischung weist hierbei wiederum zumindest einen Teil der zweiten schweren, thrombozytenreichen Blutplasmafraktion und Kalzium, vorzugs weise Kalziumchlorid, das zur Aktivierung der Gerinnung der zweiten Blutplasmafrak tion verwendet wird, auf. Auf bevorzugte Weise werden als autologes Knochenmaterial Partikel, vorzugsweise Knochenspäne, eines partikulären, möglichst vitalen Knochens des Patienten verwendet. Auf vorteilhafte Weise werden derartige Knochenpartikel mit einem Einmalbonescraper aus der zu behandelnden Knochenregion, beispielsweise im Bereich eines Kieferknochens, oder einem separaten Knochenzugang gewonnen. In a further embodiment of the method according to the invention, the mixture is made in such a way that it has a proportion of 25 to 50% by volume of autologous bone material. According to a very special development of the invention, a mixture is produced which has a proportion of 50% by volume of the autologous bone material and a proportion of 50% by volume of the bone replacement material impregnated with the mixture. In this case, the mixture in turn contains at least part of the second heavy blood plasma fraction rich in thrombocytes and calcium, preferably calcium chloride, which is used to activate the coagulation of the second blood plasma fraction. Particles, preferably bone chips, of a particular bone of the patient that is as vital as possible are preferably used as the autologous bone material. Such bone particles are advantageously obtained with a disposable bone scraper from the bone region to be treated, for example in the area of a jawbone, or a separate bone access.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die mit Natriumzitrat gemischte Probe des autologen, peripher venösen Bluts horizontal mit einer Drehge schwindigkeit von 1200-2400 rpm, bevorzugt von etwa 1900 rpm, zentrifugiert. According to a preferred embodiment of the invention, the sample of autologous peripheral venous blood mixed with sodium citrate is centrifuged horizontally at a rotary speed of 1200-2400 rpm, preferably about 1900 rpm.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass eine Aktivie rung der Gerinnung und die Biologisierung von Knochenersatzmaterial zu 100% erfol gen, indem noch flüssiges Plasma einer Mischung bspw. bestehend aus 50% auto logem Knochenmaterial und 50% Knochenersatzmaterial einem 100%igen Knochener satzmaterial zugegeben wird. Hierbei wird der flüssige Überstand genutzt, um eine Ak tivierung in dem 100%igen Knochenersatzmaterial zu bewirken. Als Knochenersatzmaterial wird bevorzugt Knochenersatzmaterial aus porcinem oder bovinem Knochen bereitgestellt. Besonders bevorzugt, insbesondere für die Herstel lung eines volumenunkritischen Augmentats, das sich durch eine vergleichsweise schnelle Knocheneinheilung auszeichnet, wird porcines Knochenersatzmaterial, also xenogenes Knochenersatzmaterial vom Schwein, verwendet. Bei volumenkritischen Defekten wird dagegen bevorzugt bovines Knochenersatzmaterial, also xenogenes Knochenersatzmaterial vom Rind, verwendet. According to an alternative embodiment, it is also provided that the coagulation is activated and the bone substitute material is 100% biologized by still liquid plasma of a mixture consisting, for example, of 50% autologous bone material and 50% bone substitute material with a 100% bone substitute material is admitted. Here, the supernatant liquid is used to activate the 100% bone replacement material. Bone replacement material made from porcine or bovine bone is preferably provided as the bone replacement material. Porcine bone replacement material, ie xenogeneic bone replacement material from pigs, is particularly preferably used, especially for the production of an augmentation that is not critical in terms of volume and is characterized by comparatively rapid bone healing. In the case of volume-critical defects, on the other hand, bovine bone replacement material, i.e. xenogeneic bone replacement material from cattle, is preferably used.
Vorzugsweise wird Knochenersatzmaterial verwendet, dass wenig erhitzt werden muss, insbesondere wird auf hochtemperierte Knochenersatzmaterialien verzichtet, da sich diese aufgrund ihrer vergleichsweise großen Härte nicht für den Einsatz im erfin dungsgemäßen Verfahren eignen. Unabhängig von der Art des verwendeten Knochen ersatzmaterials ist es allerdings wesentlich für die Erfindung, dass das autologe Kno chenmaterial sowie das allogene, xenogene und/oder synthetische Knochenersatzma terial zunächst getrennt voneinander bereitgestellt werden. Die Herstellung eines Ge menges, das diese beiden Materialien enthält, erfolgt erst nachdem das allogene, xe nogene und/oder synthetische Knochenersatzmaterial mit einer Mischung getränkt wurde, die zumindest einen Teil der zweiten schweren, thrombozytenreichen Blutplas mafraktion, die mit Kalzium, insbesondere Kalziumchlorid, aktiviert worden ist, enthält. Bone substitute material is preferably used that does not need to be heated very much; in particular, high-temperature bone substitute materials are dispensed with, since these are not suitable for use in the method according to the invention due to their comparatively great hardness. Irrespective of the type of bone replacement material used, however, it is essential for the invention that the autologous bone material and the allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone replacement material are initially provided separately from one another. A mixture containing these two materials is only produced after the allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone replacement material has been soaked with a mixture which contains at least part of the second heavy, thrombocyte-rich blood plasma fraction, which contains calcium, in particular calcium chloride, has been activated.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass das allogene, xeno gene und/oder synthetische Knochenersatzmaterial mit der darin enthaltenen Mi schung aus zumindest einem Teil der zweiten schweren, thrombozytenreichen Blut plasmafraktion und Kalziumchlorid, länger als 30 Sekunden mit dem autologen Kno chenmaterial zur Herstellung eines Gemenges vermengt wird. Auf vorteilhafte Weise wird der Zeitraum für die Vermengung auf maximal 30 Sekunden begrenzt, da ansons ten die Gefahr besteht, dass die Polymerisation oder Verkettung des Fibrins zerstört wird. Vorzugsweise erfolgt im Anschluss an die Herstellung des Gemenges, das auto- loges Knochenmaterial und allogene, xenogene und/oder synthetische Knochenersatz material mit durch Kalziumchlorid aktivierter zweiter, thrombozytenreichen Blutplas mafraktion aufweist, eine Formung des Gemenges, die insbesondere manuell mittels geeigneter Instrumente und/oder mithilfe einer Negativform durchgeführt wird. Vor zugsweise erfolgt eine entsprechende bedarfsgerechte Formung oder Modellierung über einen Zeitraum von 30 bis 60 s. In Bezug auf eine mögliche Bearbeitung oder weitere Verwendung des Gemenges und/oder eines hieraus zumindest vorgeformten Augmentats ist zu berücksichtigen, dass etwa 120 bis 240 s nach Beginn der Vermen gung des autologen Knochenmaterials mit dem Knochenersatzmaterial die Gerin nungsprozesse so weit fortgeschritten sind, dass das Gemenge oder das Augmentat derart stabil ist, dass dieses mit einer Pinzette gefasst und generell weiterbearbeitet werden kann. A further embodiment according to the invention provides that the allogeneic, xenogenic and/or synthetic bone replacement material with the mixture contained therein of at least part of the second heavy, thrombocyte-rich blood plasma fraction and calcium chloride is mixed with the autologous bone material for more than 30 seconds to produce a mixture is mixed. Advantageously, the period of time for the mixing is limited to a maximum of 30 seconds, since otherwise there is a risk that the polymerisation or concatenation of the fibrin will be destroyed. Preferably, following the production of the mixture, which has autologous bone material and allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone replacement material with calcium chloride-activated second, platelet-rich blood plasma fraction, the mixture is shaped, in particular manually using suitable instruments and/or carried out using a negative mould. A corresponding needs-based shaping or modeling is preferably carried out over a period of 30 to 60 s. With regard to possible processing or further use of the mixture and/or an augmentation at least pre-shaped from it, it must be taken into account that around 120 to 240 s after the start of the Mixing of the autologous bone material with the bone replacement material, the coagulation processes have progressed so far that the mixture or the augmentate is so stable that it can be grasped with tweezers and generally processed further.
Gemäß einer weiteren spezielle Ausführungsform wird die Stabilität zusätzlich erhöht, indem das noch nicht mit einer Pinzette fassbare Augmentat wenigstens teilweise in flüssiges Plasma, vorzugsweise in die thrombozytenreiche zweite Blutplasmafraktion für 10 bis 20 s, insbesondere für 15 s, eingetaucht wird. Hierdurch können sich Throm bozyten über einen speziellen Rezeptor (GP llb/llla) untereinander mit flüssigen Fibri nogenmonomeren venetzen, wobei die eigentliche plasmatische Gerinnung hierfür nicht benötigt wird. Auf bevorzugte Weise wird dieser Vorgang somit genutzt, um eine zusätzliche Stabilisierung des Augmentats zu erzielen. According to a further special embodiment, the stability is additionally increased by at least partially immersing the augmentation material, which cannot yet be grasped with tweezers, in liquid plasma, preferably in the platelet-rich second blood plasma fraction for 10 to 20 s, in particular for 15 s. In this way, thrombocytes can cross-link one another with liquid fibrinogen monomers via a special receptor (GP IIb/IIIa), whereby the actual plasmatic coagulation is not required for this. This process is thus used in a preferred manner in order to achieve additional stabilization of the augmentation.
Gemäß einerweiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung ist es in diesem Zu sammenhang denkbar, dass ein geformtes Augmentat weiterverarbeitet wird, indem es beispielsweise geschnitten und/oder gewalzt wird, um die für den Patienten jeweils be nötigte Form herzustellen. Alternativ oder in Ergänzung ist es denkbar, dass das Aug mentat derart verdichtet wird, dass die Körnung verkleinert wird, wodurch einerseits ein Umformen, insbesondere im Hinblick auf die Herstellung eines Knochenregenerats, er leichtert, andererseits aber das Volumen des Augmentats reduziert wird. According to a further special embodiment of the invention, it is conceivable in this context that a shaped augmentation is processed further, for example by being cut and/or rolled, in order to produce the shape required in each case by the patient. Alternatively or in addition, it is conceivable that the augmentation is compacted in such a way that the granulation is reduced, which on the one hand facilitates reshaping, in particular with regard to the production of a bone regenerate, but on the other hand reduces the volume of the augmentation.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht ferner vor, dass das Augmentat wenigstens zeitweise mit zumindest einem Teil der ersten leichten, fibrinreichen Blutplasmafraktion in Kontakt gebracht, insbesondere wenigstens zeitweise in die erste Blutplasmafraktion eingetaucht wird. Hiermit wird die Fibrinvernetzung in der ersten, leichten fibrinreichen Blutplasmafraktion beschleunigt und die Qualität der Fibrinvernetzung verbessert. Vor zugsweise findet eine Kontaktierung und/oder ein Eintauchen des Augmentats in die erste leichte, fibrinreiche Blutplasmafraktion für wenige Sekunden statt. Voraussetzung hierfür ist, dass die erste leichte, fibrinreiche Blutplasmafraktion zu diesem Zeitpunkt noch nicht geronnen ist. A further development of the invention further provides that the augmentate is at least temporarily brought into contact with at least part of the first light, fibrin-rich blood plasma fraction, in particular is at least temporarily immersed in the first blood plasma fraction. This accelerates the fibrin crosslinking in the first, light, fibrin-rich blood plasma fraction and improves the quality of the fibrin crosslinking. Preferably, the augmentate is contacted and/or immersed in the first light, fibrin-rich blood plasma fraction for a few seconds. The prerequisite for this is that the first light, fibrin-rich blood plasma fraction has not yet coagulated at this point in time.
Im Anschluss an dieses Inkontaktbringen wird die erste leichte, fibrinreiche Blutplas mafraktion innerhalb von etwa 3 bis 10 min vollständig zu einem kuchenartigen Ge bilde durchklotten, es bildet sich somit eine gegenüber dem Ausgangszustand entspre chend verfestigte Matrix aus. Eine zusätzliche Erwärmung oder die Zugabe von Medi kamenten zur Beschleunigung der Gerinnung kann daher entfallen. Following this bringing into contact, the first light, fibrin-rich blood plasma fraction is completely dabbed through to form a cake-like structure within about 3 to 10 minutes, thus forming a matrix that is correspondingly solid compared to the initial state. There is therefore no need for additional warming or the addition of medication to accelerate coagulation.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird dieses kuchenartige Gebilde zu einer Membran gepresst, wodurch die Konzentration des Fibrins mit den darin enthaltenen Wachstumsfaktoren weiter erhöht und unnötige Flüssigkeit aus dem Fibrin entfernt wird. According to an advantageous further development, this cake-like structure is pressed into a membrane, whereby the concentration of the fibrin with the contained therein Growth factors are further increased and unnecessary fluid is removed from the fibrin.
In einer speziellen Ausführungsform wird hierbei eine flächige Membran erzeugt, deren Durchmesser generell gezielt festlegbar ist, der allerdings üblicherweise von der Menge des gewonnenen plättchenreichen Blutplasmas und dem Bodendurchmesser des Gefäßes, beispielsweise eines Glasschälchens, in dem die erste leichte, fibrinrei che Blutplasmafraktion bevorratet wird, abhängt. Gemäß einer speziellen Weiterbil dung wird eine Dicke der flächigen Membran durch Aufbringen und/oder Variieren ei nes Drucks und/oder einer Pressdauer auf geeignete Weise eingestellt. Auf vorteilhafte Weise wird eine Membran in Form eines 1 bis 2 mm dicken scheibenförmigen Ele ments, auch als Crepe bezeichnet, hergestellt. Ein derartiges scheibenförmiges Ele ment ist bevorzugt zur Verwendung als zusätzliches Klebeelement oder zur Weichge webeunterfütterung geeignet. In a special embodiment, a flat membrane is produced here, the diameter of which can generally be specifically determined, which, however, usually depends on the amount of platelet-rich blood plasma obtained and the bottom diameter of the vessel, for example a small glass bowl in which the first light, fibrin-rich blood plasma fraction is stored. depends. According to a special development, a thickness of the flat membrane is set in a suitable manner by applying and/or varying a pressure and/or a pressing time. A membrane is advantageously produced in the form of a 1 to 2 mm thick disc-shaped element, also referred to as a crepe. Such a disc-shaped element is preferably suitable for use as an additional adhesive element or for soft tissue relining.
Gemäß einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es in diesem Zusammenhang denkbar, das zuvor beschriebene scheibenförmige Element zu falten und zu pressen und in seiner Form bedarfsgerecht angepasst als Gewebeklotz zur Weichgewebeun terfütterung oder zum Auffüllen von Weichgewebedefekten zu verwenden. Auf diese Weise können auf vorteilhafte Weise beispielsweise sogenannte Punches hergestellt werden, die zum z.B. als Verschluss von Alveolen bei der Sofortimplantation von Zahn implantaten oder zum Auffüllen von frischen Zahnextarktionsalveolen geeignet sind. According to a further embodiment of the invention, it is conceivable in this connection to fold and press the previously described disc-shaped element and use it in its shape, adapted as required, as a tissue block for soft tissue lining or for filling soft tissue defects. In this way, for example, so-called punches can be produced in an advantageous manner, which are suitable, for example, for sealing alveoli in the immediate implantation of dental implants or for filling fresh tooth extraction alveoli.
Durch das wenigstens zeitweise Inkontaktbringen des Augmentats mit der ersten leich ten, fibrinreichen Blutplasmafraktion können entsprechend modifizierte Augmentate im Übrigen auf besonders bevorzugte Weise als Einlage im Bereich eines Knochende fekts verwendet werden. Es ist somit denkbar, ein derart modifiziertes Augmentat als Knocheneinlage und/oder für eine Knochenrekonstruktion zu verwenden. Von Vorteil ist es hierbei, wenn vor dem Einbringen eines Augmentats in den Bereich eines Kno chendefektes das sogenannte Knochenlager aufgerauht, insbesondere mit einem Kno chenscraper angefrischt wird, sodass in diesem Bereich zumindest ein leichter Blut fluss entsteht. Auf diese Weise wird eine frische Wunde erzeugt, an der ein erfindungs gemäß hergestelltes Augmentat auf vorhaltsteilhafte Weise anhaftet, insbesondere fest anliegt und so lagestabil in der eingelegten Position verbleibt. Aufgrund der Eigen schaften eines erfindungsgemäß hergestellten Augmentats kann auf weitere techni sche Stabilisierungsmaßnahmen, wie Titangitter, Scheiben, Membranpins und/oder verstärkte Membranen in den meisten Fällen verzichtet verzichtet werden. Auf vorteilhafte Weise ist zur Rekonstruktion eines Knochendefekts ferner eine Kombi nation aus einem erfindungsgemäß hergestellten Augmentat, das mit einer resorbier baren Kollagenmembran abgedeckt ist, vorgesehen. Vorzugsweise wird für die Abde ckung eine Perikardmembran eines Schweins verwendet. In einer speziellen Weiterbil dung ist vorgesehen, dass die resorbierbare Kollagenmembranen zusätzlich mit plätt chenreichem Blutplasma, insbesondere mit wenigstens einem Teil der ersten leichten, fibrinreichen Blutplasmafraktion, getränkt wird. Hierdurch wird die Kollagenmembran derart modifiziert, dass sie sich geschmeidig an ein erfindungsgemäß hergestelltes Augmentat anlegt und bevorzugt zu dessen wenigstens bereichsweiser Abdeckung nutzbar ist. Auch in diesem Fall kann eine derart modifizierte Kollagenmembran auf ein Augmentat aufgebracht werden, ohne dass eine weitere Stabilisierung, ein Anpinnen mit einer resorbierbaren oder nicht resorbierbaren Membran oder eine sonstige Stabili sierung, wie z.B. die Knochenschalen, der erforderlich ist. By bringing the augmentate into contact at least temporarily with the first light, fibrin-rich blood plasma fraction, correspondingly modified augmentates can also be used in a particularly preferred manner as an insert in the area of a bone defect. It is therefore conceivable to use an augmentation modified in this way as a bone insert and/or for a bone reconstruction. It is advantageous here if the so-called bone bed is roughened before the insertion of an augmentation in the area of a bone defect, in particular freshened up with a bone scraper, so that at least a slight flow of blood occurs in this area. In this way, a fresh wound is produced to which an augmentation material produced according to the invention adheres in an advantageous manner, in particular rests firmly and thus remains in a stable position in the inserted position. Due to the properties of an augmentate produced according to the invention, further technical stabilization measures such as titanium grids, discs, membrane pins and/or reinforced membranes can be dispensed with in most cases. Advantageously, for the reconstruction of a bone defect, a combination of an augmentate produced according to the invention, which is covered with an absorbable collagen membrane, is also provided. Preferably, a porcine pericardial membrane is used for the covering. In a special further development it is provided that the resorbable collagen membrane is additionally soaked with platelet-rich blood plasma, in particular with at least part of the first light, fibrin-rich blood plasma fraction. As a result, the collagen membrane is modified in such a way that it fits snugly against an augmentate produced according to the invention and can preferably be used to cover it at least in certain areas. In this case, too, a collagen membrane modified in this way can be applied to an augmentation without further stabilization, pinning with an absorbable or non-absorbable membrane or other stabilization, such as the bone shells, being necessary.
Dennoch ist nach wie vor eine resorbierbare Kollagenmembranen notwendig, um nach erfolgter Augmentation eine Barriere zwischen dem in den Behandlungsbereich einge- brachten Weichgewebe und dem Knochen des Patienten herzustellen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Heilungsprozess, insbesondere die Einsprossung von Fibroblasten und Blutgefäßen, vom Knochenlager und nicht vom des Weichge webe ausgeht. Auf diese Weise wird besonders effektiv das Prinzip der geführten Kno chenregeneration (GBR - Guided Bone Regeneration) genutzt. Nevertheless, an absorbable collagen membrane is still necessary to create a barrier between the soft tissue introduced into the treatment area and the bone of the patient after the augmentation has taken place. This ensures that the healing process, in particular the growth of fibroblasts and blood vessels, starts from the bone bed and not from the soft tissue. In this way, the principle of guided bone regeneration (GBR - Guided Bone Regeneration) is used particularly effectively.
Gemäß einerweiteren Ausführung wird das mit der Kollagenmembranen abgedeckte Augmentat ferner einem aus zumindest einem Teil der ersten leichten, fibrinreichen Blutplasmafraktion gebildeten scheibenförmigen Element, das auch als Crepe bezeich net wird, überdeckt. Vorzugsweise wird eine derartige Abdeckung hergestellt, indem das scheibenförmige Element über die Kollagenmembran geschoben wird, sodass das mit der Kollagenmembran abgedeckte Augmentat vollflächig von dem scheibenförmi gen Element überdeckt ist. Hierbei ist darauf zu achten, dass in dem scheibenförmigen Element der Gerinnungsprozess bereits ausreichend fortgeschritten ist und eine aus reichende Menge Flüssigkeit herausgepresst wurde. According to a further embodiment, the augmentate covered with the collagen membrane is also covered with a disk-shaped element formed from at least part of the first light, fibrin-rich blood plasma fraction, which is also referred to as a crepe. Such a covering is preferably produced by sliding the disk-shaped element over the collagen membrane, so that the augmentation covered with the collagen membrane is covered over the entire surface by the disk-shaped element. It is important to ensure that the coagulation process has progressed sufficiently in the disk-shaped element and that a sufficient amount of liquid has been squeezed out.
Während der Behandlung eines Knochendefekts wird auf vorteilhafte Weise die aus Augmentat, Kollagenmembran und scheibenförmigem Element hergestellte Kombina tion mit leichtem Druck auf das Knochenlager im Behandlungsbereich gedrückt, wodurch eine zusätzliche Verklebung der einzelnen Bestandteile erreicht wird. During the treatment of a bone defect, the combination made of augmentate, collagen membrane and disc-shaped element is advantageously pressed onto the bone bed in the treatment area with slight pressure, thereby achieving additional bonding of the individual components.
Ein erfindungsgemäß aus einem Kompositmaterial hergestelltes Augmentat, das zum Ersatz eines Knochendefekts in einen Patienten implantiert wurde, ist in der Regel nach 4 bis 6 Monaten belastbar, sodass beispielsweise Zahnimplantate eingesetzt werden können. Wird ein Kompositmaterial mit einem vergleichsweise hohen Anteil von allogenem, xenogenem und/oder synthetischem Knochenersatzmaterial verwen det, kann sich diese Zeit auf 6 bis 9 Monate verlängern. Sollte in einem ersten Schritt nicht ausreichend Knochenmaterial herstellbar sein, kann während der Implantation nach gleichem Prinzip ein weiterer Korrekturaufbau effizient erfolgen. An augmentation made according to the invention from a composite material, which was implanted in a patient to replace a bone defect, is the rule loadable after 4 to 6 months, so that dental implants can be used, for example. If a composite material with a comparatively high proportion of allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone substitute material is used, this time can be extended to 6 to 9 months. If it is not possible to produce sufficient bone material in a first step, a further corrective structure can be efficiently built up during the implantation according to the same principle.
Ein erfindungsgemäß hergestelltes Augmentat ist bevorzugt zum Einsatz bei folgenden Behandlungen geeignet: An augmentate produced according to the invention is preferably suitable for use in the following treatments:
Soket Preservation: Zum Auffüllen einer intakten Alveole Ridge Preservation: Bei Knochendefekten bzw. dem Fehler der Wände einer zum Auffüllen und zusätzlichen Rekonstruktion von Kochendefekten Sofortimplantation: Zum Auffüllen von Knochenleeräumen, bei ggf. zusätzli cher An- oder Überlagerung Soket Preservation: For filling an intact alveole Ridge Preservation: In the case of bone defects or defects in the walls of an immediate implantation for filling and additional reconstruction of bone defects: For filling empty bone spaces, with additional attachment or superimposition if necessary
Konturaugmentation: Sofern ein Kieferknochen zu schmal für ein Implantat ist, kann eine horizontale und/oder vertikale An- und Auflagerung erfolgenContour augmentation: If a jawbone is too narrow for an implant, horizontal and/or vertical attachment and placement can take place
Horizontale Anlagerungsplastik mit zweizeitiger Implantation Horizontal attachment plastic with two-stage implantation
Vertikale Auflagerungsplastik mit zweizeitiger Implantation externer Sinuslift: Vertikaler Knochenaufbau im Oberkiefer durch Kieferhöhl- boden-Elevation mit knöchernem seitlichem Zugang interner Sinsulift: Vertikaler Knochenaufbau im Oberkiefer durch Kieferhöhl- boden-Elevation durch die Implantatbohrung von obenVertical bearing plastic with two-stage implantation external sinus lift: vertical bone augmentation in the upper jaw by elevating the maxillary sinus floor with bony lateral access internal sinsulift: vertical bone augmentation in the upper jaw by elevating the maxillary sinus floor through the implant drilling from above
Interpositionsplastik: Spreizung eines Knochens und Einbringung eines Aug- mentats in den geöffneten Zwischenraum Interpositionplasty: Spreading a bone and inserting an augmentation in the opened space
Kombination mit Beckenkamm oder sonstigen Knochenaugmentaten, wie z.B. autogenen oder autologen Knochenschalen. Combination with iliac crest or other bone augmentation, such as autogenous or autogenous bone shells.
Behandlung von Knochendefekten außerhalb des Mund- und Kieferbereichs Treatment of bone defects outside the mouth and jaw area
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen ohne Beschrän kung des allgemeinen Erfindungsgedankens und unter Bezugnahme auf eine Figur nä her erläutert. Dabei zeigt die Figur: The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments without restricting the general inventive idea and with reference to a figure. The figure shows:
Fig. 1: Ablaufschema eines Verfahrens zur Herstellung eines ein Kompositma terial aufweisenden Augmentats sowie Fig. 2: schematische Darstellung der einzelnen Verfahrensschritte zur Herstel lung eines erfindungsgemäß ausgeführten Augmentats. Fig. 1: Flow chart of a method for producing a material having a composite material and augmentation Fig. 2: Schematic representation of the individual process steps for the production of an augmentation designed according to the invention.
Die Fig.1 zeigt ein Ablaufschema eines Verfahrens zur Herstellung eines ein Komposit- material aufweisenden Augmentats zur Rekonstruktion und Regeneration wenigstens teilweise verloren gegangener Knochensubstanz, zum Auffüllen von Knochendefekten und/oder zur Optimierung eines knöchernen Implantatlagers eines Patienten. Zur Her stellung eines entsprechenden Augmentats wird einem Patienten zunächst eine Probe von autologem peripher venösem Blut entnommen. Hierbei werden gemäß dem be schriebenen Ausführungsbeispiel 4 bis 8 Blutentnahmeröhrchen mit einem Volumen von jeweils 9 ml mit der entnommenen Probe gefüllt. In den Blutentnahmeröhrchen be findet sich, Natriumzitrat, das die Gerinnung des Blutes dauerhaft stoppt. FIG. 1 shows a flow chart of a method for producing an augmentation having a composite material for the reconstruction and regeneration of at least partially lost bone substance, for filling bone defects and/or for optimizing a bony implant bed of a patient. To produce a corresponding augmentation, a sample of autologous peripheral venous blood is first taken from a patient. In this case, 4 to 8 blood collection tubes, each with a volume of 9 ml, are filled with the sample taken according to the exemplary embodiment described. The blood collection tube contains sodium citrate, which permanently stops the blood from clotting.
In einem nächsten Schritt erfolgt die Zentrifugation der entnommenen Blutprobe hori zontal bei einer Drehgeschwindigkeit von 1900 rpm über einen Zeitraum von 8 min. Aufgrund der durchgeführten Zentrifugation werden Blutserum und Blutplasma ge trennt und es bilden sich zwei Blutplasmafraktionen aus, nämlich einerseits eine erste leichte, fibrinreiche und eine zweite schwere, thrombozytenreiche Blutplasmafraktion. Die beiden unterschiedlichen Blutplasmafraktionen werden durch gezieltes Abpipettie ren des Blutserums gewonnen. Jegliche Zellen, im Großteil Erythrozyten (Hämatokrit) und der Buffycoat (Leukozyten) werden verworfen und für das weitere Verfahren nicht verwendet. In a next step, the blood sample taken is centrifuged horizontally at a rotational speed of 1900 rpm for a period of 8 minutes. Due to the centrifugation carried out, blood serum and blood plasma are separated and two blood plasma fractions are formed, namely a first light, fibrin-rich fraction and a second heavy platelet-rich blood plasma fraction. The two different blood plasma fractions are obtained by specifically pipetting off the blood serum. Any cells, mostly erythrocytes (hematocrit) and the buffy coat (leukocytes) are discarded and not used for further processing.
In einem nächsten Schritt erfolgt die Aktivierung der ersten leichten, fibrinreichen Blut plasmafraktion mit Kalziumchlorid, das der ersten leichten, fibrinreichen Blutplas mafraktion in einer Dosierung mit einer Wirksamkeit von 2 lU/ml in einem Glasschäl chen zugesetzt wird. Die zuvor genannten Verfahrensschritte entsprechen dem aus dem Stand der Technik bekannten, eingangs beschriebenen Protokoll zur Herstellung von plättchenreichem Plasma (PRGF) nach Dr. Anitua. Daran schließen sich erfin dungsgemäße Verfahrensschritte an. In a next step, the first light, fibrin-rich blood plasma fraction is activated with calcium chloride, which is added to the first light, fibrin-rich blood plasma fraction in a dosage with an effectiveness of 2 IU/ml in a glass bowl. The process steps mentioned above correspond to the protocol for the production of platelet-rich plasma (PRGF) according to Dr. anitua. This is followed by process steps according to the invention.
Zunächst wird die erste leichte, fibrinreiche Blutplasmafraktion innerhalb des präopera tiven sterilen Aufbaus mit Kalziumchlorid aktiviert, sodass innerhalb dieser Blutplas mafraktion Gerinnungsprozesse beginnen abzulaufen. Hierbei ist die bei Anitua vorge sehene Temperierung nicht erforderlich bzw. überflüssig, weil bei Bedarf eine Be schleunigung der Gerinnung zu einem späteren Zeitpunkt durch Eintunken des dann hergestellten Augmentats in die erste Blutplasmafraktion und dadurch die Aktivierung der thrombozytären Gerinnung innerhalb von wenigen Minuten erreicht werden kann. Weiterhin wird autologes Knochenmaterial des Patienten bereitgestellt, das von einem Operator mittels eines Einmalbonescrapers aus dem defekten Knochenbereich oder von einem anderen Knochen des Patienten gewonnen wurde. Hierbei wird darauf ge achtet, dass partikuläres und möglichst vitales Knochenmaterial bereitgestellt wird. Im Vergleich zu anderen Techniken zur Gewinnung von autologem Knochenmaterial ist das rein kortikale oberflächliche Schaben weniger invasiv bzw. morbide, schafft keine Defekte und eröffnet in der Regel den Markraum nicht. Anatomisch kritische Strukturen bleiben verschont, bzw. das Risiko von Komplikationen dieser Art sinkt erheblich. Die so gewonnenen Knochenspäne werden in ein Metallschälchen zusammen mit einem allogenen, xenogenen und/oder synthetischen Knochenersatzmaterial gegeben, wobei darauf geachtet wird, dass das autologe Knochenmaterial und das Knochenersatzma terial zu diesem Zeitpunkt noch nicht in Kontakt miteinander gebracht werden. Insbe sondere findet eine Vermengung des spanförmigen autologen Knochenmaterials mit dem jeweils zum Einsatz kommenden Knochenersatzmaterial noch nicht statt. First, the first light, fibrin-rich blood plasma fraction within the preoperative sterile setup is activated with calcium chloride, so that coagulation processes begin within this blood plasma fraction. The temperature control provided by Anitua is not necessary or superfluous because, if necessary, the coagulation can be accelerated at a later point in time by dipping the augmentate then produced into the first blood plasma fraction and thereby activating the platelet coagulation within a few minutes . Furthermore, the patient's autologous bone material is provided, which was obtained by an operator using a disposable bone scraper from the defective bone area or from another bone of the patient. Care is taken to ensure that particulate bone material that is as vital as possible is provided. Compared to other techniques for harvesting autologous bone material, purely cortical superficial scraping is less invasive or morbid, does not create defects and usually does not open the medullary canal. Anatomically critical structures are spared, and the risk of complications of this type is significantly reduced. The bone chips obtained in this way are placed in a metal bowl together with an allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone substitute material, care being taken to ensure that the autologous bone material and the bone substitute material are not yet brought into contact with one another at this point in time. In particular, the chip-shaped autologous bone material is not yet mixed with the bone replacement material that is used.
Das Knochenersatzmaterial wird derart gewählt, dass dieses eine Körnung zwischen 0,25 und 1 mm aufweist, die einzelnen Partikel somit eine maximale Ausdehnung in ei ner Richtung von 0,25 bis 1 mm haben. Ferner wird die Art des Knochenersatzmateri als in Abhängigkeit des zu behandelnden Knochendefekts ausgewählt. Während für ein volumenunkritisches Augmentat, das insbesondere zur Behandlung mehrwandiger Knochendefekte eingesetzt wird, das aber schnell, in der Regel innerhalb von 4 bis 5 Monaten, in den defekten Knochen einheilen soll, porcines Knochenersatzmaterial ver wendet wird, kommt zur Behandlung volumenkritischer Knochendefekte mit wenigen Knochenwänden und/oder bei Berücksichtigung langsamer Einheilungsprozesse, die 6 bis 9 Monate betragen bevorzugt bovines Knochenersatzmaterial zum Einsatz. Auf hochtemperierte Knochenersatzmaterialien wird aufgrund der extremen Härte und der eingeschränkten Möglichkeit eines zufriedenstellenden Remodelling üblicherweise ver zichtet. The bone replacement material is selected in such a way that it has a grain size of between 0.25 and 1 mm, so that the individual particles have a maximum extent of 0.25 to 1 mm in a direction. Furthermore, the type of bone replacement material is selected depending on the bone defect to be treated. While porcine bone replacement material is used for a volume-critical augmentation that is used in particular to treat multi-walled bone defects, but which should heal quickly, usually within 4 to 5 months, into the defective bone, volume-critical bone defects with few bone walls are used for the treatment and/or taking slow healing processes into account, which take 6 to 9 months, bovine bone replacement material is preferably used. High-temperature bone replacement materials are usually not used due to their extreme hardness and the limited possibility of satisfactory remodeling.
In einem weiteren Schritt wird zweite, thrombozytenreiche Blutplasmafraktion mit Kalzi umchlorid in einer Dosierung mit einer Wirksamkeit von 2 lU/ml aktiviert und aus schließlich das bereitgestellte Knochenersatzmaterial mit dieser aktivierten Mischung, die zumindest einen Teil der zweiten, thrombozytenreichen Blutplasmafraktion und Kal ziumchlorid enthält, getränkt. Präventiv wird optional ein Tropfen Clindamycin in einem Verhältnis von etwa 600 mg pro 80kg Körpergewicht in das ebenfalls bereitgestellte autologe Knochenmaterial gegeben. Dies dient der lokalen Antibiose und zusätzlich der Inhibierung der Kollagenase, die zur Gewebepenetration von infektiösen Bakterien ausgeschüttet werden. In a further step, the second, thrombocyte-rich blood plasma fraction is activated with calcium chloride in a dosage with an effectiveness of 2 IU/ml and the bone replacement material provided is finally soaked with this activated mixture, which contains at least part of the second, thrombocyte-rich blood plasma fraction and calcium chloride . As a preventive measure, a drop of clindamycin in a ratio of about 600 mg per 80 kg body weight is optionally added to the autologous bone material that is also provided. This is used for local antibiosis and in addition inhibition of collagenases secreted for tissue penetration by infectious bacteria.
Im Anschluss an die vorherigen Schritte wird das mit der Mischung aus zweiter, throm bozytenreicher Blutplasmafraktion, aktiviert durch Kalziumchlorid, getränkte Knochen ersatzmaterial mit dem autologen Knochenmaterial in einem Verhältnis von 50 : 50 Vol% für maximal 30 s zu einem Gemenge vermengt, aus dem dann das benötigte Augmentat formbar ist. Wird der Anteil des Knochenersatzmaterials erhöht, wird das Augmentat vergleichsweise volumenstabiler, es lassen sich somit Augmentate mit grö ßerem Volumen hersteilen. Wird hingegen der Anteil des autologen Knochenmaterials an dem Gemenge erhöht, wird lässt sich schneller durchbauter Knochen erzeugen, je doch mit dem Risiko einer Resorption und damit verbundenen Reduzierung des Volu mens des Augmentats. Following the previous steps, the bone replacement material soaked with the mixture of second, thrombocyte-rich blood plasma fraction, activated by calcium chloride, is mixed with the autologous bone material in a ratio of 50:50 vol% for a maximum of 30 s to form a mixture, from which the required augmentation is malleable. If the proportion of bone replacement material is increased, the volume of the augmentation becomes comparatively more stable, and augmentations with a larger volume can thus be produced. If, on the other hand, the proportion of autologous bone material in the mixture is increased, bone that has been built through can be produced more quickly, but with the risk of resorption and the associated reduction in the volume of the augmentation material.
Spätestens nach 30 Sekunden wird der Vermengungsprozess gestoppt, da ansonsten die Polymerisation oder Verkettung des Fibrins zerstört wird. Ab diesem Zeitpunkt wird das Augmentat manuell und ggf. unter Zuhilfenahme einer Negativform und/oder einer Anlage zur additiven Erzeugung eines Formkörpers auf geeignete Weise für weitere 30 bis 60 s bedarfsgerecht modelliert. Etwa 120 bis 240 s nach Beginn des Vermengungs prozesses ist die Gerinnung bereits derart fortgeschritten, dass das aus dem Gemenge geformte Augmentat mit einer Pinzette gefasst und nahezu beliebig weiterbearbeitet werden kann. The mixing process is stopped after 30 seconds at the latest, otherwise the polymerization or concatenation of the fibrin will be destroyed. From this point in time, the augmentation is modeled manually and, if necessary, with the aid of a negative mold and/or a system for the additive production of a shaped body in a suitable manner for a further 30 to 60 s as required. Approximately 120 to 240 s after the beginning of the mixing process, coagulation has progressed to such an extent that the augmentate formed from the mixture can be grasped with tweezers and processed further in almost any way.
Um die Stabilität zusätzlich zu erhöhen, wird das oftmals noch nicht richtig mit einer Pinzette fassbare Augmentat in noch flüssiges Plasma, vorzugsweise in die throm bozytenreiche zweite Blutplasmafraktion, für etwa 15 s eingetaucht. Hierbei können sich die Thrombozyten über einen speziellen Rezeptor, insbesondere Glykoprotein llb/llla, untereinander mit Fibrinogenmonomeren venetzen, sodass die plasmatische Gerinnung hierfür nicht benötigt wird. Dieser Vorgang wird somit gezielt genutzt, um eine zusätzliche Stabilisierung des Augmenatats zu erzielen. In order to further increase stability, the augmentation material, which is often not yet properly graspable with tweezers, is immersed in plasma that is still liquid, preferably in the second blood plasma fraction rich in thrombocytes, for about 15 s. Here, the thrombocytes can cross-link one another with fibrinogen monomers via a special receptor, in particular glycoprotein IIb/IIIa, so that plasmatic coagulation is not required for this. This process is thus used in a targeted manner in order to achieve additional stabilization of the augmentation.
Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, dieses zu schneiden oder zu walzen. Optio nal kann das Augmentat weiter verdichtet werden und dadurch insbesondere die Kör nung verkleinert werden. Dies begünstigt das Remodelling eines Augmentas oder Kno- chenregenerats, reduziert allerdings dessen Volumen. For example, it is possible to cut or roll this. Optionally, the augmentation material can be further compacted, thereby reducing the granulation in particular. This favors the remodeling of an augment or bone regenerate, but reduces its volume.
Im Weiteren wird, um die Fibrinvernetzung in der ersten leichten, fibrinreichen Blutplas mafraktion zu beschleunigen und die Qualität der Fibrinvernetzung zu optimieren, das Augmentat für wenige Sekunden in die erste Blutplasmafraktion eingetaucht. Voraus setzung hierfür ist, dass die erste leichte, fibrinreiche Blutplasmafraktion noch nicht ge ronnen ist. Alternativ kann auch etwas Flüssigkeitsüberstand aus dem Augmentat be nutzt werden. Nun wird die erste fibrinreiche Blutplasmafraktion innerhalb von 3 bis 10 min. eine Matrix bilden und sich zu einem kuchenförmigen Element verfestigen bzw. durchklotten. Dieses kuchenförmige Element wird anschließend zu einer Membran ge presst, wodurch die Fibrinkonzentration erhöht und unnötige Flüssigkeit aus dem Fibrin entfernt wird. Üblicherweise wird eine flächige Membran in Form eines scheibenförmi gen Elements gebildet, deren Durchmesser von dem Durchmesser des Bodens der Glasschale, in der die erste fibrinreiche Blutplasmafraktion bevorratet wird, und von der Menge des gewonnenen plättchenreichen Blutplasmas abhängt. Ferner wird die Dicke des scheibenförmigen Elements durch geeignete Einstellung und/oder Variation des auf das Element ausgeübten Drucks und der Dauer des Pressvorgangs eingestellt. Gemäß der hier beschriebenen Ausführungsform wird ein 1 bis 2 mm dickes scheiben förmiges Element, ein so genannter Crep, hergestellt, das als zusätzliches Klebeele ment und/oder zur Weichgewebeunterfütterung verwendbar ist. Furthermore, in order to accelerate the fibrin crosslinking in the first light, fibrin-rich blood plasma fraction and to optimize the quality of the fibrin crosslinking, the Augmentate immersed in the first blood plasma fraction for a few seconds. The prerequisite for this is that the first light, fibrin-rich blood plasma fraction has not yet coagulated. Alternatively, some excess liquid from the augmentation can be used. The first fibrin-rich blood plasma fraction will now form a matrix within 3 to 10 minutes and solidify or clod through to form a cake-like element. This cake-like element is then pressed into a membrane, increasing the fibrin concentration and removing unnecessary fluid from the fibrin. A flat membrane is usually formed in the form of a disk-like element whose diameter depends on the diameter of the bottom of the glass dish in which the first fibrin-rich blood plasma fraction is stored and on the amount of platelet-rich blood plasma obtained. Furthermore, the thickness of the disc-shaped element is adjusted by suitable adjustment and/or variation of the pressure exerted on the element and the duration of the pressing process. According to the embodiment described here, a 1 to 2 mm thick disc-shaped element, a so-called crepe, is produced, which element can be used as an additional adhesive element and/or for soft tissue lining.
Es ist möglich, das scheibenförmige Element bedarfsgerecht einmal oder mehrfach zu falten und/oder zu pressen, um etwa Gewebeklötze zur Weichgewebeunterfütterung oder zum Auffüllen von Weichgewebedefekten herzustellen. Auf diese Weise ist es so gar möglich, sogenannte Punches zum Verschluss von Alveolen bei der Sofortimplan tation von Zahnimplantaten herzustellen. It is possible to fold and/or press the disc-shaped element once or several times as required, in order to produce tissue blocks for relining soft tissue or for filling soft tissue defects. In this way, it is even possible to produce so-called punches to close alveoli when dental implants are placed immediately.
Das nun hergestellte Augmentat kann direkt in den Knochendefekt eingelegt oder für die entsprechende Rekonstruktion zur Herstellung einer Knochenrekonstruktion ver wendet werden. Hierbei wird das Knochenlager mit einem Bonescraper angefrischt, sodass dieses leicht blutet. Auf diese Weise entsteht eine neue Wunde, an der das schließlich eingelegte Augmentat anhaftet oder festklebt, sodass das Augmentat lage stabil in seiner Position verbleibt, ohne dass weitere technische Stabilisierungsmaß nahmen, wie etwa Titangitter, Knbochenscheiben, Membranpins oder Membranen er forderlich sind. The augmentation that has now been produced can be inserted directly into the bone defect or used for the corresponding reconstruction to produce a bone reconstruction. The bone bed is freshened up with a bone scraper so that it bleeds easily. This creates a new wound to which the augmentation that is finally inserted adheres or sticks so that the augmentation remains stable in its position without the need for further technical stabilization measures such as titanium grids, bone discs, membrane pins or membranes.
Das Augmentat wird daraufhin mit einer resorbierbaren Kollagenmembran abgedeckt. Gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird als Kollagenmembran eine Perikardmembran vom Schwein verwendet, wobei diese bevorzugt zusätzlich mit plätt chenreichem Blutplasma, insbesondere mit der zweiten thrombozytenreichen Blutplas mafraktion, getränkt wird und hiermit verklebt wird. Dies bietet den Vorteil, dass sich die Membran besonders geschmeidig an das Augmentat anlegt. Auch in diesem Falle sind weitere Stabilisierungsmaßnahmen oder ein Anpinnen der Membran an das Aug- mentat nicht erforderlich. Mithilfe der Kollagenmembranen lässt sich eine Barriere zwi schen Weichgewebe und Knochen hersteilen, sodass sichergestellt wird, dass die Hei lung, also die Einsprossung von Fibroblasten und Blutgefäßen, vom Knochenlager und nicht vom Weichgewebe her erfolgt. The augmentation is then covered with an absorbable collagen membrane. According to the exemplary embodiment described here, a porcine pericardium membrane is used as the collagen membrane, which is preferably additionally impregnated with platelet-rich blood plasma, in particular with the second platelet-rich blood plasma fraction, and is bonded thereto. This offers the advantage that the membrane lies particularly smoothly on the augmentation. Also in this case no further stabilization measures or pinning of the membrane to the augmentation are necessary. With the help of the collagen membranes, a barrier can be created between the soft tissue and the bone, so that it is ensured that the healing, i.e. the ingrowth of fibroblasts and blood vessels, takes place from the bone bed and not from the soft tissue.
In einem weiteren Schritt wird nun das scheibenförmige Element, bzw. der Crepe, über die Kollagenmembranen geschoben, sodass das scheibenförmige Element die aus Augmentat und Kollagenmembran gebildete Schichtabfolge vollflächig überdeckt.In a further step, the disk-shaped element or the crepe is pushed over the collagen membranes so that the disk-shaped element completely covers the layer sequence formed from the augmentate and the collagen membrane.
Im Anschluss daran wird mit einem sterilen Baumwolltupfer leicht auf das scheibenför mige Element gedrückt und damit auch das Augmentat auf das Knochenlager ge drückt, sodass die unterschiedlichen Komponenten sicher miteinander verklebt wer den. In diesen Zusammenhang ist es wichtig, dass das scheibenförmige Element bzw. der Crepe ausgereift ist, also die Gerinnung weit genug fortgeschritten ist und ausrei chend Flüssigkeit aus diesem Element herausgepresst wurde. Then the disc-shaped element is pressed lightly with a sterile cotton swab, which also presses the augmentation material onto the bone bed so that the different components are securely glued together. In this context, it is important that the disc-shaped element or the crepe is mature, ie the coagulation has progressed far enough and that sufficient liquid has been squeezed out of this element.
Der Wundverschluss erfolgt abschließend spannungsfrei, speicheldicht und mit feinen Nähten. Ein erfindungsgemäß hergestelltes und wie zuvor beschrieben implantiertes Augmentat ist je nach Zusammensetzung frühestens 4 bis 5 Monate nach der erfolgten Implantation belastbar bzw. für die Einbringung von Zahnimplantaten geeignet. The wound is then closed without tension, saliva-proof and with fine sutures. Depending on the composition, an augmentation produced according to the invention and implanted as described above can be loaded at the earliest 4 to 5 months after the implantation has taken place or is suitable for the insertion of dental implants.
Ergänzend zeigt Fig. 2 noch einmal in mehreren Abbildungen eine schematische Dar stellung des Verfahrens mit den einzelnen Verfahrensschritten A bis M zur Herstellung eines erfindungsgemäß ausgeführten Augmentats 1. 1m Verfahrensschritt A wird einem Patienten eine Probe 2 von autologem, peripher venösem Blut entnommen. Diese Probe 2 wird in Verfahrensschritt B in ein Blutentnahmeröhrchen 3, in dem sich Natri umzitrat befindet, eingefüllt und hierdurch die Gerinnung des Blutes dauerhaft, aber re versibel gestoppt. Als nächsten wird die Blutprobe 2 in Schritt C bei einer Drehge schwindigkeit von 1900 rpm über einen Zeitraum von 8 min zentrifugiert. In addition, FIG. 2 again shows in several illustrations a schematic representation of the method with the individual method steps A to M for producing an augmentation 1 designed according to the invention. In method step A, a sample 2 of autologous, peripheral venous blood is taken from a patient. In step B, this sample 2 is filled into a blood collection tube 3 containing sodium citrate, thereby stopping the coagulation of the blood permanently, but reversibly. Next, in step C, the blood sample 2 is centrifuged at a rotary speed of 1900 rpm for a period of 8 minutes.
Aufgrund der durchgeführten Zentrifugation werden Blutserum und Blutplasma ge trennt und es bilden sich zwei Blutplasmafraktionen 4, 5 aus, nämlich einerseits eine erste leichte, fibrinreiche 4 und eine zweite schwere, thrombozytenreiche Blutplas mafraktion 5. Die beiden unterschiedlichen Blutplasmafraktionen 4, 5 werden in Ver fahrensschritt D durch gezieltes Abpipettieren des Blutserums gewonnen. Jegliche Zel len, im Großteil Erythrozyten (Hämatokrit) und der Buffycoat (Leukozyten) werden ver worfen und für das weitere Verfahren nicht verwendet. In Verfahrensschritt E werden die beiden unterschiedlichen Blutplasmafraktionen 4, 5 in geeigneten Blutplasmaröhr chen aufbewahrt. Zu Beginn einer Operation werden die beiden Blutplasmafraktionen 4, 5 in Verfahrens schritt F in getrennten Glasschälchen 6 bereitgestellt. Hierbei wird die erste leichte, fib rinreiche Blutplasmafraktion 4 mit Kalziumchlorid aktiviert, sodass innerhalb dieser Blutplasmafraktion 4 Gerinnungsprozesse beginnen abzulaufen. Hierbei ist eine Tem perierung nicht erforderlich bzw. überflüssig, weil bei Bedarf eine Beschleunigung der Gerinnung zu einem späteren Zeitpunkt durch Eintunken des dann hergestellten Aug- mentats 1 in die erste Blutplasmafraktion 4 erreicht werden kann. As a result of the centrifugation carried out, blood serum and blood plasma are separated and two blood plasma fractions 4, 5 are formed, namely on the one hand a first light, fibrin-rich 4 and a second heavy, thrombocyte-rich blood plasma fraction 5. The two different blood plasma fractions 4, 5 are in process step D obtained by specifically pipetting off the blood serum. Any cells, mostly erythrocytes (hematocrit) and the buffy coat (leukocytes) are discarded and not used for the rest of the procedure. In step E, the two different blood plasma fractions 4, 5 are kept in suitable blood plasma tubes. At the beginning of an operation, the two blood plasma fractions 4, 5 are provided in process step F in separate small glass bowls 6. Here, the first light, fibrin-rich blood plasma fraction 4 is activated with calcium chloride, so that coagulation processes begin within this blood plasma fraction 4 . In this case, temperature control is not necessary or superfluous because, if required, coagulation can be accelerated at a later point in time by dipping the augmentate 1 then produced into the first blood plasma fraction 4 .
Nachdem der Operateur, wie in Schritt G dargestellt, autologes Knochenmaterial 7 des Patienten gewonnen hat, wird dieses autologe Knochenmaterial 7 in Schritt H in eine Metallschale 9, in der sich auch Knochenersatzmaterial 8, insbesondere xenogenes, besonders bevorzugt porcines oder bovines Knochenersatzmaterial, befindet, einge füllt, wobei darauf geachtet wird, dass das autologe Knochenmaterial 7 und das Kno chenersatzmaterial 8 nicht in Kontakt miteinander kommen. After the surgeon has obtained autologous bone material 7 from the patient, as shown in step G, this autologous bone material 7 is placed in step H in a metal bowl 9, which also contains bone substitute material 8, in particular xenogeneic, particularly preferably porcine or bovine bone substitute material. filled, with care being taken to ensure that the autologous bone material 7 and the bone replacement material 8 do not come into contact with one another.
Daraufhin wird zumindest ein Teil der zweiten thrombozytenreichen Blutplasmafraktion 5 mit Kalziumchlorid aktiviert und ebenfalls in die Metallschale 9 eingefüllt und zu nächst ausschließlich mit dem Knochenersatzmaterial 8 für maximal 30 s gemischt. Würde dieser Vermengungsprozess nicht spätestens nach 30 s gestoppt, würde die Polymerisation oder Verkettung des Fibrins zerstört werden. Then at least part of the second thrombocyte-rich blood plasma fraction 5 is activated with calcium chloride and also filled into the metal bowl 9 and initially mixed exclusively with the bone replacement material 8 for a maximum of 30 s. If this mixing process were not stopped after 30 s at the latest, the polymerization or concatenation of the fibrin would be destroyed.
Anschließend wird in Verfahrensschritt I das mit der zweiten thrombozytenreichen Blut plasmafraktion 5 gemischte Knochenersatzmaterial 8 mit dem autologen Knochenma terial 7 in einem Verhältnis von 50 : 50 Vol% vermengt und wie in Schritt J gezeigt, ein Augmentat 1 entsprechend den bestehenden Anforderungen an Größe und Form ge formt. Then, in step I, the bone replacement material 8 mixed with the second platelet-rich blood plasma fraction 5 is mixed with the autologous bone material 7 in a ratio of 50:50% by volume and, as shown in step J, an augmentation 1 corresponding to the existing requirements for size and shape shaped.
Hierbei wird das Augmentat 1 manuell mit einem geeigneten Instrument und eventuell unter Zuhilfenahme einer Negativform und/oder einer Anlage zur additiven Erzeugung eines Formkörpers auf geeignete Weise für 30 bis 60 s bedarfsgerecht modelliert.In this case, the augmentation 1 is modeled manually with a suitable instrument and possibly with the aid of a negative mold and/or a system for the additive production of a shaped body in a suitable manner for 30 to 60 s as required.
Etwa 120 bis 240 s nach Beginn des Vermengungsprozesses ist die Gerinnung bereits derart fortgeschritten, dass das geformte Augmentat 1 die in Schritt J gezeigte Konsis tenz aufweist und mit einer Pinzette gefasst und nahezu beliebig weiterbearbeitet wer den kann. Und die Stabilität noch zusätzlich zu erhöhen, wird das Augmentat wieder in die noch flüssige zweite thrombozytenreiche Blutplasmafraktion 5 für etwa 15 s einge taucht wird. Hierbei können sich die Thrombozyten über einen speziellen Rezeptor, insbesondere Glykoprotein llb/llla, untereinander mit Fibrinogenmonomeren venetzen, sodass die plasmatische Gerinnung hierfür nicht benötigt wird. Approximately 120 to 240 s after the start of the mixing process, the coagulation has already progressed to such an extent that the shaped augmentate 1 has the consistency shown in step J and can be gripped with tweezers and processed further in almost any way. And to further increase the stability, the augmentate is again immersed in the still liquid second platelet-rich blood plasma fraction 5 for about 15 s. Here, the thrombocytes can cross-link one another with fibrinogen monomers via a special receptor, in particular glycoprotein IIb/IIIa, so that plasmatic coagulation is not required for this.
In einem optionalen Verfahrensschritt K wird das hergestellte Augmentat 1 mit zumin dest einem Teil der zweiten, thrombozytenreichen Blutplasmafraktion 5, etwa durch Eintauchen, beschichtet bzw. gecoatet. Etwa fünf Minuten nach Beginn seiner Herstel lung hat das beschichtete Augmentat 1 die in Verfahrensschritt L gezeigte Konsistenz und Form angenommen und kann direkt in einen Knochendefekt eingelegt oder für die entsprechende Rekonstruktion bzw. zur Herstellung einer Knochenrekonstruktion ver wendet werden. In an optional method step K, the augmentation product 1 produced is treated with at least part of the second platelet-rich blood plasma fraction 5, for example Immersion, coated or coated. About five minutes after the start of its manufacture, the coated augmentation material 1 has assumed the consistency and shape shown in method step L and can be inserted directly into a bone defect or used for the corresponding reconstruction or for the production of a bone reconstruction.
Sollte das Augmentat 1 noch nicht die gewünschte Konsistenz haben, beispielsweise noch nicht auf geeignete Weise mit einer Pinzette greifbar sein, kann dieses zunächst noch einmal mit der ersten, fibrinreiche Blutplasmafraktion oder in der Metallschale 9 befindlichem flüssigem autologem Überstand in Kontakt gebracht werden. Hierbei wird das Augmentat 1 bevorzugt für wenige Sekunden in die erste Blutplasmafraktion 4 eingetaucht, um die Fibrinvernetzung in der ersten leichten, fibrinreichen Blutplas mafraktion 4 zu beschleunigen und die Qualität der Fibrinvernetzung zu optimieren. Voraussetzung hierfür ist, dass die erste leichte, fibrinreiche Blutplasmafraktion 4 zu diesem Zeitpunkt noch nicht geronnen ist. Alternativ kann auch etwas Flüssigkeitsüber- stand aus dem Augmentat 1 benutzt werden. If the augmentate 1 does not yet have the desired consistency, for example if it cannot be grasped with tweezers in a suitable manner, it can first be brought into contact again with the first, fibrin-rich blood plasma fraction or with the liquid autologous supernatant contained in the metal bowl 9 . Here, the augmentation material 1 is preferably immersed in the first blood plasma fraction 4 for a few seconds in order to accelerate the fibrin crosslinking in the first light, fibrin-rich blood plasma fraction 4 and to optimize the quality of the fibrin crosslinking. The prerequisite for this is that the first light, fibrin-rich blood plasma fraction 4 has not yet coagulated at this point in time. Alternatively, some excess liquid from augmentation 1 can also be used.
Im Anschluss daran bildet die erste fibrinreiche Blutplasmafraktion 4 innerhalb von 3 bis 10 min. eine Matrix und verfestigt sich zu einem kuchenförmigen Element. Dieses kuchenförmige Element wird in dem Verfahrensschritt M zu einer Membran gepresst, wodurch die Fibrinkonzentration erhöht und unnötige Flüssigkeit aus dem Fibrin ent fernt wird. Üblicherweise wird eine flächige Membran in Form eines scheibenförmigen Elements gebildet, deren Durchmesser von dem Durchmesser des Bodens der Glas schale, in der die erste fibrinreiche Blutplasmafraktion bevorratet wird, und von der Menge des gewonnenen plättchenreichen Blutplasmas abhängt. Ferner wird die Dicke des scheibenförmigen Elements durch geeignete Einstellung und/oder Variation des auf das Element ausgeübten Drucks und der Dauer des Pressvorgangs eingestellt. Gemäß der hier beschriebenen Ausführungsform wird ein 1 bis 2 mm dickes scheiben förmiges Element, ein so genannter Crepe, hergestellt, das als zusätzliches Klebeele ment und/oder zur Weichgewebeunterfütterung verwendbar ist. Following this, the first fibrin-rich blood plasma fraction 4 forms a matrix within 3 to 10 minutes and solidifies into a cake-like element. This cake-shaped element is pressed into a membrane in process step M, whereby the fibrin concentration is increased and unnecessary liquid is removed from the fibrin. A flat membrane is usually formed in the form of a disc-shaped element, the diameter of which depends on the diameter of the bottom of the glass bowl in which the first fibrin-rich blood plasma fraction is stored and on the amount of platelet-rich blood plasma obtained. Furthermore, the thickness of the disc-shaped element is adjusted by suitable adjustment and/or variation of the pressure exerted on the element and the duration of the pressing process. According to the embodiment described here, a 1 to 2 mm thick disk-shaped element, a so-called crepe, is produced, which element can be used as an additional adhesive element and/or for soft-tissue lining.
Es ist möglich, das scheibenförmige Element bedarfsgerecht einmal oder mehrfach zu falten und/oder zu pressen, um etwa Gewebeklötze zur Weichgewebeunterfütterung oder zum Auffüllen von Weichgewebedefekten herzustellen. Auf diese Weise ist es so gar möglich, sogenannte Punches zum Verschluss von Alveolen bei der Sofortimplan tation von Zahnimplantaten herzustellen. It is possible to fold and/or press the disc-shaped element once or several times as required, in order to produce tissue blocks for relining soft tissue or for filling soft tissue defects. In this way, it is even possible to produce so-called punches to close alveoli when dental implants are placed immediately.
In Fig. 3 ist eine weitere geeignete spezielle Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Wesentlich an dieser Ausführungsform ist, dass das plättchen- reiche Blutplasma bereits im Probenröhrchen 3, das auch als Zentrifugenröhrchen be zeichnet wird, da es zur Zentrifugation der Blutprobe 2 verwendet wird, wie in Fig. 3 A gezeigt, durch ein Trenngel separiert wird. Während der Zentrifugation befindet sich das Trenngel innerhalb des Buffy-Coats und bildet so eine stabile physikalische Barri ere, die die Thrombozyten und das Blutpasma im oberen Teil des Röhrchens 3 isoliert, während nahezu alle Erythrozyten und ein Großteil der neutrophilen Granulozyten im unteren Teil gebunden werden. Die Gerinnung wird in diesem Fall durch die Zugabe von Natriumcitrat gestoppt, wobei das Natriumzitrat bevorzugt für etwa 9 min mit der Probe in Kontakt gebracht wird. 3 shows a further suitable special development of the method according to the invention. What is essential about this embodiment is that the platelet Rich blood plasma already in the sample tube 3, which is also called a centrifuge tube, since it is used to centrifuge the blood sample 2, as shown in FIG. 3A, is separated by a separating gel. During centrifugation, the separating gel resides within the buffy coat, forming a stable physical barrier that isolates platelets and blood plasma in the upper part of tube 3, while nearly all erythrocytes and most of the neutrophils are bound in the lower part . In this case, coagulation is stopped by adding sodium citrate, with the sodium citrate preferably being brought into contact with the sample for about 9 minutes.
In dem in Fig. 3 B gezeigten Schritt wird eine Spritze 10, die ein Volumen von 5 ml auf weist, zunächst mit 0,5 ml Calciumgluconat aufgezogen und daraufhin, wie in Fig. 3 C gezeigt, das restliche Spritzenvolumen mit plättchenreichem Blutplasma aus der zentri fugierten Probe 2 aufgefüllt. In the step shown in FIG. 3B, a syringe 10, which has a volume of 5 ml, is first raised with 0.5 ml of calcium gluconate and then, as shown in FIG. 3C, the remaining syringe volume is filled with platelet-rich blood plasma from the centrifuged sample 2 filled up.
In dem Schritt gemäß Fig. 3D wird allogenes, xenogenes und/oder synthetisches Kno chenersatzmaterial 8 mit etwa 1 ml der Mischung, die Calciumgluconat sowie plätt chenreiches Blutplasma aufweist, gemischt und diese Mischung schließlich, wie in Fig. mit autologem Knochenmaterial 7 vermengt. Bereits nach etwa 2 min bildet sich eine vergleichsweise feste Struktur aus, wie sie in Fig. 3 E dargestellt ist, die später das Augmentat 1 bildet. In the step according to FIG. 3D, allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone replacement material 8 is mixed with about 1 ml of the mixture containing calcium gluconate and platelet-rich blood plasma, and this mixture is finally mixed with autologous bone material 7, as shown in FIG. After about 2 minutes, a comparatively solid structure forms, as shown in FIG. 3E, which later forms the augmentation 1 .
Nunmehr wird, wie in Fig. 3 F gezeigt, der restliche Teil der Mischung, die Calciumglu conat sowie plättchenreiches Blutplasma aufweist, aus der Spritze in eine Schale ge geben und die zuvor erzeugte Struktur für etwa 30 s in den restlichen Teil der Mi schung getaucht und auf diese Weise aktiviert, wie es in Fig. 3 G dargestellt ist. Nach weiteren 3 bis 5 min wird, wie in Fig. 3 H zu sehen ist, das in der Schale befindliche plättchenreiche Blutplasma bedarfsgerecht gepresst und so die in Fig. 3 I dargestellt Membran erzeugt. Now, as shown in FIG. 3F, the remaining part of the mixture, which contains calcium gluconate and platelet-rich blood plasma, is transferred from the syringe into a bowl and the previously created structure is immersed in the remaining part of the mixture for about 30 s and thus activated as shown in Figure 3G. After a further 3 to 5 minutes, as can be seen in FIG. 3H, the platelet-rich blood plasma in the dish is pressed as required and the membrane shown in FIG. 3I is thus produced.
Der Vorteil des in Fig. 3 gezeigten Verfahrens besteht vor allem darin, dass vergleichs weise hochwertiges plättchenreiches Blutplasma (PRP) zum Einsatz kommt, da sich durch die Verwendung eines Trenngels die Anzahl an Thrombozyten verhältnismäßig genau einstellen lässt. Darüber hinaus hat das Verfahren in Bezug auf die erforderli chen Arbeitsschritte Vorteile, da das sonst übliche Pipettieren vollständig entfällt. Da das dem Patienten entnommene Blut zunächst antikoaguliert, wird dies, wie in Fig. 3 B gezeigt, mit Calciumgluconat wieder aktiviert. Bezugszeichenliste The main advantage of the method shown in FIG. 3 is that comparatively high-quality platelet-rich blood plasma (PRP) is used, since the use of a separating gel allows the number of thrombocytes to be adjusted relatively precisely. In addition, the process has advantages with regard to the required work steps, as the usual pipetting is no longer necessary. Since the blood taken from the patient is initially anticoagulated, this is reactivated with calcium gluconate, as shown in FIG. 3B. Reference List
1. Augmentat 1. Augmentation
2. Blutprobe 2. Blood test
3. Blutentnahmeröhrchen 3. Blood Collection Tube
4. Erste fibrinreiche Blutplasmafraktion 4. First fibrin-rich blood plasma fraction
5. Zweite thrombozytenreiche Blutplasmafraktion5. Second platelet-rich blood plasma fraction
6. Glasschälchen 6. Glass bowl
7. Autologes Knochenmaterial 7. Autologous bone material
8. Knochenersatzmaterial 8. Bone Substitute Material
9. Metallschale 9. Metal shell
10. Spritze 10. Syringe

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Verfahren zur Herstellung eines ein Kompositmaterial aufweisenden Augmentats (1) zur Rekonstruktion und Regeneration wenigstens teilweise verlorengegange ner Knochensubstanz, zum Auffüllen von Knochendefekten und/oder zur Opti mierung eines knöchernen Zahnimplantatlagers eines Patienten mit den Schrit ten: 1. A method for producing an augmentation (1) having a composite material for the reconstruction and regeneration of at least partially lost bone substance, for filling bone defects and/or for optimizing a bony tooth implant bed of a patient with the steps:
Mischen einer dem Patienten entnommenen Probe (2) von autologem peri pher venösem Blut und Zugabe von Natriumzitrat zur reversiblen Stoppung der Blutgerinnung, Mixing a sample (2) of autologous peripheral venous blood taken from the patient and adding sodium citrate to reversibly stop blood coagulation,
Herstellen von Blutplasma durch Zentrifugieren und Gewinnung zumindest einer ersten leichten, fibrinreichen und wenigstens einer zweiten thrombozy tenreiche Blutplasmafraktion (4, 5) aus dem Blutplasma, gekennzeichnet, durch die Schritte Preparation of blood plasma by centrifuging and obtaining at least a first light, fibrin-rich and at least a second platelet-rich blood plasma fraction (4, 5) from the blood plasma, characterized by the steps
Beimengen von Kalziumchlorid zur ersten Blutplasmafraktion (4) getrennte Bereitstellung von autologem Knochenmaterial (7) sowie alloge- nem, xenogenem und/oder synthetischem Knochenersatzmaterial (8) in ei nem Gefäß, adding calcium chloride to the first blood plasma fraction (4) separate provision of autologous bone material (7) and allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone replacement material (8) in a vessel,
Herstellen und Aktivieren einer Mischung durch Beimengen von Kalzium, ins besondere Kalziumchlorid, zur zweiten Blutplasmafraktion (5) Preparation and activation of a mixture by adding calcium, especially calcium chloride, to the second blood plasma fraction (5)
Tränken des Knochenersatzmaterials (8) mit der Mischung, Soaking the bone replacement material (8) with the mixture,
Herstellen eines Gemenges durch Vermengen des mit der Mischung getränk ten Knochenersatzmaterials (8) mit dem autologen Knochenmaterial (7) und Formen des Augmentats (1) aus dem Gemenge. Producing a mixture by mixing the bone replacement material (8) soaked with the mixture with the autologous bone material (7) and forming the augmentate (1) from the mixture.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dem im Gefäß bereitgestellten autologen Kno chenmaterial (7) ein Antibiotikum, insbesondere Clindamycin oder Doxycyclin zu gegeben wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that an antibiotic, in particular clindamycin or doxycycline, is added to the autologous bone material (7) provided in the vessel.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass porcines, bovines, allogenes, xenogenes und/oder synthetisches Knochenersatzmaterial (8) mit einer Körnung von 0,25 bis 1 mm bereitgestellt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that porcine, bovine, allogeneic, xenogeneic and/or synthetic bone substitute material (8) with a grain size of 0.25 to 1 mm is provided.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Vermengen der Mischung mit dem autolo gen Knochenmaterial (7) ein Gemenge, das einen Anteil von 25-75Vol% von au- tologem Knochenersatz 17) aufweist, hergestellt wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a mixture containing 25-75% by volume of autologous bone substitute 17) is produced by mixing the mixture with the autologous bone material (7).
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Natriumzitrat gemischten Blutprobe (2) ho rizontal mit einer Drehgeschwindigkeit von 1250 bis 2400 rpm, insbesondere von 1900 RPM, zentrifugiert wird. 5. The method as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the blood sample (2) mixed with sodium citrate is centrifuged horizontally at a rotational speed of 1250 to 2400 rpm, in particular 1900 rpm.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass xenogenes Knochenersatzmaterial (8) aus porci- nem oder bovinem Knochen bereitgestellt wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that xenogeneic bone replacement material (8) made of porcine or bovine bone is provided.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung nicht länger als 30s mit dem autolo gen Knochenmaterial (7) vermengt wird. 7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mixture is mixed with the autologous bone material (7) for no longer than 30 seconds.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Augmentat (1) wenigstens zeitweise durch manuelles Verformen und/oder durch Verformen mittels einer Negativform ge formt wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the augmentation (1) is formed at least temporarily by manual deformation and/or by deformation using a negative mold.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemenge für 15 bis 60s zu dem Augmentat (1) geformt wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mixture for 15 to 60 s is formed into the augmentation (1).
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Augmentat (1) wenigstens teilweise geformt, komprimiert, geschnitten und/oder gewalzt wird. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the augmentation (1) is at least partially shaped, compressed, cut and/or rolled.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Augmentat (1) wenigstens zeitweise mit der mit Kalziumchlorid gemischten zweiten Plasmafraktion in Kontakt gebracht wird. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the augmentation material (1) is at least temporarily brought into contact with the second plasma fraction mixed with calcium chloride.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Augmentat (1) und/oder Flüssigkeit aus dem Augmentat (1) zur Beschleunigung und Verbesserung der Gerinnung und/oder Vernetzung wenigstens zeitweise mit der mit Kalziumchlorid gemischten ersten fibrinreichen Blutplasmafraktion (4) in Kontakt gebracht wird. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the augmentation (1) and / or liquid from the augmentation (1) to accelerate and improve coagulation and / or crosslinking is at least temporarily brought into contact with the first fibrin-rich blood plasma fraction (4) mixed with calcium chloride.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der mit Kalziumchlorid ge mischten ersten fibrinreichen Blutplasmafraktion (4) zu einer Membran gepresst wird. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least part of the first fibrin-rich blood plasma fraction (4) mixed with calcium chloride is pressed to form a membrane.
14. Verfahren nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass eine Membran mit einer Dicke von 1 bis 2 mm er zeugt wird. 14. The method as claimed in claim 13, characterized in that a membrane with a thickness of 1 to 2 mm is produced.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der mit Kalziumchlorid ge mischten ersten fibrinreichen Blutplasmafraktion (4) zu einem Volumen- und/oder Weichgewebetransplantat geformt, gefaltet und/oder gepresst wird. 15. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least part of the first fibrin-rich blood plasma fraction (4) mixed with calcium chloride is formed, folded and/or pressed into a volume and/or soft tissue transplant.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Augmentat (1) mit einer resorbierbaren xeno- genen, allogenen oder synthetischen Kollagenmembran abgedeckt wird. 16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the augmentation (1) is covered with an absorbable xenogenetic, allogeneic or synthetic collagen membrane.
17. Verfaren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Augmentat (1) wenigstens bereichsweise mit einer Kollagenmembran, insbesondere mit einer Perikardmembran von einem Schwein, abgedeckt wird (doppelt zu 16?) 17. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the augmentation (1) is covered at least in regions with a collagen membrane, in particular with a pericardial membrane from a pig (double to 16?)
18. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Augmentat (1) zumindest bereichsweise mit der aus der mit Kalziumchlorid gemischten ersten fibrinreichen Blutplasmafrak tion (4) hergestellten Membran abgedeckt wird. 18. The method according to claim 13, characterized in that the augmentation (1) is covered at least in regions with the membrane produced from the first fibrin-rich blood plasma fraction (4) mixed with calcium chloride.
19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollagenmembran zumindest zeitweise mit der mit Kalziumchlorid gemischten ersten fibrinreichen Blutplasmafraktion (4) in Kontakt gebracht wird. 19. The method according to claim 16, characterized in that the collagen membrane is at least temporarily brought into contact with the first fibrin-rich blood plasma fraction (4) mixed with calcium chloride.
20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste fibrinreiche Blutplasmafraktion (5) we nigstens teilweise derart mit zumindest einem Teil des autologen Knochenmateri als (7) in Kontakt gebracht wird, dass wenigstens zeitweise eine thrombozytäre zelluläre Hämostase initiiert wird. 20. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first fibrin-rich blood plasma fraction (5) is at least partially brought into contact with at least part of the autologous bone material (7) in such a way that platelet cellular hemostasis is initiated at least temporarily.
21. Knochenersatzstück mit einem Augmentat (1) hergestellt mit einem Verfahren gemäß wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche. 21. Bone replacement piece with an augmentation (1) produced using a method according to at least one of the preceding claims.
22. Knochenersatzstück nach Anspruch 19 zum Ersatz wenigstens teilweise verlo rengegangener Kieferknochensubstanz eines Patienten. 22. Bone replacement piece according to claim 19 for replacing at least partially lost jaw bone substance of a patient.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6569204B1 (en) * 1999-01-26 2003-05-27 Eduardo Anitua Aldecoa Bone tissue regenerating composition

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