DE102005018644A1 - Implant for treatment of defects in long bone, comprises layers of flat, bioresorbable material, adapted to the shape of the defect, having porosity that allows entry of cells and blood vessels - Google Patents
Implant for treatment of defects in long bone, comprises layers of flat, bioresorbable material, adapted to the shape of the defect, having porosity that allows entry of cells and blood vessels Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005018644A1 DE102005018644A1 DE102005018644A DE102005018644A DE102005018644A1 DE 102005018644 A1 DE102005018644 A1 DE 102005018644A1 DE 102005018644 A DE102005018644 A DE 102005018644A DE 102005018644 A DE102005018644 A DE 102005018644A DE 102005018644 A1 DE102005018644 A1 DE 102005018644A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sheet
- fabrics
- implant according
- implant
- cells
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/28—Bones
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
- A61L27/38—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells
- A61L27/3839—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix containing added animal cells characterised by the site of application in the body
- A61L27/3843—Connective tissue
- A61L27/3847—Bones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
- A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
- A61B17/60—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like for external osteosynthesis, e.g. distractors, contractors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
- A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
- A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
- A61B17/72—Intramedullary pins, nails or other devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
- A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
- A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
- A61B17/84—Fasteners therefor or fasteners being internal fixation devices
- A61B17/86—Pins or screws or threaded wires; nuts therefor
- A61B17/8625—Shanks, i.e. parts contacting bone tissue
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/28—Bones
- A61F2002/2825—Femur
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30003—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis
- A61F2002/30004—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis the prosthesis being made from materials having different values of a given property at different locations within the same prosthesis
- A61F2002/30006—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis the prosthesis being made from materials having different values of a given property at different locations within the same prosthesis differing in density or specific weight
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30003—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis
- A61F2002/30004—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis the prosthesis being made from materials having different values of a given property at different locations within the same prosthesis
- A61F2002/30011—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis the prosthesis being made from materials having different values of a given property at different locations within the same prosthesis differing in porosity
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30003—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis
- A61F2002/3006—Properties of materials and coating materials
- A61F2002/30062—(bio)absorbable, biodegradable, bioerodable, (bio)resorbable, resorptive
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30108—Shapes
- A61F2002/30199—Three-dimensional shapes
- A61F2002/30291—Three-dimensional shapes spirally-coiled, i.e. having a 2D spiral cross-section
- A61F2002/30293—Cylindrical body made by spirally rolling up a sheet or a strip around itself
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30535—Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30594—Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for slotted, e.g. radial or meridian slot ending in a polar aperture, non-polar slots, horizontal or arcuate slots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/3094—Designing or manufacturing processes
- A61F2002/30971—Laminates, i.e. layered products
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2210/00—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
- A61F2210/0004—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof bioabsorbable
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2230/00—Geometry of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
- A61F2230/0063—Three-dimensional shapes
- A61F2230/0091—Three-dimensional shapes helically-coiled or spirally-coiled, i.e. having a 2-D spiral cross-section
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2250/00—Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
- A61F2250/0014—Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof having different values of a given property or geometrical feature, e.g. mechanical property or material property, at different locations within the same prosthesis
- A61F2250/0015—Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof having different values of a given property or geometrical feature, e.g. mechanical property or material property, at different locations within the same prosthesis differing in density or specific weight
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2250/00—Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
- A61F2250/0014—Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof having different values of a given property or geometrical feature, e.g. mechanical property or material property, at different locations within the same prosthesis
- A61F2250/0023—Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof having different values of a given property or geometrical feature, e.g. mechanical property or material property, at different locations within the same prosthesis differing in porosity
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
- A61F2310/00389—The prosthesis being coated or covered with a particular material
- A61F2310/00976—Coating or prosthesis-covering structure made of proteins or of polypeptides, e.g. of bone morphogenic proteins BMP or of transforming growth factors TGF
- A61F2310/00982—Coating made of collagen
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2430/00—Materials or treatment for tissue regeneration
- A61L2430/02—Materials or treatment for tissue regeneration for reconstruction of bones; weight-bearing implants
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Implantat, dafür bestimmte Flächengebilde zur Behandlung von Röhrenknochendefekten, insbesondere segmentalen Röhrenknochendefekten sowie ein Verfahren zur Herstellung des Implantats.The The invention relates to an implant, for certain fabrics for the treatment of tubular bone defects, in particular segmental long bone defects and a method of making the implant.
Der Verlust eines Segmentes von Knochenmasse muss im Röhrenknochen so behandelt werden, dass über eine Kompartimentierung die Knochenneubildung gefördert und zugleich ein Einwachsen von unspezifischem Bindegewebe in den Defekt möglichst verhindert wird. Weiter ist zur Aufrechterhaltung der mechanischen Funktion eine Fixierung erforderlich. Diese kann sowohl im Körperinnern als auch außerhalb zu liegen kommen.Of the Loss of a segment of bone mass must be in the long bones be treated that over a compartmentalization promoted the bone regeneration and at the same time an ingrowth of non-specific connective tissue in the defect as possible is prevented. Next is to maintain the mechanical Function requires a fixation. This can be both inside the body as well as outside to come to rest.
Die Trennung zwischen dem besagten Defektraum und dem Umgebungsgewebe kann durch eine teilpermeable resorbierbare Polymermembran erfolgen (Gerber A, Gogolewski S; Injury 33 (2002), S-B43-57). Durch die Anwendung von periostal flaps kann das gleiche Ziel erreicht werden. In beiden Fällen wird die Knochenneubildung durch autologe Spongiosa, die in das geschaffene Kompartiment eingebracht wird, unterstützt. Dabei ist man allerdings auf kleine Defektbereiche beschränkt, da körpereigenes Material zur Defektfüllung nur eingeschränkt verfügbar ist. Speziell nach Tumorresektionen sind diese Methoden daher suboptimal. Zur mechanischen Stabilisierung des Defektes wird ein Marknagel in die Markräume eingesetzt und fixiert.The Separation between the said defect space and the surrounding tissue can be done by a partially permeable resorbable polymer membrane (Gerber A, Gogolewski S, Injury 33 (2002), S-B43-57). By the Application of periostal flaps can achieve the same goal. In both cases is the new bone formation by autologous cancellous bone, which in the introduced compartment is supported. there However, one is limited to small defect areas, since endogenous Material for defect filling only limited available is. Especially after tumor resections, these methods are therefore suboptimal. For the mechanical stabilization of the defect becomes an intramedullary nail into the medullary spaces used and fixed.
Eine weitere Möglichkeit um dem neu zu bildenden Knochengewebe Raum zu erhalten, ist der Einsatz von teil-porösen Hohlzylindern aus resorbierbaren Polymeren. Getränkt mit einer Suspension aus Knochenmarkaspirat, Blut und anderen Körperfluiden werden diese koaxial um den zentralen Marknagel positioniert. Dies wurde von Davydov, Belykh, Shaposhnikov et. al. vorgeschlagen (WO 90/11726). Die geringe Porosität in Verbindung mit den Dimensionen des Implantates führt zu einer Behinderung des Stofftransportes. Damit einher geht die Problematik der Versorgung von lebendem Material im Inneren des Implantates. Der hohe Volumenanteil an Polymer kann während seines Abbaus zu einer starken Ansäuerung des Umgebungsgewebes führen, wodurch die Osteogenese unterdrückt oder verhindert werden kann.A another possibility To get the new bone tissue to make room, is the use of partially porous Hollow cylinders made of resorbable polymers. Soaked in a suspension of bone marrow aspirate, Blood and other body fluids These are coaxially positioned around the central intramedullary nail. This was by Davydov, Belykh, Shaposhnikov et. al. proposed (WO 90/11726). The low porosity in conjunction with the dimensions of the implant leads to a Obstruction of mass transport. This is accompanied by the problem of Supply of living material inside the implant. Of the high volume fraction of polymer can during its degradation to a strong acidification of surrounding tissue, thereby suppressing osteogenesis or can be prevented.
Aber auch polymere Materialien, die keiner Resorption unterliegen, werden als zeitweiliger Platzhalter eingesetzt wie z.B. PMMA (Romana MC, Masquelet AC; Plast. Reconstr. Surg. 85 (1990), 587-592). Trotz ihrer guten biologischen Verträglichkeit und mechanischen Eigenschaften, die dem Einsatz entsprechen können, überwiegt dabei der Nachteil der fehlenden Gewebefunktionen.But also polymeric materials that are not subject to absorption, are used as a temporary placeholder such as e.g. PMMA (Romana MC, Masquelet AC; Plast. Reconstr. Surg. 85 (1990), 587-592). In spite of their good biocompatibility and mechanical properties that may correspond to the use outweighs while the disadvantage of missing tissue functions.
Aus
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Implantat sowie dafür bestimmte Flächengebilde zur Behandlung von Röhrenknochendefekten zu schaffen. Dabei sollen Implantat und Flächengebilde die Bildung und das Einwachsen von Knochen-, Binde- und Versorgungsgewebe fördern und steuern.task The invention is an implant as well as specific fabrics for the treatment of tubular bone defects to accomplish. In this case, the implant and the tissue formation and the Promote ingrowth of bone, connective and supply tissues and Taxes.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch ein Implantat gelöst, das mindestens zwei Lagen von Flächengebilden aus bioresorbierbaren Materialien enthält, wobei die Flächengebilde und die Lagen der Flächengebilde an die Geometrie des Röhrenknochendefektes angepasst sind und die Lagen aus Stapeln und/oder Rollen und/oder Wickeln und/oder Faltungen der Flächengebilde bestehen. Dabei weisen die Flächengebilde und/oder Lagen miteinander und nach Außen verbundene Hohlräume und eine interkonnektierte Porosität auf, die das Einwandern von Zellen sowie Einwachsen von Blutgefäßen erlauben.According to the invention Task thereby solved an implant, the at least two layers of fabrics contains bioabsorbable materials, wherein the fabrics and the layers of the sheets to the geometry of the long bone defect are adapted and the layers of stacks and / or rolls and / or Winding and / or folding of the fabrics exist. there assign the fabrics and / or layers with each other and externally connected cavities and an interconnected porosity on, which allow the migration of cells and ingrowth of blood vessels.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Implantat aus mindestens zwei Lagen von teilweise oder ganz mit einer künstlichen extrazellulären Matrix beschichteten Flächengebilden.In According to an advantageous embodiment of the invention, the implant from at least two layers of partially or wholly with an artificial extracellular matrix coated fabrics.
Die für die erfindungsgemäßen Implantate bestimmten Flächengebilde bestehen aus bioresorbierbaren Materialien, sind an die Geometrie des Röhrenknochendefektes angepasst und weisen nach Innen und Außen reichende Hohlräume und eine interkonnektierte Porosität auf, die das Einwandern von Zellen sowie Einwachsen von Blutgefäßen erlaubt.The fabrics intended for the implants according to the invention consist of bioresorbable materials, are adapted to the geometry of the long bone defect and follow suit Inside and outside cavities and an interconnected porosity, which allows the ingress of cells and blood vessel ingrowth.
Die für die erfindungsgemäßen Implantate bestimmten Flächengebilde haben im unbelasteten Zustand eine Dicke von 0,05 – 5 mm. Die Flächengebilde verfügen über eine Porosität, die mindestens 60 % des Gesamtvolumens ausmacht. Diese Porosität ist interkonnektiert und macht dadurch das Porenvolumen im Inneren von der Oberfläche des Flächengebildes aus erschließbar. Mindestens 50 % der Porosität ist in Poren enthalten, die einen kleinsten Durchmesser von mehr als 40 μm haben. Dieses Volumen wird als Hauptporosität bezeichnet. Liegen mehrere Poren in der Hauptporosität aneinander, so ist der Durchmesser der Verbindungsöffnung nicht kleiner als 40 μm.The for the Determine implants according to the invention sheet have a thickness of 0.05 - 5 mm in the unloaded condition. The fabrics have one Porosity, which accounts for at least 60% of the total volume. This porosity is interconnected and thereby makes the pore volume in the interior of the surface of the sheet from accessible. At least 50% of the porosity is contained in pores that have a smallest diameter of more than 40 μm to have. This volume is called main porosity. Lying several pores in the main porosity to each other, the diameter of the connection opening is not less than 40 μm.
Die Struktur der erfindungsgemäßen Flächengebilde erlaubt es, stets so gestapelt oder gerollt zu werden, dass an den Kontaktflächen mindestens 60 % Übereinstimmung der beiden Strukturen vorhanden ist. Das bedeutet, dass mindestens 60 % der geöffneten Fläche ebenfalls auf Öffnungen des angrenzenden Bereiches zu liegen kommt.The Structure of the fabrics according to the invention allows it to always be stacked or rolled so that the contact surfaces at least 60% agreement the two structures is present. That means that at least 60% of the open area also on openings of the adjacent area comes to rest.
Die für die erfindungsgemäßen Implantate bestimmten Flächengebilde werden vorzugsweise zur Anpassung ihrer physikochemischen Oberflächeneigenschaften vor der Implantation modifiziert. Bevorzugt wird eine hydrophile Oberfläche durch nasschemische Verfahren erzeugt. Für den Fall, dass das Flächengebilde aus Polyestern besteht, wird eine hydrophile Oberfläche bevorzugt durch Behandlung mit Säuren, Basen oder Enzymen, wie z.B. Esterasen, erzeugt. Dadurch wird die Benetzbarkeit der Flächengebilde, vor allem solcher mit kleinen Nahtabständen und/oder kurzen Stichlängen bzw. – im Falle von Vliesen – engen Strukturweiten, mit wässrigen Medien für weitere Prozessschritte verbessert. Dies ist auch für den Fall der nachfolgenden Beschichtung mit Komponenten der extrazellulären Matrix von Vorteil.The for the Determine implants according to the invention sheet are preferably adapted to their physicochemical surface properties modified before implantation. Preference is given to a hydrophilic surface produced by wet chemical processes. In the event that the fabric is made of polyesters, a hydrophilic surface is preferred by treatment with acids, Bases or enzymes, e.g. Esterases generated. This will be the Wettability of the fabrics, especially those with small seam spacing and / or short stitch lengths or - in the case of Vlies - tight Structure-wide, with aqueous media for further Process steps improved. This is also true in the case of the following Coating with components of the extracellular matrix beneficial.
Die für die erfindungsgemäßen Implantate bestimmten Flächengebilde sind vorzugsweise auf einem Teil ihrer Oberfläche oder vollständig mit einer künstlichen extrazellulären Matrix beschichtet, welche die Besiedlung mit einer spezifischen Zellart fördert und/oder die Proliferation von Progenitorzellen und deren Differenzierung erlaubt.The for the Determine implants according to the invention sheet are preferably on a part of their surface or completely with an artificial one extracellular Matrix coated, which colonization with a specific Cell type promotes and / or the proliferation of progenitor cells and their differentiation allowed.
Darunter sind beispielsweise unterschiedliche Anteile der Beschichtung an der Oberfläche des Flächengebildes (vollständige Beschichtung oder teilweise Beschichtung), Unterschiede in der Zusammensetzung der künstlichen extrazellulären Matrix, in der Substrukturierung der extrazellulären Matrix und/oder im Ort der Beschichtung mit der künstlichen extrazellulären Matrix auf dem Flächengebilde zu verstehen.among them For example, different proportions of the coating on the surface of the fabric (full Coating or partial coating), differences in composition the artificial one extracellular Matrix, in the substructuring of the extracellular matrix and / or in place the coating with the artificial extracellular matrix on the sheet to understand.
Die Beschichtung des Flächengebildes erfolgt dabei ungeordnet oder geordnet, beispielsweise mittels ortsaufgelöster Mikrodosiersysteme. Ziel dieser Herangehensweise ist es, damit 3 dimensional ortsaufgelöst Prozesse der Adhäsion, Migration, Proliferation und Differenzierung unterschiedlicher Zelltypen gezielt zu steuern (Cell-Guidance).The Coating of the fabric takes place disorderly or ordered, for example by means of spatially resolved microdosing. The aim of this approach is to allow 3 dimensional spatially resolved processes the adhesion, Migration, proliferation and differentiation of different cell types targeted control (cell guidance).
Vorzugsweise wird die künstliche extrazelluläre Matrix durch gerichtete oder ungerichtete Gefriertrocknungsprozesse oder auch durch das teilweise Durchmischen der Lösung mit wässrigen Gelen aus Kohlenhydraten oder Glykosaminoglykanen substrukturiert. In beiden Fällen wird ermöglicht, dass die inneren Oberflächen des Flächengebildes (Maschen, Poren) weiter erschließbar bleiben. Dies ist vorteilhaft, um ein Einwachsen des Zellmaterials zu ermöglichen.Preferably becomes the artificial one extracellular Matrix by directional or non-directional freeze-drying processes or by partially mixing the solution with aqueous gels of carbohydrates or glycosaminoglycans. In both cases will allows that the inner surfaces of the fabric (Mesh, pores) remain accessible. This is advantageous to allow ingrowth of the cell material.
Die Zusammensetzung der künstlichen extrazellulären Matrix ist dabei abhängig von der gewünschten Gewebefunktion (z.B. Blutgefäßbildung, Knorpel, Knochen) aufgebaut.The Composition of the artificial extracellular Matrix is dependent from the desired Tissue function (e.g., blood vessel formation, cartilage, Bone).
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die künstliche extrazelluläre Matrix Strukturproteine, vorzugsweise xenogene Kollagene aller Typen, oder davon abgeleitete Polypeptide, die mit einer Flächendichte von 10 bis 100 μg/mm2 auf das Flächengebilde aufgebracht werden. Diese Strukturproteine begünstigen die gewebespezifische Adhäsion und Proliferation von humanen Zellen ex vivo und erlauben, begünstigen bzw. induzieren insbesondere die Differenzierung von humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSC) oder anderen Osteoprogenitorzellen.In a preferred embodiment, the artificial extracellular matrix contains structural proteins, preferably xenogenic collagens of all types, or polypeptides derived therefrom, which are applied to the sheet with a surface density of 10 to 100 μg / mm 2 . These structural proteins favor the tissue-specific adhesion and proliferation of human cells ex vivo and in particular allow, favor or induce the differentiation of human mesenchymal stem cells (hMSC) or other osteoprogenitor cells.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind Kollagene vom Typ I oder davon abgeleitete Polypeptiden der Hauptbestandteil der künstlichen extrazellulären Matrix. Eine derartige künstliche extrazelluläre Matrix fördert insbesondere die Ausbildung von Knochengewebe.In a particularly preferred embodiment are collagen type I or polypeptides derived therefrom Main component of the artificial extracellular Matrix. Such an artificial one extracellular Matrix promotes in particular the formation of bone tissue.
Für die Behandlung von Knorpeldefekten ist bevorzugt Kollagen II Hauptbestandteil der künstlichen extrazellulären Matrix.For the treatment of cartilage defects is preferred collagen II main component of artificial extracellular Matrix.
Im Gegensatz dazu ist für eine Vaskularisierung eine gefäßanaloge künstliche extrazelluläre Matrix erforderlich. Dafür werden insbesondere Strukturproteine der Gefäßauskleidung als Bestandteil der künstlichen extrazellulären Matrix eingesetzt, bevorzugt Fibrinogen. Diese künstliche extrazelluläre Matrix, die zur der Blutgefäßbildung dient, fördert insbesondere die Besiedlung mit humanen dermalen mikrovaskulären Endothelzellen (HDMEC), Endothelprogenitorzellen und/oder erlaubt die Proliferation von humanen mesenchymalen Stammzellen und deren Differenzierung entlang einer vaskulären Endothelzell-Linie.In contrast, vascularization requires a vascular-analogous artificial extracellular matrix. In particular, structural proteins of the vessel lining are used as part of the artificial extracellular matrix, preferably fibrinogen. This artificial extracellular matrix, which is used for blood vessel formation, promotes in particular the colonization with human dermal mi endothelial progenitor cells and / or proliferation of human mesenchymal stem cells and their differentiation along a vascular endothelial cell line.
Die künstliche extrazelluläre Matrix wird vorzugsweise weiter dazu herangezogen, um dort weitere Substanzen der natürlichen extrazellulären Matrix zu immobilisieren. Durch Adsorption oder Einbau optional gefolgt von kovalenter Vernetzung werden z.B. Glykosaminoglykane (Chondroitinsulfat, Heparansulfat), Glykoproteine, Proteoglykane oder oben genannte Strukturproteine einbezogen. Diese zusätzlichen Komponenten dienen gegebenenfalls der verbesserten Differenzierung des aufgebrachten Zellmaterials. Durch Wechselwirkung mit bestimmten Supplementen der Zellkultur oder nativen Serumbestandteilen wie z.B. Zytokinen oder Hormonen entfaltet die künstliche extrazelluläre Matrix hier eine ko-stimulatorische Wirkung, die in einer vollständigeren oder beschleunigten Differenzierung resultiert. Dieses Vorgehen eröffnet z.B. die Möglichkeit, innerhalb mehrerer Flächenelemente unterschiedliche Differenzierungszustände des Zellmaterials zu generieren.The artificial extracellular Matrix is preferably further used to further there Substances of the natural extracellular Immobilize matrix. By adsorption or installation optional followed by covalent crosslinking, e.g. glycosaminoglycans (Chondroitin sulfate, heparan sulfate), glycoproteins, proteoglycans or structural proteins mentioned above. This extra Optionally, components serve for improved differentiation of the applied cell material. By interacting with certain Supplements of cell culture or native serum components such as e.g. Cytokines or hormones unfold the artificial extracellular matrix here a co-stimulatory effect, in a more complete or accelerated differentiation results. This procedure open e.g. the possibility, within several surface elements to generate different differentiation states of the cell material.
Die
Flächengebilde
werden vorzugsweise zu einer dreidimensionales Struktur gestapelt
oder gewickelt. Die Zuordnung der Lagen und gegebenenfalls ihre
Stabilisierung können
durch die Fixierung an einem Marknagel, einem anderen Fixateur (
Als Ausgangsmaterial für die Flächengebilde dienen vorzugsweise textile Flächengebilde aus bioresorbierbaren Materialien, beispielsweise Poly(3-hydroxybutyrat) (P3HB) oder Poly-L-Milchsäure(50mol%)-Glykolsäure(mol50%) (PLGA).When Starting material for serve the fabrics preferably textile fabrics bioabsorbable materials, such as poly (3-hydroxybutyrate) (P3HB) or poly-L-lactic acid (50mol%) - glycolic acid (mol50%) (PLGA).
Sie können durch Sticken mit resorbierbaren multi- oder monofilen Fäden auf entfernbare Trägervliese, vorzugsweise aus wasserlöslichem, nicht toxischem Polyvinylalkohol (PVA), erzeugt werden. Ebenso können andere textiltechnische Prozesse genutzt werden, um die Vorstufen der Flächengebilde zu erzeugen. Dabei werden vorteilhaft mehrere Materialien kombiniert. Auf diese Weise können ortsabhängig unterschiedliche Materialeigenschaften eingestellt werden. So wird beispielsweise eine lokale Kontrolle der Degradationsgeschwindigkeit erreicht. Indem zwei Materialien mit unterschiedlichem Degradationsverlauf in einem Flächengebilde kombiniert werden, ist es möglich eine Kompartimentierung im Randbereich zu erhalten und dennoch im Inneren in vorbedachter Weise durch schnellere Bioresorption Raum zu schaffen für natives de novo Gewebe.she can by embroidering with resorbable multi- or monofilament threads removable carrier fleece, preferably from water-soluble, non-toxic polyvinyl alcohol (PVA). Likewise, others can textile processes are used to the precursors of the fabrics to create. In this case, advantageously several materials are combined. That way you can location-dependent different material properties are set. So will for example, a local control of the degradation rate reached. By using two materials with different degradation characteristics in a plane it is possible to obtain a compartmentalization in the edge area and still in the Interior in a thoughtful way due to faster bioresorption space to create for native de novo tissue.
Es können auch filzartige nicht-gewebte Stoffe oder poröse Platten, die über Prozessschritte wie beispielsweise Schäumen, Pressen von Granulaten oder Fasern gefolgt vom Auslaugen einer löslichen Zweitphase erzeugt werden, verwendet werden.It can also felt-like non-woven fabrics or porous sheets, which are about process steps like for example foaming, Pressing of granules or fibers followed by leaching of a soluble Second phase to be generated.
Der Aufbau des dreidimensionalen Implantats aus mehreren Lagen von zweidimensionalen Flächengebilden erlaubt vorteilhaft die einfache patientenspezifische Anpassung an die vorliegende Defektgröße durch die Kombination einer geeigneten Anzahl von Lagen der verwendeten Flächengebilde bei gegebener Dicke der Flächengebilde.Of the Structure of the three-dimensional implant of several layers of two-dimensional fabrics advantageously allows easy patient-specific adaptation to the present defect size the combination of a suitable number of layers of the used At given thickness of the fabrics.
Erfindungsgemäß wird ein Implantat zur Behandlung von Röhrenknochendefekten aus mindestens zwei Lagen von Flächengebilden aus bioresorbierbaren Materialien und mit nach Innen und Außen reichenden Hohlräumen und einer interkonnektierten Porosität hergestellt, wobei die Geometrie des Röhrenknochendefektes bestimmt und in zweidimensionale Strukturmuster für die Flächengebilde übertragen wird, wobei die Flächengebilde anhand dieser Strukturdaten gefertigt werden und vor der Implantation gemäß der Defektgeometrie zusammengeführt und in den Defektraum implantiert werden.According to the invention is a Implant for the treatment of tubular bone defects from at least two layers of fabrics made of bioabsorbable materials and with inward and outward reaching cavities and an interconnected porosity, wherein the geometry of the long bone defect determined and transferred into two-dimensional structural patterns for the fabrics becomes, whereby the fabrics based on this structural data and before implantation according to the defect geometry merged and implanted in the defect space.
Die Geometrie der einzelnen Flächengebilde wird bevorzugt aus dreidimensionalen Daten der Computertomographie ermittelt. Dabei werden Patientendaten des Defektvolumens durch Anwendung gängiger Methoden zur Erzeugung von Schnittdarstellungen aus Daten der Computertomografie in zweidimensionale Strukturmuster übertragen.The Geometry of each sheet is preferably determined from three-dimensional data from computed tomography. In the process, patient data of the defect volume are obtained by using common methods for producing sectional representations from computer tomography data transferred into two-dimensional structure pattern.
Die Defektgeometrie wird in zweidimensionale Strukturmuster für die Flächengebilde übertragen. Im einfachsten Fall kann dabei auf einfache vorkonfektionierte Standardgeometrien (Ronden, Ellipsen, ...) zurückgegriffen werden. Sind 3D-Daten vorhanden kann über ein CAD-Interface die Formgebung und die Strukturierung der Flächengebilde durch beispielsweise Schnittprozesse oder Textilprozesse erfolgen. So können neben einer spezifischen Geometrie auch Gradienten in der Materialflächendichte erzeugt werden, die Kongruenz zum Gewebe aufweisen. Oder die Materialzusammensetzung wird ortsaufgelöst variiert, um beispielsweise unterschiedliche Degradationszeiten aneinander liegender Bereiche zu einzustellen.The Defect geometry is translated into two-dimensional structural patterns for the sheets. In the simplest case, it can be based on simple pre-assembled standard geometries (Discs, ellipses, ...) used become. If 3D data is available, the shaping can take place via a CAD interface and the structuring of the fabrics by For example, cutting processes or textile processes take place. So can in addition to a specific geometry, also gradients in the material surface density are generated, which have congruence with the tissue. Or the material composition is spatially resolved varies, for example, different degradation times adjoin adjacent areas.
Die so gefertigten Flächengebilde können physikochemisch oberflächenmodifiziert werden. Vorzugsweise wird die Oberfläche hydrophiliert. Dieser Schritt dient einer verbesserten Biofunktionalisierbarkeit und einer Optimierung der Oberfläche für den direkten Zell- und Gewebekontakt. Die physikochemische Modifikation kann ortsaufgelöst oder ganzflächig erfolgen, indem Säuren, Basen oder geeignete Enzyme aufgebracht werden.The fabric so produced can be physicochemical surface modified become. Preferably, the surface is hydrophilized. This step serves for improved biofunctionalization and optimization the surface for the direct cell and tissue contact. The physicochemical modification can be spatially resolved or over the entire surface done by acids, Bases or suitable enzymes are applied.
Nun kann die Aufbringung einer künstlichen extrazellulären Matrix folgen. Sie dient der Cell Guidance (Steuerung von Adhäsion, Proliferation, Differenzierung, ...) und kann aus beliebig vielen Komponenten bestehen. Die Konzentration und die Zusammensetzung der Matrix können eine Funktion des Ortes sein.Now may be the application of an artificial extracellular matrix consequences. It is used for cell guidance (control of adhesion, proliferation, differentiation, ...) and can consist of any number of components. The concentration and the composition of the matrix can be a function of the place be.
Die funktionalisierten Flächengebilde werden mit Zellen besiedelt, die Idealerweise patienteneigen sind und die Wiederherstellung der Gewebefunktion im Defekt erleichtern oder sichern. Die Zellbesiedlung der Oberflächen erfolgt aus Suspension und führt zu einer homogenen Zellbedeckung an den beiden Oberflächen des Flächengebildes. In vitro können diese Flächengebilde sehr gut kultiviertwerden. Die Erreichbarkeit der Zellen mit Nährstoffen und Supplementen ist ausgezeichnet, da keine Wege ins Volumen zurückgelegt werden müssen (Strömung statt Diffusion). So kann je nach Situation einfach zunächst die Proliferationsrate verbessert werden und eine anschließende Gabe von entsprechenden Wirkstoffen zu einer – zumindest einsetzenden – Differenzierung führen.The functionalized fabrics are colonized with cells that are ideally patient-like and facilitate the restoration of tissue function in defect or secure. The cell colonization of the surfaces takes place from suspension and leads to a homogeneous cell covering on the two surfaces of the Sheet. In vitro can these fabrics be cultivated very well. The accessibility of the cells with nutrients and Supplements are excellent as there are no paths in volume Need to become (Flow instead of diffusion). So, depending on the situation, first of all Proliferation rate can be improved and a subsequent dose of corresponding active ingredients to a - at least onset - differentiation to lead.
Vor der Implantation werden die Flächengebilde gemäß der zuvor ermittelten Defektgeometrie zusammengeführt. Es entsteht durch Stapel oder Rollen ein räumlich strukturiertes Volumen. Durch das Verfahren werden die lokalen Eigenschaften des Trägermaterials (Flächengebilde), die lokale Matrixzusammensetzung (Funktionalisierung) und das lokale Vorhandensein bestimmter Zelltypen (Besiedlung) kontrollierbar.In front The implants become the tissues according to the above determined defect geometry merged. It is created by stacks or roles one spatially structured volume. By the procedure become the local characteristics of the carrier material (Sheet), the local matrix composition (functionalization) and the local Presence of certain cell types (colonization) controllable.
Mit einer Fixierung wird dieses Konstrukt in den Defektraum implantiert.With a fixation, this construct is implanted in the defect space.
Alternativ kann die Formgebung auch durch das Ausschneiden oder Stanzen von Bereichen aus filzartigen nicht-gewebten Stoffen oder porösen Platten entsprechender Dicke mittels Laser, Wasserstrahl oder Stanzformen erfolgen.alternative The shaping can also be done by cutting or punching Areas of felt-like non-woven fabrics or porous panels corresponding thickness by laser, water jet or punching respectively.
In beiden Fällen kann ein definierter ortsaufgelöster Gradient der Materialflächendichte eingestellt werden, beispielsweise im Fall der textilen Flächengebilde durch radial verlaufende Nahtlinien im Winkelabstand von 10° und parallel zur Außenkontur geführte Nähte, die einen linearen Porositätsgradienten von 90 % (Außenbereich) zu 65% (Innenbereich) erzeugen. Diese Herangehensweise zielt auf drei Aspekte: Eine Kompartimentierung zu erreichen, die mechanischen Eigenschaften der Flächengebilde ortsaufgelöst einzustellen sowie das Einwachsen von Zellen gezielt zu steuern (Cell-Guidance).In both cases can be a defined spatially resolved Gradient of material surface density be set, for example in the case of textile fabrics by radially extending seam lines at an angular distance of 10 ° and parallel to the outer contour guided seams, the a linear porosity gradient from 90% (outdoor) to 65% (indoor) produce. This approach aims three aspects: to achieve a compartmentalization, the mechanical Set properties of the fabrics spatially resolved and to control the ingrowth of cells in a targeted manner (cell guidance).
Durch das Aufeinanderstapeln mehrerer Lagen einzelner unterschiedlich beschichteter Flächengebildewebe werden im Implantat vorteilhaft funktionell unterschiedliche Bereiche erzeugt, die je nach Zusammensetzung der künstlichen extrazellulären Matrix bzw. je nach Vorbesiedlung mit unterschiedlichen Zellarten verschiedene Gewebefunktionen ausüben, z.B. die Bildung von Knochengewebe, Knorpelgewebe oder die Einsprossung von Blutgefäßen.By the stacking of several layers of individual different coated fabric fabric In the implant advantageously functionally different areas produced, depending on the composition of the artificial extracellular matrix or different depending on the pre-colonization with different cell types Exercise tissue functions, e.g. the formation of bone tissue, cartilaginous tissue or sprouting of blood vessels.
In einer Operation wird der Defektraum mit dem Implantat aufgefüllt, wobei die unterschiedlich beschichteten und ggf. mit Zellen besiedelten Flächengebilde bevorzugt alternierend so gestapelt werden, dass Kongruenz zum umgebenden Gewebe besteht.In an operation, the defect space is filled with the implant, wherein the differently coated and possibly populated with cells sheet preferably alternately stacked so that congruence with the surrounding Fabric exists.
Das erfindungsgemäße Implantat ermöglicht so beispielsweise das Auffüllen von segmentalen Defekten in Röhrenknochen mit einem Stapel aus beschichteten Flächengebilden, die mit einem zentralen Marknagel als Fixateur stabilisiert werden.The implant according to the invention allows so for example, filling of segmental defects in long bones with a stack of coated fabrics that come with a central intramedullary nail to be stabilized as a fixator.
In Folge der Implantation entstehende Bohrungen können ebenfalls durch das Einbringen eines Stapels von beschichteten Flächengebilden versorgt werden. In der Epiphyse des Röhrenknochens kann dabei ein Stapel eingebracht werden, der in der obersten Schicht mit knorpeltypischen Bindegewebskomponenten wie beispielsweise Kollagen II und Hyaluronsäure funktionalisiert ist.In As a result of the implantation resulting holes can also by introducing a stack of coated fabrics are supplied. In the epiphysis of the long bone In this case, a stack can be introduced which is in the uppermost layer with cartilage-type connective tissue components such as collagen II and hyaluronic acid functionalized.
Besonders vorteilhaft ist es, die mit der extrazellulären Matrix beschichteten Flächengebilde im Zellkulturmedium vor dem Zusammensetzen des Implantats mit defekt und defektumgebungstypischen Zellen zu kontaktieren, da die auf den Flächengebilden adhärenten Zellen durch die lose Anordnung der Flächengebilde im Medium besser durch Nährstoffe und Supplemente erreichbar sind als bei herkömmlichen Verfahren. Dies erlaubt eine erhöhte Proliferationsausbeute in Kombination mit einer folgenden beschleunigten Differenzierung von Progenitorzellen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stammen die genutzten Zellen vom Patienten selbst. Zugleich resultieren aus dieser vorteilhaften Vorgehensweise im Volumen homogen mit gleichartigen oder verschiedenartigen Zelltypen besiedelte dreidimensionale Implantate.Especially It is advantageous to coat the fabrics coated with the extracellular matrix in the cell culture medium prior to assembly of the implant with defective and defective environment-typical cells to contact, as the on the fabrics adherent Cells by the loose arrangement of the fabrics in the medium better through nutrients and Supplements are achievable than with conventional methods. This allows an increased Proliferation yield in combination with a following accelerated Differentiation of progenitor cells. In a particularly preferred embodiment invention, the cells used come from the patient himself. At the same time result from this advantageous procedure in Volume homogeneous with similar or different cell types populated three-dimensional implants.
Anhand der folgenden Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigenBased of the following embodiments the invention closer explained. In the drawings show
In den beigefügten Zeichnungen werden folgende Bezugszeichen verwendet:In the attached Drawings use the following reference numerals:
- 11
- Flächengebildesheet
- 22
- Fadenthread
- 33
- MarknagelMark Nagel
- 44
- konturiertes Bandcontoured tape
- 55
- Lochhole
- 66
- ortsaufgelöst funktionalisierte Bereichespatially resolved functionalized areas
- 77
- Stapelstack
- 88th
- Fixateurfixator
Ausführungsbeispieleembodiments
Durch
Falten des konturierten Bandes
Die Besiedlung und Vorkultur erfolgt gemäß Ausführungsbeispiel 1. Fixiert wird mittig mit einem Marknagel.The colonization and preculture takes place according to Embodiment 1 is fixed centrally with an intramedullary nail.
Es
werden durch Sticken mit Parametern aus Ausführungsbeispiel 1 rechteckige
Flächengebilde
Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1
Behandlung
eines Röhrenknochendefektes von
3 cm Länge
Zur Behandlung eines Röhrenknochendefekts
von 3 cm Länge
werden zunächst
zwei verschiedene textile Flächengebilde
Ein
erstes textile Flächengebilde
dient nach entsprechender Präparation
zur Besiedlung mit Osteoblasten, welche auf diesem ein Knochengewebe aufbauen
(siehe
Das
erste textile Flächengebilde
(Typ 1) ist kreisförmig,
20 mm Durchmesser, und hat eine mittige konzentrische kreisförmige Öffnung von
4 mm Durchmesser, Stichlänge
und Nahtabstand betragen 0,6 mm. Das zweite textile Flächengebilde
(Typ 2) enthält
zusätzlich
4 radial angeordnete, gleichverteilte Schlitze mit einer Breite
von 1 mm (siehe
Die
fertig gestickten Flächengebilde
Zur
Beschichtung des ersten textilen Flächengebildes
Die
Beschichtung des zweiten textilen Flächengebildes
Die sterilisierten textilen Flächengebilde werden aus gerührter Suspension mit amplifizierten humanen mesenchymalen Stammzellen (hMSC) besiedelt. Die mittlere Zellzahl liegt bei 2,5 105 pro textilem Flächengebilde.The sterilized textile fabrics be stirred out Suspension with amplified human mesenchymal stem cells (hMSC) populated. The average number of cells is 2.5 105 per textile fabric.
Die
Kultivierung für
die textilen Flächengebilde
Die
Kultivierung für
die textilen Flächengebilde
Nach
15 bis 20 Tagen Kulturdauer werden die mit Zellen besiedelten textilen
Flächengebilde
Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2
Zur Behandlung von 3 cm Defektlänge:For the treatment of 3 cm Defect length:
Alle
Flächengebilde
P3HB-Flächengebilde vom Typ 1:P3HB-sheet Type 1:
Analog
zu den Ausführungen
zu
Matrix für P3HB-Flächengebilde vom Typ 1:Matrix for P3HB sheets Type 1:
Eine
Tropokollagen-I-Lösung
(10 mg ml–1 in 10
mM Essigsäure)
enthaltend Chondroitin-4-sulfat (2
mg ml–1)
wird hergestellt. Der pH-Wert wird durch einen Puffer auf 7,4 eingestellt.
Die Aufbringung erfolgt ortsaufgelöst aus einem Mikrodosiersystem
in solcher Weise, dass die Kollagenflächenkonzentration dem Porositätsgradienten
entsprechend von außen
nach innen abnimmt (
P3HB-Flächengebilde vom Typ 2:P3HB-sheet Type 2:
- wie Typ 1, jedoch zusätzlich mit 4 radial angeordneten, gleichverteilten Schlitzen mit einer Breite von 1 mm;like type 1, but in addition with 4 radially arranged, evenly distributed slots with a Width of 1 mm;
Matrix Typ 2:Matrix Type 2:
- wie Matrix Typ 1, jedoch wurde Chondroitin-4-sulfat ersetzt durch 0,5 mg ml–1 Heparansulfat. Die Aufbringung des Fibronektingeles erfolgt hierbei analog der Kollagenbeschichtung.however, chondroitin 4-sulfate was replaced with 0.5 mg ml -1 heparan sulfate. The application of the fibronectin is carried out analogously to the collagen coating.
Die Kultivierung für die Flächengebilde vom Typ 1 erfolgt in Perfusionskultur. Als Medium kommt DMEM, mit Zusatz von 10 % autologem Serum, Dexamethason (10nM), b-GP (10 mM), Ascorbat (50 μg ml–1) zum Einsatz.The cultivation for the type 1 fabrics takes place in perfusion culture. The medium used is DMEM supplemented with 10% autologous serum, dexamethasone (10 nM), b-GP (10 mM), ascorbate (50 μg ml -1 ).
Die Kultivierung für der Flächengebilde vom Typ 2 erfolgt auch in Perfusionskultur. Als Medium kommt DMEM, mit Zusatz von 10 % autologem Serum zum Einsatz. Die Flussraten sind so zu wählen, dass sich konstante pH-Werte und Nährstoffkonzentrationen einstellen.The Cultivation for the fabric Type 2 is also in perfusion culture. As a medium comes DMEM, with the addition of 10% autologous serum. The flow rates are to be chosen so that Constant pH values and nutrient concentrations to adjust.
Nach
15 bis 20 Tagen Kulturdauer werden die Zell-Matrix-Konstrukte steril
entnommen und am Implantationsort auf den Marknagel
Ausführungsbeispiel 3:Embodiment 3
Behandlung von 1 cm Bohrdefekt an der Epiphyse:Treatment of 1 cm drill defect at the epiphysis:
Ausgangsprodukt
zur Herstellung der Flächengebilde
Die
Form der PLGA-Flächengebilde
Matrix Typ 1:Matrix Type 1:
Eine sterile Tropokollagen-II-Lösung (10 mg ml–1 in 10 mM Essigsäure) enthaltend Hyaluronsäure (2 mg ml–1) wird hergestellt. Der pH-Wert wird durch einen Puffer auf 7,4 eingestellt. Dabei wird eine physiologische Osmolarität erreicht.A sterile tropocollagen II solution (10 mg ml -1 in 10 mM acetic acid) containing hyaluronic acid (2 mg ml -1 ) is prepared. The pH is adjusted to 7.4 by a buffer. In this case, a physiological osmolarity is achieved.
Matrix Typ 2:Matrix Type 2:
Eine Tropokollagen-I-Lösung (10 mg ml–1 in 10 mM Essigsäure) enthaltend Chondroitin-4-sulfat (2 mg ml–1) wird hergestellt.A tropocollagen I solution (10 mg ml -1 in 10 mM acetic acid) containing chondroitin 4-sulfate (2 mg ml -1 ) is prepared.
Im Falle der Matrix 1 wird vor der Fibrillogenese das Gel mit patienteneigenen Knorpelzellen (Chondrozyten) vermischt und auf den Flächengebilden in chondrogen differenzierendem Medium vorkultiviert. Dies kann vor oder während des Eingriffes erfolgen.in the In the case of matrix 1, the gel with patient's own is prior to fibrillogenesis Cartilage cells (chondrocytes) mixed and on the fabrics precultivated in chondrogenic differentiating medium. This can before or during of the procedure.
Die
Kultivierung für
die Flächenelemente
So
kann der innere Defektraum mit mehreren Lagen der knochenspezifischen
Flächenelemente
Claims (29)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005018644A DE102005018644B4 (en) | 2004-04-15 | 2005-04-15 | An implant for the treatment of long bone defects, use of a sheet in such an implant, and methods of making the implant |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004018958.7 | 2004-04-15 | ||
DE102004018958 | 2004-04-15 | ||
DE102005018644A DE102005018644B4 (en) | 2004-04-15 | 2005-04-15 | An implant for the treatment of long bone defects, use of a sheet in such an implant, and methods of making the implant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005018644A1 true DE102005018644A1 (en) | 2005-11-10 |
DE102005018644B4 DE102005018644B4 (en) | 2013-01-24 |
Family
ID=35140253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102005018644A Expired - Fee Related DE102005018644B4 (en) | 2004-04-15 | 2005-04-15 | An implant for the treatment of long bone defects, use of a sheet in such an implant, and methods of making the implant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005018644B4 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010044758A1 (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-22 | National University Of Singapore | Resorbable scaffolds for bone repair and long bone tissue engineering |
US7968026B1 (en) | 2000-09-20 | 2011-06-28 | Osteopore International Ltd. | Three-dimensional bioresorbable scaffolds for tissue engineering applications |
WO2018024700A1 (en) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | Aesculap Ag | Implant, preferably for the treatment of an acetabular defect |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1768146C (en) * | 1989-03-31 | 1992-10-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники | Device for restoring missing tubular bone fragments |
DE19721661A1 (en) * | 1997-05-23 | 1998-11-26 | Zimmer Markus | Bone and cartilage replacement structures |
DE10122128A1 (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-07 | Inst Polymerforschung Dresden | Absorbable patch implant, process for its production and use |
DE10135275A1 (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-30 | Jotec Gmbh | Implant and process for its manufacture |
DE10220368A1 (en) * | 2002-05-07 | 2003-12-04 | Biotissue Technologies Ag | Implant comprising transplant tissue cells in a porous resorbable matrix, especially useful for cartilage or bone transplantation, includes one or more stiffening elements for increasing compressive stability |
DE10227611A1 (en) * | 2002-06-20 | 2004-01-15 | Bionethos Holding Gmbh | Replication and differentiation of cells in vitro, useful e.g. for wound healing and tissue reconstruction, uses specific growth factors to initiate, end and structurally control growth |
DE10348219A1 (en) * | 2003-10-13 | 2005-05-12 | Aesculap Ag & Co Kg | Cartilage replacement implant and method of making a cartilage replacement implant |
-
2005
- 2005-04-15 DE DE102005018644A patent/DE102005018644B4/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7968026B1 (en) | 2000-09-20 | 2011-06-28 | Osteopore International Ltd. | Three-dimensional bioresorbable scaffolds for tissue engineering applications |
US8071007B1 (en) | 2000-09-20 | 2011-12-06 | Osteopore International Pte. Ltd. | Three-dimensional bioresorbable scaffolds for tissue engineering applications |
WO2010044758A1 (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-22 | National University Of Singapore | Resorbable scaffolds for bone repair and long bone tissue engineering |
US8702808B2 (en) | 2008-10-17 | 2014-04-22 | Osteopore International Pte Ltd | Resorbable scaffolds for bone repair and long bone tissue engineering |
WO2018024700A1 (en) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | Aesculap Ag | Implant, preferably for the treatment of an acetabular defect |
US11110208B2 (en) | 2016-08-02 | 2021-09-07 | Aesculap Ag | Implant, preferably for the treatment of an acetabular defect |
US11918707B2 (en) | 2016-08-02 | 2024-03-05 | Aesculap Ag | Implant, preferably for the treatment of an acetabular defect |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102005018644B4 (en) | 2013-01-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69432865T2 (en) | IMPLANTABLE PROSTHESIS, KIT AND DEVICE FOR THEIR PRODUCTION | |
DE602004000323T2 (en) | Preparations for the restoration and regeneration of human dura mater | |
DE60018814T2 (en) | Sewable membrane for adhesion prevention | |
DE602004013257T2 (en) | Implants with living tissue for the repair of tissue damage or tissue defects | |
EP1615589B1 (en) | Planar implant | |
EP1275405B1 (en) | Implant with porous protein matrix and process for its production | |
EP2126166B2 (en) | Fiber matting | |
DE60009275T2 (en) | PLASTIC PLANT FROM EXPANDED POLYTETRAFLUOROETHYLENE WITH ONE COATING | |
DE60214477T2 (en) | Implant for the regeneration of cartilage tissue | |
EP1457552B1 (en) | Carrier for tissue- and cell-culture for the preparation of implants and implant containing the carrier | |
Cirillo et al. | A comparison of the performance of mono-and bi-component electrospun conduits in a rat sciatic model | |
DE2206144A1 (en) | COPOLYMERS ABSORBABLE BY LIVING MAMMALIAN TISSUES | |
DE3047573T1 (en) | BLOOD VESSEL PROSTHESIS | |
EP0885022A1 (en) | Covering membrane, moulded bodies produced therefrom and process for the production thereof | |
EP3493858B1 (en) | Implant, preferably for the treatment of an acetabular defect | |
WO2006026981A1 (en) | Implant for treating osteochondral defects and method for producing the same | |
EP2812037A1 (en) | Biodegradable non-woven material for medical purposes | |
DE102005018644B4 (en) | An implant for the treatment of long bone defects, use of a sheet in such an implant, and methods of making the implant | |
DE102009024133A1 (en) | Bacterial nanocellulose, useful e.g. for cartilage regeneration, comprises a structure consisting of a wide-meshed phase of bacterial nanocellulose and a close-meshed phase of bacterial nanocellulose firmly connected with wide-meshed phase | |
DE102009037134A1 (en) | Tubular implant for replacement of natural blood vessels | |
EP2011523A1 (en) | Blood-stopping non-woven fabric | |
DE102006026592A1 (en) | Carrier with Colloss | |
EP1905464B1 (en) | Implant and method for its production | |
CN110478089A (en) | A kind of vascularization neuralization osteogenic activity bracket suitable for large segmental bone defect reparation | |
DE20122661U1 (en) | Wound dressing for chronic wounds, comprises porous bioabsorbable layer as scaffold for cell attachment and proliferation, and absorbent gel forming layer as barrier for cell adhesion and penetration |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130425 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |