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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE60113095 T2
Publication typeGrant
Application numberDE2001613095
PCT numberPCT/US2001/015599
Publication date18 May 2006
Filing date14 May 2001
Priority date12 May 2000
Also published asCA2409479A1, DE60113095D1, EP1280564A2, EP1280564B1, US7179299, US7662184, US20030144743, US20070168030, WO2001087369A2, WO2001087369A3
Publication number01613095, 2001613095, DE 60113095 T2, DE 60113095T2, DE-T2-60113095, DE01613095, DE2001613095, DE60113095 T2, DE60113095T2, PCT/2001/15599, PCT/US/1/015599, PCT/US/1/15599, PCT/US/2001/015599, PCT/US/2001/15599, PCT/US1/015599, PCT/US1/15599, PCT/US1015599, PCT/US115599, PCT/US2001/015599, PCT/US2001/15599, PCT/US2001015599, PCT/US200115599
InventorsM. Todd BOYCE, Michele Diegmann, T. Jean EDWARDS, L. James RUSSELL, L. Nelson SCARBOROUGH, A. Lawrence SHIMP
ApplicantOsteotech, Inc.
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Oberflächen entmineralisiertes osteoimplantat und verfahren zu seiner herstellung Surfaces demineralized osteoimplant and process for its preparation translated from German
DE 60113095 T2
Abstract  available in
Claims(22)  translated from German
  1. Verfahren zur Herstellung eines oberflächen-entmineralisierten osteoinduktiven Osteoimplantats mit mindestens einer entmineralisierten Zone und mindestens einer nicht-entmineralisierten Zone, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: das Entmineralisieren mindestens eines Teils der mindestens einen Oberfläche eines monolithischen Abschnittes eines Knochens bis zu einer Tiefe von mindestens ca. 100 Mikron, und das Konfigurieren des monolithischen Knochenabschnitts. A process for producing a surface demineralized osteoinductive osteoimplant having at least one demineralized zone and at least one non-demineralized zone, the method being characterized in that it comprises: demineralizing at least a portion of the at least one surface of a monolithic section of a bone to a depth of at least about 100 microns, and configuring the monolithic section of bone.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eines der folgenden Merkmale (i) – (xv) aufweist: (i) der Schritt des Konfigurierens umfasst mindestens einen Vorgang, der aus einer Gruppe ausgewählt wird, die Schneiden, Rasieren, in Scheiben Schneiden, Mahlen, Schleifen, Bohren, Gießen, Formen, Drehen, Meißeln, Auflösen und Ätzen umfasst; A method according to claim 1, characterized in that it comprises at least one of the following features (i) - has (xv): (i) the step of configuring comprises at least one operation being selected from a group consisting of cutting, shaving, sliced cutting, milling, grinding, drilling, casting, molding, turning, chiseling, dissolving and etching comprises; oder (ii) der Schritt des Konfigurierens wird vor dem Entmineralisierungsschritt durchgeführt, oder (iii) der Schritt des Konfigurierens wird nach dem Entmineralisierungsschritt durchgeführt; or (ii) the step of configuring is performed before the demineralization, or (iii) the step of configuring is performed after the demineralizing; oder (iv) es umfasst des weiteren den Schritt des Abdeckens von mindestens einem Bereich des Knochens vor der Entmineralisierung, oder (v) der Knochen wird aus einer aus einem monolithischen kortikalen Knochen, einem monolithischen kortikospongiösen Knochen, einem mono lithischen Kompositknochen und einem zusammengesetzten monolithischen Knochen bestehenden Gruppe ausgewählt, oder (vi) der Schritt des Konfigurierens umfasst das Anbringen mindestens einer Öffnung in das Osteoimplantat, welche als einer Gruppe ausgewählt wird, die aus kleinen Poren, Kanälen oder Durchgängen besteht, oder (vii) der Schritt der Entmineralisierung umfasst das Entmineralisieren lediglich solcher Flächen, die für den Kontakt eines Knochens eines Empfängers vorgesehen sind, oder (viii) der Schritt der Entmineralisierung wird fortgesetzt, bis die Tiefe der Entmineralisierung der Oberfläche zwischen ca. 100 bis ca. 5000 Mikron beträgt; or (iv) it comprises the step of covering at least a region of the bone prior to demineralization, or (v) the bone Further, from a from a monolithic cortical bone, monolithic corticocancellous bone, a mono-lithic Kompositknochen and a composite monolithic bone existing group is selected, or (vi) the step of configuring the attachment comprises at least one opening in the osteoimplant which will be selected as a group that consists of small pores, channels or passages, or (vii) the step of demineralizing comprises demineralizing only those surfaces intended for contact of a bone of a receiver, or (viii) the step of demineralizing is continued until the depth of demineralization of the surface is between about 100 to about 5000 microns; oder (ix) der Schritt der Entmineralisierung wird fortgesetzt, bis die Tiefe der Entmineralisierung der Oberfläche zwischen ca. 150 bis ca. 2000 Mikron beträgt, oder (x) der Schritt der Entmineralisierung wird fortgesetzt, bis die Tiefe der Entmineralisierung der Oberfläche zwischen ca. 200 bis ca. 1000 Mikron beträgt, oder (xi) die nicht-entmineralisierte Zone der Implantate ist so konfiguriert, dass sie mit einem Insertionsinstrument in lösbaren Eingriff steht, oder (xii) die entmineralisierte Zone umfasst eine entmineralisierte Zone mit einer Geometrie, die aus einer Gruppe ausgewählt wird, die konkave Oberflächen, konvexe Oberflächen, abgestufte Oberflächen, sich verjüngende Oberflächen, flache Oberflächen, gerillte Oberflächen, zylindrische Dübel, kortikale Ringe, Keile, Blöcke, Schrauben, Stifte und Kombinationen derselben umfasst, oder (xiii) die nicht-entmineralisierte Zone umfasst eine nicht-entmineralisierte Zone mit einer Geometrie, die aus einer Gruppe ausgewählt wird, die Gewindebohrungen, Aufnahmebohrungen, sechseckförmige Aussparungen, konkave Oberflächen, konvexe Oberflächen, gestufte Oberflächen, sich verjüngende Oberflächen, flache Oberflächen, gerillte Oberflächen, zylindrische Dübel, kortikale Ringe, Keile, Blöcke, Schrauben, Stifte und Kombinationen derselben umfasst, oder (xiv) der Knochen wird aus einer Gruppe ausgewählt, welche autogene Knochen, allogene Knochen, xenogene Knochen, transgene Knochen, Verbindungen derselben und Zusammensetzungen derselben umfasst, oder (xv) der Knochen wird aus einer Gruppe ausgewählt, die Femurdiaphyse, Tibiadiaphyse, Fibuladiaphyse, Humerusdiaphyse, Ulnadiaphyse, Radiusdiaphyse, Femurmetaphyse, Tibiametaphyse, Fibulametaphyse, Ulnametaphyse, Radiusmetaphyse, Phalangen, Verbindungen derselben und Zusammensetzungen derselben umfasst. or (ix) the step of demineralizing is continued until the depth of demineralization of the surface is between about 150 to about 2000 microns, or (x) the step of demineralizing is continued until the depth of demineralization of the surface between ca. 200 to about 1000 microns, or (xi) the non-demineralized zone of the implants is configured so that it communicates with an insertion instrument in releasable engagement, or (xii) the demineralized zone comprises a demineralized zone having a geometry selected from is selected the group consisting of concave surfaces, convex surfaces, stepped surfaces, tapered surfaces, flat surfaces, grooved surfaces, cylindrical dowels, cortical rings, wedges, blocks, screws, pins and combinations thereof comprises, or (xiii), the non- demineralized zone comprises a non-demineralized zone having a geometry selected from the group consisting of threaded holes, receiving holes, hex shaped recesses, concave surfaces, convex surfaces, stepped surfaces, tapered surfaces, flat surfaces, grooved surfaces, cylindrical dowels, cortical rings, wedges, blocks, screws, pins, and combinations thereof, or (xiv) of the bone is selected from a group consisting of autogenous bone, allogenic bone, xenogenic bone, transgenic bone, combinations thereof and compositions comprising the same, or (xv) the bone is selected from the group consisting of femoral diaphysis, tibial diaphysis, fibula, humeral diaphysis, Ulnadiaphyse, Radiusdiaphyse, femoral metaphysis, tibial metaphysis, Fibulametaphyse, Ulnametaphyse, radial metaphysis, phalanges, the same compounds and compositions comprising the same.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, Teil (iii), dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Konfigurierens den Schritt der Bereitstellung einer mineralisierten Zone auf einer Oberfläche des Implantats umfasst. The method of claim 2, part (iii), characterized in that the step of configuring comprises the step of providing a mineralized zone on a surface of the implant.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, Teil (xv), dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eines der folgenden Merkmale (a) bis (c) aufweist: (a) Der Knochen besitzt einen gesamten Oberflächenbereich von zwischen ca. 100 mm 2 und ca. 10.000 mm 2 , oder (b) der Knochen besitzt einen gesamten Oberflächenbereich von zwischen ca. 250 mm 2 und ca. 8.000 mm 2 , oder (c) der Knochen besitzt einen gesamten Oberflächenbereich von zwischen ca. 300 mm 2 und ca. 7.600 mm 2 . The method of claim 2, part (xv), characterized in that to (c) comprises at least one of the following features (a): (a) The bone has a total surface area of between about 100 mm 2 and about 10,000 mm 2, or (b) of the bone has a total surface area of between about 250 mm 2 and about 8000 mm 2, or (c) of the bone has a total surface area of between about 300 mm 2 and about 7600 mm 2.
  5. Nach dem Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 4 oben hergestelltes Osteoimplantat. According to the method of one of claims 1 to 4 prepared above osteoimplant.
  6. Oberflächen-entmineralisiertes osteoinduktives Osteoimplantat, welches einen monolithischen Knochen umfasst, wobei das Osteoimplantat mindestens eine Außenfläche aufweist, welche mindestens eine entmineralisierte Zone von mindestens ca. 100 Mikron Dicke besitzt, und eine nicht-entmineralisierte Zone, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-entmineralisierte Zone so konfiguriert ist, dass sie lösbar in eine Insertionsvorrichtung eingreift. Surface demineralized osteoinductive osteoimplant comprising a monolithic bone, the osteoimplant having at least one outer surface possessing at least one demineralized zone at least about 100 microns thickness, and a non-demineralized zone, characterized in that the non-demineralized zone is configured to engage releasably in a insertion device.
  7. Osteoimplantat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es eines der folgenden Merkmale (i) bis (iv) umfasst: (i) die nicht-entmineralisierte Zone ist so konfiguriert, dass sie eine Form aufweist, welche aus der Gruppe ausgewählt wird, die Gewindebohrungen, Aufnahmebohrungen, sechseckförmige Aussparungen, konkave Oberflächen, konvexe Oberflächen, abgestufte Oberflächen, sich verjüngende Oberflächen, flache Oberflächen, gerillte Oberflächen, Keile, Blöcke, Schrauben, Stifte und Kombinationen derselben umfasst; Osteoimplant according to claim 6, characterized in that there to (iv) comprises one of the following features (i): (i) the non-demineralized zone is configured such that it has a form which is selected from the group consisting of threaded holes , receiving holes, hex shaped recesses, concave surfaces, convex surfaces, stepped surfaces, tapered surfaces, flat surfaces, grooved surfaces, wedges, blocks, screws, pins, and combinations thereof; oder (ii) die nicht-entmineralisierte Zone wird durch Abdecken eines Bereiches eines Knochens bereitgestellt, welche die nicht-entmineralisierten Zone vor der Entmineralisierung definiert, oder (iii) die nicht-entmineralisierte Zone wird durch das Konfigurieren mindestens eines Teils der nicht-entmineralisierten Zone bereitgestellt, um die nicht-entmineralisierte Zone freizulegen, oder (iv) der Knochen wird aus der Gruppe ausgewählt, die autogene Knochen, allogene Knochen, xenogene Knochen, transgene Knochen, Verbindungen derselben und Zusammensetzungen derselben umfasst. or (ii) the non-demineralized zone is provided by masking a region of a bone, defining the non-demineralized zone prior to demineralization, or (iii) the non-demineralized zone is by configuring at least a portion of the non-demineralized zone provided to expose the non-demineralized zone, or (iv) of the bone is selected from the group consisting of autogenous bone, allogenic bone, xenogenic bone, transgenic bone, the same compounds and compositions thereof.
  8. Osteoimplantat nach Anspruch 7, Teil (iii), dadurch gekennzeichnet, dass es des weiteren einen nicht-entmineralisierten Kernbereich umfasst. Osteoimplant of Claim 7, part (iii), characterized in that it further comprises a non-demineralized core region comprises.
  9. Vertebrale lasttragende interkorporelle Fusionsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen monolithischen Knochenabschnitt umfasst, der so konfiguriert ist, einen Raum zu überbrücken, welcher aus einer Gruppe ausgewählt wird, die einen intervertebralen Raum zwischen angrenzenden Wirbeln und einen Raum zwischen nicht angrenzenden Wirbeln umfasst, wobei der Knochen mindestens eine Außenfläche mit mindestens einem entmineralisierten Bereich aufweist, um mit den angrenzenden Wirbeln und einer nicht-entmineralisierten Zone in Kontakt zu kommen, wobei die nicht-entmineralisierte Zone so konfiguriert ist, dass sie relativ enge Toleranzen für ein Insertionsinstrument aufrechterhält. Vertebral load bearing interbody fusion device, characterized in that it comprises a monolithic bone section that is configured to bridge a space which is selected from a group comprising an intervertebral space between adjacent vertebrae and a space between non-adjacent vertebrae, said bone at least an outer surface with at least one demineralized portion has to come up with the adjacent vertebrae and a non-demineralized zone is in contact, wherein the non-demineralized zone is configured such that it maintains a relatively narrow tolerances for insertion instrument.
  10. Fusionsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eines der folgenden Merkmale (i) oder (ii) umfasst: (i) die nicht-entmineralisierte Zone ist so konfiguriert, dass sie eine Form aufweist, welche aus der Gruppe ausgewählt wird, die Gewindebohrungen, Aufnahmebohrungen, sechseckförmige Aussparungen, konkave Oberflächen, konvexe Oberflächen, abgestufte Oberflächen, sich verjüngende Oberflächen, flache Oberflächen, gerillte Oberflächen, Keile, Blöcke, Schrauben, Stifte und Kombinationen derselben umfasst; The fusion device according to claim 9, characterized in that it comprises at least one of the following features (i) or (ii) comprises: (i) the non-demineralized zone is configured to have a shape which is selected from the group threaded holes, receiving holes, hex shaped recesses, concave surfaces, convex surfaces, stepped surfaces, tapered surfaces, flat surfaces, grooved surfaces, wedges, blocks, screws, pins, and combinations thereof; oder (ii) die entmineralisierte Zone der Außenfläche des Knochens ist mindestens ca. 100 Mikron dick. or (ii) the demineralized zone of the outer surface of the bone is at least about 100 microns thick.
  11. Verwendung eines aus Knochen hergestellten osteoinduktiven Osteoimplantats mit einer Außenfläche, welche mindestens eine entmineralisierte Zone umfasst, wobei die entmineralisierte Zone der Außenfläche des Knochens mindestens ca. 100 Mikron dick ist, das Osteoimplantat mindestens eine nicht-entmineralisierte Zone aufweist, die durch das Konfigurieren mindestens eines Teils der entmineralisierten Zone für die Herstellung eines Osteoimplantats bereitgestellt wird, um durch Implantieren des genannten Osteoimplantats in das Tier die Gelenkfusion bei einem Tier, welches dies benötigt, zu verbessern. Use of a prepared bone osteoinductive osteoimplant having an outer surface which comprises at least one demineralized zone, the demineralized zone of the outer surface of the bone, at least about 100 microns thick, the osteoimplant having at least one non-demineralized zone, the at least one by configuring portion of the demineralized zone is provided for the manufacture of an osteoimplant to enhance by implanting said osteoimplant in the animal's joint fusion in an animal in need thereof.
  12. Verwendung nach Anspruch 11 mit mindestens einem der folgenden Merkmale (i) oder (ii): (i) die entmineralisierte Zone umfasst eine entmineralisierten Zone mit einer Geometrie, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die konkave Oberflächen, konvexe Oberflächen, abgestufte Oberflächen, sich verjüngende Oberflächen, flache Oberflächen, gerillte Oberflächen, zylindrische Dübel, kortikale Ringe, Keile, Blöcke, Schrauben, Stifte und Kombinationen derselben umfasst, oder (ii) die nicht-entmineralisierte Zone umfasst eine nicht-entmineralisierte Zone mit einer Geometrie, die aus einer Gruppe ausgewählt wird, die Gewindebohrungen, Aufnahmebohrungen, sechseckförmige Aussparungen, konkave Oberflächen, konvexe Oberflächen, abgestufte Oberflächen, sich verjüngende Oberflächen, flache Oberflächen, gerillte Oberflächen, zylindrische Dübel, kortikale Ringe, Keile, Blöcke, Schrauben, Stifte und Kombinationen derselben umfasst. Use according to claim 11 with at least one of the following features (i) or (ii): (i) the demineralized zone comprises a demineralized zone having a geometry selected from the group consisting of concave surfaces, convex surfaces, stepped surfaces, located tapered surfaces, flat surfaces, grooved surfaces, cylindrical dowels, cortical rings, wedges, blocks, screws, pins, and combinations thereof, or (ii) the non-demineralized zone comprises a non-demineralized zone having a geometry from a group is selected, the threaded holes, receiving holes, hex shaped recesses, concave surfaces, convex surfaces, stepped surfaces, tapered surfaces, flat surfaces, grooved surfaces, cylindrical dowels, cortical rings, wedges, blocks, screws, pins and combinations thereof comprises.
  13. Verwendung eines aus Knochen hergestellten osteoinduktiven Osteoimplantats mit einer Außenfläche, welche mindestens eine entmineralisierte Zone umfasst, wobei die entmineralisierte Zone der Außenfläche des Knochens mindestens ca. 100 Mikron dick ist, das Osteoimplantat mindestens eine nicht-entmineralisierte Zone aufweist, die durch das Konfigurieren mindestens eines Teils der entmineralisierten Zone für die Herstellung eines Osteoimplantats zur Behandlung eines Knochendefekts eines Tieres, welches dies benötigt, durch Aufbringen des genannten Osteoimplantats auf die defekte Stelle bereitgestellt wird. Use of a prepared bone osteoinductive osteoimplant having an outer surface which comprises at least one demineralized zone, the demineralized zone of the outer surface of the bone, at least about 100 microns thick, the osteoimplant having at least one non-demineralized zone, the at least one by configuring portion of the demineralized zone for the manufacture of an osteoimplant for treating a bone defect of an animal in need thereof, is provided by applying said osteoimplant to the defect site.
  14. Verwendung nach Anspruch 13 mit mindestens einem der folgenden Merkmale (i) oder (ii): (i) die entmineralisierte Zone umfasst eine entmineralisierte Zone mit einer Geometrie, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die konkave Oberflächen, konvexe Oberflächen, abgestufte Oberflächen, sich verjüngende Oberflächen, flache Oberflächen, gerillte Oberflächen, zylindrische Dübel, kortikale Ringe, Keile, Blöcke, Schrauben, Stifte und Kombinationen derselben umfasst, oder (i) die nicht-entmineralisierte Zone umfasst eine nicht-entmineralisierte Zone mit einer Geometrie, die aus einer Gruppe ausgewählt wird, die Gewindebohrungen, Aufnahmebohrungen, sechseckförmige Aussparungen, konkave Oberflächen, konvexe Oberflächen, abgestufte Oberflächen, sich verjüngende Oberflächen, flache Oberflächen, gerillte Oberflächen, zylindrische Dübel, kortikale Ringe, Keile, Blöcke, Schrauben, Stifte und Kombinationen derselben umfasst. Use according to claim 13 with at least one of the following features (i) or (ii): (i) the demineralized zone comprises a demineralized zone having a geometry selected from the group consisting of concave surfaces, convex surfaces, stepped surfaces, located tapered surfaces, flat surfaces, grooved surfaces, cylindrical dowels, cortical rings, wedges, blocks, screws, pins, and combinations thereof, or (i) the non-demineralized zone comprises a non-demineralized zone having a geometry from a group is selected, the threaded holes, receiving holes, hex shaped recesses, concave surfaces, convex surfaces, stepped surfaces, tapered surfaces, flat surfaces, grooved surfaces, cylindrical dowels, cortical rings, wedges, blocks, screws, pins and combinations thereof comprises.
  15. Verfahren zur Herstellung eines osteoinduktiven lasttragenden Osteoimplantats, welches umfasst: das Entmineralisieren mindestens eines Teils mindestens einer Oberfläche eines monolithischen Abschnitts eines kortikalen Knochens bis zu einer Tiefe von ca. 100 bis ca. 2000 Mikron, um einen oberflächen-entmineralisierten monolithischen Abschnitt des kortikalen Knochens bereitzustellen, und das Konfigurieren des monolithischen Abschnitts des kortikalen Knochens, um ein osteoinduktives lasttragendes Osteoimplantat bereitzustellen, welches eine Außenfläche aufweist, die mindestens eine entmineralisierte Zone und einen nicht-entmineralisierten inneren Kern besitzt. A process for preparing an osteoinductive load-bearing osteoimplant which comprises: up to about 2000 microns, to provide the demineralizing at least a portion of at least one surface of a monolithic section of cortical bone to a depth of approximately 100 a surface demineralized monolithic section of cortical bone and configuring the monolithic section of cortical bone to provide a load-bearing osteoinductive osteoimplant having an outer surface possessing at least one demineralized zone and a non-demineralized inner core.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eines der folgenden Merkmale (i) bis (vii) aufweist: (i) der Schritt des Konfigurierens umfasst mindestens einen Vorgang, der aus einer Gruppe ausgewählt wird, der Schneiden, Rasieren, in Scheiben Schneiden, Mahlen, Schleifen, Bohren, Gießen, Formen, Drehen, Meißeln, Auflösen und Ätzen umfasst, oder (ii) der Schritt des Konfigurierens wird vor dem Schritt des Entmineralisierens durchgeführt, oder (iii) der Schritt des Konfigurierens wird nach dem Schritt des Entmineralisierens durchgeführt, oder (iv) es umfasst ferner den Schritt des Abdeckens eines Bereiches des monolithischen Abschnitts des kortikalen Knochens vor dem Schritt des Entmineralisierens, oder (v) der Schritt des Abdeckens wird durch mindestens einen Schritt durchgeführt, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die Beschichten, Behandeln und das physische Belegen eines Bereiches des kortikalen Knochens umfasst, bei dem gewünscht wird, dass er in einem mineralisierten Zustand verbleibt, oder (vi) der Schritt des Entmineralisierens wird während mindestens ca. 15 Minuten durchgeführt, oder (vii) der Schritt des Entmineralisierens wird während zwischen ca. 30 Minuten und ca. 60 Minuten durchgeführt. A method according to claim 15, characterized in that it comprises at least one of the following features (i) to (vii): (i) the step of configuring comprises at least one operation being selected from a group consisting of cutting, shaving, sliced cutting, milling, grinding, drilling, molding, shaping, turning, chiseling, dissolving and etching comprises, or (ii) the step of configuring is performed before the step of demineralizing, or (iii) the step of configuring is after the step of demineralizing carried out, or (iv) further comprising the step of covering a region of the monolithic section of cortical bone prior to the step of demineralizing, or (v) the step of covering is performed by at least one step selected from the group the coating, and treating the physical documents a portion of the cortical bone comprising, in the desired that it remains in a mineralized condition, or (vi) the step of demineralizing is performed for at least about 15 minutes, or (vii) the step of demineralizing is performed for between about 30 minutes and about 60 minutes.
  17. Osteoinduktives lasttragendes Osteoimplantat, welches einen monolithischen Knochenabschnitt umfasst, wobei der genannte Knochen mindestens eine Außenfläche aufweist, die mindestens eine entmineralisierte Zone und min destens eine nicht-entmineralisierte Zone besitzt, wobei der genannte kortikale Knochen einen nicht-entmineralisierten Kern besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die entmineralisierte Zone der Außenfläche des Knochens ca. 100 bis ca. 2000 Mikron dick ist, wobei die nicht-entmineralisierte Zone der Außenfläche durch Konfigurieren mindestens eines Teils der entmineralisierten Zone bereitgestellt wird. Osteoinductive load-bearing osteoimplant comprising a monolithic section of bone, said bone having at least one outer surface possessing at least one demineralized zone and Min least one non-demineralized zone, said cortical bone has a non-demineralized core, characterized in that the demineralized zone of the outer surface of the bone about 100 to about 2000 microns thick, the non-demineralized zone of the outer surface is provided by configuring at least a portion of the demineralized zone.
  18. Osteoimplantat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eines der folgenden Merkmale (i) bis (iii) aufweist: (i) der Knochen wird aus einer Gruppe ausgewählt, die körpereigene Knochen, körperfremde Knochen, xenogene Knochen, transgene Knochen, Verbindungen derselben und Zusammensetzungen derselben umfasst, oder (ii) der Knochen wird von einem Knochen erhalten, der aus einer Gruppe ausgewählt wird, die Femurdiaphyse, Tibiadiaphyse, Fibuladiaphyse, Humerusdiaphyse, Ulnadiaphyse, Radiusdiaphyse, Femurmetaphyse, Tibiametaphyse, Fibulametaphyse, Ulnametaphyse, Radiusmetaphyse, Phalangen, Verbindungen derselben und Zusammensetzungen derselben umfasst, oder (iii) mindestens eine Geometrie aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die Gewindebohrungen, Aufnahmebohrungen, sechseckförmige Aussparungen, konkave Oberflächen, konvexe Oberflächen, abgestufte Oberflächen, zylindrische Dübel, kortikale Ringe, Keile, Blöcke, Schrauben und Stifte umfasst. Osteoimplant of claim 17, characterized in that it comprises at least one of the following features (i) to (iii): (i) the bone is selected from the group consisting of endogenous bone, exogenous bone, xenogenic bone, transgenic bone, compounds thereof and compositions comprising the same, or (ii) of the bone is obtained from a bone that is selected from the group consisting of femoral diaphysis, tibial diaphysis, fibula, humeral diaphysis, Ulnadiaphyse, Radiusdiaphyse, femoral metaphysis, tibial metaphysis, Fibulametaphyse, Ulnametaphyse, radial metaphysis, phalanges, compounds thereof, and compositions comprising the same, or (iii) having at least a geometry selected from the group consisting of threaded holes, receiving holes, hex shaped recesses, concave surfaces, convex surfaces, stepped surfaces, cylindrical dowels, cortical rings, wedges, blocks, screws and includes pins.
  19. Osteoimplantat nach Anspruch 17, Teil (iii), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Geometrien im wesentlichen nicht-entmineralisiert ist. Osteoimplant of claim 17, part (iii), characterized in that at least one of the geometries is substantially non-demineralized.
  20. Vertebrale interkorporelle Fusionsvorrichtung, die einen monolithischen Knochenabschnitt umfasst, der so konfiguriert ist, einen Raum zu überbrücken, welcher aus einer Gruppe ausgewählt wird, die einen intervertebralen Raum zwischen angrenzenden Wirbeln und einen Raum zwischen nicht angrenzenden Wirbeln umfasst, wobei der genannte Knochen mindestens eine Außenfläche mit mindestens einer entmineralisierten Zone aufweist und der genannte Knochen einen nicht-mineralisierten Kern besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die entmineralisierte Zone der Außenfläche des Knochens ca. 100 bis ca. 2000 Mikron dick ist, wobei die Fusionsvorrichtung mindestens eine nicht-entmineralisierte Zone aufweist, die durch Konfigurieren mindestens eines Teils der entmineralisierten Zone bereitgestellt wird. Vertebral interbody fusion device comprising a monolithic section of bone, which is configured to bridge a space which is selected from a group comprising an intervertebral space between adjacent vertebrae and a space between non-adjacent vertebrae, said bone at least an outer surface with at least one demineralized zone and having said bone has a non-mineralized core, characterized in that the demineralized zone of the outer surface of the bone about 100 to about 2000 microns thick, the fusion device having at least one non-demineralized zone, provided by configuring at least a portion of the demineralized zone.
  21. Fusionsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eines der Merkmale (i) bis (iii) aufweist: (i) der Knochen wird aus einer Gruppe ausgewählt, die aus körpereigenen Knochen, körperfremden Knochen, xenogenen Knochen und transgenen Knochen besteht, oder (ii) der Knochen wird von einem Knochen erhalten, der aus einer Gruppe ausgewählt wird, die Femurdiaphyse, Tibiadiaphyse, Fibuladiaphyse, Humerusdiaphyse, Ulnadiaphyse, Radiusdiaphyse, Femurmetaphyse, Tibiametaphyse, Fibulametaphyse, Ulnametaphyse, Radiusmetaphyse, Phalangen, Verbindungen derselben und Zusammensetzungen derselben umfasst, oder (iii) mit mindestens einer Geometrie, die aus einer Gruppe ausgewählt wird, die Gewindebohrungen, Aufnahmebohrungen, sechseckförmige Aussparungen, konkave Oberflächen, konvexe Oberflächen, abgestufte Oberflächen, zylindrische Dübel, kortikale Ringe, Keile, Blöcke, Schrauben und Stifte umfasst The fusion device according to claim 20, characterized in that they to (iii) comprises at least one of the features (i): (i) the bone is selected from the group consisting of, exogenous bone, xenogenic bone, and transgenic bone consists of endogenous bone, or (ii) the bone is obtained from a bone that is selected from the group consisting of femoral diaphysis, tibial diaphysis, fibula, humeral diaphysis, Ulnadiaphyse, Radiusdiaphyse, femoral metaphysis, tibial metaphysis, Fibulametaphyse, Ulnametaphyse, radial metaphysis, phalanges, the same compounds and compositions comprising the same, or (iii) having at least a geometry selected from the group consisting of threaded holes, receiving holes, hex shaped recesses, concave surfaces, convex surfaces, stepped surfaces, cylindrical dowels, cortical rings, wedges, blocks, screws and pins
  22. Fusionsvorrichtung nach Anspruch 21, Teil (iii), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Geometrien im wesentlichen nicht-entmineralisiert ist. The fusion device according to claim 21, part (iii), characterized in that at least one of the geometries is substantially non-demineralized.
Description  translated from German
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
  • 1. Gebiet der Erfindung 1. Field of the Invention
  • [0001] [0001]
    Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines teilweise entmineralisierten Knochenimplantats. The present disclosure relates to a method for producing a partially demineralized osteoimplant. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein lasttragendes osteogenes Osteoimplantat, das aus einem monolithischen Abschnitt eines kortikalen Knochens hergestellt wird, und auf ein Verfahren zur Herstellung des Osteoimplantats sowie auf ein Verfahren zur Verwendung desselben. In particular, the invention relates to a load-bearing osteogenic osteoimplant, which is produced from a monolithic portion of cortical bone relates, and the same to a method for manufacturing the osteoimplant and a method for use.
  • 2. Stand der Technik 2. Prior Art
  • [0002] [0002]
    Geformte oder ausgeschnittene Knochensegmente wurden allgemein verwendet, um verschiedene medizinische Probleme der chirurgisch-orthopädischen Praxis bei Mensch und Tier zu lösen, und die Anwendung derselben hat sich auch auf das Gebiet der kosmetischen und wiederherstellenden Chirurgie, der zahnwiederherstellenden Chirurgie und andere medizinische Gebiete, einschließlich der Hartgewebschirurgie, ausgeweitet. Shaped or cut bone segments have been widely used to solve various medical problems of surgical and orthopedic surgery in humans and animals, and the application thereof has the well to the field of cosmetic and reconstructive surgery, dental reconstructive surgery and other medical areas, including Hartgewebschirurgie, expanded. Die Verwendung eines Autotransplantats (der Patient selbst liefert das Material), eines Allotransplantats (ein anderes Individuum derselben Spezies liefert das Material), eines Xenotransplantats (ein Individuum einer anderen Spezies liefert das Material) oder eines transgenen Knochens (eine transgene Spezies liefert das Material) ist sowohl in der Human- als auch in der Veterinärmedizin wohlbekannt. The use of an autograft (the patient himself supplies the material), an allograft (another individual of the same species provides the material), a xenograft (an individual of another species provides the material) or a transgenic bone (a transgenic species provides the material) is well known in both human and in veterinary medicine. Insbesondere ist von transplantierten Knochen bekannt, dass sie Verstärkung liefern, die Heilung befördern, Knochenhohlräume füllen, Knochenelemente trennen (wie zB Wirbelkörper), die Fusion verbessern (die Knochen werden veranlasst, zu einer einzigen soliden Masse zusammenzuwachsen) oder Bruchstellen zu stabilisieren. In particular, it is known from transplanted bone that they provide amplification, promote healing, fill bony voids, bone elements separate (like vertebrae), improve the fusion (bone are caused to grow together into one solid mass) or to stabilize fractures. In jüngerer Zeit wurden behandelte Knochen zu Formen entwickelt, um sie in neuen chirurgischen Anwendungen oder als neues Material für Implantate zu verwenden, welche historisch aus nichtbiologischen Materialien abgeleitet wurden. More recently, bone treated have been developed into shapes to use in new surgical applications, or as new materials for implants that were historically derived from non-biological materials.
  • [0003] [0003]
    Osteoimplantate gibt es in einer Vielzahl von Formen und Größen, einschließlich geschnittener Querschnitte, zylindrischer Dübel, kortikaler Ringe, länglicher Stege, Keile, Blöcke, Schrauben, Stifte usw., ebenso wie zusammengesetzte Implantate, die aus zwei oder mehreren Knochenteilen zusammengesetzt werden, wie zB im US-Patent Nr. 5.899.939, erteilt an Boyce et al., US-Patent Nr. 6.025.538, erteilt an Yaccarino, III, US-Patent Nr. 6.123.731, erteilt an Boyce et al, und US-Patent Nr. 6.200.347 B1, erteilt an Anderson et al., beschrieben. Osteoimplants are available in a variety of shapes and sizes, including cut cross-sections, cylindrical dowels, cortical rings, elongated ridges, wedges, blocks, screws, pins, etc., as well as composite implants which are composed of two or more bone parts, such as in US Pat. No. 5,899,939, issued to Boyce et al., US Pat. No. 6,025,538, issued to Yaccarino, III, US Pat. No. 6,123,731, issued to Boyce et al, and US- Pat. No. 6,200,347 B1, issued to Anderson et al., described. Osteoimplantate werden in einer Vielzahl von verschiedenen chirurgischen Verfahren verwendet, einschließlich Reparaturen von Knochenbrüchen, Verfahren zur Versteifung der Wirbelsäule, Sehneninstandsetzung, in der kosmetischen Chirurgie usw. Osteoimplantate weisen üblicherweise Eingriffsstrukturen, die mit ihnen als integraler Bestandteil für lösbaren Eingriff eines Implantatinsertionswerkzeuges geformt werden, auf, um die Insertion des Osteoimplantats am Implantatort zu erleichtern. Osteoimplants are used in a variety of different surgical procedures, including repair of bone fractures, methods for stiffening of the spinal column, tendon repair, in cosmetic surgery, etc. osteoimplants typically have engagement structures that are formed with them as an integral component for releasable engagement of a Implantatinsertionswerkzeuges on in order to facilitate the insertion of the osteoimplant at the implant. Eine solche Eingriffsstruktur kann eine Gewindebohrung, mehrere Bohrungen, eine sechseckige Aussparung, eine Aussparung von unregelmäßiger Form usw. umfassen. Such an engagement structure, a threaded bore, a plurality of bores, a hexagonal recess, a recess of irregular shape, etc. include. Für die genaue Insertion des Osteoimplantats im Operationsfeld ist es wichtig, dass enge Toleranzen zwischen dem Implantatinsertionswerkzeug und der Eingriffsstruktur des Osteoimplantats beachtet werden. For the exact insertion of the osteoimplant in the operating field, it is important that close tolerances between the Implantatinsertionswerkzeug and the engagement structure of the osteoimplant to be observed.
  • [0004] [0004]
    Applikationen von Knochentransplantaten unterscheiden sich durch die Gegebenheiten der entsprechenden Skelettstelle. Applications of bone grafts differ in the conditions of the corresponding skeletal site. Bestimmte Anwendungen erfordern ein "strukturiertes Transplantat", bei dem eine Funktion des Transplantats ist, der betreffenden Stelle mechanische und strukturelle Verstärkung zu geben. Certain applications require a "structured graft" in which one function of the graft is to give the body concerned mechanical and structural reinforcement. Solche Transplantate enthalten einen wesentlichen Anteil an mineralisiertem Knochengewebe, um die Stärke, die für das Tragen von Lasten benötigt wird, bereitzustellen. Such grafts contain a substantial portion of mineralized bone tissue to provide the strength that is required for supporting the load. Anwendungsbeispiele, welche ein "strukturiertes Transplantat" erfordern, umfassen zwischengeschaltete Transplantate, Spondylodese, Gelenkplatten, Gelenkfusionen, Rekonstruktionen großer Knochen usw. Andere Anwendungen erfordern ein "osteogenes Transplantat", bei dem eine Funktion des Transplantats ist, das Wachstum von neuem Knochengewebe an Ort und Stelle zu verbessern oder zu beschleunigen. Examples of applications that require a "structured graft" include intermediary grafts, spinal fusion, joint plates, joint fusions, reconstruction of large bone, etc. Other applications require a "osteogenic graft", which is a function of the graft is the growth of new bone in place to improve site or accelerate. Solche Transplantate beinhalten einen wesentlichen Anteil an entmineralisiertem Knochengewebe, um die Osteoinduktivität, die für das Wachstum des neuen Knochengewebes notwendig ist, zu verbessern. Such grafts contain a substantial proportion of demineralized bone tissue to improve the osteoinductivity, which is necessary for the growth of new bone tissue. Anwendungsbei spiele, bei denen ein osteogenes Transplantat erforderlich ist, umfassen das Füllen von Zwischenräumen, Spondylodesen, Gelenkfusionen usw. Transplantate können auch andere positive biologische Eigenschaften besitzen, wie zB als Transportmittel für bioaktive Substanzen zu dienen. Application examples games, in which an osteogenic graft is necessary to include the filling of spaces, spinal fusion, joint fusions, etc. grafts may also have other beneficial biological properties, such as to serve as a vehicle for bioactive substances. Bioaktive Substanzen umfassen physiologisch oder pharmakologisch aktive Substanzen, die lokal oder systemisch im Wirt wirken. Bioactive substances include physiologically or pharmacologically active substances that act locally or systemically in the host.
  • [0005] [0005]
    Wenn in Osteoimplantaten ein mineralisierter Knochen verwendet wird, beruht dies hauptsächlich auf seiner inhärenten Stärke, dh seiner Eigenschaft, am Empfängerort Lasten zu tragen. If a mineralized bone is used in osteoimplants, this is mainly due to its inherent strength to carry that his property, at the receiver loads. Die biomechanischen Eigenschaften von Osteoimplantaten nach ihrer Implantation werden durch zahlreiche Faktoren bestimmt, einschließlich des spezifischen Ortes, aus dem der Knochen entnommen wurde, um das Osteoimplantat herzustellen, des Alters, des Geschlechts und der physikalischen Eigenschaften des Spenders und des Verfahrens, das gewählt wurde, um den Knochen vor der Implantation zu präparieren, zu konservieren und zu lagern, ebenso wie der Art der Belastung, der das Transplantat ausgesetzt ist. The biomechanical properties of osteoimplants after their implantation can be determined by many factors, including the specific location from which the bone was removed to produce the osteoimplant, age, sex and physical properties of the donor and the method was chosen to prepare around the bone before the implantation to preserve and store, as well as the type of load which is subjected to the graft.
  • [0006] [0006]
    Strukturierte Osteoimplantate werden üblicherweise durch Verarbeitung und anschließendes mechanisches Bearbeiten oder sonstiges Formen von kortikalen Knochen hergestellt, die zu Transplantationszwecken entnommen wurden. Structured osteoimplants are usually prepared by processing and subsequent mechanical machining or other forms of cortical bone, which were taken for transplantation. Ein kortikaler Knochen kann in eine große Vielzahl von Konfigurationen je nach der besonderen Anwendung des strukturierten Osteoimplantats konfiguriert werden. A cortical bone can be configured in a wide variety of configurations depending on the particular application of the structured osteoimplant. Strukturierte Osteoimplantate werden häufig mit komplizierten Geometrien bereitgestellt, dh eine Reihe von Stufen, konkaven oder konvexen Oberflächen, sich verjüngenden Oberflächen, flachen Oberflächen, Oberflächen für den Eingriff mit entsprechenden Oberflächen von benachbarten Knochen, Werkzeugen, oder Implantaten, sechseckförmigen Aussparungen, Gewindebohrungen, Riffelungen usw. Structured osteoimplants are often provided with complicated geometries, ie a number of stages, concave or convex surfaces, tapered surfaces, flat surfaces, surfaces for engagement with corresponding surfaces of adjacent bones, tools, or implants, hexagonal recesses, threaded holes, corrugations themselves, etc. ,
  • [0007] [0007]
    Ein mit vielen strukturierten Osteoimplantaten verbundenes Problem ist, dass sie durch Remodulieren und Ersatz des Gewebes des Wirts niemals vollständig einwachsen werden. One problem associated with many structured osteoimplants problem is that they are never completely grow by remodulating and replacement of the tissue of the host. Dies beruht teilweise auf der Schwierigkeit, dass das Blut des Wirts in den kortikalen Knochen eindringt. This is partly due to the difficulty that the blood of the host enters the cortical bone. Außerdem ist nicht entmineralisierter Knochen nicht osteoinduktiv. It is also not osteoinductive demineralized bone not. Da die Wiederherstellung ein durch Zellen beförder ter Prozess ist, ist toter (nicht-zellulares Transplantat, Allotransplantat oder Xenotransplantat) Knochen nicht in der Lage, sich selbst wiederherzustellen. Because recovery is a beförder by cells ter process is dead (non-cellular graft, allograft or xenograft) bone will not be able to restore itself. Wenn das Transplantat von Zellen des Wirts durchdrungen und Gewebe des Wirts ausgebildet wird, dann ist das Transplantat zur Reparatur fähig. If the transplant of cells of the host penetrated and host tissue is formed, then the graft for repair is capable of. Es wurde beobachtet, dass Schäden durch Ermüdung üblicherweise das Ergebnis eines Zusammenspiels von nicht reparierten Schäden im Gewebe sind. It was observed that damage due to fatigue are usually the result of an interaction of unrepaired damage in the tissue. Deshalb kann der Körper in dem Maße, wie das Implantat vom Körper angenommen wird und durch lebendes Knochengewebe des Wirts ersetzt wird, den Schaden erkennen und reparieren, wodurch einem Versagen wegen Ermüdung vorgebeugt wird. Therefore, the body can be in the extent that the implant is accepted by the body and is replaced by living bone tissue of the host, detect and repair, thereby a failure due to fatigue is prevented the damage. Bei Anwendungen, bei denen die Bedingungen des mechanischen Lasttragens des Osteoimplantats eine Herausforderung darstellen, zB intervertebrale Wirbelsäulenimplantate zur Spondylodese, kann das Unterbleiben eines im wesentlichen vollständigen Ersatzes durch Knochengewebe des Wirts das Osteoimplantat dadurch zerstören, dass es im Implantatmaterial wiederholten Belastungen und kumulierten nicht reparierten Schäden des Gewebes (mechanische Ermüdung) ausgesetzt wird. In applications where the conditions of mechanical load transmitting the osteoimplant be a challenge, such as intervertebral spinal implants for spinal fusion, the omission of a substantially complete replacement, the osteoimplant can destroy by bone tissue of the host by the fact that it is not repaired in the implant material repeated loading and cumulative damage of the tissue (mechanical fatigue) is exposed. Somit ist es sehr wünschenswert, dass das Osteoimplantat die Fähigkeit besitzt, eine Last sofort zu stützen und in der Lage ist, diese Last allmählich auf das Knochengewebe des Wirts zu übertragen, wobei es das Implantat remoduliert. Thus, it is highly desirable that the osteoimplant possesses the ability to support a load and is immediately able to transfer this load gradually to the bone tissue of the host, wherein remodulated the implant.
  • [0008] [0008]
    Wie oben erwähnt, ist Entmineralisierung eine bekannte Technik zur Beförderung des Prozesses des Einwachsens von Osteoimplantaten. As mentioned above, demineralization is a known technique for the transport of the process of the ingrowth of osteoimplants. Das Verfahren der Entmineralisierung von Knochentransplantaten ist an sich bekannt. The process of demineralization of bone grafts is known per se. Diesbezüglich wird auf Lewandrowski et al., J. Biomed Materials Res, 31, Seiten 365 – 372 (1996); In this regard, on Lewandrowski et al, J. Biomed Materials Res, 31, pages 365-372 (1996). Lewandrowski et al., Calcified Tiss. Lewandrowski et al., Calcified Tiss. Int., 61, Seiten 294 – 297 (1997); Int., 61, pages 294-297 (1997); Lewandrowski et al., J. Ortho. Lewandrowski et al., J. Ortho. Res., 15, Seiten 748 – 756 (1997) verwiesen. Res., 15, pages 748-756 (1997) referred to. Jedoch hat der Stand der Technik die Notwendigkeit, ein entmineralisiertes Osteoimplantat mit ausreichend mineralisierten Bereichen für den Eingriff von Insertionsinstrumenten bereitzustellen, nicht behandelt. However, the prior art has the need to provide a demineralized osteoimplant mineralized with sufficient areas for the engagement of Insertionsinstrumenten, not treated.
  • [0009] [0009]
    Die Entmineralisierung von Knochen beispielsweise unter Verwendung einer kontrollierten Säurebehandlung verbessert die osteoinduktiven Eigenschaften des Osteoimplantats. The demineralization of bone, for example, using a controlled acid treatment improves the osteoinductive properties of the osteoimplant. Entmineralisierung verleiht dem Osteoimplantat auch einen gewissen Grad an Flexibilität. Demineralization gives the osteoimplant also a certain degree of flexibility. Das Entfernen von Mineralkomponenten des Kno chens verringert jedoch signifikant die mechanische Festigkeit des Knochengewebes. However, the removal of mineral components of bone Chen significantly reduces the mechanical strength of the bone tissue. Siehe Lewandrowski et al., Clinical Ortho. See Lewandrowski et al., Clinical Ortho. Rel.Res., 317, Seiten 254 – 262 (1995). . Rel.Res, 317, pages 254-262 (1995). Die Entmineralisierung opfert einen Teil der lasttragenden Fähigkeit von mineralisierten kortikalen Knochen und ist demzufolge nicht für alle Osteoimplantat-Ausführungen geeignet. The demineralization sacrifices a portion of the load-bearing capacity of mineralized cortical bone and are thus not suitable for all osteoimplant versions. Ein weiterer Nachteil des Entmineralisierungsverfahrens ist die Wahrscheinlichkeit, dass Veränderungen in den Abmessungen des Osteoimplantats auftreten. Another disadvantage of the Entmineralisierungsverfahrens is the probability that changes occur in the dimensions of the osteoimplant. Die Entmineralisierung von Knochen wird üblicherweise zu Knochen mit leicht kleineren Abmessungen führen. The demineralization of bone is usually lead to bone with slightly smaller dimensions. Solche Veränderungen in den Abmessungen können es schwierig gestalten, einen konfigurierten Teil mit einem chirurgischen Instrument, anderen Implantaten oder dem vorbereiteten Operationsfeld mechanisch in Eingriff zu bringen. Such changes in the dimensions can make it difficult to get a part configured with a surgical instrument, other implants or the prepared surgical field mechanically engaged.
  • [0010] [0010]
    Dementsprechend gibt es das Erfordernis eines verbesserten Verfahrens für die Entmineralisierung eines Osteoimplantats, um eine verbesserte biologische Reaktion auf das Implantat zu erreichen und gleichzeitig einen mineralisierten Teil des Osteoimplantats, der mechanische Kräfte aushalten kann, und/oder enge Toleranzen für das Insertionsinstrument und/oder den Implantationsort aufrechtzuerhalten. Accordingly, there is the need for an improved process for the demineralization of an osteoimplant in order to achieve an enhanced biological response to the implant and at the same time a mineralized part of the osteoimplant which can withstand mechanical forces and / or tight tolerances on the insertion instrument and / or implantation maintain. Eine vollständige Mineralisierung kann für die Teile eines Osteoimplantats besonders wichtig sein, die die größten mechanischen Lasten auszuhalten haben, wie zB die Eingriffsstrukturen des Osteoimplantats. Complete mineralization may be particularly important for the parts of a osteoimplant which have to withstand the highest mechanical loads, such as the engagement structures of the osteoimplant. Bei bestimmten Ausführungsbeispielen sind diese Zonen gegenüber dem Entmineralisierungsprozess abgeschirmt. In certain embodiments, these zones are shielded from the demineralization process. In anderen Ausführungsbeispielen wird ein entmineralisierter Teil des Osteoimplantats beispielsweise durch Konfigurieren entfernt, um den mineralisierten Teil unter dem entmineralisierten Oberflächenbereich freizulegen. In other embodiments, a portion of the demineralized osteoimplant is removed, for example, by configuring to expose the mineralized part under the demineralized surface area.
  • [0011] [0011]
    Es wäre vorteilhaft, wenn ein Oberflächen-entmineralisiertes lasttragendes osteoinduktives Osteoimplantat durch ein einfaches Verfahren effizient und präzise hergestellt werden könnte. It would be advantageous if a surface demineralized osteoinductive osteoimplant load bearing could be produced by a simple procedure efficiently and accurately. Die Verwendung eines solchen Osteoimplantats in lasttragenden Verfahren, wie zB Gelenkplatten-Revisionen, Gelenkfusionen, Spondylodesen, Rekonstruktionen von langen Knochen usw., würde dem Empfänger des Implantats ein günstiges Ergebnis bringen. The use of such a load-bearing osteoimplant in procedures such as joint plates revisions, joint fusions, spinal fusion, reconstructions of long bones, etc., would the recipient of the implant bring a favorable result.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
  • [0012] [0012]
    Ein Verfahren zur Herstellung eines oberflächen-entmineralisierten osteoinduktiven Osteoimplantats wird bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst: Entmineralisieren eines Teil oder der gesamten wenigsten einen Oberfläche eines monolithischen Abschnittes des Knochens bis zu einer Tiefe von mindestens ca. 100 Mikron und Konfigurieren des monolithischen Knochenabschnitts, um ein Osteoimplantat, das eine Außenfläche besitzt, die mindestens eine entmineralisierte Zone und eine nicht-entmineralisierte Zone aufweist, bereitzustellen. A process for producing a surface-demineralized osteoinductive osteoimplant is provided, comprising the steps of: demineralizing a part or the whole least one surface of a monolithic section of bone to a depth of at least about 100 microns and configuring the monolithic section of bone to an osteoimplant possessing an outer surface, the at least one demineralized zone and a non-demineralized zone having to provide.
  • [0013] [0013]
    Ein entsprechend dem obigen Verfahren hergestelltes Implantat zeigt verbesserte Osteoinduktion, ohne irgendeine nicht erwünschte klinisch signifikante Verringerung der Festigkeit zu erzeugen. An implant produced according to the above process shows improved osteoinduction, without producing any undesirable clinically significant reduction in strength. Weitere Ausführungsbeispiele des obigen Verfahrens stellen Verfahren zur Konfigurierung dar, zB Schneiden, mechanisches Bearbeiten oder Formen des Osteoimplantats, entweder vor und/oder nach der Entmineralisierung, um je nach beabsichtigter Anwendung ein Osteoimplantat mit wünschenswerten Eigenschaften bereitzustellen. Further embodiments of the above method provide methods for configuring is, for example, cutting, mechanical machining or molding of the osteoimplant, either before and / or after the demineralization to provide an osteoimplant having desirable properties depending on the intended application. Es werden jedoch noch weitere Ausführungsbeispiele dieses Verfahrens bereitgestellt, die für eine selektive Abdeckung von Bereichen des Knochens vor der Entmineralisierung vorgesehen sind, um bei bestimmten Knochenabmessungen jedwede unerwünschte Veränderung zu verhindern und um gleichzeitig über die Fähigkeit zu verfügen, die osteonduktiven/lasttragenden Eigenschaften von bestimmten Teilen des Osteoimplantats entsprechend dem beabsichtigten Einsatz des Osteoimplantats maßgeschneidert anzupassen. However, still further embodiments of this method are provided, which are provided for selective coverage of areas of the bone prior to demineralization in order to prevent the effects of certain bone dimensions any undesirable change and to have at the same time the ability to the osteonduktiven / load bearing properties of certain parts of the osteoimplant adapt tailored according to the intended use of the osteoimplant. Ein entsprechend dieser Ausführungsform vorbereitetes Implantat weist auch eine mineralisierte Zone und eine entmineralisierte Zone auf, jedoch wird eine mineralisierte Zone sowohl auf der Oberfläche des Implantats als auch im inneren Kern des Implantats vorgesehen. An implant prepared according to this embodiment also includes a mineralized zone and a demineralized zone, however, a mineralized zone is provided both on the surface of the implant and in the inner core of the implant.
  • [0014] [0014]
    Es wird auch ein aus einem monolithischen Knochenabschnitt hergestelltes oberflächen-entmineralisiertes osteoinduktives Osteoimplantat bereitgestellt, das mindestens eine Außenfläche aufweist, die mindestens eine entmineralisierte Zone und einen nicht-entmineralisierten Kern besitzt, bei dem die entmineralisierte Zone der Außenfläche des Knochens mindestens eine Stärke von ca. 100 Mikron dick aufweist. There is also provided a member made of a monolithic section of bone surface demineralized osteoinductive osteoimplant having at least one outer surface possessing at least one demineralized zone and a non-demineralized core, wherein the demineralized zone of the outer surface of the bone, at least a thickness of about 100 microns thick.
  • [0015] [0015]
    Es wird auch eine aus einem monolithischen Knochenabschnitt hergestellte vertebrale interkorporelle Fusionsvorrichtung bereitgestellt, die in der Weise konfiguriert ist; There is also provided a vertebral interbody fusion device manufactured from a monolithic bone section that is configured in such a way; dass sie einen intervertebralen Raum zwischen angrenzenden Wirbeln überbrückt oder einen intervertebralen Raum von nicht angrenzenden Wirbeln überbrückt, wobei die Körper der betroffenen Wirbel in ihrer Stützfunktion durch das Transplantat ersetzt werden. that it bridges a intervertebral space between adjacent vertebrae or intervertebral bridges a space of non-adjacent vertebrae, the body of the affected vertebrae in its support function replaced by the graft. Der Knochen weist mindestens eine Außenfläche mit mindestens einer entmineralisierten Zone auf, um mit dem benachbarten Wirbel in Kontakt zu kommen. The bone has at least an outer surface with at least one demineralized zone to come into contact with the adjacent vertebrae. Der Knochen weist auch einen nicht entmineralisierten Kern auf, um Lasttragen bereitzustellen. The bone also includes a non-demineralized core, to provide load carrying. Die entmineralisierte Zone der Außenfläche des Knochens ist mindestens ca. 100 Mikron dick. The demineralized zone of the outer surface of the bone is at least about 100 microns thick.
  • [0016] [0016]
    Des weiteren wird die Verwendung zur Beförderung der Gelenkfusion bei einem Tier, welches dies benötigt, bereitgestellt. Further, the use for the delivery of joint fusion in an animal in need thereof which provided. Das Verfahren beinhaltet die Implantation eines aus Knochen hergestellten lasttragenden osteoinduktiven Osteoimplantats, welches eine Außenfläche aufweist, die mindestens eine entmineralisierte Zone und eine nicht-entmineralisierte Zone aufweist. The method includes the implantation of a bone made from load-bearing osteoinductive osteoimplant comprising an outer surface having at least one demineralized zone and a non-demineralized zone. Die entmineralisierte Zone der Außenfläche des Knochens ist mindestens ca. 100 Mikron dick. The demineralized zone of the outer surface of the bone is at least about 100 microns thick.
  • [0017] [0017]
    Des weiteren wird die Verwendung zur Behandlung eines Knochendefekts bei einem Tier, welches dies benötigt, bereitgestellt. Further, the use for treating a bone defect in an animal in need thereof which is provided. Das Verfahren besteht aus der Anwendung eines aus Knochen hergestellten osteoinduktiven Osteoimplantats, welches eine Außenfläche aufweist, die mindestens eine entmineralisierte Zone und eine nicht-entmineralisierte Zone aufweist. The method consists of the application of a osteoinductive osteoimplant made of bone having an outer surface which has at least one demineralized zone and a non-demineralized zone. Die entmineralisierte Zone der Außenfläche des Knochens ist mindestens ca. 100 Mikron dick. The demineralized zone of the outer surface of the bone is at least about 100 microns thick. Das Osteoimplantat wird auf die beschädigte Stelle in der Weise aufgebracht, dass die Oberfläche des Osteoimplantats mit der Oberfläche der beschädigten Knochenstelle übereinstimmt. The osteoimplant is applied to the damaged area in such a way that the surface of the osteoimplant coincides with the surface of the damaged bone site.
  • [0018] [0018]
    Des weiteren wird ein Osteoimplantat-Implantationsset bereitgestellt, welches ein Osteoimplantat und ein Einsetzinstrument enthält, das für das Einsetzen des Osteoimplantats während eines chirurgischen Eingriffs nützlich ist. Furthermore, an osteoimplant-A kit is provided which contains an osteoimplant and an insertion instrument which is useful for the insertion of the osteoimplant during a surgical procedure. Das Osteoimplantat kann in einer vorsterilisierten, vorverpackten vom Einsetzinstrument gehaltenen Form bereitgestellt werden, die verwendet werden kann, ohne dass es im Instrument neu positioniert werden muss. The osteoimplant can be provided in a pre-sterilized, pre-packaged by the insertion held form that can be used without having to be re-positioned in the instrument. Das Implantationsinstrument trägt das Osteoimplantat so, dass Schäden am Osteoimplantat vor und während der chirurgischen Implantation vermieden werden. The implantation instrument carries the osteoimplant so that damage to the osteoimplant before and avoided during surgical implantation. Das Instrument gestattet es dem Chirurgen auch, das Osteoimplantat während der Implantation sicher zu halten und leicht an der geeigneten Stelle einzusetzen. The instrument also allows the surgeon to hold the osteoimplant during implantation safe and easy to insert in the proper location.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE SEVERAL VIEWS OF THE DRAWINGS
  • [0019] [0019]
    Die The 1 1 bis to 6 6 stellen verschiedene, nicht einschränkende Beispiele des Osteoimplantats dar. illustrate various, non-limiting examples of the osteoimplant.
  • [0020] [0020]
    Die The 1 1 und and 2 2 zeigen ein aus einer langen Knochendiaphyse hergestelltes kegelförmiges Osteoimplantat, beispielsweise eines allgemein mit show a product made from a long Knochendiaphyse tapered osteoimplant, such as a generally 10 10 bezeichneten Schenkelrings. designated fin ring.
  • [0021] [0021]
    Die The 3 3 und and 4 4 zeigen ein kegelförmiges Osteoimplantat, das aus einem aus einem Teilring, der allgemein mit show a cone-shaped osteoimplant consisting of a part of a ring, with the general 100 100 bezeichnet wird, entnommenen Segment hergestellt wird. is referred to, taken segment is produced.
  • [0022] [0022]
    Die The 5 5 und and 6 6 zeigen ein Osteoimplantat in Form eines mit Gewinde versehenen zylindrischen Dübels, das allgemein mit show an osteoimplant in the form of a threaded cylindrical plug, the generally 200 200 bezeichnet wird. is called. Jedes der obigen Osteimplantate umfasst eine Eingriffsstruktur Each of the above Osteimplantate comprises an engagement structure 12 12 , . 112 112 , . 212 212 für den Eingriff eines Insertionsinstruments, um die Insertion des Osteoimplantats an der Implantationsstelle zu erleichtern. for engaging a Insertionsinstruments to facilitate the insertion of the osteoimplant at the implantation site.
  • [0023] [0023]
    Die The 7 7 und and 8 8 zeigen verschiedene Komponenten, die für die während der Entmineralisierung physisch abzudeckenden Teile des Osteoimplantats verwendet werden können. show various components that can be used for the demineralization during physically covered parts of the osteoimplant.
  • [0024] [0024]
    Die The 9 9 und and 10 10 zeigen das experimentelle Verfahren, welches dazu verwendet wird, die Histomorphometrie des für das hierin beschriebene Osteoimplantat verwendeten Knochens zu bestimmen. show the experimental procedure which is used to determine the bone histomorphometry of the osteoimplant used for the herein described.
  • [0025] [0025]
    11 11 ist eine Graphik, welche die Tiefe der Entmineralisierung des Knochens als Funktion der Zeitdauer darstellt, während der der Knochen einer Entmineralisierungslösung ausgesetzt ist. is a graph illustrating the depth of demineralization of the bone as a function of the time duration during which the bone is subjected to a Entmineralisierungslösung.
  • [0026] [0026]
    Die The 12 12 bis to 18 18 zeigen die Osteoinduktivität des wie hierin beschrieben präparierten Knochens. show the osteoinductive potential of bone prepared as described herein.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • [0027] [0027]
    Die nachstehenden Begriffsbestimmungen sollen, sofern nichts anderes angegeben wird, im weitesten Sinn verstanden werden, und sie dienen dazu, ein klares und konsistentes Verständnis der Beschreibung und der Ansprüche, einschließlich des diesen Begriffen zugeordneten Anwendungsbereichs, zu liefern. The following definitions shall, unless otherwise indicated, are taken in its widest sense, and they serve to provide a clear and consistent understanding of the specification and claims, including these terms associated scope.
  • [0028] [0028]
    Der Begriff "Konfigurieren", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf jedes Verfahren für die mechanische oder chemische Veränderung des räumlichen Aussehens oder der Übereinstimmung eines Osteoimplantats, ohne Einschränkung der eingesetzten spezifischen Geräte. The term "Configure", as used herein, refers to any method for the mechanical or chemical change of the spatial appearance or match an osteoimplant without limitation the specific device used. Demzufolge würden Konfigurationsverfahren eine Vielzahl von Vorgängen, beispielsweise Schneiden, Rasieren, in Scheiben Schneiden, Mahlen, Schleifen, Bohren, Gießen, Formen, Drehen, Meißeln, Auflösen, Ätzen usw., umfassen. Accordingly configuration method would perform many operations such as cutting, shaving, slicing, grinding, grinding, drilling, casting, molding, turning, chiseling, dissolving, etching, etc., include. Jedes und sämtliche Konfigurierungsverfahren werden so betrachtet, dass sie innerhalb des Anwendungsbereichs dieser Offenbarung liegen. Each and every configuration procedure will be considered to be within the scope of this disclosure.
  • [0029] [0029]
    Der Ausdruck "klinisch signifikant", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf das Fehlen jeder unerwünschten Minderung der Festigkeit, die möglicherweise ein negatives Ergebnis bei einem Patienten mit einem wie oben hierin beschrieben an einem Implantatort eingesetzten Osteoimplantat verursachen könnte. The term "clinically significant", as used herein, refers to the absence of any undesirable decrease in strength that could potentially cause a negative result in a patient with a as described herein above osteoimplant used at a implant site. Er soll so verstanden werden, dass eine geringe Minderung der Festigkeit in jedem Teil des Knochens, der entmineralisiert wird, erwartet werden muss. It should be understood that a small decrease in strength needs to be in every part of the bone is demineralized expected. Von einer solchen Minderung der Festigkeit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren würde jedoch erwartet werden, die biologische Reaktion eines Patienten beispielsweise durch Verbesserung der Übereinstimmung des Osteoimplantats mit dem Implantatort zu verbessern. However, it would be expected from such a reduction in strength according to the method of the present invention to improve the biological response of a patient, for example by improving the compliance of the osteoimplant to the implant site. Eine solche verbesserte biologische Reaktion wird in einem nachstehenden Abschnitt dieser Offenbarung detaillierter erörtert werden. Such an improved biological reaction will be discussed in more detail in a following section of this disclosure.
  • [0030] [0030]
    Der Begriff "Osteoimplantat", wie er hierin verwendet wird, soll sich auf jede Implantationsvorrichtung oder jedes Implantationsmaterial beziehen, welches die Knochenbildung oder Knochenheilung unterstützt bzw. verbessert. The term "osteoimplant" as used herein is intended to refer to any implantation device or each implant material, which supports or enhances bone formation or bone healing. Osteoimplantate werden häufig an einer defekten Knochenstelle aufgebracht, die beispielsweise aus einer Verletzung, aus einem Defekt, der während des Verlaufs eines chirurgischen Eingriffs entstand, aus einer Infektion, aus einer bösartigen oder Wachstumsmissbildung resultiert. Osteoimplants are often applied to a broken bone site, resulting for example from an injury from a defect that arose during the course of surgery from an infection from a malignant growth or deformity. Demzufolge werden solche "Osteoimplantate" so betrachtet, dass sie die für die Verwendung bei einer großen Vielfalt von orthopädischen, neurochirurgischen und mund-, kiefer- und gesichtschirurgischen Verfahren, wie zB die Wiederherstellung von einfachen und Doppelfrakturen und Pseudarthrose, externe und interne Fixationen, Rekonstruktionen von Gelenken, wie zB Arthrodesen, allgemeine Arthroplastie, das Auffüllen von Lücken, Diskektomie, Laminektomie, Halsbandscheiben- und Thoraxoperationen, Spondylodesen usw., erforderliche geeignete Größe und Form aufweisen. Accordingly, such "osteoimplants" be considered that it suitable for use in a wide variety of orthopedic, neurosurgical and maxillo-facial surgical procedures, such as the restoration of single and double fractures and nonunion, external and internal fixations, reconstructions have joints, such as arthrodesis, general arthroplasty, the filling of gaps, discectomy, laminectomy, Halsbandscheiben- and thoracic surgery, spinal fusion, etc., required appropriate size and shape. Demzufolge sind die hierin verwendeten Osteoimplantate für Implantationen an einer Knochenstelle bestimmt, werden aus jedem im wesentlichen monolithischen Knochen hergestellt und werden entweder für die Verwendung bei Tier oder Mensch ausgelegt. Accordingly, the terms used herein osteoimplants for implantation in a bone site are intended to be made of any substantially monolithic bone and are either designed for use in animals or humans. Insbesondere ist das für die Verwendung entsprechend dieser Offenbarung geeignete Osteoimplantat jedes Osteoimplantat, welches im wesentlichen aus einem monolithischen Knochenabschnitt hergestellt wurde. In particular, the each osteoimplant, which was prepared essentially from a monolithic bone section for use in accordance with this disclosure, suitable osteoimplant.
  • [0031] [0031]
    Der Ausdruck "monolithischer Knochen", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf ein relativ großes Stück eines menschlichen oder tierischen Knochens, dh Knochenstücke, Autotransplantate, Allotransplantate, xenogene oder transgene Transplantate, welche eine Größe und Zusammensetzung aufweisen, die sie befähigt, der Art von mechanischen Lasten zu widerstehen, denen funktionierende Knochen, wie zB kortikale Knochen, normalerweise ausgesetzt sind. The term "monolithic bone", as used herein, refers to a relatively large piece of a human or animal bone, ie bone pieces, autografts, allografts, xenogenic or transgenic grafts which have a size and composition, which enables them to the Art to withstand mechanical loads, which are normally exposed functioning bone, such as cortical bone. Ferner soll der Ausdruck "monolithischer Knochen" so verstanden werden, dass er sich auf vollständig mineralisierte Knochen bezieht, dh Knochen mit einem vollständig natürlichen Grad an mineralischen Bestandteilen, und auf solche Knochen, die in geringerem Umfang entmineralisiert wurden, dh bis zu einem Grad, welcher die ursprüngliche mechanische Festigkeit des Knochens um nicht mehr als ca. 50 Prozent mindert. Furthermore, the term "monolithic bone" to be understood as referring to fully mineralized bone, ie bone, with a completely natural degree of mineral components, and in such a bone that were demineralized to a lesser extent, ie, to a degree which reduces the original mechanical strength of the bone by no more than about 50 percent. Der monolithische Knochen kann als einzelnes integrales Knochenteil bereitgestellt werden, vorzugsweise als kortikospongiöser Knochen, weiter vorzugsweise als kortikaler Knochen oder als ein Knochenteil, welcher auf Dauer aus einer Anzahl von kleinen Knochenelementen, wie zB Kompositknochen und/oder zusammengesetzten Knochen, wie diese in den US-Patenten Nr. 5.899.939, 6.025.538, 6.123.731 und 6.200.347 beschrieben werden, zusammengesetzt ist. The monolithic bone can be provided as a single integral bone part, preferably as a cortico-cancellous bone, more preferably as cortical bone or a bone part, which in the long term of a number of small bones elements such as Kompositknochen and / or composite bone, such as those described in U.S. Patent Nos. 5,899,939, 6,025,538 are, 6,123,731 and 6,200,347 describe is composed. Obwohl monolithische Knochen Faktoren enthalten können, die osteogen sind, können monolithische Knochen auch zusätzliche Materialien enthalten, wie dies beispielsweise im US-Patent Nr. 5.290.558 offenbart wird, welche nach seiner Rehydrierung im Knochen verbleiben und zum Zeitpunkt der Implantation vorhanden sein werden. Although monolithic bone can contain factors that are osteogenic, monolithic bone may also contain additional materials, as for example in US Pat. No. 5,290,558 is disclosed which will remain after rehydration in his bones and be present at the time of implantation. Monolithische Knochen können demzufolge sowohl Autotransplantat, Allotransplantat, xenogene und transgene Materialien als auch Mischungen derselben aufweisen. Monolithic bone can therefore have the same both autograft, allograft, xenogenic and transgenic materials as well as mixtures. Weil Knochen selbst kleine Poren und Kanäle enthalten, kann der hier verwendete monolithische Knochen in ähnlicher Weise Poren und Kanäle enthalten, ob sie natürlich vorhanden sind oder durch mechanische Mittel, wie zB durch Bohren, Lasern, usw., geformt werden. Because bones contain even small pores and channels, the monolithic bone used herein may similarly contain pores and channels, whether they are naturally present or by mechanical means, such as are formed by drilling, lasers, etc. eg.
  • [0032] [0032]
    Der Begriff "lasttragend", wie er hierin verwendet wird, soll so verstanden werden, dass er die Fähigkeit Verstärkung einer Kraft bedeutet, wie sie üblicherweise an eine Transplantatstelle angelegt wird. The term "load-bearing", as used herein, shall be understood to mean the ability of a force amplification, as is commonly applied to a graft site. Das hierin beschriebene Osteoimplantat wird als lasttragend betrachtet, auch wenn Teile des Implantats, beispielsweise entmineralisierte Bereiche, durch die an dem Implantatort angelegte Kraft verformt werden. The osteoimplant described herein is considered to be load bearing, even if parts of the implant, such as demineralized areas are deformed by the voltage applied to the implant site power. Natürlich ist dem Fachmann bekannt, dass sämtliche Materialien potentiell durch Kräfte verformbar sind. Of course, the expert knows that all materials are potentially deformable by forces. Jedoch würde der Umfang der Verformung als Ergebnis der gleichen Kraft, die an einen mineralisierten und entmineralisierten Knochen angelegt wird, weitgehend unterschiedlich sein und würde im mineralisierten Knochen nicht einfach zu messen sein. However, the extent of deformation would be as a result of the same force that is applied to a mineralized and demineralized bone, and would vary widely across the mineralized bone not be easy to measure.
  • [0033] [0033]
    Der Ausdruck "Eingriffsbereiche" und Ausdrücke ähnlicher Bedeutung verstehen sich als Bezugnahme auf solche Bereiche des Osteoimplantats, die im wesentlichen entweder durch Abdecken vor der Entmineralisierung und/oder Konfigurieren eines entmineralisierten Bereiches, um einen mineralisierten Bereich darunter freizulegen, mineralisiert sind, und sind für die lösbare Verbindung mit einem Befestigungsteil eines Insertionsinstruments vorgesehen bzw. verbleiben in Dauerkontakt mit einem anderen Implantat oder einer Implantatvorrichtung im Operationsfeld. The term "intervention areas" and words of similar import are quoted as referring to those areas of the osteoimplant that are substantially either by covering prior to demineralization and / or configuration of a demineralized region to expose a mineralized area below, mineralized, and for the releasable connection is provided with a fastening part of a Insertionsinstruments and remain in permanent contact with another implant or implant device at the surgical site.
  • [0034] [0034]
    Der Begriff "biokompatibel" und Ausdrücke ähnlicher Bedeutung sollen so verstanden werden, dass sie das Fehlen einer Stimulation einer nicht akzeptierbaren biologischen Reaktion auf ein Implantat bedeuten und wird von einer leichten, transienten Entzündungs- und/oder Granulationsreaktion, welche eine Implantation von hauptsächlich fremden Objekten in einen lebenden Organismus begleiten kann, unterschieden und ist auch mit der normalen Heilungsreaktion verbunden. The term "biocompatible" and expressions of similar import shall be understood to mean the absence of a stimulation of an unacceptable biological response to an implant and is a slight, transient inflammation and / or Granulationsreaktion which an implantation of foreign objects mainly can assist in a living organism, distinguished and is also associated with the normal healing response. Für die Erfindung nützliche Materialien sind biokompatibel, wenn sie zum Zeitpunkt der Implantation in einer solch ausreichend geringen Konzentration vorhanden sind, dass die oben definierte Bedingung erfüllt ist. Useful for the invention are biocompatible materials, if they are present at the time of implantation in a sufficiently low concentration such that the above-defined condition is met.
  • [0035] [0035]
    Der Begriff "Autotransplantat", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf Gewebe, das von einem für die Implantation bestimmten Empfänger entnommen wird. The term "autograft", as used herein, refers to tissue that is removed from a particular receiver for implantation. Ein solches Material wird auch dann als Autotransplantat angesehen, wenn es in Gewebekultur präpariert wird. Such material is also regarded as autograft when it is prepared in tissue culture.
  • [0036] [0036]
    Der Begriff "Allotransplantat", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf ein für eine Transplantation bestimmtes Gewebe, das von einem anderen Mitglied der gleichen Spezies wie der dafür bestimmte Empfänger entnommen wird. The term "allograft" as used herein, refers to a particular tissue for transplantation, which is taken from another member of the same species as the recipient for certain.
  • [0037] [0037]
    Der Begriff "xenogen", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf ein für eine Transplantation bestimmtes Material, das von einer Spenderquelle einer anderen Spezies als dem dafür bestimmten Empfänger erhalten wird. The term "xenogeneic", as used herein, refers to a specific material for transplantation, which is obtained from a donor source a species other than the designated receiver. Wenn beispielsweise das Implantat für die Verwendung bei einem Tier, wie zB beim Pferd (Pferdefami lie), bestimmt ist, kann xenogenes Gewebe beispielsweise von einem Rind, einem Schwein, einer Ziege usw. stammend geeignet sein. For example, if the implant for use in an animal, such as in the horse (Pferdefami lie), is determined xenogeneic tissue may for example be suitable to arise from a bovine, pig, goat, etc..
  • [0038] [0038]
    Der Begriff "transgen", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf für eine Transplantation bestimmtes Gewebe, welches von einem Organismus erhalten wird, der genetisch in der Weise verändert wurde, dass er innerhalb seiner Genome bestimmte genetische Sequenzen, welche aus einem Genom einer anderen Spezies erhalten wurden, enthält. The term "transgenic", as used herein, refers to certain tissue for transplantation, which is obtained from an organism which has been genetically modified in such a way that he determined within its genome genetic sequences from a genome of a other species were obtained contains.
  • [0039] [0039]
    Der Begriff "ganz", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf einen Knochen, dessen Mineralgehalt vollständig ist. The term "whole", as used herein, refers to a bone, the mineral content is complete.
  • [0040] [0040]
    Der Begriff "entmineralisiert", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf einen Knochen, welcher weniger als ca. 95 % seines ursprünglichen Mineralgehalts enthält. The term "demineralized" as used herein, refers to a bone, which contains less than about 95% of its original mineral content.
  • [0041] [0041]
    Der Ausdruck "vollständig entmineralisiert", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf einen Knochen, welcher weniger als ca. 5 % seines ursprünglichen Mineralgehalts enthält. The term "fully demineralized" as used herein, refers to a bone, which contains less than about 5% of its original mineral content.
  • [0042] [0042]
    Der Begriff "Säure", wie er hierin verwendet wird, soll sich auf jede Säure oder Mischung von Säuren beziehen, die für die Entmineralisierung von Knochen geeignet sind, vorzugsweise auf Hydrochlorsäure. The term "acid" as used herein is intended to refer to any acid or mixture of acids which are suitable for the demineralization of bone, preferably hydrochloric acid. Andere geeignete Säuren umfassen Ameisensäure, Essigsäure, Peressigsäure, Zitronensäure, Propionsäure und sonstige organische Säuren usw. Geeignete anorganische Säuren umfassen die mineralischen Säuren Hydrochlorsäure, Posphorsäure usw. Chelatoren, wie zB Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) (oder entsprechende Chelatoren, wie zB EGTA), Zitronensäure, Bernsteinsäure, Heparin usw., können verwendet werden, um Kalzium zu chelieren (binden), was die Entmineralisierung von Knochen durch sowohl organische als auch anorganische Säuren unterstützt. Other suitable acids include formic acid, acetic acid, peracetic acid, citric acid, propionic acid and other organic acids, etc. Suitable inorganic acids include the mineral acids hydrochloric acid, Posphorsäure etc. chelators such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) (or corresponding chelators such as EGTA), citric acid acid, succinic acid, heparin, etc. may be used to chelate calcium (bind), which supports the demineralization of bone by both organic and inorganic acids. Geeignete Bereiche von Säurekonzentration würden aufgrund der Stärke der Säure (ihre Fähigkeit, die im Knochen aufgefundenen Mineralsalze zu trennen) und der Temperatur der Entmineralisierungslösung variieren und würden ca. 0,1 Molar bis ca. 10 Molar betragen. Suitable ranges of acid concentration would vary due to the strength of the acid (its ability to separate the found in the bone mineral salts), and the temperature of the Entmineralisierungslösung and would amount to about 0.1 molar to about 10 molar.
  • [0043] [0043]
    Der Begriff "osteogen", wie er hierin verwendet wird, soll so verstanden werden, dass er sich auf die Fähigkeit des Osteoimplantats bezieht, durch einen oder mehrere Mechanismen, wie zB Osteogenese, Osteokonduktion und/oder Osteoinduktion, das Wachstum neuen Knochengewebes zu verbessern oder zu beschleunigen. The term "osteogenic" as used herein shall be understood as referring to the ability of the osteoimplant to enhance through one or more mechanisms such as osteogenesis, osteoconduction and / or osteoinduction, the growth of new bone tissue or to accelerate.
  • [0044] [0044]
    Der Begriff "osteoinduktiv", wie er hierin verwendet wird, soll so verstanden werden, dass er sich auf die Fähigkeit einer Substanz bezieht, Zellen von einem Wirt zu rekrutieren, die das Potential haben, neue Knochen auszubilden und Knochengewebe wiederherzustellen. The term "osteoinductive" as used herein is intended to be understood as referring to the ability of a substance to recruit cells from the host which have the potential to form new bone, and restore the bone tissue. Die meisten osteoinduktiven Materialien können die Bildung von ektopen Knochen in weichem Gewebe anregen. Most osteoinductive materials can stimulate the formation of ectopic bone in soft tissue.
  • [0045] [0045]
    Der Begriff "osteokonduktiv", wie er hierin verwendet wird, soll so verstanden werden, dass er sich auf die Fähigkeit einer nicht-osteoinduktiven Substanz bezieht, als geeignete Schablone oder geeignetes Substrat zu dienen, längs dem der Knochen wachsen kann. The term "osteoconductive" as used herein is intended to be understood as referring to the ability of a non-osteoinductive substance to serve as a suitable template or suitable substrate, can grow along the bone.
  • [0046] [0046]
    Der Knochen ist die harte Form des Bindegewebes, das den größten Teil des Skeletts der meisten Wirbeltiere darstellt. The bone is the hard form of the connective tissue, which represents the largest part of the skeleton of most vertebrates. Er besteht aus einer organischen Komponente (die Zellen und die Matrix) und einer anorganischen oder mineralischen Komponente. It consists of an organic component (the cells and the matrix), and an inorganic or mineral component. Bei der Bearbeitung von für die Implantation bestimmten Knochen wird die Zellenkomponente häufig entfernt, um die Antigenizität des Implantats zu mindern. In the processing of certain bone for implantation of the cell component is often removed in order to reduce the antigenicity of the implant. Die Matrix enthält ein Netzwerk kollagener Fasern und nicht-kollagener Proteine und wird mit der Mineralkomponente durchtränkt, was dem Knochen die Eigenschaft der Festigkeit verleiht. The matrix contains a network of collagen fibers and non-collagenous proteins and is impregnated with the mineral component, which gives the status of the bone strength.
  • [0047] [0047]
    Die mineralisierte Komponente des Knochens ist weitgehend im kortikalen Bereich des Knochens enthalten. The mineralized component of the bone is largely contained in the cortical region of the bone. Dieser Bereich des Knochens enthält frei verzweigte Kanäle, die im ursprünglichen Zustand Blutgefäße, Lymphgefäße und Nerven beinhalten. This area of the bone contains freely branched channels that contain blood vessels, lymph vessels and nerves in original condition. Diese Kanäle werden häufig als Havers-Kanäle bezeichnet. These channels are often called Haversian canals.
  • [0048] [0048]
    Wie oben angegeben werden während des Präparieren des für die Implantation bestimmten Knochens die Zellen häufig entfernt. The cells as indicated above during the preparation of the area for implantation bone removed frequently. Die Entfernung von Zellen führt auch zur Entfernung von Geweben, die im Allgemeinen mit dem Knochen verbunden sind, wie zB Blutgefäßen, Lymphgefäßen, Nerven usw. Der erste Schritt der Bearbeitung des für die Implantation bestimmten Knochens ist aus den US-Patenten Nr. 5.333.626, 5.513.662 und 5.846.484 bekannt und wird in diesen beschrieben. The removal of cells also results in the removal of tissues that are generally associated with the bone, such as blood vessels, lymphatic vessels, nerves etc. The first step of the processing of the particular for the implantation of bone is known from US Patent Nos. 5,333. 626, 5513662 and 5846484 known and is described in this. Das Entfernen dieser Gewebe führt zur Entstehung von im wesentlichen leeren Havers-Kanälen. The removal of these tissues leads to the formation of substantially empty Haversian canals. Dieser Teil des kortikalen Knochens, der aus einem Havers-Kanal und seinen konzentrisch angeordneten Lamellen besteht, wird als ein Osteon bezeichnet. This part of the cortical bone, which consists of a Haversian canal, and its concentrically arranged lamellae is referred to as an osteon. Osteone verlaufen hauptsächlich entsprechend der Längsachse des Knochens und haben üblicherweise einen Durchmesser von ca. 200 μm. Osteons extend mainly according to the longitudinal axis of the bone and typically have a diameter of about 200 microns.
  • [0049] [0049]
    Es wurde hier auch entdeckt, dass die Oberflächenentmineralisierung eines Osteoimplantats in eine Tiefe, die gerade ausreicht, um die Osteone freizulegen, ein Osteoimplantat bereitstellt, welches die erwünschten kombinierten Eigenschaften einer verbesserten biologischen Reaktion des Osteoimplantats bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung eines mineralisierten Kernteils des Osteoimplantats aufweist, das in der Lage ist, mechanische Lasten, wie zB solche, die häufig am Implantatort auftreten, auszuhalten. It has also been discovered here that the Oberflächenentmineralisierung an osteoimplant in a depth which is just sufficient to expose the osteons, an osteoimplant providing having the desired combined properties of an improved biological reaction of the osteoimplant while maintaining a mineralized core part of the osteoimplant which is capable of mechanical loads, such as those that often occur at the implant withstand. Obwohl dies nicht vollständig verstanden wird, wird angenommen, dass die Verbesserung der biologischen Reaktion darauf beruht, Zugang zum Havers-System zu erhalten, um den Zellen, wie zB Osteoblasten, zum Bereich des mineralisierten Kerns des Osteoimplantats Zugang zu verschaffen. Although this is not completely understood, it is believed that the improvement of the biological reaction is based on gain access to the haversian systems in order to provide the cells, such as osteoblasts, the mineralized area of the core of the osteoimplant access. Zusätzlich können neue Knorpelzellen in die entmineralisierten Havers-Kanäle des entmineralisierten Bereichs des Osteoimplantats eindringen. In addition, new cartilage cells can penetrate the demineralized Haversian canals of the demineralized portion of the osteoimplant. Es wird vermutet, dass auf diese Weise das Havers-System als "Keim" der Osteoinduktivität dient, womit dem Implantat ermöglicht wird, sich sowohl von innen nach außen als auch von außen nach innen zu remodulieren. It is believed that the Haversian system thus serves as a "seed" of the osteoinductivity with which the implant is allowed to remodulate both from inside to outside and from outside to inside. Natürlich können, falls erwünscht, mechanisch kleine Poren oder Kanäle in das Osteoimplantat eingebracht werden. Of course, if desired, mechanically small pores or channels are incorporated in the osteoimplant. Wenn beispielsweise das Osteoimplantat eine Aggregat- oder Kompositstruktur ist, kann eine Vielzahl von Materialien und Verfahren verwendet werden, um die Poren oder Kanäle in das Osteoimplantat einzubringen, dh es können kleine Bohrer, Laser mit geeigneter Leistung und Wellenlänge, Wasserstrahl-Dissektoren, Lochsägen usw. verwendet werden, um angemessen dimensionierte und konfigurierte Durchgänge zu den inneren Bereichen des Osteoimplantats zu schaffen. For example, if the osteoimplant is an aggregate or composite, a variety of materials and methods can be used to introduce the pores or channels in the osteoimplant, ie, small drills, laser with suitable power and wavelength, water jet dissectors, hole saws etc can be used. to provide adequate dimensioned and configured passageways to the inner portions of the osteoimplant. Solche Durchgänge haben üblicherweise Durchmesser von ca. 50 μm bis ca. 1000 μm. Such passages usually have a diameter of about 50 microns to about 1000 microns. Natürlich könnten auch größere Löcher in Millimetergrößenordnung nützlich sein, um das Durchdringen des Osteoimplantats mit Blutgefäßen, eines der frühen Stadien des Einwachens des Knochens, zu unterstützen. Of course, larger holes in millimeters magnitude could be useful to support the penetration of the osteoimplant with blood vessels, one of the early stages of Einwachens of the bone.
  • [0050] [0050]
    Die entmineralisierte Zone der Oberfläche des erfindungsgemäßen Osteoimplantats ist osteoinduktiv, und befördert demzufolge schnell das erneute Einwachsen des nativen Knochengewebes des Wirts in das Osteoimplantat. The demineralized zone of the surface of the osteoimplant invention is osteoinductive, and consequently transported quickly re-growth of the native bone tissue of the host in the osteoimplant. Die entmineralisierte Zone der Oberfläche des Osteoimplantats kann jeder Teil der Oberfläche sein. The demineralized zone of the surface of the osteoimplant can be any part of the surface. Wenn beispielsweise das Osteoimplantat ein Schenkelring ist, der zur Implantation als Spondylodese-Vorrichtung vorgesehen ist, kann die entmineralisierte Zone der Oberfläche auf diejenigen Flächen begrenzt werden, die dazu bestimmt sind, die Wirbel zu berühren. For example, if the osteoimplant is a leg ring which is intended for implantation as a spinal fusion device, the demineralized zone of the surface may be limited to those areas which are intended to contact the vertebrae. Wenn das Osteoimplantat für eine unterschiedliche Anwendung bestimmt ist, dh zwischengeschaltetes Transplantieren, bei dem die Schnittfläche des Transplantats mit der des langen Knochens übereinstimmt, Auflagerungsosteoplastik, bei der die äußere (endosteale, periosteale) Oberfläche oder Schnittfläche sich neben der periostealen Oberfläche des Knochens befinden würde, kann der angrenzende Teil des Osteoimplanats die entmineralisierte Zone der Oberfläche sein. If the osteoimplant is intended for a different application, ie intermediate grafting in which the cut surface of the graft coincides with that of the long bone, Onlay, wherein the outer (endosteal, periosteal) surface or cut surface would be located next to the periosteal surface of the bone can the adjacent part of the Osteoimplanats be the demineralized zone of the surface. Auf diese Weise können die biologischen Eigenschaften des Osteoimplantats in Bezug auf die das Transplantat erhaltende(n) Oberfläche(n) verbessert werden. In this way, the biological properties of the osteoimplant can be improved in terms of the graft-retaining (s) surface (s).
  • [0051] [0051]
    Wenn gewünscht wird, ein Osteoimplantat mit verbesserten biologischen Eigenschaften bereitzustellen, bei dem die im Osteoimplantat vor der Entmineralisierung vorhandene Festigkeit im wesentlichen noch aufrechterhalten bleibt, werden der Umfang und die Bereiche der Entmineralisierung des Implantats gesteuert. When it is desired to provide an osteoimplant having improved biological properties in which the strength is still maintained in the existing osteoimplant prior to demineralization, in essence, the level and areas of demineralization of the implant can be controlled. Beispielsweise muss die Tiefe der Entmineralisierung mindestens ca. 100 Mikon betragen, es können jedoch abhängig von der beabsichtigten Anwendung und des Transplantationsortes Entmineralisierungstiefen in den Bereichen bis zu ca. 7000 Mikron oder mehr durchaus geeignet sein. For example, the depth of demineralization must be at least 100 Micon, but it may depend on the intended application and the graft site Entmineralisierungstiefen in ranges up to about 7000 microns or more be an appropriate solution. Üblicherweise beträgt die Entminerali sierungstiefe zwischen 100 bis ca. 5000 Mikron, vorzugsweise ca. 150 bis ca. 2000 Mikron, weiter vorzugsweise zwischen ca. 200 Mikron und ca. 1000 Mikron. Typically, the Entminerali sierungstiefe between 100 to about 5000 microns, preferably about 150 to about 2000 microns, more preferably between about 200 microns and about 1000 microns. Jede und alle solchen Varianten und Kombinationen der entmineralisierten Zone(n) der Oberfläche des wie oben beschriebenen Osteoimplantats werden demzufolge als innerhalb des Anwendungsbereiches der vorliegenden Offenbarung liegend betrachtet. Any and all such variations and combinations of the demineralized zone (s) of the surface of the osteoimplant as described above are therefore considered to be within the scope of the present disclosure.
  • [0052] [0052]
    Ein anderer signifikanter Vorteil der entmineralisierten Zone(n) ist die Fähigkeit des entmineralisierten Knochens, unter der angelegten Kraft elastisch nachzugeben. Another significant advantage of the demineralized zone (s) is the ability of demineralized bone to yield elastically under the applied force. Wenn das Osteoimplantat am Implantationsort einer angelegten Last ausgesetzt wird, können somit die entmineralisierten Zonen auf der Oberfläche des Osteoimplantats den Konturen des angrenzenden Knochengewebes entsprechen und dadurch Lücken und Räume zwischen dem Osteoimplantat und dem angrenzenden Knochengewebe verkleinern. If the osteoimplant is subjected to an applied load at the implant site, the demineralized zones can thus on the surface of the osteoimplant correspond to the contours of the adjacent bone tissue and thereby reduce gaps and spaces between the osteoimplant and the adjacent bone tissue. Dies ist wichtig, weil das Knochengewebe des Wirts nicht in dem Maße wachsen wird, dass große Lücken oder Räume überbrückt werden. This is important because the bone tissue of the host will not grow to the extent that large gaps or spaces to be bridged. Durch Anpassung an die Konturen des angrenzenden Knochengewebes weist das erfindungsgemäße Osteoimplantat somit verbesserte biologische Eigenschaften, wie zB hinsichtlich Einwachsen und Remodulierung, auf. By adapting to the contours of the adjacent bone tissue osteoimplant of the present invention thus has improved biological properties, for example with respect ingrowth-modulating, on. Der nicht-entmineralisierte innere Kern des Osteoimplantats verleiht mechanische Festigkeit und ermöglicht dem Osteoimplantat, in vivo Lasten zu tragen. The non-demineralized inner core of the osteoimplant provides mechanical strength and allows the osteoimplant to bear loads in vivo. Die anderen nicht-entmineralisierten Zonen stellen verbesserte Toleranzen bereit, wenn sie mit anderen Objekten, wie zB Insertionsinstrumenten, anderen Implantaten oder Implantationsvorrichtungen usw., in Eingriff kommen. The other non-demineralized zones provide improved tolerances ready when they. With other objects, such as Insertionsinstrumenten, other implants or implant devices, etc., are engaged Diese verbesserte Toleranz liefert eine genauere Insertion und/oder Verankerung des Osteoimplantats am Implantationsort als diejenige, welche durch entsprechend dem Stand der Technik präparierte Implantate bereitgestellt wurde. This improved tolerance provides a more accurate insertion and / or anchoring of the osteoimplant at the implantation than that which was provided by the prior art prepared according to the implants. Die von der endoskopischen Chirurgie für die vordere Wirbelsäule gestellten Anforderungen erfordern ein Implantat, welches mit Endoskopieinstrumenten präzise und lösbar in Eingriff gebracht werden kann. The requirements set by the endoscopic surgery for the front spine require an implant that can be brought accurately and releasably engageable with endoscopy instruments. Demzufolge würde ein Osteoimplantat, welches hergestellt wurde, um enge Toleranzen in den Instrumenteingriffsbereichen des Osteoimplantats aufrechtzuerhalten, für Chirurgen von Vorteil sein, welche üblicherweise mit solchen Vorrichtungen und Verfahren arbeiten. Accordingly would an osteoimplant which has been prepared in order to maintain close tolerances in the tool engaging portions of the osteoimplant may be advantageous for surgeons who commonly work with such devices and methods.
  • [0053] [0053]
    Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird den Chirurgen ein Osteoimplantat in einem Bausatz zur Verfügung gestellt, der mit einem Einsetzinstrument vorverpackt ist, welches Mittel für das Halten des Osteoimplantats und anschließendes steuerbaren Loslassen des Osteoimplantats umfasst. In a preferred embodiment, the surgeon is provided an osteoimplant in a kit available that is pre-packaged with an insertion instrument, comprising means for holding the osteoimplant and then controllably releasing the osteoimplant. Das Einsetzinstrument beinhaltet vorzugsweise lösbare Eingriffsmittel, wie zB Gewindeende, formschlüssiger Eingriff, mehrere Eingriffsstäbe, eine Basis und ein Paar gegenüberliegender flexibler Arme, welche sich von der Basis ausgehend erstrecken, usw. Das Eingriffsmittel ist beabstandet und so dimensioniert, dass es das Implantat lösbar halten kann. The insertion instrument preferably includes releasable engagement means, such as threaded end, positive engagement, a plurality of engaging rods, a base and a pair of opposed flexible arms which, starting extending from the base, etc. The engagement means is spaced and dimensioned such that it keep the implant releasably can. Ein Einsetzinstrumentgriff wird ebenfalls geliefert, so dass das Instrument durch den Chirurgen einfach gehandhabt werden kann. A Einsetzinstrumentgriff is also provided, so that the instrument by the surgeon can be easily handled.
  • [0054] [0054]
    Bei einer bevorzugten Form des Bausatzes wird das Einsetzinstrument aus geeignetem Material, wie zB rostfreiem Stahl, Titanlegierung, sterilisierbarem Plastik usw., hergestellt. In a preferred form of the kit is the insertion of a suitable material, such as stainless steel, titanium alloy, sterilizable plastic, etc., manufactured. Der Bausatz wird mit dem mit dem Einsetzinstrument in Eingriff befindlichen Osteoimplantat in einer vorsterilisierten Packung bereitgestellt. The kit is provided with the osteoimplant located with the insertion instrument engaged in a pre-sterilized pack. Der Griff des Einsetzinstruments kann integraler Bestandteil des Einsetzinstruments im Paket sein oder kann separat geliefert werden. The handle of the insertion can be an integral part of the insertion in the package or can be supplied separately. Die Osteoimplantate können in einem Größenbereich von verschieden großen Personen und verschiedenen Orten von zu ersetzenden Scheiben geliefert werden. The osteoimplants can be supplied in a size range of different sized people and different types of disks to be replaced. Der Chirurg nimmt eine präoperative Schätzung des Größenbereiches vor, der am wahrscheinlichsten benötigt wird, und die diesen Bereich abdeckenden Einsetzinstrumente/Osteoimplantate werden für den Eingriff vorbereitet. The surgeon makes a preoperative estimation of the size range before, the most likely to need, and this area covering insertion instruments / osteoimplants be prepared for the procedure. Während des Implantationsverfahrens kann der Chirurg das eine Osteoimplantat auswählen, das am geeignetsten ist, bzw., wenn aus bestimmten Gründen, normalerweise aufgrund nicht korrekter Abmessungen, die erste Wahl nicht für die Operation geeignet ist, durch ein anderes ersetzen. During the implantation procedure, the surgeon may select one osteoimplant that is most appropriate, or replace it if for some reason, usually due to incorrect dimensions, the first choice is not suitable for operation by another. Der Chirurg muss die Form des Osteoimplantats nicht verändern, sondern verwendet es direkt aus der Packung. The surgeon must have the form of the osteoimplant not change, but use it right out of the package. Das Osteoimplantat wird mittels des Einsetzinstruments korrekt positioniert, das Osteoimplantat wird steuerbar freigegeben, und das Einsetzinstrument wird entfernt und weggeworfen. The osteoimplant is positioned correctly by means of the insertion, the osteoimplant is released controllable, and the insertion is removed and discarded. Dieser Ansatz minimiert die Operationszeit, wodurch die Risiken von Komplikationen für den Patienten vermindert werden. This approach minimizes the operation time, whereby the risks of complications to the patient are reduced.
  • [0055] [0055]
    Wie oben dargelegt, kann das in der praktischen Durchführung der vorliegenden Offenbarung verwendete Knochenstück aus einem Knochen erhalten werden, welcher unter Berücksichtigung des endgültigen Empfängers des Implantats von autogenem, allogenem, xenogenem und/oder transgenem Ursprung oder einer Mischung derselben sein kann. As stated above, the piece of bone used in the practice of the present disclosure can be obtained from a bone, which can be in consideration of the final recipient of the implant of autogenous, allogenic, xenogenic and / or transgenic origin or a mixture thereof. Schweine- oder Rinderknochen sind besonders vorteilhafte Arten xenogenen Knochengewebes, welches einzeln oder in Verbindung mit Ursprungsmaterial für den Knochen verwendet werden kann, obwohl natürlich andere xenogene oder transgene Knochengewebe ebenfalls verwendet werden können. Porcine or bovine bone are particularly advantageous types of xenogeneic bone tissue which can be used singly or in combination with source material for the bones, although other xenogenic or transgenic bone tissue may also be used.
  • [0056] [0056]
    Der monolitische Knochenabschnitt weist die Diaphyse oder Metaphyse eines langen Knochens auf, dh Femur-, Tibia-, Fibula-, Humerus-, Ulna-, Radius-, Phalangen- oder kleiner Knochenstücke usw., welche beispielsweise durch die Ausführung eines Quer- oder Längsschnitts durch die Diaphyse oder Metaphyse eines langen Knochens erhalten wird. The monolithic section of bone diaphysis or metaphysis has the a long bone, ie, femoral, tibial, fibular, humeral, ulnar, radius, phalangeal or small pieces of bone, etc., which, for example, by executing a transverse or longitudinal section is obtained by the diaphysis or metaphysis of a long bone. Solche Knochenabschnitte besitzen üblicherweise eine Gesamtoberfläche von zwischen ca. 100 mm 2 und ca. 10.000 mm 2 , vorzugsweise zwischen ca. 250 mm 2 und ca. 8000 mm 2 , weiter vorzugsweise zwischen ca. 300 mm 2 und ca. 7600 mm 2 . Such bone sections usually have a total surface area of between about 100 mm 2 and about 10,000 mm 2, preferably between approximately 250 mm 2 and about 8000 mm 2, more preferably between about 300 mm 2 and about 7600 mm 2. Nachdem der Knochen vom Spender erhalten wurde und bevor er dem Entmineralisierungsschritt unterzogen wird, wird er bearbeitet, dh gereinigt, desinfiziert und entfettet usw., indem Verfahren angewandt werden, welche herkömmlich und nach dem Stand der Technik an sich bekannt sind. After the bone was obtained from the donor and before it is subjected to demineralization, it is processed, that is, cleaned, disinfected and degreased, etc., by procedures are used which are conventional and known in the art per se.
  • [0057] [0057]
    Verfahren zur Entmineralisierung des Oberflächenbereichs des monolithischen Knochenabschnitts sind bekannt. A process for the demineralization of the surface area of the monolithic bone section are known. Bei Entmineralisierungsverfahren wird die anorganische Mineralkomponente des Knochens durch Einsatz von Säurelösungen entfernt. In demineralization inorganic mineral component of bone is removed by using acid solutions. Solche Verfahren sind dem Stand der Technik an sich bekannt, siehe beispielsweise Reddi et al., Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America 69, Seiten 1601 bis 1605 (1972). Such methods are known in the art per se, see for example, Reddi et al., Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 69, pp 1601-1605 (1972). Die Stärke der Säurelösung, Form und Größe des Knochens und die Dauer des Entmineralisierungsverfahrens bestimmen das Ausmaß der Entmineralisierung. The strength of the acid solution, size and shape of the bone and the duration of the Entmineralisierungsverfahrens determine the extent of demineralization. Die Steuerung dieser das gewünschte Ausmaß der Entmineralisierung bewirkenden Variablen ist dem Fachmann an sich bekannt. The control of these the desired amount of demineralization causing variables known to the skilled worker. In dieser Hinsicht kann auf Lewandrowski et al., Jour nal of Biomedical Materials Research, 31, Seiten 356 bis 372 (1996) Bezug genommen werden. In this regard, reference can be made to Lewandrowski et al., Jour nal of Biomedical Materials Research, 31, pages 356-372 (1996).
  • [0058] [0058]
    Bei einem bevorzugten Entmineralisierungsverfahren wird das Osteoimplantat einem Säureentmineralisierungsschritt und anschließend einem Entfettungs-/Desinfektionsschritt unterzogen. In a preferred demineralization, the osteoimplant a Säureentmineralisierungsschritt and then a degreasing / disinfection step is subjected. Das Osteoimplantat wird eine Zeitlang in Säure getaucht, um die Entmineralisierung zu bewirken. The osteoimplant is a time immersed in acid to effect demineralization. Säuren, die bei diesem Schritt eingesetzt werden können, umfassen sowohl anorganische Säuren, wie zB Hydrochlorsäure, als auch organische Säuren, wie zB Ameisensäure, Essigsäure, Peressigsäure, Zitronensäure, Propionsäure usw. Die Entmineralisierungstiefe in die Knochenoberfläche kann durch Anpassen der Behandlungszeit, der Temperatur der Entmineralisierungslösung, der Konzentration der Entmineralisierungslösung und der Intensität des Rührens während der Behandlung gesteuert werden. Acids which can be employed in this step include both inorganic acids such as hydrochloric acid, and organic acids such as formic acid, acetic acid, peracetic acid, citric acid, propionic acid, etc. The Entmineralisierungstiefe in the bone surface, by adjusting the treatment time, the temperature the Entmineralisierungslösung, the concentration of the Entmineralisierungslösung and the intensity of stirring are controlled during the treatment.
  • [0059] [0059]
    Das entmineralisierte Osteoimplantat wird mit sterilem Wasser und/oder gepufferten Lösungen) gereinigt, um restliche Mengen von Säure zu entfernen und dadurch den pH-Wert zu erhöhen. The demineralized osteoimplant is cleaned with sterile water and / or buffered solutions), to remove residual amounts of acid and thereby raise the pH. Eine bevorzugte Entfettungs-/Desinfektionslösung ist eine wässrige Ethanollösung, wobei das Ethanol ein gutes Lösungsmittel für Lipide und das Wasser ein guter hydrophiler Träger ist, um es der Lösung zu ermöglichen, tiefer in die Knochenpartikel einzudringen. A preferred defatting / disinfectant solution is an aqueous ethanol solution, wherein the ethanol is a good solvent for lipids and the water being a good hydrophilic carrier to enable the solution to penetrate more deeply into the bone particles. Die wässrige Ethanollösung desinfiziert durch Abtöten von vegetativen Mikroorganismen und Viren auch den Knochen. The aqueous ethanol solution disinfects by killing vegetative microorganisms and viruses also the bone. Normalerweise sollten mindestens ca. 10 bis 40 Gew.-Prozent Wasser (dh ca. 60 bis 90 Gew.-Prozent Entfettungswirkstoff, wie zB Alkohol) in der Entfettungs-/Desinfizierungslösung vorhanden sein, um innerhalb kürzester Zeit eine optimale Lipidentfernung und Desinfizierung zu erreichen. Usually at least about 10 to 40 weight percent water should (ie about 60 to 90 weight percent Entfettungswirkstoff such as alcohol) in the degreasing / sanitizing solution be present in order to achieve an optimal lipid removal and disinfection within the shortest time , Der bevorzugte Konzentrationsbereich der Entfettungslösung liegt bei ca. 60 bis ca. 85 Gew.-Prozent Alkohol und weiter vorzugsweise bei ca. 70 Gew.-Prozent Alkohol. The preferred concentration range of the degreasing solution is about 60 to about 85 weight percent of alcohol, and more preferably at about 70 weight percent alcohol. Die erfindungsgemäße Entmineralisierung wird bis in eine Tiefe von ca. 100 bis ca. 7000 Mikron, vorzugsweise von ca. 150 bis ca. 2000 Mikron und weiter vorzugsweise von ca. 200 bis ca. 1000 Mikron, geführt. The demineralization of the invention is to a depth of about 100 to about 7000 microns, preferably from about 150 to about 2000 microns and more preferably from about 200 to about 1000 microns resulted.
  • [0060] [0060]
    Zusätzlich zum Entmineralisierungsschritt wird der monolithische Knochenabschnitt wahlweise einem Konfigurierungsschritt unterworfen, um das hierin be schriebene Osteoimplantat zu formen. In addition to the demineralization of bone monolithic portion is optionally subjected to configuring step to form the osteoimplant herein be required. Der Konfigurierungsschritt kann unter Verwendung herkömmlicher Geräte durchgeführt werden, um eine große Vielfalt von Geometrien, wie zB Gewindebohrungen, mindestens zwei Aufnahmebohrungen, konkave oder konvexe Oberflächen, abgestufte Oberflächen, zylindrische Dübel, kortikale Ringe, Keile, Blöcke, Schrauben, Stifte und ähnliches, herzustellen. The configuring step may be carried out using conventional equipment, to make a wide variety of geometries, such as threaded holes, at least two receiving bores, concave or convex surfaces, stepped surfaces, cylindrical dowels, cortical rings, wedges, blocks, screws, pins and the like, , Der Konfigurierungsschritt kann auch durchgeführt werden, um eine vertebrale innerkorporelle Fusionsvorrichtung zur Überbrückung eines intervertebralen Raumes zwischen angrenzenden Wirbeln zu konfigurieren. The configuring step can also be performed to configure a innerkorporelle vertebral fusion device to bridge an intervertebral space between adjacent vertebrae.
  • [0061] [0061]
    Der Konfigurierungsschritt kann je nach der beabsichtigten Endbestimmung des Osteoimplantats und jedweden besonderen Eigenschaften, die dem Implantat verliehen werden sollen, vor und/oder nach dem Entmineralisierungsschritt ausgeführt werden. The configuring step may be carried out depending on the intended end use of the osteoimplant and any specific properties sought to be imparted to the implant before and / or after the demineralization step. Das angestrebte Ziel ist, beim Konfigurierungsschritt, wenn er nach dem Entmineralisierungsschritt ausgeführt wird, einige, jedoch nicht alle entmineralisierten Zone(n) auf der Außenfläche des Osteoimplantats zu entfernen, womit wahlweise nicht-entmineralisierter Knochen auf der Außenfläche des Osteoimplantats freigelegt wird. The ultimate aim is, when configuring step, when executed by the demineralization, some, but not all demineralized zone (s) to remove the outer surface of the osteoimplant, which optionally may be demineralized bone is exposed on the outer surface of the osteoimplant. Somit kann die Außenfläche des Osteoimplantats sowohl entmineralisierte Knochenzonen als auch nicht-entmineralisierten Knochen enthalten. Thus, the outer surface of the osteoimplant both demineralized bone areas as well as non-demineralized bone contain. Diese Zonen können auf der Grundlage der Geometrie und der Funktion des Implantats ausgewählt werden. These zones can be selected on the basis of the geometry and function of the implant. Beispielsweise können solche Oberflächenbereiche des Osteoimplantats, die mit dem angrenzenden Knochengewebe des Wirts direkt in Kontakt kommen, mit entmineralisierten Zonen versehen werden, um die Verbindung mit dem angrenzenden Knochengewebe des Wirts zu verbessern, während solche Oberflächenbereiche, welche mechanische Festigkeit erfordern, beispielsweise für die Aufnahme von Schrauben angepasste Gewindebohrungen oder Oberflächen, welche angepasst wurden, um mit Metallimplantaten verbunden zu werden, nicht-entmineralisierte Zonen aufweisen können. For example, those surface areas of the osteoimplant that come in direct contact with the adjacent bone tissue of the host, are provided with demineralized zones to improve the connection with the adjacent bone tissue of the host, while those surface areas which require mechanical strength, for example, to record adjusted by screw-threaded bores or surfaces which are adapted to be connected to metal implants, non-demineralized zone may have.
  • [0062] [0062]
    Wenn das Osteoimplantat vor der Entmineralisierung konfiguriert wird, können besondere Gebiete, Hohlräume, Bohrungen usw. des Osteoimplantats behandelt werden, um das Ausmaß der Entmineralisierung solcher behandelten Bereiche zu begrenzen. If the osteoimplant is configured prior to demineralization, to particular areas, voids, holes, etc., of the osteoimplant may be treated in order to limit the extent of demineralization of such treated regions. Die Behandlung kann beispielsweise aus der Anbringung einer beliebigen geeigneten Barriere bestehen, die den Kontakt von mineralisierten Berei chen mit der Entmineralisierungslösung verhindert. The treatment may for example consist of attaching any suitable barrier detailing the company's contact with the preparation of mineralized Entmineralisierungslösung prevented. Deshalb kann eine solche Behandlung "Abdeckungs"-Wirkstoffe oder chemische Beschichtungen, wie zB Epon TM , Paraffinwachs, Petroleumgel, polymerische verdichtbare und im wesentlichen entfernbare Materialien, umfassen, die die Oberfläche, die mineralisiert bleiben soll, mit einem auflösbaren Material, zB Kalziumphosphat, Kalziumsulfat, Kalziumkarbonat, Magnesium-Whitlockit, Bioglas usw., das vorzugsweise vor der Implantation entfernt wird, abdecken, wobei die Oberfläche, die mineralisiert bleiben soll, mit einer ausreichenden Menge eines mit der Entmineralisierungslösung reaktionsfähigeren Materials als dem Knochen abgedeckt wird und sich auch nicht schon in Wasser oder bei Behandlungen auflöst, um die Hydrophobizität eines besonderen Teils des Implantats sowie die Verwendung einer physischen Barriere zu erhöhen, um die Hohlräume, Bohrungen usw. zu belegen, bei denen ein mineralisierter Zustand aufrechterhalten werden soll. Therefore, such treatment "cover" active ingredients or chemical coatings, such as Epon ™, paraffin wax, petroleum jelly, polymeric compressible and substantially removable materials comprising the surface which is to remain mineralized which, with a dissolvable material, such as calcium phosphate, calcium sulfate, calcium carbonate, magnesium whitlockite, bioglass, etc., which is preferably removed prior to implantation cover, wherein the surface which is to remain mineralized, is covered with a sufficient quantity of a more reactive with the Entmineralisierungslösung material as the bone and not also dissolves in water or even in treatments to increase the hydrophobicity of a particular part of the implant and the use of a physical barrier to occupy the cavities, holes, etc. where a mineralized state to be maintained. Beispielsweise kann vor der Entmineralisierung eine Gewindebohrung in einem Osteoimplantat vorgesehen werden. For example, can be provided in an osteoimplant prior to demineralization a threaded hole. Wenn eine Komponente, wie zB eine Verbindungsschraube, ein Gummi- oder ein Polymerpfropfen usw., welche nicht auflösbar und mit der Entmineralisierungslösung nicht reaktionsfähig sind, zB chirurgischer rostfreier Stahl, Plastik, Keramik usw., in die Verbindungsbohrung so eingeschraubt oder eingesetzt wird, dass der betreffende Bereich vor der Entmineralisierung des Osteoimplantats belegt wird, verhindert die Komponente den Kontakt des belegten Bereiches des Osteoimplantats mit der Entmineralisierungslösung, und dieser Bereich wird deshalb im wesentlichen mineralisiert bleiben, und es werden keine signifikanten Veränderungen seiner Abmessungen eintreten. When a component, such as a connecting screw, a rubber or a polymer plugs, etc., which are unreactive not resolvable with the Entmineralisierungslösung, for example surgical stainless steel, plastic, ceramic, etc., is screwed or inserted into the connecting bore, that the affected area is occupied before the demineralization of the osteoimplant, the component prevents contact of the allocated area of the osteoimplant with the Entmineralisierungslösung, and this area will therefore remain substantially mineralized, and it will be no significant changes to its dimensions. Ein Vorteil dieses Ansatzes, unerwünschter Entmineralisierung vorzubeugen, im Vergleich zur Beschichtung oder Behandlung des Bereiches des Osteoimplantats, welcher mineralisiert bleiben soll, ist die einfache Abdeckung des betroffenen Gebiets vor der Entmineralisierung und das einfache "Aufdecken" des Gebiets nach der Entmineralisierung. An advantage of this approach is to prevent unwanted demineralization, compared to the coating or treatment of the area of the osteoimplant to remain mineralized which is the simple cover the affected area prior to demineralization and the simple "uncovering" of the area after demineralization. Alternativ kann das Schneid- oder Bearbeitungsinstrument selbst das Abdeckungsmittel sein, wenn es während des Entmineralisierungsverfahrens im Implantat an Ort und Stelle belassen wird. Alternatively, the cutting or machining instrument be the cover means even if it is left in place during the Entmineralisierungsverfahrens in the implant. Zusätzlich können, wenn mechanische Befestigungen verwendet werden, die Befestigungen selbst im Entmineralisierungsverfahren als Halterungen verwendet werden, mit denen das Osteoimplantat in der Entmineralisierungslösung aufgehängt wird. In addition, when mechanical fasteners are used, the fixtures themselves are used in demineralization as brackets for the osteoimplant is suspended in the Entmineralisierungslösung.
  • [0063] [0063]
    Wenn das Osteoimplantat nach der Entmineralisierung konfiguriert wird, können verschiedene Vorteile beobachtet werden. If the osteoimplant is configured after demineralization, various advantages can be observed. Beispielsweise liefert das Konfigurieren nach der Entmineralisierung ein Osteoimplantat, welches den chirurgischen Instrumenten oder anderen mechanischen Vorrichtungen gut angepasst ist, weil jede Abmessungsveränderung aufgrund der Entmineralisierung bereits aufgetreten ist. For example returns the configuration after the demineralization an osteoimplant which is well adapted to the surgical instruments or other mechanical devices, because each dimension change has already occurred due to demineralization. Dies wäre besonders vorteilhaft bei Anwendungen, bei denen ein Osteoimplantat benötigt wird, welches engere Toleranzen einhält, zB ein Festigkeitsbereich für den Halt von Schraubgewinden, das kraftschlüssige Aufsetzen des Implantats auf ein Einsatzgerät, welches nach dem Prinzip der Presspassung usw. ausgelegt ist. This would be particularly advantageous in applications where an osteoimplant is needed which maintains closer tolerances, for example a strength range for the maintenance of screw threads, the force-fit placement of the implant to a deployment device which is designed according to the principle of the press fit, etc.. Ein nach Entmineralisierung konfiguriertes Osteoimplantat könnte somit verglichen mit einem nicht abgedeckten Osteoimplantat, das vor Entmineralisierung konfiguriert wurde, eine verbesserte Beibehaltung der Form demonstrieren. A configured by demineralization osteoimplant could thus compared to an uncovered osteoimplant that is configured before demineralization, demonstrate an improved shape retention. Zusätzlich würde das Konfigurieren des Osteoimplantats nach Entmineralisierung bei Anwendungen günstig sein, die bei bestimmten Bereichen des Implantats ein schnelleres Einwachsen des Implantats erfordern als bei anderen. In addition, configuring the osteoimplant after demineralization in applications would be low, which in certain areas of the implant require a faster incorporation of the implant than others.
  • [0064] [0064]
    Bei bestimmten Ausführungsformen wird das Osteoimplantat beschichtet und/oder wie oben beschrieben behandelt, um bestimmte Zonen bereitzustellen, die im wesentlichen mineralisiert bleiben, auch nachdem das Osteoimplantat der Entmineralisierungsbehandlung ausgesetzt wurde. In certain embodiments, the osteoimplant is coated and / or treated as described above to provide certain zones that remain mineralized substantially even after the osteoimplant has been exposed to the Entmineralisierungsbehandlung. Diese Ausführungsformen können Osteoimplantate bereitstellen, welche für die hier offenbarte Verwendung geeignet sind, einfacher hergestellt werden, zB mit weniger Verfahrensschritten als Osteoimplantate, die einen Konfigurierungsschritt, um die allgemeine Form des Implantats zu formen, einen Entmineralisierungsschritt, um dem Implantat die gewünschten biologischen Eigenschaften zu verleihen, und einen anschließenden Konfigurierungsschritt, um die gewünschten mineralisierten Teile des Osteoimplantats bereitzustellen, erfordern. These embodiments may osteoimplants provide, which are suitable for the invention disclosed use, are easier to manufacture, eg with fewer steps than osteoimplants that a configuring step to form the general shape of the implant, a demineralization to implant the desired biological properties give, and a subsequent configuring step to provide the desired mineralized parts of the osteoimplant require. Natürlich können entsprechend der vorliegenden Offenbarung je nach der beabsichtigten Verwendung des hierin beschriebenen Osteoimplantats jede geeignete Kombination von Beschichtung und/oder Konfigurierung entweder vor oder nach dem Entmineralisierungsschritt nützlich sein. Of course any suitable combination of coating and / or configuration may be useful either before or after the demineralization according to the present disclosure osteoimplant described depending on the intended use of the herein.
  • [0065] [0065]
    Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der monolithische Knochenabschnitt mittels der Durchführung eines Querschnitts durch die Diaphyse oder Metaphyse eines bearbeiteten langen Knochens erhalten, um durch die Entmineralisierung eines Teils oder sämtlicher Außenflächen des zylindrischen Teils bis zu einer Tiefe von ca. 100 bis ca. 1000 Mikron einen zylindrischen Teil mit einem gesamten Oberflächenbereich zu erhalten, welcher typischerweise von ca. 300 bis ca. 7500 mm 2 reicht, und um durch Konfigurieren des oberflächenentmineralisierten zylindrischen Teils ein intervertebrales Implantat bereitzustellen. In a preferred embodiment of the monolithic section of bone is obtained by performing a cross section through the diaphysis or metaphysis of a processed long bone to pass through the demineralization of a part or all of the outer surfaces of the cylindrical portion to a depth of about 100 to about 1000 microns a to obtain the cylindrical part having a total surface area, which typically ranges from about 300 to about 7500 mm 2, and to provide by configuring the cylindrical part oberflächenentmineralisierten an intervertebral implant. Wenn gewünscht wird, kann die Außenfläche des intervertebralen Implantats mit einer säureresistenten Beschichtung abgedeckt oder ansonsten wie oben beschrieben behandelt werden, um wahlweise die nicht abgedeckten Teile der Außenfläche des intervertebralen Implantats zu entmineralisieren. If desired, the outer surface of the intervertebral implant may be covered with an acid-resistant coating as described above or otherwise be treated to selectively demineralize the uncovered parts of the outer surface of the intervertebral implant.
  • [0066] [0066]
    Beispielhafte intervertebrale Implantate, die durch Konfigurieren des oberflächen-entmineralisierten zylindrischen Teils hergestellt werden können, werden im US-Patent Nr. 6.277149 mit dem Titel "Ramp-Shaped Intervertebral Implant", im US-Patent Nr. 2001020186 mit dem Titel "Keyed Intervertrebral Dowel" und im US-Patent Nr. 6.547.823 mit dem Titel "Intervertebral Implant" offenbart. Exemplary intervertebral implants, which can be prepared by configuring the surface demineralized cylindrical member, are described in U.S. Pat. No. 6.277149, entitled "Ramp-Shaped Intervertebral Implant," in US Pat. No. 2001020186 entitled "Keyed Intervertrebral Dowel reveals, "and US Pat. No. 6,547,823, entitled" Intervertebral implant ". Jede dieser Anmeldungen wird durch Bezugnahme darauf hierin übernommen. Each of these applications is incorporated herein by reference. Weitere beispielhafte zusammengesetzte oder Verbindungsimplantate werden beschrieben in den US-Patenten Nr. 5.728.159, 5.895.426, 6.025.538 und 6.200.347. Another exemplary composite compound or implants are described in U.S. Patent Nos. 5,728,159, 5,895,426, 6,025,538 and 6,200,347.
  • [0067] [0067]
    Bevorzugte Ausführungsformen des hier offenbarten Verfahrens für die Herstellung eines teilweise entmineralisierten Knochenimplantats werden nun im Detail unter Bezugnahme auf die Figuren ( Preferred embodiments of the method disclosed herein for the preparation of partially demineralized bone implant will now be described in detail with reference to the figures ( 1 1 bis to 6 6 ) beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen identische oder entsprechende Elemente in jeder der verschiedenen Ansichten bezeichnen. ) Above, in which like reference numerals designate identical or corresponding elements in each of the several views. Im hier offenbarten Verfahren für die Herstellung eines teilweise entmineralisierten Osteoimplantats wird die Eingriffstruktur In the methods disclosed herein for the preparation of partially demineralized osteoimplant the engagement structure 12 12 , . 112 112 , . 212 212 , die in jedem dieser Implantate beispielsweise eine Gewindebohrung aufweist, vor dem Eintauchen des Osteoimplantats in Säure mit einer physischen Barriere (beispielsweise einem Pfropfen) aufgefüllt. Which has in each of these implants, for example, a threaded hole filled prior to immersion in the osteoimplant acid with a physical barrier (eg, a plug). Wie vorstehend dargelegt, wird der Pfropfen vorzugsweise aus einem Material gebildet, das in dem Entmineralisierungswirkstoff nicht auflösbar und nicht reaktionsfähig ist, um das Auftreten der Entmi neralisierung zu verhindern. As described above, the plug is preferably formed of a material which is in the Entmineralisierungswirkstoff not resolvable and non-reactive to prevent the occurrence of the Entmi neralisierung. Solche Materialien können Plastik, Metalle, Keramiken, Verbundstoffe usw. umfassen. Such materials may include plastics, metals, ceramics, composites, etc.. Alternativ kann der Pfropfen aus einem Material gebildet werden, welches eine solche vorgewählte Auflösungsrate oder -aktivität in Säure aufweist, dass neben dem Teil des Osteoimplantats, welches gepfropft wurde, ein begrenzter Entmineralisierungsgrad auftritt. Alternatively, the plug may be formed of a material having such a selective dissolution rate or activity in acid, in addition to the part of the osteoimplant which was grafted a limited degree of demineralization occurs. In einer noch weiteren Ausführungsform kann der Pfropfen in der Weise geformt und konfiguriert werden, dass er den Entmineralisierungsprozess unterstützt. In yet another embodiment, the plug may be shaped and configured in such a way that it supports the demineralization process. Beispielsweise kann der Pfropfen perforiert sein, um der Entmineralisierungslösung den Zugang zu bestimmten Bereichen des Knochens zu ermöglichen. For example, the plug may be perforated to allow the Entmineralisierungslösung access to certain areas of the bone. Alternativ kann der Pfropfen so konfiguriert werden, dass er als eine Schnittstelle für ein Druck/Fluss-System, wie es im US-Patent Nr. 5.846,484 beschrieben wird, dient. Alternatively, the plug may be configured so that as an interface for a pressure / flow system, as described in US Pat. No. 5,846.484, is used.
  • [0068] [0068]
    Der Pfropfen hat vorzugsweise eine Form, die der Form der die Eingriffsstruktur The plug preferably has a shape corresponding to the shape of the engagement structure 12 12 , . 112 112 , . 212 212 definierenden Aussparung des Knochentransplantats entspricht. defining cavity of the bone graft equivalent. Beispielsweise kann der Pfropfen For example, the grafting 50 50 die Form einer Gewindeschraube ( the form of a threaded screw ( 7 7 ) haben. ) Have. Alternativ kann der Pfropfen Alternatively, the grafting 50 50 innerhalb der Eingriffsstruktur kraftschlüssig zurückgehalten werden. are retained within the frictionally engaging structure. Unter Bezugnahme auf Referring to 8 8 kann der Pfropfen can the plug 50 50 einen Kopf a head 52 52 für das Abdecken des neben der Eingriffsstruktur oder der Aussparung, welche gepfropft wird, liegenden Knochens aufweisen. have for covering the next to the engagement structure or the recess, which is grafted, the bone lying.
  • [0069] [0069]
    Die Erfindung ist aufgrund der folgenden Beispiele besser zu verstehen, welche zur Illustration dienen, jedoch die Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. The invention will be better understood due to the following examples which serve to illustrate, but not intended to limit the invention in any way.
  • BEISPIEL 1 EXAMPLE 1
  • OBERFLÄCHEN-ENTMINERALISIERUNG SURFACE demineralization
  • [0070] [0070]
    Es wurde eine Studie durchgeführt, um die Auswirkung des variierenden Eindringens der Oberflächenentmineralisierung auf die osteoinduktive Reaktion des menschlichen kortikalen Knochenimplantats unter Verwendung einer intramuskulären Untersuchung von athymischen Ratten zu bestimmen. A study was conducted to determine the effect of varying the penetration of the Oberflächenentmineralisierung osteoinductive response of the human cortical bone implant using an intramuscular investigation of athymic rats. Osteoinduktivität wird häufig als die Fähigkeit eines Wirkstoffs definiert, Zellen zu dem Ort zu rekrutieren und sie in osteoblastisches Lineage umzuwandeln. Osteoinductivity is often defined as the ability of an active substance to recruit cells to the site and to convert them into osteoblastic lineage. Es wurde beobachtet, dass die Osteoinduktivität einem "endochondralen Durchgang" ähnlich dem embryonalen Knochen, wenn er sich erstmals ausbildet, folgt. It was observed that the osteoinductivity a "endochondral passage" similar to the embryonic bone when he formed the first time, follows. Dieser Knochen durchläuft Stadien, einschließlich des Durchdringens und der Infiltration von Zellen, der Einführung von chondrogenen (knorpelbildenden) Zellen an der Stelle, Ablage von Knorpelgewebe und Übergang vom Knorpelgewebe zum Knochengewebe. This bone goes through stages, including the penetration and the infiltration of cells, the introduction of chondrogenic (cartilage-forming) cells at the site, storage of cartilage tissue and the transition from cartilage to bone tissue. All diese Veränderungen können im Zeitverlauf bei den histologischen Proben verfolgt werden. All of these changes can be tracked over time in the histological samples.
  • [0071] [0071]
    Implantate wurden von menschlichen kortikalen Knochen keimfrei hergestellt. Implants were made of human cortical bone germ-free. Zylindrische Scheiben (7 ± 1 mm im Durchmesser und 3 ± 0,5 mm dick) wurden vom kortikalen Knochen des gleichen Spenders abgeschnitten. Cylindrical discs (7 ± 1 mm in diameter and 3 ± 0.5 mm thick) were cut from the cortical bone of the same donor. Vor der Entmineralisierung und nach dem Schneiden wurden die Knochenscheiben in Wasser für Injektionszwecke (WFI) gewaschen, während einer Stunde in 70 % Ethanol im Ultraschallbad gereinigt und wieder in Wasser für Injektionszwecke (WFI) gewaschen. Before demineralization and after cutting the bone slices were washed in water for injection (WFI), purified for one hour in 70% ethanol in an ultrasonic bath and then washed in water for injection (WFI). Diese Scheiben wurden zu sechs verschiedenen Zeitpunkten in einer 0.6N-HCl-Lösung oberflächenentmineralisiert, um die Dicke der Entmineralisierungsschicht zu variieren. These discs were oberflächenentmineralisiert to six different time points in a 0.6N-HCl solution in order to vary the thickness of the Entmineralisierungsschicht.
  • [0072] [0072]
    Die Entmineralisierungszeitpunkte waren A=0 Stunden, B = 0,25 Stunden, C = 0,5 Stunden, D = 1 Stunde, E = 2 Stunden und F = 4 Stunden. The Entmineralisierungszeitpunkte were A = 0 Hours, B = 0,25 hours C = 0.5 h D = 1 hour, 2 hours, and E = F = 4 hours. In jeder der 6 Behandlungsgruppen wurden zehn Scheiben präpariert. In each of the 6 treatment groups ten slices were prepared. Zwei Scheiben jeder Behandlungsgruppe wurden für erstmalige Röntgenaufnahmen ( Two slices of each treatment group were for first-time X-ray ( 12 12 ) und die Histomorphometrie des Eindringens der Entmineralisierung ( ) And histomorphometry of penetration of the demineralization ( 13 13 bis to 18 18 ) beiseitegelegt. ) Set aside.
  • [0073] [0073]
    Es wurde ein athymisches Rattenmodell verwendet, um die Osteoinduktion bei dieser Untersuchung zu bewerten. There was an athymic rat model used to evaluate the osteoinduction in this investigation. Die intramuskuläre Implantation der Scheiben von chirurgischem Standard wurde an 24 nach dem Zufallsprinzip ausgewählten Ratten mit zwei Implantaten durchgeführt. Intramuscular implantation of the disks of surgical standard was carried out on 24 randomly selected rats with two implants. Die Scheiben wurden in gleicher Weise innerhalb der Muskulatur ausgerichtet. The slices were oriented in the same way within the muscles. Die Tiere wurden nach 28 Tagen getötet. The animals were sacrificed after 28 days. Jede Behandlungsgruppe enthielt acht Proben. Each treatment group contained eight samples.
  • [0074] [0074]
    Von jedem Zeitpunkt wurde eine Scheibe mit einem Faxitron (Hewlett Packard) während 54 Sekunden bei 50 kv geröntgt. Each time point of a disc with a Faxitron (Hewlett Packard) during 54 seconds was x-rayed at 50 kV. Jede explantierte Probe wurde ebenfalls während 54 Sekunden bei 50 kv geröntgt. Each explanted sample was also x-rayed for 54 seconds at 50 kv.
  • [0075] [0075]
    Von jedem Zeitpunkt wurde eine Scheibe in 3%iges basisches Fuchsin gelegt, um die entmineralisierte Oberfläche zu färben. From each time point, a disk was placed in 3% hydrogen basic Fuchsin to stain the demineralized surface. Die Scheiben wurden der Mittelachse ( The disks were the center axis ( 9 9 ) entlang in Hälften geschnitten, fotografiert, im Adobe Photoshop 5.0 erfasst und mit Image-Pro Plus 3.1 analysiert. ) Cut into halves along, photographed, recorded in Adobe Photoshop 5.0 and analyzed with Image-Pro Plus 3.1. Für jeden Zeitpunkt wurde an verschiedenen Stellen (D p und D r ) die aktuelle Tiefe der Entmineralisierung durch Messen der Länge (Pixel) des gefärbten entmineralisierten Gebiets berechnet. For each time point, the current depth of demineralization by measuring the length (pixel) was calculated of the colored demineralized area at different points (D p and D r). Die Pixelmessungen wurden gemittelt und in Millimeter umgewandelt. The pixel measurements were averaged and converted to millimeters.
  • [0076] [0076]
    Für die histologische Analyse wurden Einzelproben mit anhaftendem umgebendem intaktem Gewebe des Wirts entnommen, um die Schnittstelle Transplantationsgewebe/Wirt nicht zu beschädigen. For histological analysis sub-samples were taken with adhesive surrounding intact tissue of the host, so as not to damage the interface transplant tissue / host. Die Hälfte der Einzelproben wurde entmineralisiert, dehydriert und entlang der Mittelachse in Hälften geschnitten. Half of the individual samples was demineralized, dehydrated and cut into halves along the center axis. Beide freigelegten Oberflächen wurden in Glykol-Methacrylat (JB-4) eingelegt und ausgerichtet, um gleichzeitiges Zerschneiden jeder freigelegten Oberfläche zu ermöglichen. Both exposed surfaces are placed and aligned to enable simultaneous cutting of each exposed surface in glycol methacrylate (JB-4). Für jede Probe wurden vier 5-μm-Abschnitte bei Intervallen von 100 μm genommen. For each sample, four 5-micron sections were taken at intervals of 100 microns. Die Abschnitte wurden mit Toluidinblau gefärbt. The sections were stained with toluidine blue. Die Abschnitte wurden mikroskopisch bewertet, um den Einschluss, das Eindringen und die gesamte osteoinduktive Reaktion der osteoinduktiven Oberfläche zu bestimmen. The sections were microscopically evaluated to determine the containment, the penetration and the total reaction of the osteoinductive osteoinductive surface.
  • [0077] [0077]
    Die verbleibende Hälfte wurde dehydriert und in Methyl-Methacrylat eingelegt, um die entmineralisierten Gewebe zu differenzieren. The remaining half was inserted dehydrated and in methyl methacrylate to differentiate the demineralized tissue. Das zylindrische Teststück wurde, wie in The cylindrical test piece was as shown in 10 10 gezeigt, in Inkremente von 1 mm zerschnitten, auf dunkle Kunststoffdias montiert und, wenn erforderlich, handgeschliffen. shown cut in increments of 1 mm, mounted on a dark plastic slides and, if necessary, hand sanded.
  • [0078] [0078]
    Die geschätzten (basierend auf der Gleichung Lewandrowskis für planare Entmineralisierung) und aktuellen Entmineralisierungstiefen für jede Behandlungsgruppe werden in der nachstehenden Tabelle 1 aufgelistet. The estimated (based on the equation for planar Lewandrowskis demineralization) and current Entmineralisierungstiefen for each treatment group are listed in the Table 1 below.
  • Tabelle 1 Table 1
  • [0079] [0079]
    Die gegenüber der Dauer der Exposition der Säure graphisch dargestellten aktuellen Tiefen der Entmineralisierung zeigen, dass die Rate der Oberflächenentmineralisierung nach einer Stunde beginnt, sich zu verlangsamen ( The relation to the duration of exposure of acid graphed current depth of demineralization show that the rate of Oberflächenentmineralisierung begins after one hour to slow down ( 11 11 ). ).
  • [0080] [0080]
    Die Histologie der vollständig entmineralisierten Proben zeigt deutlich die Gebiete der Oberflächenentmineralisierung. The histology of fully demineralized samples clearly shows the areas of the Oberflächenentmineralisierung. Eine sehr feine Fasergewebsschicht kapselt die Scheiben ein. A very fine Fasergewebsschicht encapsulates the discs. Eine entweder durch Knorpelzellen oder neue Knochenbildung angezeigte induktive Reaktion war in jeder der teilweise entmineralisierten Proben offensichtlich. Was evident in each of the partially demineralized samples by either chondrocytes or new bone formation Displaying inductive reaction. Jedoch aufgrund der feinen Einkapselung war diese induktive Reaktion allgemein auf die Havers-Kanäle in dem entmineralisierten Teil beschränkt. However, due to the fine encapsulation this inductive reaction was generally limited to the Haversian canals in the demineralized portion. Es war auch in einigen Kanälen in dem mineralisierten Teil so lange Aktivität vorhanden, wie ein gewisser Anteil in diesem Kanal entmineralisiert wurde. It was also present in some channels in the mineralized part as long activity, such as a certain proportion was demineralized in this channel. Demzufolge waren, je größer die Tiefe der Entmineralisierung war, die Havers-Systeme mehr freigelegt und war die induktive Reaktion größer ( Consequently, there were, the greater was the depth of demineralization, exposing the Haversian systems, and was in the inductive response greater ( 13 13 bis to 18 18 ). ).
  • BEISPIEL 2 EXAMPLE 2
  • SPONDYLODESEVERFAHREN SPONDYLODESEVERFAHREN
  • [0081] [0081]
    In diesem Beispiel wird der Einsatz von Osteoimplantaten mit einer Eingriffsstruktur ( In this example, the use of osteoimplants with an engaging structure ( 12 12 , . 112 112 , . 212 212 ) in Verbindung mit einem früheren Ansatz für lumbale Diskektomie und Spondylodesen erörtert. ) Discussed in connection with a previous approach for lumbar discectomy and spinal fusion. Es ist vorzuziehen, dass andere chirurgische Zugänge, zB anteriorer, posterolateraler Zugang usw., verwendet werden, um die Diskektomie sowie das Einsetzen von Eingriffsstrukturen durchzuführen. It is preferable that other surgical approaches, such as anterior, posterolateral access, etc. can be used to perform the discectomy and insertion of engagement structures.
  • [0082] [0082]
    Zu Beginn wird über einen posterioren Zugang unter Verwendung eines geeigneten Retraktors auf die Wirbelsäule zugegriffen, der das benachbarte Muskelgewebe, Blutgefäße und/oder Nervengewebe auseinanderzieht. At the beginning is accessed via a posterior approach using a suitable retractor on the spine, pulling apart the adjacent muscle tissue, blood vessels and / or nervous tissue. Anschließend wird mindestens ein Teil der Scheibe mit einem geeigneten Rongeur oder Schneidwerkzeugen entfernt. Subsequently, at least a portion of the disc is removed with an appropriate rongeur or cutting tools. Ein Retraktor wird an den hinteren Seiten der Wirbel befestigt. A retractor is attached to the back pages of the vertebrae. Ein für diesen Zweck geeigneter Retraktor ist der von Codmann hergestellte Cloward Lumbar Lamina Spreader. A suitable for this purpose retractor is the Cloward Lumbar Lamina Spreader manufactured by Codmann. Der Retraktor weist ein Paar Retraktorarme auf, die mittels Schrauben an den hinteren Wirbelseiten montiert werden können. The retractor includes a pair of retractor arms which can be mounted to the posterior vertebral sides by means of screws. Ist der Retraktor in angemessener Weise montiert, werden die Arme des Retraktors gespreizt, um die benachbarten Wirbel abzulenken, um einen adäquaten Freiraum für den Einsatz des Osteoimplantats mit der Eingriffsstruktur zwischen den Wirbeln bereitzustellen. If the retractor is mounted in an appropriate manner, the arms of the retractor are spread to distract the adjacent vertebrae to provide adequate clearance for the use of the osteoimplant with the engagement structure between the vertebrae. Das Osteoimplantat mit der Eingriffsstruktur wird anschließend in den abgelenkten Raum mittels eines geeigneten Eingriffsinstruments eingesetzt, wo es in dem intervertebralen Raum aufgenommen wird. The osteoimplant with the engagement structure is then inserted into the distracted space with an appropriate engagement Instruments, where it is received in the intervertebral space. Ist das Osteoimplantat mit der Eingriffsstruktur einmal sachgemäß in dem intervertebralen Raum positioniert, wird der Retraktor erneut eingesetzt, um die benachbarten Wirbel in ihre normalen Positionen zurückzubringen. Is the osteoimplant positioned with the engaging structure once properly in the intervertebral space, the retractor is used again to return the adjacent vertebrae to their normal positions.
  • [0083] [0083]
    Das Osteoimplantat mit der Eingriffsstruktur bildet eine Stütze, welche die benachbarten Wirbel in der gewünschten räumlichen Relation stützt und hält. The osteoimplant with the engagement structure forms a support which supports the adjacent vertebrae in the desired spatial relationship and holds. In der Praxis werden, wenn die Höhe der Scheibe durch Krankheit verringert wurde, optimale Abmessungen für Osteoimplantate mit Eingriffsstrukturen teilweise durch die Abmessungen des Raums zwischen den benachbarten Wirbeln und durch den erforderlichen Raum bestimmt. Optimal dimensions for osteoimplants with engagement structures when the height of the disc was reduced by disease in practice, partly determined by the dimensions of the space between the adjacent vertebrae and the required space. Der Kontakt der Wirbeloberflächen mit den übereinstimmenden entmineralisierten Oberflächen des Osteoimplantats mit Eingriffsstruktur ermöglicht eine relativ rasche Osteoinduktion und nachfolgende Fusion. The contact surfaces of the vertebrae with the matching demineralized surfaces of the osteoimplant having engagement structure allows for a relatively rapid osteoinduction and subsequent fusion. Im Zeitverlauf wächst das Knochengewebe aus den benachbarten Wirbelkörpern innerhalb des Osteoimplantats mit Eingriffsstruktur und verbindet sich damit, um eine solide Verbindung zu bilden. Over time, the bone tissue of the adjacent vertebral bodies grow within the osteoimplant having engagement structure and combines with it to form a solid connection.
  • [0084] [0084]
    Wie in Beispiel 1 gezeigt, ruft die Oberflächenentmineralisierung eine induktive Reaktion auf das mineralisierte Gewebe hervor. As shown in Example 1, causes the reaction produce an inductive Oberflächenentmineralisierung on the mineralized tissue. Diese Reaktion ist zur Tiefe der Entmineralisierung proportional. This reaction is proportional to the depth of demineralization. Eine kritische Tiefe von ca. 100 μm bis ca. 200 μm wurde als für den Beginn der Osteoinduktion erforderlich beobachtet. A critical depth of about 100 microns to about 200 microns was observed as required for the commencement of osteoinduction. Die Rate der Entmineralisierung ist innerhalb der ersten Stunden der Exposition in Säurelösung am größten. The rate of demineralization is within the first few hours of exposure in the acid solution is greatest. Die 0,25-Stunden-Entmineralisierung legt nur wenige Havers-Kanäle frei und zeigt gleichzeitig eine minimale Osteoinduktion. The 0.25-hour demineralization specifies only a few Haversian canals free, while showing a minimal osteoinduction. Die Zeitpunkte von 0,5 Stunden und 1 Stunde wiesen eine bemerkenswerte Anzahl von entmineralisierten Kanälen auf und zeigten Osteoinduktion überall in der entmineralisierten Schicht. The time points of 0.5 hours and 1 hour had a remarkable number of demineralized channels and osteoinduction exhibited throughout the demineralized layer. Die Zeitpunkte 2 Stunden und 4 Stunden zeigen keine bemerkenswert größere Osteoinduktion als die vorhergehenden zwei Zeitpunkte. The time points: 2 hours and 4 hours show remarkably larger osteoinduction than the previous two time points. Da zusätzliche Entmineralisierung die mechanischen Eigenschaften des Implantats herabsetzt, liegt die optimale Dauer der Entmineralisierung zwischen 0,5 Stunden und 1 Stunde, um die kombinierten biologischen und mechanischen Ziele des Implantats zu erreichen. Since additional demineralisation reduces the mechanical properties of the implant, the optimal duration of the demineralization is between 0.5 hours and 1 hour in order to achieve the combined biological and mechanical objectives of the implant.
  • [0085] [0085]
    Es ist klar, dass an den hierin offenbarten Ausführungsformen verschiedene Änderungen vorgenommen werden können. It is understood that various changes may be made to the disclosed embodiments described herein. Beispielsweise kann das hierin beschriebene Verfahren dazu verwendet werden, jede lasttragende (oder nicht lasttragende) Aussparungsoberfläche eines Knochenimplantats abzudecken. For example, the method described herein can be used to cover each load-bearing (or load-bearing) surface recess of a bone implant. Das Verfahren ist nicht auf das Abdecken von Knochenimplantaten mit Eingriffsstruktur beschränkt. The method is not limited to the covering of bone implants having engaging structure. Darüber hinaus muss der Pfropfen nicht zylindrisch geformt sein, sondern eher so geformt sein, um der Form jeder auf dem Knochentransplantat ausgebildeten Aussparung zu entsprechen. In addition, the stopper need not be cylindrically shaped, but rather may be shaped to conform to the shape of each recess formed in the bone graft. Demzufolge sollte die obige Beschreibung nicht als einschränkend betrachtet werden, sondern vielmehr als Veranschauli chungen der bevorzugten Ausführungsformen. Accordingly, the above description should not be regarded as limiting, but rather as Veranschauli cations of the preferred embodiments. Der Fachmann wird andere Modifikationen innerhalb des Rahmens der hierzu beigefügten Ansprüche erkennen. The skilled artisan will recognize other modifications within the scope of the claims appended hereto.
Classifications
International ClassificationA61L27/36, A61P19/00
Cooperative ClassificationA61L2430/02, A61L27/3608, A61L27/365, A61L27/3683
European ClassificationA61L27/36H, A61L27/36B2, A61L27/36F2B