strong moulding net which contains no toxic material - consisting of carbon fibres coated with thermoplastic material pref. poly:ethyl:methacrylate

strong moulding net which contains no

toxic material ^-consisting of

carbon

fibres

coated with thermoplastic

material pref.

poly:ethyl:methacrylate

Verdffentlichungsnummer DE4013447

Veroffentlichungsdatum:

Erfinder Anmelder:

Klassifikation:

-Internationale:

-Europaische:

Anmeldenummer:

Prioritatsnunimer(n):

1992-02-06

A61L27/00

A61B17/58;A61F2/00H; A61F2/28; A61F2/30L; A61F2/30L4;

A61L31/02D; A61L31/10; A61L31/12D2: A61L31/14;A61L31/16

DE

19904013447 19900427

DEI990401344719900427;DE19900004782U 19900427

Auchveroffentlicht als

DE9004782U{U1)

Report a dataerrorhere

ZusammenfassungvonDE4013447

A

mouldingnetformedicinalpurposescx>nsistsofcarbonfibrescoatedwithathermoplasticmaterial,pref.polyethylmethacrytate withspaces betweenthefibres.

ADVANTAGE

^-Thenetisstrong,canbe shapedat50-70 deg.Cisstableatnormaltemps., containsnotoxicmaterialandcangrowintobodytissue.

Datensindvondere5p@cenetDatenbankverfugbar^-Worldwide

1 ^-.

'(^ BUNDESREPUBLIK OEUTSCHLANO

® Patentschrift

®DE ^4013447 CI

@

^{Int. CI.S:}

A61L 27/00

DEUTSCHES PATENTAMT

@

Aktenzeichen:

(2) Anmeldetag:

@

Offenlegungstag:

(§) Veroffentlichungstag der Patenteneilung:

P4013 447.4-45 27. 4.90

6. 2.92

Innerhalb von 3

Monaten

nach Veroffentlichung der Erteilung kann Einspruch erhoben

warden

3

i

UJ Q

(§) Patentinhaber:

Aesculap

AG,

7200Tuttlingen.

DE

(74)Vertreter:

Stetlrecht,W..Dipl.-lng.

M.Sc;

Griefibach,D., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.;Haecker, W.. Dipl.-Phys.;

Bohme,

U., DipL-Phys.Dr.rer.nat.;Beck,J., Dipl.-Phys.Dr.rernat..Pat.-Anwalte,7000Stuttgart

@

^Erfinder:

WtntermanteL Erich, Dr.med.,Fislisbach.

CH

@

^FiirdieBeurteilungderPatentfahigkeit inBetracht

gazogene

Oruckschriften:

DE

3830005CI

DE

3726 268A1

DE

89

05423

U1

EP 01 71 884Al

DE-Z.:BiomedizinischeTechnik,Bd.34, 1989, S.315-319;

Modelliernetzfiirmedizinische

Anwendungen

^) Um

ein Modelliernetz fur medizinische Anwendungen.

welches aus einer zugfesten Faser hergestellt ist, anzuge- ben,welches bei Normaltemperatur mechanisch ^stabilund bei hdheren Temperaturen modeliierbar ist, welches keine toxischen Wirkungen hat und in welches ortsstandiges Korpergewebe flachenhaft einwachsen kann, wird verge-

'

schlagen. dafi die Faser inderWetse mindestens teilweise mit einem thermoplastischen Material beschichtetist, dafi Liicken zwischen den beschichteten Fasern verbleiben.

U

CO

t

UJ O

BUNDESDRUCKEREI

12.91 108 166/280 60 BNSDOCID:<DE 4013447C1J_>

DE ⁴⁰

^i:

1

Besehreibung

Die Erfindung^betriffteinModelliernetzfurmedizini- scheAnwendungen.

Netze, die ⁱⁿ der Chirurgie eingesetzt werden. sind j

bekannt undbeispielsweiseinder

DE-OS

²⁹ 17446 be- schrieben. Sie bestehen aus Faden ausresorbierbaren, organischenPolymerenund/oderaus nichtresorbierba- ren Fslden oder Drahten. Die resorbierbaren Faden konnen mitTricalciumphosphat bestucktsein, welches u dasKnochenwachstunnstimuliert.Diebekannten Netze konnen unteranderem

zum

Stiitzen von Organen.wie der Niere, eingesetztwerden.wobeisiezunachstineine ihrem

Verwendungszweck

angepaBte

Form

gebracht werden.Allerdingsistdiesc

Form —

insbesondere

wenn

i

die Netzeeinlagigverwendetwerden

—

nicht sehrsta- bil. Bei ihren bevorzugten

Anwendungen werden

des- halbdiebekannten NetzebevorzugtinVerbindungmit Knochenzementeingesetzt.Knochenzementebestehen bevorzugt aus autopolymerisierbarenStoffen,

zum

Bei- ₂ spiel aufder Basis vonPoIymethylmethacrylaL Bei der

Anwendung

dergenanntenKombinationaus

dem

Netz und

dem

ICnochenzement,fulit derKjiochenzement

—

bis aufdas Volumen,welches das Netz beansprucht

—

den gesamten Raum. in den die Kombination einge- 2 bracht wird,aus. Besteht dabeidas Netz aus resorbier- baremMaterial,sowirddasNetzmitderZeit resorbiert und der freiwerdende

Raum

sukzessive mit lebendem Knochengerust, welches ⁱⁿ die entstehenden Kanale hineinwachst. gefullt. Die ICan^le, die das resorbierte 3

Material fiir das nachwachsende

Korpergewebe

frei-

macht,habenallerdingseinensehrgeringen Durchmes-

ser.weshalbdieFestigkeitdesVerbundesaus Implantat und

Kdrpergewebe

sehr geringsein durfte.

Die FestigkeitdesVerbundeslieBe sich

zwar

verbes- 3 sern, indem relativ viel Netzmaterial mit Knochenze- ment kombiniert wird,diedamitverbundene

hohe

Po- rositat wiirde aber den Knochenzement crhcblich schwachen. Besteht das Netz aus nichtresorbierbarem Material,

zum

BeispielauseinemMetall,wirktdas Netz 4 als Armierung des Knochenzements,die ihmeinehohe

FestigkeitverleihtDiebekannten Netze ^sind.

wenn

sie in Verbindung mitKnochenzement verwendet werden.

nicht reversibel verformbar. Es

kommt

hinzu,

daD

bei derin situPolymerisationdesKnochenzementshochto- 4

xische

Monomere,

welchenichtumgesetzt

worden

sind, zuruckbleiben.

Mit einem wasserhartenden Kunststoffharz imprS- gnierte Textilflachengebilde werden beispielsweise als

orihopadische Stutzverbandebenuut.diese iassen sich 5

aberunterEinwirkungvonWassernureineinziges Mai

in eine bestimmte

Form

modellieren und harten dann

irreversibelinihrer

Form

^aus

(DE-OS

³⁷26268).

Eine thermoplastische Verformbarkeit erhalt

man

auch bei bekannten Implantaten aus resorbierbarem ^<

Kunststoff (EP-Al-017884;

DE

3830005 Cl;

DE-

U-8905423).SchlieOlichistesbekannt,Implantatwerk- stoffe durch Kohlenstoff-Fasern zu verstarken (DE-Z:

BiomedizinischeTechnik.Band34(1989),Seiten315bis

319). (

Es isi Aufgabe der Erfindung,ein Modelliernetz der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daQ es als Stiitzgerust bei Ersatzplastiken

Verwendung

finden kann. beispielsweise bei Gesichtsverletzungen» bei de- nenein TeildesGesichtesplastisch neu aufgebaut wer- (

den muB.DiesesModelliernetzsoilbeiNormaltempera- tur formstabil und bei hdheren Temperaturen modell- ierbar sein, keine toxischen Substanzen enthalten und

447 Cl

2

soli in ortsstandiges Kdrpergewebe fl^chenhaft ein*

wachsenkonnen.

DieseAufgabewirdbeieinemModelliernetz derein- gangs beschriebenen Art erfindungsgemSBdadurch ge-

lost,daBdie FasernausKohlenstoffbestehenund min- destensteilweisemiteinemihermoplastischen Material beschichtet sind, das bei Temperaturen zwischen ^50*

und

70°C

verformbar ist, und daO zwischen den be- schichtetenKohlenstoff-FasernLuckenverbleiben.

Ein seiches Netzistbei normaler

Umgebungstempe-

ratur formstabil.da das thermoplastische Material auf den Kohlenstoff-Fasern diese fixiert Die Zugfestigkeit des Modelliemetzes wird im wesentlichen durch die Kohlenstoff-Fasern hervorgerufen, die Formstabilitat hingegen durchdie thermoplastische Beschichtung. Ein Anpassen an eine gewunschte

Form

laBt sich in einfa- cher Weise dadurch erreichen, dafi das Modelliernetz erwarmtwird,und zwar^aufTemperaturen inderGro- Qenordnung von^50° bis70° C.AlleindurchdieseErwar-

mung

laBt sich das Modelliernetz an eine gewunschte

Form

anpassen, diese

Form

bleibt nach

dem

anschlie-

Benden AbkUhlenerhalten.

Vorteilhaftistinsbesondere derangegebene

Tempe-

raturbereich deswegen,weileinesolcheAnpassungge- gebenenfalls auch im menschlichen Kdrper erfolgen kann,ohne daBbeider beschriebenen

Erwarmung

Ver- brennungen des angrenzenden

Gewebes

auftreten.

Ganz

wesentlich fiirdas erfindungsgemaQe Modellier- netzist es,daB die Beschichtungdie

Maschen

des Net- zesfreilaBt.alsoauchnach

Erwarmung

undVerformung

nichtzueinemflachiggeschlossenenGebildewird,son- dern Offnungen freilaBt, in die

Gewebe

einwachsen kann.

Die

Verwendung

von Kohlenstoff als Fasermaterial hatmehrereVorteile:

Kohlenstoffistnicht resorbierbarundistmitKdrperge-

webe

hervorragend vertrSglich. Kohlenstoff ist auDer-

dem

transparent ^fiir Rontgenstrahlen und

weder

para- noch ferromagnetisch, sodaBalle

modernen

diagnostic schen Verfahren. wie Computertomographie (CT) und Kernresonanzmessungen

(NMR),

postoperativ ohne Schadenfur denPatienten undunter Erhaltder Aussa- gekraftdurchgefuhrtwerdenkonnen.Hinzu

kommt

die hervorragendeZugfestigkeitvonKohlenstoff-Fasern.

Es ist gunstig, die zugfeste Faser mit einem dQnnen Film aus thermoplastischem Material zu beschichten.

Das Beschichtungsmaterial kann beispielsweise Poly- ethylmethacrylatsein.

Zurgezielten Beeinflussung des

Wachstums

vonorts- standigem

Gewebe

ist es vorteilhaft,

wenn

das Modell- iernetz Substanzen zur Bioaktivierung enthalt. Kno- chenwachstum laBt sich beispielsweise durch den Zu- satzvonTricalciumphosphatstimulieren.

Die Eigenschaften deserfindungsgem^Ben ModelHer- netzes in bezug auf Formbarkeit und Formfestigkeit lassen sich in vorteilhafter Weise variieren, indem das Netzein- odermehrlagig verwendetwird und/oder in-

dem

die Machart des Netzes variiert wird.

Das

^erfin-

dungsgemaBe

Netz kann insbesondere gewoben, ge- strickt,gewirktodergeflochtensein.

Die nachfolgende Besehreibung von bevorzugten Ausfuhrungsformen des erfindungsgemaBenModcUier- netzes dient im

Zusammenhang

mitder Zeichnung der nMheren ErlSiuterung. Die Figur zeigt einen Ausschnitt aus einer Ausfuhrungsform des erfmdungsgemaBen ModelliemetzesteilweiseimSchnitL

Ein erfindungsgemaBes Modelliernetz 1 besteht aus zugfesten Fasern.welche miteinem thermoplastischen

):<DE 401344701J_>

DE 40 13

3

Material beschichtei sind AlsMaterialfOrdiezugfesien Fascrn2wirdKohlenstoffverwendet, welchermil Kor- pergewebe sehr gut vertriglich* fiir Rontgenstrahlen transparentundwederpara-nochferromagnetischist.

Das

thermoplastische Material3,mit

dem

diezugfe- s ste Faser beschichtet oder impr^gniert wird, wird bei 50"* bis70*

C

thermoplasiisch. Beispielsweise eignetsich dazu Polyethylmeihacrylat

Zur Hersiellung des Modelliemetzes wird zunachst ein Netz aus ICohlenstoff-Fasern erzeugc Das Netz lo

kann

—

je nach

dem Anwendungszweck —

gewirkt, gesirickt.gewobenodergeflochtensein.

Auch

dieGro- Be der freien

Raume

zwischen den Fasern richiet sich nach

dem

Anwendungszweck. Sind die freien

Raume

sehr groB,wirddieFestigkeitdesfertigenNetzesgerin- 15

ger sein, als wenn sie kleiner sind

Aber

groBe freie

Raume

behindern das

Wachstum

des ortsstandigen K-orpergewebes besonders wenig.

Das fertige Netz wird dann mit

dem

thermoplasti- schen Material beschichtetoderimpragniert

Dazu

wird 20 eineniedermolekulare

Form

des thermoplastischen

Ma-

terials auf das Netz, welches ein- oder zweilagig vor- liegt, aufgebracht und anschlieQend polymerisiert; dies wirdso gut beherrscht,daOdasfertigeProduktnurnoch hochpolymere Bestandteile enthalt Bei einem anderen 25 Herstellungsverfahren wird die bereits hochpolymere

Form

als Fuder oder alsdiinner Film aufgebracht und durch

Erwarmung

auf die

Fasem

aufgeschmolzen. Da- durchistjedeHistotoxizitsitausgeschlosssen.Durchdie

An

der Beschkrhtung kann erreicht werden. daB das 30 thermoplastische Material sosparsamaufdasNetzauf- gebrachtwird,daB nur die Fasern benetztwerden und dieLucken,die bereitsin

dem

NetzausKohlenstoff-Fa- sern vorhanden waren,freibleiben;dasheiQt mit ande- ren Worten, daBdie Beschichtung lediglich zueiner lo- 35 kaienFaserverklebungfiihrt

ZurStimulierungdes EinwachsensortsstandigenGe- webeszwischen den Maschen des erfindungsgemaBen Modelliemetzes kdnnen auf dessen Oberflache Sub- stanzcnzurgeziehenBeeinflussungdes

Wachstums

^auf- 40 gebracht werden (Bioaktivierung). Zur

Anregung

des Knochenwachstums ist

zum

Beispiel Tricalciumphos- phatgeeignet

Im folgenden werden

Anwendungen

des erfindungs-

gemaBen

Modelliemetzesbeschrieben: 45 Beideroperativen

Verwendung

eines Modelliemetzes, welches mil Polyethylmeihacrylat impralgnieri ^ist, wird das ein- oder zweilagige Netz ⁱⁿ Blattform aus einer Steriipackung

eninommen

und grob zurechtgeschnit- ten.AnschlieBend wird dasNetzinheiBesWassereinge- 50 tauchtOder auchineinenMikrowellenherdgelegt (auch ein Aufheizen mittels clektromagnetischer Induktion (sieheunten)istmdglich)und dann in situ,dasheiBt

am

Korper. anmodelliert.SoildieVerformbarkeit OberIan- gereZeit erhalienbleiben, crfolgtdie Modellierungun- ₅₅ lereinemHeizstrahlenDie Implantationistdamit been- det. Die MaterialiendesNetzessindfreivonHistotoxi- zitai, und das Netz besitzi hinreichendgroBe Poren, so daBeingutes Einwachsverhalten erwartetwerdenkann.

Dabeiisteine postoperative Verlaufskontrolle mitbild- so

gebenden Verfahren moglich. Das erfindungsgemaBe Modelliernetzbehindertaufgrundseiner Materialeigen- schaften keine der ublichen Bestimmungsmcthoden (Rdntgenaufnahmen.

CT

und

NMR).

Isi das Netz auf

Dauer

im iCorpergewebe unerwunscht, so

muB

es ent- 65 fernt werden. da es ja nicht auseinem resorbierbaren Material besteht. Dies wird erieichtert,

wenn

das Netz zunachst beispielsweise mittels eines Heizsirahlers

447 CI

4

formbar gemacht wirdIndiesem Zustandl^Bt sichdas Netz schonender aus

dem

Korpergewebc entnehmen

als ohne die Moglichkeit einer Verformbarkeit und Warmeeinwirkung-

Man

kann,

zum

Beispiel zur

Anwendung

in der Ge- sichtschirurgie das Modelliernetz auBerhatb des Kor- pers formen.

Dazu

wird mittels Computergraphik aus PaBbildernoder anderen

Aufnahmen

desFattenten eine authentische Gesichisoberflache mcdelliert und an- schlteBend dasim

Computer

gespeicherte Modellmit- tels Frasensin eingeeignetes Material ubertragen.Auf dieser "Maske" wird dann das verformbare Modellier- netz modelliert und anschlieBend beispielsweise nach einer Tumorentfernung implanticrt Es lassen sich mit dieser Methode,

zum

BeispielbeireinkosmetischerIn- dikation, auch '^unschgesichter" modellieren und in

ICorpergeweberealisieren.

Patentansprtiche

1. Modelliernetz fur medizinische

Anwendungen

aus zugfesten Fasern, dadarch gekennzeichnet, daB die

Fasem

(2)aus Kohlenstoff bestehen und mindestens teilwetse mit einem thermoplastischen Material₍₃₎beschichtetsind,dasbeiTemperaturen zwischen SO*" und 70°

C

verformbar ist, und daB zwischendenbeschichteten Kohlenstoff-Fasern(2) Liicken verbleiben.

2.ModelliernetznachAnspruchl.dadurch gekenn- zeichnet.daBdieFasern(2)miteinem dunnenFilm aus thermoplastischem Material (3) beschichtet sind.

3.Modelliernetznacheinemdervorangegangenen Anspruche, dadurchgekennzeichnet,daBdasther- moplastische Material(3)Polyethylmethacrylatist 4. Modelliernetznach einemdervorangegangenen Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daB es Sub- stanzen zur Bioaktivierungenthalt.

5.Modelliernetznacheinemdervorangegangenen Anspruche, dadurch gekennzeichnet,daBdas Netz

(1)ein-oder mehrlagigist.

6.Modelliernetznacheinemdervorangegangenen Anspruche, dadurch gekennzeichnet,daBdasNetz

(1)gewoben.gestricki,gewirktodergeflochtenisL

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y.<DE .40l3447Cl_L>

ZEICHNUNGEN

SEITE 1

Nummer:

Int.CL':

Veroffentlichungstag:

DE 4013447 CI

A61L

27/00

6.Februar1992

108 166/280

BNSDOCID:<0E 40l3447ClJ_>