DE102012024206A1

DE102012024206A1 - Mehrschichtige Membran für Knochendefekte

Info

Publication number: DE102012024206A1
Application number: DE102012024206.9A
Authority: DE
Inventors: Domonkos Horvath
Original assignee: Celgen AG
Current assignee: Celgen AG
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2014-06-18
Also published as: EP2928416A1; US20150265407A1; WO2014086913A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein künstliches Knochenfragment in Form einer mehrschichtigen Membran zur Knochenbildung, insbesondere eine Distraktionsmembran geeignet zur Kallusdistraktion, die Verwendung des künstliches Knochenfragments zur Knochenregeneration, insbesondere durch Kallusdistraktion und Verfahren zur Knochenregeneration, insbesondere Kallusdistraktion.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein künstliches Knochenfragment in Form einer mehrschichtigen Membran zur Knochenbildung, insbesondere eine Distraktionsmembran geeignet zur Kallusdistraktion, die Verwendung des künstliches Knochenfragments zur Knochenregeneration, insbesondere durch Kallusdistraktion und Verfahren zur Knochenregeneration, insbesondere Kallusdistraktion.
Knochenverluste werden heutzutage in der Regel mit Knochenersatzmaterialien oder mit auto- oder allogenem Knochen ausgefüllt.
Aus biologischer Sicht ist das beste Ersatzmaterial für einen Knochen ein autologes Spongiosatransplantat. Solche Transplantate sind jedoch nur limitiert verfügbar und zeigen eine hohe Resorptionsrate nach der Transplantation.
Die im Stand der Technik eingesetzten Materialien und Techniken liefern häufig eine ungenügende Knochenqualität, sodass beispielsweise Implantate in ihren Implantatlagern nicht fest verankert sind.
Oft wird das Knochenersatzmaterial in Form von Blöcken eingesetzt. Durch die Dicke der Blöcke ist der Knochenersatz häufig nicht genügend vaskularisiert, wodurch die Infektionsgefahr erhöht und die Regeneration beeinträchtigt ist. Auch werden bei Verfahren aus dem Stand der Technik häufig Wachstumsfaktoren verwendet, die die Kosten für die Verfahren stark erhöhen.
Zur Abdeckung von Knochendefekten werden teilweise auch Abdeckmembranen verwendet, die mehrschichtig sein können. Diese Membranen sind nur zur Abdeckung gedacht. Die Membranen sind flexibel und biegsam ausgestaltet. Dadurch können sie nicht während eines Knochenaufbaus bewegt werden, insbesondere kontrolliert bewegt werden, zum Beispiel bei einer Knochendistraktion mittels Distraktionsmembran. Die Membranen sind entweder aus einem weichen Material oder vliesartig. Die Membranen sind teilweise auch undurchlässig und dienen der Verhinderung eines Einwachsens von Bindegewebe und Gefäßen in den Knochendefekt.
Anstelle der Verwendung eines Knochenersatzes kann fehlende Knochensubstanz teilweise auch durch Knochenregeneration aufgefüllt werden. Segmentale Unterbrechungen der knöchernern Kontinuität an langen Röhrenknochen können so mittels Distraktionsosteogenese behandelt werden.
Die Kallusdistraktion ist bereits seit über hundert Jahren bekannt. Der wichtigste biologische Reiz für die Knochenbildung ist die mechanische Beanspruchung. Dadurch werden piezoelektrische Kräfte freigesetzt, die Osteoblasten und Osteoklasten aktivieren. Die Distraktionsosteogenese induziert die Knochenneubildung, indem durch langsame Trennung von Knochensegmenten biologische Wachstumsreize ausgelöst werden. Durch diese Methode wird die direkte Bildung von Geflechtsknochen durch Distraktion erreicht. Die definierte Zugspannung bei der Knochengeneration ist wesentlich. Legt man an Knochenfragmente eine solche definierte Zugspannung an, so zeigt das mesenchymale Gewebe im Spalt und an den angrenzenden Fragmentenden ein osteogenetisches Potential. Bei Vorliegen ausreichender vaskulärer Potenz kommt es unter progressiver Distraktion zur Metaplasie des organisierten Hämatoms, auch Blutkoagulat genannt, in einer Zone von longitudinal arrangiertem, fibrösem Gewebe, das sich unter optimalen externen und internen Bedingungen direkt in Geflechtsknochen umwandeln kann. Erschwerend ist jedoch, dass das Knochengewebe bei seiner Regeneration einer hoch-komplexen Steuerung unterliegt.
Bei der Distraktionsosteogenese werden auch Verfahren angewandt, bei denen wie in der WO 03/051220 A2 Knochenfragmente in Form von vorher abgetrennten Knochenblöcken von einem Knochendefekt weg bewegt werden, um neues Knochenmaterial zu erzeugen. Dies erfordert einen weiteren Operationsschritt. Darüber hinaus muss das Knochenfragment entweder aus einem anderen Knochen, beispielsweise Beckenknochen oder am Knochendefekt selber entnommen werden, wobei dann der Knochendefekt nicht übermäßig groß sein darf, da erst weiterer Knochen entfernt wird, bevor ein Knochenaufbau stattfinden kann.
Die DE 10 2010 055 432 A1 , die WO 01/91663 A1 und die US 5,980,252 beschreiben Vorrichtungen und Verfahren zur Kallusdistraktion mittels künstlicher Grenzflächen, beispielsweise Membranen. Bei den dort verwendeten Membranen handelt es sich um ebene oder gewölbte Platten oder Plättchen, die meist aus einem Metall, beispielsweise Titan bestehen. Diese Membranen sind nicht bioabbaubar und müssen somit entweder im Körper des Patienten verbleiben oder wieder durch eine zusätzliche Operation entfernt werden. Darüber hinaus ist Struktur, Aufbau und Material dieser Membranen für eine gute Vaskularisierung durch das umgebene Gewebe nicht ideal.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem ist die Bereitstellung eines Knochenersatzmaterials, das es ermöglicht, Knochenregenerationsverfahren durchzuführen, die die Nachteile aus dem Stand der Technik überwinden, insbesondere eine gute Nährstoffversorgung durch das umliegende Gewebe ermöglichen.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem ist auch die Bereitstellung von Membranen, insbesondere Distraktionsmembranen, die es ermöglichen, Knochen verbessert zu regenerieren, beispielsweise durch Distraktion zu regenerieren, wobei das an der Membran anliegende Gewebe besser vaskularisieren kann als bei Membranen aus dem Stand der Technik.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende technische Problem ist dabei auch die Bereitstellung von Alternativen zu im Stand der Technik verwendeten vorher aus den Knochen heraus getrennten Knochenfragmenten.
Die vorliegende Erfindung löst das ihr zugrunde liegende technische Problem insbesondere durch die Bereitstellung von künstlichen Knochenfragmenten in Form von Membranen, insbesondere auch Distraktionsmembranen, Verfahren und Verwendungen gemäß der Patentansprüche.
Die vorliegende Erfindung löst das ihr zugrunde liegende technische Problem insbesondere durch die Bereitstellung einer Membran, insbesondere einer Distraktionsmembran, zur Knochenbildung, bevorzugt als künstliches Knochenfragment zur Knochenbildung, wobei die Membran mindestens zwei Schichten und eine Kontaktfläche und eine Gegenfläche aufweist, wobei die Gegenfläche durch die erste Schicht gebildet wird, wobei die erste Schicht aus Kollagen besteht oder überwiegend Kollagen enthält und wobei die zweite Schicht starr ist.
Die vorliegende Erfindung löst das ihr zugrundeliegende technische Problem auch durch die Bereitstellung einer Membran zur Knochenbildung mit einer Kontaktfläche und einer Gegenfläche, wobei die Membran mindestens zwei Schichten aufweist, wobei die Gegenfläche durch die erste Schicht gebildet wird, wobei die erste Schicht aus Kollagen besteht oder überwiegend Kollagen enthält, und wobei die zweite Schicht aus einem bioresorbierbaren Kunststoff besteht oder überwiegend einen bioresorbierbaren Kunststoff enthält.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Membran resorbierbar, insbesondere bioresorbierbar.
In einer Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Membran zweischichtig sein. Die Kontaktfläche wird dann durch die zweite Schicht gebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran mindestens dreischichtig.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran dreischichtig. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran dreischichtig, wobei die Kontaktfläche durch eine dritte Schicht gebildet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran mindestens dreischichtig wobei die Kontaktfläche durch eine dritte Schicht gebildet wird, wobei die dritte Schicht aus einem mineralischen Material besteht oder überwiegend ein mineralisches Material enthält. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran dreischichtig wobei die Kontaktfläche durch eine dritte Schicht gebildet wird, wobei die dritte Schicht aus einem mineralischen Material besteht oder überwiegend ein mineralisches Material enthält.
Die Membran kann also zweischichtig oder dreischichtig sein. Auch kann die Membran noch weitere Schichten aufweisen, so beispielsweise eine vierte Schicht, eine fünfte Schicht oder weitere Schichten.
Die Schicht, die die Kontaktfläche bildet, also insbesondere die zweite Schicht oder die dritte Schicht ist bevorzugt so ausgestaltet, dass die Kontaktfläche eine besonders gute Anheftung von Zellen, insbesondere Osteoblasten, erlaubt. Dies ist insbesondere bei einer Distraktionsmembran vorteilhaft, da so gewährleistet ist, dass anhaftende Zellen des Kallus durch die Bewegung der Membran distrahiert werden, also biomechanische Impulse erfahren.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einer „Membran” eine medizinische Membran verstanden, die bei medizinischen Verfahren zur Regeneration eines Knochens oder bei dem Einbringen von Knochenersatzmaterialen in einem Knochendefekt verwendet wird. Dabei wird unter dem Begriff Knochenregeneration sowohl eine Knochenneubildung beispielsweise durch Distraktion als auch das Einbringen und Einwachsen lassen von Knochenersatzmaterialen in einem Knochendefekt verstanden.
Insbesondere versteht die vorliegende Erfindung unter dem Begriff der Knochenregeneration auch die Regeneration von Knochendefekten zum Beispiel nach Zystektomie, Tumorchirurgie oder Unfallchirurgie etc., unabhängig von der Topografie, und/oder insbesondere auch die Regeneration kleinerer Knochendefekte, die zum Beispiel durch Parodontitis entstehen.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einer Membran ein im ungewölbten Zustand plattenförmiger, also planer oder ebener Körper verstanden. Die Membran hat eine Kontaktfläche, die zur Anlagerung bzw. Anhaftung von Osteoblasten im Bereich eines Knochendefekts dient, und eine der Kontaktfläche gegenüber liegende Gegenfläche. Diese beiden Flächen können jegliche Form haben, beispielsweise rund, oval, viereckig oder mehreckig sein. Bevorzugt sind die Kontaktfläche und die Gegenfläche der Membran im ungewölbten Zustand rechteckig oder rund. Im ungewölbten Zustand ergibt sich die Größe dieser beiden Flächen einer rechteckigen Membran aus der Länge und der Breite der Membran. Die Membran hat weiterhin mindestens eine Seitenfläche, insbesondere vier Seitenflächen, wenn es sich um eine rechteckige Membran handelt. Im ungewölbten Zustand ergibt sich die Größe von zwei der Seitenflächen aus der Höhe und der Länge einer rechteckigen Membran, die Größe der zwei anderen Seitenflächen aus der Höhe und der Breite der Membran. Die Membran ist erfindungsgemäß möglichst dünn, das heißt die Größe der Seitenflächen ist um Vielfaches kleiner als die Größe der Kontaktfläche und bei einer viereckigen Membran ist die Höhe der Membran um ein Vielfaches kleiner als die Länge und die Breite der Membran. Je dünner die Membran ist, umso besser kann durch sie in vorteilhafter Weise ein Stoffaustausch, beispielsweise Blutaustausch zwischen dem an der Kontaktfläche anliegendem Gewebe und dem an der Gegenfläche anliegenden Gewebe stattfinden.
Bevorzugt dient eine erfindungsgemäße Membran zur Knochenregeneration im Mund-Kiefer-Bereich also insbesondere zur Knochenregeneration bei einem Kiefer. Bei dem Kiefer kann es sich um einen Oberkiefer oder einen Unterkiefer handeln.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Membran um eine Distraktionsmembran.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einer „Distraktionsmembran” eine medizinische Membran verstanden, die als künstliche Grenzfläche bei einer Knochendistraktion dienen kann oder dient. Eine solche Membran ist bevorzugt starr und bruchstabil, insbesondere formstabil. Eine Distraktionsmembran ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass sie an eine Distraktionsvorrichtung befestigt werden kann und mit Hilfe der Distraktionsvorrichtung kontrolliert mit einer gewünschten Geschwindigkeit kontinuierlich oder in Einzelschritten vom Knochen entfernt werden kann, beispielsweise vom Knochen weggezogen oder weggeschoben werden kann. Eine Distraktionsmembran ist somit eine spezifische Untergruppe von medizinischen Membranen, die von einem Fachmann ohne Weiteres von anderen medizinischen Membranen, die beispielsweise zur einfachen Abdeckung eines Knochendefektes dienen, unterschieden werden kann.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einer „Kochendistraktion” oder einer „Kallusdistraktion” ein medizinisches Verfahren zur Knochenregeneration verstanden, bei dem ein Element langsam von einem Knochendefekt entfernt wird, sodass auf die in einem zwischen dem Knochendefekt und dem Element entstehenden Kallus befindlichen Zellen, insbesondere Osteoblasten, ein künstlicher biomechanischer Impuls, insbesondere Zugimpuls ausgeübt wird. Bei dem Element kann es sich beispielsweise um einen Knochen, ein Knochenfragment oder einen künstlichen Körper handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Element um eine Distraktionsmembran, im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung um eine erfindungsgemäße Distraktionsmembran, handeln.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einem „biomechanischen Impuls” eine mechanische Kraftübertragung, insbesondere die Übertragung einer Zugkraft, auf eine Zelle, insbesondere Osteoblasten, und die dadurch ausgelösten biologischen Prozesse in der Zelle verstanden.
Es zeigte sich überraschender Weise, dass durch einen mehrschichtigen Aufbau einer Membran, insbesondere einer Distraktionsmembran, diese so aufgebaut werden kann, dass sowohl die Kontaktfläche als auch die Gegenfläche, besonders gut mit den jeweiligen an den Flächen anliegenden Geweben interagieren können. Die erfindungsgemäße Membran stellt somit einen überraschend guten Ersatz für auto- oder allogene Knochenblöcke dar. Dabei wirkt das Kollagen der ersten Schicht einer erfindungsgemäßen Membran auf das an der Gegenfläche anliegende Bindegewebe. Gleichzeitig kann diese Kollagenschicht als Schutz der starren zweiten Schicht dienen. Die zweite Schicht, die bevorzugt aus einem bioresorbierbaren Kunststoff besteht oder überwiegend ein bioresorbierbarer Kunststoff enthält, dient als Gerüststruktur, sodass die Membran starr und nicht verbiegbar ausgeführt sein kann und sich somit zur Verwendung als Distraktionsmembran eignet. Durch die bevorzugte Verwendung der resorbierbaren Kunststoffe wird eine ausreichende Stabilität der Membran erreicht, sodass auf den Einsatz von Metallen, beispielsweise Titan verzichtet werden kann. Somit ist in vorteilhafter Weise die gesamte erfindungsgemäße Membran trotz ausreichender Stabilität im Körper resorbierbar, sodass die Membran oder Membranteile nicht im Körper verbleiben müssen oder wieder operativ entfernt werden müssen. Darüber hinaus eignet sich der bioresorbierbare Kunststoff gut als Kontaktfläche für Zellen, insbesondere Osteoblasten eines Kallus oder kann gut mit einer dritten Schicht beschichtet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform kann diese Kontaktfläche daher insbesondere auch durch eine dritte Schicht gebildet werden, die bevorzugt aus einem mineralischen Material besteht oder überwiegend ein mineralisches Material enthält. Diese Schicht entspricht dann in vorteilhafter Weise einer natürlichen Knochenschicht eines auto- oder allogenen Knochens.
Die Verwendung eines bioresorbierbaren Kunststoffs als Gerüstschicht hat darüber hinaus den Vorteil, dass diese Gerüstschicht eine spezifische Formgebung aufweisen kann, beispielsweise gewölbt sein kann und/oder eine vorgegebenen Porosität aufweisen kann, die die Durchblutung und die Vaskularisierung fördert. Die bevorzugte Verwendung von einem bioabbaubaren Kunststoff als Gerüstschicht hat darüber hinaus den Vorteil, dass dieses Material leicht geschnitten oder anderweitig zerteilt werden kann, sodass die Membran ohne größeren Aufwand in die gewünschte Form zuschneidbar ist.
Durch die gewählten Materialen kann das erfindungsgemäße künstliche Knochenfragment in vorteilhafter Weise trotz der Mehrschichtigkeit als Membran ausgebildet sein, also sehr dünn sein. Dies hat im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten natürlichen oder künstlichen Knochenfragmentblöcken, die eine gewisse Dicke aufweisen müssen, den Vorteil, dass durch die dünne erste Schicht und die dünne zweite Schicht und auch durch eine fakultative dünne dritte Schicht eine verbesserte Durchblutung und Vaskularisierung stattfinden kann.
Ohne an die Theorie gebunden sein zu wollen, geht der Stand der Technik davon aus, dass ein wichtiger Faktor für die Knochenneubildung eine Abschirmung des Knochendefekts vor einwachsendem Bindegewebe ist. Daher werden bei der Behandlung von Knochendefekten oftmals Abschirmungsmembranen verwendet, die den Knochendefekt gegen das Bindegewebe abschirmen und ein Einwachsen des Bindegewebes in den sich im Knochendefekt bildenden Kallus verhindern sollen. Diese Abschirmung wird dabei oftmals als wichtiger angesehen als das Vorhandensein von biomechanischen Impulsen, die die Osteoblasten zur Knochenbildung anregen. Überraschenderweise scheint jedoch die Bereiststellung von biomechanischen Impulsen zur Knochenbildung weitaus wichtiger zu sein als die Abschirmung des Knochendefekts vom Einwachsen des umliegenden Bindegewebes. Daher kann die erfindungsgemäße Membran bevorzugt perforiert sein. Sie kann also Poren aufweisen, die von der Gegenfläche durch die Membran hindurch zur Kontaktfläche reichen. Durch diese Poren kann sowohl der Knochendefekt und der dort befindliche Kallus als auch das durch die Membran vom Knochendefekt abgetrennte Bindegewebe gut mit Nährstoffen und Blut versorgt werden und dadurch besonders gut vaskularisieren. Da die Membran im Vergleich zu Knochenblöcken dünn ist, sind die Poren dementsprechend kurz, so dass eine besonders gute Verbindung vom an der Gegenfläche anliegenden Gewebe zu dem an der Kontaktfläche anliegenden Kallus hergestellt werden kann. Dass dabei auch Bindegewebe in den Knochendefektbereich einwachsen kann, spielt überraschender Weise eine untergeordnete Rolle, solange die Osteoblasten im Kallus genügend biomechanische Impulse erfahren, um zur Knochenbildung angeregt zu werden.
Es zeigte sich auch überraschenderweise, dass eine gute Knochenneubildung nicht nur durch künstliche biomechanische Impulse erreicht werden kann, wie sie beispielsweise durch eine Distraktion der Membran erzeugt werden, sondern auch durch natürliche biomechanische Impulse, die beispielsweise im Kieferbereich durch ein Zubeißen, Sprechen und anderweitiges Bewegen der Kiefer gegeneinander erzeugt werden. Dabei zeigte sich, dass eine erfindungsgemäße Membran solche biomechanischen Impulse an den Kallus in einem Knochendefekt weitergeben kann, insbesondere, wenn sie mit dem den Knochendefekt umgebenden Knochen fest verbunden ist. Somit kann die erfindungsgemäße Membran nicht nur als Distraktionsmembran bei der Kallusdistraktion verwendet werden, sondern alternativ auch als einfache am Knochendefekt anliegende Membran, insbesondere dann, wenn diese am Knochendefekt anliegende Membran fest mit dem den Knochendefekt umgebenden Knochen verbunden ist, beispielsweise über Schrauben mit dem Knochen verbunden ist. Bevorzugt ist diese Verwendung bei Defekten, die zu mindestens der Hälfte der angrenzenden Fläche oder von mindestens drei Seiten von Knochenmaterial begrenzt werden, da dann die Impulsübertragung auf die Membran besonders gut ist.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Membran führt insbesondere auch zu einer guten Vaskularisierung des sich neu bildenden Knochengewebes, insbesondere dann, wenn die Membran erfindungsgemäß bevorzugte Poren aufweist, die durch die Membran von der Gegenfläche zur Kontaktfläche interkonnektierend hindurch reichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die zweite Schicht aus einem bioresorbierbaren Kunststoff oder enthält überwiegend einen bioresorbierbaren Kunststoff, wobei die zweite Schicht Poren mit einem Durchmesser von mindestens 10 μm aufweist, wobei die Poren von der Grenzfläche zwischen der zweiten Schicht und der ersten Schicht zur Kontaktfläche durch die zweite Schicht interkonnektierend hindurch reichen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran dabei eine bioresorbierbarende Distraktionsmembran.
Die Gegenfläche der erfindungsgemäßen Membran wird durch eine erste Schicht gebildet, die aus Kollagen besteht oder überwiegend Kollagen enthält. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erste Schicht zu mindestens 50 Gewichts-% Kollagen. Mehr bevorzugt enthält die erste Schicht zu mindestens 75 Gewichts-% Kollagen. Besonders bevorzugt enthält die erste Schicht zu mindestens 90 Gewichts-%, noch mehr bevorzugt zu mindestens 95 Gewichts-% Kollagen. Insbesondere kann die erste Schicht auch ganz aus Kollagen bestehen. Bei dem Kollagen kann es sich um natives Kollagen oder denaturiertes Kollagen handeln. Bei dem Kollagen kann es sich um ein Kollagen handeln, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem der Kollagentypen I bis XXVIII und Mischungen davon. Bevorzugt handelt es sich bei dem Kollagen um Kollagen des Typs I da es ein fibrilläres Kollagen ist, das in vielen Bindegeweben vorkommt.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einer „ersten Schicht” die die Gegenfläche bildende Schicht verstanden, die aus Kollagen besteht oder überwiegend Kollagen enthält.
Bevorzugt hat die erste Schicht, die aus Kollagen besteht oder überwiegend Kollagen enthält, eine Schichtdicke von mindestens 0,1 mm und höchstens 10,0 mm.
Bevorzugt beträgt die Schichtdicke der ersten Schicht mindestens 0,1 mm. Besonders bevorzugt beträgt die Schichtdicke der ersten Schicht mindestens 0,2 mm. Bevorzugt beträgt die Schichtdicke der ersten Schicht mindestens 0,5 mm. Bevorzugt beträgt die Schichtdicke der ersten Schicht mindestens 1,0 mm. Bevorzugt beträgt die Schichtdicke der ersten Schicht mindestens 2,0 mm.
Bevorzugt beträgt die Schichtdecke der ersten Schicht höchstens 10,0 mm. Bevorzugt beträgt die Schichtdicke der ersten Schicht höchstens 5 mm. Bevorzugt beträgt die Schichtdicke der ersten Schicht höchstens 3 mm. Bevorzugt beträgt die Schichtdicke der ersten Schicht höchstens 2,5 mm.
Bevorzugt beträgt die Schichtdicke der ersten Schicht mindestens 0,5 mm und höchstens 2,5 mm.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einer „zweiten Schicht” die Schicht der erfindungsgemäßen Membran verstanden, die das Grundgerüst der erfindungsgemäßen Membran bildet. Bevorzugt bilden die erste Schicht und die zweite Schicht eine Grenzfläche, liegen also aneinander an. Bevorzugt ist die zweite Schicht starr.
Die zweite Schicht kann plattenförmig oder gerüstförmig sein.
Erfindungsgemäß bevorzugt besteht die zweite Schicht aus mindestens einem bioresorbierbaren Kunststoff oder enthält überwiegend mindestens einen bioresorbierbaren Kunststoff.
Erfindungsgemäß bevorzugt besteht die zweite Schicht aus einem bioresorbierbaren Kunststoff oder enthält überwiegend einen bioresorbierbaren Kunststoff.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die zweite Schicht zu mindestens 75 Gewichts-% einen bioresorbierbaren Kunststoff. Mehr bevorzugt enthält die zweite Schicht zu mindestens 95 Gewichts-% einen bioresorbierbaren Kunststoff. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die zweite Schicht aus einem bioresorbierbaren Kunststoff.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einem „resorbierbaren Kunststoff” oder einem „bioresorbierbaren Kunststoff” ein Kunststoff verstanden, der im menschlichen Körper, beispielsweise eines Patienten, biologisch abgebaut und zersetzt wird. Die zweite Schicht kann einen einzigen bioresorbierbaren Kunststoff enthalten oder auch zwei oder mehr verschiedene bioresorbierbare Kunststoffe. Bevorzugt besteht die zweite Schicht einer erfindungsgemäßen Membran aus einem einzigen bioresorbierbaren Kunststoff.
Dem Fachmann sind verschiedene bioresorbierbare Kunststoffe bekannt. Dabei kann der Fachmann ohne Weiteres geeignete bioresorbierbare Kunststoffe auswählen, aus denen sich Membranschichten fertigen lassen, die als stabiles und insbesondere starres Gerüst geeignet sind. Geeignete bioresorbierbare Kunststoffe sind beispielsweise Polymilchsäuren wie Polylactid (PLA) und Polycaprolacton (PCL).
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der bioresorbierbare Kunststoff ein Polycaprolacton.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der bioresorbierbare Kunststoff ein Polylactid.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Schicht als starres Gerüst ausgestaltet und porös. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Schicht porös. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Schicht interkonnektierende Poren auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von mindestens 0,01 mm bis höchstens 4 cm. In einer bevorzugten Ausführungsform hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von mindestens 0,1 mm bis höchstens 1 cm.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von mindestens 0,1 mm bis höchstens 3,0 mm.
Bevorzugt hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von mindestens 0,01 mm. Bevorzugt hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von mindestens 0,05 mm. Bevorzugt hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von mindestens 0,1 mm. Bevorzugt hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von mindestens 0,2 mm. Bevorzugt hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von mindestens 0,5 mm. Bevorzugt hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von mindestens 1 mm.
Bevorzugt hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von höchstens 4 cm. Bevorzugt hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von höchstens 2,5 cm. Bevorzugt hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von höchstens 1 cm. Bevorzugt hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von höchstens 0,5 cm. Bevorzugt hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von höchstens 3 mm. Bevorzugt hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von höchstens 2,5 mm. Bevorzugt hat die zweite Schicht eine Schichtdicke von höchstens 2 mm.
Bevorzugt ist die zweite Schicht starr, sodass sie als Gerüst die Verwendung der Membran als Distraktionsmembran oder die Übertragung von biomechanischen Impulsen ermöglicht.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter „starr” verstanden, dass die Schicht beziehungsweise die Membran so bruchstabil, bevorzugt auch formstabil ist, dass sie sich bei den üblicherweise auftretenden Kräften, also Kräften, wie sie bei einer erfindungsgemäßen Verwendung auftreten, nicht verbiegt. Insbesondere wird unter „starr” verstanden, dass die Membran durch Zug- und Druckkräfte in einer Größenordnung, wie sie bei einer Kallusdistraktion auftreten, nicht bricht, bevorzugt sich auch nicht verbiegt, also eine ausreichende Zugfestigkeit aufweist.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Membran nicht starr, sondern nur überwiegend starr beziehungsweise etwas flexibel. Eine solche Membran kann sich insbesondere bei einer Verwendung eignen, bei der die Membran nicht als Distraktionsmembran eingesetzt wird, sondern fest mit einem Knochen verbunden wird und zur Übertragung von natürlichen biomechanischen Impulsen dient.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Schicht porös.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Membran mindestens eine Perforation auf. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran perforiert. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Membran eine Vielzahl von Löchern, insbesondere Poren auf, die durch alle Schichten hindurchreichen, also interkonnektierend sind. Bevorzugt reichen die interkonnektierenden Poren von der Kontaktfläche zur Gegenfläche der Membran. Solche Löcher erlauben in vorteilhafter Weise das Eindringen von Blut an der Kontaktfläche und/oder der Gegenfläche der Membran, wobei das Blut dann beispielsweise durch kapillare Kräfte durch die Membran hindurch zur jeweils anderen Fläche geführt werden kann, sodass eine gute Durchblutung des Kallusgewebes und/oder des an der Membran anliegenden Bindegewebes erreicht wird. Darüber hinaus können sich in den Poren und somit durch die Membran hindurch Gefäße bilden, es kann also eine gute Vaskularisierung des wachsenden Knochens erfolgen. Die erfindungsgemäß bevorzugten Poren, insbesondere interkonnektierenden Poren, beispielsweise mit einem Durchmesser von etwa 1 mm, ermöglichen also das Durchwachsen von Kapillaren durch die Membran, so dass in dem Bereich des neu gebildeten Knochens eine sehr gute Blutzirkulation und Immunabwehr gewährleistet wird. Die Perforationen erlauben eine gute Durchblutung der die Membran bedeckende Schleimhaut und des Regenerats zwischen der Membran und dem Knochen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Schicht Poren, insbesondere interkonnektierende Poren auf.
Die interkonnektierenden Poren müssen eine Mindestgröße, also einen Mindestdurchmesser haben, die es erlaubt, dass Erythrozyten mit einem typischen Durchmesser von etwa 7,5 μm die Poren passieren können, also einen Durchmesser von sehr feinen Blutgefäßen.
In einer bevorzugten Ausführungsform haben die Poren eine Größe, also einen Durchmesser, von mindestens 0,005 mm und höchsten 1,5 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform haben die Poren eine Größe von mindestens 0,01 mm und höchsten 1,5 mm.
In einer bevorzugten Ausführungsform haben die Poren eine Größe von mindestens 0,005 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform haben die Poren eine Größe von mindestens 0,01 mm. Bevorzugt haben die Poren einen Durchmesser von mindestens 0,1 mm. Bevorzugt haben die Poren einen Durchmesser von mindestens 0,3 mm. Bevorzugt haben die Poren einen Durchmesser von mindestens 0,5 mm. Bevorzugt haben die Poren einen Durchmesser von etwa 1 mm. Bevorzugt haben die Poren einen Durchmesser von höchstens 1,5 mm. Bevorzugt haben die Poren einen Durchmesser von höchstens 1,3 mm. Bevorzugt haben die Poren einen Durchmesser von höchstens 1,2 mm.
Bevorzugt reichen die Poren durch die Membran hindurch. Bevorzugt reichen die Poren von der Gegenfläche durch die Membran hindurch zur Kontaktfläche. Die Poren sind also bevorzugt interkonnektierend, reichen also von der Gegenfläche zur Kontaktfläche.
Die Anzahl der Poren richtet sich bevorzugt nach der Größe der Membran. Beispielsweise kann eine Membran mit einer Länge von ca. 20 mm und einer Breite von ca. 10 mm etwa zehn bis zwanzig Poren aufweisen. Ein solches Verhältnis von Anzahl der Poren zur Membranoberfläche gibt ein Optimum zwischen der Gesamtporenfläche, die die Blutzirkulation fördert, und der Haftungsfläche für Osteoblasten, die beim Distraktionsprozess an die Membran anhaften.
Die Kontaktfläche kann durch die zweite Schicht oder eine weitere, beispielsweise eine dritte Schicht, gebildet werden. Dabei ist die Kontaktfläche bevorzugt so ausgebildet, dass sie ein Anhaften von Zellen, insbesondere Osteoblasten, ermöglicht. Bevorzugt ist die Kontaktfläche rau. Bevorzugt ist die Kontaktfläche porös. Dabei kann die Kontaktfläche neben den bevorzugten interkonnektierenden Poren noch weitere Poren aufweisen, die nicht interkonnektierend sind und nur in die Membran hineinreichen, insbesondere nur in die zweite oder nur in die dritte Schicht hineinreichen, so dass Zellen, insbesondere Osteoblasten, besonders gut anheften können.
Eine besonders gute Kontaktfläche kann durch eine dritte Schicht gebildet werden, bevorzugt durch eine dritte Schicht aus einem mineralischen Material.
Bevorzugt wird die Kontaktfläche der erfindungsgemäßen Membran durch die zweite Schicht oder durch eine dritte Schicht gebildet. Bevorzugt wird dabei die Kontaktfläche der Membran durch eine dritte Schicht gebildet, die aus einem mineralischen Material besteht oder überwiegend ein mineralisches Material enthält.
Dem Fachmann sind verschieden geeignete mineralische Materialien bekannt.
Bevorzugt ist das mineralische Material der dritten Schicht Hydroxylapatit und/oder Tricalciumphosphat und/oder ein Titanoxid.
Bevorzugt ist das mineralische Material der dritten Schicht Hydroxylapatit und/oder Tricalciumphosphat. Bevorzugt wird die dritte Schicht aus Hydroxylapatit gebildet oder enthält Hydroxylapatit, insbesondere enthält überwiegend Hydroxylapatit. In einer alternativen Ausführungsform wird die dritte Schicht aus Tricalciumphosphat gebildet oder enthält Tricalciumphosphat, insbesondere enthält überwiegend Tricalciumphosphat. Alternativ kann das mineralische Material der dritten Schicht Hydroxylapatit und Tricalciumphosphat enthalten. In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die dritte Schicht aus Titanoxid gebildet oder enthält dieses. Bevorzugt ist das Titanoxid Titandioxid, beispielsweise Rutil.
Bevorzugt ist die dritte Schicht porös. Bevorzugt reichen die interkonnektierenden Poren durch die dritte Schicht hindurch.
Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Membran also eine poröse mineralische dritte Schicht auf, die die Kontaktfläche der Membran bildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die dritte Schicht eine Schichtdicke von mindestens 1,0 μm bis höchstens 1 mm.
Bevorzugt hat die Schicht eine Schichtdicke von mindestens 1,0 μm. Bevorzugt hat die dritte Schicht eine Schichtdicke von mindestens 2,0 μm. Bevorzugt hat die dritte Schicht eine Schichtdicke von mindestens 5,0 μm. Bevorzugt hat die dritte Schicht eine Schichtdicke von mindestens 10 μm. Bevorzugt hat die dritte Schicht eine Schichtdicke von höchstens 1 mm. Bevorzugt hat die dritte Schicht eine Schichtdicke von höchstens 0,5 mm. Bevorzugt hat die dritte Schicht eine Schichtdicke von höchstens 0,2 mm.
Die bevorzugten Membrandicken ergeben sich insbesondere aus der Addition der bevorzugten Dicken der einzelnen Schichten. Bevorzugt hat die Membran eine Dicke von mindestens 0,2 mm bis höchstens 13 mm. Bevorzugt hat die Membran eine Dicke von mindestens 0,2 mm. Bevorzugt hat die Membran eine Dicke von mindestens 0,5 mm. Bevorzugt hat die Membran eine Dicke von höchstens 13 mm. Bevorzugt hat die Membran eine Dicke von höchstens 10 mm. Bevorzugt hat die Membran eine Dicke von höchsten 5 mm. Bevorzugt hat die Membran eine Dicke von höchstens 3 mm.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Membran ein Loch zum Anbringen einer Distraktionsvorrichtung oder eines Verbindungselements auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Membran, insbesondere Distraktionsmembran ein Verbindungselement zum Verbinden oder Befestigen der Membran an eine Distraktionsvorrichtung auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Membran ein Loch auf, das besonders bevorzugt im mittleren Flächenbereich der Membran vorhanden ist, durch das ein Verbindungselement durchgesteckt werden kann, oder in das ein Verbindungselement eingeschraubt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Loch ein Gewinde auf. Das Gewinde kann insbesondere durch die in der zweiten Schicht vorhandene Lochwand ausgebildet sein. Es ist also bevorzugt vorgesehen, dass die Membran ein Loch aufweist, wobei das Loch die zweite Schicht insbesondere durch den bioresorbierbaren Kunststoff der zweiten Schicht hindurchreicht und das Loch im Bereich der zweiten Schicht ein Gewinde aufweist. In dieses Gewinde kann in vorteilhafter Weise ein Verbindungselement eingeschraubt werden. Bevorzugt handelt es sich bei diesem Verbindungselement um eine Zahnstange, eine Schraube, eine Schraubenöse oder Ringschraube zur Befestigung eines Seils oder um ein Befestigungselement zur Befestigung der Membran an ein Implantat.
In einer Ausführungsform ist die Membran an mindestens ein Verbindungselement, beispielsweise eine Schraube, eine Schraubenöse oder Ringschraube, eine Schnur oder eine Zahnstange, befestigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran zur Befestigung an mindestens einem Verbindungselement, insbesondere mindestens eine Schraube, eine Schraubenöse oder Ringschraube, eine Schnur, eine Zahnstange oder ein Verbindungselement zu einem Implantat geeignet.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Membran mindestens ein Befestigungselement auf. In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich das Befestigungselement auf der Gegenfläche der Membran oder reicht von der Gegenfläche aus gesehen in die Membran hinein. Das mindestens eine Befestigungselement dient der Befestigung der Membran an mindestens ein Aktorelement. Ein Befestigungselement kann beispielsweise eine Perforation, eine Öse oder ein Ansatzpunkt sein. Bevorzugt ist das mindestens eine Befestigungselement eine Perforation, insbesondere eine Perforation zum Einführen einer Schraube. Bei einer als Befestigungselement dienenden Perforation kann es sich um ein Rundloch, ein Langloch oder ein abgewinkeltes Loch handeln. Die Membran kann auch mehrere unterschiedlich geformte Perforationen aufweisen.
in einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kanten der Membran abgerundet.
Die Membran kann plan oder gewölbt ausgebildet sein. Insbesondere bei Membranen mit einer kleineren Ausdehnung kann die Membran bevorzugt plan, also flach sein.
Insbesondere bei der Verwendung im Kieferbereich kann die Membran aber auch alternativ gewölbt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran gewölbt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran, insbesondere wenn sie eine Membran zur Verwendung im Kieferbereich ist, U-förmig gewölbt. Eine U-förmig gewölbte Membran kann einen Knochendefekt, insbesondere im Kieferbereich, komplett abdecken, also von oben und von beiden Seiten abdecken.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens ein Teilbereich der Kontaktfläche und der Gegenfläche gewölbt. Die Membran ist also bevorzugt über mindestens einen Teilbereich der Länge oder der Breite der Membran gewölbt.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kanten zwischen der Kontaktfläche und der mindestens einen Seitenfläche und/oder der Gegenfläche und der mindestens einen Seitenflächen abgerundet.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die durch jeweils zwei Seitenflächen gebildeten Kanten abgerundet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Membran abgerundete Kanten auf.
In einer ebenfalls bevorzugten alternativen Ausführungsform ist die Membran so geformt und dimensioniert, dass sie mindestens einen Teil der dem Gebiss zugewandten Oberfläche eines Kieferknochens abdeckt. Es kann also eine plane oder gewölbte Membran vorgesehen sein, die im planen, also ebenen Zustand in etwa hufeisenförmig gebogen ist, und die eine Länge hat, so dass die Membran mindestens einen Teilbereich eines Kieferkamms abdecken kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Membran einen Großteil, beispielsweise bis zu 80% eines Kieferkamms oder einen gesamten Kieferkamm abdecken kann. Ein Fachmann, beispielsweise ein Zahntechniker kann ohne weiteres die Größe und Form einer Membran ermitteln, die zum Abdecken eines gewünschten Kieferkammbereichs notwendig ist. Mit so geformten Membranen können in vorteilhafter Weise breitere Knochendefekte, beispielsweise Knochendefekte, die sich über mehrere fehlende Zähne hinweg erstrecken, und sogar der ganze Kieferkamm behandelt werden.
Die Membranen können in Form und Größe konfektioniert sein oder individuell an den zu behandelnden Knochendefekt angepasst sein.
In einer alternativen Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Membran eine Membran zur Parodontalregeneration. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Membran eine Membran zur Parodontalregeneration mittels Distraktion. Unter Paradontalregeneration wird eine Regeneration des Parodonts, also nicht nur des Knochens sondern auch des parodontalen Ligaments, der Wurzelhaut, der Gingiva und der Papillen, beispielsweise durch „Guided Tissue Regeneration” (GTR) verstanden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran zur Parodontalregeneration so klein dimensioniert, dass sie auch in Zahnzwischenräumen verwendet werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran zur Parodontalregeneration sehr dünn. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran zur Parodontalregeneration so geformt, dass sie mindestens eine Auslappung oder ein Segment aufweist, die oder das in einen Zahnzwischenraum eingeschoben werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran zur Parodontalregeneration eine einteilige, zweiteilige oder mehrteilige Membran. In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Membran zur Parodontalregeneration ein mindestens Befestigungselement zum Befestigen einer Knochenschraube, beispielsweise mindestens eine Perforation.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Membran zur Verwendung zur Knochendistraktion, insbesondere eines Kieferknochens geeignet. In einer bevorzugten Ausführungsform dient die Membran zur Verwendung zur Knochendistraktion, insbesondere eines Kieferknochens.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Membran zur Verwendung zur Knochengeneration durch natürliche biomechanische Impulse geeignet. Bevorzugt ist dabei die Membran so ausgestaltet, dass sie an einem Knochen befestigt werden kann. Bevorzugt wird die Membran an dem Knochen durch mindestens eine Schraube, insbesondere mindestens zwei Schrauben, bevorzugt mindestens vier Schrauben, befestigt. Bevorzugt weist die Membran Löcher auf, durch die die Schrauben hindurchgeführt werden können. Bevorzugt weist die Membran mindestens eine Schraube auf, besonders bevorzugt mindestens zwei Schrauben oder mindestens vier Schrauben, insbesondere vier Schrauben auf, mit denen die Membran an einem Knochen befestigt werden kann. Bevorzugt sind die Schrauben daher Knochenschrauben. Bevorzugt bestehen die Schrauben aus einem bioabbaubaren Material, beispielsweise einem bioabbaubaren Kunststoff wie Polylactit oder Polykaprolacton.
In einer alternativen Ausführungsform wird die Membran an dem Knochen durch mindestens einen Nagel oder Pin, insbesondere mindestens zwei Nägel oder Pins, bevorzugt mindestens vier Nägel oder Pins, befestigt. Bevorzugt weist die Membran Löcher auf, durch die die Nägel oder Pins hindurchgeführt werden können. Bevorzugt weist die Membran mindestens einen Nagel oder Pin auf, besonders bevorzugt mindestens zwei Nägel oder Pins oder mindestens vier Nägel oder Pins, insbesondere vier Nägel oder Pins auf, mit denen die Membran an einem Knochen befestigt werden kann. Bevorzugt sind die Nägel daher Knochennägel. Bevorzugt bestehen die Nägel oder Pins aus einem bioabbaubaren Material, beispielsweise einem bioabbaubaren Kunststoff wie Polylactit oder Polykaprolacton.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine erfindungsgemäße Distraktionsmembran zur Verwendung zur Kallusdistraktion, insbesondere zum Aufbau eines Kieferknochens durch Distraktion.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine erfindungsgemäße Distraktionsmembran zur Verwendung zur Parodontalregeneration durch Distraktion.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Distraktionsmembran zur Kallusdistraktion, insbesondere zum Aufbau eines Kieferknochens durch Distraktion.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Distraktionsmembran zur Parodontalregeneration durch Distraktion.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Membran zur Knochenregeneration durch Weitergabe von natürlichen biomechanischen Impulsen über die Membran an einen Kallus.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Distraktionsvorrichtung, umfassend eine erfindungsgemäße Membran, eine Fixiervorrichtung und ein die Fixiervorrichtung mit der Membran verbindendes bewegliches Verbindungselement.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Kit, enthaltend mindestens zwei der erfindungsgemäßen Membranen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Kit, enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße Membran, eine Fixiervorrichtung und ein Verbindungselement zum Verbinden der Fixiervorrichtung mit der Membran. Bevorzugt enthält der Kit eine Gebrauchsanweisung.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Verfahren zur Kallusdistraktion, insbesondere zum Aufbau eines Kieferknochens durch Distraktion, wobei eine erfindungsgemäße Membran mit der Kontaktfläche auf ein zu regenerierendes Knochensegment appliziert wird und auf diese Membran über eine Distraktionsvorrichtung ein Zug oder ein Druck ausgeübt wird. Verfahren, in denen die erfindungsgemäße Membran verwendet werden kann sind zum Beispiel aus der WO 01/91663 A1 oder der US 5,980,252 bekannt, deren Inhalt die Verwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Membranen am Beispiel von Membranen aus dem Stand der Technik erläutert und in diese Anmeldung mit eingeschlossen wird. Ohne an die Theorie gebunden zu sein ist bei solchen Distraktionsverfahren bei Beginn des Verfahrens insbesondere ein Abstand von ca. 1,5 mm zwischen Membran und Knochen vorteilhaft.
Bevorzugt wird eine Distraktion mit der erfindungsgemäßen Membran mit einer Distraktionsgeschwindigkeit von mindestens 0,2 mm pro Tag bis höchstens 2,5 mm pro Tag, insbesondere von mindestens 0,5 mm pro Tag bis höchstens 2 mm pro Tag durchgeführt. Besonders bevorzugt beträgt die Distraktionsgeschwindigkeit etwa 1 mm pro Tag.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Knochenregeneration durch Weitergabe von natürlichen biomechanischen Impulsen. Dabei wird eine erfindungsgemäße Membran an dem Knochen, insbesondere Kieferknochen, befestigt, der einen Knochendefekt umgibt. Bevorzugt können auch mehrere erfindungsgemäße Membranen befestigt werden oder es wird eine erfindungsgemäße Membran verwendet, die U-förmig ist und somit den Knochendefekt von drei Seiten umgibt. Bevorzugt wird die Membran über Schrauben an dem Knochen befestigt. Bevorzugt dient die Membran gleichzeitig als Abdeckung des Knochendefekts. Dadurch, dass die Membran am Knochen befestigt ist und starr beziehungsweise nur eingeschränkt flexibel ist, gibt sie mechanische Druckimpulse, die bei der Knochenbewegung, beispielsweise durch die Kieferknochenbewegung beim Beißen und Reden entstehen, an den Knochendefekt weiter, so dass der sich im Knochendefekt bildende Kallus und die darin befindlichen Zellen, insbesondere Osteoblasten, biomechanische Impulse erfahren. Dadurch wird die Knochenbildung verbessert.
Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße dreischichtige Membran im Querschnitt.
2 die erfindungsgemäße dreischichtige Membran in Schrägansicht.
3 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen dreischichtigen Membran mit einem Loch zur Befestigung einer Schraube.
1 zeigt eine erfindungsgemäße dreischichtige bioresorbierbare Distraktionsmembran im Querschnitt. Die Membran (100) weist eine erste Schicht (10) aus Kollagen, eine zweite Schicht (20) aus einem resorbierbaren Kunststoff und eine dritte Schicht (30) aus einem mineralischen Material auf. Die die Gegenfläche (11) wird durch die Oberfläche der ersten Schicht (10) gebildet, die Kontaktfläche (31) wird durch die Oberfläche der dritten Schicht (30) gebildet.
Die Membran weist Poren (40) auf, die interkonnektierend durch die Membran von der Gegenfläche (11) zu der Kontaktfläche (31) hindurchreichen.
2 zeigt die erfindungsgemäße dreischichtige bioresorbierbare Distraktionsmembran (100) aus 1 in Schrägansicht. Dabei ist besonders gut die Kontaktfläche (31) zu erkennen, die aus einem mineralischen Material, beispielsweise Hydroxydapatit, gebildet wird. Neben den interkonnektierenden Poren (40) weißt die Kontaktfläche (31) eine Vielzahl weiterer Poren (41) auf. Die Kontaktfläche ist somit porös und bildet somit eine gute Kontakt und Anheftungsoberfläche für Zellen wie Osteoblasten.
3 zeigt einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen dreischichtigen Membran. Im mittleren Bereich der Membran (100) weist diese ein Loch (50) auf. Im Bereich der zweiten Schicht (20), die aus einem resorbierbaren Kunststoff besteht, ist ein Innengewinde (51) vorhanden. Somit kann in das Loch (50) eine Schraube eingeschraubt werden, so dass die Membran (100) mit einer Distraktionsvorrichtung über die Schraube verbunden werden kann und somit als Distraktionsmembran eingesetzt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 03/051220 A2 [0009]
DE 102010055432 A1 [0010]
WO 01/91663 A1 [0010, 0107]
US 5980252 [0010, 0107]

Claims

Membran zur Knochenbildung mit einer Kontaktfläche und einer Gegenfläche, wobei die Membran mindestens zwei Schichten aufweist, wobei die Gegenfläche durch die erste Schicht gebildet wird, wobei die erste Schicht aus Kollagen besteht oder überwiegend Kollagen enthält und wobei die zweite Schicht starr ist.
Membran nach Anspruch 1, wobei die Membran eine bioresorbierbare Distraktionsmembran ist, wobei die zweite Schicht aus einem bioresorbierbaren Kunststoff besteht oder überwiegend einen bioresorbierbaren Kunststoff enthält und wobei die zweite Schicht Poren mit einem Durchmesser von mindestens 10 μm aufweist, wobei die Poren von der Grenzfläche zwischen der zweiten Schicht und der ersten Schicht zur Kontaktfläche durch die zweite Schicht interkonnektierend hindurchreichen.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Membran zweischichtig ist und die Kontaktfläche durch die zweite Schicht gebildet wird.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Membran mindestens dreischichtig ist und die Kontaktfläche durch eine dritte Schicht gebildet wird, wobei die dritte Schicht aus einem mineralischen Material besteht oder überwiegend ein mineralisches Material enthält.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Membran resorbierbar ist.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Schicht aus einem bioresorbierbaren Kunststoff besteht oder überwiegend einen bioresorbierbaren Kunststoff enthält.
Membran nach Anspruch 6, wobei der bioresorbierbare Kunststoff ein Polylactid ist.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Schicht als starres Gerüst ausgestaltet ist und porös ist.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Membran mindestens ein Loch zum Anbringen einer Distraktionsvorrichtung oder eines Verbindungselements aufweist.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kanten der Membran abgerundet sind.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Membran gewölbt ist.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Membran an mindestens ein Verbindungselement, insbesondere an eine Schraube, an eine Schnur oder an eine Zahnstange, befestigt ist.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Membran so geformt und dimensioniert ist, dass sie mindestens einen Teil der dem Gebiss zugewandten Oberfläche eines Kieferknochens abdeckt.
Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung zur Knochendistraktion, insbesondere eines Kieferknochens.
Distraktionsvorrichtung, umfassend eine Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eine Fixiervorrichtung und ein die Fixiervorrichtung mit der Membran verbindendes bewegliches Verbindungselement.
Kit, umfassend mindestens eine Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und mindestens eine Knochenschraube oder mindestens ein Implantat oder mindestens ein Verbindungselement einer Distraktionsvorrichtung.