HK1223571B

HK1223571B - Implant with controlled porosity comprising a matrix covered by a bioactive glass or by a hybrid material

Info

Publication number: HK1223571B
Application number: HK16111763.4A
Authority: HK
Inventors: Jonathan Claude Alexandre LAO; Joséphine LACROIX; Edouard Daniel Albert JALLOT; Xavier DIEUDONNE
Original assignee: Universite Clermont Auvergne; 国家科学研究中心
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2019-08-02

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Implantats für die Überbrückung von Knochendefekten, die Knochenneubildung und die Züchtung von Knochengewebe, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst:
a) Auswahl eines bioaktiven Glases M auf Basis von SiO₂ und CaO, das optional P₂O₅ enthält und/oder optional mit Strontium dotiert ist,

b) Auswahl eines biologisch abbaubaren Polymers P, das in mindestens einem Lösungsmittel S1 löslich und in mindestens einem Lösungsmittel S unlöslich ist,

c) Auswahl von Mikrosphären eines Porenbildners A, die Durchmesser und Größen haben, die den gesuchten Durchmessern und Größen der Poren in einem Implantatmaterial entsprechen, wobei das Material dieses Porenbildners A ein Polymer ist, das in dem mindestens einen Lösungsmittel S1 unlöslich und in dem mindestens einen Lösungsmittel S löslich ist,
wobei das mindestens eine Lösungsmittel S, in dem das biologisch abbaubare Polymer P unlöslich ist, und das mindestens eine Lösungsmittel S, in dem das Material des Porenbildners A löslich ist, identisch sind,
d) Einführung von mindestens 60 Vol.-%, vorzugsweise von mindestens 70 Vol.-% in Bezug auf das Gesamtvolumen des Gemischs biologisch abbaubares Polymer P - Porenbildner A, das in die Form eingeführt wird, von Mikrosphären des Porenbildners A in eine Form, die die gesuchte Gestalt und Größe für das Implantat hat, wobei diese Mikrosphären einen kompakten Stapel bilden, der der Gestalt und der Größe der Poren entspricht, die in dem Implantatmaterial zu erhalten sind,

e) Einführung des biologisch abbaubaren Polymers P in die Form,

f) Gelbildung des in dem Schritt e) erhaltenen Gemischs in der Form,

g) Entformung des in dem Schritt f) erhaltenen Gemischs,

h) Ausscheidung des Porenbildners durch Waschung mit dem mindestens einen Lösungsmittel S,

i) Vernetzung des in dem Schritt g) erhaltenen Gemischs,

j) Beschichtung des in dem Schritt i) erhaltenen Gemischs mit dem bioaktiven Glas M oder mit einem Hybridmaterial H, das aus einem biologisch abbaubaren Polymer, das mit dem biologisch abbaubaren Polymer P identisch ist oder sich von diesem unterscheidet, und dem bioaktiven Glas M gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt j) umgesetzt wird durch Imprägnierung des in dem Schritt i) erhaltenen Gemischs mit einer Suspension, in einem Lösungsmittel, die Partikel des bioaktiven Glases M oder des Hybridmaterials H enthält, und Verdampfung des Lösungsmittels.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt j) ein Schritt der Beschichtung des in dem Schritt i) erhaltenen Gemischs entweder mit dem bioaktiven Glas M oder mit dem Hybridmaterial H ist und umgesetzt wird durch Eintauchen des in dem Schritt i) erhaltenen Gemischs entweder in ein Sol, das die Alkoxidpräkursoren des bioaktiven Glases M enthält, für eine Beschichtung ausschließlich mit dem bioaktiven Glas M, oder in ein Sol des Hybridmaterials, oder in ein Sol der Alkoxidpräkursoren des bioaktiven Glases M und des biologisch abbaubaren Polymers des Hybridmaterials H, für eine Beschichtung mit dem Hybridmaterial H, gefolgt von einem Schritt der Gelbildung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das biologisch abbaubare Polymer P gewählt wird aus :
- biologisch abbaubaren Polymeren, die in einem Lösungsmittel S1 löslich und in mindestens einem Lösungsmittel S unlöslich sind, gewählt aus :

- bioresorbierbaren Polysacchariden, vorzugsweise gewählt aus Dextran, Hyaluronsäure, Agar, Chitosan, Alginsäure, Natrium- oder Kaliumalginat, Galactomannan, Carrageen, Pektin,

- bioresorbierbaren Polyestern, vorzugsweise Polyvinylalkohol oder Poly(milchsäure),

- biologisch abbaubaren synthetischen Polymeren, vorzugsweise Polyethylenglycol oder Poly(caprolacton), oder

- Proteinen, vorzugsweise Gelatine oder Kollagen,
und dadurch, dass das Material des Porenbildners A gewählt wird aus den biologisch abbaubaren Polymeren, die in dem mindestens einen Lösungsmittel S1 unlöslich und in dem mindestens einen Lösungsmittel S löslich sind, vorzugsweise gewählt aus C₁-C₄-Alkylpolymethacrylaten, vorzugsweise Methylpolymethacrylat oder Butylpolymethacrylat, Polyurethan, Polyglycolsäure, unterschiedlichen Formen von Polymilchsäure, Copolymeren von Milchsäure-Co-Glycolsäure, Polycaprolacton, Polypropylenfumarat, Paraffin und Naphtalin, und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), wobei sich das Material des Porenbildners A von dem biologisch abbaubaren Polymer P unterscheidet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Masseverhältnis biologisch abbaubares Polymer P / bioaktives Glas M zwischen 90/10 und 50/50 beträgt, Grenzwerte eingeschlossen, vorzugsweise zwischen 80/20 und 60/40, Grenzwerte eingeschlossen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das bioaktive Glas M ein Glas auf Basis von SiO₂ und CaO ist, das biologisch abbaubare Polymer P Gelatine ist, das Material der Mikrosphären des Porenbildners A Methylpolymethacrylat ist, das Lösungsmittel S Aceton ist und das Lösungsmittel S1 Wasser ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter einen Schritt der Einführung eines Haftvermittlers umfasst, vorzugsweise einer organofunktionellen Alkoxysilan-Verbindung, noch bevorzugter 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan (GPTMS) und besonders bevorzugt 3-Glycidoxypropyltriethoxysilan (GPTES), in dem Schritt e).
Verfahren nach einem der Absprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es nach dem Schritt d) und vor dem Schritt e) einen Schritt der Vergrößerung der Verknüpfungen (4) durch Infiltration eines Lösungsmittel des Materials des Porenbildners A in dem Stapel der Mikrosphären des Porenbildners A und/oder durch Erhitzung dieses Stapels umfasst.
Implantatmaterial für die Überbrückung von Knochendefekten, die Knochenneubildung und die Züchtung von Knochengewebe, das erhalten wird durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:
- ein bioaktives Glas M auf Basis von SiO₂ und CaO, das optional P₂O₅ enthält und/oder optional mit Strontium dotiert ist, und

- ein biologisch abbaubares Polymer P, das in mindestens einem Lösungsmittel S1 löslich, gewählt aus:

- bioresorbierbaren Polysacchariden, vorzugsweise gewählt aus Dextran, Hyaluronsäure, Agar, Chitosan, Alginsäure, Natrium- oder Kaliumalginat, Galactomannan, Carrageen, Pektin,

- bioresorbierbaren Polyestern, vorzugsweise Polyvinylalkohol oder Poly(milchsäure),

- biologisch abbaubaren synthetischen Polymeren, vorzugsweise Polyethylenglycol oder Poly(caprolacton), und

- Proteinen, vorzugsweise Gelatine oder Kollagen,
und dadurch, dass es aus einer Matrix (1) besteht, die mindestens das biologisch abbaubare Polymer P umfasst, das mit dem bioaktiven Glas M oder einem Hybridmaterial H überzogen ist, das aus dem bioaktiven Glas M und einem biologisch abbaubaren Polymer, das mit dem biologisch abbaubaren Polymer P identisch ist oder sich von diesem unterscheidet, gebildet ist, wobei diese Matrix (1) anzahlmäßig mindestens 70 % an Poren (2) hat, die mindestens eine Verknüpfung (4) mit einer anderen Pore und die Gestalt von Sphären oder Polyedern haben, die sich in eine Sphäre einfügen, wobei der Durchmesser (3) der Sphären zwischen 100 und 900 µm beträgt, vorzugsweise zwischen 200 und 800 µm, Grenzwerte eingeschlossen, mit einem Abstand zwischen dem Durchmesser der kleinsten oder größten Sphäre von höchstens 70 %, vorzugsweise höchstens 50 %, noch bevorzugter höchstens 30 %, in Bezug auf den arithmetischen mittleren Durchmesser der Gesamtheit der Sphären des Implantats und wobei die Verknüpfungen (4) zwischen den Poren ihre kleinste Dimension bei zwischen 25 µm und 250 µm, Grenzwerte eingeschlossen, haben.
Implantat für die Überbrückung von Knochendefekten, die Knochenneubildung und die Züchtung von Knochengewebe, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Material nach Anspruch 9 umfasst oder durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 erhalten wird.