DE69823955T2

DE69823955T2 - Als knochenimplantat geeignetes erzeugnis

Info

Publication number: DE69823955T2
Application number: DE69823955T
Authority: DE
Inventors: Paul Wilhelm Richter; Michael Edward Thomas
Original assignee: Technology Finance Corp Pty Ltd
Current assignee: Technology Finance Corp Pty Ltd
Priority date: 1997-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2018-03-05
Also published as: DE69823955D1; US6280478B1; EP0914072B1; EP0914072A1; WO1998038949A1; AU7031498A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Erzeugnis, das für die Verwendung als ein Knochenimplantat durch die Implantation desselben in ein Subjekt an einer Körperstelle, an welcher Knochenwachstum benötigt wird, geeignet ist. Es bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Implantats.
Es sind im Stand der Technik einige Materialien bekannt, von denen gesagt wird, dass sie eine Verwendung als Knochenimplantat haben.
Das EP-A-0 667 297 bezieht sich auf ein Implantationsmaterial, von dem gesagt wird, dass es eine hohe dreidimensionale mechanische Festigkeit und Lebensdauer hat, und dass es in der Lage ist, sich selbst mit den Deformationsmerkmalen des umgebenden, organischen Gewebes zu synchronisieren und das sich selbst im Inneren des Körpers über lange Zeiträume einbetten kann. Dieses Implantationsmaterial umfaßt eine dreidimensionale Materialstruktur aus gewobenen und verbundenen Fasern.
Das US-5,266,248 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von porösen Kügelchen auf Hydroxylapartitbasis, in dem Hydroxylapatitpulver, ein synthetisches Harz und ein Harzbinder vermischt werden. Von diesen Kügelchen wird behauptet, dass sie dazu verwendbar sind einen verletzten oder erkrankten Teil Knochengewebe auszufüllen und die Wiedergeburt des Knochens fördern können.
Das US 4,371,484 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines porösen, gesinterten Körpers aus einem Slurry aus amorphen Calciumphosphat und einem Schaumbildner. Der poröse Körper hat durchgehende und feine Poren und kann verschiedene Anwendungen haben, einschließlich als ein Filter, als ein Träger für Katalysatoren und als Füllung für defekte oder hohle Knochenteile.
Entsprechend einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Erzeugnis gemäß Anspruch 1 bereitgestellt, das für die Verwendung als ein Knochenimplantat durch die Implantation desselben in ein Subjekt an einer Körperstelle, an welcher Knochenwachstum benötigt wird, geeignet ist.
Die poröse, dreidimensionale Gitterstruktur erlaubt bei der Verwendung folglich ein Knochenwachstum in ihre porösen Räume hinein, wodurch ihre Inkorporation und ihre Osteointegration in den umgebenden, lebensfähigen Knochen an den Rändern eines Knochendefekts an der Stelle, an welcher das Erzeugnis implantiert ist, sicher gestellt wird. Die Gitterstruktur kann folglich osteokonduktiv sein, das heißt sie kann ein Knochenwachstum in ihre porösen Räume ermöglichen, wenn sie in direktem Kontakt mit einem lebensfähigen Knochen steht, und/oder sie kann osteoinduktiv sein, das heißt sie kann ein Knochenwachstum an ihren porösen Räumen ermöglichen, unabhängig von der Anwesenheit eines lebensfähigen Knochens in Kontakt mit dem Erzeugnis.
Die miteinander verbundenen Poren oder Kanäle sollten für eine verbesserte osteoinduktive oder osteokonduktive Kompatibilität 30% bis 80% des Gesamtvolumens des Erzeugnisses umfassen.
Die externen Oberflächen der Latten, Stäbe oder Stangen, die die Gitterstruktur ausmachen, können glatt sein. Anstatt dessen jedoch können die externen Oberflächen von wenigstens einigen der Stäbe oder Stangen mit Oberflächenmerkmalen wie Vertiefungen darin versehen sein. Die Vertiefungen können, wenn sie vorhanden sind, eine hemisphärische, eine konkave oder eine unregelmäßige Form haben.
Das bioaktive Material der Stäbe oder Stangen kann ein gesintertes keramisches oder ein Glasmaterial sein, das eine geringe oder keine Porösität hat. Insbesondere kann es ein auf Calciumphophat basierendes Material wie Hydroxylapatit oder Tricalciumphosphat sein.
Die poröse Gitterstruktur kann ein Extrudat des bioaktiven Materials umfassen, wobei die Stäbe oder Stangen aus extrudierten Strängen des bioaktiven Materials gebildet worden sind, die Stränge demnach arrangiert oder gestapelt sind und wenigstens zum Teil zu der engverbundenen dreidimensionalen, offenen oder porösen Gitterstruktur konsolidiert sind.
Folglich wird entsprechend einem zweiten Aspekt der Erfindung ein Verfahren gemäß Anspruch 7 zur Herstellung eines Erzeugnisses bereitgestellt, das für die Verwendung als ein Knochenimplantat durch die Implantation desselben in ein Subjekt an einer Körperstelle, an welcher Knochenwachstum benötigt wird, geeignet ist.
Es wird verstanden werden, dass die Extrusion der Mischung in eine dreidimensionale Gitterstruktur nicht zwangsläufig in einem Schritt oder einer Operation bewirkt werden muß, sondern anstatt dessen in einer Anzahl von Schritten oder Stadien bewirkt werden kann. Folglich kann zum Beispiel die extrudierbare Mischung zunächst in Filamente extrudiert werden, die danach in die Gitterstruktur angeordnet werden können.
Das Verfahren kann, wenn gewünscht, die Bildung von Oberflächenmerkmalen wie Vertiefungen in oder auf den externen Oberflächen der Stäbe oder Latten vor dem Sintern des Grünlingserzeugnisses einschließen zum Beispiel wenn die Gitterstruktur gebildet wird.
Die Extrusion der extrudierbaren Mischung und die Bildung der Gitterstruktur kann unter Verwendung eines bekannten Apparats bewirkt werden wie dem bekannten Apparat für den Spritzguß von partikulären Materialien, dem bekannten Apparat für die feststofffreie Formherstellung mittels einem fusionierten Schmelzguss von Keramiken (Englisch: solid free form manufacture by means of fused deposition moulding of ceramics), dem bekannten Apparat für das dreidimensionale Drucken von Keramiken, dem bekannten Apparat für die multiphase jet solidification von Keramiken (Englisch: multiphase jet solidification of ceramics) und/oder dem bekannten Apparat für die Stereolithographie.
Das bioaktive Material kann zunächst in pulverisierter Form sein, zum Beispiel kann es pulverisiertes Hydroxylapatit sein. Die organische Basis ist ein Binder, der als ein temporäres Vehikel dient, um die Verarbeitung des Hydroxylapatitpulvers zu ermöglichen. Die Basis kann eine Substanz aus einer Einzelkomponente sein oder kann aus mehreren Komponenten und Additiven zusammengesetzt sein. Die Basis oder der Binder kann folglich so gewählt werden, dass er/sie die Fließeigenschaften der extrudierbaren Mischung beeinflusst, die Interaktion und/oder Agglomeration des Pulvers ermöglicht, die Rheologie der Mischung beeinflusst, die Gussfähigkeiten der Mischung beeinflusst und das fertige Entfernen oder Ablösen der Mischung ermöglicht. Der Binder kann folglich eine Mischung aus zwei oder mehreren, ausgewählt aus dem Folgenden, umfassen: ein Schmiermittel, ein Polymer, ein Elastomer, ein Wax und einen Klebrigmacher.
Das Entfernen der organischen Basis kann durch eine Lösungsmittelextraktion und/oder durch einen thermischen Prozess gemacht werden.
In Übereinstimmung mit einem dritten Aspekt der Erfindung, wird ein Verfahren nach Anspruch 12 zur Herstellung eines Erzeugnisses bereitgestellt, das für die Verwendung als ein Knochenimplantat durch die Implantation desselben in ein Subjekt an einer Körperstelle, an welcher Knochenwachstum benötigt wird, geeignet ist.
Wie zuvor beschrieben muss die Extrusion der Mischung in die Gitterkomponenten nicht unbedingt in einem Schritt oder einer Operation bewirkt werden, sondern kann anstatt dessen in einer Anzahl von Schritten oder Stadien bewirkt werden. Folglich kann die extrudierbare Mischung zunächst in Filamente extrudiert werden, welche danach in die Gitterkomponenten arrangiert werden können. Jede Gitterkomponente kann dann zum Beispiel ein einzelnes oder kontinuierliches Filament umfassen, das in eine Vielzahl von Stäben oder Latten arrangiert ist. Anstatt dessen jedoch kann jede Gitterkomponente eine Vielzahl von Filamenten umfassen, wobei jedes Filament eine oder mehrere der Stäbe oder Latten definiert.
Die Stäbe oder Latten in jeder Gitterkomponente können sich parallel zueinander erstrecken.
Die Erfindung wird nun mittels Beispielen mit Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben werden.
In den Zeichnungen
zeigt 1 eine Draufsicht auf ein Erzeugnis gemäß der Erfindung, das für die Verwendung als Knochenimplantat durch die Implantation desselben in ein Subjekt an einer Körperstelle, an welcher Knochenwachstum erforderlich ist, geeignet ist; und
ist 2 eine vergrößerte dreidimensionale Ansicht eines Teils von einem der Stäbe oder Latten des Erzeugnisses von 1.
In den Zeichnungen kennzeichnet die Referenznummer 10 allgemein ein Erzeugnis, das für die Verwendung als Knochenimplantat durch Implantation desselben in ein Subjekt an einer Körperstelle, an welcher Knochenwachstum erforderlich ist, geeignet ist.
Das Erzeugnis 10 umfasst eine Vielzahl von Gitterkomponenten, die jeweils allgemein durch die Referenznummer 12 gekennzeichnet sind. Die Gitterkomponenten 12 sind folglich eine auf der anderen in einem aneinander angrenzenden Verhältnis angeordnet. Jede Gitterkomponente 12 umfasst einen einzelnen Strang von 14 im wesentlichen nicht porösen oder solidem Hydroxylapatit, das in eine Vielzahl von parallelen Stäben oder Latten 16 arrangiert oder geformt ist. Die Stäbe oder Latten 16 einer Gitterkomponente 12 erstrecken sich orthogonal zu jenen einer angrenzenden Gitterkomponente 12. In einer anderen Version (nicht gezeigt) jedoch können sich die Latten 16 einer Gitterkomponente 12 in irgendeinem Winkel zwischen 10° und 90° relativ zu jenen einer angrenzenden Komponente erstrecken. Auf diese Weise definieren die Räume oder Lücken 18 zwischen den benachbarten Stäben oder Latten 16 der Gitterkomponenten eine Vielzahl von miteinander verbundenen Poren oder Kanälen 20 in der dreidimensionalen Gitterstruktur 22, die aus einer Vielzahl von Gitterkomponenten 12 gebildet wird. Die Stäbe oder Latten 16 sind in den Zonen, wo sie sich kreuzen, miteinander verbunden oder zusammenfusioniert.
Wenn es gewünscht wird können die äußeren Oberflächen von wenigstens einigen der Stäbe oder Latten mit Vertiefungen 24 bereit gestellt werden, wie es in 2 gezeigt ist. Es wird verstanden werden, dass diese Vertiefungen irgendeine andere gewünschte Form haben können zum Beispiel eine halbkugelförmige, konkave oder unregelmäßige Form.
Das Erzeugnis 10 kann in Übereinstimmung mit einem der folgenden, nicht-einschränkenden Beispiele gebildet werden:
Beispiel 1
Es wird eine organische Binderbasis oder ein organisches Bindermaterial durch das Vermischen von 44 Volumenprozent Ethylenvinylacetat, wie das unter der Marke Elvax 210W erhältliche; 50 Volumenprozent Polyolefinwachs, wie das unter der Marke Hostamont TP EK 583 erhältliche; 3 Volumenprozent Stearinsäure; und 3 Volumenprozent Weichmacher, wie der unter der Marke Sancticizer 261 erhältiche, hergestellt. Die Mischung wird durch das Vermischen der Bestandteile in einem z-blade Mischer hergestellt. Zu dieser Mischung wird graduell genügend Hydroxylapatitkeramikpulver zugegeben, um eine Mischung zusammenzustellen, die 56 Volumenprozent eines keramischen Pulvers und 44 Volumenprozent des organischen Bindermaterials umfasst. Die Mischung wird auf 150°C unter kontinuierlichem Mischen erhitzt, um ein homogenes Material zu erhalten. Die Mischung wird auf Raumtemperatur abgekühlt und dann granuliert, um ein extrudierbares Ausgangsmaterial bereitzustellen. Das granulierte Ausgangsmaterial wird als kontinuierliche Filamente bei einer Temperatur zwischen 110°C und 130°C mittels einem computerkontrollierten Apparat extrudiert, der eine Bewegung in die x-y-z-Richtungen erlaubt, um eine offene, dreidimensionale, geschichtete Gitterstruktur zu bilden.
Zum Beispiel kann die offene, dreidimensionale, geschichtete Gitterstruktur unter Verwendung der Solid Freeform Fabrication (SFF)-Techniken gebildet werden. Diese Techniken beziehen die Herstellung von dreidimensionalen Komponenten direkt aus Computer-Aided Design (CAD) Dateien mit ein. Beispiele für solche SFF-Techniken schließen die Herstellung von laminierten Objekten (LOM für Englisch: laminated object manufacturing), dreidimensionales Drucken, fusionierte Schmelzdeposition von Keramiken (FDC für Englisch: fused deposition of ceramics) und den fusionierten Schmelzguß (Englisch: fused deposition modeling) (FDM -Marke) mit ein. SFF Techniken wie FDC und FDM beziehen die Bildung des Erzeugnisses Schicht-für-Schicht von einer CAD-Datei ein. Es werden kontinuierliche Filamente der Binder/Hydroxylapatidmischung in den Kopf eines Verflüssigungsapparates mittels computergesteuerten Walzen gefüttert. Der Kopf des Verflüssigungsapparates ist maschinenkontrolliert, um sich in einer Horizontalen zu bewegen oder die Plattform bewegt sich in die z-Richtung, um die dreiachsige Bewegung zu vervollständigen und infolgedessen das Erzeugnis. Die geschmolzene Mischung wird aus einer Düse am Ende des Verflüssigungsapparates extrudiert, um das Erzeugnis zu bilden. Typischerweise kann das 3-D Modeler System, erhältlich von Stratasys, Inc. of Eden prairie, Minnesota, USA, verwendet werden.
Die extrudierten Filamente oder Stränge haben folglich einen einheitlichen Durchmesser, typischerweise zwischen 0,2 mm und 2 mm im Durchmesser. Die Filamente werden folglich niedergelegt, um eine einzige geschichtete Gitterkomponente mit der gewünschten Breite und dem gewünschten Querschnitt zu bilden, die aus parallelen Strängen oder Latten besteht, die 0,2 mm bis 2 mm zueinander entfernt sind. Diese Gitterkomponente wird dann von einer weiteren, gleichartig geschichteten Gitterkomponente bedeckt, wobei aber die Stränge dieser Gitterkomponente einen Winkel zwischen 10° und 90° zu jenen der ersten Gitterkomponente haben. Dieses Verfahren wird wiederholt bis die resultierende Gitterstruktur die gewünschte Höhe oder Dicke erreicht hat. Das Grünlingserzeugnis, das auf diese Weise gebildet wurde, wird erhitzt, um das organische Material zu entfernen, indem es in einem Ofen langsam von Raumtemperatur auf 600°C mit einer Rate, die 40°/Stunde nicht übersteigt, erhitzt wird. Danach wird die Gitterstruktur bei 1250°C für 3 Stunden gesintert, um das Erzeugnis zu bilden, in welchem die Stäbe oder Latten der Gitterkomponenten in den Zonen, wo sie sich kreuzen, zusammenfusioniert sind.
Beispiel 2
Es wird ein organisches Bindermaterial durch das Mischen von 99 Massenprozent Polyolefinelastomer, wie das unter der Marke Engage EG8150 erhältliche; 0,5 Massenprozent Polyethylenwachs, wie das unter der Marke PE520 von Hoechst SA (Proprietary) Limited erhältliche; und 0,4 Massenprozent internes Schmiermittel (Englisch: internal lubricant) wie Glycerolmonostearat in einem z-blade Mischer zusammengestellt. Zu dieser Mischung wird graduell genügend Hydroxylapatitkeramikpulver zugegeben, um eine Mischung zusammenzustellen, die 56 Volumenprozent Keramikpulver und 44 Volumenprozent des organischen Binders umfasst. Die Mischung wird auf 130°C unter kontinuierlichem Mischen erhitzt, um ein homogenes Material zu erhalten. Das Material wird auf Raumtemperatur abgekühlt und granuliert, um ein Ausgangsmaterial bereitzustellen. Das granulierte Ausgangsmaterial wird in Filamente extrudiert, die einen homogenen Durchmesser zwischen 1 mm und 2 mm haben. Die Filamente werden in einen computerkontrollierten FDC (fuse deposition of ceramics) Apparat gefüttert, um eine Gitterstruktur herzustellen. Dies wird bewirkt, indem die Filamente in eine geschichtete Gitterkomponente niedergelegt werden, die aus parallelen Stäben oder Latten der Filamente besteht, die zueinander 0,1 mm bis 2 mm entfernt sind. Danach werden gleichartig geschichtete Gitterkomponenten auf der ersten Gitterkomponente mit einer Depositionsausrichtung der Filamente in angrenzenden Gitterkomponenten mit einem Winkel niedergelegt, der sich zwischen 10° bis 90° zu jenen der ersten Gitterkomponente erstreckt.
Die resultierende Gitterstruktur wird wie in Beispiel 1 beschrieben erhitzt und gesintert.
Beispiel 3
Das Bindermaterial wird wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Die Filamente werden in Gitterkomponenten wie in Beispiel 1 beschrieben extrudiert und arrangiert, mit der Ausnahme, dass während der Extrusion der Filamente Vertiefungen auf den Filamenten gemacht werden, bevor die Filamente niedergelegt werden. Die Vertiefungen sind 0,2 mm bis 2 mm weit und können halbkugelförmig, konkav oder von einer unregelmäßigen Form sein. Die resultierende Gitterstruktur wird wie in Beispiel 1 beschrieben erhitzt und gesintert.
Es ist bekannt, dass poröse bioaktive Keramiken wie poröses Hydroxylapatit mit einer geeigneten Mikrostruktur und einer verbundenen Porösität als Knochensubstituenten geeignet sind, wenn sie in einen lebenden Körper implantiert werden, da die Neubildung von Knochen und das Einwachsen des Knochens in die Struktur leicht geschieht. Insbesondere, wenn bestimmte geometrische Merkmale auf den Oberflächen von oder in solchen Materialien umfasst werden, wie sphärisch offene Höhlungen mit einem Druchmesser von 200 Mikron bis 3000 Mikron, wird ein besonders geeignetes Substrat erhalten, das in der Lage ist eine Neubildung des Knochens an der Stelle, wo das Material implantiert ist, zu induzieren. Folglich weist dieses Material mit solchen Merkmalen eine intrinsische Osteoinduktivität auf.
Es wird angenommen, dass das Erzeugnis gemäß der Erfindung, welches eine dreidimensionale, offene Gitter- oder Roststruktur aus keramischem Material hat, auch eine intrinsische osteoinduktivie Aktivität auf Grund seiner chemischen Zusammensetzung und der Mikro/Makrostruktur der Oberflächen von den Stäben oder Latten, die die Gitteratruktur bilden, aufweist.
Ferner haben poröse keramische Strukturen im allgemeinen eine verminderte mechanische Festigkeit verglichen mit massiven oder monolithischen keramischen Strukturen. Es werden jedoch für das Knochenwachstum ein hoher Porösitätsgrad, das heißt ein hoher Prozentsatz an Poren in der porösen Struktur, sowie eine große Anzahl an Poren gewünscht, das heißt Poren mit einer so kleinen Größe wie möglich, um so eine große Anzahl an kleinen Poren als vielmehr eine kleine Anzahl an großen Poren zu haben. Jedoch nimmt mit der Anzahl der Poren und der steigenden Porösität die Festigkeit ab, so dass ein Biomaterial, welches nur poröses Hydroxylapatit umfasst, normalerweise nicht für Anwendungen mit Belastung verwendet werden kann. Es wird angenommen, dass die Implantate gemäß der Erfindung die nötige mechanische Festigkeit bereitstellen, während sie einen gewünschten Grad an Porösität sowie eine gewünschte Zahl an Poren haben. Folglich unterstützen die Implantate gemäß der Erfindung neues Knochenwachstum, haben eine adequate mechanische Festigkeit, da die Stäbe oder Latten aus im Wesentlichen solidem Hydroxylapatit sind, und sie erlauben ein Einwachsen des Knochens, da die Gitterstruktur vollständig verbundene dreidimensionale Poren und Kanäle darin hat.
Zusätzliche Vorteile, welche die Erzeugnisse gemäß der Erfindung bereitstellen, schließen ein:

– die Erzeugnisse 10 sind hoch reproduzierbar, da ihre physikalischen Eigenschaften nicht durch Verfahren wie Schäumen oder Zersetzung entstehen, welche traditionell bei der Herstellung von porösen Materialien verwendet werden, sondern speziell designed und konstruiert sind
– die Poren- oder Kanalgrößen, die mechanische Festigkeit der Gitterstruktur und die direktionalen Eigenschaften der Gitterstruktur können leicht für bestimmte Anwendungen modifiziert oder optimiert werden
– während der Herstellung der Gitterstrukturen ist es möglich die Gitterstrukturen durch Protrusionen, wie Nadeln oder Abschlußkappen, auszudehnen, die nützlich sind, um die Position des Implantats relativ zu der Position des natürlichen Knochens an einer defekten Stelle zu arretieren oder zu fixieren
– es ist möglich das Absplittern von Ecken oder das Zerbrechen auf Grund des Biegens der Gitterstruktur zu minimieren oder zu verhindern, was ein häufiger Mangel bei Keramiken ist. Dies geschieht indem eine kontinuierlich gekrümmte Form in Bezug auf die Stäbe oder Latten besonders an den Ecken der Gitterstruktur verwendet wird
– es ist möglich halbkugelförmige Kavitäten oder Vertiefungen auf den Oberflächen der Stäbe oder Stangen, welche die Gitterstruktur bilden, einzuführen. Von solchen Kavitäten oder Vertiefungen ist bekannt, dass sie eine Osteoinduktion vermitteln und die biologische Reaktion um die Struktur herum steigern.

Claims

Erzeugnis (10), geeignet für die Verwendung als Knochenimplantat durch Implantation desselben in ein Subjekt an einer Körperstelle, an welcher Knochenwachstum erforderlich ist, wobei das Erzeugnis eine dreidimensionale Gitterstruktur (22) mit einer Vielzahl von Strängen (14) aus bioaktivem Material umfaßt, die einander in einer Vielzahl von Zonen überkreuzen und in den besagten Zonen verbunden sind, so dass zwischen benachbarten Strängen Zwischenräume (18) bereitgestellt werden, wobei diese Zwischenräume eine Vielzahl von verbundenen Poren oder Kanälen (20) in der Gitterstruktur definieren, dadurch gekennzeichnet, dass (i) die Stränge aus bioaktivem Material in der Form von Stäben (16) sind und (ii) die Stäbe aus bioaktivem Material in den Zonen, wo sie einander überkreuzen, verschmolzen sind.
Erzeugnis (10) nach Anspruch 1, worin die Gitterstruktur (22) osteokonduktiv und osteoinduktiv ist.
Erzeugnis (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin die verbundenen Poren oder Kanäle (20) der Gitterstruktur (22) 30% bis 80% des Gesamtvolumens des Erzeugnisses umfassen.
Erzeugnis (10) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, worin die externen Oberflächen von mindestens einigen der Stäbe (16) hierin Vertiefungen (24) aufweisen.
Erzeugnis (10) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, worin das bioaktive Material der Stäbe (16) Hydroxylapatit oder Tricalciumphosphat ohne Porosität darstellt.
Erzeugnis (10) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Stäbe (16) in der Form von gesinterten extrudierten Strängen (14) des bioaktiven Materials sind.
Verfahren zur Herstellung des Erzeugnisses (10) von Anspruch 1, wobei das Verfahren umfaßt: Bilden einer Mischung eines bioaktiven Materials in teilchenförmiger Form und einer organischen Basis zu einem dreidimensionalen Körper; Entfernen der organischen Basis, um ein ungesintertes Erzeugnis zu bilden und Erhitzen des ungesinterten Erzeugnisses auf eine ausreichende Temperatur, um das bioaktive Material zu sintern, dadurch gekennzeichnet, dass (i) die Mischung des bioaktiven Materials und der organischen Basis eine extrudierbare Mischung darstellt; (ii) das Bilden des Körpers, umfassend das Extrudieren der extrudierbaren Mischung zu einer dreidimensionalen Gitterstruktur (22) mit einer Vielzahl von aus extrudierten Strängen (14) der Mischung gebildeten Stäben (16), wobei die Stäbe einander in einer Vielzahl von Zonen überkreuzen, so dass zwischen benachbarten Stäben Zwischenräume (18) vorgesehen werden, und diese Zwischenräume eine Vielzahl von verbundenen Poren oder Kanälen (20) in der Gitterstruktur definieren und (iii) das Erhitzen des ungesinterten Erzeugnisses, wodurch die Stäbe in den Zonen, wo sie überkreuzen, verschmelzen.
Verfahren nach Anspruch 7, das umfaßt: Bilden von Oberflächenmerkmalen (24) in oder auf den externen Oberflächen von mindestens einigen der Stäbe (16) vor dem Sintern des ungesinterten Erzeugnisses.
Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, worin das bioaktive Material anfänglich in pulverisierter Form vorliegt und die organische Basis ein Bindemittel darstellt, das als temporäres Vehikel dient, um die Verarbeitung des bioaktiven Materialpulvers zu ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 9, worin das Bindemittel eine Mischung von 2 oder mehreren der folgenden aufweist: ein Schmiermittel, ein Polymer, ein Elastomer, ein Wachs und einen Klebrigmacher.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 10, worin die Entfernung der organischen Basis durch Lösungsmittelextraktion und/oder ein thermisches Verfahren erfolgt.
Verfahren zur Herstellung des Erzeugnisses (10) von Anspruch 1, wobei das Verfahren umfaßt: Bilden einer Mischung eines bioaktiven Materials in teilchenförmiger Form und einer organischen Basis zu einer Komponente; Entfernen der organischen Basis; entweder vor oder nach Entfernung der organischen Basis Anordnen einer Vielzahl der Komponenten zu einem dreidimensionalen Körper und Erhitzen des resultierenden ungesinterten Erzeugnisses auf eine ausreichende Temperatur, um das bioaktive Material zu sintern, dadurch gekennzeichnet, dass (i) die Mischung des bioaktiven Materials und der organischen Basis eine extrudierbare Mischung darstellt; (ii) die Komponente eine Gitterkomponente (12) mit einer Vielzahl von aus extrudierten Strängen (14) der Mischung gebildeten Stäben (16) mit zwischen benachbarten Stäben vorgesehenen Räumen oder Zwischenräumen (18) darstellt; (iii) der Körper eine dreidimensionale Gitterstruktur (22) darstellt, worin die Räume oder Zwischenräume der Gitterkomponenten eine Vielzahl von verbundenen Poren oder Kanälen (20) in der Gitterstruktur definieren und (iv) das Erhitzen des ungesinterten Erzeugnisses bewirkt, dass die Stäbe in den Zonen, wo sie sich überkreuzen, verschmelzen.
Verfahren nach Anspruch 12, worin sich die Stäbe (16) in jeder Gitterkomponente parallel zueinander erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, das umfaßt: Bilden von Oberflächenmerkmalen (24) in oder auf den externen Oberflächen von mindestens einigen der Stäbe (16) vor dem Sintern des ungesinterten Erzeugnisses.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, worin das bioaktive Material anfänglich in pulvertsierter Form vorliegt, und die organische Basis ein Bindemittel darstellt, das als temporäres Vehikel dient, um das Verarbeiten des bioaktiven Materialpulvers zu ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 15, worin das Bindemittel eine Mischung von 2 oder mehreren der folgenden aufweist: ein Schmiermittel, ein Polymer, ein Elastomer, ein Wachs und einen Klebrigmacher.
Verfahren nach Anspruch 12, worin die Entfernung der organischen Basis durch Lösungsmittelextraktion und/oder durch ein thermisches Verfahren erfolgt.
Erzeugnis (10), geeignet für die Verwendung als Knochenimplantat durch Implantation desselben in ein Subjekt an einer Körperstelle, wo Knochenwachstum erforderlich ist, wobei das Erzeugnis eine dreidimensionale Gitterstruktur (22) mit einer Vielzahl von Stäben (16) in der Form von gesinterten extrudierten Strängen (14) an bioaktivem Material umfaßt, wobei die Stäbe einander in einer Vielzahl von Zonen überkreuzen und in diesen Zonen verschmolzen sind, so dass zwischen benachbarten Stäben Zwischenräume (18) bereitgestellt werden, und wobei diese Zwischenräume eine Vielzahl von verbundenen Poren oder Kanälen (20) definieren und die Gitterstruktur osteokonduktiv und osteoinduktiv ist.