DE19944681A1 - Knochenersatzstoff zur Implantation im menschlichen oder tierischen Körper - Google Patents
Knochenersatzstoff zur Implantation im menschlichen oder tierischen KörperInfo
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein Knochenersatzstoff zur Implantation im menschlichen oder tierischen Körper gebildet aus Osteozyten gegebenenfalls unter Beigabe einer Nährlösung. Einen Knochenersatzstoff zu schaffen, der ohne oder zumindest durch einen reduzierten traumatischen Eingriff beim Patienten gewonnen werden kann, wird durch Zugabe eines Growing-Factors erhalten.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen aus Osteozyten gebildeten
Knochenersatzstoff zur Implantation im menschlichen oder tierischen Körper
und einen Wirbelkörper-Platzhalter mit einem solchen Knochenersatzstoff.
Bei Frakturen der Wirbelsäule oder bei Beschädigungen der Bandscheibe
kommt es häufig vor, dass Teile des Wirbelkörpers der menschlichen
Wirbelsäule ersetzt werden müssen. Dabei werden die schadhaften Stellen
operativ entfernt und an deren Stelle wird beispielsweise ein Wirbelkörper-
Platzhalter eingesetzt, wie er aus dem DE 29 61 6778 und dem EP 0 832 622
bekannt ist. Dieser Wirbelkörper-Platzhalter wird in benachbarte
Wirbelkörper eingetrieben, um dort eine wirksame Verwachsung zu
erhalten. Die hohle Ausführung der Wirbelkörper-Platzhalter dient der
Aufnahme von Knochenmaterial, welches durch entsprechende Öffnungen
im Wirbelkörper-Platzhalter herauswachsen kann, um mit dem restlichen
Wirbelkörper zu verwachsen und somit eine stabile und dauerhafte
Fixierung des Implantates in der menschlichen Wirbelsäule zu erreichen.
Üblicherweise wird das hierzu benötigte Knochenmaterial dem Patienten an
anderer Stelle, beispielsweise am Becken, entnommen und unter
Zumischung von Korallenkalk (Hydroxylapatit) in den Hohlraum des
Wirbelkörper-Platzhalters eingefügt, bevor beides dann in die Wirbelsäule
implantiert wird. Die Entnahme des körpereigenen Knochenmaterials führt
zwangsläufig zu einem weiteren, traumatischen Eingriff beim Patienten,
durch den dieser zusätzlich belastet wird.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Knochenersatzstoff zu schaffen, der ohne oder zumindest durch einen
reduzierten traumatischen Eingriff beim Patienten gewonnen werden kann.
Als technische Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorge
schlagen, den eingangs genannten Knochenersatzstoff durch Zugabe eines
Growing-Factors zu erhalten.
Eine nach dieser technischen Lehre ausgebildeter Knochenersatzstoff hat
den Vorteil, dass die vorhandenen Osteozyten durch den Growing-Factor zu
einem beschleunigten Aussprossen angeregt werden, wodurch ein schnelles
Wachstum der Osteozyten und eine schnelle Neubildung des gewünschten
Knochenmaterials erreicht wird. Durch dieses schnelle Wachstum des
vorhandenen Knochenmaterials braucht dem Patienten an anderer Stelle
deutlich weniger Knochen entnommen werden, was zu einer deutlichen
Verringerung des traumatischen Eingriffes führt. Durch Zugabe einer
geeigneten Nährlösung, beispielsweise Korallenkalk (Hydroxylapatit) kann
dieser Effekt noch weiter verstärkt werden.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, einen Growing-Factor einzusetzen, der
Proteine zur Beschleunigung der Zellteilung aufweist, denn durch eine
beschleunigte Zellteilung wird ein weiter beschleunigtes Wachstum des
Knochenmaterials erreicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Knochenersatzstoff durch
Verwendung von körperfremden Osteozyten erhalten. Dies hat den Vorteil,
dass hierdurch kein traumatischer Eingriff beim ohnehin schon
gesundheitlich belasteten Patienten notwendig ist. Es versteht sich, dass
hierzu bevorzugt Knochenmaterial von Menschen gleicher Blutgruppe und
gleicher Gewebestruktur eingesetzt wird, um die Wahrscheinlichkeit des
Anwachsens des Knochenersatzstoffes im Körper des Patienten zu erhöhen.
In einer bevorzugten Weiterbildung werden die vorzugsweise körperfremden
Osteozyten derart transgen behandelt, dass die Osteozyten nach der
gentechnischen Manipulation die gleiche Blutgruppe, insbesondere die
gleiche Blutuntergruppe, und/oder die gleiche Gewebestruktur und/oder die
gleiche Knochenstruktur aufweisen, wie die menschliche Wirbelsäule des
Patienten. Hierdurch wird das erfolgreiche Anwachsen des Knochenersatz
stoffes in der menschlichen Wirbelsäule positiv beeinflusst und die
Wahrscheinlichkeit des Abstoßens des Implantates durch den menschlichen
Körper reduziert.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Knochenersatzstoffes wird dieser durch Osteozyten vom Schwein oder vom
Schaf gegebenenfalls unter Beigabe einer Nährlösung, insbesondere
Hydroxylapatit, und unter Zugabe eines Growing-Factors erhalten. Durch
eine vorherige, gentechnische Manipulation der tierischen Osteozyten
werden diese dem menschlichen Körper des Patienten angepasst, so dass
auch Knochenmaterial vom Schwein oder Schaf als Implantat eingesetzt
werden kann. Hierdurch ist es für den Patienten in besonders schonender
Weise möglich, nahezu jede beliebige Menge Knochenmaterial zu erzeugen,
ohne dass hierbei große Kosten entstehen. Auch kann hierdurch im Voraus
geeignetes Knochenmaterial bereitgestellt werden, so dass die eigentliche
Operation schneller durchgeführt werden kann.
Der nach der oben genannten technischen Lehre gebildete Knochenersatz
stoff kann in vorteilhafter Weise in einen hohlen Wirbelkörper-Platzhalter
eingesetzt werden und zusammen mit diesem in die menschliche
Wirbelsäule implantiert werden. Hierdurch wird die Wirbelsäule in bekannter
Weise abgestützt und ein Verwachsen des neuen Knochenmaterials
zusammen mit dem Wirbelkörper-Platzhalter in der Wirbelsäule erleichtert.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Knochenersatzstoffes ergeben sich
aus der beigefügten Zeichnung und den nachfolgend beschriebenen
Ausführungsformen. Ebenso können die vorstehend genannten und die
noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder
in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten
Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen,
sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Es zeigen
Fig. 1 einen mit dem erfindungsgemäßen Knochenersatzstoff
auszustattenden hohlzylindrischen Wirbelkörper-Platzhalter;
Fig. 2 einen mit dem erfindungsgemäßen Knochenersatzstoff
auszustattendes Wirbelsäulenimplantat zur Anbringung eines
Wirbelsäulenkorrektursystems.
In Fig. 1 ist ein schematischer Ausschnitt einer menschlichen Wirbelsäule
in Explosionsdarstellung abgebildet, bei der zwischen zwei Wirbelkörpern
10 ein zweiteiliger, hohlzylindrischer Wirbelkörper-Platzhalter 12 angeordnet
ist. Dieser Wirbelkörper-Platzhalter 12 umfasst einen kleineren, inneren
Zylinder 14 und einen größeren, äußeren Zylinder 16, wobei letzterer den
inneren Zylinder 14 passgenau teleskopartig aufnimmt. Durch zwei Fixier
schrauben 18 können die beiden Zylinder 14, 16 in der vom operierenden
Arzt gewünschten Position zueinander fixiert werden, um eine optimale
Stellung der Wirbelsäule zu erreichen. Weitere Einzelheiten betreffend
diesen Wirbelkörper-Platzhalter 12 können dem DE 29 61 6778 bzw. der EP
832 622 entnommen werden, auf die an dieser Stelle voll inhaltlich Bezug
genommen wird.
Zur Substitution der schadhaften, entfernten Bandscheibe und/oder zur
Substitution von schadhaften Teilen des Wirbelkörpers wird vor der
Operation eine ausreichende Menge des erfindungsgemäßen Knochenersatz
stoffes erzeugt.
Dies geschieht beispielsweise durch Entnahme einer möglichst geringen
Menge gesunden Knochenmaterials vom Patienten an einer gesundheitlich
unbedenklichen Stelle. Diese derart erhaltenen Osteozyten werden dann
durch Vermischen mit Korallenkalk (Hydroxylapatit) und Zugabe von
knochenmorphogenen Proteinen (Growing-Factor) zu einem beschleunigten
Wachstum angeregt. Hierdurch wird das Aussprossen der Osteozyten
beschleunigt, so dass innerhalb kürzester Zeit ein Vielfaches der Knochen
menge als Knochenersatzstoff zur Verfügung steht. Es hat sich als vorteil
haft erwiesen, den gesamten Wachstumsprozess des Knochenersatzstoffes
bereits im Hohlraum des Wirbelkörper-Platzhalters durchzuführen, da
hierdurch bereits eine teilweise Verwachsung mit dem aus körperverträg
lichem Metall hergestellten Wirbelkörper-Platzhalter erreicht wird. Das so
vorbereitete Implantat kann dann in einem operativen Eingriff in an sich
bekannter Weise in die menschliche Wirbelsäule eingesetzt werden.
Um eine weitere Schwächung des Patienten durch die Entnahme von
Knochenmaterial zu verhindern, kann der Knochenersatzstoff auch durch
genmanipulierte Osteozyten eines anderen Menschen oder eines Tieres,
insbesondere eines Schafes oder eines Schweines, erhalten werden. Hierbei
werden die von einem fremden Körper erhaltenen Osteozyten derart
gentechnisch manipuliert, dass der entstehende Knochenersatzstoff die
gleiche Blutgruppe, insbesondere Blutuntergruppe, die gleiche Gewebe
struktur und die gleiche Knochenstruktur aufweist wie der Patient. Auch bei
dieser Variante ist es vorteilhaft, den Knochenersatzstoff bereits im
Hohlraum des Wirbelkörper-Platzhalters heranzuziehen, um eine möglichst
intensive Verwachsung zu erreichen.
In einer anderen Ausführungsform wird das Knochenmaterial des Patienten
oder der transgene, auf die Bedürfnisse des Patienten zugeschnittenen
Knochenersatzstoff in den Hohlraum des Wirbelkörper-Platzhalters
eingeführt, bevor dieser in die Wirbelsäule implantiert wird. Gemäß dieser
Ausführungsform wird erst zum jetzigen Zeitpunkt, d. h. nachdem der mit
Knochenmaterial bzw. Knochenersatzstoff gefüllte Wirbelkörper-Platzhalter
in die Wirbelsäule implantiert wurde, die gewünschte Menge des Growing-
Factors mittels einer Injektionsspritze in den durch das Knochenmaterial
bzw. den Knochenersatzstoff gefüllten Hohlraum des Wirbelkörper-
Platzhalters injiziert. Auch hierdurch wird das Wachstum des Knochen
materials bzw. des Knochenersatzstoffes beschleunigt, so dass ein
gründliches und schnelles Verwachsen des Implantates mit der Wirbelsäule
gewährleistet ist.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, neben dem Knochenmaterial bzw. dem
Knochenersatzstoff auch eine Nährlösung, beispielsweise Korallenkalk
(Hydroxylapatit) in den Hohlraum des Wirbelkörper-Platzhalters mit
einzubringen, bevor das so vorbereitete Implantat mit dem Growing-Factor
getränkt wird.
Fig. 2 zeigt ein handelsübliches System zur Korrektur und/oder Fixierung
einer menschlichen oder tierischen Wirbelsäule, wie es beispielsweise aus
der DE 29 60 0879 U1 oder aus der EP 784 967 A2 bekannt ist. Hierbei
werden die Wirbelsäulenimplantate 22 in den Wirbelkörper des Patienten
eingesetzt, bevor die Distraktions- oder Kompressionsstange 24 in die dafür
vorgesehen Schlitze 26 eingelegt und durch die Madenschrauben 28 fixiert
wird.
Um ein besseres und schnelleres verwachsen der Wirbelsäulenimplantate
22 mit den Wirbelkörpern 10 zu erreichen, können die Wirbelsäulen
implantate 22 ebenfalls mit dem erfindungsgemäßen Knochenersatzstoff
gefüllt werden. Das oben zum Wirbelkörper-Platzhalter gesagte gilt für das
Wirbelsäulenimplantat 22 analog.
10
Wirbelkörper
12
Wirbelkörper-Platzhalter
14
innerer Zylinder
16
äußerer Zylinder
18
Fixierschrauben
20
Injektionsspritze
22
Wirbelsäulenimplantat
24
Stange
26
Schlitz
28
Madenschraube
Claims (7)
1. Knochenersatzstoff zur Implantation im menschlichen
oder tierischen Körper gebildet aus Osteozyten
erhältlich durch
Zugabe eines Growing-Factors.
2. Knochenersatzstoff nach Anspruch 1,
weiterhin erhältlich durch
Beigabe einer Nährlösung, insbesondere Hydroxylapatit
(Korallenkalk).
3. Knochenersatzstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Growing-Factor Proteine, insbesondere knochenmorphogene
Proteine, zur Beschleunigung der Zellteilung aufweist.
4. Knochenersatzstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche,
weiterhin erhältlich durch
Verwendung von körperfremden Osteozyten.
5. Knochenersatzstoff nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Osteozyten transgen behandelt sind.
6. Knochenersatzstoff nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Osteozyten vom Schwein oder Schaf stammen.
7. Wirbelkörper-Platzhalter mit einem Öffnungen aufweisenden
Hohlkörper aus körperverträglichem Metall oder Kunststoff
dadurch gekennzeichnet,
dass im Wirbelkörper-Platzhalter ein Knochenersatzstoff gemäß einem
der Ansprüche 1 bis 6 vorgesehen ist.
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