DE202008018002U1

DE202008018002U1 - Endoprothese zur Implantation in den menschlichen oder tierischen Körper

Info

Publication number: DE202008018002U1
Application number: DE202008018002U
Authority: DE
Original assignee: Syntellix AG
Current assignee: Syntellix AG
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2018-08-01
Also published as: WO2010003442A3; WO2010003443A3; WO2010003443A2; DE202008018000U1; WO2010003442A2

Abstract

Endoprothese zur Implantation im menschlichen oder tierischen Körper,
mit einem Grundkörper, der wenigstens teilweise aus einer in vivo abbaubaren Magnesiumlegierung besteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Magnesiumlegierung im wesentlichen aluminiumfrei und im wesentlichen scandiumfrei ist und als festigkeitsinduzierendes Element bzw. festigkeitsinduzierende Elemente Yttrium und/oder seltene Erden und/oder Zirkonium enthält.

Description

Die Erfindung betrifft eine Endoprothese der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zur Implantation in den menschlichen oder tierischen Körper.
Endoprothesen sind allgemein bekannt und werden in großem Umfang als künstliche, in den menschlichen oder tierischen Körper implantierbare Gelenke verwendet. Hierbei sind am weitesten Hüftgelenkendoprothesen verbreitet, die ein künstliches Hüftgelenk bilden. Darüber hinaus sind Endoprothesen beispielsweise auch für Kniegelenke, Schultergelenke, Sprunggelenke, Ellenbogengelenke und Fingergelenke bekannt. Nach der Implantation bildet sich um die Endoprothese herum neuer Knochen, der die Endoprothese umschließt und so fest im Körper hält.
Um den dauerhaften Halt der Endoprothese zu verbessern, ist es durch DE 41 37 383 C2 und DE 102 41 572 A1 , die jeweils eine Endoprothese der betreffenden Art offenbaren, bekannt, einen Grundkörper der Endoprothese vorzusehen, der wenigstens teilweise aus einer in vivo abbaubaren Magnesiumlegierung besteht.
Durch EP 1 835 042 A1 sind Implantate aus einer Magnesiumlegierung bekannt, die in vivo abbaubar ist. Da sich ein solches Implantat mit der Zeit im Körper des Patienten abbaut, ist ein zusätzlicher chirurgischer Eingriff zum Entfernen des Implantates nicht erforderlich. Die Geschwindigkeit des in vivo erfolgenden Abbaus kann durch entsprechende Wahl der Zusammensetzung der Magnesiumlegierung innerhalb weiter Grenzen gewählt werden.
Durch EP 1 552 856 A1 ist ein osteosynthetisches Implantat der betreffenden Art zur Implantation in den menschlichen oder tierischen Körper bekannt, das einen Grundkörper aufweist, der wenigstens teilweise aus einer in vivo abbaubaren Magnesiumlegierung besteht. Die Druckschrift schlägt insbesondere Magnesiumlegierungen vor, die in erheblichem Umfang Aluminium enthalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Endoprothese der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art anzugeben, die in Bezug auf den Organismus, in den das Implantat eingebracht wird, eine optimierte Verträglichkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Die Erfindung stellt mit einem glücklichen Griff hinsichtlich der Zusammensetzung der Magnesiumlegierung eine Endoprothese bereit, die einerseits den zu stellenden Anforderungen an die Festigkeit genügt und andererseits in Bezug zu dem Organismus, in den sie eingebracht wird, eine optimierte Verträglichkeit aufweist. Erfindungsgemäß ist die Magnesiumlegierung im wesentlichen aluminiumfrei und im wesentlichen scandiumfrei. Dadurch, daß die erfindungsgemäße Magnesiumlegierung, die nachfolgend auch kurz als Legierung bezeichnet wird, im wesentlichen aluminiumfrei ist, ist die Verträglichkeit in Bezug auf den Organismus, in den die Endoprothese eingebracht ist, wesentlich erhöht. Dies insbesondere deshalb, weil Aluminium nach derzeitigem Stand der Wissenschaft in Verdacht steht, im menschlichen oder tierischen Körper toxisch zu wirken und insbesondere neurologische Schädigungen zu verursachen bzw. zu fördern. So steht Aluminium insbesondere in Verdacht, Morbus Alzheimer mit zu verursachen bzw. zu fördern. Dadurch, daß die erfindungsgemäß verwendete Magnesiumlegierung Aluminium nicht oder nur in geringen Massengehalten enthält, sind entsprechende Wirkungen vermieden.
Unter einer Magnesiumlegierung, die frei von einem Element ist, wird erfindungsgemäß eine Magnesiumlegierung verstanden, deren Massengehalt an dem betreffenden Element wesentlich kleiner als 1% ist. Unter einer aluminiumfreien Magnesiumlegierung wird also erfindungsgemäß eine Magnesiumlegierung verstanden, deren Massengehalt an Aluminium wesentlich kleiner als 1% ist. Insbesondere wird unter einer Magnesiumlegierung, die im Sinne der Erfindung frei von einem Element ist, eine Magnesiumlegierung verstanden, bei deren Herstellung das betreffende Element nicht hinzugefügt wird, sondern beispielsweise und insbesondere aufgrund von Verunreinigungen in die Legierung gelangt. Entsprechende Verunreinigungen sind jedoch in der Regel in einem so geringen Massengehalt in der Magnesiumlegierung vorhanden, daß sie die Eigenschaften der Magnesiumlegierung, insbesondere ihre mechanischen Eigenschaften und ihre Verträglichkeitseigenschaften in Bezug auf den menschlichen oder tierischen Organismus, nicht nachteilig beeinflussen.
Als festigkeitsinduzierende Elemente enthält die erfindungsgemäße Magnesiumlegierung Yttrium und/oder seltene Erden und/oder Zirkonium. Dadurch, daß diese Elemente einfach oder in Kombination miteinander in der Magnesiumlegierung vorhanden sind, sind die Festigkeitseigenschaften der Magnesiumlegierung, insbesondere hinsichtlich der Streckgrenze und der Zugfestigkeit, die sich erhöhen, verbessert, so daß das aus der erfindungsgemäßen Magnesiumlegierung bestehende Implantat ohne weiteres den mechanischen Anforderungen genügt, die an ein solches Implantat zu stellen sind.
Im Ergebnis stellt die Erfindung somit eine Endoprothesezur Verfügung, die vollständig oder teilweise aus einem in vivo abbaubaren Werkstoff besteht, der den Anforderungen an seine Festigkeit ebenso genügt wie den Anforderungen an eine optimierte Verträglichkeit in Bezug auf einen Organismus, in den die Endoprothese eingebracht ist.
Erfindungsgemäß ist der Massengehalt an Yttrium bzw. seltenen Erden bzw. Zirkonium in der erfindungsgemäßen Magnesiumlegierung innerhalb weiter Grenzen wählbar. In diesem Zusammenhang sehen außerordentlich vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung vor, daß der Massengehalt an Yttrium in der Legierung etwa 2 bis 3% und/oder der Massengehalt an seltenen Erden in der Legierung etwa 3 bis 4% und/oder der Massengehalt an Zirkonium in der Magnesiumlegierung etwa 0,4 bis 0,7%, insbesondere größer als 0,5%, beträgt. Durch entsprechende Wahl des Massengehaltes der jeweiligen Elemente wird in besonders hohem Maße gleichzeitig den Anforderungen an die Festigkeit des Implantats als auch den Anforderungen an die Verträglichkeit genügt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Massengehalt der einzelnen festigkeitsinduzierenden Elemente innerhalb der vorgenannten Grenzen liegt. Durch geeignete Wahl der Massengehalte läßt sich auch die Geschwindigkeit des Abbaus der Magnesiumlegierung im Organismus innerhalb weiter Grenzen wählen.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Magnesiumlegierung Calcium und/oder Calciumphosphat enthält oder der Grundkörper wenigstens teilweise aus Calcium und/oder Calciumphosphat besteht oder damit beschichtet ist. In Bezug auf eine Endoprothese hat die Verwendung von Calcium den Vorteil, daß während des teilweisen Abbaus der Endoprothese Calcium ausgefällt wird und sowohl eine entzündungshemmende als auch bakterizide Wirkung entfaltet. Calciumphosphat hat den Vorteil, daß es den Heilungs- bzw. Einheilungsprozeß beschleunigt, indem es sich auflöst, wobei Hohlräume entstehen. Da der Knochen sucht, diese Hohlräume auszufüllen, wird durch das Calciumphosphat das Knochenwachstum gefördert. Durch Einstellung des Calcium-Gehaltes in der Magnesiumlegierung läßt sich die Geschwindigkeit, mit der das Implantat in vivo abgebaut wird, einstellen.
Soweit die Magnesiumlegierung Seltenerdmetall enthält, so ist das jeweilige Seltenerdmetall entsprechend den jeweiligen Anforderungen innerhalb weiter Grenzen wählbar. Eine außerordentlich vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Magnesiumlegierung als Seltenerdmetall Neodym oder eine Neodymverbindung, insbesondere ein Neodymmischmetall, enthält. Bei dieser Ausführungsform ergeben sich insbesondere hinsichtlich der Festigkeit der Endoprothese besonders günstige Materialeigenschaften. Dies gilt insbesondere dann, wenn ein Neodym-Mischmetall, bestehend beispielsweise aus Neodym (2 bis 2,5%), Terbium, Erbium, Dysprosium und Gadolinium, verwendet wird.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Magnesiumlegierung als Seltenerdmetall Terbium und/oder Erbium und/oder Dysprosium und/oder Gadolinium enthält.
Form, Größe und Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Endoprothese sind innerhalb weiter Grenzen wählbar.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Magnesiumlegierung Lithium enthält. Durch Hinzugabe von Lithium läßt sich die Geschwindigkeit des teilweisen Abbaus der Endoprothese im Organismus beschleunigen.
Erfindungsgemäß kann die Endoprothese vollständig aus der Magnesiumlegierung bestehen. Es ist auch möglich, daß die Endoprothese beispielsweise abschnittsweise aus der Magnesiumlegierung besteht, indem beispielsweise ein Teil eines Schaftes der Endoprothese aus der Magnesiumlegierung besteht, während andere Teile des Schaftes aus einem anderen Material bestehen. Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht jedoch vor, daß der Grundkörper mit der Magnesiumlegierung beschichtet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte stark schematisierte Zeichnung näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen, in der Zeichnung dargestellten und in den Patentansprüchen beanspruchten Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen sowie deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.
Die einzige Figur der Zeichnung stellt in einer schematisierten Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Endoprothese 2 zur Implantation in den menschlichen oder tierischen Körper in Form einer Hüftgelenkendoprothese dar. Die Endoprothese 2 weist einen Schaft 4 auf, der bei der Implantation der Endoprothese 2 in ein Femur eingesetzt wird. An dem proximalen Ende des Schaftes 4 befindet sich ein Zapfen 6 mit einer Kugel 8, die im implantierten Zustand der Endoprothese 2 mit einer in das Acetabulum eingesetzten Lagerpfanne zusammenwirkt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schaft 4 im Bereich seines proximalen Endes mit einer Beschichtung versehen, die aus einer in vivo abbaubaren Magnesiumlegierung besteht.
Erfindungsgemäß ist die Magnesiumlegierung aluminiumfrei und scandiumfrei und weist als festigkeitsinduzierende Elemente bei dem Ausführungsbeispiel Yttrium und seltene Erden und Zirkonium auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Massengehalte der einzelnen Elemente wie folgt:

Yttrium 2 bis 3%

seltene Erden 3 bis 4%

Zirkonium 0,4 bis 0,7%

Magnesium Rest
Auf diese Weise stellt die Erfindung eine Endoprothese bereit, die nicht nur den Anforderungen an ihre Festigkeitseigenschaften genügt, sondern auch in Bezug auf einen Organismus, in den es implantiert wird, eine optimierte Verträglichkeit aufweist.
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

DE 4137383 C2 [0003]
DE 10241572 A1 [0003]
EP 1835042 A1 [0004]
EP 1552856 A1 [0005]

Claims

Endoprothese zur Implantation im menschlichen oder tierischen Körper, mit einem Grundkörper, der wenigstens teilweise aus einer in vivo abbaubaren Magnesiumlegierung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesiumlegierung im wesentlichen aluminiumfrei und im wesentlichen scandiumfrei ist und als festigkeitsinduzierendes Element bzw. festigkeitsinduzierende Elemente Yttrium und/oder seltene Erden und/oder Zirkonium enthält.
Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Massengehalt an Yttrium in der Magnesiumlegierung etwa 2 bis 3% beträgt.
Endoprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Massengehalt an seltenen Erden in der Magnesiumlegierung etwa 3 bis 4% beträgt.
Endoprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Massengehalt an Zirkonium in der Magnesiumlegierung etwa 0,4 bis 0,7% beträgt.
Endoprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesiumlegierung Calcium und/oder Calciumphosphat enthält oder der Grundkörper wenigstens teilweise aus Calcium und/oder Calciumphosphat besteht oder damit beschichtet ist.
Endoprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesiumlegierung als Seltenerdmetall Neodym oder eine Neodymverbindung, insbesondere ein Neodymmischmetall, enthält.
Endoprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesiumlegierung als Seltenerdmetall Terbium und/oder Erbium und/oder Dysprosium und/oder Gadolinium enthält.
Endoprothese nach einem der einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnesiumlegierung Lithium enthält.
Endoprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endoprothese wenigstens abschnittsweise mit der Magnesiumlegierung beschichtet ist.