PAMMER SEBASTIAN (DE)
| WO2018162764A1 | 2018-09-13 | |||
| WO2019068581A1 | 2019-04-11 |
| EP3203935A1 | 2017-08-16 | |||
| US20180303616A1 | 2018-10-25 | |||
| US20030114936A1 | 2003-06-19 | |||
| DE69426457T2 | 2001-05-23 | |||
| CN110393610A | 2019-11-01 | |||
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| DE102006029298A1 | 2007-12-27 | |||
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| DE102014105884A1 | 2015-10-29 |
| Ansprüche 1. Orthopädisches Implantat (10, 110, 210, 310), wobei das Implantat (10, 110, 210, 310) ein 3D-Druckteil ist und wobei das Implantat (10, 110, 210, 310) wenigstens einen ersten Abschnitt (12, 112, 212,312) und wenigstens einen zweiten Abschnitt (14, 114, 214, 314) aufweist, wobei der erste Abschnitt (12, 112, 212, 312) eine Trägerstruktur ausbildet und der zweite Abschnitt (14, 114, 214, 314) zumindest teilweise aus biodegradierbarem Material besteht. 2. Orthopädisches Implantat (10, 110, 210, 310) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, beispielsweise äußere, Abschnitt (12, 112, 212, 312) zumindest teilweise aus PEEK und/oder PEKK und/oder PAEK und/oder PEI und/oder PPSU und/oder PSU und/oder PAI besteht. 3. Orthopädisches Implantat (10, 110, 210, 310) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, beispielsweise innere, Abschnitt (14, 114, 214, 314) zumindest teilweise aus einem biodegradierbarem Material besteht, wobei das biodegradierbare Material eines der folgenden Materialien oder Materialkombinationen ist: Polydioxanon (PDS oder PPDX oder PPDO), Polyactid (PLA), Poly(lactid-co-glycolid) (PLGA), Gemisch aus Polyactid (PLA) und Poly(lactid- co-glycolid) (PLGA). 4. Orthopädisches Implantat (10, 110, 210, 310) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (12, 112, 212, 312) und/oder der zweite Abschnitt (14, 114, 214, 314) zumindest teilweise porös ausgebildet ist bzw. sind. 5. Orthopädisches Implantat (10, 110, 210, 310) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat (10, 110, 210, 310) ein 2- Komponenten-Cage ist, insbesondere ein 2-Komponenten-Wirbelsäulen-Cage ist. 6. Verfahren zur Herstellung eines orthopädischen Implantats (10, 110, 210, 310), umfassend wenigstens die folgenden Schritte: es wird mittels 3D-Druck, insbesondere mittels FLM-Verfahren, ein erster Abschnitt des Implantats (10, 110, 210, 310) erzeugt, wobei der erste Abschnitt (12, 112, 212, 312) eine Trägerstruktur des Implantats (10, 110, 210, 310) ausbildet; es wird mittels 3D-Druck, insbesondere mittels FLM-Verfahren, ein zweiter Abschnitt (14, 114, 214, 314) erzeugt, wobei der zweite Abschnitt (14, 114, 214, 314) zumindest teilweise aus biodegradierbarem Material besteht. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (12, 112, 212, 312) und der zweite Abschnitt (14, 114, 214, 314) mittels 3D-Druck zusammengefügt werden. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (14, 114, 214, 314) auf den ersten Abschnitt (12, 112, 212, 312) aufgedruckt ist. 9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (12, 112, 212, 312) und der zweite Abschnitt (14, 114, 214, 314) gesondert gedruckt werden und nicht mittels eines Druckverfahrens zusammengefügt werden. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das orthopädische Implantat (10, 110, 210, 310) ein orthopädisches Implantat (10, 110, 210, 310) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ist. |
Die vorliegende Erfindung betrifft ein orthopädisches Implantat, wobei das Implantat ein 3D-Druckteil ist.
Aus dem Stand der Technik sind bereits orthopädische Implantate bekannt, die im 3D- Druck erstellt werden.
So offenbart beispielsweise die DE 102006029298 A1 ein Materialsystem für den 3D- Druck. Hier wird in Form einer Dispersion für die Herstellung von Granulat durch Sprüh oder Wirbelschichtgranulation die Möglichkeit geschaffen, Implantate durch sogenanntes Additive Manufacturing herzustellen.
Die EP 3 172 037 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mindestens eines generativen Fertigungsprozesses, wobei das Bauteil ganz oder teilweise aus flüssigem Rohmaterial hergestellt wird. Auch hier wird mittels 3D-Druck die Möglichkeit geschaffen, Implantate herzustellen.
Weiter ist aus der DE 10 2014 105 884 A1 ein sogenannter Gingiva Former bekannt, wobei auch hier mittels 3D-Druck und Additive Manufacturing entsprechende Anpassung des Implantats an die tatsächlichen Gegebenheiten im Körper benutzt werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Implantat der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass mittels 3D- Druck ein tragendes Implantat hergestellt werden kann, das zugleich eine verbesserte Biokompatibilität und Verträglichkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein orthopädisches Implantat mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass ein orthopädisches Implantat bereitgestellt wird, wobei das Implantat ein 3D-Druckteil ist und wobei das Implantat wenigstens einen ersten Abschnitt und wenigstens einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt eine Trägerstruktur ausbildet und der zweite Abschnitt zumindest teilweise aus biodegradierbarem Material besteht. Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass gleichsam dem Aufbau eines Knochens ein erster, beispielsweise Äußerer, Abschnitt vorgesehen ist, der eine gewisse Steifigkeit und mechanische Festigkeit für das Implantat bereitstellt, wohingegen ein zweiter, beispielsweise innerer, Abschnitt ein verbessertes Einwachsen ermöglichen soll. Es ist denkbar, dass der erste Abschnitt den inneren Abschnitt zumindest teilweise umgreift bzw. umfasst. Wünschenswert ist aber, dass der zweite Abschnitt entsprechend zugänglich verbleibt, so dass ein Einwachsen von Gewebe in den inneren Abschnitt ermöglicht wird. Durch die vollständige Herstellung mittels 3D- Druck des Implantats kann eine sehr kostengünstige Herstellung ermöglicht werden. Außerdem wird es beispielsweise möglich, auch individuelle anatomische Gegebenheiten und Bedürfnisse einzugehen und die Form des Implantats individuell anzupassen.
Es ist denkbar, dass das Implantat gedruckt ist auf der Grundlage von Patientendaten wie Computertomographie-Bilderdaten oder vergleichbaren Datensätzen, die mittels bildgebender Verfahren gewonnen wurden (wie Magnetresonanztomographie, Röntgen, Fluoroskopie etc.).
Hier kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der 3D-Drucker eine Schnittstelle aufweist, über die die Bilderdaten eingespielt werden. Der 3D-Drucker kann dazu eingerichtet sein, die Bilddaten in Druckdaten halbautomatisch oder automatisch zu übersetzen und dann den Druckvorgang entsprechend (automatisch) zu starten.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der erste, beispielsweise äußere, Abschnitt zumindest teilweise aus Polyetheretherketon (PEEK) besteht. PEEK ist ein (verglichen mit anderen Kunststoffen) hochfester Kunststoff und zugleich ein hochtemperaturbeständiger thermoplastischer Kunststoff, der neben biokompatiblen Eigenschaften die notwendige Festigkeit auch für Knochenimplantate oder Knochenersatzimplantate bereitstellen kann. Weiterhin ist es auch denkbar andere Hochleistungskunststoffe wie Polyetherketoneketone (PEKK), Polyphenylensulfon (PPSU), Polyaryletherketone (PAEK), Polyethylenimin oder Polyetherimide (PEI) oder Polyamidimid (PAI) zu verwenden. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der zweite, beispielsweise innere, Abschnitt zumindest teilweise aus einem biodegradierbarem Material besteht, wobei das biodegradierbare Material eines der folgenden Materialien oder Materialkombinationen ist: Polydioxanon (PDS oder PPDX oder PPDO), Polyactid (PLA), Poly(lactid-co- glycolid) (PLGA), Gemisch aus Polyactid (PLA) und Poly(lactid-co-glycolid) (PLGA).
Poly-p-dioxanon (Poly-1 ,4-dioxan-2-on) - oft als PDS, PPDX oder PPDO abgekürzt - ist ein Poly(ether-ester), der quasi ein alternierendes Copolymer aus Ethylenglycol und Glycolsäure darstellt und durch ringöffnende Polymerisation aus 1 ,4-Dioxan-2-on entsteht. Neben dem Homopolymeren ist eine Reihe von statistischen Copolymeren und Blockcopolymeren, meist mit anderen Lactonmonomeren, wie Glycolid, Lactid oder e-Caprolacton beschrieben. Poly-1 ,4-dioxan-2-on wurde unter dem Namen PDSTM(polydioxanon sutures) in Form von Monofilamenten als erstes absorbierbares, d. h. biologisch abbaubares, chirurgisches Nahtmaterial im Jahr 1981 eingeführt.
Polylactide, umgangssprachlich auch Polymilchsäuren (kurz PLA, vom englischen Wort polylactic acid) genannt, sind synthetische Polymere, die zu den Polyestern zählen. Sie sind aus vielen, chemisch aneinander gebundenen Milchsäuremolekülen aufgebaut.
Poly(lactid-co-glycolid) (PLGA) ist ein Copolymer aus den Monomeren Lactid und Glycolid, welche in verschiedenen Verhältnissen eingesetzt werden können. Es bildet sich ein Polyester aus D,L-Milchsäure und Glycolsäure, welcher vom menschlichen Körper leicht abgebaut werden kann. PLGA wird als chirurgisches Nahtmaterial eingesetzt (Vicryl).
Die vorstehenden Materialien haben sich im Zusammenhang mit resorbierbaren Materialien bewährt. Sie sind einerseits gut biokompatibel und andererseits derart beschaffen, dass sie ein gutes Einwachsen von umgebendem Gewebe ermöglichen.
Denkbar ist weiter, dass das biodegradierbare Material auch mit Füllstoffen versetzt ist. In diesem Zusammenhang ist denkbar, dass als Füllstoffe biokompatible Materialien eingesetzt werden können, so beispielsweise Keramiken wie Hydroxylapatit.
Außerdem ist denkbar, dass im Implantat pharmakologisch wirksame Substanzen eingebracht sind. Denkbar ist, dass diese Substanzen insbesondere in dem biodegradierbaren Material eingebracht sind. Hierdurch kann der Prozess des Einwachsens des Implantats verbessert und unterstützt werden. Als Medikamente, also als pharmakologisch wirksame Substanzen, könnten beispielsweise Wachstumsfaktoren, Entzündungshemmer, Schmerzmittel oder dergleichen Anwendung finden.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass das orthopädische Implantat mit seinem ersten Abschnitt und/oder mit seinem zweiten Abschnitt zumindest teilweise porös ausgebildet ist. Hierdurch wird ein verbessertes Einwachsen des Implantates an der Implantationsstelle erleichtert und ermöglicht.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Implantat ein sog. 2-Komponenten- Cage ist, insbesondere ein 2-Komponenten-Wirbelsäulen-Cage.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines orthopädischen Implantats.
Danach ist vorgesehen, dass das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte umfasst: es wird mittels 3D-Druck, insbesondere mittels FLM-Verfahren, ein erster Abschnitt des Implantats erzeugt, wobei der erste Abschnitt eine Trägerstruktur des Implantats ausbildet; es wird mittels 3D-Druck, insbesondere mittels FLM-Verfahren, ein zweiter Abschnitt erzeugt, wobei der zweite Abschnitt zumindest teilweise aus biodegradierbarem Material besteht.
Die erfindungsgemäße Idee des Verfahrens ist es, sämtliche Komponenten des Implantats mit einem 3D-Druckverfahren herzustellen.
Denkbar ist hier insbesondere, dass das 3D-Druckverfahren ein sogenanntes FLM- Verfahren ist, d.h. ein Fused Layer Modeling Verfahren.
Das Fused Layer Modelling (FLM) / Fused Deposition Modeling ist ein additives Verfahren, bei dem ein zugeführter Kunststoffdraht (Filament) in einem Düsenkopf aufgeschmolzen wird. Mit dem austretenden dünnen Schmelzestrang werden dann Kontur und Füllung der gewünschten Geometrie schichtweise aufgebaut. Durch die Verwendung eines entfernbaren Stützmaterials im Bereich von Überhängen sind dabei auch komplexe Geometrien mit Hohlräumen, inneren Strukturen und großen Wanddickensprüngen möglich.
Durch die Herstellung, insbesondere ausschließliche und vollständige Herstellung im 3D-Druckverfahren kann eine sehr kostengünstige Herstellung des Implantats ermöglicht werden. Außerdem wird es beispielsweise möglich, das Implantat so bei der Herstellung an individuelle anatomische Gegebenheiten und Bedürfnisse des Patienten anzupassen und die Form des Implantats bei der Herstellung zu individualisieren.
Es ist denkbar, dass das Implantat durch den 3D-Drucker gedruckt wird auf der Grundlage von Patientendaten wie Computertomographie-Bilderdaten oder vergleichbaren Datensätzen, die mittels bildgebender Verfahren gewonnen wurden (wie Magnetresonanztomographie, Röntgen, Fluoroskopie etc.).
Hier kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in den 3D-Drucker über eine Schnittstelle die Bilderdaten eingespielt werden. Der 3D-Drucker übersetzt dann die Bilddaten in Druckdaten. Die kann halbautomatisch oder automatisch durch den 3D- Drucker durchgeführt werden. Der Druckvorgang kann dann entsprechend (automatisch) gestartet werden.
Bei dem 3D-Drucker kann es sich um einen Drucker handeln, der wie in der WO2019/068581A1 ausgebildet ist. Durch das Drucken in einem Druckvorgang wird es möglich, Kontaminationen zu vermeiden und (nahezu) unter Reinraumbedingungen bzw. wenn der Druck in entsprechender Umgebung steht, unter Reinraumbedingungen bzw. Reinstraumbedingungen zu drucken und herzustellen.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt mittels 3D-Druck zusammengefügt werden. Insbesondere ergibt sich dadurch die Möglichkeit, in einem Gerät bzw. einem 3D-Drucker das Implantat vollständig zu fertigen. Durch das Zusammenfügen der Bestandteile des Implantats mittels 3D-Druck kann sichergestellt werden, dass die Bestandteil (wo gewünscht und notwendig) nahtlos und/oder auch ohne weitere Fügemittel wie Klebstoffe das Implantat zusammengefügt und insgesamt hergestellt wird. Außerdem wird kann die Maßhaltigkeit und Maßgenauigkeit positiv beeinflusst werden, weil der zuerst gedruckte Abschnitt nach seiner Herstellung auf Temperatur gehalten werden kann und dann die beiden Abschnitte gemeinsam abkühlen können.
Des Weiteren ist denkbar, dass der zweite Abschnitt auf den bzw. in den ersten Abschnitt aufgedruckt bzw. eingedruckt ist oder wird. Durch die Erzeugung der Trägerstruktur im z.B. ersten bzw. einem dem Drucken des zweiten Abschnitts vorgelagertem Druckschritt kann erreicht werden, dass der zweite Abschnitt passgenau erzeugt und z.B. in den ersten Abschnitt eingefügt werden kann.
Darüber hinaus kann alternativ vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt gesondert gedruckt werden und nicht mittels eines Druckverfahrens zusammengefügt werden.
Insbesondere ist möglich, dass das orthopädische Implantat ein orthopädisches Implantat ist, wie es vorstehend bzw. in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen nun anhand eines in den Zeichnungen näher dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden.
Es zeigen
Fig. 1 in schematischer Ansicht eine Querschnittszeichnung durch ein erstes
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen orthopädischen Implantats;
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen orthopädischen Implantats;
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen orthopädischen Implantats; und
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen orthopädischen Implantats.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines orthopädischen Implantats 10.
Das orthopädische Implantat 10 ist hier ein 3D-Druckteil. Darüber hinaus weist das Implantat 10 einen ersten äußeren Abschnitt 12 und eine zweiten inneren Abschnitt 14 auf.
Der erste äußere Abschnitt 12 ist dabei als Trägerstruktur ausgebildet in Form eines hohlknochenartigen Elements.
Der zweite innere Abschnitt 14 füllt den Hohlraum vollkommen aus und besteht komplett aus biodegradierbarem Material.
Der erste äußere Abschnitt 12 besteht dabei komplett aus PEEK.
Denkbar ist, dass auch faserverstärktes PEEK verwendet wird.
Der zweite innere Abschnitt 14 besteht hier aus einem biodegradierbaren Material, nämlich Polydioxanon (PDS).
Grundsätzlich ist aber denkbar, dass PLA, PLGA oder ein Gemisch von PLA oder PLGA verwendet wird. Denkbar ist aber auch, jeglichen anderen resorbierbaren und druckbaren Kunststoff zu verwenden.
Der innere Abschnitt 14 ist dabei porös ausgebildet.
Bei dem Implantat 10 handelt es sich hier um einen sog. 2-Komponenten-Cage.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Dabei betrifft das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ebenfalls ein orthopädisches Implantat 110.
Das orthopädische Implantat 110 weist dabei sämtliche strukturellen und funktionalen Merkmale wie das Implantat 10 gemäß Fig. 1 auf.
Identische Merkmale oder vergleichbare Merkmale sind dabei mit dem identischen Bezugszeichen bezeichnet, jedoch um den Wert 100 erhöht.
Im Gegensatz zu dem orthopädischen Implantat 10 gemäß Fig. 1 ist das orthopädische Implantat 110 hier zwar grundsätzlich strukturell identisch aufgebaut, weist jedoch einen komplett runden Querschnitt auf. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere im Zusammenhang mit Implantatstücken für den Ersatz von Röhrenknochen oder dergleichen sinnvoll. Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines orthopädischen Implantats gemäß der vorliegenden Erfindung.
Hier ist das orthopädische Implantat 210 ebenfalls identisch wie das orthopädische Implantat 10 gemäß Fig. 1 aufgebaut, wobei jedoch die folgenden Unterschiede bestehen.
Identische oder vergleichbare Merkmale sind jedoch mit demselben Bezugszeichen bezeichnet, jedoch um den Wert 200 erhöht.
Hier ist der erste Abschnitt 212 im Inneren des Implantates 210 angeordnet. Der zweite Abschnitt 214 ist dabei derart angeordnet, dass er den inneren ersten Abschnitt 212 komplett außen umschließt.
Der Querschnitt ist auch hier kreisrund oder nahezu kreisrund.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen orthopädischen Implantats 310.
Das orthopädische Implantat 310 weist hier ebenfalls sämtliche Merkmale wie das orthopädische Implantat 10 auf. Identische oder vergleichbare Merkmale sind mit demselben Bezugszeichen bezeichnet, jedoch um den Wert 300 erhöht.
Hier weist der erste Abschnitt 312 mehrere Kavitäten auf, in denen mehrere zweite Abschnitte 314 vorgesehen sind.
Der erste Abschnitt 312 ist dabei oval ausgebildet.
Dieser nimmt nunmehr drei zweite Abschnitte 314 mit biodegradierbarem Material auf, wobei an den ovalen Enden zwei kleinere kreisrunde zweite Abschnitte 314 vorgesehen sind und in der Mitte ein größerer mit kreisrundem Querschnitt versehener Abschnitt 314 vorgesehen ist.
Grundsätzlich ist vorgesehen, dass das Implantat 10, 110, 210, 310 wie vorstehend beschrieben im 3D-Druck anhand von Patientendaten ausgedruckt bzw. gefertigt werden kann.
Für den ersten Abschnitt wird dann beispielsweise ein erstes Filament, z.B. ein PEEK- Filament genutzt. Für den zweiten Abschnitt wird weiter ein Filament eines biodegradierbaren Materials genutzt. Dabei ist der Einsatz jeglicher biodegradierbarer Materialien denkbar, insbesondere von PDS, PLA, PLGA oder Gemischen hiervon.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines orthopädischen Implantats, wobei es sich um ein Implantat 10, 110, 210, 310 wie vorstehend beschrieben handeln kann, kann wie folgt beschrieben werden:
Zunächst wird mittels 3D-Druck ein erster Abschnitt des Implantats 10, 110, 210, 310 erzeugt.
Dabei bildet der erste Abschnitt 12, 112, 212, 312 die bzw. eine Trägerstruktur des Implantats 10, 110, 210, 310 aus.
In einem weiteren Schritt wird dann mittels 3D-Druck ein zweiter Abschnitt 14, 114, 214, 314 erzeugt.
Dabei besteht der zweite Abschnitt 14, 114, 214, 314 zumindest teilweise aus biodegradierbarem Material.
Insbesondere werden der erste Abschnitt(12, 112, 212, 312 und der zweite Abschnitt 14, 114, 214, 314 mittels 3D-Druck zusammengefügt.
Hierzu wird in einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens der zweite Abschnitt 14, 114, 214, 314 auf den ersten Abschnitt 12, 112, 212, 312 aufgedruckt.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der erste Abschnitt 12, 112, 212, 312 und der zweite Abschnitt 14, 114, 214, 314 gesondert gedruckt werden und nicht mittels eines Druckverfahrens zusammengefügt werden.
Bezuaszeichen orthopädisches Implantat erster äußerer Abschnitt zweiter innerer Abschnitt orthopädisches Implantat erster äußerer Abschnitt zweiter innerer Abschnitt orthopädisches Implantat erster Abschnitt zweiter Abschnitt orthopädisches Implantat erster äußerer Abschnitt zweiter innerer Abschnitt
Next Patent: MULTILAYER FLOOR PANEL BASED ON A PVC PLASTISOL