PL174183B1 - Proteza stawu biodrowego o co najmniej jednej strukturze jamistej - Google Patents

Abstract

Proteza stawu biodrowego o co najmniej jednej strukturze jamistej, zaopatrzonej w otwory, znamienna tym, ze struktura jamista zawiera wzmagajace wzrost kosci wypelnienie, skladajace sie z materialu tworzacego porowata matryce o zawartosci 10-9 - 10-6 g/cm3 polipeptydu, dzialajacego jako rekombinantowy zasadowy czynnik wzrostowy fibroblastów. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest proteza stawu biodrowego o co najmniej jednej strukturze jamistej, zaopatrzonej w otwory, stosowana jako kość zastępcza.

Wszczepy kostne są potrzebne jako materiały zastępcze uzupełniające braki kostne, np. w celu zamykania luk po złamaniach lub po operacjach raka kości albo po usunięciu torbieli względnie jako protezy stawów, zwłaszcza jako zastępczy staw biodrowy. Protezy kości, które z reguły są wytwarzane z tolerowanych przez organizm materiałów metalowych, muszą zarówno pod względem kształtu jak i pełnionych funkcji być odpowiednikami kości lub części kości, które mają zastępować. Protezy biodrowe posiadają trzon, który zostaje wstawiony w bliższą część kości udowej po usunięciu główki kości i gąbek. Endoprotezy biodrowe podlegają oczywiście działaniu dużych obciążeń statycznych i dynamicznych. Podczas konstruowania protezy nie tylko należy więc kształtować ją z uwzględnieniem dopasowania anatomicznego, lecz zwłaszcza należy zwrócić uwagę zarówno na zgodną z wymaganiami stabilność protezy jako takiej, jak i na mocne i trwałe połączenie jej z kością udową. Niewłaściwe dopasowanie trwałości, elastyczności i wytrzymałości protezy na zginanie może spowodować przedwczesne pęknięcie, poluzowanie, oddzielenie lub wyłamanie jej z łoża wszczepiennego. W przypadku wszczepiania osiągnięcie wystarczającej wytrzymałości pierwotnej jest uzależnione od wytworzenia połączenia siłowego trzonu protezy z łożem kostnym. Zależnie od ukształtowania protezy można to osiągnąć przez wcementowanie kształtowe protezy lub przez zastosowanie bezcementowej techniki wszczepiennej gwarantującej wytworzenie połączenia siłowego. Zwłaszcza w tym drugim przypadku przez odpowiednie ukształtowanie protezy muszą być stworzone warunki wewnętrznego połączenia protezy z kością przez integrację kostną i wrośnięcie wszczepu, aby w ten sposób zapewnić żądaną długotrwałą stateczność protezy.

Nowsze rozwiązania w dziedzinie konstruowania protez idą w kierunku protez jamistych [patrz Z. Orthop. 129, 453 (1991)]. W przypadku protez biodrowych w większym stopniu odchodzi się od dotychczas stosowanego masywnego wykonania i wykonuje trzon protezy jako trzonjamisty z otworami. Wykonanie trzonu protezyjako ciałajamistego daje oprócz oszczędności materiałowej i ciężarowej jeszcze po pierwsze tę korzyść, że może on lepiej odpowiadać miejscowym wymaganiom pod względem trwałości, elastyczności i wytrzymałości na skręcanie. Po drugie celem tego jest osiągnięcie trwałej wytrzymałości wtórnej przez przerośnięcie substancją kostną tych otworów i wrośnięcie jej do wnętrza trzonu.

Wytwarzanie nowej substancji kostnej przez organizm jest jednak długotrwałym procesem. Bez dodatkowego sztucznego wsparcia tego procesu przez środki wzmagające wzrost kości nie jest osiągalne w możliwym do przyjęcia czasie beleczkowe przerośnięcie pustych przestrzeni endoprotezy jamistej. Najlepszą dotychczas możliwość stymulacji wrastania substancji kostnej w protezę stanowi wypełnienie pustych przestrzeni protezy autologicznym lub homologicznym gąbczastym materiałem kostnym. Autologiczna gąbka kostna, a więc materiał pochodzący od tego samego osobnika jest z reguły tylko w ograniczonym stopniu dostępna w odpowiednim rodzaju i ilości. Jeżeli nie jest możliwe uzyskanie jej bezpośrednio w miejscu wszczepiania,

174 183 wówczas musi ona być pobrana na drodze operacyjnej z innego miejsca, co komplikuje całość operacji, powoduje dodatkowe bóle i wymaga leczenia miejsca pobrania. Odnośnie homologicznego materiału kostnego, pobranego od innych osobników lub z banku kostnego, obowiązują te same uwagi. Dochodzą jeszcze do tego problemy tolerowania związane z reakcją immunologiczną oraz nie dające się całkowicie wykluczyć niebezpieczeństwo zakażenia wirusami, zwłaszcza takimi jak wirusy żółtaczki i HTV. Ponadto magazynowanie materiału dawców w bankach kostnychjest kosztowne i ograniczone w czasie. Takie materiały biologiczne mogą być przy tym umieszczane w protezie jamistej tylko bezpośrednio przed Iub w czasie operacji. Odpowiednie, dużo wcześniejsze konfekcjonowanie protezy i przechowywanie jej jest w praktyce niemożliwe.

Jest możliwe oraz praktykowane wprowadzanie do endoprotez jamistych pokrewnych tkankom organizmu syntetycznych Iub częściowo syntetycznych materiałów, które wywierają działanie osteoindukcyjne i/lub osteokondukcyjne. Jako odpowiednie materiały bioaktywne mają znaczenie związki wapnia, zwłaszcza fosforany wapniowe, jak apatyt hydroksylowy i fosforan trójwapniowy, lecz także węglan wapniowy, które w szczególności mogą być stosowane w postaci granulatów. Nadaje się również do tego otrzymywany z naturalnych kości apatyt hydroksylowy, który ewentualnie spieka się do postaci ceramicznej. Wszystkie materiały tego rodzaju nie wykazująjednak wcale działania wzmagającego wzrost kości, takiego jaki wykazuje autologiczny i homologiczny materiał kostny.

Celem wynalazku było zaproponowanie protezy stawu biodrowego o strukturze jamistej, zawierającej takie wypełnienie, którego działanie wzmagające wzrost kości byłoby możliwie zbliżone do takiegoż działania materiału kostnego własnego organizmu. Powinna istnieć możliwość stawiania do dyspozycji takiego zastępczego materiału kostnego w dowolnej ilości i w postaci nadającej się do wypełniania endoprotez jamistych, przy czym powinna istnieć możliwość dużo wcześniejszego konfekcjonowania i bezproblemowego przechowywania wypełnionej protezy. Ponadto materiał powinien być dobrze zdefiniowany i posiadać reprodukowalną i standaryzowalnąjakość.

Obecnie stwierdzono, że nieoczekiwanie te wymagania znakomicie spełnia zastępczy materiał kostny, składający się z tworzącego porowatą matrycę materiału, przy czym matryca zawiera jeden Iub kilka czynników wzrostowych. Odpowiednie materiały zostały opisane w dawniejszym, nie opublikowanym własnym zgłoszeniu P 4121043 tworzącego porowatą matrycę materiału, który zawiera jeden Iub kilka peptydowych czynników wzrostowych.

Proteza stawu biodrowego o co najmniej jednej strukturzejamistej, zaopatrzonej w otwory, wyróżnia się według wynalazku tym, że struktura jamista zawiera wzmagające wzrost kości wypełnienie, składające się z materiału tworzącego porowatą matrycę o zawartości 10'⁹ - 10⁶ g/cm³ polipeptydu, działającego jako rekombinantowy zasadowy czynnik wzrostowy fibroblastów.

Wypełnienie wzmagające wzrost kości korzystnie składa się głównie z tworzących porowatą matrycę związków wapnia, w szczególności ze spiekanej ceramiki z fosforanu wapniowego.

Materiałami odpowiednimi na matryce mogą być niemal wszystkie znane i używane materiały wszczepienne, jeżeli stanowią one Iub zawierają porowatą matrycę do przyjmowania czynników wzrostowych. Odpowiednie materiały wszczepienne mogą być podzielone na klasy obejmujące materiały mineralne, zwłaszcza ceramiczne, materiały polimerowe akceptowalne fizjologicznie i materiały łączone, składające się z dwóch Iub więcej materiałów wymienionego rodzaju. Te materiały mogą w całości tworzyć porowatą matrycę, np. jako porowate kształtki, proszki Iub granulaty, Iub tylko część tych materiałów może występować jako porowata. Ta ostatnia możliwość może być np. realizowana w takiej postaci, że materiał łączony zawierajeden porowaty składnik.

Korzystnymi materiałami wypełniającymi do protezy według wynalazku są od strony tworzywowej materiały mineralne, a zwłaszcza ceramiczne.

Korzystnymi materiałami mineralnymi są przy tym takie, które z natury są bioaktywne. Są to przede wszystkim materiały na bazie związków wapnia, zwłaszcza takie jak węglan wapniowy, fosforany wapniowe i układy wywodzące się z tych związków. Z grupy fosforanów wapniowych jako korzystne należy wymienić apatyt hydroksylowy, fosforan trójwapniowy i fosforan czterowapniowy. Takie związki mają znaczenie jako bioaktywne ze względu na ich pokrewieństwo chemiczne z fazą mineralną naturalnych kości. Faza mineralna naturalnych kości .174183 składa się w przeważającym stopniu z apatytu hydroksylowego, tj. fosforanu wapniowego o wzorze sumarycznym Ca5(PO4)3OH. Dlatego apatyt hydroksylowy o pochodzeniu syntetycznym lub naturalnym, np. z naturalnego materiału kostnego, jest często stosowanym surowcem do wytwarzania materiałów wszczepiennych dla kości zastępczych. Ceramika z apatytu hydroksylowego zasadniczo nie jest resorbowalna w organizmie lub jest rozkładana przez, organizm bardzo powoli i w przeciągu długiego okresu czasu. Obcy dla organizmu materiał zostaje przez długi czas zachowanyjako praktycznie niezmieniony i połączenie się go z organizmem następuje poprzez zrośnięcie się z nowo tworzącymi się kośćmi i wrośnięcie w otaczającą tkankę. Fosforan trójwapniowy jest w pewnych warunkach resorbowalny w organizmie. Przyjmowany przez resorpcję w organizmie fosforan wapniowy stoi do dyspozycji jako materiał do odbudowy własnej substancji kostnej organizmu. Fosforan czterowapniowy zasadniczo nie jest bioresorbowalny.

Szczególnie korzystną właściwość wrastania wykazuje porowata ceramika z fosforanu wapniowego. Szczególnie korzystne są przy tym materiały bazowane na naturalnych kościach, które za pomocą różnych operacji mineralizuje się, a przez spiekanie, przekształca w układ ceramiczny, przy czym w maksymalnym stopniu powinna być utrzymana struktura kości. Dla tych operacji wspólne jest usuwanie składników organicznych kości, ,a następnie wzmacnianie do postaci ceramicznej przez spiekanie w odpowiedniej temperaturze. Usuwanie składników organicznych odbywa się za pomocą rozpuszczalników lub metodą pirolityczną. Bliższe dane dotyczące ceramiki kostnej i szczególnie korzystnych sposobów jej wytwarzania są zawarte np. w dokumentach patentowych DE 37 27 606, De 39 03 695, DE 41 00 897 i DE 40 28 683.

Odpowiednie są materiały porowate otrzymywane ze składających się głównie z węglanu wapniowego substancji szkieletowych organizmów morskich, zwłaszcza takichjak korale. Takie materiały stosuje się jako zastępcze tworzywo kostne, korzystając z nich jako takich lub po przekształceniu chemicznym na fosforan wapniowy i ewentualnie po spieczeniu na ceramikę. Materiały tego rodzaju są opisane np. w patencie US 4 861 733.

Ceramiczne materiały kostne ze względu na ich doskonałą zgodność z układem porów naturalnej kości wykazują duże zalety biologiczne w działaniu wzrostowym i zdrowieniu organizmu. Szczególnie korzystna jest spiekana gąbczasta ceramika kostna ze względu na jej wysokoporowatą, trójwymiarową, usieciowaną strukturę przestrzenną o otwartych porach.

Dokładniejsze badania wykazały, że otwarte mineralne powierzchnie stykowe występujące w ceramicznych materiałach wszczepiennych z fosforanu wapniowego korzystnie pobudzają tworzenie nowej zmineralizowanej matrycy kostnej, co powoduje mocniejsze zrośnięcie się wszczepu z kością. Proces ten jest jeszcze bardziej wspomagany w przypadku stosowania porowatych wszczepów, które ze względu na dużą powierzchnię i wrastanie w nie nowej tkanki kostnej wytwarzają zrost, który jest szczególnie mocno zazębiony i dzięki temu trwały mechanicznie. W razie używania materiałów wszczepiennych składających się w przeważającym stopniu z tworzyw spolimeryzowanych lub obojętnych biologicznie tworzy się zamiast tego najpierw przede wszystkim w obszarze stykowym tkanka łączna, co powoduje tylko umiarkowanie mocne zrośnięcie.

Porowate materiały matrycowe występują zwłaszcza w postaci proszku lub granulatu, lecz także mogą one mieć postać kształtek dopasowanych geometrycznie do pustej przestrzeni w protezie. Drobno ziarniste materiały matrycowe mają celowo cząstki o wielkości 1-5 mm, zwłaszcza 2-4 mm. Korzystne są cząstki kuliste, które umożliwiają łatwiejsze i ściślejsze wypełnienie pustych przestrzeni protezy.

Jako materiały łączone wchodzą w grę zwłaszcza takie, w których co najmniej jeden składnik występuje w postaci porowatej matrycy do przyjmowania czynników wzrostowych. Odpowiednie są materiały, w których porowata matryca mineralna ma postać proszku lub granulatu, który jest połączony z akceptowanym fizjologicznie materiałem polimerowym. Dane na temat materiałów łączonych tego rodzaju można znaleźć w odpowiedniej literaturze fachowej np. w dokumentacji patentowej WO 90-01342 i WÓ 90-01955, w których są opisane materiały wszczepienne na bazie cząstek fosforanu wapniowego lub cząstek ceramiki kostnej oraz bioresorbowalnego polimeru. Typowe materiały łączone tego rodzaju składają się np. z ceramiki gąbczastej i kolagenu lub polimerów laktydowych albo glikolidowych. Zależnie od rodzaju i

174 183 składu tych materiałów mogą one występować jako granulat lub jako mniej lub bardziej plastyczne substancje.

Czynniki wzrostowe, które są zawarte w zgodnych z wynalazkiem wzmagających wzrost kości wypełnieniach protez jamistych, mogą być bardzo różnorodne. Są to właściwe dla ciała peptydy częściowo o szerokim widmie aktywności w procesach wzrostu i gojenia. Można je otrzymywać z materiału biologicznego Iub metodą technologii genowej. Obszerny przegląd tej dziedziny zawiera np. monografia Peptide Growth Factors and their Receptors I (Editors: M.B. Sporn and A.B. Roberts) Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York 1990.

Szczególnie korzystne jest według wynalazku stosowanie czynników wzrostowych fibroblastów (Fibroblast Growth Factors, FGF), które również należą do klasy właściwych dla ciała peptydowych czynników wzrostowych. Początkowo zostały one wykryte w mózgu i w przysadce i stamtąd wyodrębnione oraz wykazały aktywność wzmagającą wzrost fibroblastów. FGF’y są znane jako skuteczne czynniki powodujące powstawanie naczyń, odpowiedzialne między innymi za unaczynianie od nowa tkanek gojących się ran. Bliższe szczegóły dotyczące FGF’ów włącznie z produktami ich przemiany, dotyczące ich wyodrębniania lub wytwarzania, struktury, aktywności biologicznej ijej mechanizmów jak również odpowiednich zastosowań medycznych można zaczerpnąć z powstałej w międzyczasie obszernej literatury specjalistycznej. Aktualna wiedza na ten temat jest przedstawiona obszernie w artykule pod tytułem Fibroblast Growth Factors A. Bairda i P. BBhlena w wyżej wymienionej monografii.

Oprócz stosowanego według wynalazku rekombinantowego zasadowego czynnika wzrostowego fibroblastów (bFGF) nadającymi się są nie tylko klasyczne FGF’y, takiejak kwasowy czynnik wzrostowy fibroblastów (acidic Fibroblast Growth Factor, aFGF), lecz też wszystkie peptydowe czynniki wzrostowe, które wykazują działanie FGF’u.

Do węższego kręgu czynników FGF zaliczają się FGF’y naturalne, zwłaszcza pochodzenia wołowego i ludzkiego, oraz FGF’y otrzymane na drodze rekombinantowej. Korzystne są zwłaszcza rekombinantowe aFGF i bFGF. Bliższe dane na temat rekombinantowych wołowych jak i ludzkich aFGF’ów i bFGF’ow można zaczerpnąć np. z następujących dokumentów patentowych: EP 228 449, EP 248 819, EP 259 953, EP 275 204.

Szczególnie korzystne we wzmagającym wzrost kości wypełnieniach endoprotez są postacie wytwarzanych rekombinantowo ludzkich bFGF’ów, takie jak opisane w EP 248 819. Te czynniki wzrostowe występują w wypełnieniach według wynalazku w stężeniach 10’⁹ - 10'⁶ g/cm³. Wybór stężenia z podanego zakresu zależy od rodzaju i postaci oraz aktywności stosowanego w poszczególnym przypadku czynnika wzrostowego oraz od rodzaju używanego w tymże przypadku materiału porowatego i od ewentualnie posiadanej przez ten materiał bioaktywności.

Wytwarzanie zgodnych z wynalazkiem materiałów wypełniających przez nasycanie każdorazowej matrycy porowatej peptydowymi czynnikami wzrostowymi jest bezproblemowe. W tym celu wychodzi się z odpowiedniego ciekłego preparatu czynnika wzrostowego, np. w postaci zbuforowanego roztworu wodnego, i nasyca nim całkowicie w odpowiedniej dawce porowatą matrycę zastępczego materiału kostnego. Po tym, lub po ewentualnie potrzebnym suszeniu, materiał wypełniający nadaje się już do użycia lub do składowania z zachowaniem środków ostrożności wymaganych dla takich materiałów przeznaczonych do celów medycznych. W taki sposób nasyca się czynnikami wzrostowymi kształtki porowate, proszek i granulat, zwłaszcza z ceramiki kostnej, i składnik porowaty materiału łączonego.

Zgodnie z wynalazkiem i wzmagające wzrost kości materiały wypełniające dla protez jamistych mogą zawierać oprócz czynników wzrostowych jeszcze inne substancje czynne przyczyniające się do budowania kości lub hamujące rozpadanie się kości. Właściwymi substancjami czynnymi są odpowiednio skuteczne witaminy, jak witaminy kompleksu D, i hormony, jak kalcytonina.

Korzystne może być ponadto dodatkowe nasycanie porowatych materiałów matrycowych dalszymi farmaceutycznymi substancjami czynnymi, aby tą drogą zminimalizować np. ryzyko zakażenia. Odpowiednie są np. antybiotyki, jak gentamycyna i klindamycyna lub ich mieszaniny.

Endoprotezy służące do zastępowania najrozmaitszych struktur kostnych, które posiadają nadającą się do wypełniania strukturę jamistą, lub mogą być tak ukształtowane, są znane. Szczególnie predestynowane, i ze względu na zapotrzebowanie medyczne uprzywilejowane, są

174 183 endoprotezy stawu biodrowego. Posiadają one zazwyczaj dłuższy, zaopatrzony w główkę stawu trzon, który wszczepia się w kość udową i/lub który może mieć postać zaopatrzonej w otwory struktury jamistej. Endoprotezy jamiste dla zastępczego stawu biodrowego zaopatrzone w zgodne z wynalazkiem, wzmagające wzrost kości wypełnienie są szczególnie korzystne.

Konfekcjonowanie endoprotez według wynalazku wypełnieniem wzmagającym wzrost kości można wykonywać różnymi sposobami i w razie potrzeby także w stopniowanej w czasie kolejności.

Napełnianie pustych przestrzeni protezy materiałem wypełniającym w postaci proszku lub granulatu nie stanowi problemu. W celu uniknięcia wypadania wypełnienia podczas składowania i manipulowania protezą w czasie operacji można zamykać otwory pustych przestrzeni protezy osłonami. Odpowiednimi materiałami osłonowymi są cienkie siatki o płynnej lub tkanej strukturze, które są wykonane z bioabsorbowalnych materiałów, takich jak kolagen, żelatyna, chitozan i jego pochodne oraz poliestry na bazie laktydu i/lub glikolidu. Szczególnie przydatne są tkaniny pończochowe, które poprostu naciąga się na protezę.

W tym samym celu można wypełnienie skleić lub przesycić dodatkowo roztworami takich biopolimerów. Za pomocą takich zabiegów można ewentualnie dodatkowo zapewnić stabilizację i regulację wydzielania zawartych w wypełnieniu czynników wzrostowych i ewentualnych innych substancji czynnych.

Porowate kształtki matrycowe są przez nadawanie im odpowiednich kształtów dopasowywane do pustych przestrzeni w protezach, w których mają być umieszczone.

Materiały łączone, jak zwłaszcza materiały składające się z gąbczastego granulatu ceramicznego i polimerów laktydowych lub glikolidowych, mogą być tak wykonywane, aby dawały się formować plastycznie w temperaturze pokojowej lub lekko podwyższonej. Protezy jamiste można trwale wypełniać takimi plastycznymi substancjami przez proste wciskanie w odpowiednie puste przestrzenie.

Protezy można wypełniać materiałem matrycowymjuż zawierającym czynniki wzrostowe lub dodawać czynniki wzrostowe do porowatej matrycy dopiero po wypełnieniu protezy.

W możliwej postaci wykonania będąca przedmiotem wynalazku kompletna endoproteza wraz z wypełnieniem zawierającym czynnik wzrostowy jest gotowa do wszczepienia. Jej zaletami są prostota i duża szybkość manipulowania nią oraz odpowiednio krótki czas operacji.

Endoproteza według wynalazku w uprzywilejowanym wykonaniu występuje w postaci gotowego do użycia zestawu wszczepiennego, składającego się z dwóch lub więcej oddzielnych składników, w którym jednym składnikiem jest kształtka protezowa, zawierająca porowatą matrycę, a drugim składnikiem preparat polipeptydowy. T aka postać wykonaniajest szczególnie odpowiednia do skutecznego uniknięcia kłopotów z trwałością, które mogą występować w przypadku długotrwałego składowania gotowych konfekcjonowanych endoprotez według wynalazku. I tak np. z danych literatury specjalistycznej wynika, że jony wapniowe, które występują w stosowanych tu materiałach, wywierają destabilizujący wpływ na FGF. Stosowanie endoprotezy według wynalazku przygotowanej w postaci takiego zestawu wszczepiennego odbywa się tak, że na krótko przed lub podczas zabiegu chirurgicznego związanego z wszczepianiem wprowadza się w przepisany sposób do porowatej matrycy wypełnienia protezy roztwór zawierający czynnik wzrostowy. Objętość ciekłego preparatu zawierającego czynnik wzrostowy należy przy tym możliwie dokładnie dopasować do wchłanialności porowatej matrycy, tak aby zapewnić całkowite i równomierne nasycenie nim.

Ponadto należy także uwzględnić oddzielne pakowanie korpusu protezy, porowatego materiału wypełniającego oraz zawierającego czynnik wzrostowy i/lub dalsze substancje czynne ciekłego preparatu w postaci zestawu wszczepiennego. Także tu należy wzajemnie dopasować do siebie objętości pustej przestrzeni protezy, ilość i wchłanialność materiału wypełniającego i objętość ciekłego składnika.

Zgodne z wynalazkiem protezy jamiste z wypełnieniem wzmagającym wzrost kości mają cały szereg zalet, które stanowią cenne ulepszenia.

Okazało się, że porowate materiały wypełniające zasadniczo niezależnie od rodzaju tworzywa, dzięki nasyceniu ich czynnikami wzrostowymi stymulują po wszczepieniu znaczne tworzenie nowej mineralnej matrycy kostnej w miejscu zetknięcia oraz, w zależności od tego,

174 183 czy są one przerastalne ze względu na porowatość i/lub resorpcję, także w ich wnętrzu. Zachodzi to w każdym przypadku w znacznie większym stopniu niż w odpowiednich nienasyconych wypełnieniach protez. Przy tym w przypadku stosowania nasyconych przez FGF porowatych wypełnień protez na bazie związków wapnia, zwłaszcza na bazie ceramiki z fosforanu wapniowego, zaobserwowano wyraźny efekt synergiczny. W przedklinicznych badaniach modelowych przeprowadzonych na świniach przy użyciu wypełnień protezowych z ceramiki kostnej nasyconych przez FGF okazało się, że po upływie dwunastu tygodni od wszczepienia nastąpiło całkowite włączenie w kość, wskutek wrośnięcia i przerośnięcia nowo powstałą w przeważaj ącej mierze mineralną matrycą kostną. Porównywalny wynik został osiągnięty tylko z wypełnieniem protezy składającym się z autologicznej gąbki kostnej, zaś w przypadku użycia nienasyconej ceramiki kostnej zostało stwierdzone zrośnięcie przez wytworzenie nowej matrycy kostnej tylko w obszarze zetknięcia z daną kością. Przyjmuje się, że działanie FGF wzmagające wzrost kości oraz aktywność biologiczna materiałów matrycy zawierających wapń, zwłaszcza takich jak ceramika kostna, wzmacniają się wzajemnie i powodują przyspieszone gojenie i włączenie protezy w kość.

Wynikiem takiego polepszonego wrastania jest lepsza wytrzymałość wtórna i dzięki temu dłuższa trwałość wszczepionej protezy. Niniejszy wynalazek stanowi znaczny postęp, zwłaszcza w przypadku protez stosowanych w bezcementowej technice wszczepiennej.

Ponieważ wypełnienie protezy wzmagające wzrost kości nie musi być wytwarzane przed lub podczas wszczepiania, tak jak to ma miejsce w przypadku stosowania autologicznej gąbki kostnej, więc nie występują tu żadne problemy ilościowe. Zabieg operacyjny w całości zostaje uproszczony, skrócony w czasie oraz w większym stopniu przebiega bez komplikacji i jest lepiej znoszony przez pacjenta.

Problemy, które mogą występować przy stosowaniu homologicznego materiału kostnego jako wypełnienia protez, takie jak zakażenia i reakcje immunologiczne, są przez wynalazek wykluczone.

W postaci zgodnego z wynalazkiem wypełnienia protez, wzmagającego wzrost kości stoi do dyspozycji w pełni zdefiniowany, reproduktywny materiał o standardyzowalnej jakości i regulowalnej aktywności biologicznej.

Przykład I. Wypełniona proteza stawu biodrowego.

Dostępną w handlu protezę stawu biodrowego ze stopu tytanowego, która posiada pusty trzon zaopatrzony w otwory, wypełnia się całkowicie granulatem (cząstki o wielkości 2-4 mm) z ceramiki z gąbki kostnej i apatytu hydroksylowego (otrzymanym według opisu DE 40 28 683). Do porowatego wypełnienia wprowadza się za pomocą strzykawki do chwili nasycenia zbuforowany roztwór, otrzymanego na drodze rekombinantowej, ludzkiego bFGF w taki sposób, aby zawartość bFGF wynosiła 50 x 10'⁹ g/cm³ wypełnienia protezy.

Protezę poddaje się suszeniu sublimacyjnemu w jałowych warunkach i opakowuje jałowo. Jest ona wtedy gotowa do wszczepienia.

Przykład II. Zestaw wszczepienny.

Protezę stawu biodrowego wypełnioną tak jak w przykładzie I ceramiką z gąbki kostnej i apatytu hydroksylowego, lecz bez dodatku bFGF, wyjaławia się i opakowuje jałowo.

Roztwór bFGF w buforze cytrynianowym (10 mMoli; pH 5,0) po dodaniu roztworu sacharozy (9%) poddaje się suszeniu sublimacyjnemu i napełnia nim ampułki. Przy tym wielkość napełnienia i pojemność ampułki dobiera się tak, aby późniejsza zawartość bFGF w wypełnieniu protezy wynosiła 50 x 10- g/cm3.

Opakowania protez i ampułki bFGF tworzą pakunki jednostkowejako zestawy wszczepienne.

Kondycjonowanie przy sole operacyjnym.

Roztwór bFGF rekonstytuuje się w buforze cytrynianowym (pH 5,0) i następnie nabiera go do jałowej strzykawki.

Po otworzeniu opakowania wprowadza się roztwór bFGF do porowatego wypełnienia protezy. Objętość zastrzyku oblicza się tak, aby wypełnienie zostało całkowicie nasycone roztworem bFGF. Nadmiar roztworu bFGF wysysa się po upływie około 1 minuty strzykawką. Wypełnienie protezy zatrzymuje tyle samo roztworu, ile wynosi objętość jego porów.

Proteza z nasyconym wypełnieniem może być poddawana wszczepianiu.

174 183

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Proteza stawu biodrowego o co najmniej jednej strukturzejamistej, zaopatrzonej w otwory, znamienna tym, że strukturajamista zawiera wzmagające wzrost kości wypełnienie, składające się z materiału tworzącego porowatą matrycę o zawartości 10‘⁹ - 10’⁶ g/cm³ polipeptydu, działającego jako rekombinantowy zasadowy czynnik wzrostowy fibroblastów.