WO2020200538A1

WO2020200538A1 - Implantat mit intrinsischer antimikrobieller wirksamkeit und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: WO2020200538A1
Application number: PCT/EP2020/052068
Authority: WO
Inventors: Adem Aksu; Frank Reinauer; Tobias Wolfram
Original assignee: Karl Leibinger Medizintechnik GmbH and Co KG
Current assignee: KLS Martin SE and Co KG
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-01-28
Publication date: 2020-10-08
Anticipated expiration: 2021-09-29
Also published as: US20220168473A1; EP3946487A1; BR112021019442A2; CN113631202A; JP2022526567A; DE102019108327A1; AU2020252747A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Implantat (1) mit antimikrobieller Aktivität, aufweisend eine Implantatmischung (IM), welche ein Basisgranulat (2) aus einer Rohmaterialmischung aus biokompatiblen Polymeren und/oder einem keramischen Granulat besitzt, wobei die Implantatmischung (IM) ferner zumindest eine Art partikelförmiges Metall (3) aufweist, welches geeignet ist, Ionen freizusetzen, wobei die Metallpartikel (3) in Form von Silber- und/oder Kupferpartikeln vorliegen. Dabei sind die Metallpartikel (3) im Volumen des Implantats (1) verteilt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Implantats (1).

Description

Implantat mit intrinsischer antimikrobieller Wirksamkeit und Verfahren zu dessen

Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Implantat mit antimikrobieller Aktivität aufweisend eine Implantatmischung, welche ein Basisgranulat aus einer Rohmaterialmischung aus biokompatiblen Polymeren, bspw. UHMW-PE, Polyurethan, HDPE oder LDPE, PPSU, PP, PEEK und/oder ein keramisches Granulat, wie bspw. Kalziumkarbonat, besitzt, die Implantatmischung ferner aufweisend zumindest eine Art partikelförmiges Metall, welches geeignet ist, Ionen frei zu setzen, wobei die Metallpartikel in Form von Silber und/oder Kupferpartikeln vorliegen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Implantats.

Dabei ist unter einem Implantat eine in einem menschlichen oder tierischen Körper, insbesondere für eine definierte Zeit, vorliegende, körperfremde medizinische Vorrichtung zu verstehen.

Implantate mit antimikrobieller Aktivität / Wirksamkeit / Wirkung verringern die Vermehrungsfähigkeit und/oder die Infektiosität von Mikroorganismen und/oder töten diese ab oder inaktivieren diese, um Entzündungen / Krankheiten am Patienten zu unterdrücken. Als derartige Mikroorganismen lassen sich Bakterien, Pilze, Hefen und Viren einordnen.

Ein biokompatibles Implantat ist ein Implantat, das keinen negativen Einfluss auf den Stoffwechsel im menschlichen / tierischen Körper hat und bspw. keine

Abstoßreaktionen des Körpers auf dieses Implantat hervorruft. Somit kann ein (teil-) biokompatibles Implantat für eine lange Zeitdauer im Patientenkörper verbleiben.

Aus der Vergangenheit ist allerdings bekannt, dass poröse Implantate aus

Materialien, wie bspw. biokompatible Polymere, Infektionen und damit einhergehende Entzündungsreaktionen beim Einsetzen von Implantaten in einen (Patienten-)Körper verursachen können. Die in der Folge ablaufenden immunologischen Reaktionen gegen Bakterien, die während der Operation eingebracht wurden oder bereits aufgrund früherer Infektionen im Gewebe des Patienten vorhanden waren, führen zum Funktionsverlust des Implantates und des Weiteren zu erheblichen Beeinträchtigungen des Patienten. Häufig müssen diese Implantate entfernt werden, da aufgrund der Biofilmbildung am Implantat eine Antibiotikabehandlung nicht wirken kann und das Implantat aufgrund der möglicherweise vorhandenen Porosität gute Voraussetzung für bakterielle Adhäsion besitzt.

Um diese bakterielle Adhäsion zu verhindern, können Implantate mit einer antimikrobiell wirksamen Beschichtung ausgestattet sein. Oft sind diese

Beschichtungen nicht stabil und wirken nur über einen kurzen Zeitraum. Außerdem stellen Beschichtungen ein technisches Problem für Implantate dar, die eine hohe oder auch niedrige Porosität oder Teilporosität aufweisen. Häufig sind dabei die

Beschichtungen unvollständig aufgetragen oder weisen unterschiedliche Schichtdicken mit unzureichender Aktivität auf. Neben traditionellen Antibiotika werden auch verschiedene Peptide mit antimikrobiellen Eigenschaften zur Herstellung von

beschichteten Implantaten verwendet. Alternativ werden zur Herstellung einer antimikrobiell aktiven Beschichtung auch bestimmte metallische Ionen, wie bspw.

Silber- oder Kupferionen, verwendet.

Bisher bekannte Lösungen mit Biopolymeren beziehen sich u.a. auf

Beschichtungen auf Wasserbasis. Dabei werden antibiotikahaltige Lösungen oder Peptidlösungen z. B. in einem Torfbeschichtungsprozess auf die Implantatoberfläche aufgebracht. Anschließend wirkt die antimikrobielle Substanz durch Diffusion im

Gewebe. Die meisten Beschichtungen weisen allerdings nur eine kurze Aktivitätsdauer auf (weniger als sechs Monate), da die Substanzen selbst thermisch instabil sind oder das Reservoir an diesen Substanzen maximal nach dieser Zeit erschöpft ist.

Eine weitere Möglichkeit, das Implantat antimikrobiell wirksam zu gestalten, ist aus dem Drug-Delivery bekannt/wird beim Drug-Delivery verwendet. Das Drug-Delivery bezieht sich auf Verfahren und Systeme für den Transport einer pharmazeutischen Komponente in den Körper eines Patienten, um durch die entsprechende

antimikrobielle Substanz sicher einen erwünschten therapeutischen Effekt erzielen zu können. Beim Drug-Delivery setzen resorbierbare (Träger-) Materialien (Materialien/Stoffe, die ein Lebewesen aufnehmen kann, pharmakologische Substanzen (Substanzen, die eine Wechselwirkung mit einem Patientenkörper eingehen) frei. Diese Substanzen werden durch die Diffusion verteilt und wirken nicht unmittelbar am

Implantat / nicht in direkter Implantatumgebung, sondern wirken erst im distalen

(Patienten-) Gewebe an spezifischen Zielzellen.

Es ist bspw. aus EP 2 382 960 A1 ein Implantat mit einer Beschichtung bekannt, die im menschlichen Körper Silberionen abgibt und dadurch antimikrobiell wirkt. Dabei ist ein erster Oberflächenanteil der Beschichtung von einem Anodenmaterial

ausgebildet. Ein zweiter Oberflächenanteil der Beschichtung ist von einem

Kathodenmaterial ausgebildet. Das Kathodenmaterial steht in der elektrochemischen Spannungsreihe höher als das Anodenmaterial und Kathoden- und Anodenmaterial sind elektrisch leitend miteinander verbunden.

Weiterhin ist aus EP 1 513 563 B1 ein Implantat mit antibiotischer Langzeitwirkung bekannt, welches insbesondere eine Gefäßprothese ist, mit einer die Form des

Implantates vorgebenden Grundstruktur aus im Wesentlichen nicht oder nur langsam resorbierbarem polymeren Material und aus einer Beschichtung aus einem

resorbierbaren Material. Dabei befindet sich auf dem polymeren Material und unter der Beschichtung eine Schicht aus metallischem Silber.

Darüber hinaus ist in EP 2 204 199 B1 ein Verfahren zur Herstellung einer antiinfektiösen Beschichtung auf Implantaten offenbart, welche Titan enthalten oder aus Titan bestehen. Das Verfahren verwendet die folgenden Schritte: Bildung einer porösen Oxidschicht durch anodische Oxidation in einer alkalischen Lösung derart, dass die Leitfähigkeit in den Poren eine galvanische Abscheidung ermöglicht, galvanische Abscheidung eines Metalls mit antiinfektiösen Eigenschaften und Verfestigung der metallhaltigen Oxidschicht durch Strahlen.

Es ist vor diesem Hintergrund die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die

Probleme aus dem Stand der Technik zu lösen bzw. zumindest abzumildern und es ist insbesondere die Aufgabe, ein Implantat vorsehen, welches kostengünstig herstellbar ist und zuverlässig und sicher gegen Mikroorganismen wirkt. Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung dadurch gelöst, dass die Metallpartikel, vorzugsweise gleichmäßig, im Volumen des Implantats / der

Implantatmischung verteilt sind. Das heißt, dass die antimikrobielle Wirksamkeit über das (gesamte) Volumen des Implantats verteilt ist und damit strukturell intrinsisch im Implantat vorgesehen ist, sodass die antibakterielle Aktivität eine Eigenschaft des Implantates selbst ist.

Der Vorteil des derart ausgebildeten Implantats liegt darin, dass Implantate mit über das Volumen verteilten Metallpartikeln, welche die antimikrobiellen Eigenschaften des Implantats hervorrufen, deutlich länger und zuverlässiger antimikrobiell wirken als Implantate, die eine antimikrobielle Beschichtung aufweisen. Die antimikrobielle

Wirkung erfolgt im erfindungsgemäßen Implantat außerdem in dessen direkter

Umgebung, sodass sich ggf. im Implantat vorliegende Mikroorganismen nicht im Körper des Patienten ausbreiten können.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche und werden nachfolgend näher erläutert.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Implantats sieht vor, dass die

Implantatmischung, vorzugsweise zusätzlich zu den Silber- und/oder Kupferpartikeln, mit weiteren Metallpartikeln in Form von Magnesium- und/oder Eisenpartikeln durchsetzt ist. Diese Magnesium- und/oder Eisenpartikel wirken ebenso wie die Silber und/oder Kupferpartikel antimikrobiell und erhöhen damit die antimikrobielle Aktivität des Implantats. Eine Mischung der Silber- und/oder Kupferpartikel mit Magnesium- und/oder Eisenpartikeln führt zu einem besseren Gewebe-Einwachsverhalten im

Patientenkörper.

Weiterhin kann das Implantat so vorgesehen sein, dass die Metallpartikel hochreine und elementare sowie biodegradierbare Metalle sind. Solche

biodegradierbaren Metalle sind Metalle, die chemisch oder biologisch abbaubar sind und nach erfolgtem, vollständigem Abbau nicht mehr im Implantat bzw. im

Patientenkörper vorliegen. Darüber hinaus ist denkbar, dass die Verteilung, Dichte, Menge und/oder

Konzentration der Metallpartikel in der Implantatmischung so gehalten ist, dass die antimikrobielle Aktivität des Implantats in dessen direkter Umgebung, d. h. direkt an der Oberfläche des Implantats, am Implantat selbst und maximal in einer Umgebung mit einem Abstand von 1 -2 pm von der Oberfläche des Implantats, erzwungen ist / wirkt. In dem Fall, dass die antimikrobielle Aktivität direkt am Implantat wirkt, wird verhindert, dass sich Mikroorganismen ausgehend von dem Implantat im umliegenden Gewebe des Patienten ausbreiten können und somit ggf. Entzündungen / Krankheiten im

Patientenkörper hervorrufen können.

Vorteilhafterweise kann das Implantat so ausgebildet sein, dass die Silberpartikel eine Korngröße im Bereich von 1 -200 pm, insbesondere von 20 bis 50 pm, die

Kupferpartikel eine Korngröße im Bereich von 1 -100 pm, insbesondere von 10-30 pm und die Magnesium- sowie die Eisenpartikel eine Korngröße im Bereich von 1 -200 pm aufweisen. In dieser Größenordnung sind die Partikel besonders einfach in die

Implantatmischung einzubringen.

Es ist auch denkbar, dass das Implantat derart porös ausgebildet ist und vorzugsweise eine solche Verteilung, Dichte, Menge und/oder Konzentration der Metallpartikel in der Implantatmischung gewählt ist, dass die antimikrobielle Aktivität des porösen Implantats auf der Porenoberfläche wirkt / erzwungen ist. Die Porenoberfläche ist dabei als die Oberfläche aller Poren im Implantat definiert und ist somit größer als die Implantatoberfläche.

Weiterhin kann das Implantat so ausgebildet sein, dass es massiv ausgebildet ist und vorzugsweise eine solche Verteilung, Dichte, Menge und/oder Konzentration der Metallpartikel in der Implantatmischung gewählt ist, dass die antimikrobielle Aktivität des massiven Implantats auf der Implantatoberfläche wirkt / erzwungen ist. In dem Fall, dass das Implantat massiv ausgebildet ist, wirkt die antimikrobielle Aktivität nur an der Implantatoberfläche und somit an einer kleineren Oberfläche als in dem Fall, in dem das Implantat porös ausgebildet ist. Es ist außerdem vorteilhaft, wenn das Implantat in seinen Form- und Materialeigenschaften patientenspezifisch hergestellt ist. Ein patientenspezifisches Implantat ist dabei ein Implantat, welches an die individuelle Anatomie eines Patienten angepasst ist / darauf abgestimmt ist.

Es ist auch denkbar, dass das Implantat mittels Formpressen, Fräsen, Laser- Sintern oder Spritzgießen hergestellt ist. Dies sind besonders effektive

Herstellungsweisen für die Herstellung eines Implantats.

Weiterhin wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung eines Implantats mit intrinsischer antimikrobieller Aktivität gelöst. Das Implantat weist die oben definierte Implantatmischung auf.

Dabei ist zweckmäßig, wenn das Verfahren zur Herstellung des Implantats die folgenden Schritte aufweist, die vorzugsweise nacheinander und in folgender

Reihenfolge ablaufen:

a) Mischen der Rohmaterialien zur Herstellung des Basisgranulats (, dann) b) Mischen oder Strahlen des Basisgranulats mit den Silber- und/oder

Kupferpartikeln, wahlweise in Kombination mit Magnesium- und/oder Eisenpartikeln, in einem definierten Verhältnis, wobei die Implantatmischung entsteht, und (dann)

c) Pressen der Implantatmischung zur Herstellung eines Materialblocks, der vorzugsweise in nachfolgenden Schritten, bspw. spanend oder mahlend, in Brocken zerkleinert wird und wobei diese Brocken nachfolgend in die (gewünschte) endgültige Implantatform gebracht werden.

In anderen Worten betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines antimikrobiellen Granulats als Ausgangsmaterial zur Herstellung von verschieden dimensionierten Implantaten mit verschiedenen Porositäten und teilweiser

Resorbierbarkeit. Das Ausgangsmaterial (UHMW-PE, HDPE, PP, Polyurethan, LDPE, Magnesiumpartikel, PPSU) kann dabei als Granulat oder als Pulver vorgesehen sein.

Weiterhin betrifft die Erfindung in anderen Worten ein Implantat (Dauerimplantat oder teilweise resorbierbares Implantat) mit intrinsischer antimikrobieller Wirkung, welche unabhängig von der Porosität und der geometrischen Ausgestaltung der Porosität und/oder Poren ist. Dabei ist die antibakterielle Substanz nicht als

Beschichtung auf das Implantat aufgebracht, sondern ist Teil der partikulären

Basismaterialien des Implantats.

Die Herstellung der massiven, porösen, hochporösen oder geometrisch

komplexen Implantate mit ihrer antimikrobiellen Wirkung basiert auf dem Hinzufügen von Silber- oder Kupferpartikeln, welche über die Zeit Ionen freisetzen. Dabei wird hochreines, mikroporöses Silber zur Behandlung von entzündlichen Komplikationen verwendet. Die antibakterielle Aktivität eines Implantats kann auch teilweise während der Resorption von Implantatteilen auftreten.

Durch eine Mischung von biodegradierbaren metallischen Partikeln aus

Magnesium oder Eisenlegierungen zusammen mit Silber- oder Kupferpartikeln, welche in das Basisgranulat eingebracht werden, welches aus Polymeren oder aus

keramischen Partikeln und/oder aus thermischen Partikeln aus Mischungen dieser Basismaterialien besteht, wird ein besseres Gewebe-Einwachsverhalten erzielt. Hierbei weist das vollständig / teilweise poröse und dreidimensionale Implantat eine

antimikrobielle Aktivität auf, unabhängig davon, ob die Oberfläche anfänglich zugänglich ist (geöffnete Poren) oder nicht (verschlossene Poren).

Die Implantat-Rohmaterialien werden lösungsmittelfrei hergestellt und gemischt. Das Basisgranulat / -pulver wird durch Vermischung in definierten Verhältnissen mit Silbermaterial oder Kupferpartikeln aktiviert. Das Basisgranulat / -pulver kann alternativ durch Strahlen mit Silber oder Kupfer kombiniert werden. Die Kombination aus

Magnesium- oder Eisenpartikel zusammen mit Silber- oder Kupferpartikel in einer polymeren oder keramischen Background-Matrix (Basisgranulat) ist abhängig vom thermischen oder mechanischen Herstellungsprozess. Die Implantatmischung wird anschließend gepresst und nachfolgend zu Granulat zerkleinert/gemahlen.

Somit entsteht ein formgepresstes, gefrästes, laser-gesintertes oder gespritztes Implantat aus biokompatiblen Polymeren oder keramischen Granulaten mit einer antimikrobiellen Wirkung durch das Zusetzen von (vorzugsweise nanopartikulärem) hochreinem, elementaren Silber- und/oder Kupferpartikeln. Die antimikrobielle Aktivität von porösen Implantaten ist auf die Wirkung der Porenfläche (außen und innen) begrenzt. Im Gegensatz dazu ist die antimikrobielle Aktivität von massiven Implantaten nur auf der Implantatoberfläche wirksam. Die antimikrobielle Aktivität ist zellkompatibel und zellphysiologisch unbedenklich, da die Konzentration der Metallpartikel aufgrund der technischen Implantatgestaltung nur in unmittelbarer Implantatumgebung wirkt. Ein hochporöses Implantat erhält die antimikrobielle Aktivität, ohne dass die Poren verschlossen werden.

Weitere Materialien, welche Implantate mit antimikrobieller Aktivität aufweisen können, sind bspw. PEEK, PPSU mit inkludierten Zusatzstoffen, wie Hydroxylapatit (HA), Kalziumkarbonat (CaCCb), Strontium (Sr), a- oder ß- Trikalziumphosphat (a- oder ß-TCP), Bioglass-Partikel / Partikel aus bioaktivem Glas, ein Polyestermaterial, wie PDLLA, PLGA, PLA, PGA, Chitosanfasern oder Chitosanpartikel. Ein poröses Implantat erzielt gegenüber einem nicht-porösen/massiven Implantat ein besseres

Einwachsverhalten in den Patientenkörper, ohne dass durch die Porosität die

antimikrobielle Wirkung des Implantats beschränkt wird/verloren geht. Die Festigkeit des erfindungsgemäßen Implantates kann durch Strahlen, Sprühen, Vermischen, Granulieren oder Pressen gesteigert werden.

Im Folgenden ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Implantates und des Verfahrens zur Herstellung des Implantats unter Bezug auf die beigefügten

Zeichnungen im Detail beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittansicht eines Implantats;

Fig. 2 ein Flussdiagramm, welches die Schritte zur Herstellung des Implantats aufzeigt.

Fig. 3A denkbare Partikelformen des Biogranulats; Fig. 3B ein rasterelektronenmikroskopisches Bild vom Implantat 1 mit runden Granulatpartikeln;

Fig. 3C ein rasterelektronenmikroskopisches Bild vom Implantat 1 mit

kartoffelförmigen Granulatpartikeln;

Fig. 4A eine rasterelektronenmikroskopische Längsschnittansicht des Implantats

1 ;

Fig. 4B den Ausschnitt IV aus Fig. 4B

Fig. 5A eine schematische Darstellung des Implantats 1 im pm-Bereich mit hexagonalen Granulatpartikeln und einer Art Metallpartikel; und

Fig. 5B eine schematische Darstellung des Implantats 1 im pm-Bereich mit pentagonalen Granulatpartikeln und zwei Arten an Metallpartikeln.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Das Ausführungsbeispiel ist rein beispielhaft.

Fig. 1 zeigt das Implantat 1 , welches das Basisgranulat 2 sowie die Metallpartikel 3 aufweist. Dabei ist zu erkennen, dass sowohl das Basisgranulat 2 als auch die Metallpartikel 3 miteinander vermischt sind und über das gesamte Volumen des

Implantats 1 im Implantat 1 vorliegen.

Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm, welches die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt. Zuerst werden im ersten Schritt S1 ein erstes Rohmaterial RM1 , welches bspw. ein biokompatibles Polymer (LDPE) ist, und als ein zweites Rohmaterial RM2 ein keramisches Granulat (bspw. Kalziumkarbonat) miteinander vermischt. Durch das Mischen dieser beiden Rohmaterialien wird das Basisgranulat 2 erhalten. Diesem Basisgranulat 2 werden in einem zweiten Schritt S2 eine erste Art Metallpartikel MP1 , bspw. Silberpartikel, und eine zweite Art Metallpartikel MP2, bspw. Kupferpartikel, beigemischt oder durch Strahlen mit dem Basisgranulat 2 zusammengebracht. Nach Schritt S2 wird die Implantatmischung IM erhalten. Im dritten Schritt des Verfahrens S3 wird diese Implantatmischung IM gepresst. Dadurch entsteht ein Materialblock, der bspw. durch Spanen oder Mahlen in Brocken zerkleinert wird, die wiederum

nachfolgend in die endgültige Implantatform gebracht werden. Somit wird nach dem Schritt S3 das fertiggestellte Implantat 1 erhalten, welches in einen Patientenkörper eingebracht / eingesetzt werden kann.

Fig. 3A zeigt beispielhaft und nicht begrenzend neun verschiedene

Arten/Formen/Versionen, in denen die Partikel des Biogranulats 2 ausgebildet sein können. Dabei wird von einem Implantat 1 ausgegangen, welches als Biogranulat 2 Calciumcarbonat aufweist und als Metallpartikel 3 bspw. Silberpartikel,

Magnesiumpartikel, etc. aufweist. Die Partikelarten/Partikelformen der Partikel im Biogranulat sind fortlaufend durch die Symbole„V1“ bis„V9“ gekennzeichnet. Dabei sind die Partikel in ihrer Grundform nach V1 rund, nach V2 kartoffelförmig, nach V3 oval, nach V4 viereckig, nach V5 Oktagon-förmig, nach V6 Parallelogon-förmig, nach V7 halbkreisförmig, nach V8 Pentagon-förmig und nach V9 Flexagon-förmig.

Fig. 3B zeigt ein rasterelektronenmikroskopisches Bild vom Implantat 1 , welches in seinem Biogranulat 2 runde (V1 ) Granulatpartikeln aufweist. Hier ist als Biogranulat 2 beispielhaft UFIMW-PE-Granulat gewählt. Die auf der gesamten Oberfläche jedes einzelnen Granulatpartikels/dem Biogranulat 2 anhaftenden Metallpartikel 3 sind hier Silberpartikel.

Fig. 3C zeigt, ähnlich wie Fig. 3B, ein rasterelektronenmikroskopisches Bild vom Implantat 1 , welches hier kartoffelförmige (V2) Granulatpartikel aufweist. Das Implantat 1 in Fig. 3C ist aus denselben Materialien zusammengesetzt, wie das in Fig. 3B dargestellte Implantat, und unterscheidet sich von diesem nur in der Form seiner Granulatpartikel 2.

Fig. 4A zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Längsschnittansicht des Implantats 1. Dabei handelt es sich beispielhaft um ein UHMW-PE-Implantat mit Calciumcarbonat-Partikeln, welche mit Magnesiumpartikeln, Silberpartikeln, etc.

vermischt sind. Das Implantat 1 ist hier porös ausgebildet. Jeder Partikel des Granulats 2 weist eine über seine gesamte Oberfläche verteilte Schicht an Metallpartikeln 3 auf, die sich hier gegenüber dem Granulat 2 hell abzeichnen. Somit sind die Porenräume (Räume zwischen den einzelnen Partikeln des Granulats) zumindest teilweise mit Metallpartikeln 3 gefüllt.

Fig. 4B zeigt den Ausschnitt IV aus Fig. 4A und damit das Implantat 1 aus Fig. 4A in vergrößertem Maßstab.

Fig. 5A ist eine schematische Darstellung des Implantats 1 im pm-Bereich, welches hier beispielhaft hexagonale/sechseckige Partikel des Biogranulats 2 zeigt, wobei hier beispielhaft UFIMW-PE als Biogranulat 2 gewählt ist. Die

punktartigen/kreisartigen Elemente symbolisieren die Metallpartikel 3 (einer Metallart, bspw. MP1 ), welche hier Silber, Kupfer oder Zink sein können. Die Pfeile A1 weisen in Richtung der porösen Oberfläche des Implantats 1. Das„*“-Symbol markiert die

Bereiche zwischen den Granulatpartikeln 2, d.h. die Bereiche in den Poren

(Porenräume), die insbesondere durch ihre intrinsisch antimikrobiell aktive

Porenstruktur gekennzeichnet sind.

Wie Fig. 5A zeigt auch Fig. 5B eine schematische Darstellung des Implantats 1 im pm-Bereich. Die beiden Abbildungen (Fig. 5A und Fig. 5B) des Implantats 1

unterscheiden sich darin, dass die Granulatpartikel 2 in Fig. 5B pentagonal/fünfeckig ausgebildet sind und hier an diesen Granulatpartikeln 2 neben den Metallpartikeln 3 der Art MP1 auch weitere Partikel MP2 mit antimikrobieller Aktivität anhaften, bspw.

keramische Komponenten, welche hier als Vieleck (regelmäßiges Zehneck) dargestellt sind. Liste der Bezuqszeichen

1 Implantat

2 Basisgranulat

3 Metallpartikel

IM Implantatmischung

RM1 Rohmaterial 1

RM2 Rohmaterial 2

MP1 Metallpartikel 1

MP2 Metallpartikel 2

51 erster Schritt

52 zweiter Schritt

53 dritter Schritt

V1 bis V9 (neun verschiedene) Varianten für Granulatformen

Claims

Patentansprüche

1. Implantat (1 ) mit antimikrobieller Aktivität, aufweisend eine Implantatmischung (IM), welche ein Basisgranulat (2) aus einer

Rohmaterialmischung aus biokompatiblen Polymeren und/oder einem keramischen Granulat besitzt, wobei die Implantatmischung (IM) ferner zumindest eine Art partikelförmiges Metall (3) aufweist, welches geeignet ist, Ionen freizusetzen, wobei die Metallpartikel (3) in Form von Silber- und/oder Kupferpartikeln vorliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallpartikel (3) im Volumen des Implantats (1 ) verteilt sind, sodass die Metallpartikel (3) strukturell intrinsisch im Implantat (1 ) vorgesehen sind.

2. Implantat (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Implantatmischung (IM) mit weiteren Metallpartikeln (3) in Form von Magnesium- und/oder Eisenpartikeln durchsetzt ist.

3. Implantat (1 ) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallpartikel (3) hochreine und elementare sowie biodegradierbare Metalle sind.

4. Implantat (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung, Dichte, Menge und/oder

Konzentration der Metallpartikel (3) in der Implantatmischung (IM) so gehalten ist, dass die antimikrobielle Aktivität des Implantats (1 ) in dessen direkter Umgebung erzwungen ist.

5. Implantat (1 ) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Silberpartikel eine Korngröße im Bereich von 1 - 200 pm, die Kupferpartikel eine Korngröße im Bereich von 1 -100 pm und die Magnesium- sowie die Eisenpartikel eine Korngröße im Bereich von 1 -200 pm aufweisen.

6. Implantat (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat (1 ) derart porös ausgebildet ist, dass die antimikrobielle Aktivität des porösen Implantats (1 ) auf der

Porenoberfläche erzwungen ist.

7. Implantat (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat (1 ) derart massiv ausgebildet ist, dass die antimikrobielle Aktivität des massiven Implantats (1 ) auf der

Implantatoberfläche erzwungen ist.

8. Implantat (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat (1 ) in seinen Form- und

Materialeigenschaften patientenspezifisch hergestellt ist.

9. Implantat (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat (1 ) mittels Formpressen, Fräsen,

Laser-Sintern oder Spritzgießen hergestellt ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines Implantats (1 ) mit intrinsischer antimikrobieller Aktivität aus einer Implantatmischung (IM), welche ein

Basisgranulat (2) aus einer Rohmaterialmischung aus biokompatiblen

Polymeren und/oder einem keramischen Granulat besitzt, wobei die

Implantatmischung (IM) ferner zumindest eine Art partikelförmiges Metall (3) aufweist, welches geeignet ist Ionen freizusetzen, wobei die Metallpartikel (3) in Form von Silber- und/oder Kupferpartikeln vorliegen, gekennzeichnet durch die Schritte, die vorzugsweise nacheinander und in folgender

Reihenfolge ablaufen:

a) Mischen der Rohmaterialien zur Herstellung des Basisgranulats (2) b) Mischen oder Strahlen des Basisgranulats (2) mit den Metallpartikeln (3) in einem definierten Verhältnis, wobei die Implantatmischung (IM) entsteht, und c) Pressen der Implantatmischung (IM) zur Herstellung eines

Materialblocks, der in Brocken zerkleinert wird, und wobei diese Brocken nachfolgend in die endgültige Implantatform gebracht werden.