FI120252B - Menetelmä titaanista tai sen lejeeringistä valmistetun siirrännäisen käsittelemiseksi - Google Patents

Description

Menetelmä titaanista tai sen lejeeringistä valmistetun siirrännäisen käsittelemiseksi Förfarande för behandling av ett implantat av titan eller en titanlegering 5 Tämä keksintö kohdistuu menetelmään titaanista tai sen lejeeringistä valmistettujen siirrännäisten käsittelemiseksi niiden biologisen yhteensopivuuden parantamiseksi.

Tavanomaisesti käytetty menetelmä metallisten siirrännäisten istuttamiseksi luuku- dokseen on kaksivaiheinen menettely, joka ensimmäisenä toimenpiteenä käsittää 10 siirrännäisen asettamisen kirurgisesti luukudokseen, jossa sen annetaan levätä kuormittamattomana ja liikkumattomana kolmen kuukauden pituisen paranemisjak- son aikana tai kauemmin luukudoksen antamiseksi kasvaa siirrännäisen pinnalle niin, että siirrännäinen tarttuu hyvin luukudokseen, jolloin istutuskohtaa peittävässä pehmeässä kudoksessa olevan viillon annetaan parantua siirrännäisen päällä, ja toi- 15 sena toimenpiteenä avataan siirrännäistä peittävä pehmeä kudos ja kiinnitetään toi- mintaosat siirrännäiseen. Tätä kaksivaiheista menettelyä käytetään usein hammas- siirrännäisten yhteydessä, jolloin eräänä syynä on, että se minimoi siirrännäis- kohdan infektioriskiä suuontelosta. Eräissä ortopedisissä sovelluksissa edellä olevaa kaksivaiheista leikkaustoimenpidettä ei tarvita, koska useimmat ortopediset 20 siirrännäiset eivät lävistä pehmeää kudosta. Pitkäaikaista paranemisjaksoa pidetään ... kuitenkin vielä tarpeellisena, koska siirrännäisen kaikenlaiset liikkeet leikkauksen • · · ’ ·* / jälkeisinä viikkoina ja kuukausina voivat vaarantaa siirrännäisen lopullista ··· ···· kiinnittymistä luukudokseen.

• · • · · • · « • · · ♦ • · 25 Bränemark et ai ovat esim. selostaneet esillä olevaa menettelyä julkaisussa "Osseointegrated Implants in the Treatment of the Edentulous Jaw, Experience from a 10 year period”, Almquist & Wiksell International, Tukholma - Ruotsi.

Se seikka, että siirrännäistä ei saa kuormittaa, tarkoittaa kuitenkin, ettei .···. 30 siirrännäisen toimivia osia voida kiinnittää siirrännäiseen ja/tai käyttää kolmen • · ly kuukauden tai pidemmän paranemisjakson aikana. Tähän liittyvän haitan johdosta : *** on toivottavaa minimoida edellä mainittuun ensimmäiseen vaiheeseen tarvittavaa • · · :...: ajanjaksoa, joissakin tapauksissa, esim. tietyissä ortopedisissä sovellutuksissa, . olennaisesti jättää suorittamatta mainittu ensimmäinen vaihe ja suorittaa koko .···. 35 siirrännäisproseduuri yhtenä toimituksena.

• · • · · 2

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada luukudokseen nopeammin tarttuva siirrännäinen niin, että edellä selostettua leikkauksen jälkeistä paranemis-jaksoa voidaan lyhentää.

5 Eräät luusiirrännäiseen käytetyt metallit tai lejeeringit kykenevät muodostamaan voimakkaan sidoksen luukudoksen kanssa, sidoksen, joka voi olla yhtä vahva kuin itse luukudos, joskus jopa vahvempi. Huomattavin esimerkki tämäntyyppisestä metallisesta siirrännäisaineesta on titaani ja titaanin lejeeringit, joiden ominaisuudet tässä suhteessa ovat olleet tunnettuja jo noin vuodesta 1950. Tätä metallin ja luuku-10 doksen välistä sidosta ovat Bränemark et ai nimittäneet "luuyhteydeksi" (osseointegration).

Joskin tämä titaanin ja luukudoksen välinen sidos on verraten vahva, on joissakin sovelluksissa toivottavaa parantaa metallin ja luukudoksen välistä sidosta.

15 Tänä päivänä on lukuisia menetelmiä titaanista olevien siirrännäisten käsittelemiseksi siirrännäisen paremman kiinnittymisen aikaansaamiseksi. Joissakin näissä muunnetaan siirrännäisen pintamuotoa, esim. synnyttämällä suhteellisen suuria epäsäännöllisyyksiä siirrännäisen pintaan paremman mekaanisen retention 20 aikaansaamiseksi ja kiinnittymisalueen suurentamiseksi, esim.

plasmasuihkuttamalla, puhaltamalla tai syövyttämällä. Vaikka retentio voi parantua, voi luuyhteysprosessin vaatima aika pidentyä, koska luukudoksen on kasvettava • · · ’ . pinnan epäsäännöllisyyksiin.

···· • · ♦ ♦ · ; 25 Muita menetelmiä on muuttaa siirrännäisen pinnan kemiallisia ominaisuuksia.

• · · *· *· Eräässä tällaisessa menetelmässä esim. levitetään keraamisesta aineesta, kuten hyd- roksiapatiitista oleva kerros siirrännäisen pintaan mm. luukudoksen uudistumisen • · · v : stimuloimiseksi. Keraamiset päällysteet voivat kuitenkin olla hauraita ja voivat hil seillä tai murtua siirrännäisen pinnasta, mikä vuorostaan voi johtaa siirrännäisen Ιοί*:*: 30 pulliseen tuhoutumiseen.

• · · • · • * • · · *. US-patentin 4 330 891 voidaan sanoa yhdistävän kummankin edellisen siinä, että • · · ”·j elementin, jolla on pinta, jossa on mikrosyvennyksiä, jotka mikrosyvennykset ovat • · ’···* tietyn halkaisija-alueen sisällä, mainitaan aikaansaavan paremmat ominaisuudet, :*·*: 35 mitä tulee kantajaelementin hyväksymiseen, ja primäärisesti elementin terven si- • · säänkasvun parantuneeseen kestävyyteen johtuen sen biologisesta laadusta.

• · 3

Keksinnön toisena tarkoituksena on aikaansaada siirrännäinen Joka muodostaa vahvemman sidoksen luukudoksen kanssa.

On havaittu, että haluttu metallinen siirrännäinen on aikaansaatavissa käsittelemällä 5 kirurgista metallisiirrännäistä fluorivetyhapon vesiliuoksella konsentraatiossa 0,01 -0,5 %.

Oheisten piirustusten lyhyt selostus 10 Kuvio 1 on kaavio, joka kuvaa sellaisen siirrännäisen pinnan ulosvetovoimaa sekä fluori-ja happipitoisuutta Jota on käsitelty 0,2 %:isella HF:llä käsittelyajan funktiona.

Kuvio 2 on SEM-valokuva siirrännäispinnastajota on käsitelty 0,2-%:isella HF:lla 30 s, 10 000-kertaisena suurennoksena.

15 Kuvio 3 on kuviossa 2 oleva siirrännäispinta 52 000 kertaisena suurennoksena.

Kuvio 4 on SEM-valokuva siirrännäisestä 10 000 kertaisena suurennoksena Joka on käsitelty 0,2-%:isella HF:llä 90 s.

Kuvio 5 on kuvion 4 pinta 52 000-kertaisena suurennoksena.

Kuvio 6 on SEM-valokuva käsittelemättömästä siirrännäispinnasta 52 000-kertaise-20 na suurennoksena.

... Kuviot 7-9 ovat diagrammoja, jotka kuvaavat eri käsittelyjen vaikutuksia kalsium- • · · *·* ' saostumistesteillä.

• · · • · · · • · i Esillä olevalla keksinnöllä aikaansaadaan menetelmä titaanista tai sen lejeeringistä • · 25 valmistetun siirrännäisen käsittelemiseksi, jossa titaanista tai sen lejeeringistä J valmistettua siirrännäistä käsitellään fluorivetyhapon vesiliuoksella, jonka pitoisuus on 0,01-0,5%.

• . Siirrännäinen on valmistettu puhtaasta titaanista tai titaanilejeeringistä. Siirrännäiset . · · ·. 30 voivat olla standardej a, puhallettuj a tai muita.

• · • · · • · : **· Fluorivetyhapon pitoisuus on edullisesti 0,1-0,5 %. Fluorivetyhapon pitoisuus on ··· edullisemmin noin 0,2-0,5 % ja edullisimmin noin 0,2 %.

• · · • · · .···. 35 Keksinnön mukainen käsittely voidaan suorittaa minkä tahansa sopivan pituisen • · ajan. Käsittely suoritetaan edullisesti vähintään 10 s, kuten 10 s - 6 h, esim. 10 s - 3 min, esim. 10-50 s tai 30 s, 60 s tai 2 min.

4 Käsittely voidaan suorittaa jollakin sopivalla tavalla, esim. upottamalla siirrännäinen hoitoliuokseen joksikin ajaksi sekoittaen tai ilman. Vaihtelevia lämpötiloja voidaan käyttää; parametreja, kuten lämpötilaa ja aikaa, voidaan valita käsittely-liuoksen pitoisuuden ja muiden prosessiparametrien mukaan. Käsittely suoritetaan 5 sopivasti vakiopaineessa, mutta korkeampia paineita voidaan käyttää haluttaessa. Käsittely suoritetaan edullisesti vakiolämpötilassa ja -paineessa.

Keksinnön suositussa suoritusmuodossa aikaansaadaan menetelmä titaanista tai sen lejeeringistä valmistetun siirrännäisen käsittelemiseksi, jossa siirrännäistä 10 käsitellään 0,l-0,5-%:isella fluorivetyhapon vesiliuoksella huoneenlämpötilassa korkeintaan 3 min.

Keksinnön mukainen käsittelyliuos voidaan valmistaa hyvin yksinkertaisesti laimentamalla väkevää HF:ää tislatulla vedellä.

15

Ennen käsittelyä voidaan siirrännäisaine puhdistaa standardimenetelmillä, jotka ovat alalla hyvin tunnettuja.

Käsittelyn jälkeen siirrännäisaine voidaan pestä tislatussa vedessä ja pitää sterii-20 leissä olosuhteissa.

. ·:·. Tässä kuvataan myös menetelmä metallisen siirrännäisen käsittelemiseksi, jossa • # » * metallisiirrännäistä käsitellään fluorivetyhapon vesiliuoksella, jonka liuoksen pH on :**: i,6-3.

• · » • · « • ·» · 25 Esillä olevan keksinnön mukaisesti käsitellyissä siirrännäisissä esiintyy voimakas : kontakti luuhun, kuten ilmenee tässä selostetuissa "ulosveto"-testeistä, ja erittäin • · · korkea-asteinen luukontakti huokoisen luun sienimäisessä alueessa. Uutta luuta • · · muodostuu siirrännäisen pinnalle sienimäisellä alueella ja peittää enemmän tai vä- ... hemmän siirrännäisen tällä alueella. Tällaista vaikutusta ei havaita käsittelemättö- • · · • · · I.. 30 missä verrokkiryhmissä. Luukontaktin aste indikoi luun kasvua huokoisen luun sie- • · ’ *; · ’ nimäisellä alueella.

• · · "•’t Määritelty menetelmä vaikuttaa siten myönteisesti siirrännäisen pintaan parantaen • · T siirrännäisen biologista yhteensopivuutta (erityisesti sitoutumisnopeutta luukudok- * · · : V seen ja sidoksen lujuuteen). Rajoittumatta tässä esitettyihin teorioihin oletetaan, että • · 35 parantunut biologinen yhteensopivuus johtuu, ainakin osaksi siitä, että fluoridia tarttuu siirrännäisen pintaan. Tällaisenaan muiden käsittelyjen kuin fluorivetyhapolla 5 käsittelyn Joka aikaansaa fluori di-ionej a, voisi olettaa vaikuttavan jossain määrin metallisiirrännäisten biologiseen yhteensopivuuteen. Natriumfluoridikäsittely tunnetaan aikaisemmasta patenttihakemuksesta WO 94/13334. Tällä keksinnöllä aikaansaadaan näin ollen vielä patenttivaatimuksessa 10 kuvatun mukainen menetelmä 5 titaanista tai sen lejeeringistä valmistetun siirrännäisen käsittelemiseksi, jossa siirrännäistä käsitellään fluoridi-ioneja sisältävällä vesiliuoksella pitoisuudessa jopa 0,01-0,5 %, mainitun vesiliuoksen ollessa ilman natriumia ja natriumioneja. Edulliset käsittelyparametrit vastaavat niitä, joita suositaan tässä selostetussa fluorivetyhappokäsittelyssä.

10 Mitään siirrännäisen pinnan syöpymistä ei edullisesti olennaisesti tapahdu esillä olevassa käsittelyssä. Vielä edullisemmin mitään siirrännäisen pinnan syöpymistä ei olennaisesti esiinny.

Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä käsiteltyjä siirrännäisiä aikaansaadaan myös. Esillä olevan keksinnön mukaan aikaansaadaan titaanista tai sen 15 lejeeringistä valmistettu siirrännäinen, jota on käsitelty fluorivetyhapon vesi-liuoksella tässä selostetulla menetelmällä.

Kuten edellä on selostettu, oletetaan esillä olevan keksinnön edullisen vaikutuksen liittyvän siihen, että fluoridia jää käsitellyn siirrännäisen pinnalle. Selostettu käsittely on pintakäsittelyä, joka vaikuttaa siirrännäisen pintaominaisuuksiin, joskaan 20 tässä vaiheessa ei ole mahdollista määritellä käsitellyn siirrännäisen pintaominai- • · · suuksia enemmän kuin toteamalla, että halutut ominaisuudet aikaansaadaan esillä • · · ’/‘l olevalla menetelmällä.

• · · • · · • · · ·

Esillä olevalla keksinnöllä aikaansaadaan siten titaanista tai sen lejeeringistä : valmistettu siirrännäinen, jonka pinta on ekvivalenttinen sellaisen siirrännäisen • · · 25 pinnan kanssa, jota on käsitelty fluorivetyhapon vesiliuoksella tässä selostetun menetelmän mukaisesti.

··· : Toinen tapa selittää esillä olevan käsittelyn vaikutusta on synnyttää kalsiumfosfaat- • ♦ · ,· tisakka. Tämä on koelasitesti, jota Damen, Ten Cate, Ellingsen ovat selostaneet ot- .:. sikolla "Induction of Calsium Precipitation by Titanium Dioxide, julkaisussa 30 Journal of Dental Research, lokakuu 1991". Tässä menetelmässä siirrännäinen upo- • · T tetaan kalsiumfosfaatin kylläiseen liuokseen. Pinnasta riippuen tapahtuu kalsiumin • · « : *.♦ saostumista siirrännäisellä. Ca++-pitoisuus mitataan ja samoin aikaviive (alkamis- • · :.*·· aika), kunnes saostumista tapahtuu. Tämän testin perustelu on oletus, että siirrän näisen pinnan affiniteetillä kalsiumioneihin ja siirrännäisen pinnan biologisella 6 yhteensopivuudella luukudoksessa on yhteys. Esillä olevan keksinnön mukaisesti käsitellyillä siirrännäisillä on affiniteetti kalsiumioneihin tässä testissä. Näin ollen esillä oleva keksintö aikaansaa neljänneksi siirrännäisen Jota on käsitelty fluori-vetyhapolla esillä olevan keksinnön mukaisesti Joka siirrännäinen saostaa kalsium-5 ioneja kalsiumfosfaatin kylläisestä liuoksesta.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin esimerkkien avulla.

Esimerkit Esimerkki 1 10 Valmistettiin seitsemän kirurgista siirrännäistä kaupallisesti puhtaasta (kp) titaanista Joiden siirrännäisten pituus oli 5 mm ja muoto yleisesti ottaen kartiomainen ja joiden halkaisija toisessa päässä oli 3 mm ja toisessa 2 mm, koneistamalla käyttäen "Maximat super 11" (TM) -kääntösorvia. Tämän vuoksi siirrännäisen kartiomaisten sivujen pinta-ala, so. se osa siirrännäisestä Joka sijoittuu 15 luuhun, on 39 mm2.

Kukin siirrännäinen puhdistettiin hyvin tunnetun puhdistus menettelyn mukaisesti, joka käsittää seuraavat vaiheet: 1. Käsittely trikloorietyleenillä ultraäänikäsittelyllä 15 min.

20 2. Puhdistus absoluuttisessa etanolissa 10 s.

3. Kolme peräkkäistä käsittelyä etanolilla ultraäänikäsittelyllä, kukin 10 min. Kukin ··· puhdistettu siirrännäinen pakattiin steriilisti steriiliin Mediplast (TM) -kääreeseen ja • · · · : autoklavoitiin Citomat 162 (TM) (LIC Company) -autoklaavissa 120°C:ssa 30 min.

·*· · • · • · · • · · * / 25 HF-kylpy valmistettiin yksinkertaisesti laimentamalla väkevää HF:ää tislatulla ve- ”1 dellä, jolloin saatiin 0,2-%:inen liuos. Kylvyn pH oli 2,1.

• ♦ ♦ • · ·

Seitsemän siirrännäistä Jotka on valmistettu, puhdistettu, steriilipakattu ja autokla- *.* * voitu tarkalleen kuten edellä on selostettu, poistettiin steriilipakkauksistaan, asetet- • · · '·../· 30 tiin HF-käsittelykylpyyn ja jätettiin siihen 2 min.:ksi Sen jälkeen kukin pestiin kolme kertaa tislatun veden kylvyssä, kukin pesukerta kesti 30 s. Kuivuttuaan huo-neenlämpötilassa kukin siirrännäinen siirrettiin steriiliin Mediplast (TM) -kääree- • · * l * seen kirurgista siirtoa varten.

·♦ · • · · • · • · • · : 35 Siirrännäistutkimus • · —. —— 7

Testieläiminä käytettiin Chinchilla-kaneja. Kanit jaettiin mielivaltaisesti sukupuolen suhteen, mutta kaikkien paino oli 2,5 kg tutkimuksen alussa. Kukin eläin rauhoitettiin ruiskeella käyttäen fluanatsonium 1,0 mg/kg ja fentanyliumin 0,02 mg/kg (Hypnorm, Jannsen Pharmaceuticals, Belgia) yhdistelmää ja paikallispuudutettiin 5 ksylokaiini/adrenaliinilla (AB Astra). Kaksi onteloa porattiin kunkin kanin oikeaan kyynärluuhun käyttäen standardisoituja poria, jotka on suunniteltu aikaansaamaan ontelolta, joihin kartiomaiset siirrännäiset sopivat tarkalleen. Käsiteltyjä ja käsittelemättömiä siirrännäisiä sovitettiin kunkin kanin onteloihin käyttäen titaaniatuloita muiden metallien vaikutuksen välttämiseksi ja jätettiin sinne 60 päiväksi.

10 60 päivän kuluttua kanit tapettiin indusoimalla pentobarbitolnatriumia ja kyynärluu poistettiin ja asetettiin steriiliin fysiologiseen suolaliuokseen "ulosveto"-testiä varten samana päivänä.

15 Instronin vetolujuustestauskonetta mallia 1121 (Instron, U.K.), joka mm. käsittää kannatinjigin ja iskumännän säädettynä kuormitusalueelle 0-200 N, käytettiin sen voiman mittaamiseen, jota tarvittiin kunkin siirrännäisen erottamiseksi luusta. Kan-natinjigiin sopivia porausjälkiä muodostettiin testattavaan näytteeseen, siirrännäisen leveämpää päätä ympäröivään luuhun ja näyte asetettiin kannatinjigiin. Iskumäntä 20 alennettiin nopeudella 1 mm/min ja voima, joka tarvittiin erottamaan siirrännäinen luusta, mitattiin.

• · · ♦ · · • · · Tämä mitattu voima ilmoittaa suoraan siirrännäisen ja luun välisen sidoksen lujuu- ;·*; den, mitä korkeampi tarvittava voima, sitä lujempi sidos.

• · · :·: ·* 25 • · • · · *: Tulokset on esitetty taulukossa 1.

• · · • · · • · · v : Taulukko 1 :*·*: 30 Mitattu voima (N) .**·. Käsittelemättömät siirrännäiset_Käsitellyt siirrännäiset 1 18,1 1 84,1 •»f 2 59,2 2 96,0 C: 3 44,7 3 64,2 :v. 35 4 39,2 4 62,7 5 59,5 5 64,9 * 6 6,0 6 89,5 7 8,5 7 89,5 8

Keskiarvo 33,6 Keskiarvo 78,7

Edellä olevasta ilmenee, että esillä olevan keksinnön mukaisesti käsitellyillä siirrännäisillä on paljon suurempi sidoslujuus luuhun.

5

Histologinen tutkimus osoittaa, että esimerkin 1 mukaisia siirrännäisiä ympäröi jopa kyynärluun huokoisessa osassa paksu kerros uudesti muodostunutta luuta, joka oli läheisessä kontaktissa siirrännäisten kanssa. Käsittelemättömiä siirrännäisiä, so. vertailuesimerkkien mukaisia, sen sijaan peitti ainoastaan osittain ohut luukerros 10 sienimäisellä luualueella.

Esimerkki 2

Vertailusiirrännäisiä valmistettiin titaanista laatua 3 ja valmistettiin kiertämällä 15 keskimääräisellä nopeudella noin 7 m/min. Mitään leikkuujäähdytysnestettä ei käytetty. Leikkuuterä oli valmistettu pikateräksestä.

Vertailusiirrännäisen pinta puhdistettiin standardipuhdistusmenetelmällä, joka käsittää seuraavat vaiheet: 20 1. Käsittely trikloorietyleenillä 15 min ultraäänikäsittelyllä.

... 2. Puhdistus absoluuttisessa etanolissa 10 s.

• · · • · · * . 3. Kolme peräkkäistä käsittelyä etanolilla kukin 10 min ultraäänikäsittelyllä. Kukin • · · •••j puhdistettu siirrännäinen on sen jälkeen pakattava steriilisti steriiliin Mediplast ϊ·: : 25 (TM) -kääreeseen ja autoklavoitava Citomat 162 (TM) (LIC Company) autoklaa- vissa 120°C:ssa 30 min.

• · · • · · • · · :T: Kuvion 1 kaaviossa on kuvattu tulos kokeesta, jossa on esitetty voima, joka tarvitaan poistamaan (työntämään ulos) olennaisesti kartiomaisia, 30 kierteistämättömiä siirrännäisiä, joita on käsitelty 0,2-%:isella fluorivetyhapon .···. vesiliuoksella huoneenlämpötilassa eri ajanjaksoina. Siirrännäiset on tehty siten, ’T että niiden halkaisija on 2 mm toisessa päässä, 3 mm vastakkaisessa päässä ja ·..: kokonaispituus 5 mm ja ne oli valmistettu titaanista laatua 3 ja puhdistettuja • · · steriloitu edellä mainitulla vertailusiirrännäispinnan käsittelyä varten selostetuilla :·.·. 35 menettelytavoilla. Käsittelyajat oli 10 s, 30 s, 60 s, 90 s, 120 s ja 180 s.

Ulosvetotestejä suoritettiin ja ulosvetovoimat merkittiin kaavioon kullekin • · · käsittelyajalle paitsi 90 ja 180 s. Arvot käsittelemättömälle verrokkinäytteelle on myös esitetty kaaviossa kuin sen käsittelyaika olisi 0 s.

9

Kukin ulosvetotestituloksien arvo on keskiarvo sellaisen neljän siirrännäisen arvoista, jotka on siirretty kyseisen kanin sääriluuhun ja jätetty paranemaan luukudokseen kahdeksi kuukaudeksi.

5

Vertailusiirrännäisiä käsiteltiin myös edellä selostetulla tavalla. Fluorin ja hapon pitoisuus mitattuna käsiteltyjen siirrännäisten pinnasta on merkitty kaavioon kullekin käsittelyajalle.

10 Käytettiin Instronin vetolujuustestauskonetta malli 1121 (Instron, U.K.) asetettuna samoille parametreille kuin esimerkin 1 koneja fluorin ja hapon pitoisuudet mitattiin Electron -mikrosondilla (CAMECA camebax) SINTEF/SI:llä Oslossa. Tulokset mitattuna tällä laitteistolla olivat 15 F % 0%

Os 0,01 5,1 10 s 0,15 5,5 30 s 0,11 5,8 60s 0,17 5,7 20 90 s 0,2 9,4 120 s 0,23 8,4 180 s 0,16 11,0 • · · • · · • · · ···: Kuvion 1 kaavio osoittaa korkeampia arvoja ulosvetotesteistä 10 ja 50 s välillä : 25 vaihtelevilla käsittelyajoilla huippuarvon ollessa 30 s:ssa. Muiden käsittelyaikojen • · ja käsittelemättömien verrokkinäytteiden arvot ovat alempia vaikka käsitellyillä siir-rännäisillä yleensä on korkeammat arvot kuin käsittelemättömillä. Siirrännäisten pinnan hapen (5,5-5,8 %) ja fluoripitoisuuden (0,11 - n. 0,15 %) arvot käsittelyajoilla 10-50 s ovat alempia kuin vastaavat arvot muilla käsittelyajoilla.

30 • · · ,···, Ulosvetotestit suoritettiin ajanjakson jälkeen, joka oli lyhempi kuin kaksi kuukautta.

• · T Sidoksen lujuuden nopea voimistuminen johtaa siihen, että määrätyn luun lujuuden saavuttamiseen tarvittava paranemisaika lyhenee. Keksinnön mukaisen käsittelyn • · · :...i käyttö mahdollistaa siten yksivaiheisten kirurgisten toimenpiteiden käytön, erityi- : V. 35 sesti ortopediassa, koska se aika, jonka potilaan on oltava inaktiivinen, lyhenee.

• · * • · • · · • · ·

Kuvio 2 osoittaa, kuinka siirrännäisen pinta näyttäisi pääasiallisesti jääneen ilman vaikutusta käsittelystä, joka käsittää HF-pitoisuuden 0,2 % ja käsittelyajan 30 s, il- 10 man, että mitään vaikutusta havaittaisiin 10 000-kertaisessa suurennoksessa (ei mitään vaikutusta alkuperäisiin työkalujälkiin). Tätä valokuvaa tulee verrata kuvion 4 valokuvaan 10 000-kertaisena suurennoksena, joka esittää pinnan, jota on käsitelty kauemmin (90 s) 0,2-%:isessa HF:ssä ja jossa kyseisen hoidon aikaansaama pinta-5 muutos ilmenee.

Kuviota 3, joka esittää kuvion 2 52 000-kertaisena suurennoksena, tulee verrata kuvioon 6, joka esittää käsittelemätöntä pintaa 52 000-kertaisena suurennoksena, ja kuvioon 5, joka esittää kuvion 4 pintaa 52 000-kertaisena suurennoksena. 0,2-10 %:isella liuoksella käsitellyssä pinnassa on, kuten on ilmeistä, ainoastaan hieman vaikutusta morfologian suhteen, työkalujälkien ollessa vielä havaittavissa, kun taas pidemmän aikaa käsitelty pinta on selvästi muuttunut ja huokoisen kerroksen peittämä. Oletetaan, että keksinnön paras suoritusmuoto käsittää pintoja, joiden morfologiaan käsittely vaikuttaa ainoastaan vähäisesti, joskin muissa käsitellyissä pin-15 noissa voi myös esiintyä sama keksinnöltä edellytetty vaikutus.

Edellä olevassa ulosvetotestissä käytettiin siirrännäisiä, jotka oli valmistettuja käsitelty samalla tavoin kuin verrokkisiirrännäispinta. On kuitenkin huomattava, että kliinisessä tilanteessa ja/tai tutkimuksessa käytettyjä metallisiirrännäisiä luonnolli-20 sesti voidaan valmistaa mistä tahansa metallista ja käsitellä millä tahansa tavalla keksinnön suojapiirin puitteissa edellyttäen, että siirrännäisen pinta on ekvivalentti- ... nen vertailupinnan kanssa, mitä tulee fluoripitoisuuteen.

• · # • · · • · · ···: Esimerkki 3 ; * : 25 • · ·.*·· Toinen tapa selittää käsittelyn vaikutusta on aikaansaada kalsiumfosfaattisaostumi- : nen. Tämä on koelasitesti, jota Damen, Ten Cate, Ellingsen ovat selostaneet otsi- kolia "Induction of Calcium Precipitation by Titanium Dioxide", julkaisussa Dental

Research, lokakuu 1991. Tässä menetelmässä siirrännäinen upotetaan kalsiumfos- .·:·. 30 faatin kylläiseen liuokseen. Pinnasta riippuen tapahtuu kalsiumin saostumista siir- <···ι rännäisellä. Ca++-pitoisuus mitataan ja aikaviive (aiheuttamisaika), kunnes saostu- • · minen tapahtuu, mitataan. Selitys tälle testille on oletus, että siirrännäisen pinnan affiniteetin kalsiumioneja kohtaan ja siirrännäisen pinnan biologisen yhteensopi- ·♦« vuuden välillä luukudoksessa on korrelaatio. Näiden testien tulokset on esitetty :v. 35 oheisissa kaavioissa, kuviossa 7-10. Ca++-pitoisuus on Y-akselilla (2,00e-l tarkoit- ♦ · .

taa 2,00 x 10"1 jne.). Testiaika on X-akselilla minuuteissa.

• ·· • · 11

Siirrännäisiä on testissä käsitelty seuraavasti:

Pitoisuus, HF Käsittelyaika 0,05% 180 s 5 0,15% 180 s 0,2 % 30, 60, 120 s 0,5 % 60 s 2,0 % 60 s 10 Käsittelemättömiä vertailusiirrännäisiä testattiin myös.

Testiliuos oli liuos, jossa oli 7,5 mM KH2PO4 ja 50 mM HEPES:iä (pH 7,2) lisättynä liuokseen, jossa oli 1 mM CaCl·? ja 50 mM HEPES:iä (pH 7,2). HEPES on standardipuskuriliuos. Liuoksen lämpötila testien aikana oli 37°C.

15

Kalsiumpitoisuus liuoksessa kunkin siirrännäisen upotuksen jälkeen mitataan kalsiumille selektiivisellä elektrodilla 5 tunnin aikana. Kuten kaavioissa on esitetty, mitään saostumista ei tapahdu liuoksissa, joihin vertailusiirrännäiset ja 0,15-%:isella HF:llä käsitellyt siirrännäiset oli upotettu 5 tunnin upotusajan, ks. kuvio 7.

20 Määrätyillä 0,2-%:isella HF:llä käsitellyillä siirrännäisillä esiintyy saostumista tes- tiliuoksessa niinkin aikaisin kuin 4 tuntia upotuksen jälkeen. Näitä siirrännäisiä oli v 1 käsitelty HF:llä 60 ja 120 s. Siirrännäiset, joita oli käsitelty 0,2-%:isella HF:llä 30 s, ...T aiheuttivat saostumista, mutta vasta noin 5 tunnin upotusajan jälkeen, ks. kuvio 8.

ί-i» . 25 ··· · ^^

Siirrännäiset, joita oli käsitelty 0,5-%:isella HF:llä 60 s, aikaansaivat saostumista : noin 4 tunnin upotusajan jälkeen, kun taas siirrännäiset, joita oli käsitelty 2,0- «·· %:isella HF:llä 60 s, aikaansaivat saostumista sekä ennen että 5 tunnin upotusajan jälkeen.

30 ♦ · ♦ • · ♦ Näiden arvojen perusteella näyttäisi olevan HF-pitoisuuksien ja käsittelyaikojen ’ 1: 1 1 alue, j oka antaa halutun tuloksen, j olioin parhaimmat tulokset saadaan keskialueella ..1·1 noin 0,2-0,5 %. Nämä arvot täydentävät jossain määrin edellisissä esimerkeissä olevia arvoja ja näin ollen uskotaan, että keksinnön mukaisia siirrännäisiä voidaan 35 määritellä tämän testin avulla, joka on suhteellisen yksinkertainen.

• · • · • · ♦ · · jota on käsitelty HF:llä ja joka synnyttää kalsiumionien saostumisen siirrännäisen

Keksinnön mukainen siirrännäinen voidaan näin ollen määritellä siirrännäiseksi, 12 pinnalle liuoksesta, jossa on 7,5 mM KH2PO4 ja 50 mM HEPES:iä (pH 7,2) lisättynä liuokseen, jossa on 1 mM CaCl2 ja 50 mM HEPES:iä (pH 7,2), jolloin liuoksen lämpötila testien aikana on 37°C.

5 Esimerkki 4

Ruuvimuotoisia siirrännäisiä, jotka oli siirretty luukudokseen kanien kyynärluussa 2 kuukautta sitten, poistettiin vääntämällä ja siirrännäisen pinnalle suoritettiin histolo-gisia tutkimuksia.

10 0,2-%:isella HF:llä 120 s käsitellyllä vakiosiirrännäisellä luukontakti oli 63,3 %, kun taas luukontakti käsittelemättömällä vertailustandardisiirrännäisellä oli ainoastaan 42,4 %.

15 Luukontakti oli siirrännäisellä, jolle oli puhallettu titaniumoksidin osasia ja käsitelty 0,2-%:isella HF:llä 90 s 53,5 %, kun taas luukontakti samanlaisella puhallutetulla, mutta käsittelemättömällä siirrännäisellä oli 37,3 %.

Edellä olevat arvot ovat keskiarvoja 4-8 siirrännäiselle.

20

Luukontakti oli käsitellyillä siirrännäisillä selvempi huokoisessa luussa. Käsitellyt siirrännäiset ovat näin ollen huomattavasti parempia verrattaessa niitä käsittelemät- V : torniin siirrännäisiin.

··· ···· • · • · · • · · ··· · • · • · · • · · • · • · · • · · t · · ··· • · t • · · ··· • · · • · · • · · • · • · • · · • · · ···· ··· • · • ·

• M

·· · • · · • · • 1 · • · · • #· • ·

Claims (11)

1. Menetelmä titaani- tai titaaniseossiirrännäisen käsittelemiseksi, tunnettu siitä, että titaani- tai titaaniseossiirrännäistä käsitellään fluorivetyhapon liuoksella, jonka 5 pitoisuus on 0,01-0,5 %.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että fluorivetyha-pon pitoisuus on 0,1-0,5 %.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että fluorivetyha-pon pitoisuus on 0,2-0,5 %.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että fluorivetyha- pon pitoisuus on noin 0,2 %.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittely suoritetaan ainakin 10 s.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittely suo-15 ritetaan 10 s - 3 min.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittely suoritetaan 10 s - 2 min.

• · · • · · *·'/ 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsittely suo- ···: ritetaan 10 - 50 s. • · • · · • · · • · · ·

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että . ’. \ titaani- tai titaaniseossiirrännäistä käsitellään fluorivetyhapon vesiliuoksella • · · II'.' huoneenlämpötilassa. • · · •

10. Menetelmä titaani- tai titaaniseossiirrännäisen käsittelemiseksi, tunnettu siitä, että titaani- tai titaaniseossiirrännäistä käsitellään vesiliuoksella, joka sisältää 25 fluoridi-ioneja 0,01-0,5 % pitoisuudessa, jolloin mainittu vesiliuos ei sisällä • · · *. natriumia j a natriumionej a. ····

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että fluoridi- . ]·. ionien pitoisuus on 0,2-0,5 %. • · · • · · 1 30 ·