NO311072B1 - Metallimplantat og fremgangsmåte for behandling av et metallimplantat med hydrofluorsyre - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører biokompatible metalliske benimplantater, fortrinnsvis fremstilt av titan eller en legering derav, samt en fremgangsmåte for behandling av metallimplantater med hydrofluorsyre for å forbedre deres biokompatibilitet.

En vanlig benyttet metode for implantering av metallimplantater i benvev er en totrinns prosedyre som i en første operasjon innebærer kirurgisk anbringelse av implantatet i benvevet der det så får forbli ubelastet og ubevegelig i en helingsperiode på 3 måneder eller mer for å gi benvevet anledning til å vokse på implantatoverflaten slik at implantatet får feste seg godt til benvevet, idet snittet i det bløte vevet som dekker implantatstedet gis anledning til å leges over implantatet, og, i en annen operasjon, åpning av bløtvevet som dekker implantatet og festing av de funksjonelle delene til implantatet. Denne totrinns prosedyren benyttes ofte i forbindelse med dentalimplan-tater, og en grunn er at den minimaliserer risikoen for infeksjon av implantatstedet fra munnhulen. I noen ortopediske anvendelser kan det være at den ovenfor omtalte to-trinnskirurgien ikke er nødvendig fordi de fleste ortopediske implantater ikke trenger inn i bløtvevet. En langvarig helingsperiode ansees imidlertid fremdeles nødvendig siden eventuelle bevegelser av implantatet i ukene og månedene etter inngrep kan sette den sluttlige festing av implantatet til benvevet i fare.

Den ovenfor omtalte prosedyre er f.eks. beskrevet i Brånemark et al: "Osseointegrated Implants in the Treament of the Edentulous Jaw, Experience from a 10-year period", Almquist & Wiksell International, Stockholm, Sverige.

Det faktum at implantatet ikke kan belastes betyr at implantatets funksjonelle deler ikke kan festes til implantatet og/eller benyttes under helingsperioden på 3 måneder eller mer. I betraktning av det ubehag som er forbundet med dette er det ønskelig å minimalisere den tidsperiode som er nødvendig for det ovennevnte første trinnet og i noen tilfeller, f.eks. i visse ortopediske anvendelser, i det vesentlige å utelukke nevnte første trinn å foreta hele implanteringsprosedyren i en enkelt operasjon.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et implantat med forbedret grad av benvevtilfesting slik at den ovenfor beskrevne postkirurgiske helingsperioden kan reduseres.

Noen av metallene eller legeringene som benyttes for benimplantater er i stand til å danne en sterk binding med benvevet, en binding som kan bli så sterk som selve benvevet, noen ganger enda sterkere. Det mest betydlige eksempel på denne type metal limplantat materiale er titan og legeringer av titan viss engenskaper i dette hensende har vært kjent siden omkring 1950. Denne binding mellom metallet og benvevet har blitt betegnet "osseointegrering" av Brånemark et al.

Selv om denne bindingen mellom titan og benvev er relativt sterk så er det i visse anvendelser ønskelig å forbedre bindingen mellom metall og benvev.

Det er hittil tilveiebrakt flere metoder for behandling av implantater bestående av titan for å oppnå en bedre festing av implantatet. Noen av disse innebærer endring av implantatets topografi, f.eks. ved å danne relativt store uregelmessigheter på implantatoverflaten for å oppnå en bedre mekanisk retensjon og for å øke festearealet, ved f.eks. plasmaspraying, blåsing eller etsing. Selv om retensjonen kan forbedres kan den tid som er nødvendig for osseointegreirngsprosessen bli lenger fordi benvevet vil måtte vokse inn i overflatens uregelmessigheter.

Andre metoder innebærer forandring av implantatoverfiatens kjemiske egenskaper. F.eks. innebærer en slik metode påføring av et lag av keramisk materialer slik som hydroksyapatitt på implantatoverflaten, bl.a. for å stimulere benvevets regenerering. Keramiske belegg kan imidlertid bli sprø og kan flake av eller brytes av fra implantatoverflaten, hvilket videre kan lede til at implantatet tilslutt svikter.

Det kunne muligens sies at US patent 4, 330,891 kombinerer hver av de ovenfor omtalte momenter, ved at tilveiebirngelsen av et element med en mikroporeoverflate, hvor mikroporene er av en størrelse innenfor et bestemt diameter område, angis å gi forbedrede egenskaper med hensyn til godtakbarhet av bærerelementet, og hovedsakelig forbedret holdbarhet når det gjelder den friske inngroingen av elementet pga. dets bio-logiske kvalitet.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et implantat som danner en sterkere binding med benvevet.

Det har blitt funnet at det ønskede metallimplantatet kan oppnås ved behandling av et kirurgisk metallimplantat med en vandig oppløsning av hydrofluorsyre. Fig. 1 er et diagram som viser utskyvningskraften samt fluor- og oksygeninnholdet for en implantatoverflate behandlet 0,2 vekt-% HF som en funksjon av behandlings tiden. Fig. 2 er et SEM-fotografi av en implantatoverfiate behandlet med 0,2 vekt-% HF i 30 sek., i en forstørrelse på 10 000 ganger,

fig. 3 er en implantatoverfiate i fig. 2, i en forstørrelse på 52 000 ganger,

fig. 4 er et SEM-fotografi av et implantat, i en forstørrelse på 10 000 ganger, som har blitt behandlet med 0,2 vekt-% HF i 90 sek.,

fig. 5 er overflaten på fig. 4 i en forstørrelse på 52 000 ganger,

fig. 6 er et SEM-fotografi av en ubehandlet implantatoverfiate i en forstørrelse på 52 000 ganger,

fig. 7-9 er diagrammer som illustrerer effektene av forskjellige behandlinger ved hjelp av kalsiumutfellings tester.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte for behandling av et metallimplantat, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at metallimplantatet behandles med en oppløsning av hydrofluorsyre, hvilken oppløsning har en pH-verdi fra 1,6 til 3,0, i en periode på minst 10 sek.

Som et alternativ uttrykt ved konsentrasjon tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for behandling av et metallimplantat, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at metallimplantatet behandles med en oppløsning av hydrofluorsyre av en konsentrasjon fra 0,01 til 3 vekt-%, i en periode på minst 10 sek.

Metallimplantatet består fortrinnsvis av kommersielt rent titan eller en legering av titan. Implantaten kan være standard, sandblåste eller andre.

Konsentrasjonen av hydrofluorsyre er som nevnt fra 0,01% til 3,0 vekt-%, slik som fra 0,1% til 2,0 vekt-%. Mest foretrukket er konsentrasjonen av hydrofluorsyre fra 0,2% til 2,0 vekt-%, spesielt fra 0,2% til 0,5. vekt-% og mest foretrukket ca. 0,2 vekt-%.

Behandlingen ifølge foreliggende oppfinnelse utføres som nevnt i en periode på minst 10 sek. slik som fra 10 sek. til 6 timer, f.eks. fra 10 sek. til 2 min. slik som fra 10 sek. til

50 sek., eller 30 sek., 60 sek. eller 2 min..

Behandlingen kan utføres på en hvilken som helst egnet måte, f.eks. ved neddykking av implantatet i behandlings oppløsningen i en tidsperiode, og med eller uten omrøring. Varierende temperaturer kan anvendes; parametere slik som temperatur og tid kan velges i overensstemmelse med behandlings oppløsningen konsentrasjon og de andre prosessparameterene. Behandlingen utføres hensiktsmessig ved standard trykk, men forhøyede trykk kan benyttes dersom dette er ønskelig. Behandlingen utføres fortrinnsvis ved omkring standard temperatur og trykk.

I en foretrukket utførelse tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for behandling av et metallimplantat, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at metallimplantatet behandles med en oppløsning av hydrofluorsyre av en konsentrasjon fra 0,1 til 2,0 vekt-% vandig oppløsning av hydrofluorsyre ved romtemperatur i en periode fra 10 sek. til 3 min.

Ved denne fremgangsmåten er det foretrukket at konsentrasjonen av hydrofluorsyre er fra 0,2 til 2,0 vekt-%.

Behandlingsoppløsningen ifølge oppfinnelsen kan fremstilles på enkel måte ved fortynning av konsentrert HF med destilert vann.

Før behandling kan implantatet renses ved bruk av standard teknikker som velkjent på området.

Etter behandling kan implantat materialet vaskes i destilert vann og holdes under sterile betingelser.

Implantater behandlet ifølge foreliggende oppfinnelse viser en sterk kontakt med ben, slik det demonstreres i heri beskrevne "utstøtnings"-tester, og en høy grad av benkontakt i spongiosa cancellus området. Nytt ben vil dannes på implantatoverfiaten i cancellus om-rådet og vil mer eller mindre dekke implantatet i dette området. En slik respons har ikke blitt observert hos ubehandlede kontrollgrupper. Graden av benkontakt tyder på ben-vekst i spongiosa cancellus området.

Den spesifiserte fremgangsmåten påvirker derfor på gunstig måte implantatets overflate slik at implantatets biokompabilitet forbedres (spesielt graden av benvevfesting og-styrke eller- binding). Mens man ikke ønsker å begrenses til angivelse av teorier i foreliggende sammenheng, så antas det at den forbedrede biokompabiliteten i det minste delvis skyldes fluorid som bibeholdes på implantatets overflate. Behandlinger andre enn med hydrofluorsyre, som gir fluoridioner, kunne som sådan forventes å ha en viss effekt på metallimplantaters biokompabilitet. Behandling med natrium fluorid er kjent fira WO-søknad 94/13334. Foreliggende fremgangsmåte for behandling av et metallimplantat kan derfor utføres ved å behandle implantatet med en vandig oppløsning inneholdende fluoridioner i en konsentrasjon på opptil 3 vekt-%, hvor den vandige oppløsningen er fri for natrium og natriumioner. De foretrukne behandlingspara-meterene tilsvarer de som er foretrukket i hydrofluorsyre behandlingen som beskrevet ovenfor.

På foretrukket måte oppstår det ingen signifikant etsing av implantatoverflaten med foreliggende behandling. Mest foretrukket er det i det vesentlige ingen etsing av implantatoverflaten.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes også et implantat, og dette er kjennetegnet ved at det er oppnådd med fremgangsmåten ifølge hvilket som helst av de medfølgende krav 1-8.

Videre tilveiebringes et metallimplantat, som er kjennetegnet ved at det er behandlet ifølge en fremgangsmåte som definert i medfølgende krav 1, 2 eller 7.

Dessuten tilveiebringes ifølge oppfinnelsen et metallimplantat, som er kjennetegnet ved at det er behandlet med HF, hvilket implantat forårsaker utfelling av kalsiumioner på

implantatoverflaten fra en oppløsning omfattende 7,5 mM KH2PO4og 50 mM HEPES (pH 7,2) tilsatt til en oppløsning omfattende 1 mM CaCl2og 50 mM HEPES (pH 7,2), hvorved oppløsningens temperatur under testene er 37°C, idet testvarigheten er 5 timer.

Det er foretrukket at nevnte testvarighet er 4 timer.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer ytterligere et metallimplantat for implantering i benvev, kjennetegnet ved at metallimplantatets overflate inneholder fluor og/eller fluoridioner i en mengde som er ekvivalent med den oppnådd ved behandling av en refereranse-implantatoverflate med en 0,2 vekt-% vandig oppløsning av hydrofluorsyre ved romtemperatur i 10 til 50 sek.

Fordelaktige og foretrukne trekk ved sistnevnte metallimplantat fremgår fra medfølgende krav 16 og 17.

Som angitt i det ovenstående antas nytteeffekten av foreliggende oppfinnelse å være relatert til fluorid som bibeholdes på overflaten av det behandlede implantatet. Den beskrevne behandlig er en overflatebehandling som påvirker implantatets overflateegen-skaper skjønt det ved dette trinnet ikke er mulig å definere overflateegenskapene til det behandlede implantatet mer en å si at de ønskede egenskapene tilveiebringes med foreliggende fremgangsmåte.

Foreliggende metallimplantat kan derfor ha en overflate som er ekvivalent med overflaten til et implantat som har blitt behandlet med en vandig oppløsning av hydrofluorsyre ifølge de ovenfor beskrevne fremgangsmåter.

En annen måte å beskrive effekten av foreliggende behandling på er ved hjelp av induksjonen av kalsiumfosfat utfelling. Dette er en in vitro-test som beskrives i "Damen, Ten Cate, Ellingsen, Induction of Calcium Precipitation by Titanium Dioxide, Journal of Dental Research, October 1991". I denne metoden blir implantat neddykket i en mettet oppløsning av kalsiumfosfat.

Avhengig av overflaten oppstår utfelling av kalsium på implantatet. Konsentrasjonen av Ca<*>overvåkes og tidsforsinkelsen (induksjonstiden) inntil utfelling inntreffer måles. Den logiske begrunnelsen bak denne testen er antakelsen av at det er en korrelasjon mellom implantatoverflatens affinitet overfor kalsiumionene og implantatoverflatens biokompabilitet i benvev. Implantater behandlet ifølge foreliggende oppfinnelse viser en affinitet til kalsiumioner i denne testen. ;Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også et metallimplantat som er kjennetegnet ved at det er behandlet ifølge fremgangsmåten som definert i medfølgende krav 8, dvs med hydrofluorsyre i en konsentrasjon fra 0,2 til 2,0 vekt-%. Det er i denne sammenheng foretrukket at implantatet utfeller kalsiumioner fra en mettet oppløsning av kalsiumfosfat. ;Følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen. ;Eksempler ;Eksempel 1 ;Syv kirurgiske implantater, av kommersielt rent (c.p.) titan, av en lengde på 5 mm og generelt konisk formet med en diameter ved en ende på 3 mm og ved den andre enden på 2 mm, ble fremstilt ved maskinbearbeiding ved bruk av en "Maximat super 11" (TM) dreiebenk. Arealet til implantatets koniske sider, dvs. den delen av implantatet som skal anbringes i benet, er derfor 39 mm^. ;Hvert implantat ble renset i overensstemmelse med en velkjent rensemetode som innebar følgende trinn: ;1. Behandling med trikloretylen med ultralyd behandling, i 15 min.. ;2. Skylling i absolutt etanol i 10 sek.. ;3. Tre suksessive behandlinger med etanol med ultralyd behandling, hver i 10 min.. Hvert renset implantat ble pakket sterilt i en Medieplast (TM) steril konvolutt og autoklavert i en Citomat 162 (TM) (LIC Company) autoklav, ved 120°C i 30 min. ;Et HF-bad ble tilberedt ved enkel fortynning av konsentrert HF med destilert vann til oppnåelse av 0,2% oppløsning. Badets pH-verdi var 2,1. ;Syv implantater som var fremstilt, renset, pakket sterilt og autoklavert nøyaktig som beskrevet ovenfor, ble fjernet fra deres sterile pakninger, anbrakt i HF-behandlingsbadet og hensatt der i 2 min.. Deretter ble hvert implantat vasket 3 ganger i et bad av destilert vann i perioder på 30 sek. for hver vask. Etter å ha fatt tørke ved romtemperatur ble hvert implantat overført til en steril Mediplast (TM) konvolutt for awenting av kirurgisk implantering. ;Implantat studium ;Chinchilla-kaniner ble benyttet som test dyr. Kaninene ble fordelt vilkårlig med ;henblikk på kjønn, men alle hadde en vekt på 2,5 kg ved studiets start. Hvert dyr ble gitt et sedativ ved injeksjon av en kombinasjon av fluanozonium 1,0 mg/kg og fentanylium 0,02 mg/kg (Hypnorm, Jannsen Pharmaceuticals, Belgia) og lokalbedøvet med xylocain /adrenalin (AB Astra). To kaviteter ble boret i hver kanins høyre ulna ved bruk av standardiserte bor konstruert for å gi kaviteter i hvilke dikoniske implantatene vil passe ;nøyaktig. Behandlede og ubehandlede implantater ble anbrakt i kavitetene hos hver kanin ved bruk av titanpinsetter for å unngå innvirkningen av andre metaller, og hensatt i 60 dager. ;Ved slutten av 60 dager ble kaninene avlivet ved injeksjon med pentobarbitol natrium og ulna fjernet og anbrakt i steril fysiologisk saltoppløsning for å avvente en "utstøtnings"-test samme dagen. ;Et Instron modell 1121 apparat for strekktesting (Instron, U.K.) bl.a. omfattende en støt-sleide justert for et belastningsområde på 0-200 N, ble benyttet for å måle den kraft som var nødvendig for å skille hvert implantat fra ben. Fresespor, for tilpasning til bærejiggen, ble utformet i hver prøve som skulle testes, i benet som omga den største enden av implantatet, og prøven ble plassert i bærejiggen. Støtsleiden ble senket ved en hastighet på 1 mm/min., og kraften som skulle til for å skille implantatet fra benet ble registrert. ;Denne registrerte kraften gir en direkte bestemmelse av styrken på forbindelsen mellom implantatet og benet; jo høyere den nødvendige kraften er desto sterkere er forbindelsen. ;Resultatene er angitt i tabell 1. ; ; Den mye større styrken på benforbindelsen med implantater behandlet ifølge foreliggende oppfinnelse er tydelig fra det ovenstående. ;Histologisk undersøkelse viste at implantatene ifølge eksempel 1 var omgitt selv i ulna's spongiosa av et tykt lag av nydannet ben som var i nær kontakt med implantatene. I motsetning til dette var de ubehandlede implantatene, dvs. de ifølge sammenlignings-eksemplene, kun delvis dekket av et tynt benlag, i spongiosal området. ;Eksempel 2 ;Referanse implantater ble fremstilt av titankvalitet 3 og ble fremstilt ved dreiing ved en gjennomsnittlig hastighet på ca. 7 m pr. min.. Ingen skjærevæske ble benyttet. Skjære-verktøyet bestod av hurtigstål. ;Referanse implantatoverflaten ble renset ved hjelp av en standard rensemetode som omfattet følgende trinn: ;1. Behandling méd trikloretylen med utralyd behandling i 15 min.. ;2. Skylling i absolutt etanol i 10 sek.. ;3. Tre suksessive behandlinger med etanol med ultralyd behandling, hver i 10 min.. Hvert renset implantat vil da bli pakket sterilt i en steril Medieplast (TM) konvolutt og autoklavert i en Citomat 162 (TM) (LIC Company) autoklav ved 120°Ci30min.. ;Resultatet fra et forsøk hvor den kraft som skal til for fjerning (utstøtning) av vesentlig koniske, ugjengede implantater behandlet i 0,2% vandig oppløsning av hydrofluorsyre ved romtemperatur i forskjellige tidsperioder, er illustrert i diagrammet på fig. 1. Implantatene hadde ved fremstilling blitt gitt en diameter på 2 mm ved en ende, 3 mm ved den andre enden og en total lengde på 5 mm og var fremstilt fra titankvalitet 3 og renset og sterilisert i overensstemmelse med de ovenfor angitte prosedyrer for behandling av referanse implantatoverflaten. Behandlingstidene var 10 sek., 30 sek., 60 sek., 90 sek., 120 sek. og 180 sek.. Utstøtningstester ble foretatt og utstøtningskreftene ble markert i diagrammet for hver behandlingstid unntatt 90 og 180 sek.. Verdiene for en ubehandlet kontrollprøve er også angitt i diagrammet med en behandlingstid på 0 sek.. ;Hver verdi for utstøtningstest resultatene er et middel av verdien for fire implantater implantert i tibia hos en respektiv kanin og hensatt til heling i benvevet i 2 måneder. Referanse implantatene ble også behandlet på den ovenfor beskrevne måten. Inneholdet av fluor og av oksygen målt i overflaten til de behandlede implantatene er angitt i diagrammet for hver behandlingstid. ;Et Instron modell 1121 strekktestingsapparat (Instron, U.K.) innstilt til de samme parameterene som apparatet i eksempel 1, ble benyttet og innholdet av fluor og oksygen ble målt ved hjelp av en Electron-microprobe (CAMECA camebax) ved SINTEF/SI i Oslo. Resultatene målt med dette utstyret var: ; Diagrammet på fig. 1 illustrerer høyere verdier for utstøtningstestene som resulterer fra behandlingstider varierende mellom 10 og 50 sek. med en toppverdi ved 30 sek.. Verdiene for de gjenværende behandlingstidene og de ubehandlede kontrollprøvene er lavere skjønt de behandlede implantatene generelt har høyere verdier enn de ubehandlede. Verdiene for oksygeninnholdet (fra 5,5 til 5,8%) og fluorinnholdet (fra 0,11 til ca. 0,15%) i implantatenes overflate for behandlingstidene mellom 10 og 50 sek. er lavere enn de tilsvarende verdier for de andre behandlingstidene. ;Utstøtningstestene ble foretatt etter en tidsperiode som var så kort som 2 måneder. Den hurtige strykeøkningen til bindingen resulterer i at den helingsperiode som er nødvendig for å nå en gitt benstyrke forkortes. Bruken av behandlingen ifølge oppfinnelsen letter derved bruken av kirurgiske entrinns prosedyrer, spesielt innen ortopedi, fordi den tid pasienten må forbli inaktiv forkortes. ;Fig. 2 i illustrere hvordan implantatoverflaten stort sett synes å være upåvirket av behandlingen som innebærer en HF-konsentrasjon på 0,2 vekt-% og en behandlingstid på 30 sek., idet ingen effekt kan skjelnes i en forstørrelse på 10 000 ganger (det opprinnelige verktøymerkene er ikke påvirket i det hele tatt). Dette fotografiet bør sammenlignes med fotografiet på fig. 4, i en forstørrelse på 10 000 ganger, som viser en overflate som har blitt behandlet lengre (90 sek.) i 0,2 vekt-% HF og hvor den markerte endring i overflaten av den angj eldene behandling er illustrert. ;Fig 3, som viser overflaten på fig. 2 i en forstørrelse på 52 000 ganger, bør sammenlignes med fig. 6, som viser en ubehandlet overflate i en forstørrelse på 52 000 ganger, og med fig. 5, som viser overflaten på fig. 4 i en forstørrelse på 52 000 ganger. Som det klart fremgår er overflaten behandlet med en 0,2% oppløsning kun svakt påvirket når det gjelder morfologien, idet verktøybehandlingsmerkene fremdeles kan skjelnes, mens derimot overflaten behandlet i en lengre tidsperiode er tydelig forandret og dekket med et porøst lag. Det antas at den beste utførelsen av oppfinnelsen omfatter overflater viss morfologi kun er svakt påvirket av behandlingen skjønt andre behandlede overflater også kan ha den effekt som forventes av oppfinnelsen. ;I den overfor omtalte utstøtningstesten ble det benyttet testimplantater fremstilt og behandlet på samme måte som referanse implantatoverflaten. Det skal imidlertid påpeks at metallimplantatene som skal benyttes i den kliniske situasjonen og/eller i forskning naturligvis kan fremstilles av et hvilket som helst metall og behandles på en hvilken som helst måte innenfor rammen av de medfølgende krav forutsatt at implantatoverflaten er ekvalent med referanseoverflaten når det gjelder fluor innholdet. ;Eksempel 3 ;En annen måte å beskrive effekten av behandlingen på er ved hjelp av induksjonen av kalsiumfosfat utfelling. Dette er en in vitro-test beskrevet i "Damen, Ten Cate, Ellingsen, Induction of Calcium Precipitation by Titanium Dioxide, Journal of Dental Research, October 1991". Ved denne metoden neddykkes et implantat i en mettet opp-løsning av kalsiumfosfat. Utfelling av kalsium på implantatet foregår avhengig av overflaten. Konsentrasjonen av Ca<*>"<1>"overvåkes og tidsforsinkelsen (induksjonstiden) inntil utfelling inntreffer måles. Den logiske bakgrunn for denne testen er antakelsen av at det er en korrelasjon mellom implantatoverflatens affinitet overfor kalsiumionene og implantatoverflatens biokompabilitet i benvev. Resultatene fra testene er illustrert i de medfølgende diagrammer, fig. 7 til 10. Konsentrasjonen av Ca""" er angitt på Y-aksen (2,00e-l betyr 2,00x10-<!>osv.). Testtiden er angitt på X-aksen i minutter.

Implantatene i testen hadde blitt behandlet som følger:

Ubehandlede kontrollimplantater ble også testet.

Testoppløsningen var en oppløsning omfattende 7,5 mM KH2PO4og 50 mM HEPES (4-(2-hydroksyetyl)-l-piperazin-etansulfonsyre) (pH 7,2) tilsatt til en oppløsning omfattende 1 mM CaCl2og 50 mM HEPES (pH 7,2). HEPES er en standard bufferopp-løsning. Oppløsningens temperatur under testene var 37°C.

Konsentrasjonen av kalsium i oppløsningen etter neddykking av det respektive implantat måles ved en kalsium selektiv elektrode i løpet av en tidsperiode på 5 timer. Som angitt i diagrammet er det ingen utfelling i oppløsninger hvori kontrollimplan-tatene og implantatene behandlet med 0,15 vekt-% HF har blitt neddykket i løpet av nevnte 5 timers neddykkings tid, se fig. 7.

For visse av implantatene behandlet med 0,2 vekt-% HF ble det utfelling i testopp-løsningen så tidelig som 4 timer etter neddykingen. Disse implantatene hadde blitt behandlet med HF i 60 og 120 sek.. Implantater som hadde blitt behandlet med 0,2 vekt-% HF i 30 sek. for-årsaket utfelling, men ikke før ca. 5 timers neddykkings tid, se fig. 8.

Implantater behandlet med 0,5% HF i 60 sek. forårsaket utfelling ved ca. 4 timers neddykkings tid, mens implantater behandlet med 2,0 vekt-% HF i 60 sek. forårsaket utfelling både før og etter 5 timers neddykkings tid.

Ifølge disse data synes det å være områder av HF-konsentrasjoner og behandlingstider som gir det ønskede resultatet, med et sentralt område omkring 0,2 til 0,5 vekt-% som gir bedre resultater. Disse data supplerer til en viss grad dataene i de forutgående eksempler, og det antas følgelig at implantatene ifølge foreliggende oppfinnelse også kan defineres ved hjelp av denne testen, som er en relativt enkel test.

Et implantat ifølge foreliggende oppfinnelse kan således defineres som et implantat som har blitt behandlet med HF og som forårsaker utfelling av kalsiumioner på implantatoverflaten fra en oppløsning omfattende 7,5 mM KH2PO4og 50 mM HEPES (pH 7,2) tilsatt til en oppløsning omfattende 1 mM CaCl2og 50 mM HEPES (pH 7,2), idet opp-løsningens temperatur under testene er 37°C.

Eksempel 4

Skrueformede implantater som var implantert i benvev i ulna hos kaniner i 2 måneder ble fjernet ved vridningsbevegelse og histologiske studier av implantatoverflaten ble foretatt.

For et standard implantat behandlet i 0,2% HF i 120 sek. var benkontakten 63, 3%, mens benkontakten for et standard, ubehandlet kontrollimplantat bare var 42,4%.

For et implantat blåsebehandlet med partikler av titan dioksyd og behandlet i 0,2% HF i 90 sek. var benkontakten 53,5%, mens benkontakten for et likeledes blåsebehandlet, men ubehandlet implantat var 37,3%.

De ovenfor angitte verdiene er middelverdier for 4 til 8 implantater. Benkontakten var mer utpreget i spongiosa for de behandlede implantatene.

Det behandlede implantatene viser følgelig en tydelig forbedring sammenlignet med de ubehandlede implantatene.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte for behandling av et metallimplantat,karakterisert vedat metallimplantatet behandles med en oppløsning av hydrofluorsyre, hvilken oppløsning har en pH-verdi fra 1,6 til 3,0, i en periode på minst 10 sek.

2. Fremgangsmåte for behandling av et metallimplantat,karakterisert vedat metallimplantatet behandles med en oppløsning av hydrofluorsyre av en konsentrasjon fra 0,01 til 3 vekt-%, i en periode på minst 10 sek.

3. Fremgangsmåte i følge krav 2,karakterisert vedat konsentrasjonen av hydrofluorsyre er fra 0,1 til 2,0 vekt-%.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat konsentrasjonen av hydrofluorsyre er fra 0,2 til 2,0 vekt-%.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat konsentrasjonen av hydrofluorsyre er ca. 0,2 vekt-%.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisert vedat behandlingen utføres i en periode fra 10 sek. til 2 min.

7. Fremgangsmåte for behandling av et metallimplantat,karakterisert vedat metallimplantatet behandles med en oppløsning av hydrofluorsyre av en konsentrasjon fra 0,1 til 2,0 vekt-% vandig oppløsning av hydrofluorsyre ved romtemperatur i en periode fra 10 sek. til 3 min.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat konsentrasjonen av hydrofluorsyre er fra 0,2 til 2,0 vekt-%.

9. Implantat,karakterisert vedat det er oppnådd ved fremgangsmåten i følge hvilket som helst av kravene 1-8.

10. Metallimplantat,karakterisert vedat det er behandlet ifølge en fremgangsmåte som definert i krav 1, 2 eller 7.

11. Metallimplantat,karakterisert vedat det er behandlet ifølge fremgangsmåten definert i krav 8.

12. Metallimplantat ifølge krav 11,karakterisert vedat implantatet utfeller kalsiumioner fra en mettet oppløsning av kalsiumfosfat.

13. Metallimplantat,karakterisert vedat det er behandlet med HF, hvilket implantat forårsaker utfelling av kalsiumioner på implantatoverflaten fra en oppløsning omfattende 7,5 mM KH2PO4og 50 mM HEPES (pH 7,2) tilsatt til en oppløsning omfattende 1 mM CaCl2og 50 mM HEPES (pH 7,2), hvorved oppløsningens temperatur under testene er 37°C, idet testvarigheten er 5 timer.

14. Metallimplantat ifølge krav 13,karakterisert vedat testvarigheten er 4 timer.

15. Metallimplantat for implantering i benvev,karakterisertv e d at metallimplantatets overflate inneholder fluor og/eller fluoridioner i en mengde som er ekvivalent med den oppnådd ved behandling av en referanse-implantatoverflate med en 0,2 vekt-% vandig oppløsning av hydrofluorsyre ved romtemperatur i 10 til 50 sek.

16. Metallimplantat ifølge krav 15,karakterisert vedat metallimplantatet er fremstilt av kommersielt rent titan eller en legering av titan.

17. Metallimplantat ifølge krav 16,karakterisert vedat metallimplantatets overflate inneholder fluor og/eller fluoridioner i en mengde som er ekvivalent med den oppnådd ved en behandling med 0,2 vekt-% vandig oppløsning av hydrofluorsyre ved romtemperatur i 30 sek.