Evonik erforscht die Möglichkeiten, das Hochleistungspolymer VESTAKEEP® PEEK, ein bewährtes Implantatmaterial für die Medizintechnik, für komplexe Gelenkprothesensysteme einzusetzen.
Zusammenarbeit mit dem Harris Orthopaedics Laboratory am Massachusetts General Hospital in Boston, USA
Innovationstransfer von der Veterinär- in die Humanmedizin
Partnersuche für weitere Entwicklungsschritte
Evonik erforscht die Möglichkeiten, das Hochleistungspolymer VESTAKEEP® PEEK, ein bewährtes Implantatmaterial für die Medizintechnik, für komplexe Gelenkprothesensysteme einzusetzen. Dabei greift das Spezialchemieunternehmen auf die Expertise von Medizinern am weltweit anerkannten Center for Knee and Hip Replacement am Massachusetts General Hospital in Boston (USA) zurück. Gelingt die Innovation, könnte die Lebensdauer von VESTAKEEP® basierten Gelenkprothesen deutlich verlängert und damit Revisionsoperationen oder jahrelange Schmerztherapien reduziert werden. Der Erfolg von PEEK-basierten Hüftprothesen in der Veterinärmedizin des Schweizer Unternehmens KYON unterstützte den Innovationsansatz von Evonik.
PEEK als Materialkomponente in Gelenkprothesensystemen
Gelenke sind komplexe Bewegungssysteme, die wichtige anatomische Funktionen erfüllen und ständig starken Belastungen ausgesetzt sind. Im Medical Device Competence Center in Birmingham, Alabama, verfolgt Evonik den Ansatz, die Schwachstellen der in der Humanmedizin bereits am Markt etablierten Gelenkprothesensysteme zu analysieren und mit seinem Hochleistungspolymer PEEK eine Lösung zu entwickeln.
"Wir untersuchen den Einsatz von VESTAKEEP® in menschlichen Gelenkprothesen, um die Lebensqualität der Patienten zu verbessern", erklärt Marc Knebel, Leiter des Marktsegments Medical Systems bei Evonik. "So haben wir PEEK als Materialkomponente in komplexen Gelenkprothesensystemen kennengelernt, die nach dem Baukastenprinzip in bestehende Technologien integriert werden können."
Die Lebensdauer von Gelenkprothesen um das Vierfache verlängern
Heutige Gelenkprothesensysteme überzeugen in puncto Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit. Allerdings sind Reibpartner - sogenannte Inlays, die beispielsweise zwischen Kopf und Pfanne einer im Knochen verankerten Hüftprothese liegen - ein primärer Schwachpunkt aktueller Technologien. "Unser tribologisches PEEK-Biomaterial könnte in Zukunft den entscheidenden Unterschied machen und die Lebensdauer einer Hüftprothese um das Vierfache verlängern", sagt Knebel
Wenn es so wäre, könnten Millionen von Patienten weltweit auf jahrelange schmerzlindernde Therapien verzichten. Diese sind oft notwendig, um ein bestimmtes Alter für eine Operation zu erreichen, damit die Wahrscheinlichkeit einer riskanten Revision im hohen Alter verringert werden kann.
"Der Zulassungsprozess in der Humanmedizin ist strikt am Mehrwert für den Patienten orientiert. Diesen Mehrwert müssen wir ausreichend nachweisen, um Partner für weitere Entwicklungsschritte zu gewinnen. Deshalb kooperieren wir mit dem Massachusetts General Hospital in Boston, testen unser Material in deren professionellen Labors auf tribologische Eigenschaften und erhalten wertvolles Feedback, das uns immer einen Schritt weiterbringt", sagt Knebel.
Orhun K. Muratoglu, PhD, Direktor des Harris Orthopaedics Laboratory und Direktor des Technology Implementation Research Center (TIRC) am Massachusetts General Hospital in Boston und Professor für orthopädische Chirurgie an der Harvard Medical School, kommentiert: "Im Harris Orthopaedics Laboratory haben wir mit unseren hochmodernen In-vitro-Verschleißprüfmaschinen die Leistung von PEEK-Formulierungen in medizinischer Qualität für orthopädische Gelenkersatzanwendungen wie Hüft- und Knieimplantate untersucht und festgestellt, dass das UHMWPE-PEEK-Paar eine ähnliche oder bessere Leistung aufweist als das Goldstandard-Paar UHMWPE-CoCr."
Innovationsszenario aus der Veterinärmedizin
Das Biomaterial PEEK von Evonik wird bereits erfolgreich in der neuesten Generation von Hüftprothesensystemen für Haustiere wie Hunde und Katzen des Schweizer Unternehmens KYON eingesetzt. Herzstück der innovativen Technologie ist ein Reibpartner aus dem Evonik-Biomaterial VESTAKEEP® PEEK mit einem zusätzlichen kohlefaserverstärkten PEEK-Ring zwischen Keramikkopf und Pfanne. Unveröffentlichte Daten deuten darauf hin, dass der lineare Abrieb mit Keramik auf PEEK im Vergleich zu herkömmlichen Paarungen um den Faktor 7 reduziert wird.
Rund 6000 erfolgreich durchgeführte Hüftprothesenoperationen ohne eine einzige Revision aufgrund von Inlayverschleiß und ebenso viele zufriedene Hunde - darunter echte Champions (Agility-Hunde) - sowie fünf Jahre sorgfältige Dokumentation bestätigen den Erfolg des PEEK-basierten Hüftprothesensystems von KYON. Die Polymerexperten von Evonik möchten unter anderem die Materialexpertise und das Anwendungsverständnis aus der Veterinärmedizin mit potenziellen Medizinprodukteherstellern auf die Humanmedizin übertragen.
www.evonik.com