Fusionsimplantate aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff

Zusammenfassung

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFRP) finden in der Medizintechnik dort Anwendung, wo hohe mechanische Festigkeiten, innovatives Design und Röntgentransparenz (Wirbelsäulenfusionsimplantate) gefragt sind. CFRP wird durch Einbetten von Kohlenstofffasern in eine Kunststoffmatrix (Harz) hergestellt. Als Matrixmaterial können Duromere (z. B. Epoxidharze EPN/DDS) oder Thermoplaste (z. B. PEAK) verwendet werden. CFRP ist biokompatibel, röntgentransparent und verglichen zu anderen Implantatmaterialien höher mechanisch belastbar.

In dieser Publikation wird die Herstellung von Implantaten aus einem duromeren Werkstoffsystem im Faserwickelverfahren näher beleuchtet. Das dabei beschriebene Werkstoffsystem wird in Implantaten zur Fusion der Hals- und Lendenwirbelsäule seit 1994 klinisch eingesetzt. Die klinischen Ergebnisse der Fusionsimplantatsysteme CORNERSTONE-SR C (cervical) und UNION (lumbar) zeigten bisher keine implantatbezogenen Komplikationen. Weitere Implantatsysteme aus diesem Werkstoffsystem sind in der Entwicklung und werden vorgestellt.

Abstract

Carbon fiber reinforced plastics (CFRP) are used in the medical field when high mechanical strength, innovative design, and radiolucency (see spinal fusion implants) are needed. During the manufacturing process of the material CFRP carbon fibers are embedded into a resin matrix. This resin material could be thermoset (e.g., epoxy resin EPN/DDS) or thermoplastic (e.g., PEAK). CFRP is biocompatible, radiolucent, and has higher mechanical capabilities compared to other implant materials.

This publication demonstrates the manufacturing process of fusion implants made of a thermoset matrix system using a fiber winding process. The material has been used clinically since 1994 for fusion implants of the cervical and lumbar spine. The results of the fusion systems CORNERSTONE-SR C (cervical) and UNION (lumbar) showed no implant-related complications. New implant systems made of this CFRP material are under investigation and are presented.