BIJLAGE A GEZONDHEIDSRAAD

Transcriptie

1 Zitting Regelen met betrekking tot medische hulpmiddelen (Wet op de medische hulpmiddelen) BIJLAGEN BIJ DE MEMORIE VAN ANTWOORD Nr. 7 BIJLAGE A GEZONDHEIDSRAAD RAPPORT BETREFFENDE TOEZICHT OP DE HOEDANIGHEID VAN MEDISCHE MATERIALEN, WAARONDER HIER WORDEN VERSTAAN METALEN VOORWERPEN, BESTEMD VOOR PLAATSING IN HET MENSELIJK LICHAAM INHOUD VERKLARENDE LIJST VAN VAKTERMEN A. DE OPDRACHT B. DE WERKZAAMHEDEN VAN DE COMMISSIE I. De begrenzing van het te bestuderen onderwerp II. Overzicht van de ontwikkeling der implantatie van metalen hulpmiddelen III. Eisen te stellen aan het te implanteren materiaal a. Corrosie van in het menselijk lichaam geplaatste metalen voorwerpen Definitie van corrosie - De stabiele toestand van metalen Ionisatie en de spanningsreeks Verschillende vormen van corrosie Metaaloverdracht - Metalen en metaallegeringen - Roestvaststaai - Het oxydelaagje rondom het roestvaste staal en de oxygenatie Kristalstructuur en corrosie - Spanningscorrosie Het polijsten - Magnetisme - Recapitulatie Cobaltlegeringen - Andere metalen Nabeschouwing b. De relatie tussen weefsel en metalen implantaat; de invloed van het metaal op de weefsels De relatie tussen weefsel en metaal - De invloed van het metaal op de weefsels - Speurwerk De chronische prikkel - De mechanische druk van het implantaat op het weefsel - Nabeschouwing c. De mechanische eigenschappen van metalen implantaten Belastbaarheid en sterkte - Vermoeiing van metalen - Materiaalgedrag en doel van de implantatie - Constructie en vormgeving van implantaten Nabeschouwing IV. De keuze van materiaal, bestemd voor implantatie De maatstaven, die voor de keuze bepalend zijn Corrosie-vastheid, atoxiciteit en mechanische eigenschappen Het afwegen der te stellen eisen - Conclusie De ontwikkeling van de research naar nieuwe materialen - Materiaalkeuze in het buitenland V. Het gebruik van implantatie-materiaal en de voorlichting omtrent dit gebruik VI. Het toezicht op de hoedanigheid van metalen voorwerpen, bestemd voor plaatsing in het menselijk lichaam a. De wenselijkheid van het toezicht b. De te regelen elementen van het toezicht 1. Definitie van medische materialen 2. Eisen, waaraan de samenstelling der implantatiematerialen moet voldoen Cobaltlegeringen Roestvaste staallegeringen 3. Verbod materiaal van andere dan de voorgeschreven samenstelling in de handel te brengen of te verkopen; ontheffing van dit verbod 4. Beschouwingen betreffende verdere elementen van toezicht c. De uitoefening van het toezicht op de hoedanigheid van implantatie-materiaal d. De basis, waarop het toezicht dient te worden geplaatst De wettelijke regeling van het toezicht - De bestaande regelingen van toezicht op medische materialen in het buitenland VII. Het instrumentarium VIII. Advies IX. Literatuurlijst (8 vel)

2 2 VERKLARENDE LIJST VAN VAKTERMEN In dit rapport worden verscheidene vaktermen gebruikt, waarvan de betekenis niet algemeen bekend mag worden geacht, of waaraan niet door een ieder dezelfde betekenis wordt gehecht. In het onderstaande is van de belangrijkste dezer termen, in alfabetische volgorde geplaatst, een verklaring gegeven, teneinde vast te leggen hetgeen door de commissie onder deze termen wordt verstaan. Alpha-structuur Zie onder Structuur. Austeniet. Zie onder Structuur. De belastbaarheid van implantaten; de maximaal toelaatbare spanning Bij het maken van een prothese uit een bepaald materiaal gaat men uit van de sterkte (rekgrens en treksterkte) van dit materiaal en kiest bij de constructie een bepaalde vorm en bepaalde afmetingen (dikte) om te kunnen voldoen aan de te verwachten belasting. Bij het gebruik van de prothese door de patiënt zullen spanningen in de verschillende delen van de prothese optreden; deze mogen geen blijvende vervorming veroorzaken. Onder belastbaarheid is dus de maximaal toelaatbare spanning in de prothese te verstaan. Corrosie Corrosie is de chemische of elektrochemische aantasting van een metaal door de omgeving. Hierbij gaan metaalionen in het vochtige milieu in oplossing of zij vormen met andere ionen uit het milieu verbindingen, die stabieler zijn dan het metaal. Een voorbeeld is het roesten van ijzer in een vochtig milieu. Corrosievastheid; inertheid Onder corrosievastheid wordt verstaan de weerstand (resistentie), die een metaal bezit tegen aantasting door de omgeving. Deze eigenschap hangt samen met de neiging van het metaal om ionen af te geven aan de omgeving, de ionisatie. Hoe geringer deze neiging, hoe groter de corrosievastheid, en omgekeerd. Een geringe ionisatie zal slechts in geringe mate tot reacties met de omgeving aanleiding geven. Zie ook de indeling der metalen in edele en onedele. Edele, resp. onedele metalen Alle metalen stoten in een vochtig milieu ionen af, zij het in sterk verschillende mate. De ionen zijn elektrisch geladen. Door dit afstoten, de ionisatie, neemt het metaal een elektrische spanning aan ten opzichte van de omgeving. Hoe sterker de ionisatie, hoe hogere spanning. Neemt men deze spanning als maatstaf, dan kunnen de verschillende metalen in een reeks geplaatst worden: de spanningsreeks. Deze reeks geeft de graad van edelheid aan. Edele metalen hebben een lage spanning, onedele metalen hebben een hoge spanning. Deze verschijnselen liggen ten grondslag aan de corrosievastheid. Elasticiteitsgrens Dit is de hoogste spanning waarbij het materiaal nog juist geen blijvende vervorming ondergaat. Elastische vervorming Dit is de vervorming die een metaal kan ondergaan, waarbij na het wegnemen van de belasting het materiaal zijn oorspronkelijke vorm herneemt, b.v. een veer. Ferriet Zie onder Structuur Gammastructuur Zie onder Structuur Implantaten Implantaten zijn voorwerpen, die operatief in het lichaam zijn geplaatst, zodanig, dat zij in hun geheel door de weefsels worden omsloten. De tot deze voorwerpen behorende hulpmiddelen, die in het bijzonder zijn ingebracht om steun te geven, resp. om de functie van verloren gegaan weefsel te vervangen, worden veelal prothesen genoemd; deze zijn bij de implantaten inbegrepen. Indien een voorwerp slechts ten dele in het lichaam en er ten dele nog buiten uitsteekt, b.v. een Steinmannpen, zal het gedeelte, dat door de weefsels omsloten is, zich geheel als implantaat gedragen. Inertheid Zie onder Corrosievastheid. Koude vervorming Blijvende vervorming van een metaal bij lage temperatuur (b.v. kamertemperatuur) door buigen, wringen e.d. geeft versteviging door verstoringen in het kristalrooster. Ook kan verandering in de structuur optreden. Zo zal b.v. in austenitische chroom-nikkel-staal door de vervorming een zeer fijne uitscheiding van vaste partikeltjes van een andere structuur kunnen plaatsvinden langs kristalgrenzen of langs bepaalde atoomvlakken van het kristalrooster. Deze structuurveranderingen hebben een ongunstige invloed op de corrosievastheid. Magnetisme Austeniet of gamma-ijzer is niet magnetisch (ferromagnetisch). Ferriet of alfa-ijzer is magnetisch. Maximaal toelaatbare spanning Zie onder Belastbaarheid. Metaalvermoeidheid Indien een metaal vele malen wisselend wordt belast, kan reeds breuk optreden ook indien de belasting ver beneden de normale breukgrens (treksterkte) ligt. Men spreekt in zulk een geval van een vermoeiingsbreuk die zich naar uiterlijk duidelijk van een gewone (taaie) breuk onderscheidt doordat hij glad is en zonder plastische vervorming (brosse breuk). Bij staal is de grensbelasting aan te geven waaronder het materiaal, ongeacht het aantal wisselingen, niet zal breken. Plastische vervorming Dit is de blijvende vervorming, die een metaal kan ondergaan zonder te breken. Prothesen Zie onder Implantaten Rekgrens Daar de elasticiteitsgrens moeilijk is te bepalen, gebruikt men in de praktijk het begrip rekgrens. Dit is de spanning waarbij het materiaal een afgesproken hoeveelheid blijvende rek ondergaat. Zo betekent 0,2 rekgrens de belasting om 0,2% blijvende vervorming te geven. (Zie ook Elasticiteitsgrens).

3 Resistentie Zie onder Corrosie. Staal (ongelegeerd) Onder ongelegeerd staal verstaat men de technische ijzerkoolstoflegeringen die smeedbaar zijn. Het zijn ijzerlegeringen met een koolstofgehalte dat tussen 0,1-1,5% ligt, die tevens een geringe hoeveelheid andere elementen bevatten, zoals Mn, Si, P, S. Het is vooral de koolstof die de mechanische eigenschappen van de ijzerlegeringen bepaalt, waardoor op grote schaal technische toepassingen mogelijk zijn. Staal (gelegeerd) Gelegeerd staal is een ijzerlegering, waaraan men opzettelijk grotere hoeveelheden van andere elementen heeft toegevoegd; soms speelt hierin tevens de koolstof een belangrijke functie, terwijl in enkele gevallen b.v. niet roestend chroomnikkel-staal 18/8 de koolstof zo laag mogelijk wordt gehouden. Structuur De metalen zijn opgebouwd uit kristalkorrels, ook kristallieten genoemd, die inwendig de regelmatige bouw van een kristal hebben, maar uitwendig een onregelmatige begrenzing bezitten. Deze inwendige, regelmatige bouw komt in verschillende modificaties voor. Zo heeft het element ijzer en dientengevolge ook staal - van kamertemperatuur tot ca. 900 C een kubische midbloks bezette 1 ) kristalstructuur, die ook wel alpha-structuur of ferriet wordt genoemd. Boven deze temperatuur gaat de structuur in een andere, stabiele modificatie over, de kubische midvlaks bezette kristalstructuur; deze wordt aangeduid als gamma-structuur of austeniet. Bij daling van de temperatuur tot beneden 900 C zal ongelegeerd ijzer of staal weer van de gamma-structuur in de alpha-structuur overgaan, maar bij sommige sterk gelegeerde staalsoorten zal bij lagere temperatuur de gamma-structuur blijven bestaan, hetzij als stabiele, hetzij als metastabiele toestand, afhankelijk van de samenstelling. Men heeft dan een austenitische staalsoort. Austenitische staallegeringen hebben in het algemeen een grote weerstand tegen corrosie. Ferriet daarentegen heeft slechts een geringe corrosievastheid. Treksterkte Dit is de spanning in het materiaal op het ogenblik van breuk, berekend uit de aangebrachte belasting, gedeeld door de oorspronkelijke doorsnede. Warmtebehandeling van metalen Door warmtebehandeling kan een metaallegering de gewenste structuur en de daarmee samenhangende eigenschappen verkrijgen. Het is van belang dat deze structuur niet wordt verstoord door het implantaat onoordeelkundig opnieuw te verhitten, vooral aangezien 18/8 Cr-Ni staal hiervoor zeer gevoelig is en de corrosievastheid kan teruglopen. Cr-Co legeringen ondergaan bij warmtebehandeling praktisch geen veranderingen. IJzer Onder ijzer verstaat men het chemische element. In zuivere vorm - verontreinigingen niet meer dan enige honderdste procenten - is het metaal ijzer slechts weinig harder en sterker dan koper. Het vindt geen technische toepassing voor constructie-onderdelen. 1 ) (Ruimtelijk gecentreerde; zie literatuurlijst nr. 8). A. DE OPDRACHT Op 20 juli 1959 heeft de Minister van Sociale Zaken en Volksgezondheid bij schrijven afd. Gezondheidsbescherming, nr , het advies gevraagd van de Gezondheidsraad betreffende de wenselijkheid, respectievelijk de mogelijkheid de hoedanigheid van medisch-fysische apparatuur en van materialen, welke in de geneeskunde worden gebruikt, op een of andere wijze onder toezicht te stellen, daarbij voegende een brief d.d. 30 januari 1956, onder nr. 1014, van dr. A. P. van der Wey, geneesheer-directeur van het Wilhelminagasthuis te Amsterdam, betreffende de onderwerpelijke aangelegenheid. Voor de bestudering van bovengenoemd probleem heeft de Voorzitter van de Gezondheidsraad de hieronder vermelde commissie ingesteld: Dr. J. Wester, Voorzitter; Prof. dr. P. J. Gaillard, hoogleraar in de Cytologie en Experimentele Histologie aan de Rijksuniversiteit te Leiden; Ir. H. Leutscher, metallurg te Hengelo; Prof. dr. E. J. Moeys, hoogleraar in de heelkunde aan de Katholieke Universiteit te Nijmegen; Prof. dr. G. M. San Giorgi, hoogleraar in de orthopedie aan de Katholieke Universiteit te Nijmegen; Dr. Otto Verbeek, chirurg-orthoped, lector aan de Gem. Universiteit te Amsterdam; Prof. dr. A. J. Zuithoff, hoogleraar in de algemene en toegepaste metaalkunde aan de Technische Hogeschool te Delft; J. Sunier, arts, secretaris-rapporteur. B. DE WERKZAAMHEDEN VAN DE COMMISSIE I. De begrenzing van het te bestuderen onderwerp Bij de aanvang van haar werkzaamheden heeft de commissie zich terstond gerealiseerd, dat zij voor een probleem van grote uitgebreidheid was gesteld en dat het daarom noodzakelijk moest worden geacht nauwkeurig de begrenzing van het door haar te bestuderen onderwerp te bepalen. Onder de term medisch-fysische apparatuur en materialen" vallen nagenoeg alle technische hulpmiddelen, die in de medische praktijk gebruikt worden, in al hun veelheid en verscheidenheid! Men denke hierbij aan het chirurgisch instrumentarium, aan de verschillende meetinstrumenten voor druk, voor elektrische spanning of stroom, voor kleur, enz., aan bestralingsapparaten, aan in het menselijk lichaam te plaatsen hulpmiddelen van metaal of synthetische stoffen, zoals plastics, e.d. en andere apparatuur en materialen. Nu kan stellig niet gesproken worden van een behoefte aan toezicht op de hoedanigheid van al deze technische hulpmiddelen, maar ook indien men zich beperkt tot dezulke, waarvoor toezicht noodzakelijk moet worden geacht, blijft nog een grote groep van zeer ongelijke onderwerpen over, die nauwelijks onder één, het geheel omvattende regeling te brengen zou zijn. Het stellen van goed hanteerbare regels voor een toezicht op medische materialen zal daarom bij voorkeur verwezenlijkt dienen te worden door het treffen van maatregelen voor elke soort der verschillende objecten afzonderlijk. Door deze gedachte geleid heeft de commissie zich bij haar keuze bepaald tot het onderwerp, waarvoor het instellen van toezicht als het meest urgent dient te worden geacht, met name metalen voorwerpen, bestemd voor plaatsing in het menselijk lichaam." De term: in het menselijk lichaam" moet worden opgevat als plaatsing in de weefsels van het menselijk lichaam". Zo vallen dus metalen tandvullingen niet onder het onderwerp, al zal men kunnen zeggen, dat deze vullingen binnen het lichaam liggen. De commissie heeft voorts overwogen, of het gewenst is een nadere aanduiding van de implantaten te geven, door b.v. te vermelden, dat het gaat om gebruik in de botchirurgie" of kortweg in de chirurgie". Zij vreest echter, dat hier-

4 4 door een ongewenste beperking aan de maatregel van toezicht zou kunnen worden gegeven, omdat omtrent de begrenzing van de begrippen botchirurgie" of chirurgie" verschil van mening zal kunnen rijzen. Het lijkt de commissie daarom juister de aard van de medische verrichting, waarbij het voorwerp in het lichaam wordt geplaatst, buiten beschouwing te laten. Voorts wil de commissie met nadruk adviseren voorlopig alleen de metalen" implantaten in de regeling op te nemen en dus geen kunstharsen of andere kunststoffen. Deze laatste zullen andere problemen opwerpen, zowel van technische als van biologische aard en dus ook andere regelingen vergen. Wellicht ten overvloede zij opgemerkt, dat de beperking van de studie tot metalen" voorwerpen geenszins tot de conclusie mag leiden, dat een toezicht op andere medische materialen door de commissie van minder belang wordt geacht. II. Overzicht van de ontwikkeling der implantatie van metalen hulpmiddelen De ontwikkeling van de chirurgie, met betrekking tot het plaatsen van metalen hulpmiddelen in het menselijk lichaam, kan in het kort als volgt geschetst worden. Het gebruik van metalen fixatiemiddelen bij de operatieve behandeling van gebroken beenderen, m.n. metaaldraad, dateert reeds uit het einde der 18de eeuw, dat wil dus zeggen, uit een tijd, waarin elke operatieve ingreep een groot infectiegevaar inhield. Men mag dan ook aannemen, dat de genoemde operatieve behandeling in vrijwel alle gevallen tot wondinfectie en daardoor tot mislukking van de ingreep heeft geleid. In de 19de eeuw kwam hierin geen verbetering van betekenis; ook toen ging het beoogde effect vrijwel steeds door infectie verloren. Desondanks wordt uit de tweede helft van de 19de eeuw voor het eerst het gebruik vermeld van een metalen plaat, bevestigd met schroeven, als hulpmiddel bij de fractuurbehandeling, zij het ook toen met ongunstige gevolgen. Het duurde tot het begin van de 20ste eeuw eer het gebruik van geïmporteerde metalen fixatiemiddelen met succes werd bekroond. In 1914 publiceerde de Engelse chirurg Lane (28) 1 ) zijn operatietechniek voor de botchirurgie. Hij bereikte gunstige resultaten met het aanbrengen van een beenplaat, vastgezet met schroeven, bij de operatieve fractuurbehandeling. Hoewel in die tijd de chirurgie reeds zover was gevorderd, dat grote buikoperaties met succes konden worden verricht en ook de thoraxchirurgie grote vorderingen maakte, waren de ervaringen met operatieve ingrepen aan het bot in het algemeen minder gunstig. Daarom was het werk van Lane van zo grote betekenis. Intussen namen de tegenslagen bij het aanbrengen van metalen hulpmiddelen in het lichaam nog geen einde. Toen de infectieverschijnselen niet langer het klinische beeld vertroebelden en de implantaten langdurig in het lichaam konden blijven, traden andere schadelijke verschijnselen aan de dag. in het bijzonder corrosie van het metaal en toxische beschadiging van het weefsel. Deze twee verschijnselen traden als regel tezamen op. Het bleek, dat in vele gevallen metaal en weefsels elkanders nabijheid niet konden verdragen. Men mag daarom enerzijds wel zeggen, dat de implantatiechirurgie als verantwoorde therapie met de asepsis is aangevangen, maar anderzijds bleek eerst daarna welke moeilijkheden nog te overwinnen waren. Voor het doorgronden van het corrosieverschijnsel zijn de onderzoekingen van Venable en Stuck (43), gepubliceerd in 1938, van grote betekenis gebleken. Zij toonden de principes van de electrochemische corrosie van metalen implantaten aan, waarbij het weefselvocht als electroliet fungeert. Uit het deel van het implantaat, dat de anode vormt, vloeien ionen weg, met het gevolg dat op den duur ter plaatse cor- 1 ) Verwijzing naar de literatuurlijst. rosie zal kunnen optreden; zie Ferguson, Laing en Hodge (19). Door deze onderzoekingen werd dus duidelijk, dat bij de elektrochemische processen, die de corrosie veroorzaken, het milieu, in casu het weefselvocht, een belangrijke rol speelt. Daarnaast zijn de reacties van de weefsels op de aanwezigheid van een metalen voorwerp door velen bestudeerd. De schadelijke invloed blijkt te berusten op het in de weefseis dringen van metaalionen. Bovendien zijn onder experimentele omstandigheden gevallen waargenomen, waarin na een langdurig verblijf van een metalen implantaat in de weefsels, kwaadaardige nieuwvorming optrad en waarbij het vermoeden rees, dat de chronische prikkel op de weefsels door het implantaat hiervan de oorzaak was. Naast de corrosie en de weefselreactie is aandacht besteed aan de mechanische eigenschappen van de metalen voorwerpen. Door verschillende onderzoekers zijn de mechanische eigenschappen van metalen en metaallegeringen bepaald, zoals de rekgrens en de treksterkte en de vermoeiingsgrens, teneinde de maximaal toelaatbare spanning in een implantaat aan te geven. Hierbij bleek tevens, dat de constructie en de vorm van het implantaat van grote betekenis zijn, vooral voor prothesen, die voor onbepaalde tijd worden ingebracht. In vroeger jaren zijn vele mislukkingen het gevolg geweest van een onjuiste keuze van materiaal, b.v. omdat dit te week of te zwak was. Bezwijken van de implantaten door vervorming of breuk was hiervan het gevolg. De tweede wereldoorlog, die grote behoefte deed ontstaan aan betrouwbaar materiaal voor implantatie, heeft in de U.S.A. tot een goed opgezet onderzoek geleid naar de deugdelijkheid van enkele, op dat moment in de chirurgie door velen gebruikte materialen. Murray en Fink, die door de National Research Council (orthopedie committee) met dit onderzoek waren belast, wezen in 1943 in hun rapport het roestvaste staaltype 302 aan als het meest geschikte materiaal. 1 ) Dit onderzoek is voortgezet, eerst door Fink en Smatko (20), daarna op verzoek van het Committee on Fractures and other Traumas" van de American College of Surgeons", door Blunt, Hudock en Murray (3). Als samenvatting van de resultaten van deze onderzoekingen kan gezegd worden, dat het roestvaste staaltype ) nog iets betere eigenschappen blijkt te bezitten dan type 302, maar dat vitallium" 3 ), wat betreft corrosievastheid en onschadeiijkheid, als het beste materiaal moet worden beschouwd, al is het minder gemakkelijk te bewerken. Hoewel deze uitspraken als waardevolle gegevens mogen worden beschouwd, zijn hiermede geenszins alle vragen betreffende het implantatiemateriaal beantwoord, noch in het algemeen, noch betreffende de onderzochte materialen in het bijzonder. Ook hebben deze onderzoekingen niet een zodanige weerklank in de wereld gevonden, dat sedertdien in de chirurgie slechts de als betrouwbaar aangewezen materialen worden gebruikt. Integendeel, het valt niet te betwijfelen, dat nog veel ondeugdelijk materiaal in de handel is. Dit materiaal wordt de chirurgen aangeboden en door velen van hen, zonder enig gevaar te vermoeden, gebruikt. Men mag hier wel aan toevoegen, dat ook vele importeurs en handelaren onwetend zijn omtrent de werkelijke samenstelling en deugdelijkheid van het door hen in verkoop gebrachte materiaal. 1 ) Roestvaststaai is een metaallegering van ijzer met een of meer andere metalen, zoals chroom, nikkel, molybdeen, e.a. in bepaalde verhoudingen (zie hoofdstuk III, a). 2) Het Amerikaanse roestvaste staaltype 316 bevat, naast ijzer, pet. chroom, pet. nikkel en 2 3 pet. molybdeen (zie hoofdstuk III, a). 3) Het hier bedoelde vitallium" is een cobaltlegering, samengesteld uit ca. 65 pet. cobalt, 30 pet. chroom en 5 pet. molybdeen (zie hoofdstuk III, a).

5 5 Perspectief Wil men trachten in de toekomst schadelijke gevolgen van het gebruik van metalen implantaten te voorkomen, dan zal in de eerste plaats zekerheid dienen te worden verkregen omtrent de deugdelijkheid en onschadelijkheid van het te implanteren materiaal. Bij het onderzoek van dit materiaal is onderscheid te maken tussen technische tests en biologische tests. De beoordeling van de corrosie-vastheid en de mechanische eigenschappen ligt uiteraard in het technische vlak. Daarnaast zijn problemen betreffende de toxiciteit en de weefselreactie van biologische aard. Streng te scheiden zijn deze twee zijden van het onderzoek echter niet. Men bedenke, dat de corrosievastheid moet blijken in het biologisch milieu van het menselijk lichaam. Het weefselvocht kan bepaalde metalen aantasten en corrosie doen ontstaan, terwijl de corrosieprodukten het weefsel schadelijk kunnen prikkelen. Hieruit volgt, dat voor een kritische beoordeling van materialen de technicus en de bioloog in voortdurend overleg met elkaar dienen samen te werken. Het lijkt geenszins uitgesloten, dat zich in de toekomst nog problemen zullen voordoen, die naar hun aard thans nog geheel of grotendeels onbekend zijn. Overigens valt te verwachten, dat nog met andere dan de genoemde metalen en metaallegeringen geëxperimenteerd zal worden. Reeds is dit het geval met enkele metalen, zoals tantalium, titanium en zirconium. De vraag of te verwachten valt, dat op den duur metalen implantaten geheel door implantaten van kunsthars of andere kunststoffen zullen worden vervangen kan thans nog niet beantwoord worden. De tot heden verkregen ervaringen bij de botchirurgie met deze stoffen zijn weinig gunstig. Uit de soms ernstige weefselreacties is gebleken, dat de gebezigde organische verbindingen niet indifferent zijn. Het gehele probleem van het gebruik van kunststoffen als implantatie-materiaal vereist nog uitvoerige studie. In het bovenstaande zijn ter algemene oriëntatie enkele belangrijke facetten van het veel omvattende vraagstuk betreffende metalen implantaten belicht. In de hierna volgende hoofdstukken van dit rapport wordt op elk onderdeel dieper ingegaan, waarbij tevens naar enkele, uit de omvangrijke literatuur gekozen publicaties, die van bijzonder belang worden geacht, verwezen zal worden. III. Eisen te stellen aan het te implanteren materiaal In het voorgaande is gebleken dat materiaal bepaalde eigenschappen dient te bezitten, wil het geschikt geacht mogen worden voor implantatie in het menselijk lichaam. Thans dienen deze eigenschappen als eisen nader te worden omschreven. Het is betrekkelijk eenvoudig om in algemene termen, zoals corrosie-vastheid en atoxiciteit, deze eisen aan te duiden, veel moeilijker is het tot in details nauwkeurig aanwijzingen te geven betreffende de chemische samenstelling en de mechanische eigenschappen, welke de materialen moeten bezitten. Daarbij dient rekening te worden gehouden met de omstandigheid, dat het materiaal in het bijzondere milieu van het menselijk lichaam komt te liggen, een omstandigheid, die het probleem in ernstige mate compliceert. Er bestaat wel grote ervaring betreffende het optreden van corrosie van metalen in de techniek, doch deze ervaring mag niet zonder restrictie voor het biologisch milieu geldig geacht worden, omdat naast corrosie het probleem staat van de weefselreacties op de aanwezigheid van een metalen voorwerp. Intussen mag gezegd worden, dat juist de vele mislukkingen van operatieve ingrepen enig inzicht hebben doen groeien in de te stellen eisen. Er zal nog veel onderzoek nodig zijn, zowel betreffende corrosie, als betreffende de toxiciteit, eer men de te stellen eisen aan het materiaal nauwkeurig zal kunnen omschrijven. Bij de hiervolgende bespreking van de eisen, waaraan metalen voorwerpen voor implantatie moeten voldoen, is om bovenstaande redenen niet uitgegaan van een systematische bespreking van het gedrag van metalen in de techniek, maar is de stof ingedeeld naar de verschijnselen, die in de medische praktijk als de belangrijkste mogen worden beschouwd, te weten de corrosie, de weefselreactie op de aanwezigheid van het metaal en de mechanische eigenschappen van het metaal. Ten opzichte van elk van deze onderwerpen zullen de belangrijkste principes op metallurgisch en biologisch gebied worden besproken met het doel een basis te vinden voor het stellen van de eisen, waaraan het materiaal moet voldoen. Nog zij vermeld, dat bij de bestudering der maatregelen van toezicht op implantatie-materiaal in het buitenland (zie onder) de commissie steun heeft gevonden in de Engelse voorschriften betreffende de samenstelling van dit materiaal. a. Corrosie van in het menselijk lichaam geplaatste metalen voorwerpen Corrosie van metalen is een algemeen bekend verschijnsel; men denke aan het roesten van ijzer. Door corrosie wordt het karakter van het metaal volledig veranderd, zodat het zijn sterkte verliest en uiteindelijk geheel ten gronde zal kunnen gaan. Het is duidelijk, dat deze veranderingen, reeds voordat zij ver zijn voortgeschreden, voor de chirurgische toepassing ontoelaatbaar zijn, temeer daar de gevormde metaalverbindingen (corrosieprodukten) in het weefsel dringen en toxisch kunnen werken (2), (34), (38), (50), (51). Vraagt men zich af welke chemische processen zich hierbij afspelen, dan kan corrosie als volgt gedefinieerd worden: Definitie van corrosie Onder corrosie wordt hier verstaan de aantasting van een metaal door chemische of electronische processen. Hierbij gaan metaalionen in oplossing of er worden met andere ionen uit het milieu verbindingen gevormd die stabieler zijn dan het metaal. Deze verbindingen worden corrosie-produkten genoemd. De verbindingen kunnen soms het metaaloppervlak zodanig bedekken dat verdere aantasting tot stilstand komt, b.v. chroom aan de lucht, dat met een doorzichtig oxydelaagje wordt afgedekt, hetwelk verdere aantasting verhindert. Men spreekt ook wel van geabsorbeerde zuurstof, die verdere diffusie verhindert. In andere gevallen kan een poreuze laag worden gevormd, die blijft groeien. Een voorbeeld hiervan is ijzer waarop in vochtige lucht roestvorming plaats heeft, die doorgaat tot het ijzer geheel verteerd is. Deze in de techniek veelvuldig voorkomende processen treft men ook bij implantaten in het menselijk lichaam aan; het weefselvocht vormt hierbij het vochtig milieu. Men vindt in de metaalkunde verscheidene definities van corrosie, waarbij dan het ene en dan het andere kenmerk op de voorgrond wordt gesteld. De electrochemische processen die bij corrosie plaatsvinden laten zich niet in kort bestek beschrijven; ze zullen hier dan ook grotendeels buiten beschouwing blijven. Er zal slechts worden ingegaan op enkele begrippen die voor de corrosie van metalen in het menselijk lichaam van belang zijn, terwijl tevens enkele vormen van corrosie zullen worden besproken. De stabiele toestand van metalen Voor een verantwoorde implantatie-chirurgie is het noodzakelijk enig algemeen inzicht te hebben in de aard en het gedrag van metalen en te weten in welke vorm zij ter beschikking staan. Slechts enkele metalen komen in de metallieke toestand - dus als ongebonden element - op aarde voor, de meeste worden als verbindingen aangetroffen. Dit kunnen verbindingen zijn met zuurstof, met zwavel, met koolzuur e.d., dus oxyden, sulfiden, carbonaten. Het hieruit gewonnen metaal zal in vele gevallen onder invloed van het milieu weer naar de verbinding willen terugkeren.

6 6 De neiging hiertoe is des te groter naarmate het metaal minder edel is, hetzij de gevormde verbinding het oppervlak zodanig afdicht, dat verdere reactie met het omringende milieu wordt stopgezet. Hoe edeler een metaal, hoe groter de kans dat het in metallieke toestand op aarde wordt aangetroffen en hoe geringer de neiging om met het milieu te reageren tot verbindingen. Zilver, goud en platina, worden in gedegen toestand gevonden. Hoe onderscheidt men nu de edele en de niet-edele metalen van elkaar? Het criterium hiervoor is gelegen in de neiging in waterige oplossing ionen af te geven (12), (29), (38), (50), (51). lonisatie en de spanningsreeks Dompelt men een metalen staaf in water dan gaan uit de staaf metaal-ionen in oplossing. De edele metalen doen dit slechts in geringe mate, de onedele stoten gemakkelijk ionen af. Door dit afstoten van ionen (geladen atomen) neemt het metaal een spanning aan t.o.v. de omringende vloeistof; de electrische potentiaal. Hoe gemakkelijker ionen worden afgestoten des te hoger is de potentiaal. De potentiaal kan worden gemeten met behulp van een willekeurige referentie-electrode, die men per definitie een potentiaal 0 toekent. Vaak neemt men een waterstof-electrode aan als 0 punt, doch meet veelal met een andere normaal electrode, waarvan het potentiaalverschil t.o.v. waterstof bekend is. Door een aantal metalen te vergelijken kan een reeks worden gevormd, de z.g. spanningsreeks, die de onderlinge verhouding van de mate, waarin de metalen edel zijn, aangeeft. Het zou van groot praktisch nut zijn, indien men aan de hand van deze spanningsreeks metalen zou kunnen aanwijzen, die voldoende edel kunnen worden geacht om als implantatiemateriaal dienst te doen. Deze reeks is echter meer van theoretische dan van praktische betekenis, omdat in de praktijk vrijwel steeds legeringen worden gebruikt in plaats van zuivere metalen. Deze laatste zijn doorgaans te zacht. Bovendien houdt de reeks geen rekening met de werking van de afdekkende neerslag door zich vormende corrosieprodukten (of met films van geabsorbeerde atomen). Ook heeft de zuurstof een belangrijke invloed, die niet uit de spanningsreeks volgt. Er is daardoor moeilijk een absolute grens aan te geven voor het voldoende edel zijn van een metaal, hoogstens een praktische grens onder bepaalde condities van het milieu. Uit de spanningsreeks volgt, dat theoretisch elk metaal, ook het edele, ionen afgeeft in waterige oplossing. Voor de praktijk is in vele gevallen deze afgifte van ionen biologisch van geen betekenis. Het is vooralsnog niet mogelijk een grens aan te geven. Het weefselvocht bevat voorts velschillende zouten, w.o. chloriden. Het chloor-ion is bijzonder agressief, vooral ten aanzien van ijzerhoudende legeringen en kan diffunderen door de afdekkende oxydefilms, waarvan in het bovenstaande sprake was. Hierop zal nog nader worden ingegaan bij de behandeling van verschillende praktijklegeringen (13), (15), (16), (19), 20). Verschillende vormen van corrosie De gedaante van de aantasting die een metaal kan ondergaan, onderscheidt zich zowel naar uitgebreidheid als naar uiterlijk. Zonder naar volledigheid te streven, zullen hier enkele vormen van corrosie worden aangeduid. Men spreekt van algemene of gelijkmatige corrosie als het gehele metaaloppervlak wordt aangetast. De intensiteit kan hierbij sterk variëren. Heeft de aantasting een sterk plaatselijk karakter, dan spreekt men van putvormige corrosie (pitting corrosion). Deze vorm wordt in de chirurgische praktijk het meest gezien en vrijwel uitsluitend bij roestvaste implantaten. Beschadigingen van een beschermende laag door chemische of mechanische invloeden zijn als regel de oorzaak van deze vorm van corrosie. Men denke aan het kwetsbare oxyde-laagje, dat roestvaststaai bekleedt en hieraan zijn corrosie-vastheid geeft. Ook plaatselijke in-homogeniteiten van het materiaal door insluitsels of vervorming kunnen de aanleiding zijn. Soms wordt een metaal langs de kristalgrenzen aangetast. Het verliest dan alle samenhang en valt uiteen. Deze vorm wordt aangeduid met de term interkristallijne corrosie. Deze aantasting kan zeer snel voortschrijden en is daarom bijzonde gevreesd. Het ontstaan is te danken aan onzuiverheden op de kristalgrenzen of aan onregelmatigheden door dis-oriëntatie van het kristalrooster op de kristalgrenzen. Beiden vergemakkelijken het uittreden van metaal atomen. Spleetcorrosie treedt op in zeer fijne spleten b.v. bij schroefverbindingen, waarbij in de spleet onvoldoende zuurstof is om de vorming van een beschermende oxydefilm te verkrijgen. Contactcorrosie ontstaat indien twee metalen van belangrijk verschillende samenstelling en dus met een aanzienlijk potentiaalverschil met elkaar in aanraking worden gebracht, terwijl ze zich in een vochtig milieu bevinden, m.a.w. een galvanisch element vormen. Als voorbeeld uit de chirurgische praktijk is hier te noemen het bevestigen van een beenplaat met schroeven van een andere legering dan de plaat. Is het oppervlak van het minst edele metaal klein t.o.v. het meer edele, b.v. een schroef in een plaat, dan zal door stroomconcentratie het kleinste voorwerp, dus de schroef, zeer sterk en zeer snel kunnen worden aangetast (2), (13), (41), (43), (52). Metaaloverdracht Als een bijzondere oorzaak van corrosie dient het verschijnsel van metaaloverdracht te worden genoemd. Indien twee metalen voorwerpen onder hoge druk met elkaar in contact komen, kan op zeer kleine puntjes een samenwellen (cold weid) optreden, d.i. een soort aaneenhechten van de metalen. Verwijdert men de voorwerpen weer van elkaar, dan zullen zeer fijne metaaldeeltjes van het ene voorwerp op het andere achterblijven. Bij verschil in samenstelling zal dan in een vochtig milieu een elementje gevormd worden, zodat corrosie zal kunnen volgen. Een voorbeeld hiervan is de corrosie, die kan optreden indien een roestvaste schroef van een implantaat wordt aangedraaid met een niet-roestvaste schroevendraaier. Tijdens het met kracht aanschroeven zal een samenwellen kunnen optreden en de op de schroefkop achtergebleven ijzerdeeltjes zullen een elementje doen ontstaan. Daar het hierbij in de regel om zeer kleine metaaldeeltjes gaat, zal de corrosie slechts van geringe omvang zijn, n.1. tot al de achtergebleven metaaldeeltjes van de schroevendraaier gecorrodeerd zijn. Een zo beperkte corrosie zal in vele gevallen de sterkte van het implantaat niet van betekenis doen verminderen, maar men zal ook dan met de mogelijkheid van schadelijke weefselreacties rekening dienen te houden (26). Alleen blijft het gevaar bestaan van weefselbeschadiging door de corrosie-produkten (4), (5), (6), (23), (28), (30), (34). Metalen en metaallegeringen In het voorgaande zijn de wijze van ontstaan en de verschillende vormen van corrosie in grote lijnen aangegeven. Thans dient dieper te worden ingegaan op technische factoren, die bij het vervaardigen van corrosie-vast materiaal, geschikt voor implantatie, van belang zijn. In de eerste plaats zij erop gewezen, dat tot dusver voornamelijk gesproken is over enkelvoudige metalen of metallurgische elementen als ijzer, nikkel, goud, enz. Echter wor-

7 7 den voor praktische toepassing de zuivere metalen maar weinig gebruikt, omdat ze veelal erg zacht zijn. Daarom wordt b.v. zuiver goud gelegeerd met een weinig koper als het wordt toegepast voor sieraden of in de tandtechniek. IJzer wordt gelegeerd met wat koolstof en mangaan, waardoor het technisch veel gebruikte staal ontstaat. Het is van groot belang, dat bij deze legeringen een edel metaal zijn edele eigenschappen behoudt zolang niet te veel onedele legeringsbestanddelen worden toegevoegd. Omgekeerd zou men aan het onedele ijzer zoveel nikkel of cobalt kunnen toevoegen, dat het een edel karakter verkrijgt, maar dan moet het nikkel of cobalt in overmaat aanwezig zijn. Het staalkarakter gaat dan verloren en er ontstaan nikkel- of cobaltlegeringen met enig ijzer. Roestvast staal Bij het vervaardigen van roestvast staal is een geheel andere weg gevolgd. Wanneer aan ijzer, dat onedel is, een hoeveelheid chroom, dat eveneens onedel is, wordt toegevoegd, ontstaat een legering, die een vrij goede bestendigheid tegen corrosie vertoont. Dit komt doordat het chroom, in tegenstelling met ijzer, een dichte oxydelaag kan vormen, die het metaal afsluit voor verdere corrosie. Bij beschadiging herstelt deze oxydehuid zich snel, mits zuurstof aanwezig is. materiaal, i.c. het chroom- en nikkelgehalte, maar eveneens door de kristalstructuur. Deze structuur is te danken aan de warmtebehandeling (verhitten en afkoelen), die het materiaal tijdens de fabricage ondergaat. Met nadruk moet worden vastgesteld, dat, hoe perfect de fabricage ook moge zijn uitgevoerd, het chroom-nikkel-staal (18/8-staal), zonder molybdeen, niet geheel bestendig is tegen Cl-ionen. Het is daardoor, evenals het bovengenoemde chroomstaai onbruikbaar voor implantatie. Het is intussen gelukt de resistentie van 18/8 staal tegen Cl-ionen belangrijk op te voeren door toevoeging van enkele procenten molybdeen. Een legering van ijzer met 18 Cr, 8 Ni en 2 Mo, vertoont in Cl-houdende milieus, mits de structuur van het metaal door warmtebehandeling goed is, een zodanige weerstand tegen aantasting, dat toepassing voor implantatie onder nader te bespreken voorbehoud, toelaatbaar is. Men dient zich er dus terdege van bewust te zijn, dat van alle in de handel gebrachte soorten roestvast Cr-Ni staal slechts de Mo-houdende in aanmerking komen voor medische toepassing! In verschillende landen zijn deze typen officieel genormaliseerd, waarvan in onderstaande tabel enige voorbeelden volgen: Chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van gegloeidroestvrij staal type 18/8 SMo 1 ) Land Norm C max. Cr Ni Mo 0,2 rekgrens kg/mm 2 min. Treksterkte kg/mm a min. U.S.A. ASTM A U.S.A. ASTMA L G.B. D. B.S B Werkstoffnr min F. Z3CND Ijzerlegeringen met 13% chroom of meer zijn taai en het chroomgehalte is voldoende om een oxydefilm te geven. De bestendigheid is echter begrensd en geringer al naar het koolstofgehalte (dat in technische legeringen altijd aanwezig is) hoger ligt % chroomstaai wordt gebruikt voor roestvaste messen, o.a. ook voor chirurgische messen. De bestendigheid is voor normaal gebruik redelijk, echter niet in alle media in gelijke mate en bovendien sterk afhankelijk van de warmtebehandeling bij de fabricage (zie onder) en de daardoor ontstane kristalstructuur. Maar de oxydehuid is niet ondoorlaatbaar voor Cl-ionen. Voor implantatie in de weefsels, die praktisch steeds Cl-ionen bevatten, is dit chroomstaai daarom volkomen ontoelaatbaar. Praktische ervaringen uit de chirurgische literatuur bevestigen dit. Omstreeks het einde van de eerste wereldoorlog ontdekte men, dat door in een ijzer-chroomlegering een deel van het ijzer door nikkel te vervangen een veel grotere weerstand tegen corrosie ontstaat. Bij een percentage van 18% Cr en 8% Ni is een ijzerlegering zeer resistent. De 18/8 legering bezit een goede sterkte en een zeer hoge taaiheid en het is deze combinatie, die zo gunstig is voor technische toepassing. Het 18/8 staal met max. 0,08% koolstof vindt in de laatste jaren een enorme toepassing in de chemische industrie en voor huishoudelijke doeleinden (aanrecht, pannen, bestek, e.d.). Het wordt in massa gefabriceerd. De vraag of dit materiaal ook geschikt geacht mag worden voor het vervaardigen van te implanteren voorwerpen kan echter niet bevestigend beantwoord worden. Men dient zich hierbij te realiseren, dat de resistentie tegen corrosie niet uitsluitend wordt bepaald door de chemische samenstelling van het 1 ) Naast de chemische samenstelling zijn ook enkele mechanische eigenschappen vermeld. Voor uitvoerige bespreking van deze eigenschappen zie hoofdstuk III c. Vergelijking van de in deze tabel vermelde cijfers leert, dat geringe verschillen in Cr- en Ni-gehalte niet essentieel zijn te achten. Het Mo-gehalte komt voor in een spreiding van 2-3 pet., er zal dus minstens 2 pet. Mo aanwezig moeten zijn. Over de invloed van hogere percentages lopen de meningen uiteen, maar aangenomen mag worden, dat deze de corrosievastheid niet belangrijk zullen verbeteren. Met het stellen van deze miminimumeis van 2 pet. molybdeen sluit men onvoorwaardelijk alle z.g. roestvaste staallegeringen uit die voor implantatie van inferieure kwaliteit zijn. Materiaal, gelegeerd als in de tabel aangegeven, is goed walsbaar en smeedbaar in de handel verkrijgbaar als staf, buis, strip of plaat. Al deze, in de verschillende landen genormaliseerde soorten legeringen kunnen bruikbaar worden geacht voor het vervaardigen van implantaten, zij het niet geheel zonder voorbehood (zie onder). Het oxydelaagje rondom het roestvast staal en de oxygenatie Uit het bovenstaande blijkt, dat de resistentie van chroomnikkel-molybdeen staal berust op de vorming van een goed hechtend en afsluitend oxydelaagje op het metaal, waardoor verdere aantasting wordt tegengegaan, omdat deze oxydefilm bij aanwezigheid van Mo een geringe doorlaatbaarheid voor Cl-ionen bezit. Kan deze oxydefilm door zuurstoftekort niet worden gevormd of na beschadiging niet worden geregenereerd, dan kan aantasting ontstaan. Er is dus voldoende zuurstof in de weefsels nodig. In een zuurstofvrij milieu zal dit staal niet meer roestvast zijn! In de praktijk dient hiermede terdege rekening te worden gehouden. Een plaatselijk zuurstoftekort is van beslissende betekenis en zal tot een falen van de toegepaste legering kunnen leiden.

8 8 Een instructieve proef om het roesten van roestvast staal bij afwezigheid van zuurstof duidelijk te maken is de volgende: Zet men een roestvast metalen plaatje, waarover plaatselijk een rubber bandje is gespannen, in een bekerglas met een corroderende vloeistof, dan zal onder het elastiekje aantasting (corrosie) plaatsvinden". Kristalstructuur en corrosie Een metaal heeft een kristallijne bouw. Het bestaat uit een groot aantal kristallieten. Kristallieten zijn onregelmatig begrensde, maar wat hun inwendige bouw betreft, regelmatige kristallen. Het zich aan ons oog, microscopisch, voordoende patroon van kristallieten noemt men de structuur. Indien slechts kristallieten van dezelfde structuur aanwezig zijn, wordt gesproken van een homogene" of enkelfasige" structuur. Komen verschillende fasen naast elkaar voor, dan kunnen deze onderling door hun verschil in chemische samenstelling een lokaal element vormen, dat de elektrochemische aantasting bevordert. Het 18/8-Mo staal zal na juiste warmtebehandeling praktisch geheel éénfasig zijn, dus één soort kristallen bevatten. De structuur, die dan is ontstaan, wordt gamma"-structuur, ofwel austeniet" genoemd. Men spreekt daarom wel van austenitisch staal. Door koude vervorming of door verhitten op een temperatuur van kunnen in deze structuur veranderingen optreden. Voor de medische praktijk is vanzelfsprekend koude vervorming van het meeste belang. Koud buigen van implantatiemateriaal kan structuurwijzigingen geven, die de weerstand tegen corrosie nadelig kunnen beïnvloeden. Hiermede dient bij het verwerken van het materiaal tot een implantaat, dus bij de constructie en vormgeving, rekening te worden gehouden. De structuurveranderingen door koud vervormen van het metaal zullen bij voorkeur langs de grenzen van de kristallieten optreden; als gevolg daarvan kan interkristallijne" corrosie ontstaan. Zonder veel uitwendig zichtbare aantasting schrijdt deze corrosie in het metaal voort en tast de samenhang van de kristallieten aan, zodat het voorwerp zijn sterkte verliest en tenslotte bros breekt. Hierin ligt voor de operateur de waarschuwing, dat hij, door eigenhandig een te implanteren voorwerp te vervormen, b.v. een beenpl aatje, om dit beter te doen passen, de kans loopt de weerstand tegen corrosie nadelig te beïnvloeden, vooral bij sterke deformatie. Spanningscorrosie Tenslotte dient nog te worden gewezen op het volgende, meermalen waargenomen verschijnsel. Een roestvast voorwerp, dat bij belasting in een neutraal milieu geen corrosie vertoont, kan bij plaatsing in een corroderend milieue en bij belasting met een spanning, die lager ligt dan overeenkomende met de 0,2 rekgrens, door spanningscorrosie aangetast worden, waardoor scheurvorming kan ontstaan. De dimensie van het implantaat en de toegelaten belastingen dienen dus met zorg op elkaar te worden afgestemd. Niet alleen kan bij te grote belasting koude vervorming optreden, met de genoemde gevolgen, doch ook zullen belastingen, die dicht onder de rekgrens liggen, op de lange duur nadelig kunnen werken. Het polijsten Het is duidelijk, dat de aantastingssnelheid van elk metalen voorwerp toeneemt met de oppervlakteruwheid (vergroting van het reagerend oppervlak). Polijsten, tot hoogglans, verkleint het oppervlak en verbetert daardoor de resistentie tegen corrosie. Vooral voor 18/8 Mo staal is dit van groot belang. Immers de resistentie hiervan is maar juist voldoende en alleen onder voorwaarde van een goede warmtebehandeling en het achterwege blijven van koude vervorming, terwijl bovendien in het weefsel de mogelijkheid van een toereikende oxygenatie moet bestaan. De winst, die polijsten tot hoogglans levert, mag in deze kritische omstandigheid dus beslist niet worden verwaarloosd. Magnetisme Een eenfasig 18/8 Mo staal van goede kwaliteit vertoont door zijn structuur geen of vrijwel geen ferro-magnetisme of populair gezegd, het wordt door een magneet niet sterk aangetrokken. Sterke koudevervorming kan aanleiding geven tot het ontstaan van een geringe mate van ferro-magnetisme. Recapitulatie Uit het bovenstaande blijkt, dat roestvast staal slechts een technische verzamelnaam is voor tal van soorten staallegeringen. Men dient over deze soorten terdege geïnformeerd te zijn, aangezien de weerstand tegen corrosie zelfs bij de beste soort nog slechts onder bepaalde, hierboven genoemde voorwaarden voldoende is. Men kan dus niet onvoorwaardelijk vertrouwen op de roestvastheid van deze legeringen, alsof het een absoluut geldende eigenschap is, maar moet de betrekkelijkheid ervan voor ogen houden. Cobaltle geringen Onafhankelijk van de onderzoekers, die getracht hebben roestvast materiaal te maken door staal te legeren met andere metalen, hebben andere onderzoekers, met hetzelfde doel, de weg ingeslagen van het zoeken naar een edeler basismateriaal. Reeds is in vorige hoofdstukken sprake geweest van het feit, dat edele metalen minder ionen aan de omgeving afgeven dan de niet of minder edele en hierdoor een grotere corrosievastheid bezitten. Cobalt is gebleken voor het gestelde doel een goed bruikbaar element te zijn. Ongeveer 25 jaar geleden heeft de AustenaT'-fabriek te New York een cobaltlegering met een nominale samenstelling van 65 pet. Co, 30 pet. Cr en 5 pet. Mo, als materiaal voor het vervaardigen van implantaten, in produktie genomen en onder de merknaam (fabrieksnaam) vitallium" in de handel gebracht. Sedertdien worden door verscheidene andere fabrieken implantaten vervaardigd van materiaal van grotendeels gelijke samenstelling en onder de merknamen: Vineetia, Zimalloy, (het Nederlandse) D.C.L.-E. Neutrillium e.a. in de handel gebracht (2). In dit rapport zullen deze materialen zoveel mogelijk worden aangeduid met de soortnaam: cobaltlegeringen, of chroom-cobalt-, resp. chroom-molybdeen-cobaltlegeringen, dus met verwijzing naar hun chemische samenstelling, terwijl alleen als dit noodzakelijk mocht zijn de merknaam zal worden vermeld, geplaatst tussen aanhalingstekens, dus b.v. vitaliium", neutrillium", e.d. Een nauwkeurige opgave van de samenstelling wordt in het hoofdstuk over het Toezicht gegeven. Cobaltlegeringen worden reeds meer dan 25 jaar in de chirurgische praktijk gebruikt. Gebleken is, dat zij gunstige eigenschappen bezitten en zeer corrosievast zijn. Deze corrosievastheid berust niet alleen op de aanwezigheid van een beschermend oxydelaagje, maar mede op het edele karakter van cobalt. Bij beschadiging van dit oxydelaagje in een zuurstofarm milieu mag echter aantasting van het materiaal niet uitgesloten worden geacht. Terwijl de corrosievastheid van deze chroom-molybdeencobaltlegering op zichzelf reeds vele malen groter is dan die van roestvast 18/8-Mo-staal, komt hier nog bij, dat de structuur door koude vervorming niet verandert en dus ook de corrosievastheid niet. Ook spanningscorrosie en interkristallijne corrosie komen praktisch niet voor. Een technisch nadeel van de chroom-molybdeen-cobaltlegering is, dat zij vrijwel niet gewalst of gesmeed kan worden; implantaten van dit materiaal worden daarom als gietstuk geleverd. Dit bezwaar heeft ertoe geleid, dat getracht is door het aanbrengen van variaties in de chemische samenstelling het materiaal wèl smeedbaar te maken. Men is er inderdaad

9 9 in geslaagd dergelijk materiaal te verkrijgen door in de genoemde chroom-molybdeen-cobaltlegering een beperkt gedeelte van het cobalt en het chroom en geheel het molybdeen te vervangen door wolfram en nikkel. Van dit nieuwe materiaal worden sedert ruim 10 jaren implantaten vervaardigd. Men dient t.o.v. variaties in de samenstelling, als hier vermeld, primair de vraag te stellen of de corrosievastheid van het materiaal niet ongunstig beïnvloed is. De in ons land opgedane ervaring met deze chroom-wolfram-nikkel-cobaltlegering is nog beperkt, doch de voorlopige indruk is gunstig. Met inachtnemen van de nader te bespreken voorzorgen (zie onder Keuze van het materiaal) mag voorlopig worden aangenomen, dat de corrosievastheid van deze nieuwe cobaltlegering niet achterstaat bij die van de oorspronkelijke legering. Maakt men een vergelijking tussen roestvast staal en de genoemde cobaltlegeringen, wat betreft de corrosievastheid, dan moet aan laatstgenoemden verre de voorkeur worden gegeven. Dit wil echter niet zeggen, dat het roestvaste staal geheel losgelaten dient te worden en vervangen door cobaltlegeringen. In het hoofdstuk over de Keuze van het materiaal wordt dit nader uiteengezet. Andere metalen In het bovenstaande zijn slechts twee bruikbare materialen naar voren gekomen: het roestvaste 18/8-Mo-staal en de cobaltlegeringen. Men kan zich afvragen of er geen andere keuze is. In feite zouden nog enige andere metalen kunnen worden toegevoegd, zoals tantalium, titanium en ziconium. Deze metalen, die pas sinds kort in plaat- en stafvorm op technische schaal verkrijgbaar zijn, worden voor implantatie nog slechts beperkt gebruikt en verkeren nog min of meer in een experimenteel stadium. Ze zijn zeer resistent, vrij sterk en taai, maar men heeft nog slechts schaarse chirurgische ervaring. Verwacht kan worden, dat er mogelijkheden van verdere toepassing aanwezig zijn (2), (30). Het is intussen geenszins uitgesloten, dat in de toekomst nieuwe legeringen ter beschikking zullen komen, die op detailpunten betere eigenschappen of combinatie van eigenschappen vertonen. Uiteraard zal met deze andere metalen rekening dienen te worden gehouden bij het formuleren van de regels voor het toezicht op de hoedanigheid van het implantatiemateriaal. Nabeschouwing Aan het einde van deze beschouwing over de corrosievastheid van een metaal, zij er nogmaals op gewezen, dat elk in het lichaam geplaatst metaal, dus ook een edel metaal, enige ionisatie geeft. Theoretisch gezien, is dus geen enkel metaal volkomen inert. Het gaat echter om de praktische bruikbaarheid, d.w.z. men heeft metalen nodig, die in zodanige mate inert zijn, dat geen veranderingen opgetreden, die het fixerend of steunend vermogen van het implantaat verloren doen gaan of ionen afgeven in zodanig storende hoeveelheden, dat weefselbeschadiging ontstaat. b. De relatie russen weefsel en metalen implantaat; de invloed van het metaal op de weefsels De relatie tussen weefsel en metaal Plaatst men een metalen voorwerp in het menselijk lichaam, dan treedt nimmer een verbinding van de weefsels met het metaal op. Ook indien schadelijke reacties gedurende lange tijd uitblijven, zal men het resultaat niet hoger mogen waarderen dan dat het voorwerp blijkbaar door het weefsel geduld wordt. Elke implantatie van vreemd materiaal in het lichaam is in wezen een biologisch compromis. Daarbij zal het weefsel altijd op een of andere wijze reageren. Als minimumreactie wordt een bindweefsellaagje rondom het implantaat gevormd. Dit bindweefsellaagje omsluit het vreemde lichaam over zijn gehele oppervlak en kan op den duur een dikte van 1 a 2 mm bereiken. In enkele gevallen kan het laagje zeer dun zijn, soms zo minimaal, dat b.v. een schroef door levend bot nauw kan zijn omsloten (22). Bij een eventueel jaren later verrichte ingreep om het implantaat te verwijderen, kan het dan veel moeite kosten de schroef los te draaien. De invloed van het metaal op de weefsels De hierboven beschreven gunstige aanpassing van het weefsel aan het implantaat, waarbij geen schadelijke gevolgen optreden (behalve dat het implantaat op den duur wat los komt te zitten), vindt niet zonder uitzondering plaats. In verscheidene gevallen zullen min of meer ernstige afwijkingen in het weefsel kunnen optreden. Zoals in het voorgaande hoofdstuk is uiteengezet, heeft rondom elk metalen implantaat ionisatie plaats. Hierop zal het weefsel reageren. De aard en de intensiteit van de weefselreactie is afhankelijk van de toxiciteit en de hoeveelheid van de metaalionen, die in het weefsel zijn binnengedrongen, alsmede in sterke mate van de aard van het weefsel. Er bestaan in dit opzicht tussen de weefseltypen in vitro grote gevoeligheidsverschillen. De hierdoor veroorzaakte afwijkingen kunnen bij sterke ionisatie (resp. corrosie) een ernstig karakter aannemen, of, bij geringe ionisatie, nauwelijks van betekenis zijn, doch in beginsel zal elke implantatie van metalen voorwerpen tot metallose leiden, zij het dat deze in zich niet tot klinische verschijnselen aanleiding zal behoeven te geven. Alvorens deze afwijkingen nader te bespreken, zij erop gewezen, dat in de relatie tussen metalen implantaat en de weefsels van een wederzijdse agressiviteit gesproken mag worden. Tegenover de toxiciteit, die metaalionen ten opzichte van de weefsels kunnen vertonen, staat de agressiviteit van in de weefsels fisiologisch aanwezige ionen ten opzichte van het metaal, in het bijzonder van chloor-ionen. In dit laatste geval zullen de corrosieprodukten uiteindelijk weer een schadelijke invloed op de weefsels kunnen uitoefenen (20). Het pathologisch effect van de inwerking van metaalionen, respectievelijk de corrosieprodukten op de weefsels kan zich in verschillende vormen uiten. De vorming van een bindweefsellaagje, dat als een omhulsel het implantaat omgeeft, is hierboven reeds vermeld. De fibrosis kan zich in sommige gevallen in het omringende weefsel uitbreiden, waarbij enige verkleuring kan optreden. In vele gevallen doen zich toxische reactieverschijnselen van uiteenlopende intensiteit rond het implantaat voor, zonder dat er aanleiding bestaat aan bacteriële infectie te denken. De functie van de cellen kan verstoord worden, waarbij de activiteit van enzymen kan worden geremd of gewijzigd en daardoor b.v. de bot genezing kan worden vertraagd. Ook komt botresorptie als gevolg van corrosie voor. In sommige gevallen ontwikkelt zich een eczemateuse huidaandoening boven de plaats waar corrosie is opgetreden (22). Speurwerk Betreffende de toxiciteit van metaalionen zijn door verschillende onderzoekers proeven verricht. In 1939 hebben Smook en Gaillard (41) de resultaten gepubliceerd van hun proeven betreffende de invloed van metalen op weefselcultures. Zij brachten fijn verdeelde suspensies van verschillende metalen (een 13-tal) in het kweekmilieu van osteogenetische cellen en bestudeerden de schadelijke werking van deze suspensies op de kweek. Daarbij bleek, dat in het algemeen alle metalen als toxisch beschouwd moeten worden en in het bijzonder de zware metalen. Hoewel deze proeven van grote betekenis mogen worden geacht voor het aantonen van de (2)

10 10 toxiciteit van metalen, hebben zij toch slechts een beperkte waarde voor de beoordeling van hetgeen in de loop der jaren in het menselijk lichaam rond geïmplanteerd metaal gebeurt, omdat de proeven hiervoor te kort van duur zijn, in het algemeen slechts enige dagen of weken. Bovendien ontbreekt bij deze proeven de belastingsfactor. Het lijkt ook niet goed mogelijk deze factor in de proefopstelling aan te brengen. Toch is de belasting met betrekking tot de schadelijke invloed op het weefsel van grote betekenis, omdat er redenen zijn aan te nemen, dat bepaalde metalen, resp. metaallegeringen, die onbelast nauwelijks enige reactie veroorzaken, bij belasting een toxische prikkeling geven. Betreffende de toxiciteit van enkele der belangrijkste metalen is komen vast te staan, dat ijzerionen vrij grote toxiciteit bezitten en chroomionen een zéér grote. Daarentegen zijn cobalt- en nikkel ionen slechts weinig toxisch. De chronische prikkel De hierboven besproken pathologische afwijkingen betreffen voornamelijk de weefselreacties, die binnen een betrekkeiijk korte tijdsduur vallen waar te nemen. Daarnaast rijst de vraag naar de aard der reacties, die op de lange duur, eventueel na vele jaren, op de chronische prikkel van een overigens geringe ionisatie zullen kunnen optreden. Men denke hierbij aan een prothese van een edele metaallegering, die dus zeer weinig ionisatie zal geven, maar voor onbepaalde tijd ter plaatse blijft. Uit onderzoekingen bij proefdieren is gebleken, dat door chronische prikkeling met verschillende metalen, kwaadaardige nieuwvormingen verwekt kunnen worden. Schinz en Uehlinger (39) hebben dit voor chroom aangetoond, Hueper (24) voor nikkel en Heath (21) voor cobalt. Deze dierproeven, verricht met metalen, die bestanddelen vormen van de thans meest gebruikte legeringen, te weten het roestvaste chroom-nikkel-molybdeen-staal en chroom-molybdeen-cobaltlegering wijzen op de mogelijkheid van gevaren, waaraan grote aandacht dient te worden besteed. Ferguson, Laing en Hodge (19) hebben slechts enkele jaren geleden de concentratie van metaalionen rondom verschillende metalen implantaten gemeten. Na 4 tot 6 maanden bleek, dat de ionisatie van chroom uit het Amerikaanse roestvaste staal-316 hoog is en evenzo uit vitallium" (chroom-molybdeen-cobalt), zij het iets lager dan uit 316. De ionisatie van nikkel uit 316 was matig. Daarentegen is de ionisatie van cobalt uit vitallium" weer hoog. Deze bevindingen doen de vraag rijzen naar de toelaatbare grens van de ionisatie. Hierboven is opgemerkt, dat corrosie een zekere omvang moet hebben bereikt, voordat zij praktisch van betekenis is voor het mechanisch effect van de implantatie, maar naar gebleken is, kan zelfs een geringe ionisatie, mits lange tijd bestaande, het weefsel tot kwaadaardige nieuwvorming prikkelen. Theoretisch zou men dus het standpunt dienen in te nemen, dat de toelaatbare grens voor de ionisatie bij nul ligt. Aangezien echter rondom elk metalen implantaat steeds énige ionisatie optreedt, zou de consequentie van dit theoretisch standpunt zijn, dat elke implantatie van metalen voorwerpen veroordeeld dient te worden. Een dergelijke conclusie is echter praktisch onaanvaardbaar. Zo komt men ook langs deze weg tot het inzicht, dat elke implantatie van vreemd materiaal een biologisch compromis is. Intussen rust op de operateur de plicht voor het implantaat een metaallegering te kiezen, van waaruit een zo gering mogelijke ionisatie van zo weinig mogelijk toxisch materiaal te verwachten is en voorts dient hij in alle gevallen te overwegen het implantaat te verwijderen als het zijn taak heeft vervuld. Bij deze overweging zal hij de voor- en nadelen van het verwijderen van het implantaat tegen elkaar dienen af te wegen. Als positieve indicatie geldt, dat het gevaar van de chronische prikkel door toxische metaalionen wordt opgeheven. Voorts wordt het risico van een eventueel jaren later optredende spontaanfractuur, b.v. ter plaatse van een in het bot achtergebleven schroef of pen vermeden. In het algemeen brengt de aanwezigheid van een corpus alienum in de weefsels een risico mee, dat niet nauwkeurig te schatten is, zodat verwijdering in principe geïndiceerd is. Daartegenover staat als contraïndicatie het risico, dat aan elke operatieve ingreep, in casu een herhaalde operatieve ingreep, verbonden is, terwijl tevens in het algemeen een zekere tegenzin zal bestaan, zowel bij de operateur als bij de patiënt, in een tweede operatie. De mechanische druk van het implantaat op het weefsel In het voorgaande is hoofdzakelijk de chemische beïnvloeding van het weefsel door het metaal besproken. Daarnaast zal ook de mechanische druk van een implantaat op het weefsel tot reacties aanleiding kunnen geven. Zo lijkt het geenszins uitgesloten, dat de bindweefselvorming rondom een implantaat niet alleen door electrochemische prikkels, maar ten dele ook door de mechanische druk veroorzaakt wordt. Bij het gebruik van grote prothesen, b.v. een kniegewrichtsprothese, zal dan ook rekening moeten worden gehouden met de mogelijkheid, dat het gewicht een rol gaat spelen. In het algemeen wordt een te grote druk door weefsels slecht verdragen. Botresorptie door druk van een implantaat is dan ook een veel voorkomend verschijnsel. Hieruit valt een gevolgtrekking van groot praktisch belang te maken. Terwijl men enerzijds elk te implanteren hulpmiddel zo stevig mogelijk zal willen bevestigen, zal men het anderzijds niet onder te hoge spanning mogen inbrengen. Een te hoge spanning zal vrijwel met zekerheid tot botresorptie leiden en de stevige" bevestiging zal binnen enkele dagen verloren zijn. Men zal hierbij de juiste middenweg dienen te vinden. De ongunstige invloed van de mechanische druk speelt eveneens een belangrijke rol bij de belasting tijdens het functioneel gebruik van een prothese. B.v. bij de kop-hals prothese van het dijbeen zal men een belasting door het volle lichaamsgewicht zoveel mogelijk dienen te vermijden, b.v. door het doelmatig gebruik van elleboogstokken. Ook zal men de patiënt niet te vroeg na de operatie op de prothese beter is te zeggen op de geopereerde extremiteit - mogen laten steunen. Nabeschouwing Aan het einde van deze bespreking van de relatie tussen het weefsel en het implantaat zij er nogmaals op gewezen, dat er in het algemeen slechts een beperkte ervaring bestaat betreffende de biologische reacties op de implantatie van metalen voorwerpen en dat het daarom noodzakelijk moet worden geacht hieromtrent op brede basis research te verrichten. Daarbij is in de eerste plaats aan dierproeven te denken, al is hieraan steeds het bezwaar verbonden, dat de uitkomsten van dierproeven niet zonder voorbehoud op de verhoudingen in het menselijk lichaam toepasselijk mogen worden geacht. Bij proeven met menselijke cellen of weefselkweek - komt dit bezwaar uiteraard te vervallen, doch deze tests hebben slechts beperkte waarde (zie boven). Dit neemt niet weg, dat biologische tests de mogelijkheid kunnen inhouden de toxiciteit van bepaalde materialen binnen betrekkelijk korte tijd aan te tonen, zodat in sommige gevallen schadelijk materiaal zal kunnen worden uitgesloten, eerdat het in de medische praktijk gebruikt wordt. Overigens zal slechts de uitslag van de implantatie bij mensen zekerheid kunnen geven. Men vergete daarbij niet, dat bij de thans bestaande onzekerheid omtrent de biologische reacties, iedere implantatie min of meer het element inhoudt van het nemen van proeven op mensen. Dit zal in het bijzonder het geval zal zijn bij gebruik van materiaal van onbekende samenstelling, ofwel van materiaal, waarmede nog slechts weinig ervaring is opgedaan. Het is juist het streven de hieraan verbonden grote gevaren te voorkomen, dat als hoofdmotief mag gelden voor het uitoefenen van toezicht op medische materialen. Naast experimenteel onderzoek zal ook het verzamelen van gegevens uit de medische praktijk kunnen bijdragen tot een verwerven van een dieper inzicht in de weefselreacties op geïmplanteerde metalen voorwerpen.

11 c. De mechanische eigenschappen van metalen implantaten Het is duidelijk, dat naast de corrosie-vastheid en de atoxiciteit van de metalen ook aandacht dient te worden besteed aan hun mechanische eigenschappen. Hierbij is in de eerste plaats te denken aan de sterkte van het toegepaste metaal, de belastbaarheid van het implantaat en aan zijn mate van stijfheid. Het is niet onwaarschijnlijk, dat in vroeger jaren de operateurs zelfs alleen aan deze eigenschappen van de metalen hulpmiddelen hebben gedacht en dat het corrosieverschijnsel en de toxiciteit weinig aandacht hebben getrokken. In het hiernavolgende worden alleen dié mechanische eigenschappen besproken die voor implantatie-materiaal van betekenis zijn. 11 Belastbaarheid en sterkte Vooropgesteld zij, dat t.o.v. implantaten, die slechts dienen als fixerend hulpmiddel, b.v. bij fractuurbehandeling, er geen belasting van betekenis mag plaatsvinden. Het hiervolgende geldt dan ook hoofdzakelijk voor prothesen, d.w.z. voor implantaten, die als steungevend hulpmiddel bedoeld zijn. De belasting, die op een implantaat kan worden toegeiaten, dus de belastbaarheid, hangt van de materiaalsterkte, van de constructievorm en van de dimensies (dikte) af. Er kunnen buigende en wringende momenten in het implantaat optreden en de hoedanigheid moet zo zijn, dat ter plaatse van de grootste momenten geen blijvende vervorming zal optreden. Het berekenen van het krachtenspel op elk onderdeel is een niet eenvoudig mechanisch probleem. Is de grootste kracht bekend en weet men de sterkte van het toe te passen materiaal, dan volgt hieruit de vereiste dikte. Op het begrip sterkte van het materiaal zal hier nader worden ingegaan. De meest gebruikte methode om in de techniek de sterkte van een materiaal te bepalen is de trekproef. Daarbij wordt een staaf van het te onderzoeken materiaal op trek belast en de belasting opgevoerd, totdat breuk optreedt. Gedurende de proef wordt de verlenging van de staaf gemeten. De erverlenging in mm. De hoogste spanning waarbij nog juist geen plastische vervorming optreedt, noemt men elasticiteitsgrens. Daar deze grenswaarde afhangt van de nauwkeurigheid waarmee men meet, wordt doorgaans in de praktijk gerekend met de spanning waarbij 0,2 pet. plastische vervorming optreedt; men noemt deze de 0,2 rekgrens. Bij verder opvoeren van de belasting, zal de staaf tenslotte breken. De belasting op het moment van breuk, gedeeld door de oorspronkelijke doorsnede van de staaf, wordt per definitie treksterkte genoemd. In de begrippen 0,2 rekgrens en treksterkte heeft men dus twee objectieve maatstaven om de mechanische eigenschappen van het implantaat-materiaal te kenmerken. De 0,2 rekgrens geeft aan welke spanning het materiaal kan verdragen zonder blijvend te vervormen. Een blijvende vervorming van een implantaat is uiteraard ontoelaatbaar. De toelaatbare belasting van het implantaat dient derhalve zodanig te zijn, dat het materiaal nergens boven de 0,2 rekgrens wordt belast. In onderstaande tabel, die dezelfde legeringen betreft als vermeld op blz. 7, valt in het bijzonder te letten op de twee laatste kolommen, die de 0,2 rekgrens en de trekgrens opgeven. Chemische samenstelling en mechanische eigenschappen van gegloeid roestvrij staal type 18J8 SMo 1 ) Land Norm C max. Cr Ni Mo 0,2 rek- Trekgrens sterkte kg/mm 2 kg/mm 2 min min U.S.A. ASTMA U.S.A. ASTM A L G.B. B.S B min D. Werkstoffnr F. Z3CND varing leert, dat bij kleine belastingen de verlenging evenredig is met de belasting (wet van Hooke). Ontlast men de staaf, dan keert hij praktisch tot zijn oorspronkelijke lengte terug, hetgeen wil zeggen dat alleen een elastische vervorming heeft plaatsgehad. In de nevenstaande figuur die het verband tussen belasting en verlenging weergeeft, is dit het geval beneden de belasting A. Blijft men de belasting verder verhogen, dat zal op een gegeven moment worden geconstateerd, dat de verlenging groter is dan met de evenredigheid overeenkomt, in de figuur boven punt A. Ontlast men nu, dan zal de staaf niet meer volledig tot zijn oorspronkelijke lengte terugveren. Er is dan een blijvende verlenging ontstaan, met andere woorden: er is plastische vervorming opgetreden. In de praktijk werkt men niet met belasting en verlenging omdat deze afhankelijk zijn van de staafdoorsnede, maar men rekent met spanning, die gelijk is aan de belasting, gedeeld door het oppervlak van de oorspronkelijke doorsnede en met rek, die gelijk is aan de verlenging, uitgedrukt in procenten van de oorspronkelijke lengte. Naar blijkt, zijn de onderlinge verschillen in mechanische eigenschappen zeer gering, zodat men als nominale waarde mag aannemen voor 18/ 8 SMo: 0,2 rekgrens treksterkte = 20 kg/mm 2 = 52 kg/mm 2. N.B. De overeenkomstige waarden voor Cr-Mo-Co-legering zijn: 0,2 rekgrens treksterkte = 50 kg/mm 2 = 70 kg/mm 2. Naast deze algemene beschouwingen over de sterkte van metalen moet worden gewezen op enkele publicaties over de 1 ) Naast de chemische samenstelling zijn ook enkele mechanische eigenschappen vermeld. Voor uitvoerige bespreking van deze eigenschappen zie hoofdstuk III c. Dezelfde tabel vindt men op bladzijde 7.

12 12 sterkte van het menselijk bot en over combinaties van bot en metaal. In 1956 is hierover een publicatie verschenen van C. Martz (31). Vermoeiing van metalen In het voorgaande zijn begrippen sterkte en rekgrens behandeld. Daarbij ging het steeds om statische belastingen over een kort tijdbestek. Zodra de belasting niet constant is, maar voortdurend verandert, dus niet statisch maar dynamisch is, treden andere verschijnselen op, die men samenvat onder de naam vermoeidheid. De ervaring heeft geleerd, dat bij wisselende belastingen een metaalbreuk kan ontstaan bij spanningen, die beneden de rekgrens liggen. Vermoeiingsbreuken kunnen ook in taai materiaal zonder plastische vervorming ontstaan. Voor de techniek is het van groot belang de vermoeiingsverschijnselen te kennen, aangezien vele constructie-onderdelen dynamisch worden belast, men denke aan bewegende machine-onderdelen, auto's, treinen enz. Onderzoek in deze richting heeft geleid tot het begrip vermoeiingssterkte. Proefondervindelijk blijkt, dat wanneer staal ca. 10 millioen belastingvariaties van een bepaalde grootte kan ondergaan zonder te breken, ook bij voortgezette zelfde wisselende belasting geen breuk meer zal optreden. Voor andere metalen ligt dit aantal veel hoger, voor aluminium b.v wisselingen. Er bestaat dus een kritische grens; komt men daarboven, dan zal het materiaal breken; blijft men er onder, dan treedt geen breuk op. Deze grensbelasting noemt men de wisselsterkte (soms ook vermoeiingssterkte). Voor een aantal materialen zijn vermoeiangsdiagrammen bepaald. Als vuistregel kan men aannemen, dat de wisselsterkte van ongelegeerd staal ongeveer 1/3 is van de trekstcrkte. Voor hooggelegeerd staal ligt deze waarde veel hoger. Voor de medische praktijk mag men aannemen, dat het aantal wisselingen in een femurkop-halsprothese bij een ambulante prothesedrager ca 2i min. per jaar bedraagt. In deze verhoudingen ligt een ernstige waarschuwing om de prothese niet boven de wisselsterkte te belasten. Laat men de prothesedrager een stok gebruiken, dan zal hij hiermede een deel van het lichaamsgewicht opvangen, waardoor de belastingen van de prothese geringer worden. Anderzijds dient de prothese-constructeur te rekenen met een voldoende zware constructie om daardoor de spanningen in het materiaal beneden de wisselspanning te houden. Metaaltechnisch dient nog op een ander facet te worden gewezen. Een vermoeiingsbreuk wordt vaak ingeleid op een onregelmatigheid van het oppervlak of op een scherpe overgang. De spanningsconcentratie, die daar ontstaat, kan aanleiding zijn tot het begin van een scheur. In de scheur neemt de spanningspiek toe en het materiaal scheurt verder. Het oppervlak van een implantaat dient glad te zijn; scherpe kerven en scherpe overgangen geven een verlaging van de toe te laten wisselspanning. Tenslotte is er nog een geheel andere invloed, waarmee rekening is te houden, nl. dat de corrosie van een metaal, dat aan wisselende spanning is onderworpen, veel groter kan zijn dan die van een onbelast metaal. Men spreekt van spannings- of vermoeiingscorrosie. Gezien de vele gevaren, die geïmplanteerde metalen bedreigen, is het dus wel zaak zich te bezinnen op het complex van eisen, waaraan het materiaal dient te voldoen, o.a. juiste dimensies en vorm van de constructie, zodat de toelaatbare spanning nergens wordt overschreden, alsmede oppervlakte-gesteldheid. Daar ervaring in de medische praktijk schaarser is te verkrijgen dan in de techniek, dient men vooral te waken voor onderdimensionering en voor te hoge belastingen. Aan de afwerking, het verkrijgen van een glad oppervlak en het vermijden van scherpe overgangen moet alle denkbare zorg worden besteed. Dit geldt niet alleen voor implantaten van roestvaste staallegeringen maar ook voor cobaltlegeringen. Materiaalgedrag en doel van de implantatie Het is duidelijk, dat de eisen, te stellen aan het implantatiemateriaal, afhangen van het doel, waarvoor het wordt geïmplanteerd. Brengt men b.v. bij de operatieve fractuurbehandeling een beenplaat aan, met schroeven bevestigd, dan dient het implantaat slechts voor fixatie van de breukstukken. Vooral in de aanvang mag de belasting slechts gering zijn. De te stellen eisen van belastbaarheid zullen dus ook gering zijn. Een Küntscher-pen, die in een mergkanaal wordt ingebracht, zal in doorsnede een zekere elastische vervorming dienen te ondergaan, teneinde met een kleine druk in een lang kanaal aan te liggen. De buigbelasting op de gehele pen mag echter geen te grote vervorming geven, iets wat door de vorm van het profiel kan worden opgevangen. Voor een prothese, die door het lichaamsgewicht belast zal worden, b.v. een kop-hals-prothese van het dijbeen, zullen de aan het materiaal te stellen eisen zeer hoog dienen te zijn. De vorm van het implantaat kan zodanig zijn, dat van smeedbaar materiaal moet worden uitgegaan. Uit deze overwegingen wordt het duidelijk, dat pas na voldoende kennis van de materiaaleigenschappen een rationeel ontwerp voor de constructie van het te implanteren voorwerp kan worden gemaakt. Constructievorm en vormgeving van implantaten Als een van de eerste eisen waaraan een implantaat zal moeten voldoen mag men stellen, dat zijn dimensies, in samenhang met de materiaalsterkte, berekend zijn op de belasting, die onder de meest ongunstige omstandigheden te verwachten is. Zoals het hierboven is uiteengezet, moet hierbij rekening worden gehouden met de dynamische belasting, de oppervlakte-gesteldheid van het implantaat en het milieu. Zou de grootte van de belasting, die bij normaal gebruik op het implantaat komt te rusten en de in de constructie optredende maximale spanning nauwkeurig berekend worden, dan zou de basis zijn gelegd voor een wetenschappelijk verantwoorde prothese-bouw. Helaas is dit (nog) niet het geval; aan een berekening van de physiologische belasting van het bewegingsapparaat en van de in elk deel er van optredende spanning zijn grote moeilijkheden verbonden. Het moet echter wel in hoge mate wenselijk worden geacht, dat aan deze problemen aandacht wordt besteed. De prothese-bouwer", die uit een bepaald materiaal een implantaat moet maken, staat dus voor een probleem, dat hij meer intuïtief dan exact zal hebben te benaderen. Hij zal bij de constructie van het implantaat wel kunnen uitgaan van de sterkte van het materiaal, maar omtrent de grootte van de te verwachten spanning zal hij slechts een schatting kunnen maken. Met deze gegevens werkende zal hij naar een zodanige constructie en vormgeving streven, dat de toelaatbare spanning niet zal worden overschreden, met andere woorden dat slechts spanningsschommelingen beneden de vermoeiingsgrens van het materiaal te verwachten zijn. Deze onzekerheid bij de constructie toont aan hoezeer subjectieve factoren, zoals algemeen technische ervaring en het aanvoelen van juiste verhoudingen in de vormgeving bij de constructie van implantaten een rol spelen. Nabeschouwing De voorgaande bespreking van de mechanische eigenschappen van te implanteren metalen voorwerpen toont duidelijk aan, dat deze eigenschappen niet alleen van betekenis zijn voor de belastbaarheid van het hulpmiddel en voor het doel van de implantatie, maar dat zij ook een belangrijke factor kunnen vormen bij het stellen van de indicatie tot de betreffende operatie. IV. De keuze van materiaal, bestemd voor implantatie Zoals uit de gegeven begrenzing van deze studie volgt, bctreft de keuze alleen voorwerpen van metaal en dus niet van kunststoffen, zoals plastics, e.d.

13 13 De maatstaven, die voor de keuze bepalend zijn Bij het vormen van een oordeel omtrent de geschiktheid en betrouwbaarheid van implantatie-materiaal en het maken van een keuze, verschaffen de in het voorgaande hoofdstuk besproken principes betreffende de hoedanigheid van metalen, resp. metaallegeringen, de vereiste maatstaven. Wil een materiaal voor implantatie aan alle redelijke eisen en verlangens kunnen voldoen, dan zal het geheel corrosie-vast moeten zijn, onschadelijk voor de weefsels, mechanische eigenschappen dienen te bezitten, die het geschikt maken voor het doel waarvoor het gebruikt wordt, technisch goed te bewerken zijn en liefst goedkoop en gemakkelijk in de handel verkrijgbaar. Een dergelijk materiaal bestaat echter niet. Beperkt men zich tot de eerste drie gestelde eisen, dan zullen metalen voorwerpen, bestemd voor plaatsing in het menselijk lichaam, vervaardigd dienen te zijn van materialen, die de volgende eigenschappen bezitten: 1. corrosie-vastheid, waarbij in het bijzonder dient te worden overwogen, dat de corrosie-vastheid moet blijken in het milieu van het levende weefsel; 2. atoxiciteit, waarbij in de praktijk onderscheid valt te maken tussen weefselreacties, die binnen betrekkelijk korte tijd optreden en die na lange tijd als reactie op de chronische prikkel ontstaan; 3. mechanische eigenschappen, die het materiaal geschikt doen zijn voor het vervaardigen van de gewenste implantaten (14), (25), (37). Het afwegen der te stellen eisen Bovengenoemde eisen betreffen drieërlei hoedanigheden van het materiaal. Van deze is de corrosie-vastheid als de belangrijkste factor te beschouwen, niet alleen omdat corrosie de waarde van het implantaat als fixerend of steunend hulpmiddel snel zal doen verminderen, maar vooral omdat de corrosieprodukten de oorzaak kunnen zijn van beschadiging van de weefsels. Corrosie en toxiciteit gaan in de regel hand in hand. Ook ionisatie van metalen in zo geringe omvang, dat geen macroscopisch waarneembare aantasting van het metaal optreedt, kan toxische reactieverschijnselen veroorzaken. Uitgaande van deze verhoudingen zal men het materiaal, dat de grootste waarborg van corrosie-vastheid geeft, resp. de geringste ionisatie vertoont, als het meest geschikte materiaal voor implantatie kiezen. Praktisch corrosie-vast bliiken alleen de bovengenoemde cobaltlegeringen te zijn. Naar in hoofdstuk lila betreffende andere metalen is opgemerkt, mag het waarschijnlijk worden geacht, dat ook tantalium, titanium en zirconium in hoge mate corrosie-vast zijn, doch hieromtrent bestaat nog slechts beperkte ervaring (25). Conclusie Op grond van deze overwegingen zal men als materiaal voor implantatie uitsluitend de in het voorgaande genoemde cobaltlegeringen willen kiezen. Deze gevolgtrekking behoeft echter enige restrictie in verband met het feit, dat de 30 pct.-chroom- 5 pet. molybdeen- 65 pet. cobaltlegering niet smeedbaar is en de nog niet geheel beantwoorde vraag of door het gebruik van een smeedbare cobaltlegering met een samenstelling, zoals de in hoofdstuk III a genoemde chroom-wolfram-nikkel-cobaltlering, alle bezwaren, die bij de fabricage van bepaalde implantaten van bijzondere vorm of afmeting worden ondervonden, zullen kunnen worden ondervangen. Daarom kan bij de huidige stand der technische ontwikkeling een roestvaste staallegering, die grote plasticiteit bezit en dus goed smeedbaar is, nog niet gemist worden. Bovendien zal voor tijdelijk aan te brengen implantaten, zoals beenplaten, schroeven en pennen, het roestvaste 18/8-Mo-staal in het algemeen goed bruikbaar zijn. De conclusie moet dus luiden, dat de keuze van materiaal voor implantatie voorlopig op twee soorten metaallegeringen moet vallen, t.w. cobaltlegeringen en roestvaste staallegeringen van nader nauwkeurig aan te geven samenstelling, met sterke voorkeur voor de eerstgenoemde. De ontwikkeling van de research naar nieuwe materialen Hier dienen nog enkele opmerkingen te worden gemaakt betreffende het in gebruik nemen van andere dan de hier genoemde legeringen. Te verwachten is, dat in de toekomst naar nieuwe materialen resp. variaties van reeds in gebruik zijnde materialen voor implantatie zal worden gezocht (2). Wil men nieuwe produkten op verantwoorde wijze in gebruik nemen, dan zal men zich vooraf zo goed mogelijk op de hoogte dienen te stellen van de geaardheid van dit materiaal. Aangenomen mag worden, dat een beoordeling van de corrosie-vastheid en van de mechanische eigenschappen in het algemeen niet op te grote moeilijkheden zal stuiten, maar het experimenteel aantonen van de onschadelijkheid van enig materiaal dient als een moeilijk uitvoerbaar en tijdrovend biologisch onderzoek te worden gezien, waarbij bovendien niet vaststaat, of men tot een beslissende uitspraak zal kunnen komen. Veelal zal dus t.o.v. nieuwe materialen enige onzekerheid omtrent de onschadelijkheid blijven bestaan. Wordt desondanks een dergelijk nieuw materiaal, in het belang van de ontwikkeling der research, in gebruik genomen, dan zal dit met de vereiste voorzorgen dienen te geschieden en zullen de reacties op de implantatie met grote waakzaamheid dienen te worden gevolgd. Aan deze beschouwingen betreffende de ontwikkeling van de research naar nieuwe materialen zij toegevoegd, dat bij de evolutie der geneeskunde waarbij implantaten gebruikt worden mogelijkheden zullen kunnen opkomen, die het stellen van bijzondere eisen aan het te implanteren materiaal noodzakelijk maken, b.v. bij hartoperaties (zie literatuurlijst 11a). Materiaalkeuze in het buitenland De hierboven aangegeven keuze van implantatiemateriaal, te weten cobaltlegeringen en roestvaste staallegeringen van bepaalde samenstelling wordt ondersteund door de op 30 juli 1962 van kracht geworden British Standard 3531 : 1962 betreffende metalen chirurgische implantaten (10). Over deze Standard wordt in het hoofdstuk betreffende het Toezicht uitvoeriger gesproken. Op deze plaats is het voldoende te vermelden, dat ook in Engeland de keuze van betrouwbaar materiaal gevallen is op een cobaltlegering en een roestvaste staallegering van nagenoeg dezelfde samenstelling als hierboven opgegeven. In deze Standard is geen smeedbare cobaltlering opgenomen. Door de bepaling van de keuze van te implanteren materialen is tevens de grondslag gelegd voor het uit te oefenen toezicht op implantatiemateriaal (zie aldaar), waarbij de vermelde grenswaarden der percentages van de bestanddelen der materialen als eisen voor de samenstelling dienen te worden gehanteerd. V. Het gebruik van implantatiemateriaal en de voorlichting omtrent dit gebruik In het voorgaande is meermalen en in verschillend verband gewezen op de noodzakelijkheid beschadiging van het te implanteren materiaal door oordeelkundig gebruik te voorkomen. Dit geldt in het bijzonder voor roestvast staal, maar ook voor cobaltlegeringen. Beschadigingen van het oppervlak, eventueel door minimale krassen, ofwel van de inwendige structuur door koud buigen of hameren, kunnen een ongunstige invloed uitoefenen op het gedrag van het implantaat in de weefsels, met schadelijke elektrochemischc en biologische reacties als gevolg. Dan zal een geïmplanteerd VOL.werp, gemaakt van deugdelijk materiaal, door ondeskundig gebruik een ondeugdelijk implantaat kunnen worden (7). Dit zorgvuldig hanteren is bij elke manipulatie van te implanteren voorwerpen noodzakelijk, in de eerste plaats bij de operatieve ingreep, maar ook bij het steriliseren en voorts bij het bewaren en het transport van het materiaal, waarbij een goede verpakking een eerste vereiste is.

14 14 Hoewel verscheidene van deze principes in het algemeen in de artsenwereld niet onbekend zullen zijn, moet toch betwijfeld worden of alle operateurs en het betrokken medisch hulppersoneel zich ten volle bewust zijn van de gevaren, die aan het gebruik van metalen implantaten zijn verbonden. De commissie is daarom van mening, dat het van groot belang moet worden geacht alle betreffende artsen op daarvoor geëigende wijze kennis te doen nemen van de in dit rapport besproken factoren, die deze gevaren doen ontstaan. Een dergelijke voorlichting zal de medewerking vereisen van de medische verenigingen, zoals de Nederlandse Vereniging ter bevordering der chirurgische wetenschappen en de Nederlandse Vereniging voor Heelkunde, resp. de Nederlandse Orthopaedische Vereniging. De voorlichting zal zowel de principes betreffende het gedrag van metaal in de weefsels als het hanteren van de te implanteren voorwerpen dienen te betreffen. Verwacht mag worden, dat een overzichtelijke uiteenzetting van de hier besproken factoren vele artsen welkom is. Het zou intussen niet juist zijn deze voorlichting in dit rapport uit te werken, doch anderzijds lijkt het dienstig met enkele voorbeelden een summiere indruk te geven van enkele belangrijke punten. a. Het in de weefsels van het menselijk lichaam plaatsen van een metalen hulpmiddel is in beginsel altijd als een biologisch compromis op te vatten, waarbij nimmer volkomen zekerheid bestaat, dat het levende weefsel de aanwezigheid van het metalen voorwerp zal aanvaarden. De aard en de chemische samenstelling van het geïmplanteerde materiaal, alsmede de aard van het weefsel zijn hierbij van beslissende betekenis. Als schadelijke gevolgen zullen corrosie en beschadiging van het weefsel kunnen plaatsvinden. b. Rondom elk metalen implantaat treedt ionisatie op. Bij edele metalen vindt dit slechts in geringe mate plaats, bij nietedele metalen in sterke mate, doch in beginsel leidt elke implantatie van metaal tot metallose. c. De corrosie-vastheid berust bij de roestvaste staallegeringen op de aanwezigheid van een dun oxyde-laagje, dat het oppervlak volledig afsluit; dit laagje is echter zeer kwetsbaar en bij onderbreking van de continuïteit zal corrosie kunnen optreden. De corrosie-vastheid van de meer edele metaallegeringen zoals cobaltlegeringen, berust mede op de inertheid van het edele metaal zelf. d. Het is noodzakelijk een te implanteren metalen voorwerp met grote voorzichtigheid te hanteren, teneinde elke beschadiging. ook de geringste, te voorkomen. Deze noodzakelijkheid geldt voor alle materialen, dus ook voor cobaltlegeringen en betreft zowel het oppervlak als de inwendige structuur. Zo dienen krassen door uitschieten van de schroevendraaier zorgvuldig vermeden te worden, o.a. door een juiste keuze van schroevendraaier. Voorts dient te worden overwogen, dat het aanbrengen van een plaat onder te grote spanning, b.v. door sterk aandrijven van de schroeven, gevaar van spanningscorrosie kan doen ontstaan. De operateur dient zich er van te onthouden zelf implantaten te vervormen, b.v. om ze beter te doen passen. Bij met kracht slaan of bij het aandraaien van schroeven kan metaaloverdracht plaatsvinden; metaaldeeltjes van het instrumentarium kunnen op het implantaat achterblijven en bij verschil in samenstelling tussen het implantaat en de overgedragen metaaldelen zal electrolytische corrosie kunnen optreden. Ook al zal het hierbij in de regel slechts om geringe metaaldeeltjes gaan en de omvang der corrosie beperkt blijven, toch zullen de corrosie-produkten gevaar kunnen opleveren. Implantaat en instrumentarium behoren bij elkaar en dienen in principe dezelfde samenstelling te hebben. Hierbij dient intussen te worden ODeemerkt, dat door het gebruik van een hamer van teflon (of andere kunststof) het probleem van metaaloverdracht bij hameren ondervangen kan worden. Betreffende het bewaren van te implanteren metalen voorwerpen dient te worden aangeraden in het algemeen slechts een beperkte voorraad aan te houden en grote voorwerpen afzonderlijk en doelmatig te verpakken. Kleine voorwerpen, zoals schroeven, mits van hetzelfde materiaal, kunnen los bijeengevoegd worden in een bakje of dergelijke. e. Men plaatse nimmer twee metalen implantaten, b.v. plaat en schroef, van verschillende legeringen naast elkaar (in contact met elkaar) in het lichaam, electrolytische corrosie zal dan vrijwel zeker volgen. /. Een metalen implantaat mag nimmer te zwaar belast worden. Bij te grote belasting dreigt metaalvermoeidheid. Daarom dient de constructie van de prothese te zijn aangepast aan de te verwachten belasting. Men gebruike een implantaat nimmer voor een tweede maal. Ook indien het er uitwendig nog geheel gaaf en onveranderd uitziet, kunnen toch inwendige gebreken, zoals interkristallijne corrosie aanwezig zijn. g. Het gebruik van metalen implantaten vangt uiteraard aan met het kiezen van het gewense materiaal. De arts zelf zal echter welhaast nooit in staat zijn dit materiaal op corrosievastheid, atoxiciteit en mechanische eigenschappen te onderzoeken. Hij heeft dus behoefte aan deskundige voorlichting. Zoals de huidige verhoudingen zijn, is hij nagenoeg geheel afhankelijk van de gegevens en aanprijzingen van importeurs en handelaren, zonder enige garantie te hebben, dat deze gegevens berusten op betrouwbare technische en biologische tests. Ook zullen de handelaren zelf in de regel onvoldoende deskundig zijn om de wetenschappelijke waarde van dergelijke tests te kunnen beoordelen. De arts zal dan ook bij de aanschaf van materiaal voor implantatie een kritische instelling en weerstand tegen reclame aan de dag dienen te leggen en zich deskundig moeten laten voorlichten. Met het geven van deze voorbeelden van onderwerpen, die bij de voorlichting voor behandeling in aanmerking komen, dient te worden volstaan. Nog zij verwezen naar hetgeen in de British Standard 3531 : 1962 als voorlichting vermeld staat. Het moge duidelijk zijn geworden, dat met deze voorlichting beoogd wordt te voorkomen, dat de kans op een gunstig resultaat bij het implanteren van metalen voorwerpen verloren zou gaan door onbekendheid met mogelijke nadelige factoren, die bij de implantatie een rol kunnen spelen. VI. Het toezicht op de hoedanigheid van metalen voorwerpen, bestemd voor plaatsing in het menselijk lichaam a. De wenselijkheid van het toezicht De vraag van de Minister van Sociale Zaken en Volksgezondheid, gesteld bij schrijven d.d. 20 juli 1959, Afd. Gezondheidsbescherming, No , of het niet wenselijk en, zo ja, mogelijk is de hoedanigheid van medisch-fysische apparatuur en van materialen, welke in de geneeskunde gebruikt worden op een of andere wijze onder toezicht te stellen", dient naar het oordeel van de commissie, wat betreft metalen voorwerpen, bestemd voor plaatsing in het menselijk lichaam" bevestigend beantwoord te worden. De commissie grondt hierbij haar oordeel op de volgende argumenten: Het gebruik van ondeugdelijk materiaal voor implantatie houdt voor de volksgezondheid grote gevaren in. Het komt nog menigmaal voor, dat ondeugdelijk materiaal, ofwel materiaal waarvan de onschadelijkheid geenszins vaststaat, in de handel wordt gebracht. Het is daarbij mogelijk, dat noch de fabrikant noch de handelaar zich bewust is van de hieraan verbonden biologische consequenties. Voor de arts zelf is het praktisch onuitvoerbaar zich door eigen onderzoek een oordeel te vormen omtrent de hoedanigheid van het materiaal, dat hem door de handel wordt aangeboden. Op grond hiervan is het noodzakelijk te achten, dat door een deskundig en efficiënt toezicht op de medische materialen, het in de handel brengen van ondeugdelijk materiaal, als hier bedoeld, wordt verhinderd. Dit toezicht zal in principe dienen te bestaan uit het geven van voorschriften betreffende

15 15 de samenstelling van materialen, bestemd voor implantatie, alsmede een verbod implantatie-materiaal, dat niet aan de gestelde eisen voldoet, in de handel te brengen. Deze maatregelen zullen het verkrijgen van een zo groot mogelijke garantie voor onschadelijkheid, corrosievastheid en juiste mechanische eigenschappen van het materiaal mogelijk maken. Teneinde te kunnen beoordelen welke basis aan dit toezicht zal dienen te worden gegeven is het gewesnst eerst meer gedetailleerd te formuleren, welke elementen betreffende het toezicht op implantatie-materiaal een regeling behoeven. b. De te regelen elementen van het toezicht 1. De materialen, waarop toezicht noodzakelijk wordt geacht, vallen onder de volgende definitie. Definitie: Onder medische materialen worden hier verstaan metalen voorwerpen, bestemd voor plaatsing in het menselijk lichaam". N.B. De mogelijkheid, resp. wenselijkheid, het toezicht uit te breiden tot het instrumentarium, dat bij de implantatie wordt gebruikt, zal in een volgend hoofdstuk besproken worden. De percentages van de bestanddelen van de smeedbare cobaltlegering dienen tussen de volgende grenswaarden te liggen: Smeedbare cobaltlegering Percentage max. chroom wolfram nikkel 9 11 ijzer koolstof mangaan silicium cobalt aanvullend tot 100 Roestvaste staallegeringen Conform de op blz. 7 resp. 11 gegeven tabel zullen deze staallegeringen chroom, nikkel en molybdeen dienen te bevatten, waarvan de minimum-percentages hier volgen: Roestvaste staallegering Percentage 2. Eisen, waaraan de samenstelling der implantatie-materialen moet voldoen. Zoals in de voorgaande hoofdstukken is uiteengezet, zijn er op heden slechts twee typen metaallegeringen aan te wijzen, die op grond van hun samenstelling en de ervaringen in de chirurgische praktijk geacht mogen worden zowel technisch als biologisch van goede hoedanigheid te zijn, te weten cobaltlegeringen en roestvrije staallegeringen van bepaalde, nader aan te geven, samenstelling. De commissie ziet bij deze uitspraak niet over het hoofd, dat aan het gebruik van roestvaste staallegeringen, enkele bezwaren kleven. Zij meent echter, dat deze legeringen overigens zulke goede kwaliteiten bezitten, dat zij niet zullen mogen worden uitgesloten, eerdat er in de handel béter materiaal verkrijgbaar is, dat hen volledig vervangen kan. Dit is tot op heden nog niet het geval, zodat het roestvaste staal nog niet gemist kan worden. Omtrent de bovengenoemde legeringen volgt hier een nadere precisering. Cobaltlegeringen Hiervan zijn twee soorten te onderscheiden, te weten een chroom-molybdeen-cobalt-legering, die alleen in de gewenste vorm gegoten kan worden en een chroom-wolfram-nikkelcobaltlegering, die in de gewenste vorm gesmeed kan worden. De percentages der verschillende bestanddelen van de gegoten soort dienen binnen de hieronder te noemen grenswaarden te liggen: Cobaltlegering (niet smeedbaar) Percentage chroom molybdeen 5 7 ijzer 0.75 koolstof 0.50 nikkel 1.00 mangaan silicium cobalt aanvullend tot 100 chroom 16 nikkel 10 molybdeen 2 koolstof 0.08 silicium 1.00 mangaan 2.00 ijzer aanvullend tot 103 Deze legeringen dienen een austenitische kristalstructuur (gamma-structuur) te bezitten en tot hoogglans gepolijst te zijn. N.B. Het noemen van slechts twee typen legeringen, die als deugdelijk materiaal worden aangewezen, vereist een toelichting met betrekking tot een aantal metalen, zoals tantalium, titanium en zirconium, die sedert enige jaren voor het vervaardigen van implantaten gebruikt worden. Enkele van deze metalen hebben in de praktijk reeds getoond goede eigenschappen te bezitten, doch de ervaring hieromtrent is nog slechts van beperkte omvang en van te korte duur, zodat de commissie het niet verantwoord acht deze nieuwe metalen reeds nu als deugdelijk materiaal aan te wijzen. Wel lijkt het waarschijnlijk dat zij in aanmerking zullen komen voor ontheffing (zie onder) onder de hierna te noemen waarborgen. 3. Verbod materiaal van andere dan de voorgeschreven samenstelling in de handel te brengen of te verkopen Voor een efficiënt toezicht is een verbod van het in de handel brengen van implantatie-materiaal, dat niet aan de gestelde eisen voldoet, onmisbaar. In het onderhavige verband betekent dit dus, dat ander implantatie-materiaal dan de bovengenoemde cobalt- en roestvaste staallegeringen niet verhandeld zullen mogen worden, Een dergelijk verbod zal stellig vérstrekkende consequenties kunnen nebben, maar dient met het oog op de volksgezondheid ten vc"e verantwoord te worden geacht. Het doel van het toezicht is mensen te beschermen tegen ernstige gevaren voor hun gezondheid en het gebruik te beletten van implantatie-materiaal, waarvan de onschadelijkheid niet vast' staat, aangezien zulk gebruik in feite neerkomt op het nemen van proeven op mensen. Deze overwegingen vooropgesteld dient anderzijds niet over het hoofd te worden gezien, dat een starre toepassing van

16 16 een verbodsbepaling zal leiden tot een fixeren van de toestand op het huidige peil van technische en biologische kennis. Een dergelijke belemmering van de ontwikkeling van research is onaanvaardbaar, zodat een bepaling dient te worden ingevoegd, volgens welke ontheffing van het verbod zal kunnen worden verleend voor nauwkeurig aan te wijzen materialen en voor een bepaalde termijn als proeftijd. Aan deze ontheffing zal vooral ook bij het inwerkingtreden van het toezicht, behoefte kunnen bestaan. Elke ontheffing zal met waarborgen van kritisch, wetenschappelijk onderzoek omgeven moeten zijn. 4. Beschouwingen betreffende verdere elementen van toezicht De commissie heeft zich voorts afgevraagd of het gewenst moet worden geacht ook de mechanische eigenschappen van het materiaal aan een controle-onderzoek te onderwerpen. Daarbij is overwogen, dat enerzijds een nauwkeurige controle op de chemische samenstelling van de in de handel aanwezige implantaten in het algemeen voldoende waarborgen zal geven betreffende de eigenschappen van het materiaal en dat anderzijds een onderzoek naar de mechanische eigenschappen van een proefstaatje van het materiaal waarvan bepaalde implantaten vervaardigd zijn, slechts van betrekkelijke waarde is. Daarom wordt het nut van laatstgenoemd onderzoek door de commissie niet groot geacht. Meer waarde mag worden gehecht aan het nader te bespreken onderzoek in de fabrieken, waarbij de eigen controleproeven van de fabrikant kunnen worden beoordeeld en eventueel hieromtrent eisen kunnen worden gesteld. Hoewel dit controle-onderzoek in de fabrieken in de eerste plaats de chemische samenstelling van het materiaal betreft, zal hierbij toch ook een inzicht in de mechanische eigenschappen verkregen kunnen worden. De commissie is daarom van mening dat een regelmatig in te stellen onderzoek (routine-onderzoek) naar de mechanische eigenschappen der medische materialen voorlopig achterwege mag blijven. Ten slotte heeft de commissie overwogen of een toezicht op de constructie en vormgeving van implantaten nuttig zou kunnen zijn en uitvoerbaar mag worden geacht. Onder verwijzing naar hetgeen in hoofdstuk IIIc is opgemerkt omtrent het verband tussen de constructie en vormgeving en de toelaatbare spanning in een implantaat valt aan het belang van een verantwoorde prothesebouw niet te twijfelen. Echter is er in genoemd hoofdstuk tevens op gewezen, dat nauwkeurige gegevens betreffende de physiologische belasting van het bewegingsapparaat - een onmisbare factor voor een wetenschapppelijk verantwoorde prothesebouw - thans nog grotendeels ontbreken. Zolang dit het geval is, ontbreekt dus ook de vereiste deskundigheid voor een toezicht op de constructie en vormgeving. De commissie is derhalve van oordeel, dat het uitoefenen van toezicht op de constructie en vormgeving van implantaten - ook al zouden op basis van algemeen technisch inzicht enkele grove fouten geëlimineerd kunnen worden thans nog niet op deskundige wijze uitvoerbaar is. c. De uitoefening van het toezicht op de hoedanigheid van implantatiemateriaal De uitoefening van toezicht op de hoedanigheid van de materialen zal dienen te worden toevertrouwd aan een bevoegde deskundige instantie. Dit toezicht betreft zowel de controle op de naleving van alle voorschriften betreffende in de handel zijnde medische materialen, als de beoordeling van de fabricage in de fabriek. Daarbij dient nog onderscheid gemaakt te worden tussen technisch onderzoek en biologisch onderzoek. Het uitoefenen van toezicht en het nemen van monsters in de handel zal het functioneren van een opsporingsapparaat vereisen, dat tevens een juridische basis aan het onderzoek dient te verlenen. Van de aanwezige artikelen zullen monsters genomen dienen te worden voor laboratoriumonderzoek, terwijl aperte tekortkomingen t.o.v. de verpakking, de etikettering, het dragen van een waarmerk e.d. in vele gevallen zonder verder onderzoek vastgesteld zullen kunnen worden. Deze opsporing en controle betreft uiteraard ook artikelen, die uit het buitenland afkomstig zijn, m.a.w. de import. Betreffende het wetenschappelijk onderzoek naar de hoedanigheid van de artikelen zij nog het volgende opgemerkt. Een onderzoek dat beperkt blijft tot de bepaling van de kwalitatieve en kwantitatieve aanwezigheid van bepaalde metalen in het monster, conform de vereiste samenstelling, zal in het algemeen geen uitgebreide of kostbare laboratoriumoutillering vereisen. Men mag dit als een routine-onderzoek beschouwen. Onderzoek van materiaal, dat als een nieuw produkt wordt aangeboden, ofwel dat afkomstig is van een fabriek zonder certificaat (zie onder), zal een meer diepgaande analyse van de samenstelling vereisen, m.a.w. op een hoger plan moeten staan. Hiervoor zal de medewerking van wetenschappelijke instellingen, zoals een Technische Hogeschool of een Instituut van T.N.O. in vele gevallen niet gemist kunnen worden. Technisch toezicht in de fabrieken zal bijzondere deskundigheid bij de beoordeling vereisen. Daarbij zal niet alleen gelet dienen te worden op de produktie van het materiaal in engere zin, maar ook op het algemene peil van het bedrijf en op de interne controle, die door de fabriek wordt uitgeoefend, zowel op het ingekochte materiaal (binnenkomstcontrole) als op de eigen produkten. Wordt bij dit onderzoek de overtuiging gekregen, dat in de fabriek op betrouwbare wijze wordt geproduceerd, dan zal het verstrekken van een certificaat aan de fabrikant voor het vervaardigen van het betreffende implantatiemateriaal nuttig kunnen zijn. Het bezit van een certificaat betekent voor de fabrikant niet alleen economisch voordeel, maar het legt hem ook verplichtingen op en zal daardoor een gunstige invloed kunnen uitoefenen op het algemene peil van het bedrijf. Een voordeel van het certificatensysteem zal zijn, dat de noodzakelijkheid van het nemen van monsters van in de handel aanwezige produkten van fabrikanten mét een certificaat zal verminderen, omdat men meer vertrouwen zal mogen stellen in de goede hoedanigheid van deze produkten. Het opvoeren van de fabrieken met certificaten op een lijst zal bij de beoordeling van de in de handel aan te treffen artikelen groot praktisch nut kunnen hebben. Het certificatenstelsel zal er op den duur toe kunnen leiden, dat alleen materiaal, afkomstig van een fabriek mét een certificaat, verhandeld zal kunnen worden. De certificaten zullen op advies van een commissie van deskundigen dienen te worden uitgereikt, bij voorkeur door de Minister. Ten opzichte van buitenlandse fabrieken zal het toezicht en het uitreiken van certificaten uiteraard langs andere wegen dienen te geschieden dan het toezicht binnenslands, doch in principe zal niet minder zekerheid verkregen dienen te worden omtrent de goede hoedanigheid en de juiste wijze van fabriceren der implantatie-materialen. Daarbij zal aan een certificaat, uitgereikt door een bevoegde instantie in het land, waar de fabriek is gevestigd, waarde kunnen worden toegekend. Materiaal van goede hoedanigheid zal van een waarmerk dienen te worden voorzien. De wijze waarop dit merken" van het materiaal dient te geschieden, kan nader worden bepaald. Het toezichthoudend orgaan zal hierop controle dienen uit te oefenen. Een bijzonder probleem bij het toezicht betreft het biologisch onderzoek, dat wil dus zeggen een onderzoek naar de schadelijke invloed, die de metalen op de weefsels kunnen uitoefenen. Een dergelijk onderzoek zal het karakter hebben van wetenschappelijke research van bijzondere aard en raakt vele biologische problemen, waaromtrent nog grote onzekerheid bestaat. Het onderzoek zal veel voorbereiding vereisen, zowel voor de vraagstelling als de proefopstelling en zal in het algemeen tijdrovend zijn. Het lijkt intussen wèl mogelijk met dierproeven binnen betrekkelijk korte tijd praktische aanwijzingen" omtrent de schadelijkheid van bepaalde implantatiematerialen te verkrijgen, ook al zouden hierbij de principes, die aan de biologische reacties ten grondslag liggen, niet worden verklaard. Biologisch onderzoek van dit gehalte vereist de medewerking

17 17 van zeer gespecialiseerde deskundigen. Deze zullen in universitaire kringen of b.v. bij T.N.O. gezocht dienen te worden. Als voorbeeld van een dergelijk betrekkelijk korte tijd in beslag nemend biologisch onderzoek is door het commissielid prof. dr. P. J. Gaillard een toxiciteitsproef verricht met het eerder genoemde wolfram-houdende vitallium (materiaal van een Küntscher-pen van Austenal Company, in het verslag vitallium-2 genoemd), waarvan de chemische samenstelling door het mede-commissie-lid ir. H. Leutscher was geanalyseerd en conform de op blz. 15 vermelde samenstelling van smeedbare cobalt-legeringen bevonden. Verslag van de proef: Ter beproeving van de mogelijke toxische eigenschappen is gebruik gemaakt van weefselcultures van osteogenetische cellen. Deze methode is in beginsel reeds beschreven in het in de literatuurlijst onder nr. 41 vermelde artikel van Smook, A. H. en Gaillard, P. J. De essentie van deze methode is, dat met gebruikmaking van de hangende druppelmethode volgens Carrel 3 eigenschappen bestudeerd worden: 1. de histologische structuur van de cellen in de onmiddellijke nabijheid en verder van het metaal af. 2. de frequentie en de morphologie van de celdelingen en 3. de migratiesnelheid van de cellen in de gecoaguleerde voedingsbodem. Bij het eerder genoemde onderzoek was reeds gebleken, dat de migratiesnelheid een uiterst gevoelig criterium is, daarna komt in de regel de verstoring van de morphologie van de cellen min of meer tegelijk met eventuele celdelings-abnormaiiteiten. In het algemeen kan men zeggen, dat bij afwezigheid van verstoring van de celbeweging ook na implantatie in vivo geen toxische beschadiging van weefsel rondom het metaal is gevonden. Een bezwaar van de methode blijft echter de betrekkeiijk korte duur van het experiment (3 x 24 uur) en de afwezigheid van belasting. Als bijzonder gevoelige test voor de toxiciteit van het onbelaste metaal lijkt de methode echter praktisch van betekenis te zijn. De weefselstam, die bij het onderzoek van het vitallium-2 werd gebruikt, was afkomstig van het os frontale van 14 dagen oude kippenembryonen. Alle proeven werden gepaard opgezet, dat wil zeggen, dat uit elke voor de proef geschikte cultures 2 even grote dochterfragmenten werden gesneden, waarvan de ene als controle en de andere als proefculture diende, waaraan het stukje metaal werd toegevoegd. De migratie-afstand en het histologische beeld werden vastgelegd en gecontroleerd na één-, twee- en driemaal 24 uur. Bij de meting van de migratie-afstand werd gebruik gemaakt van een projectie-apparatuur met een lineaire vergroting van 37.4 x. Dit vergrote beeld werd in millimeters gemeten. In totaal werden 31 proef- en 31 controlecultures gemeten. Van elke culture werden metingen van de migratieafstand verricht. Het gemiddelde van de 714 metingen van de controlecultures leverde voor de Ie kweekdag 2,35 mm, voor de 2e kweekdag 1,99 mm en voor de 3e kweekdag 0,97 mm, op. De vergelijkbare gemiddelen van de 693 metingen van de migratie-afstand van de proefcultures bedroegen 2,33 mm, 1,91 mm en 0,88 mm. Hoewel deze gemiddelde waarden van de proefcultures steeds iets lager zijn, is er statistisch beslist géén significant verschil vast te stellen. Op grond hiervan mag gesteld worden, dat géén aanwijzing is gevonden voor een migratievertragende werking van vitallium-2. Prof. Gaillard komt op grond van de uitslag van de proef tot de volgende conclusie: Aangezien ook de histologische beelden geen bijzonderheden opleverden, kan gezegd worden, dat wij geen reden zien om het gebruik van dit vitallium-2 te ontraden. Met deze conclusie heeft de commissie zich verenigd. Als algemeen principe van het toezicht dient te gelden, dat de controle-ambtenaren slechts tot taak hebben eventueel geconstateerde overtredingen van de voorschriften aan te wijzen en dat een hogere instantie - b.v. de hierna te noemen adviescommissie - beslist, welke maatregelen genomen dienen te worden. d. De basis, waarop het toezicht dient te worden geplaatst In het reeds eerder geciteerde schrijven van de Minister van Sociale Zaken en Volksgezondheid wordt gesproken van het op een of andere wijze onder toezicht stellen" van de hoedanigheid der betreffende materialen. De commissie heeft bij haar beraadslagingen over deze wijze van toezicht niet alleen gedacht aan een wettelijke regeling, doch ook overwogen of door onderlinge overeenkomst van de betrokken partijen, te weten de fabrikanten, de importeurs en handelaren en de artsenverenigingen een effectief toezicht ingesteld zou kunnen worden. Daarbij is onder ogen gezien, dat het implantatiemateriaal voornamelijk uit het buitenland komt, dat voorts aan onderlinge afspraken met de handel vele bezwaren kleven en dat de artsenverenigingen, hoewel mag worden verwacht, dat deze in principe zullen willen medewerken aan een toezicht, nimmer hun leden zullen kunnen dwingen slechts bepaalde materialen te gebruiken. Het zou indruisen tegen de principes van de vrije uitoefening der geneeskunst, de chirurgen te willen verbieden andere dan de aangewezen materialen te gebruiken; de arts draagt steeds persoonlijk een eigen verantwoordelijkheid voor zijn medisch handelen. Het lijkt derhalve niet realiseerbaar het onderhavige probleem door onderlinge overeenkomst op te lossen. De commissie is dan ook tot de overtuiging gekomen, dat voor het verkrijgen van een effectief toezicht een regeling bij de wet noodzakelijk zal zijn. De wettelijke regeling van het toezicht Ervan uitgaande, dat een wettelijke regeling van het toezicht noodzakelijk is te achten, rijst de vraag, binnen welk wettelijk kader het onderhavige toezicht geplaatst zal kunnen worden. Zal hiervoor een nieuwe wet in het leven dienen te worden geroepen, of zal het toezicht onder een bestaande wet kunnen worden gebracht? De commissie is van oordeel, dat het niet op haar weg ligt betreffende de keuze van deze mogelijkheden een eigen uitspraak te doen. De bestaande regelingen van toezicht op medische materialen in het buitenland Bij de bestudering van het onderhavige probleem heeft de commissie zich georiënteeh omtrent het bestaan van regelingen van toezicht op medische materialen in het buitenland, m.n. in Amerika, Engeland en Zweden. In Amerika is een toezicht op medische materialen wettelijk geregeld, bij de Food, Drug and Cosmetic Act." Deze wet, die betrekking heeft op alle produkten, bestemd voor menselijk gebruik en niet speciaal op medische materialen, legt in het algemeen de fabrikant de verplichting op garant te staan voor de deugdelijkheid en onschadelijkheid van zijn produkten. Daarbij dient hij verklaringen over te leggen betreffende deskundig onderzoek van deze produkten. Op de naleving van de verplichtingen wordt door de Food and Drug Administration" van het Department of Health, Education and Welfare" toegezien. Door de Division of Pharmacology" kunnen laboratoriumproeven worden verricht, ook biologische tests. Terwijl door deze wettelijke regeling formeel de basis is gelegd voor een overheidstoezicht op alle produkten, bestemd voor menselijk gebruik en daardoor ook op de medische materialen, wordt in de praktijk de bewijslast voor de deugdelijkheid en onschadelijkheid der materialen op de fabrikant gelegd. Deze is dus verantwoordelijk en aansprakelijk voor schadelijke gevolgen van het gebruik. Een regelmatig uitge-

18 18 oefende overheidscontrole op de produkten vindt niet plaats. N.B. Hierbij dient te worden opgemerkt, dat in de commissie veel instemming is betuigd met dit Amerikaanse systeem, dat grote - in de praktijk nagenoeg alle - verantwoordelijkheid legt op de fabrikant. De verplichting garant te staan voor de deugdelijkheid en onschadelijkheid van het produkt zal hem tot zorgvuldige fabrikage en nauwgezette interne controle aansporen, wellicht ook tot het instellen van biologisch onderzoek. Men bedenke, dat niemand in zo gunstige positie verkeert om fabrikage en produkt deskundig te beoordelen als de fabrikant zelf. Deze overwegingen vooropgesteld, is de commissie toch van mening, dat een onpartijdige en uiteraard evenzeer deskundige beoordeling niet gemist kan worden en acht daarom een regelmatig uitgeoefende overheidscontrole noodzakelijk. Wel dient het controlerende orgaan zoveel mogelijk de zelfcontrole van de fabrikant te bevorderen. In Engeland is op 30 juli 1962 door het British Standards Institution" een specificatie gegeven voor metalen implantaten. Dit instituut is als een semi-overheidsorgaan te beschouwen. Voortgekomen uit initiatief van het bedrijfsleven en gesteund door de overheid, stelt het Instituut standaards vast voor de hoedanigheid van verschillende technische produkten. De betreffende British Standard 3531 : 1962" geeft voorschriften, die uitsluitend betrekking hebben op de samenstelling van metalen voorwerpen, bestemd voor implantatie. Het gaat daarbij dus om een meer direct toezicht op de medische materialen dan in Amerika met de Food, Drug and Cosmetic Act het geval is. Bijzondere betekenis is te hechten aan het feit, dat ook in Engeland, als deugdelijk en onschadelijk materiaal voor implantatie, slechts dezelfde twee typen metaallegeringen worden aangewezen als hierboven in dit rapport is geschied, dus roestvrije staallegeringen en cobaltlegeringen, waarvan de samenstelling nagenoeg geheel overeenkomt met de hiervoor onder het Toezicht vermelde 1 ). Voor het toezicht dienen monsters van alle vervaardigde produkten aan een controle-instantie te worden toegezonden. Het materiaal wordt gemerkt: het roestvrije staal met de letter J, de cobaltlegering met de letter C. Intussen heeft deze British Standard 3531 : 1962 slechts betrekking op in Engeland vervaardigd materiaal en is dus van geen betekenis voor uit het buitenland geïmporteerde artikelen. Hierdoor zal het praktisch effect van de Standard niet groot kunnen zijn. Ten slotte zij nog opgemerkt, dat bij deze Standard ook het chirurgisch instrumentarium is betrokken, zoals boren en schroevendraaiers, die bij het aanbrengen van de implantaten in het lichaam gebruikt worden en dat ook normalisatiebepalingen zijn gegeven. In Zweden bestaan geen wettelijke of andere voorschriften betreffende de hoedanigheid van te implanteren voorwerpen. VII. Het instrumentarium De vraag of het aanbeveling verdient ook het instrumentarium, dat gebruikt wordt om de implantaten in het lichaam te plaatsen en te bevestigen, onder toezicht te stellen, zoals bij de British Standard 3531 : 1962 bepaald is, heeft bijzondere betekenis. Zoals hiervoren onder Illn is uiteengezet kan bij het met kracht op elkaar brengen van metalen voorwerpen metaaloverdracht plaatsvinden. Om de uiteengezette redenen is aan deze metaaloverdracht groot corrosierisico verbonden, indien de metalen voorwerpen, dus b.v. een schroef en een schroevendraaier, in samenstelling verschillen. Het is daarom van belang de zekerheid te kunnen verkrijgen, dat het implantaat en het 1 ) In de Standard is echter geen smeedbare cobaltlegering opgenomen. instrumentarium van dezelfde legering vervaardigd zijn. Dit geldt niet alleen bij het implanteren van roestvrije staallegeringen maar ook bij implantatie van cobaltlegeringen (12). Wil men het de chirurg mogelijk maken, zich instrumentarium aan te schaffen, waarvan de samenstelling gewaarborgd is, zodat hij zich er van kan overtuigen dat zijn instrumenten dezelfde samenstelling hebben als het voorwerp, dat hij implanteert, dan zal een regeling dienen te worden getroffen, volgens welke de fabrikant van medische instrumenten de gelegenheid wordt gegeven de door hem vervaardigde produkten door het toezichthoudend orgaan te laten onderzoeken en bij goedbevinden te laten waarmerken. Uiteraard zal men hiermede de chirurgen niet kunnen dwingen alleen gewaarmerkt instrumentarium te gebruiken, maar men zal de conscientieuse operateur de mogelijkheid geven zich van betrouwbaar instrumentarium te voorzien. Het is derhalve gewenst te bepalen, dat het toezichthoudend orgaan gehouden is instrumentarium, als hier bedoeld, dat hem wordt voorgelegd, te onderzoeken en eventueel te waarmerken, gelijk dit met implantatiemateriaal geschiedt. VIII. Advies Het is ten zeerste gewenst de hoedanigheid van medische materialen, waaronder worden verstaan: metalen voorwerpen, bestemd voor plaatsing in het menselijk lichaam, onder toezicht te stellen. Wil dit toezicht doeltreffend kunnen zijn, dan zal het op een wettelijke basis geregeld dienen te worden. Met dit doel zullen bij de wet de volgende regelen dienen te worden gesteld. a. Metalen voorwerpen, bestemd voor plaatsing in het menselijk lichaam, zullen ten aanzien van hun samenstelling aan bepaalde eisen dienen te voldoen. Als waarborg voor hun deugdelijkheid en onschadelijkheid zullen zij van een waarmerk dienen te worden voorzien. Deze eisen zullen bij algemene maatregel van bestuur nader worden omschreven. b. Het in de handel brengen of te koop aanbieden van metalen voorwerpen, als onder a aangegeven, waarvan de samenstelling niet aan de gestelde eisen voldoet, dient te worden verboden. Op overtreding dienen sancties te worden gesteld. De mogelijkheid dient te zijn gegeven van dit verbod ontheffing te verlenen. c. Het toezicht op de naleving van deze bepalingen dient te berusten bij een overheidsorgaan, dat beschikt over een opsporingsdienst en bevoegd is een onderzoek in te stellen, resp. te doen instellen, naar de hoedanigheid van de genoemde voorwerpen. Dit toezicht dient zich niet alleen uit te strekken over in de handel te nemen monsters, maar ook over de fabricage van de voorwerpen. d. Aan de fabrikant, die op aanwijzing van het toezichthoudend orgaan, naar het oordeel van een commissie van deskundigen, hiervoor in aanmerking komt, zal een certificaat voor het vervaardigen van bepaalde medische materialen kunnen worden uitgereikt. N.B. De bij algemene maatregel van bestuur te stellen eisen betreffende de samenstelling der materialen zijn in hoofdstuk VI onder b2 omschreven. 's-gravenhage, 26 juni De Voorzitter van de Gezondheidsraad. DR. J. WESTER.

19 19 IX. LITERATUURLIJST 1. Almert, W. Subperiostale Geriistimplantationen zur Verankerung von Zahnersatz. Zahnartz. Welt 62 (1961) , , , , , , Bechtol, Ch. O., A. B. Ferguson and P. G. Laing. Metals and engineering in bone and joint surgery, Baltimore, Williams and Wilkins, Blunt, J. W., S. S. Hudock and C. R. Murray. Metals and plastics in orthopedie surgery and general surgery; clinical congress of the American College of Surgeons, September New York, Bowden, F. P., J. B. P. Williamson and P. G. Laing. Metallic transfer in screwing and its significance in bone surgery. Nature 173 (1954) Bowden, F. P., and /. B. P. Williamson. Metallic transfer in engineering operations, radioactive methods used at Cambridge. Engineering 182 (1956) Bowden, F. P. Adhesion and friction. Endeavour 16 (1957) Bouwden F. P., and J. B. P. Williamson. Treatment of metals. In: Modern trends in surgical materials, 8. London, Butterworth, Brandsma, W. F., en P. Jongenburger. Kennis der metalen (metallogie), deel I en II. Handleiding bij het onderwijs aan de T.H. te Delft. 's-gravenhage, Nijhoff, Breslau, W. J. The views of the Sociale insurance Bank on the use of alloplasty in general surgery. Voordracht voor de Stichting ter bevordering der chirurgische wetenschappen, congres British Standard (1962) Specification for metal surgical implants, drills and screwdrivers used for bone surgery. London, British Standards Institution. 11. Burch, J. Bone reactions to stainlcss steel fixation material; read before the section on orthopaedic and traumatic surgery; Southern medical association, 55th annual meeting, Miami Beach, November a. Cartwright, R. S., J. W. Giacobine, R. S. Ratan, a.o. Comined aortic and mitral valve replacement. J.thorac-cardiovasc. surg. 45 (1963) Cater, W. H., and J. H. Hicks. The recent history of corrosion in metal used for internal fixation. Lancet (1956)11, Clarke, E. G. C, and J. Hickman. An investigation into the correlation between the electric potentials of metals and their behaviour in biological fluids. J. bone jt surg., 35 b (1953) Clarke, E. G. C, and J. Hickman. The choice of metals. In: Modern trends in surgical materials, 2. London, Butterworth, Cohen, J. The investigation of metallic failure in devices implanted in the body. Surg. clin. N. Amer. 41 (1961) Cohen, J. Corrosion testing of orthopaedic implants. J. bone jt surg. 44 a (1962) Emneus, H. Comparison between biological assays and the ferroxyltest for studying corrosion of experimental metal implants. Acta orthop. scand. (1960) suppl. 44 a. 18. Emneus, T. On corrosion of alloys used in bone and joint surgery. Copenhagen, Lund, Dissertation. 19. Ferguson, A. B., P. G. Laing and E. S. Hodge. The ionisation of metal implants in living tissues. J. bone jt surg. 42 a (1960) Fink, C. G., and J. S. Smatko. Bone fixation and the corrosion resistance of stainless steels to the fluids of the human body. J. electrochem. soc. 94 (1948) Heath.J.C. Cobalt as a carcinogen. Nature 173 (1954) Hicks, J. H. Pathological effects from surgical metal. In: Modern trends in surgical materials, 29. London, Butterworth, Hicks, J. H., and W. H. Cater. Minor reactions due to modern metal. J. bone jt surg. 44 b (1962) Hueper, W. C. Experimental studies in metal cancerogenesis: I. Nickel cancer in rats. Texas rep. biol. med. 10 (1952) Laing, P. G. The use of metal in surgery. In: Modern trends in surgical materials, 13. London, Butterworth, Laing, P. G., and J. M. O.'Donnell. The engineering design of hip nails and the development of the H-beam nail. Surg. gyn. obstet. 112 (1961) Laing, P. G., L. R. Madancy and M. A. Grcbner. A radioisotopic investigation of the contamination of screws and tissues by screwdrivers. J. bone jt surg. 41 a (1959) Lane, W. A. The opcrative treatment of fractures. London, Medical publ., Leutscher, H. Metallurgy and surgery. Voordracht voor de Stichting ter bevordering der chirurgische wetenschappen, Leventhal, G. S. Titanium, a metal for surgery. J. bone jt surg. 33 a (1951) 473, 36 a (1954) 189, 33 a (1951) Martz.C. D. Stress tolerance of bone and metal. J. bone jt surg. 38 a (1956) Mulder, J. De operatieve behandeling van degeneratieve aandoeningen van het heupgewricht. Ned. t. geneesk. 104 (1960) 1374.

20 Qutgley, Th. B., and H. Banks. Progress in the treatment of fraclures and dislocations, Philadelphia, enz., Saunders, Ruime, H. ]., and H. Moritz. Korrosionsschaden und Metallosen nach Osteosynthesen. Zbl. Chir. 86 (1961) Scales, J. T., and /. M, Zarek. Some problems of metal and their transfer in orthopaedic surgery. J. bone jt surg. 37 b (1955) Scales, J. T. International prostheses; the problem in relation to materials. J. bone jtsurg. 38 b (1956) Scales, J. T. Biological and mechanical factors in prosthetic surgery. In: Modern trends in surgical materials, 70. London, Butterworth, Scales, J. 7'., G. D. Winter and H. ]. Schirley. Corrosion of orthopaedic implants. Brit. med. j. (1961) Schinz, H. F., und E. Uehlinger. Der Metallkrebs; ein neues Prinzip der Krebserzeugung. Z. Krebforsch. 52 (1942) Schwudling, R. Alloplastische Implantate in der Zahnersatzkunde. München. Hanser Verlag, Smook, A. H., und P. J. Gaillard. Ueber den Einfluss verschiedener Metalle auf Knochengewebe. Bruns' Beitr. klin. Chir. 170 (1939) Tciger, K. H. Materialprüfung für Metalle in der Orthopadie und Chirurgie. Chirurg 33 (1962) Venable, C. S., and W. G. Stuck. Electrolysis controlling factor in the use of metals in treating T *Ï c \ 11 r*f* Q J. Amer. med. ass. 111 (1938) Venable, C. S., and W. G. Stuck. The internal fixation of fractures. Springfield, Scientific Publ., Venable C. S., and W. G. Stuck. Results of recent studies and experiments concerning metals used in the internal fixation of fractures. J. bone jtsurg. 30 a (1948) Verbeek, O. Studie over osteosynthese. Proefschrift Amsterdam Verbeek, O. Osteosynthesis and the lane technic. Amer. j. surg. 90 (1955) Verbeek, O., and C. P. Dubbeldam. Pseudarthrosis of the long bones. Amsterdam, North-Holland Publ., Weinreb, M. M. One-day procedure for complete lower implants. The Dent. delineator 12 (1961) Williamson, J. B. P. Metallic corrosion. In: Modern trends in surgical materials, 1. London, Butterworth, Wright, J. K., H. J. Axon, F. P. Bowden, J. B. P. Williamson and P. G. Laing. Clinical and metallurgical observations on the corrosion of stainless steel. Nature 173 (1954) Wright, J. K., and H. J. Axon. Electrolysis and stainless steel in bone. J. bone jt surg. 38 b (1956) 745.