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Die Erfindung betrifft eine Keramik, die sich besonders zur Verwendung auf orthopädischem Gebiet eignet.
Ein Grossteil derzeitiger Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Biomaterialien ist auf die Herstellung von bioverträglichen Keramiken, die als Knochenersatz verwendbar sind, gerichtet.
Die Calciumphosphate, z. B. Whitlockit [Tricalciumphosphat Ca (PO ) ], die hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung dem biologischen harten Gewebe sehr nahe kommen, sind von besonderem Interesse und waren bereits Gegenstand zahlreicher Untersuchungen. Frühere Versuche zur Herstellung von Whitlockit in Makroform umfassten im allgemeinen die Herstellung von Pulver und das Verdichten und Sintern unter Druck. Die erzeugten Produkte waren gewöhnlich porös und es fehlten ihnen die Festigkeitseigenschaften, die für viele zum Implantieren bestimmter orthopädische Einrichtungen erforderlich sind.
Die BE-PS Nr. 831944 beschreibt eine feste, dichte, nicht poröse polykristalline Sinterkeramik aus Whitlockit und Hydroxylapatit, die als Zahnersatz- und orthopädisches Implantationsmaterial brauchbar ist und durch Ausfällen des Calciumphosphats aus wässeriger Lösung und Sintern des
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rasch miteinander vermischt und die entstehende Ausfällung im Masse als sie sich bildet abge- trennt wird.
Whitlockit kommt in zwei kristallinen Modifikationen vor, der a-Form, einem metastabilen Zustand, der bei hohen Temperaturen auftritt und der ss-Form, dem thermodynamisch stabilen Zustand.
Falls nicht anders angegeben, soll der hier verwendete Ausdruck"Whitlockit"entweder die a-oder die ss-Form oder jegliche Art von Gemischen davon umfassen.
An anderer Stelle beschreibt die Patentinhaberin eine neue durchscheinende, isotrope, im wesentlichen porenfreie polykristalline Keramik aus Whitlockit, der im Kristallgitter etwa 0, 1 bis 2, 2 Gew.-% Sulfationen enthält und charakterisiert ist durch eine durchschnittliche Kristallitgrösse etwa im Bereich von 0, 3 bis 3 pm (Mikron) und eine Dichte, die grösser ist als etwa 98% der theoretischen Dichte von ss-Whitlockit. Diese Whitlockit-Keramik ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Druckfestigkeit etwa im Bereich von 6205 bis 8964 bar und eine Zugfestigkeit etwa im Bereich von 689 bis 2069 bar aufweist.
Auf Grund der bekannten Abhängigkeit von Druckfestigkeit und Zugfestigkeit von der Form, den Dimensionen und den Oberflächencharakteristika eines zu untersuchenden Materials ist ersichtlich, dass der obige im wesentlichen völlig dichte keramische Whitlockit bei geeigneter Formung eine Druckfestigkeit und Zugfestigkeit aufweist, die wesentlich grösser als 8964 bzw. 2069 bar sind.
Der obige keramische Whitlockit kann zu jeder gewünschten Form bzw. Gestalt verarbeitet werden unter Anwendung üblicher Verarbeitungsmethoden, wie Formung, Giessen, maschinelle Verarbeitung, Vermahlen u. dgl. Auf diese Weise kann die Keramik beispielsweise in Form von flachen Blättern bzw. Bahnen von jeglicher gewünschter Dicke, in Form eines Zylinders, eines Kegels, einer Kugel, von Granulaten, Pulvern usw. hergestellt werden.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Eigenschaften ist die obige Whitlockit-Keramik auch völlig bioverträglich und resorbierbar und daher besonders geeignet als chirurgisches Implantationsmaterial, insbesondere für die Rekonstruktion und Wiederherstellung von Knochen. So wird ein Defekt oder eine Hohlstelle in einem Knochen mit der Keramik entweder als geformter Körper oder in Teilchenform gefüllt. Da die Keramik langsam resorbiert wird, wird sie durch neues biologisches hartes Gewebe ersetzt.
Die hohen Festigkeitscharakteristika der vorstehend beschriebenen Keramik, die sie auf Grund ihrer aussergewöhnlichen Mikrostruktur besitzt, d. h. auf Grund ihrer geringen Kristallitgrösse und der im wesentlichen vollständigen Nicht-Porosität sind von grosser Bedeutung in Prothesenmaterialien, die an Stellen implantiert werden sollen, die einer starken Beanspruchung ausgesetzt werden, wie belastete Knochen. Jedoch ist für gewisse Anwendungszwecke, für die Zirkulation von Körperflüssigkeiten, das Einwachsen von Gewebe und die Stimulierung der neuen
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Knochenbildung, die durch ein poröses Implantationsmaterial optimal gefördert werden, ein solches wichtiger.
Für eine derartige Anwendung kann, wie nachfolgend genauer beschrieben, der erfindungsgemässe keramische Whitlockit verwendet werden, der im wesentlichen als keramischer Schaum vorliegt.
Die Erfindung betrifft eine polykristalline geschäumte Keramik, die im wesentlichen aus Whitlockit, insbesondere ss-Whitlockit besteht, und gegebenenfalls zu einem flachen Blatt oder zylindrischen Stab geformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Kristallgitter 0, 1 bis 2, 2 Gew.-% Sulfationen enthält und eine durchschnittliche Kristallitgrösse im Bereich von 0, 3 bis 3 p und ein Gesamtporenvolumen im Bereich von 20 bis 80% aufweist, wobei das Gesamtporenvolumen aus einer im wesentlichen gleichmässigen Verteilung offener Poren mit einem Porendurchmesser im Bereich von 50 bis 300 pm besteht. Diese Keramik ist geeignet als resorbierbares Prothesenmaterial für zahnmedizinische und chirurgische Zwecke.
Dieses Material ist besonders geeignet für die Ausbesserung von periodontalen Verletzungen oder die Rekonstruktion von Gesichtsknochen. Es ist ersichtlich, dass die Einbringung von Poren in den keramischen Whitlockit eine Verringerung der Druck- und Zugfestigkeit mit sich bringt. Nichtsdestoweniger behält die poröse Keramik auf Grund der geringen Kristallitgrösse und des Nichtvorhandenseins einer nennenswerten feinen Matrixporosität, die mechanische Festigkeit im wesentlichen bei.
Zur Ausfüllung eines Hohlraums im lebenden Knochen kann man den Hohlraum mit dem bioverträglichen polykristallinen geschäumten Keramikkörper gemäss der Erfindung füllen. In gleicher Weise kann man prothetisch einen defekten lebenden Knochen rekonstruieren durch Implantieren einer künstlichen Knochenprothese in der Form des bioverträglichen polykristallinen geschäumten Keramikkörpers gemäss der Erfindung.
Wie im folgenden genauer beschrieben, wird für die neue erfindungsgemässe Whitlockit-Keramik zunächst das entsprechende Calciumphosphat aus wässerigem Medium ausgefällt. Die Einwirkung von Calciumionen auf Phosphationen in wässerigem Medium ist ein schwieriges, nicht völlig verständliches Verfahren, das gewöhnlich eine Anzahl von Gleichgewichtsreaktionen einbezieht, die mit verschiedenen Geschwindigkeiten ablaufen, und die verschiedene Produkte ergeben (Eanes et al., Nature 208, 365 [1965] und Bett et al., J. Amer. Chem.
Soc. , 5535[1967]). Es lässt sich erwarten, dass die Ergebnisse derartiger Wechselwirkungen stark durch die Stöchiometrie beeinflusst werden, d. h. das Molverhältnis von Calcium zu Phosphor (Ca/P), die Reaktionszeit, die Temperatur und den PH-Wert. Im allgemeinen nimmt man an, dass sich Calcium- und Phosphationen zunächst unter Bildung eines Apatits mit Calciummangel vereinen, der ein Calcium/Phosphorverhält- nis von etwa 1, 5, die korrekte Stöchiometrie für Whitlockit, aufweist.
Jedoch scheint das Apatit-Kristallgitter die stabilste Konfiguration in dem Calciumphosphatsystem zu sein und in Anwesenheit eines ausreichenden Überschusses an Calciumionen wird die ursprüngliche Ausfällung langsam in Hydroxylapatit mit einem Calcium/Phosphorverhältnis von 1, 67 umgewandelt (Eanes et al, loc. cit.). Ein dazwischenliegendes Calcium-zu-Phosphor-Verhältnis, d. h. zwischen 1, 5 und 1, 67, führt zu einem Gemisch von Whitlockit und Hydroxylapatit, wenn die Ausfällung erwärmt wird (BE-PS Nr. 831944).
Es ist so ersichtlich, dass zur Erzielung von Whitlockit ein Calcium-zu-Phosphor-Verhältnis von 1, 5 eingehalten werden sollte. Die offensichtlich einfach zweckmässige Reaktion von Calcium- und Phosphationen in einem Molverhältnis von 1, 5 : 1 erwies sich bei der Herstellung von reinem Whitlockit als unwirksam und ergab an dessen Stelle ein Gemisch von Whitlockit und Hydroxylapatit.
Selbst bei der Verringerung des Verhältnisses von Calciumionen zu Phosphationen auf 1, 2 : 1 erhielt man letztlich ein Gemisch von Whitlockit und Hydroxylapatit. Die Reaktion von Calciumionen mit Phosphationen in der Whitlockit-Stöchiometrie, d. h. Ca/P = 1, 5, und die unmittelbare Isolierung der zuerst gebildeten Ausfällung (J. C. Heughebaert und G. Montel, Bull. Soc. Chim. France. 2923 bis 2924 [1970 ]), wodurch vermutlich eine weitere Gleichgewichtseinstellung vermieden wird, erwies sich als teilweise erfolgreich bei der Herstellung von reinem Whitlockit. Jedoch erwies sich diese Arbeitsweise nicht als leicht reproduzierbar und ist daher für die gewerbliche Herstellung in grossem Massstab ungeeignet.
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Es wurde nunmehr gefunden, dass der Zusatz in einer geringen Menge von Sulfationen zu der Calciumphosphatausfällung, gefolgt von der Gewinnung und dem Erhitzen, zu einer völligen
Umwandlung der Ausfällung in Whitlockit führt, der keine feststellbaren Spuren von Hydroxyl- apatit enthält. Darüber hinaus führt das Sintern des so erhaltenen Whitlockits zu einer hochquali- tativen Keramik mit überlegenen physikalischen und mechanischen Eigenschaften, die besonders geeignet ist als biologisches Implantationsmaterial.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung des vorstehend beschriebenen geschäumten
Keramikkörpers ist dadurch gekennzeichnet, dass man Calciumionen mit Phosphationen in einem Mol- verhältnis von 1, 2 bis 1, 5 : 1 in wässerigem Medium bei einem n-Wert von 10 bis 12 unter Bil- dung einer gelatineartigen Ausfällung von Calciumphosphat mit einem zirka P-Molverhältnis von
1, 5 bis 1, 53 :
1, umsetzt, die gelatineartige Ausfällung aus der Lösung abtrennt, die Ausfäl- lung mit Wasser frei von löslichen Salzen wäscht, die gewaschene Ausfällung in 1 bis 3%iger wässe- riger Ammoniumsulfatlösung in einer Menge von 10 bis 20 ml/g der theoretisch erwarteten
Whitlockit-Keramik homogen suspendiert, die Ausfällung von der Ammoniumsulfatlösung abtrennt und a) die Ausfällung mit 0, 5 bis 10 Gew.-% eines Treibmittels und 0, 5 bis 10 Gew.-% eines
Schaumstabilisators vermischt, oder b) die Ausfällung mit 0, 5 bis 10 Gew.-% eines Schaumstabilisators vermischt und in das Ge- misch Luft unter Bildung eines Schaumes einschlägt, oder c)
die Ausfällung mit einem porenbildenden Mittel vermischt und das resultierende Gemisch bei 70 bis 90 C bis zur im wesentlichen vollständigen Zersetzung des Treibmittels und im wesentlichen vollständigen Trocknung des resultierenden Schaumes erhitzt und anschliessend den getrockneten Schaum auf 1000 bis 1350 C erhitzt, bis der Schaumstabi- lisator oder das porenbildende Mittel im wesentlichen vollständig verflüchtigt ist und das resultierende Produkt im wesentlichen völlig gesintert ist.
Die Calciumphosphatausfällung kann vermischt werden mit jeglichem üblichen und leicht zugänglichen Schaumstabilisator, z. B. Albumin bzw. Eiweiss, Polyvinylalkohol oder Polyäthylenglykol und jeglichen üblichen Treibmitteln, wie Azodicarbonamid, Wasserstoffperoxyd oder Ammoniumcarbonat. Beim Erwärmen des Gemisches setzt das Treibmittel gasförmige Zersetzungsprodukte frei, die von dem Schaumstabilisator eingeschlossen werden, wodurch ein stabiler Schaum gebildet wird.
Letzterer wird getrocknet und schliesslich unter Bildung einer porösen Keramik gesintert.
Alternativ kann das Treibmittel weggelassen werden und der Schaum mechanisch durch Einschlagen von Luft in das Gemisch gebildet werden. Es ist auch möglich, den Schaumstabilisator wegzulassen und als porenbildende Mittel faserförmige organische Materialien, wie Stärke, Kollagen und Cellulose oder flüchtige organische Verbindungen, wie Naphthalin, zu verwenden.
So wird Whitlockit aus wässerigem Medium ausgefällt durch Umsetzung von Calciumionen mit Phosphationen bei einem PH-Wert von etwa 10 bis 12. Jegliche Calcium- oder Phosphat-enthaltenden Verbindungen, die Calcium und Phosphationen in wässerigem Medium liefern können, sind geeignet, sofern die entsprechenden Gegenionen dieser Verbindungen leicht aus dem Whitlockit-Produkt abgetrennt werden können, selbst nicht in das Whitlockit-Gitter eingebaut werden oder nicht anderweitig in die Ausfällung oder Isolierung des Whitlockits eingreifen. Verbindungen, die Calciumionen liefern können, sind beispielsweise Calciumnitrat, Calciumhydroxyd, Calciumacetat u. dgl.
Phosphationen können bereitgestellt werden durch Diammoniumhydrogenphosphat, Ammoniumphosphat, Phosphorsäure u. dgl. Beim erfindungsgemässen Verfahren sind Calciumnitrat und Diammoniumhydrogenphosphat die bevorzugten Quellen für Calcium- bzw. Phosphationen.
Zuerst werden Calciumnitrat und Diammoniumhydrogenphosphat in einem Molverhältnis von etwa 1, 2 bis 1, 5 : 1 in wässeriger Lösung bei einem n-Wert von etwa 10 bis 12 zusammengebracht, unter Bildung einer gelartigen Ausfällung von Calciumphosphat. Die Temperatur ist nicht kritisch und die Ausfällung kann bei etwa 0 bis 100 C durchgeführt werden, jedoch führt man sie vorzugsweise bei etwa Raumtemperatur durch. Die so erhaltene gelartige Ausfällung wird von der Lösung durch geeignete Mittel bzw. Arbeitsweisen, beispielsweise durch Zentrifugieren und Dekantieren der überstehenden Flüssigkeit abgetrennt.
Die verbleibende mineralische Aufschlämmung kann durch Suspendieren in destilliertem Wasser, Zentrifugieren und Dekantieren der überstehenden Flüssigkeit frei von jeglichen verbleibenden löslichen Salzen gewaschen werden.
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Obwohl sie für das Verfahren nicht wesentlich ist, scheint die letztgenannte Stufe eine Rückbildung während der anschliessenden Sinterung auf ein Minimum herabzusetzen. Das verbleibende Produkt kann anschliessend in einer minimalen Menge an destilliertem Wasser suspendiert und für die weitere Verwendung gelagert werden. Die Umwandlung in kristallinen Whitlockit erfolgt dadurch, dass man die mineralische Aufschlämmung zunächst in 1 bis 3% (Gew./Gew.) wässerigem Ammoniumsulfat suspendiert. Gewöhnlich verwendet man 10 bis 20 ml der 1 bis 3%igen wässerigen Ammoniumsulfatlösung/g der theoretisch erwarteten Whitlockit-Keramik. Der Feststoff wird anschliessend aus der Lösung durch Zentrifugieren und Filtration im Vakuum abgetrennt. Das so gewonnene gelartige Produkt enthält eine grosse Menge an eingeschlossenem Wasser, von dem sehr viel durch Pressen bzw.
Druck entfernt werden kann.
Gewöhnlich ist es zweckmässig, bei dieser Stufe den trockenen Whitlockit weiter roh zur Form des gewünschten Endprodukts zu schneiden oder zu formen, wobei man die vorstehende Schrumpfung, die beim Sintern auftritt, in Betracht zu ziehen hat.
Die resultierende mineralische Aufschlämmung wird mit etwa 10 bis 100 mg, vorzugsweise etwa 15 bis 20 mg, sprühgetrocknetem Eiweiss/g der theoretisch erwarteten Whitlockit-Keramik und mindestens einer gleichen Menge, d. h. etwa 10 bis 200 mg, vorzugsweise 15 bis 30 mg, Azodicarbonamid vermischt.
Zusätzliches Wasser kann gegebenenfalls zugesetzt werden, um die Konsistenz des Gemisches so einzustellen, dass ein ausreichendes Rühren und eine Übertragung ohne Einarbeitung grosser Luftblasen möglich wird. Das sprühgetrocknete Eiweiss ist schwierig zu benetzen und daher etwas schwierig mit der Whitlockit-Aufschlämmung homogen zu vermischen. Dementsprechend ist es vorteilhaft, jedoch nicht notwendig, das getrocknete Eiweisspulver vor seinem Zusatz zu der Whitlockit-Aufschlämmung aufzubereiten. Dies erzielt man zweckmässig durch sorgfältiges Vermischen mit etwa dem zehnfachen seines Gewichts an Wasser. Das resultierende aufbereitete Eiweiss kann anschliessend leicht und homogen mit der Whitlockit-Aufschlämmung vermischt werden. Das resultierende Gemisch wird anschliessend während etwa 8 bis 20 h bei etwa 70 bis 90 C getrocknet.
Falls gewünscht, kann das Gemisch vor dem Trocknen in eine geeignete Form gegossen werden.
Gewöhnlich wird das Gemisch leicht bedeckt, um eine Trocknung vor der vollständigen Zersetzung des Azodicarbonamids zu verhindern. Alternativ kann die Trocknung in einer Kammer mit hoher Feuchtigkeit durchgeführt werden. Das getrocknete Produkt wird schliesslich gesintert durch Erwärmen auf eine Temperatur etwa im Bereich von 1000 bis 13500C während etwa 0, 5 bis 2 h, vorzugsweise von 1050 bis 1150 C während 1 h. Zu diesem Zeitpunkt ist jegliches verbleibende Schäumungsmittel und Schaumstabilisator verflüchtigt und der Whitlockit ist im wesentlichen völlig gesintert. Der resultierende poröse Keramikkörper kann weiter geschnitten oder zu jeglicher gewünschten Form verarbeitet werden.
Die zunächst beim Erhitzen auf etwa 1000 C erzeugte Keramik besteht aus einem Gemisch des metastabilen a-Whitlockits und des thermodynamisch stabilen ss-Whitlockits. Falls gewünscht, kann
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Bei dem vorstehend beschriebenen chemischen Verfahren ist es wichtig, dass das Calcium-zu- - Phosphor-Verhältnis der isolierten Ausfällung so nahe wie möglich an den theoretischen Wert für Whitlockit, d. h. Ca/P = 1, 50, herankommt, um den Hydroxylapatitgehalt dieser Ausfällung auf ein Minimum herabzusetzen und dadurch die zur Herstellung des erfindungsgemässen im wesentlichen reinen Whitlockits erforderliche Menge an Ammoniumsulfat auf ein Minimum herabzusetzen. Ist so das Calcium-zu-Phosphor-Verhältnis der Ausfällung wesentlich grösser als etwa 1, 53, so reicht eine Behandlung mit 1 bis 3%iger wässeriger Ammoniumsulfatlösung nicht aus, um reinen Whitlockit zu ergeben und führt stattdessen zu einem Gemisch von Whitlockit und Hydroxylapatit.
Eine Calciumphosphatausfällung mit einem Calcium-zu-Phosphor-Verhältnis über 1, 53 kann völlig in Whitlockit umgewandelt werden, wenn man eine grössere Menge an Ammoniumsulfat verwendet. Tatsächlich kann eine Ausfällung von reinem Hydroxylapatit (Ca/P = 1, 67) durch Anwendung ausreichend grosser Mengen an Ammoniumsulfat in Whitlockit umgewandelt werden. Jedoch ist der dadurch erhaltene Whitlockit mit beträchtlichen Mengen an Calciumsulfat verunreinigt und weist die überlegenen
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physikalischen und mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäss erhaltenen Whitlockit-Keramik nicht auf.
Daher werden, um sicherzugehen, dass das Calcium-zu-Phosphor-Verhältnis etwa 1, 53 nicht überschreitet, die Calcium- und Phosphatsalze in einem Molverhältnis von 1, 5 : 1 oder weniger, vorzugsweise 1, 2 bis 1, 4 : 1, vermischt. Die so erhaltene Calciumphosphatausfällung weist ein Calcium-zu-Phosphor-Verhältnis von etwa 1, 50 bis 1, 53 auf und die anschliessende Behandlung mit 1 bis 3%iger wässeriger Ammoniumsulfatlösung (etwa 10 bis 20 ml/g des theoretisch erwarteten Whitlockits) führt schliesslich zu dem erfindungsgemässen im wesentlichen reinen Whitlockit.
Beim vorstehend beschriebenen chemischen Verfahren ist es kritisch, den Whitlockit in Form einer gelartigen Ausfällung aus wässeriger Lösung herzustellen, denn lediglich in diesem cohäsiven gelartigen Zustand kann Whitlockit gestaltet oder geformt werden und anschliessend unter Bildung eines keramischen Körpers getrocknet und gesintert werden. Trockener, teilchenförmiger oder granularer Whitlockit kann nicht in diesen cohäsiven, gelartigen Zustand zurückgeführt werden. Wird beispielsweise pulverisierter Whitlockit in Wasser suspendiert und filtriert, so erhält man einen nicht cohäsiven, teilchenförmigen Filterkuchen, der einfach trocknet und bröselt und nicht gestaltet und geformt oder in einen keramischen Körper umgewandelt werden kann.
Zwar kann pulverisierter Whitlockit mechanisch zu einem Formkörper, wie einer Tablette, gepresst werden, beim Sintern ist dieses Produkt jedoch stark porös, opak und besitzt nicht die hohen Festigkeitscharakteristika der erfindungsgemässen Keramik.
Wie vorstehend erwähnt, ist die erfindungsgemässe poröse Keramik als resorbierbares biologisches Implantationsmaterial geeignet. Die Resorptionsgeschwindigkeit hängt besonders von der kristallinen Phase der Whitlockit-Keramik ab, wobei die a-Form rascher resorbiert wird als die
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Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Beispiel 1 : Eine Lösung, die 264, 1 g (2 Mol) Diammoniumhydrogenphosphat in ausreichend destilliertem Wasser zur Bildung eines Gesamtvolumens von 5, 4 I enthielt, wurde mit 3, 0 I konzentriertem wässerigem Ammoniak auf. den pH-Wert 11 gebracht. Die resultierende Ausfällung wurde durch Verdünnen mit destilliertem Wasser auf ein Volumen von 10 l verdünnt. Die resultierende Lösung wurde in einem feinen Strahl zu einer gerührten Lösung gefügt, die 1499 ml einer 1,735 m-wässerigen Calciumnitratlösung, verdünnt mit destilliertem Wasser, auf 5,4 l enthielt und die vorher mit 90 ml konzentriertem Ammoniak auf den PH -Wert 11 eingestellt worden war.
Nach vollendeter Zugabe wurde das Reaktionsgemisch weitere 5 h gerührt und anschliessend über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. Die überstehende Flüssigkeit wurde abdekantiert und die verbleibende Suspension wurde zentrifugiert.
Die überstehende Flüssigkeit wurde dekantiert und die verbleibende Aufschlämmung wurde zweimal gewaschen durch Suspendieren in destilliertem Wasser, Zentrifugieren und Dekantieren der überstehenden Flüssigkeit. Die gewaschene Aufschlämmung wurde anschliessend in 1500 ml destilliertem Wasser suspendiert. Die Suspension wurde rasch gerührt, um Homogenität sicherzustellen und es wurde ein aliquoter Teil von 175 ml entnommen. Der aliquote Teil wurde zentrifugiert, die überstehende Flüssigkeit abdekantiert und der Rückstand wurde in 100 ml l% iger wässeriger Ammoniumsulfatlösung suspendiert. Die resultierende Suspension wurde zentrifugiert und die überstehende Flüssigkeit wurde dekantiert.
Die zurückbleibende Aufschlämmung wurde mit 180 mg sprühgetrocknetem Eiweiss (vorher durch kräftiges Vermischen mit 10 ml destilliertem Wasser) aufbereitet und anschliessend mit 180 mg Azodicarbonamid vermischt.
Das resultierende Gemisch wurde kräftig während etwa 0,25 h gerührt und anschliessend in würfelförmige Formen gegossen, lose bedeckt und bei 800C über Nacht getrocknet. Der resultierende getrocknete Schaum wurde 1 h bei 10500C gesintert, unter Bildung einer porösen Whitlockit-Keramik mit einer durchschnittlichen Porengrösse von etwa 100 J. 1m (Mikron).
Beispiel 2 : Nach der gleichen Arbeitsweise wie in Beispiel 1 beschrieben und durch Sintern der Proben des resultierenden getrockneten Whitlockit-Schaumes während 1 h bei 1050,1100 und 11250C erhielt man drei poröse Whitlockit-Keramikkörper mit Schüttdichten von 1, 41, 1, 6 bzw. 1, 72 g/cm3 und scheinbaren Porositäten von 54, 7, 52, 0 bzw. 35, 1%, bestimmt nach Standard-ASTM-Methoden.
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Die Bioverträglichkeit der erfindungsgemässen Whitlockit-Keramik wurde durch Implantieren in Hohlräume der Oberschenkelknochen lebender Hunde von Pfropfen und Granulaten von poröser Whitlockit-Keramik, hergestellt gemäss den vorstehend beschriebenen Verfahrensweisen, veranschaulicht. Die Implantationsstellen waren durch normale Heilung charakterisiert, es zeigte sich keinerlei Entzündung oder Fremdkörperreaktion und die Resorption des Implantatmaterials war nach 2 Monaten fast vollständig und es zeigte sich deren Ersatz durch neues dichtes Knochenbein. Nach 7 Monaten war die Neuformung des neuen dichten Knochens, der die vorher durch die Whitlockit- - Keramik eingenommenen Hohlräume füllte, sowie des die ursprünglichen Implantatstellen umgebenden Knochens noch weiter fortgeschritten als nach 2 Monaten.
Der hier verwendete Ausdruck "kristallin" soll als Adjektiv eine Substanz oder einen Körper charakterisieren, der die Eigenschaften eines Kristalls aufweist, d. h. eine reguläre Anordnung der Atome in einem Raumgitter."Polykristallin"bedeutet daher eine Substanz oder einen Körper, der eine Vielzahl von Kristallen umfasst. Anderseits stellt der Ausdruck"Kristallit"ein Hauptwort dar, das eine einzige Einheit, nämlich ein einzelnes Korn in einem polykristallinen Körper bezeichnet. Ein Kristallit kann weiter definiert werden als ein mikroskopisch nicht perfekt gebildeter Kristall oder alternativ als ein mikroskopischer Körper, der in den frühen Kristallisationsstadien gebildet wurde.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Polykristalline geschäumte Keramik, die im wesentlichen aus Whitlockit, insbesondere ss-Whitlockit besteht und gegebenenfalls zu einem flachen Blatt oder zylindrischen Stab geformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Kristallgitter 0, 1 bis 2, 2 Gew.-% Sulfationen enthält und eine durchschnittliche Kristallitgrösse im Bereich von 0, 3 bis 3 p und ein Gesamtporenvolumen im Bereich von 20 bis 80% aufweist, wobei das Gesamtporenvolumen aus einer im wesentlichen gleichmässigen Verteilung offener Poren mit einem Porendurchmesser im Bereich von 50 bis 300 pm besteht.