DD156571B1 - LONG TERM, BIOACTIVE GLAESER - Google Patents

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/16Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
    • C03C3/17Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus containing aluminium or beryllium

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Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft neuartige Gläser, die sich in hohem Grade bioaktiv gegenüber Hartgewebe verhalten, hohen Widerstand gegenüber Lösungsangriffen durch Wasser, simulierte Körperflüssigkeit (RINGER-Lösung) und insbesondere gegenüber der Körperflüssigkeit nach erfolgter Implantation aufweisen und die demzufolge vorteilhaft als Implantationswerkstoff Verwendung finden können. Dieses erfindungsgemäße Implantatmaterial ist seinen Eigenschaften entsprechend vorzugsweise als Knochenersatzstoff anwendbar und zwar sowohl im tierischen als auch menschlichen Organismus. Es kann für sich allein, in Verbundsystemen (Kompositen) oder als Beschichtungsmaterial für andere Implantatwerkstoffe mit dem Ziel der Vergütung der Oberfläche, d.h. der Verbesserung der Grenzflächeneigenschaften Implantat/Gewebe, Verwendung finden. Die Hauptanwendungsgebiete dieser bioaktiven, langzeitstabilen Gläser bzw. der davon abgeleiteten Verbünde bzw. Überzugsschichten für andere Implantatwerkstoffe sind die Traumatologie, zahnärztliche Prothetik und weitere Spezialgebiete mit ähnlichen Problemstellungen, die der Erhaltung oder Wiederherstellung bestimmter Körperfunktionen dienen, die durch traumatische Einwirkungen, aber auch durch pathologische Prozesse gestört wurden.The invention relates to novel glasses that behave highly bioactive to hard tissue, have high resistance to solution attacks by water, simulated body fluid (RINGER solution) and in particular to the body fluid after implantation and therefore can be used advantageously as an implant material. According to its properties, this implant material according to the invention is preferably applicable as a bone substitute both in the animal and in the human organism. It may be used alone, in composite systems (composites) or as a coating material for other implant materials for the purpose of surface finish, i. E. the improvement of the interface properties implant / tissue, find use. The main applications of these bioactive, long-term stable glasses or the derived composites or coating layers for other implant materials are traumatology, dental prosthetics and other specialties with similar problems that serve the preservation or restoration of certain body functions caused by traumatic effects, but also by pathological Processes were disrupted.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Als Implantatwerkstoffe wurden bislang Metalle, Kunststoffe und verschiedene anorganisch-nichtmetallische Stoffe eingesetzt. Die Mehrzahl dieser Materialien, insbesondere die traditionellen Implantatwerkstoffe, zeichnen sich durch einen hohen Grad an Biokompatibilität aus, d. h. sind körperverträglich und führen zu keinen unerwünschten Neben- bzw. Spätreaktionen. Jedoch werden diese Materialien vom Organismus als körperfremd erkannt und durch Bindegewebe abgekapselt. Eine derartige bindegewebige Umhüllung des Implantats führt nach gewisser Zeit stets zur Lockerung desselben, bzw. es entsteht mit noch vorhandenem Knochen keine Verbindung. Erst die Arbeiten von HENCH und Mitarbeitern (beispielsweise Material Science Research 7 [1973], 265 bis 282; I. Biomed. Mater. Res. Symposium Nr. 5 [Part. 1], 49 bis 64 [1974]) zeigten, daß im Gegensatz zu den traditionellen Materialien Bio-Gläser bzw. -Vitrokerame mit dem Knochen im Organismus verwachsen können. In der DE-AS 2.326.100 wird jedoch herausgestellt, daß der von HENCH gewählte Zusammensetzungsbereich der glasigen bzw. glaskeramischen Materialien (Calciumsilicophosphate mit erheblichen Alkalianteilen), insbesondere im Hinblick auf mögliche Konzentrations- bzw. Gleichgewichtsverschiebungen der Na1+- und K1+-lonen sowie der Mg2+- und Ca2+-lonen im Organismus und damit verbundene negative Auswirkungen auf die Wundheiiung, nicht als optimal anzusehen ist. Die in der erwähnten DE-AS 2.326.100 für prothetischs Zwecke vorgeschlagenen glaskeramischen Materialien mit Apatit-Kristallphase sind durch einen Bereich der chemischen Zusammensetzung in den Grenzen von (Ma.-%) 20-60 SiO2,5-40 P2O6, 2,7-20 Na20,0,4-20 K20,2,9-30 MgO, 5-40 CaO und 0,05-3 F gekennzeichnet, wobei sich die Gläser dieses Zusammensetzungsbereiches durch gezielte Rekristallisation in entsprechende Glaskeramikmaterialien mit Apatitstruktur umwandeln lassen, die beim Auslaugen in RINGER-Lösung Na1+- und K1+-lonen bzw. Ca2+- und Mg2+-lonen im gewünschten Verhältnis abgeben und sich durch eine verbesserte LangzeitstabMität auszeichnen sollen.Metals, plastics and various inorganic-non-metallic substances have hitherto been used as implant materials. The majority of these materials, in particular the traditional implant materials, are characterized by a high degree of biocompatibility, ie they are biocompatible and do not lead to any undesirable side or late reactions. However, these materials are recognized by the body as foreign to the body and are encapsulated by connective tissue. Such a connective tissue sheath of the implant always leads after a certain time to loosening it, or it is formed with no existing bone connection. Only the work of HENCH and coworkers (for example Material Science Research 7 [1973], 265 to 282; I. Biomed. Mater. Res. Symposium No. 5 [Part. 1], 49 to 64 [1974]) showed that in Contrary to the traditional materials bio-glasses or -Vitrokerame can grow together with the bone in the organism. In DE-AS 2,326,100, however, it is found that the composition range of the glassy or glass-ceramic materials chosen by HENCH (calcium silicophosphates with substantial alkali parts), in particular with regard to possible concentration or equilibrium shifts of Na 1+ - and K 1+ ions and the Mg 2+ and Ca 2+ ions in the organism and the associated negative effects on the Wundheiiung, is not considered optimal. The glass-ceramic materials with apatite crystal phase proposed for prosthetic purposes in DE-AS 2 326 100 mentioned above are within a range of the chemical composition within the limits of (Ma .-%) 20-60 SiO 2 , 5-40 P 2 O 6 , 2.7-20 Na 2 0.04-20 K 2 0.2.9-30 MgO, 5-40 CaO and 0.05-3 F, wherein the glasses of this composition range by targeted recrystallization in corresponding Convert glass-ceramic materials with apatite structure, which give leaching in RINGER solution Na 1+ and K 1+ ions or Ca 2+ and Mg 2+ ions in the desired ratio and should be characterized by an improved LangzeitstabMität.

In der DE-AS 2.349.859 (Zusatzanmeldung zur vorstehend genannten DE-AS 2.326.100) wird mit dem Ziel einer verbesserten mechanischen Festigkeit eine Anreicherung von K1+-lonen in den Oberflächenschichten der gemäß DE-AS 2.326.100 hergestellten glaskeramischen Materialien mit Apatitstruktur vorgeschlagen, wobei das Einbringen der K1+-lonen durch lonenaustauschprozesse erfolgen kann.In DE-AS 2,349,859 (additional application to DE-AS 2,326,100 mentioned above), enrichment of K 1 + ions in the surface layers of the glass-ceramic materials produced in accordance with DE-AS 2 326 100 is intended for improved mechanical strength proposed with Apatitstruktur, wherein the introduction of the K 1+ ions can be carried out by ion exchange processes.

Unabhängig von den gegenüber den Materialien von HENCH möglicherweise erreichbaren Verbesserungen wird ein Mangel der in den o.g. DE-AS vorgeschlagenen glaskeramischen Zusammensetzungen, insbesondere in bezug auf ihre Langzeitstabilität, darin gesehen, daß die in den angegebenen Zusammensetzungsbereichen vorliegenden SiO2-Gehalte auf eine mehr oder weniger ausgeprägte Invertstruktur der jeweils zugrundeliegenden Gläser schließen lassen, die in aller Regel mit einer wenig ausgeprägten chemischen Stabilität einhergeht.Regardless of the possible improvements that can be achieved with respect to the HENCH materials, a shortcoming of the glass-ceramic compositions proposed in the abovementioned DE-AS, especially with respect to their long-term stability, is that the SiO 2 contents present in the given compositional ranges can be reduced to one more or more suggest less pronounced inverted structure of the underlying glasses, which is usually associated with a little pronounced chemical stability.

Zusätzlich kritisch im Sinne der angestrebten Langzeitstabitität ist die Verwendung einer durch „ion-stuffing" mittels K1+-lonen verfestigten Glasoberfläche einzuschätzen, wie dies in der DE-AS 2.349,859 vorgeschlagen wird. Die bekanntlich geringere hydrolytische Beständigkeit von durch „ion-stuffing" mechanisch verfestigten Glasoberflächen dürfte eine kontrollierte Abgabe von Alkali- bzw. Erdalkaliionen in gewünschten Verhältnissen (als Kriterium der angestrebten Langzeitstabilität in Verbindung mit biologischen Bedingungen) nicht eben begünstigen.Additionally critical in terms of the desired long-term stability is the use of a glass surface solidified by "ion-stuffing" using K 1+ ions, as proposed in DE-AS 2,349,859, which is known to have lower hydrolytic resistance. stuffing "mechanically strengthened glass surfaces should not just promote a controlled release of alkali or alkaline earth metal ions in desired ratios (as a criterion of the desired long-term stability in connection with biological conditions).

Schließlich wird in der DE-OS 2.606.540 eine biologisch verträgliche Glaskeramik vorgeschlagen, die aus einer Mischung von Oxiden im Bereich der chemischen Zusammensetzung (Mol-%) SiO2 35-50, Na2O 20-30, Ca010-30, P2Os 2,5-10 sowie Oxide dei Seltenen Erden bzw. Yttriumoxid 3-10 erschmolzen und durch gezielte thermische Behandlung in ein zumindest teilweise kristallines Material umgewandelt wird, wobei es zur Kristallisation einer isomorphen Verbindung des Hydroxylapatits kommt. Die Anwesenheit von Oxiden der Seltenen Erden soll erfindungsgemäß zu einer besonders wirksamen festen Verbindung zwischen dem Implantaten und der lebenden Knochenhaut führen. Neben der Tatsache, daß die Seltenen Erden sowie Yttrium vergleichsweise teuere Rohstoffe darstellen und darüber hinaus auch die nicht toxische Wirkung dieser Substanzen, mit Ausnahme des Lanthans, als noch nicht geklärt gelten muß, wie auch in der g. DE-OS zum Ausdruck gebracht wurde, ist ferner herauszustellen, daß mit 20-30Mol-% Na2O der AlkaHanteil bei verhältnismäßig geringem SiO2-Anteil von nur 35-50Mol-% als hoch einzuschätzen ist, was einerseits negative Auswirkungen auf die chemische Stabilität insgesamt hat und andererseits in ähnlicherWeise wie die Bio-Gläser von HENCH zu überhöhte AIHIidepots in Wundnähe führen dürfte.Finally, DE-OS 2,606,540 proposes a biocompatible glass-ceramic which consists of a mixture of oxides in the range of the chemical composition (mol%) SiO 2 35-50, Na 2 O 20-30, CaO 10-30, P 2 Os 2,5-10 and oxides of the rare earth or yttrium oxide 3-10 is melted and converted by targeted thermal treatment in an at least partially crystalline material, wherein it comes to the crystallization of an isomorphic compound of the hydroxyapatite. According to the invention, the presence of rare-earth oxides should lead to a particularly effective solid connection between the implant and the living periosteum. In addition to the fact that the rare earths and yttrium represent relatively expensive raw materials and beyond the non-toxic effect of these substances, with the exception of lanthanum, must be considered as yet unclear, as in the g. DE-OS was expressed, it should also be pointed out that with 20-30 mol% Na 2 O, the AlkaHanteil with relatively low SiO 2 content of only 35-50Mol-% is high, which on the one hand negative effects on the chemical Overall stability and, on the other hand, similar to HENCH's organic glasses, it is likely to lead to excessive levels of AIHI in the vicinity of the wound.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, mit neuartigen bioaktiven Gläsern als im tierischen und menschlichen Organismus einsetzbarem Implantatmaterial, das für sich allein, in Verbundsystemen (Kompositen) mit Polymeren oder Metallen oder als Beschtchtungsmateria! für Implantatmaterialien aus Metallen oder Keramiken verwendbar ist, eine feste Knochen/Implantat-Verbindung und eine extrem hohe Langzeitstabilität gegenüber Angriffen der Körperflüssigkeit zu erreichen und eine Überhöhung der Alkalikonzentration in Wundniihe zu vermeiden.The aim of the invention is, with novel bioactive glasses as implantable in animal and human organism implant material, by itself, in composite systems (composites) with polymers or metals or as Beschtchtungsmateria! For implant materials made of metals or ceramics is useful to achieve a solid bone / implant connection and an extremely high long-term stability against attacks of the body fluid and to avoid an increase in the alkali concentration in Wundniihe.

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wirdThe technical problem which is solved by the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alkalifreie Phosphatgläser zu entwickeln, die einen hohen Grad an bioaktivem Verhalten aufweisen, d.h. eine bindegewebige Umhüllung im tierischen und menschlichen Organismus ausschließen bzw. weitestgehend unterdrücken, und gegenüber Angriffen der Körperflüssigkeit extrem hoch langzeitstabil sind, zur Verwendung als Implantatmaterial für sich allein, in Verbundsystemen (Kompositen) mit Polymeren oder Metallen oder als Beschichtungsmaterial für Implantatmaterialien aus Metallen oder Keramiken.The invention has for its object to develop alkali-free phosphate glasses, which have a high degree of bioactive behavior, i. exclude or largely suppress a connective tissue envelope in the animal and human organism, and extremely long-term stability against attacks of body fluid, for use as an implant material alone, in composite systems (composites) with polymers or metals or as a coating material for implant materials of metals or ceramics ,

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Es wurden bioaktive Gläser mit hoher hydrolytischer Beständigkeit zur Verwendung als Implantatmaterial und/oder als Verbundwerkstoff (Komposit) mit Polymeren oder Metallen und/oder als Beschichtungsmaterial fur Implantatmaterialien aus Metallen oder Keramiken gefunden. Diese Gläser sind dadurch gekennzeichnet, daß sie ausHighly hydrolytic bioactive glasses have been found for use as an implant material and / or as a composite with polymers or metals and / or as a coating material for implant materials of metals or ceramics. These glasses are characterized by being made of

45 bis 80 Mol-% P2O5 + SiO2 45 to 80 mol% P 2 O 5 + SiO 2

5 bis 30Mol-% AI2O3 und5 to 30 mol% Al 2 O 3 and

5 bis 55 Mol-% CaO + ZnO5 to 55 mol% CaO + ZnO

bestehen, wobei für die einzelnen Komponenten gilt: 40 bis 75 Mol-% P2O6 where the following applies to the individual components: 40 to 75 mol% P 2 O 6

5 bis 30 Mol-% AI2O3 5 to 30 mol% Al 2 O 3

5 bis 50 Mol-% CaO5 to 50 mole% CaO

3 Mol-% ZnO und3 mol% ZnO and

3 Mol-% SiO7.3 mol% SiO 7 .

Eine extrem hohe hydrolytische Beständigkeit und zugleich eine gute Biokompatibilität besitzen Gläser aus dem Zusammensetzungsbereich (in Mol-%) 45 bis 75 P2O5,5 bis 30 AI2O3 und 5 bis 50 CaO.An extremely high hydrolytic resistance and at the same time a good biocompatibility have glasses from the composition range (in mol%) 45 to 75 P 2 O 5 , 5 to 30 Al 2 O 3 and 5 to 50 CaO.

Durch zelltoxikologische Untersuchungen konnte belegt werden, daß die Biokompatibilität der Gläser der der anerkannten АІгОз-Keramik-lmplantate gleicht. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß sich das Material bioaktiv verhält, d. h. eine Bindegewebebildung weitestgehend unterdrückt. Allerdings ist, im Vergleich zu bekannten Materialien, der Grad der Bioaktivität nicht so stark herausgebildet wie die hohe Langzeitstabilität.Cell-toxicological studies have shown that the biocompatibility of the glasses is similar to the approved АІгОз ceramic implants. In addition, it was found that the material behaves bioactively, i. H. a connective tissue formation largely suppressed. However, in comparison to known materials, the degree of bioactivity is not as pronounced as the high long-term stability.

Es wurde überraschend gefunden, daß der ZnO-Zusatz bei gleichbleibend hoher bzw. für einige Zusammensetzungen sogar verbesserter hydrolytischer Beständigkeit zu sehr bioaktiven Gläsern führt. Zelltoxikologische Untersuchungen zeigten, daß hier eine deutliche Stimulierung des Zellwachstums zu beobachten ist. Eine mögliche Erklärung für dieses Verhalten könnte darin bestehen, daß einerseits ZnO in ZnO-P2O5-Gläsern zu einem hohen Vernetzungsgrad führen kann, d. h. auch bei weiterem Zusatz an ZnO Gläser extrem hoher hydrolytischer Beständigkeit erhältlich sind und andererseits Zn2+ leicht anstelle von Ca2+ in apatitische Strukturen — so in die Mineralsubstanz des Knochens — eintreten kann.It has surprisingly been found that the ZnO addition leads to very bioactive glasses with consistently high or even improved hydrolytic resistance for some compositions. Cell-toxicological studies showed that a clear stimulation of cell growth can be observed here. A possible explanation for this behavior could be that on the one hand ZnO in ZnO-P 2 O 5 glasses can lead to a high degree of crosslinking, ie even with further addition of ZnO glasses extremely high hydrolytic resistance are available and on the other hand Zn 2+ easily instead of Ca 2+ in apatitic structures - so in the mineral substance of the bone - can occur.

Allerdings ist der Zusatz von ZnO insbesondere bei hohen Gehalten von CaO infolge der Überschreitung des Glasbildungsbezirkes ь ^er auch wegen möglicher toxischer Wirkung begrenzt. Durch einen Zusatz von SiO2 wird bewirkt, daß der P2Os-Mindestgehalt gesenkt werden kann.However, the addition of ZnO, especially at high levels of CaO, is limited due to the exceeding of the glass forming region, also because of possible toxic effects. Addition of SiO 2 causes the minimum P 2 O s content to be lowered.

Darüber hinaus führten die Untersuchungen zu dem überraschenden Ergebnis, daß derartige Materialien im Gegensatz zu bekannten Materialien mit extrem hoher Bioaktivität und geringer Langzeitstabilität vom Weichgewebe besonders gut toleriert werden, wofür insbesondere die Untersuchungen nach Subcutanisplantation sprechen.In addition, the investigations led to the surprising result that such materials, in contrast to known materials with extremely high bioactivity and low long-term stability, are tolerated particularly well by the soft tissue, for which the investigations in particular speak after subcutaneous implantation.

Die erfindungsgemäßen Gläser können im wesentlichen nach den in der Glastechnik üblichen Verfahren hergestellt und verarbeitet werden. Eine Über- bzw. Unterschreitung der Konzentration auch nur einer Komponente des angegebenen Zusammensetzungsbereiches der Gläser hat jedoch nachteilige Veränderungen hinsichtlich ihrer material-technischen und Bio-Eigenschaften zur Folge. Beispielsweise führt eine Überschreitung des AI2O3-Gehaltes von 30 Mol-% bzw. des CAO-Gehaltes von 50Mol-% dazu, daß die Glasbildungsgrenze entsprechend der in der Glastechnik üblichen Herstellungsverfahren überschritten wird. Es muß jedoch ein Mindestgehalt von jeweils 5 Mol-% dieser beiden Komponenten garantiert sein, da durch den Mindestgehalt von CaO die erfindungsgemäße biologische Anwendung erst ermöglicht wird sowie der Mindest-AI2O3-Gehalt eine wünschenswerte Strukturstabilisierung darstellt und sich positiv bezüglich der mechanischen Festigkeit und chemischen Stabilität der Gläser auswirkt. Bei Unterschreitung des AI2O3-Gehaltes von 5 Mol-% und bei gleichzeitig hohem P2O6-Gehalt von größer als 65 Mol-% entstehen hygroskopische Gläser.The glasses according to the invention can be prepared and processed essentially according to the methods customary in glass technology. However, exceeding or falling short of the concentration even of only one component of the stated compositional range of the glasses results in disadvantageous changes in terms of their material-technical and bio-properties. For example, exceeding the Al 2 O 3 content of 30 mol% or of the CAO content of 50 mol% leads to the glass formation limit being exceeded in accordance with the production method customary in glass technology. However, a minimum content of in each case 5 mol% of these two components must be guaranteed since the minimum content of CaO makes the biological application according to the invention possible and the minimum Al 2 O 3 content represents a desirable structural stabilization and has a positive effect on the mechanical properties Strength and chemical stability of the glasses. Falls below the Al 2 O 3 content of 5 mol% and at the same time high P 2 O 6 content of greater than 65 mol% hygroscopic glasses.

Zur P2O6-Komponente ist noch zu bemerken, daß zu geringe Gehalte von kleiner als ca. 45 Mol-% bei Abwesenheit von SiO2 (im Zusammenwirken mit den CaO- bzw. AI2O3-Anteilen) keine Glasbildung im üblichen Sinne ermöglichen. Zum Beispiel führt eine Schmelze der Zusammensetzung (in Mol-%) 43 P2O5,10 AI2O3,47 CaO, 0 ZnO und 0 SiO2 zu während des Verarbeitungsvorganges spontan kristallisierendem Material. Zu hohe P2O5-Gehalte von ca. 75 Mol-% ab führen während des Schmelzens zu extremen P2O5-Verdampfungsverlusten und sind in der Schmelzführung mit üblichen Mitteln schwer zu handhaben. Ferner ist zu bedenken, daß in diesen Fällen der Phosphatanteil erheblich über die mit Vorteil einzusetzenden Metaphosphate als Gemengebestandteil hinausgeht, was die Gemengebereitung und das Einschmelzen des Gemenges problematisch macht.For P 2 O 6 component is still to be noted that too low contents of less than about 45 mol% in the absence of SiO 2 (in cooperation with the CaO or Al 2 O 3 shares) no glass formation in the usual sense enable. For example, a melt of the composition (in mole%) 43 P 2 O 5 , 10 Al 2 O 3 , 47 CaO, O 2 ZnO and SiO 2 leads to spontaneously crystallizing material during the processing operation. Excessively high P 2 O 5 contents of about 75 mol% lead to extreme P 2 O 5 evaporation losses during melting and are difficult to handle in the melt flow by customary means. It should also be borne in mind that, in these cases, the phosphate content goes far beyond the advantageously used metaphosphates as a batch ingredient, which makes the batch preparation and meltdown of the batch problematic.

Die erfindungsgemäßen Gläser sind als Implantatmaterial für sich allein einsetzbar und als Verbundwerkstoff (Komposit) mit Polymeren, vorzugsweise mit Polymethylmethacrylat, mit Metallen, vorzugsweise mit Titan oder Tantal, und als Beschichtungsmaterial für Implantatmaterialien aus Metall, vorzugsweise aus Titan oder Tantal, und aus Keramik, vorzugsweise aus AI2O3-Keramik, verwendbar.The glasses according to the invention can be used as implant material by themselves and as composite material (composite) with polymers, preferably with polymethylmethacrylate, with metals, preferably with titanium or tantalum, and as coating material for implant materials made of metal, preferably titanium or tantalum, and ceramic, preferably of Al 2 O 3 ceramic, usable.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird durch folgendes Ausführungsbeispiel noch näher erläutert, wobei die Erfindung aber nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist.The invention will be explained in more detail by the following embodiment, but the invention is not limited to this example.

Beispiel:Example:

Es wurde ein Phosphatglas bei 13600C geschmolzen, das folgende Zusammensetzung hatte:A phosphate glass was melted at 1360 0 C, which had the following composition:

46 Mol-% P2O5 28 Mol-% CaO 10 Mol-% AI2O3 46 mol% P 2 O 5 28 mol% CaO 10 mol% Al 2 O 3

3 Mol-% ZnO3 mol% ZnO

3 Mol-% SiO2 3 mol% SiO 2

Das Gemenge für diese Schmelze wurde aus 58,09 Ma.-% Ca(PO3I2 27,64 Ma.-% AI(POs)3 The batch for this melt was made from 58.05 mass% Ca (PO 3 I 2 27.64 mass% Al (POs) 3

7,03 Ma.-% Zn(PO3I2 7.03 mass% Zn (PO 3 I 2

1,89 Ma.-% SiO2 und 8,68Ma.-% (NH4)H2PO4 1.89 mass% SiO 2 and 8.68 mass% (NH 4 ) H 2 PO 4

zusammengestellt.compiled.

Diese Komponenten wurden zunächst vorsichtig bis auf 3000C und später auf 5000C erhitzt, um die Zersetzung des (NM4J-H2PO4 abzuwerten und die Reaktion der so frei werdenden P2O5-Anteile mit den übrigen Gemengebestandteilen zu ermöglichen.These components were first carefully heated to 300 0 C and later to 500 0 C to devalue the decomposition of the (NM 4 JH 2 PO 4 and allow the reaction of the thus liberated P 2 O5 shares with the other batch constituents.

Nachdem das so vorbehandelte Gemenge eingeschmolzen wurde und die daraus hergestellte Schmelze blank war, wurde sofort die Formgebung bzw. das Fritten vorgenommen.After the thus pretreated mixture was melted down and the melt produced therefrom was blank, shaping or fritting was carried out immediately.

Die Untersuchungen zur Bestimmung der Bio-Eigenschaften dieses Materials führten zu überraschenden Ergebnissen. So zeigten zelltoxikologische Untersuchungen eine Stimulierung des Zellwachstums im Vergleich zur bioinerten АІ2Оз-Кегатік.The investigations to determine the bio-properties of this material led to surprising results. For example, cytotoxic studies showed a stimulation of cell growth in comparison with the bioinert АІ 2 Оз-Кегатік.

Auch die in vivo-Testung führte zu ähnlich guten Ergebnissen. Versuche zur Beurteilung der Bioaktivität ergaben, daß nach 14—15 Wochen Liegezeit die Implantate teilweise mit neugebildetem Knochen überzogen waren.Also the in vivo testing led to similarly good results. Experiments to assess the bioactivity showed that after 14-15 weeks of lying time, the implants were partially covered with newly formed bone.

Claims (1)

1. Bioaktive Gläser mit hoher hydrolytischer Beständigkeit, zur Verwendung als Implantatmaterial und/oder als1. Bioactive glasses with high hydrolytic resistance, for use as implant material and / or as Verbundwerkstoff (Komposit) mit Polymeren oder Metallen und/oder als Beschichtungsmaterial für Implantatmaterialien aus Metallen oder Keramiken, gekennzeichnet dadurch, daß die Gläser aus 45 bis 80Mol-% P2O6 + SO2
5 bis 30Mol-% AI2O3 und
5 bis 55Mol-% CaO + ZnO
Composite (composite) with polymers or metals and / or as a coating material for implant materials of metals or ceramics, characterized in that the glasses consist of 45 to 80 mol% P 2 O 6 + SO 2
5 to 30 mol% Al 2 O 3 and
5 to 55 mol% CaO + ZnO
bestehen, wobei für die einzelnen Komponenten gilt:
40bis75Mol-%P2O5
5bis30Mol-%AI2O3
5bis50Mol-%CaO
3 Mol-%2nOund
where the following applies to the individual components:
40 to 75 mol% P 2 O 5
5 to 30 mol% Al 2 O 3
5bis50Mol-% CaO
3 mol% 2nO and
3 Mol-% SiO2 3 mol% SiO 2
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