DD296673A5 - SELF-HOLDERING ORGANIC-INORGANIC COMPOSITE MATERIALS FOR BIOMEDICAL PURPOSES - Google Patents

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DD296673A5
DD296673A5 DD34286690A DD34286690A DD296673A5 DD 296673 A5 DD296673 A5 DD 296673A5 DD 34286690 A DD34286690 A DD 34286690A DD 34286690 A DD34286690 A DD 34286690A DD 296673 A5 DD296673 A5 DD 296673A5
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Frank Taeger
Guenther Heublein
Brigitte Heublein
Werner Vogel
Wolfgang Goetz
Karin Naumann
Wolfram Hoeland
Jens Gummel
Eggert Beleites
Reinhard Friedel
Christian Forberger
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Friedrich-Schiller-Universitaet Jena,De
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Abstract

Die Erfindung betrifft selbsthaertende organisch-anorganische Verbundwerkstoffe fuer biomedizinische Zwecke. Das Ziel der Erfindung ist es, biomedizinisch verwendbare Verbunde zu entwickeln, welche die Nachteile des Standes der Technik ueberwinden. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dasz ein teilweise mit Fettsaeuren oder Fettalkoholen umgesetzter polymerer und monomerfreier Kohlenwasserstoff mit phosphorsaeurebehandelten pulverisierten Metall- oder Nichtmetalloxiden oder amporphen oder keramisierten Glaesern oder deren Gemischen zur Reaktion gebracht wird, wobei ein voellig neuer Verbundwerkstoff entsteht, in welchem die organische Komponente partiell fluessig-kristalline Eigenschaften besitzt, zellmembrananaloge Struktur auf der anorganischen Oberflaeche ausbildet und durch die Faehigkeit zum kontrollierten Ionenaustausch die durch die anorganische Oberflaeche induzierte biologische Reaktion (z. B. Bioaktivitaet) gezielt beeinfluszt.The invention relates to self-hindering organic-inorganic composite materials for biomedical purposes. The object of the invention is to develop biomedically useful composites which overcome the disadvantages of the prior art. The object is achieved by reacting a polymeric and monomer-free hydrocarbon partially reacted with fatty acids or fatty alcohols with phosphoric acid-treated pulverized metal or non-metal oxides or amorphous or ceramized glasses or mixtures thereof to form a completely new composite in which the organic component has partially liquid-crystalline properties, forms a cell membrane-analogous structure on the inorganic surface and, by its ability to control ion exchange, specifically influences the biological reaction (eg bioactivity) induced by the inorganic surface.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft selbsthärtende organisch-anorganische Verbundwerkstoffe für biomedizinische Zwecke, die z. B. in der Knochenchirurgie als modellierbarer Hartgewebeersatz oder in der konservierenden Stomatologie als Zahnfüllmasse angewendet werden.The invention relates to self-curing organic-inorganic composite materials for biomedical purposes, the z. B. be used in bone surgery as a modelable hard tissue replacement or in the conservative dentistry as Zahnfüllmasse.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

In der Humanmedizin kommen in breitem Umfang, z. B. für das Einbetten von Endoprothesen oder als polymerisierende Zahnfüllmassen Materialien zum Einsatz, die niedermolekulare organische Verbindungen darstellen und nach Einbringen in den menschlichen Körper zu festen Produkten polymerisieren. Oftmals werden den organischen Stoffen auch anorganische Zusatzkomponenten hinzugefugt, so daß Kompositwerkstoffe entstehen, die jedoch untereinander keine chemische Bindung eingehen. Diese Materialien besitzen den Nachteil, daß in den ersten Minuten nach Einbringen in den Körper nichtreagierte Monomere mit dem Blut abtransportiert werden können und sich in bestimmten Körperorganen anreichern. Weiterhin bleiben im Prozeß der Polymerisation zwangsläufig nichtreagierte Monomere bzw. Oligomere im ausgehärteten Material erhalten und verbleiben somit im Korper, denn in der organischen Chemie durchgeführte Reinigungsoperationen, wie vielstufige Extraktionsund Fällungsreaktionen, können nicht angewendet werden. So treten z.B. nach Schultz, Arch, orthop. Unfall-Chir.,21 1971, 301-315 bei der Verwendung von Knochenzement auf der Basis von Methylmethacrylat neben Blutdruckabfall vor allem lebensbedrohliche Sofortkomplikationen durch Fettembolien auf. Weiterhin werden nach T.Okano, Polym. Journal, 10, 233 (1978), an den hydrophilen Struktureinheiten des gehärteten Materials Proteine adsorbiert, was nach M. Suzuki, J. Biomed. Mat. Res. 15, 697 (1981) bis zur Bildung von Blutgerinnsel führen kann. Generell sind ähnliche Reaktionen, die körperschädigende Prozesse bewirken und damit die geforderte hohe Biokompatibilität nicht gewährleisten, von allen organischen bzw. anorganisch-organischen Werkstoffen zu erwarten, die von niedermolekularen Verbindungen ausgehen und/oder aus anderenIn human medicine to a large extent, z. B. for the embedding of endoprostheses or as polymerizing dental filling materials used, which are low molecular weight organic compounds and polymerize after introduction into the human body to solid products. Often inorganic components are also added to the organic materials, so that composite materials are formed, which, however, do not chemically bond with each other. These materials have the disadvantage that in the first few minutes after introduction into the body unreacted monomers can be transported away with the blood and accumulate in certain body organs. Furthermore, inevitably unreacted monomers or oligomers remain in the cured material in the process of polymerization and thus remain in the body, because performed in organic chemistry cleaning operations, such as multi-stage extraction and precipitation reactions can not be applied. For example, to Schultz, Arch, orthop. Unfall-Chir., 21 1971, 301-315 in the use of bone cement based on methyl methacrylate in addition to blood pressure drop especially life-threatening immediate complications of fat embolism on. Furthermore, according to T.Okano, Polym. Journal, 10, 233 (1978), adsorbed proteins to the hydrophilic moieties of the cured material, as described by M. Suzuki, J. Biomed. Mat. Res. 15, 697 (1981) can lead to the formation of blood clots. In general, similar reactions that cause corrosive processes and thus do not ensure the required high biocompatibility are to be expected of all organic or inorganic-organic materials that originate from low-molecular compounds and / or from others

als Elementen C, H, О bestehen. Das trifft ζ. В. für die DE-OS 2.821.354 zu. Zum Beispiel können bei einigen in der vorgenannten Offenlegungsschrift erwähnten Polymeren, wie etwa Polyurethanen, Polyamiden oder Epoxydharzen als Biomaterial schädigende Einflüsse auf das biologische Medium du rchnichtreagiertelsocyanatgruppen oder gebildete Ol igomere entstehen. Neben den möglichen Reaktionen von Isocyanatgruppen mit der Körperflüssigkeit, dem Körpergewebe, Blutkörperchen oder einzelnen Proteinen entstehen aus den Polyurethanen durch Hydrolyse Aminogruppen enthaltende Metaboliten, die z. B. im Fall der aromatischen Diamine potentielle Carzinogene darstellen. Auch die Oligomeren sind nach N. A. Mohamud, Physicochem. Aspects of Polymer Surfaces, Vol. 2, S. 953, Plenum Press, New York, London 1983, in der Lage, langsam an die Oberfläche des Materials zu diffundieren und unerwünschte Blutreaktionen hervorzurufen. Für extrakorporale Applikationen, aber auch für Implantate vorgesehenes Containermaterial auf Polyurethanbasis, werden aufwendige Extraktionsmethoden sowie Oberflächenmodifizierungen des Materials angewendet. Mit steigender Viskosität im Härtungsprozeß werden naturgemäß infolge der gebundenen Diffusion bei Makormolekülen nichtreagierte funktionell Gruppen verbleiben, die mit der Zeit durch eindiffundierendes Wasser oder Ionen aus dem Liquor reagieren und niedermolekulare Stoffe mit Amid- bzw. Aminbindungen freisetzen. Abgesehen von ihrer möglichen Toxizitätwird besonders durch die starke Basizität von Aminen und Diaminen die Blutgerinnung stark gefördert. Aus dem gleichen Grunde sollten Amine als Härtungskomponenten, z. B. für Epoxydharze nicht verwendet werden, da der in Langzeitanwendungen nicht auszuschließende hydrolytische bzw. enzymatische Abbau solcher Verbünde potentielle Gefahren impliziert.exist as elements C, H, О. That is ζ. В. for DE-OS 2,821,354. For example, in some of the polymers mentioned in the aforementioned publication, such as polyurethanes, polyamides or epoxy resins as biomaterial, harmful influences on the biological medium may arise from reacting isocyanate groups or formed oligomers. In addition to the possible reactions of isocyanate groups with the body fluid, the body tissue, blood cells or individual proteins arise from the polyurethanes by hydrolysis amino groups containing metabolites z. B. in the case of aromatic diamines are potential carcinogens. The oligomers are also according to N.A. Mohamud, Physicochem. Aspects of Polymer Surfaces, Vol. 2, p. 953, Plenum Press, New York, London 1983, capable of slowly diffusing to the surface of the material and causing undesirable blood reactions. For extracorporeal applications, but also for implants provided polyurethane-based container material, elaborate extraction methods and surface modifications of the material are applied. As viscosity increases in the curing process, unreacted functional groups will naturally remain as a result of bound diffusion in macro-molecules, which will react with time by diffusing water or ions from the liquor and release low molecular weight substances with amide or amine bonds. Apart from their potential toxicity, blood clotting is particularly promoted by the strong basicity of amines and diamines. For the same reason, amines should be used as curing components, e.g. B. are not used for epoxy resins, since the non-excludable in long-term applications hydrolytic or enzymatic degradation of such networks implies potential hazards.

Neben der erwähnten negativen Nebenerscheinungen der bekannten intra- oder postoperativ aushärtenden Polymeren, würden diese bei der Anwendung als Matrixkomponente in Kompositwerkstoffen, welche biologisch aktive anorganische Materialien enthalten, die bioaktive Oberfläche vor den Körpermedien abschirmen und folglich die gewünschten lonenaustauschprozesse im Interfacebereich verhindern. Weiterhin liegen die bisher angewendeten Polymere stets im amorphen Zustand vor, was insbesondere auch für die Patentschrift DD 238619 A1 gilt, wo anwendungsspezifische Erweiterungen durch gezielte supramolekulare Strukturierung der organischen Phase nicht möglich sind. Dem gegenüber wird in den dargestellten selbsthärtenden organisch-anorganischen Verbundwerkstoffen eine erhöhte Biokompatibilität erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die organischen Polymeren zellmembrananaloge Strukturen auf der anorganischen Oberfläche ausbilden, welche neben der prinzipiellen Fähigkeit der organischen Phase zur lonenpermeabilität die Kontrollierbarkeit von lonenaustauschprozessen ermöglichen. Diese Eigenschaft ist eine Voraussetzung für die Steuerung bzw. den Erhalt der Bioaktivität der verwendeten anorganischen Feststoffe.In addition to the mentioned negative side effects of the known intra- or postoperative curing polymers, these would shield when applied as a matrix component in composite materials containing biologically active inorganic materials, the bioactive surface in front of the body media and thus prevent the desired ion exchange processes in the interface area. Furthermore, the previously used polymers are always present in the amorphous state, which is especially true for the patent DD 238619 A1, where application-specific extensions by targeted supramolecular structuring of the organic phase are not possible. In contrast, in the illustrated self-curing organic-inorganic composites increased biocompatibility according to the invention achieved in that the organic polymers zellmembrananaloge structures on the inorganic surface form, which allow the controllability of ion exchange processes in addition to the basic ability of the organic phase for ion permeability. This property is a prerequisite for controlling or maintaining the bioactivity of the inorganic solids used.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, selbsthärtende organisch-anorganische Verbundstoffe zu entwickeln, die auf Grund ihrer großen Ähnlichkeit zum biologischen System eine breite biomedizinische Anwendung garantieren und eine hohe Gewebeverträglichkeit besitzen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die organische Komponente ein aus partiell mit Fettsäuren oder Fettalkoholen mit 10-22 C-Atomen umgesetzter polymerer, epoxidierter Kohlenwasserstoff ist und die anorganische Feststoffkomponente Metall- und Nichtmetalloxide wie SiO2, AI2O3, TiO2 und/oder biokompatible bzw. bioaktive Silikat-, Phosphosilikat- oder Phosphatgläser oder -glaskeramiken oder deren Gemische darstellt. Überraschend wurde gefunden, daß trotz stark erhöhter Epoxidäquivalentgewichte der organischen Komponente ein bei Raumtemperatur selbsthärtender völlig neuer Verbundwerkstoff entsteht, in welchem die organische Komponente partiell flüssig-kristalline Eigenschaften besitzt, zellmembrananaloge Strukturen auf der anorganischen Oberfläche ausbildet und durch die Fähigkeit zum kontrollierten lonentransport die durch die anorganische Oberfläche induzierte biologische Reaktion (z. B. Bioaktivität) gezielt beeinflußt.The object of the invention is to develop self-curing organic-inorganic composites, which guarantee a broad biomedical application and have a high tissue compatibility due to their great similarity to the biological system. The object is achieved in that the organic component is a partially reacted with fatty acids or fatty alcohols with 10-22 C-atoms polymeric, epoxidized hydrocarbon and the inorganic solid component metal and non-metal oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 and / or biocompatible or bioactive silicate, phosphosilicate or phosphate glasses or glass ceramics or mixtures thereof. Surprisingly, it has been found that, despite greatly increased epoxide equivalent weights of the organic component, a completely new composite material is formed at room temperature, in which the organic component has partially liquid-crystalline properties, cell membrane-analogous structures on the inorganic surface forms and by the ability to controlled ion transport by the inorganic surface induced biological response (eg bioactivity).

Erfindungsgemäß wird dabei ein partiell mit Fettsäuren oder Fettalkoholen umgesetzter epoxidierter, polymerer und monom erfreier Kohlenwasserstoff mit einer mittleren Molmasse Mn von 1 000-800Og und einem Epoxidäquivalentgewicht EAG von 50-30Og verwendet, wobei gesättigte und ungesättigte Fettsäuren oder Fettalkohole mit 10-22 C-Atomen eingesetzt werden können. Die Umsetzung erfolgt dabei entweder im lösungsmittelfreien Zustand, wobei die Schmelze einen Masseanteil von 25—80% Fettsäure bzw. Fettalkohol enthält und auf 45-100°C erhitzt wird oder unter Verwendung eines Lösungsmittels. Als Lösungsmittel werden aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzen oderToluen, aliphatische oder cyclische Ether wie Dioxan oder halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Chloroform verwendet, wobei die Lösungen Masseanteile von 15-85% aufweisen und der Masseanteil zu 25-80% aus Fettsäuren bzw. Fettalkoholen besteht. Die anorganischen Festkörper stellen erfindungsgemäß pulverisierte Metall-oder Nichtmetalloxide wie z.B. AI2O3, SiO21TiO2 und/oder biokompatible bzw. bioaktive Silikat-, Phosphosilikat- oder Phosphatgläser oder -glaskeramiken oder deren Gemische dar, wobei die anorganischen Festkörpernach vorheriger Behandlung mit 5-50%iger Phosphorsäure bei 20-130°C und einer Dauer von 1 Minute bis 5 Stunden, zur Anwendung kommen. Erwähnenswert ist auch, daß insbesondere die Oxide lediglich einer sehr kurzen Behandlung von einer bis fünf Minuten mit nur 5-10%iger H3PO4 bei 200C unterzogen werden müssen, was sich hinsichtlich Material- und Zeitaufwand kostengünstig auswirken sollte.According to the invention, an epoxidized, polymeric and monomer-free hydrocarbon having an average molecular weight M n of 1 000-800 Og and an epoxide equivalent weight EAA of 50-30 Og which is partially reacted with fatty acids or fatty alcohols is used, saturated and unsaturated fatty acids or fatty alcohols having 10-22 C being used Can be used. The reaction takes place either in the solvent-free state, wherein the melt contains a mass fraction of 25-80% fatty acid or fatty alcohol and is heated to 45-100 ° C or using a solvent. The solvents used are aromatic hydrocarbons, such as benzene or toluene, aliphatic or cyclic ethers, such as dioxane or halogenated hydrocarbons, such as chloroform, the solutions having mass proportions of 15-85% and the mass fraction of 25-80% fatty acids or fatty alcohols. The inorganic solids filters according to the invention powdered metal or non-metal oxides such as Al 2 O 3, SiO 21 TiO 2 and / or biocompatible or bioactive silicate, phosphosilicate or phosphate glasses or glass ceramics or mixtures thereof is, said inorganic Festkörpernach prior treatment with 5-50% phosphoric acid at 20-130 ° C and a duration of 1 minute to 5 hours are used. It is also worth noting that in particular the oxides need only be subjected to a very short treatment of one to five minutes with only 5-10% H 3 PO 4 at 20 0 C, which should be cost effective in terms of material and time.

Die Umsetzung der Komponenten erfolgt ohne oder mit einem geringen Lösungsmittelgehalt bis zu einem Masseanteil von 10% des Komposits durch Kneten oder Extrudieren des Stoffgemisches bei 20-100°C, vorzugsweise 20-300C. Bei Verwendung eines Lösungsmittels wird die organische Komponente in einem aliphatischen oder chlorierten Kohlenwasserstoff wie Hexan, Chloroform oder einem aliphatischen Ester wie Essigsäureethylester gelöst und gelangt in dieser verdünnten Form zum Einsatz. Erfindungsgemäß kommt es 3 Minuten bis 24 Stunden nach Vermischen der Komponenten zur Aushärtung, wobei Temperaturen von 45°C nicht überschritten werden und je nach Wahl der Ausgangsstoffe, der Vorbehandlungsmethode und der Aushärtungstemperatur, druckelastische oder starre Körper entstehen, die unterschiedliche Eigenschaften wie E-Moduli, Vickers-Härten, Biegebruchfestigkeiten besitzen und z. B. zur Substitution von Knochendefekten, als Ersatz von knorpelähnlichen Körperpartien oder als Zahnfüllungs-, Befestigungs- und Wurzelkanalfüllmaterial eingesetzt werden können. Verbundstoffe mit besonders hohen Vickers-Härten und Biegebruchfestigkeiten werden erhalten, wenn die Aushärtung in geeigneten Formen bei Temperaturen von 65-1000C vorgenommen wird.The reaction of the components is carried out without or with a low solvent content up to a mass fraction of 10% of the composite by kneading or extruding the mixture at 20-100 ° C, preferably 20-30 0 C. When using a solvent, the organic component in a dissolved aliphatic or chlorinated hydrocarbon such as hexane, chloroform or an aliphatic ester such as ethyl acetate and is used in this dilute form. According to the invention, curing takes place for 3 minutes to 24 hours after mixing of the components, whereby temperatures of 45 ° C. are not exceeded and, depending on the choice of the starting materials, the pretreatment method and the curing temperature, pressure-elastic or rigid bodies are produced which have different properties, such as moduli of elasticity , Vickers hardness, flexural strengths and z. B. can be used to replace bone defects, as a substitute for cartilage-like body parts or as a dental filling, attachment and Wurzelkanalfüllmaterial. Composites with very high Vickers hardness and bending strengths are obtained if the curing is carried out in suitable molds at temperatures of 65-100 0 C.

Eine hohe Korpervertraglichkeit wird erfindungsgemaß dadurch erreicht, daß die organischen Polymeren zellmembrananaloge Strukturen auf der anorganischen Oberflache ausbilden, welche neben der prinzipiellen Fähigkeit der organischen Phase zur lonenpermeabilitat der Kontrollterbarkeit von lonenaustauschprozessen ermöglichen Diese Eigenschaft ist eine Voraussetzung fur die Steuerung bzw den Erhalt der biologischen Reaktion (2 B Bioaktivitat) der verwendeten anorganischen Feststoffe Eine Erweiterung der biomedizinischen Anwendungsbreite wird erfindungsgemaß dadurch erreicht, daß der organischen Komponente Antibiotika, Farbungskomponenten, rontgenopake oder den Heilungsprozeß begünstigende Substanzen beigemischt werden, welche bei Bedarf ab einer bestimmten Korpertemperatur dosiert freigegeben werden können Die hierzu notige Regulierung der Phasenubergangstemperatur des partiell flussig kristallinen Systems wird durch den Umsatzgrad des epoxidierten polymeren Kohlenwasserstoffs mit Fettsauren oder Fettalkoholen oder/und die Zahl der C Atome der Fettsaure oder des Fettalkohols erreichtA high degree of corporeal compatibility is achieved according to the invention in that the organic polymers form cell membrane-analogous structures on the inorganic surface, which in addition to the principal ability of the organic phase to ion permeability allow the controllability of ion exchange processes. This property is a prerequisite for the control or preservation of the biological reaction ( 2 B bioactivity) of the inorganic solids used An expansion of the biomedical scope of application is inventively achieved in that the organic component, antibiotics, coloring components, Rontgenopake or the healing process favoring substances are added, which can be dosed when needed from a certain body temperature The regulation required for this purpose the phase transition temperature of the partially liquid crystalline system is by the degree of conversion of the epoxidized polymeric hydrocarbon with Fatty acids or fatty alcohols and / or the number of C atoms of fatty acid or fatty alcohol reached

Insgesamt besteht die organische Ausgangskomponente aus einem Masseanteil von 20-80% und die anorganische Ausgangskomponente aus einem Masseanteil von 20-80%Overall, the organic starting component consists of a mass fraction of 20-80% and the inorganic starting component of a mass fraction of 20-80%

Ausführungsbeispieleembodiments

In einem Masseanteil von 40% der losungsmittelfreien organischen Komponente, die durch 30minutiges Erhitzen von 20g Stearinsaure mit 15g epoxidiertem, polymeren Kohlenwasserstoff hergestellt wurde, eine mittlere Molmasse Mn von 5730 und ein Epoxidaquivalentgewicht EAG von 268g aufweist, wird mit einem Masseanteil von 60%acidem SiO2, hergestellt durch 5mmutiges Ruhren in 10%iger H3PO4 und anschließende Filtration und Trocknung, innig vermischt Nach 8 Minuten erreicht die Masse 80% ihrer Endharte, wobei nach 4 Minutenein elastischer Zustand durchlaufen wird Nach 4 Stunden hat der erfindungsgemaße Verbundwerkstoff seine Endfestigkeit erreichtIn a mass fraction of 40% of the solvent-free organic component prepared by heating 20g of stearic acid with 15g of epoxidized polymeric hydrocarbon for 30 minutes, having an average molecular weight M n of 5730 and an epoxide equivalent weight EAA of 268g, becomes 60% acidic SiO 2 , prepared by 5mmuute stirring in 10% H 3 PO 4 and subsequent filtration and drying, intimately mixed After 8 minutes, the mass reaches 80% of its final hardness, after 4 minutes is passed through an elastic state After 4 hours, the inventive composite has its Final strength reached

In einem Masseanteil von 40% der losungsmittelfreien organischen Komponente, welche hergestellt wurde durch die Umsetzung eines epoxidierten polymeren Kohlenwasserstoffs mit Myristinsaure in Dioxan und eine mittlere Molmasse Mn von 4040 und ein Epoxidaquivalentgewicht EAG von 148g aufweist, wird mit einem Masseanteil von 60% acidem SiOj vermischt Die Masse erreicht nach 4 Minuten 80% ihrer EndharteIn a mass fraction of 40% of the solvent-free organic component prepared by the reaction of an epoxidized polymeric hydrocarbon with myristic acid in dioxane and having an average molecular weight M n of 4040 and an epoxide equivalent weight EAG of 148g, with a mass fraction of 60% acid SiOj The mass reaches 80% of its final hardness after 4 minutes

Ein Masseanteil von 60% der losungsmittelfreien organischen Komponente, die eine mittlere Molmasse Mn von 8110, ein Epoxidaquivalentgewicht EAG von 623g aufweist und aus epoxidiertem polymeren Kohlenwasserstoff und Cetylalkohol hergestellt wurde, wird mit einem Masseanteil von 40% vorbehandelter Bioglaskeramik, welche 5 h mit 30%iger H3PO4 bei 8O0C gerührt wurde, vermischt Die Masse ist 2 Stunden formbar und erreicht nach 14 Stunden die endgültige Festigkeit Es entsteht ein Korper von knorpelahnlicher Konsistenz, der in wäßrigen Medien eine langsame Ca2~-Freisetzung zeigt, welche vergleichbar mit reiner Bioglaskeramik istA mass fraction of 60% of the solvent-free organic component, having an average molecular weight M n of 8110, an epoxide equivalent weight EAG of 623g and made of epoxidized polymeric hydrocarbon and cetyl alcohol, with a mass fraction of 40% pretreated Bioglaskeramik which 5 h with 30 % H 3 PO 4 was stirred at 8O 0 C, mixed the mass is 2 hours malleable and reached after 14 hours, the final strength the result is a body of knorpelahnlicher consistency, ~ -Freisetzung shows in aqueous media, a slow Ca 2 which comparable to pure bioglass ceramic

Ein Masseanteil von 40% einer Losung mit einem Masseanteil von 80% der organischen Komponente mit einer mittleren Molmasse Mn von 9790 und einem EAG von 1530g in Essigester wird intensiv mit phosphorsaurevorbehandeltem AI2O3 vermischt Diese Masse ist 40 Minuten modellierbar und erreicht nach 4 Stunden eine Endharte von 38HV und eine Biegefestigkeit von 42 MPaA mass fraction of 40% of a solution with a mass fraction of 80% of the organic component having an average molecular weight M n of 9790 and an EAG of 1530 g in ethyl acetate is intensively mixed with phosphoric acid pretreated Al 2 O 3. This mass can be modeled for 40 minutes and reaches 4 A final hardness of 38HV and a flexural strength of 42 MPa

Ein Masseanteil von 38% der losungsmittelfreien organischen Komponente mit Mn von 5730 und EAG von 268g nach Beispiel 1 wird mit einem Masseanteil von 62% acidem SiO2 vermischt und anschließend modelliert Nach 10 Minuten wird der Formkörper fur 25 Minuten bei 105°C gelagert Es resultiert ein Produkt mit besonders hoher Harte und BiegefestigkeitA mass fraction of 38% of solvent-free organic component having M n of 5730 and EAG of 268g according to Example 1 is mixed with a mass fraction of 62% acidic SiO 2, and then modeled After 10 minutes, the molded body for 25 minutes at 105 ° C is stored, it results in a product with particularly high hardness and flexural strength

Claims (7)

-1- 296 675-1- 296 675 Patentansprüche:claims: 1. Selbsthärtende organisch-anorganische Verbundwerkstoffe für biomedizinische Zwecke, wobei die anorganische Komponente mit verdünnter H3PO4 vorbehandelt ist, gekennzeichnet dadurch, daß die organische Komponente ein aus partiell mit Fettsäuren oder Fettalkoholen mit 10-22 C-Atomen umgesetzter polymerer, epoxidierter Kohlenwasserstoff ist und die anorganische Feststoff komponente Metall- und Nichtmetalloxide wie SiO2, AI2O3, TiO2 und/oder biokompatible bzw. bioaktive Silikat-, Phosphat- oder Phosphosilikatgläser oder -glaskeramiken oder deren Gemische darstellt.1. Self-hardening organic-inorganic composites for biomedical purposes, wherein the inorganic component is pretreated with dilute H 3 PO 4 , characterized in that the organic component is a polymeric, epoxidized hydrocarbon partially reacted with fatty acids or fatty alcohols with 10-22 C atoms is and the inorganic solid component metal and non-metal oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 and / or biocompatible or bioactive silicate, phosphate or Phosphosilikatgläser or glass ceramics or mixtures thereof. 2. Selbsthärtende organisch-anorganische Verbundwerkstoffe nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die polymeren epoxidierten monomerfreien Kohlenwasserstoffe einer Molmasse Mn von 100—8000 und ein Epoxidäquivalentgewicht EÄG von 50—300g besitzen.2. Self-curing organic-inorganic composite materials according to claim 1, characterized in that the polymeric epoxidized monomer-free hydrocarbons have a molecular weight M n of 100-8000 and an epoxide equivalent weight EAA of 50-300g. 3. Selbsthärtende organisch-anorganische Verbundwerkstoffe nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Masseanteil an Fettsäuren bzw. Fettalkoholen im Verhältnis zu den epoxidierten polymeren Kohlenwasserstoffen in einer lösungsmittelfreien Schmelze 25-80% beträgt.3. Self-curing organic-inorganic composite materials according to claim 1 and 2, characterized in that the mass fraction of fatty acids or fatty alcohols in relation to the epoxidized polymeric hydrocarbons in a solvent-free melt is 25-80%. 4. Selbsthärtende organisch-anorganische Verbundwerkstoffe nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Masseanteil an Fettsäuren bzw. Fettalkoholen im Verhältnis zu dem epoxidierten polymeren Kohlenwasserstoff in Lösungen aromatischer Kohlenwasserstoffe wie Benzen, Toluen, aliphatische oder cyclische Ether wie Dioxan oder halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Chloroform 25-80% beträgt und die Summe von Fettsäuren bzw. Fettalkoholen und epoxidiertem polymeren Kohlenwasserstoff einen Masseanteil von 15-85% im Verhältnis zu den Lösungsmitteln aufweisen.4. Self-curing organic-inorganic composite materials according to claim 1 and 2, characterized in that the mass fraction of fatty acids or fatty alcohols in relation to the epoxidized polymeric hydrocarbon in solutions of aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, aliphatic or cyclic ethers such as dioxane or halogenated hydrocarbons such Chloroform is 25-80% and the sum of fatty acids or fatty alcohols and epoxidized polymeric hydrocarbon have a mass fraction of 15-85% in relation to the solvents. 5. Selbsthärtende organisch-anorganische Verbundwerkstoffe nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß die organische Komponente Zusatzstoffe bis zu einem Masseanteil von 20% wie z. B. Antibiotika, Färbungskomponenten, röntgenopake oder den Heilungsprozeß begünstigende Substanzen enthält.5. Self-curing organic-inorganic composite materials according to claim 4, characterized in that the organic component additives up to a mass fraction of 20% such. B. antibiotics, coloring components, radiopaque or the healing process favoring substances. 6. Selbsthärtende organisch-anorganische Verbundwerkstoffe nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß die organische Ausgangskomponente einen Masseanteil von 20-80% darstellt und die anorganische Ausgangskomponente einen Masseanteil von 20—80% darstellt.6. Self-curing organic-inorganic composites according to claim 5, characterized in that the organic starting component represents a mass fraction of 20-80% and the inorganic starting component represents a mass fraction of 20-80%. 7. Selbsthärtende organisch-anorganische Verbundwerkstoffe nach Anspruch 1 -6, gekennzeichnet dadurch, daß die organische Ausgangskomponente zur Verringerung der Viskosität ein Lösungsmittel enthält, wobei aliphatische oder chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Hexan, Chloroform oderaliphatische Esterwie Essigsäureethylesterverwendet werden und die organische Ausgangskomponente in Masseanteilen von 75-98% vorliegt.7. The self-curing organic-inorganic composite material according to claim 1 -6, characterized in that the organic starting component for reducing the viscosity contains a solvent, wherein aliphatic or chlorinated hydrocarbons such as hexane, chloroform or aliphatic esters such as ethyl acetate are used and the organic starting component in mass fractions of 75- 98% is present.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4138627A1 (en) * 1991-11-25 1993-05-27 Buna Ag Rendering calcium sulphate prods. hydrophobic - involves treatment of gypsum with epoxidised polybutadiene solns.

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DE4138627A1 (en) * 1991-11-25 1993-05-27 Buna Ag Rendering calcium sulphate prods. hydrophobic - involves treatment of gypsum with epoxidised polybutadiene solns.

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