DE10244783A1 - Hochreines bioaktives Glas sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Hochreines bioaktives Glas sowie Verfahren zu dessen Herstellung

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochreines bioaktives Glas mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%: DOLLAR A SiO¶2¶ 35-86 DOLLAR A Na¶2¶O 5,5-35 DOLLAR A CaO 4-46 DOLLAR A P¶2¶O¶5¶ 1-15 DOLLAR A weitere Zusatzstoffe 0,05-15 DOLLAR A sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung, bei welchem das Glas in einem mit Hochfrequenz beheizten Skull-Tiegel hergestellt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein hochreines bioaktives Glas sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Unter bioaktiven oder auch biokompatiblen Werkstoffen versteht man solche, die in biologischer Umgebung wie Knochen, Gelenken, Zähnen aber auch Haut oder Haaren bioverträglich sind und sich der Umgebung funktional anpassen. Unter bioaktive Werkstoffe fallen auch bioaktive Gläser, die im allgemeinen eine Zusammensetzung in Gew.-% von:


    aufweisen.
  • Derartige bioaktive Gläser sind beispielsweise in "An Introduction to Bioceramics", L. Hench und J. Wilson, eds. World Scientific, New Jersey (1993) beschrieben.
  • Für viele Anwendungen im medizinischen und kosmetischen Bereich werden vorzugsweise bioaktive Gläser genommen, die einen erhöhten Alkaligehalt aufweisen. Mit diesen Gläsern werden verschiedene Effekte erreicht, wie antimikrobielle Wirkung, in wäßriger Umgebung gezieltes und durch die anderen Glaskomponenten wie zusätzlichen multivalenten Metallionen, einstellbares Auflösungsvermögen oder Repolymerisation der Polykieselsäure an der Oberfläche bei schwach alkalischem ph- Wert. Gläser mit diesen Wirkungen weisen im allgemeinen die folgende Zusammensetzung (in Gew.-%) auf:


  • Zusätzlich oder auch im Austausch mit Einzelkomponenten können je nach Anwendung auch weitere Komponenten wie CaF2, B2O3, Al2O3, MgO oder K2O enthalten sein, wobei deren Gehalte meist zwischen 0 und 10 Gew.-% liegen kann.
  • Ein bekanntes bioaktives Glas hat beispielsweise eine Zusammensetzung (in Gew.-%) von


  • Bei diesen biologisch aktiven Gläsern beruht die Löslichkeit oder Aufbrechen des SiO2-Netzwerkes auf dem eingestelltem Na2C- und CaO-Anteil wobei die hohe Bioaktivität auf dem hohen CaO- und P2O5-Anteil beruht, der zur Ausbildung einer Hydroxylcarbonat-Apatitschicht führt. Die Schicht fordert die Wechselwirkung mit der biologischen Umgebung.
  • Bioaktive Gläser werden normalerweise in Pulverform hergestellt und eingesetzt, wobei die mittlere Partikelgröße (gemessen mit Lichtstreuungsmethoden) vorzugsweise < 90 µm, in besonderen Fällen < 20 µm und besonders bevorzugt bei < 5 µm liegt. Mit kleiner werdenden Teilchengröße steigt die aktive spezifische Oberfläche des Pulvers an, so dass auch hiermit der Grad der Wechselwirkung gesteuert werden kann.
  • Hergestellt werden derartige Gläser über ein diskontinuierliches Schmelzverfahren bei Schmelztemperaturen zwischen 1250°C und 1400°C meist aus Oxiden oder Karbonat- Verbindungen als Ausgangsstoffen.
  • In US 6,051,247 und WO 94/04657 ist die Herstellung wie folgt beschrieben. Die Ausgangsstoffe (SiO2, Na2O, P2O5, CaO) werden in einem Plastikbehälter in einer Kugelmühle 4 Stunden gemischt. Die hergestellte Mischung wird dann in einem Platintiegel bei 1350°C erschmolzen und 24 h homogenisiert. Das geschmolzene Glas wird danach in destilliertes, deionisiertes Wasser ausgegossen, um eine Glasfritte zu erhalten. Die Fritte wird dann in einem Mörser mit einem Pistill zerrieben und mittels ASTM Sieben gesiebt, um die erforderliche Partikelgrößenverteilung herzustellen.
  • Diese Schmelzverfahren beinhalten insbesondere für ein bioaktives Glas gravierende Nachteile. Das korrosive Verhalten der bioaktiven Gläser der aufgeführten Zusammensetzungen führt zur starken Auflösung der Platins im Schmelztiegel und es können Platinpartikel in das Glas kommen. Platin kann insbesondere bei bioaktiven Anwendungen zu unerwünschten Nebenwirkungen führen.
  • Das diskontinuierliche Schmelzverfahren führt insbesondere bei Gläsern mit verdampfbaren Komponenten wie beispielsweise Alkali nicht nur zu Verschiebungen der Zusammensetzung sondern auch zu Inhomogenitäten innerhalb des Schmelztiegels. Da die Wirksamkeit der bioaktiven Gläser wesentlich von der Konstanz der Zusammensetzung und den Verhältnissen der Anteil Na2O/CaO und CaO/ P2O5 abhängt, sind Verschiebungen innerhalb der festgelegten Anteile nicht zu tolerieren.
  • Eine diskontinuierliche Tiegelschmelze ist für eine industrielle Produktion unerwünscht, wenn ein kontinuierlicher Produktionsprozess ohne Zusammensetzungsschwankungen angestrebt wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein bioaktives Glas zur Verfügung zu stellen, das die für die jeweiligen biologischen Anwendungen erforderliche Reinheit besitzt.
  • Die Aufgabe wird durch ein hochreines bioaktives Glas mit folgender Zusammensetzung in Gew.-% gelöst:
    SiO2 35-86
    Na2O 5,5-35
    CaO 4-46
    P2O5 1-15
    weitere Zusatzstoffe 0,05-15
    wobei das Glas in einem mit Hochfrequenz beheizten Skull- Tiegel hergestellt wird.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 13 weiter gelöst.
  • Die bioaktiven Gläser können aufgrund ihrer extrem hohen Aggressivität nicht mit den herkömmlichen Schmelzmethoden in einem kontinuierlichen und stabilen Schmelzprozess sowie mit der erforderlichen Reinheit geschmolzen werden.
  • Die zum Schmelzen von technischen Gläsern verwendeten Feuerfest-Materialien aus Al2O3 oder ZrO2 wie auch die zum Schmelzen von optischen Gläsern verwendeten Platin- oder Quarzgut-Schmelzgefäße eignen sich nicht für eine dauerhaft und damit stabile Produktion von hochreinen bioaktiven Gläsern.
  • Zum Schmelzen von Gläsern werden meistens keramische feuerfest Materialien eingesetzt. Besonders bewährt haben sich feuerfeste Keramiken aus Al2O3 und ZrO2. Diese Feuerfestmaterialien werden von den bioaktiven Gläsern, die SiO2, Na2O, CaO und P2O5 enthalten sehr stark angegriffen und korrodiert.
  • Für viele Anwendungen der bioaktiven Gläser darf der Gehalt an Aluminium oder an Zirkon bestimmte Grenzen nicht überschreiten. Durch die starke Korrosion der Schmelztiegel werden diese Grenzen jedoch meist überschritten.
  • Der Tiegel wird durch den starken Angriff durch das bioaktive Glas nach wenigen Tagen unbrauchbar, weil er vollständig durchkorrodiert ist. Tiegel aus diesen Feuerfest-Materialien können nur für extrem kurze Schmelzperioden beziehungsweise diskontinuierliche Schmelzen mit nachfolgendem Neuaufbau eingesetzt werden.
  • Bioaktive Gläser sind gegenüber Schmelzaggregaten aus Platin oder Platinlegierungen so aggressiv, dass die geschmolzenen Gläser entweder graustichig von dem gelösten Platinmetall oder stark gelbstichig von den gelösten Platin-Ionen sind, falls die Schmelze in stark oxidierender Atmosphäre durchgeführt wird. Für einige Anwendungen kann der hohe Platingehalt in den bioaktiven Gläsern stören, da aus der Chemie bekannt ist, dass Platin für viele chemische Reaktionen als Katalysator wirksam ist. Darüber hinaus führt die hohe Platinkorrosion bereits nach sehr kurzer Zeit zur starken Korrision des Platintiegels. Ein Weiterschmelzen ist aus Sicherheitsgründen unmöglich. Zu den ständigen hohen Umbau- und Ausfall-Kosten kommen noch die sehr hohen Kosten für das Platin und die Wiederherstellung der Platingeräte.
  • Für die Herstellung von hochreinen optischen Gläsern werden bevorzugt Schmelztiegel aus Quarzgut verwendet. Es hat sich gezeigt, dass Biogläser der oben genannten Zusammensetzung auch das Quarzgut so stark angreifen, dass bereits nach wenigen Stunden bis maximal Tagen der Quarzguttiegel aufgelöst ist. Da sich das SiO2 in der Glasschmelze auflöst ist die Herstellung eines Glases konstanter Zusammensetzung nur schwer möglich. Selbst mit Tiegeln aus Quarzgut können nur extrem kurze Schmelzperioden oder sogar nur diskontinuierliche Schmelzen mit den damit verbundenen hohen Schmelzkosten durchgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß können bioaktive Gläser trotz der extrem hohen Aggressivität in einem stabilen Schmelzprozess in hochreiner Form hergestellt werden.
  • Schmelzen von Gläsern und Kristallen mit Hochfrequenz in einem Skull-Tiegel wird in erster Linie für hochschmelzende Kristalle, wie ZrO2 oder hochschmelzende Gläser, eingesetzt. An den wassergekühlten Metallrohren, die den Skull-Tiegel bilden, wird ein Skull aus dem zu schmelzenden Kristall oder Glas gebildet. Bei hochschmelzenden Kristallen wie ZrO2 entsteht eine relativ dicke Skullschicht aus schwach versintertem Pulver aus ZrO2-Kristallen. Auch hochschmelzende Gläser bilden noch eine relativ dicke Skullschicht. Bei niedrig schmelzenden Gläsern wird diese Skullschicht dünner und die Gefahr einer Reaktion der Schmelze mit den Metallrohren des Skull-Tiegels wird immer größer.
  • Es ist daher zu erwarten, dass es bei den extrem aggressiven bioaktiven Gläsern wegen der dünnen Skullschicht zu einer Korrosion und damit zu einer Zerstörung der Skull-Tiegel kommt.
  • Es wurde jedoch überraschend gefunden, dass die aggressive Glasschmelze der bioaktiven Gläser durch die Skullschicht hindurch die Metallrohre, die den Skull-Tiegel bilden, angreifen kann. Dieser Angriff führt in der Regel nicht zur Zerstörung der Metallrohre sondern kann sogar zur gezielten Anreicherung der Glasschmelze verwendet werden. Hierdurch ist beispielsweise eine erwünschte Blaufärbung oder antimikrobielle Wirkung erreichbar.
  • Im Gegensatz zu den sehr hochschmelzenden Kristallen kann es bei Gläsern zu Überschlägen in der Glasschmelze kommen, die ebenfalls zur Zerstörung der Skull-Tiegel führen können. Diese Überschläge können jedoch vermieden werden, wenn die Metallrohre, die den Skull-Tiegel bilden, im Bereich des Hochfrequenzfeldes kurzgeschlossen werden.
  • Als wassergekühlte Metallrohre des Skull-Tiegels werden meistens Kupferrohre eingesetzt. Das extrem aggressive bioaktive Glas greift das Kupferrohr durch die Skullschicht hindurch an und färbt das Glas grün oder blau je nach Oxidationszustand des Glases. Die Menge an Kupfer, die in das bioaktive Glas eindiffundiert ist sehr gering und liegt im ppm-Bereich. So wurden beispielsweise 2 ppm in einem geschmolzenen bioaktiven Glas gemessen. Für einige Anwendungen ist die Färbung des Glases nicht zu akzeptieren.
  • Für andere Anwendungen können die Kupfer-Ionen störend sein. Da das Kupfer antibakteriell ist, kann es in bestimmten Fällen jedoch toleriert oder sogar erwünscht sein. Der Einsatz der Kupferrohre als Skullmaterial ist somit stark von der späteren Verwendung des geschmolzenen bioaktiven Glases abhängig.
  • Der Angriff der bioaktiven Gläser auf die Kupferrohre des Skull-Tiegels ist jedoch nicht so groß, dass es durch die Korrosion zu einer Zerstörung der Rohre bei der Produktion kommt. Kupferrohre sind daher unter Berücksichtigung der Einschränkungen bezüglich Reinheit der Glasschmelze für die Produktion von bioaktiven Gläsern geeignet.
  • Neben dem Skull-Tiegel aus Kupferrohren wurden auch Skull- Tiegel aus Edelstahlrohren untersucht. Die Verfärbung der bioaktiven Gläser ist beim Einsatz von Edelstahlrohren deutlich geringer. Die Mengen an gelösten CoO und Cr2O3 liegen unter 1 ppm und von NiO unter 5 ppm unter den jeweiligen Nachweisgrenzen der angewendeten Analysenverfahren. Die Menge an Fe2O3, die aus den Edelstahlrohren herausgelöst wird, liegt deutlich unter der Menge an Fe2O3, die durch das Gemenge eingebracht wird.
  • Es wurden auch Skull-Tiegel aus Platinrohren geprüft. Im Gegensatz zu den Schmelzen, die in Platintiegel durchgeführt wurden, konnten bei Skull-Tiegel-Schmelze keine Verunreinigungen der Glasschmelze oder eine Korrosion der Platinrohre festgestellt werden. Da das Platin edler ist als Edelstahl und Kupfer, ist auch der Angriff der Biogläser auf das Platin noch geringer als auf diese.
  • Für sehr strenge Anforderungen bezüglich Schwermetalle in den bioaktiven Gläsern kann auch ein Skull-Tiegel aus Aluminiumrohren eingesetzt werden. In den geschmolzenen bioaktive Gläsern kann über die Menge an Aluminium hinaus, die durch die Rohstoffe eingetragen wird, kein zusätzliches Aluminium nachgewiesen werden.
  • Für höchste Reinheitsanforderungen wurde ein Skull-Tiegel getestet, dessen wassergekühlte Metallrohre mit Kunststoff überzogen waren. Diese Rohre werden von den bioaktiven Gläsern nicht angegriffen. Es war weder eine Veränderung der Glasschmelze noch eine Korrosion der mit Kunststoff überzogenen Metallrohre festzustellen.
  • Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass es möglich ist die extrem aggressiven bioaktiven Gläser in Hochfrequenz beheizten Skull-Tiegeln zu schmelzen. Um die unterschiedlichen Reinheitsanforderungen der verschiedenen bioaktiven Gläser sicher zu stellen, stehen erfindungsgemäß Skull-Tiegel mit Metallrohren aus unterschiedlichen Materialien zur Verfügung.
  • Um Gläser mit Hochfrequenz schmelzen zu können, müssen die Gläser eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweisen, damit mit Hochfrequenz angekoppelt wird. Die Energiemenge, die durch die Hochfrequenz in die Glasschmelze eingebracht wird, muss größer sein, als die Wärmemenge, die der Glasschmelze durch Wärmeabstrahlung von der Oberfläche oder durch Wärmeabfuhr durch die wassergekühlten Metallrohre entzogen wird. Neben der elektrischen Leitfähigkeit der Gläser spielen daher auch andere Faktoren für das Schmelzen mit Hochfrequenz in Skull-Tiegel eine wichtige Rolle, wie zum Beispiel die Geometrie, das Volumen oder der Aufbau des Schmelztiegels sowie die Materialien der Metallrohre der Skull-Tiegel.
  • So wurde gefunden, dass die Skull-Tiegel mit den verschiedenen Metallrohren einen unterschiedlichen Energiebedarf für das Schmelzen des Glases aufweisen. Unter gleichen Bedingungen weisen der Kupfer-Skull und der Aluminium-Skull mit 9 kW und 7 kW eine niedrigere Generatorverlustleistungen auf, als der Edelstahl-Skull oder der mit Kunststoff überzogene Edelstahl-Skull, die mit 15 kW und 14 kW Generatorverlustleistung bei gleichen Abmessungen des Skull-Tiegels deutlich schlechter sind.
  • Besonders bei sehr schwierig zu schmelzenden Gemengen ist es wichtig, möglichst hohe Generatorleistungen zu erreichen. Sofern es die Reinheitsanforderungen zulassen, sind daher Skull-Tiegel aus Kupferrohren vorzuziehen. Skull-Tiegel aus Aluminiumrohren weisen die gleichen niedrigen Verlustleistungen auf und sind bezüglich Reinheit in den meisten Fällen besser. Sie haben aber den Nachteil, dass ihre Herstellung recht schwierig ist.
  • Wie bereits erwähnt, müssen Gläser eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit bei der Schmelztemperatur besitzen um sie mit Hochfrequenz schmelzen zu können. Diese Anforderung erfüllen nicht alle bioaktiven Gläser, sondern nur die erfindungsgemäßen Gläser.
  • Die elektrische Leitfähigkeit der bioaktiven Gläser wird im wesentlichen durch den Alkaligehalt, also durch den Na2O- Gehalt bestimmt.
  • Bioaktive Gläser können auch als antimikrobiell wirkendes Glas eingesetzt werden. Diese Gläser enthalten vorzugsweise Silber- und/oder Kupfer-Ionen. Sie können aber auch andere Ionen wie Zink, Zinn, Wismut, Cer, Nickel oder Kobalt oder Kombinationen dieser Ionen enthalten. Die Anteile dieser Ionen können zwischen 0.5 und 15.0 Gew.-% betragen.
  • Die elektrische Leitfähigkeit der bioaktiven Gläser wird durch die einwertigen Ionen des Silbers und Kupfers erhöht. Beide Elemente sind bezüglich elektrischer Leitfähigkeit mit dem Natrium zu vergleichen. Die Summe aus Na2O, Ag2O und Cu2O ist bevorzugt größer/gleich 6%. Mit der Zusammensetzung kann das Glas mit Hochfrequenz geschmolzen werden. Die zweiwertigen Ionen tragen ebenfalls zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit bei, aber in einem deutlich geringeren Maß.
  • Es wurden verschiedene Zusammensetzungen des bereits beschriebenen bioaktiven Glases erschmolzen, um speziell die Glaszusammensetzungen zu ermitteln, die mittels der HF- Technologie herstellbar sind. Dabei verwendet man einen Tiegel, der von einer HF-Spule umschlossen ist und durch einen HF-Generator beheizt wird. Die Zusammensetzungen der mittels der HF-Technik geschmolzenen Gläser zeigt die folgende Tabelle, wobei sowohl eine Schmelze ohne Na2O und mit nur 5 Gew.-% Na2O nicht ausreichend koppelt, daher die Leitfähigkeit dieser Gläser nicht ausreicht, um mit der HF- Technologie die benötigte Wärmemenge in das Glas einzubringen.
  • Folgende Ergebnisse der Versuche zur Einschränkung des Zusammensetzungsbereiches wurden erhalten. Die Zusammensetzung: 33 Gew.-% CaO; 9 Gew.-% P2O5 und 58 Gew.-% SiO2 lässt sich nicht mit Hochfrequenz schmelzen.




  • Überraschend wurde von den Erfindern festgestellt, dass nicht nur der Na2O-Gehalt in der Schmelze für das Koppelverhalten wichtig ist, sondern das ein Verhältnis von Na2O + P2O5/SiO2 das Koppelverhalten des Glases am besten wiederspiegelt. Die nächste Tabelle zeigt die Reihenfolge der Schmelze nach dem Koppelverhalten und dazu das Verhältnis Na2O + P2O5/SiO2.
    HF-Kopplung Verhältnis Na2O + P2O5/SiO2
    S1 (sehr gut) 0,30
    S4 0,25
    S2 0,22
    S3 0,20
    S5 (nicht) 0,17
    S6 (nicht) 0,16
  • Aus diesem Ergebnis geht hervor, dass für eine ausreichende HF-Ankopplung der Schmelze das Verhältnis von Na2O + P2O5/SiO2 mindestens 0,18 betragen muss.
  • Die benötigte Leitfähigkeit der Gläser für das Aufschmelzen in einer HF-Schmelzanlage kann sich für verschiedene Anlagen unterscheiden. Die Konstanz der Zusammensetzung der bioaktiven Gläser hängt wesentlich davon ab, ob es beim Einschmelzen zur Verstaubungen des Gemenges oder beim Schmelzvorgang zur Verdampfung von Glasbestandteilen aus der Glasoberfläche kommt. Für die bioaktiven Gläser müssen aufgrund der geforderten hohen Reinheit im allgemeinen synthetische Rohstoffe eingesetzt werden, die zum Teil stark zur Verstaubung neigen.
  • Bei einem Vergleichsversuch wurde für die Zusammensetzung: Na2O: 24.5 Gew.-%, CaO: 24.5 Gew.-%; P2O5: 6.0 Gew.-%; SiO2: 45.0 Gew.-% bei der Verwendung von Gemenge 1 mit Natriumhydrogencarbonat, Calciumcarbonat, Monocalciumphosphat und Quarzmehl eine Verstaubungsrate von 1,04 g/h pro normierte Fläche gefunden. Bei Gemenge 2 wurde Kalk (hergestellt für optische Gläser) anstelle von Calciumcarbonat und Natriummetaphosphat anstelle von Monocalciumphosphat eingesetzt, dadurch konnte die Verstaubung auf 0.48 g/h pro normierter Fläche erniedrigt werden.
  • Neben der Reinheit der Glasschmelze und der Konstanz der Zusammensetzung spielt auch die Wirtschaftlichkeit der Glasherstellung eine wichtige Rolle.
  • Die bioaktiven Gläser können erfindungsgemäß sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich hergestellt werden, da der Angriff der bioaktiven Gläser auf die Skull-Tiegel so gering ist, dass die Standzeit der Tiegel durch die Korrosion nicht beeinflusst wird. Wird das bioaktive Glas im weiteren Prozess zu Glaspulver vermahlen, dann braucht die Glasschmelze nicht geläutert werden.
  • In einem diskontinuierlichen Schmelzprozess kann die Glasschmelze nach dem Einschmelzen durch einen Bodenablass ausgegossen werden. Die Glasschmelze muss nach dem Einschmelzen keinem zusätzlichen Homogenisierungsprozess unterworfen werden, da die Glasschmelze durch die sehr starke Konvektion die in dem Skull-Tiegel herrscht sehr gut homogenisiert wird.
  • Für die kontinuierliche Schmelze hat sich erfindungsgemäß als besonders vorteilhaft erwiesen, die Glasschmelze in dem Skull-Tiegel durchzuführen, bei dem der Schmelzbereich durch eine Brücke aus wassergekühlten Metallrohre unterteilt ist, wobei die Brücke nur in den oberen Teil der Glasschmelze hinein ragt. Es hat sich überraschender Weise gezeigt, dass das Gemenge, das auf der einen Hälfte auf die Schmelze aufgelegt wird, durch die Konvektion zunächst nach unten gezogen und dabei rasch aufgeschmolzen wird, um dann in der anderen Hälfte bei der das Glas oben abgezogen wird, aufzusteigen.
  • Zur weiteren Verbesserung des Durchsatzes, kann erfindungsgemäß der Einschmelzprozess durch das Einleiten eines Gases von unten in die Glasschmelze beschleunigt werden. Bei dem durch eine Brücke unterteilten Skull-Tiegel wird das Bubbling-Gas in den Teil eingeleitet in den das Gemenge eingelegt wird. Durch das Bubbling mit einem Gas wie zum Beispiel einem O2-Gas; einem Inertgas wie N2-Gas oder einem Edelgas wie He- oder Ar-Gas kann die Einschmelzleistung um den Faktor ≥ 2 erhöht werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung besteht aus Fig. 1.
  • Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Skull-Tiegels.
  • Im einzelnen werden gezeigt eine Einlegeöffnung (1), ein Wannenbrenner (2), ein Überlaufbrenner (Quarzglas) (3), eine Brücke (4), ein Auslauf (5), eine Schmelze (6), ein Skulltiegel (7), eine HF-Spule (8), Quarzalbodenplatte (9), Bubblingdüse (10) und eine gekühlte Bodenplatte (11).

Claims (14)

1. Hochreines bioaktives Glas mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%:
SiO2 35-86 Na2O 5,5-35 CaO 4-46 P2O5 1-15 weitere Zusatzstoffe 0,05-15
2. Bioaktives Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas in einem mit Hochfrequenz beheizten Skull- Tiegel hergestellt ist.
3. Bioaktives Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas mit folgender Zusammensetzung in Gew.-%:
SiO2 40-86 Na2O 6,5-35 CaO 4-46 P2O5 1-15
4. Bioaktives Glas nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas folgende Zusatzstoffe beinhaltet (in Gew.-%):
Ag2O 0,05-15 Cu2O 0,05-15 CuO 0,05-15 ZnO 0,05-15 SnO 0,05-15 Bi2O3 0,05-15 Ce2O3 0,05-15 NiO 0,05-15 CoO 0,05-15
5. Bioaktives Glas nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe von Na2O, Ag2O und Cu2O ≥ 6 Gew.-% ist.
6. Bioaktives Glas nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Na2O + P2O5 zu SiO2 mindestens 0,18 Gew.-% beträgt.
7. Bioaktives Glas nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas in einem kontinuierlichen Schmelzprozess hergestellt ist.
8. Bioaktives Glas nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas in einem diskontinuierlichen Schmelzprozess hergestellt ist.
9. Bioaktives Glas nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wassergekühlten Metallrohre, die den Skull-Tiegel bilden, aus Kupfer, Edelstahl, Platinmetall, Platinlegierung oder Aluminiummetall bestehen.
10. Bioaktives Glas nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wassergekühlten Metallrohre, die den Skull-Tiegel bilden, aus mit Kunststoff beschichteten Metallrohren bestehen.
11. Bioaktives Glas nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das bioaktive Glas in einem Skulltiegel geschmolzen wird, bei dem das Gemenge oben aufgelegt und die Glasschmelze oben abgezogen wird und bei dem eine wassergekühlte, metallische Brücke in die Schmelze eintaucht und den Gemengebereich von dem Glasauslauf trennt.
12. Bioaktives Glas nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmischung im Einschmelzbereich durch Bubbling zusätzlich erhöht wird.
13. Verfahren zur Herstellung eines bioaktiven Glases nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas in einem mit Hochfrequenz beheizten Skull-Tiegel hergestellt wird.
14. Verfahren zur Herstellung eines bioaktiven Glases nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas eine homogene und konstante Zusammensetzung aufweist.
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