DE2326100C3 - Glaskeramisches Material mit Apatit Kristallphase, insbesondere zur Verwendung für prothetische Zwecke, sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Glaskeramisches Material mit Apatit Kristallphase, insbesondere zur Verwendung für prothetische Zwecke, sowie Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
besteht.
2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0,05 bis 3 Gewichtsprozent
Fluor (F2) enthält.
3. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus
30 bis 60 Gewichtsprozent SiO2, 5 bis 20 Gewichtsprozent P2O5,
3 bis 10 Gewichtsprozent Na2O,
3 bis 10 Gewichtsprozent K2O, 5 bis 20 Gewichtsprozent MgO und
10 bis 30 Gewichtsprozent CaO
besteht.
4. Material nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent
Fluor (F2) enthält.
5. Verfahren zur Herstellung eines Materials nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
a) das Erschmelzen eines Gemenges, bestehend aus
bis 60 Gewichtsprozent SiO2, 2,7 bis 20 Gewichtsprozent Na2O,
0,4 bis 20 Gewichtsprozent K2O, 2,9 bis 30 Gewichtsprozent MgO,
5 bis 25 Gewichtsprozent CaO und bis 30 Gewichtsprozent Ca3(POJ2;
b) das folgende Temperatur-Zeit-Programm:
a) Aufheizen auf eine zwischen 550 und 95O°C liegende Temperatur (TKB) optimaler
Kristallbildungsgeschwindigkeit und Beibehalten dieser Temperatur (TKB)
zwischen 8 und 30 Stunden,
ß) Reduzieren auf eine zwischen 350 und 550° C liegende Temperatur (T0) und Beibehalten
dieser Temperatur (T0) zwischen 2 und 5 Stunden,
y) Erhöhen auf eine zwischen 700 und 1150° C liegende Temperatur (TKW) optimaler
Kristallwachstumsgeschwindigkeit und Beibehalten dieser Temperatur (TKW)
zwischen 10 und 40 Stunden,
A) Abkühlen auf Raumtemperatur in an sich bekannter Weise.
60
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Gemenge an Stelle von
Calciumorthophosphat (Ca3(PO4)2) bis zu 25 Gewichtsprozent
Calciummetaphosphat (Ca(PO3)2)
verwendet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemenge
zusätzlich bis zu 5 Gewichtsprozent CaI-ciumfluorid (CaF2) zugesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet,
daß es mit einem Gemenge aus
30 bis 60 Gewichtsprozent SiO2,
3 bis 10 Gewichtsprozent Na2O,
3 bis 10 Gewichtsprozent K2O,
5 bis 20 Gewichtsprozent MgO,
10 bis 20 Gewichtsprozent CaO und
20 bis 30 Gewichtsprozent Ca3(PO4J2
3 bis 10 Gewichtsprozent Na2O,
3 bis 10 Gewichtsprozent K2O,
5 bis 20 Gewichtsprozent MgO,
10 bis 20 Gewichtsprozent CaO und
20 bis 30 Gewichtsprozent Ca3(PO4J2
durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Gemenge an Stelle von
Ca3(POJ2 zwischen 10 und 20 Gewichtsprozent
Ca(PO3)T verwendet werden.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Gemenge
aus
38,0 bis 47,3 Gewichtsprozent SiO2,
2,7 bis 12,0 Gewichtsprozent Na2O,
0,4 bis 6,8 Gewichtsprozent K2O,
2,9 bis 16,5 Gewichtsprozent MgO,
2,7 bis 12,0 Gewichtsprozent Na2O,
0,4 bis 6,8 Gewichtsprozent K2O,
2,9 bis 16,5 Gewichtsprozent MgO,
10,0 bis 23,6 Gewichtsprozent CaO,
bis zu 25,5 Gewichtsprozent Ca3(PO4J2 oder b's zu 18,4 Gewichtsprozent Ca(PO3J2 und
bis zu 25,5 Gewichtsprozent Ca3(PO4J2 oder b's zu 18,4 Gewichtsprozent Ca(PO3J2 und
zusätzlich
bis zu 4,0 Gewichtsprozent CaF2
bis zu 4,0 Gewichtsprozent CaF2
durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemenge an Stelle von
Calciumfluorid (CaF2) mindestens eine andere
Fluorionen abgebende Verbindung in äquimolarer Menge zugesetzt wird.
Die Erfindung betrifft ein glaskeramisches Material, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie die Verwendung
des so hergestellten Materials insbesondere als Knochenersatzmaterial.
Für Osteoplastik und Osteosynthese werden neben Knochentransplantaten bereits Metalle — wie beispielsweise
Silber und Tantal —, Metallverbindungen — wie beispielsweise der chirurgische Edelstahl oder
Chrom-Kobalt-Legierungen— und Kunststoffe—wie
beispielsweise Polyäthylen, Methacrylate oder Silikon-Kautschuk — eingesetzt.
Zwar kann die Körperverträglichkeit einiger der genannten Implantate im tierischen bzw. menschlichen
Organismus als zufriedenstellend bezeichnet werden; jedoch ist keines der genannten bzw. bislang
bekannten oder erprobten Materialien in der Lage, mit den Knochen im lebenden Organismus zu verwachsen.
Bekanntlich besteht die Substanz des tierischen bzw. menschlichen Knochens im wesentlichen aus
dem Hydroxyl-Apatit (Ca5[(OHXPO4)3]), welcher in
inniger Mischung von Eiweißkörpern (Kollagen) durchsetzt ist. Die sehr unterschiedliche chemische
Zusammensetzung von Knochenersatzmaterial und Knochen ist der Grund dafür, daß die bislang bekannten
synthetischen Knochenersatzmaterialien nicht mit der Knochenmasse verwachsen.
Es ist daher bislang bestenfalls gelungen, durch
«veckmäßige Formgebung des lmplantates eine ge-
«fisse mechanische Verankerung zu erreichen, wobei !rs knochennahe Gewebe die Ersatzmasse einfach
schließt- Der so hergestellte Kontakt zwischen
kü-istÜchem Implantat und Knochen bleibt indes
miner schwach und kann insbesondere nicht den
ahlichen Belastungen ausgesetzt werden.
Es «st bereits bekannt, daß die Regeneration von
linochensubstanzen vom Mineral Hydroxyl-Apatit useeht Diese Substanz wirkt dabei offenbar als
Atisatzpunkt für den Eiweißkörper der Knochenasse Ausgehend von den Apatit-Keimen wird also
ta vollständiger Knochen aufgebaut. Dabei werden leichzeitig auch Verbindungen zu noch vorhandenen ■
Knochenfragmenten hergestellt (Callus-Bildung).
Nun wäre es an sich möglich. Apatit in gesinterter Form als Knochenersatzmaterial zu verwenden. Dieses
Verfahren hätte jedoch den entscheidenden Nachteil, daß zur Erzielung einer ausreichenden Anfangsstabilitat
der Prothese bzw. des Protheseteils sehr große Mensen von Apatit eingeführt werden müßten, die
weit über die zum Aufbau eines Knochens benötigten Mengen hinausgingen. Unter derartigen Bedingungen
dauern die Regeneration und der endgültige Aufbau eines tragfähigen Knochenersatzes jedoch viel zu
Von L. L. H en ch, R. J. S ρ 1 i η t e r, T. K.
G r e e η 1 e e und W. C. A 11 e η wurde in einem
Aufsatz unter dem Titel: »Bonding mechanisms at the interface of ceramic prosthetic materials« aus J.
Biomed Mater. Res. Symposium, Nr. 2 (Part. 1), 1971 S 117 bis 141, vorgeschlagen, als Knochenersatz
solche apatithaltigen Materialien zu verwenden, die von sich aus bereits eine genügende Festigkeit besitzen
so daß nach dem Einwachsen sofort eine volle Belastbarkeit erreicht wird. Es werden in diesem
Artikel glaskeramische Materialien vorgeschlagen, in denen durch geeignete thermische Behandlung Apatit-Keime
in genügender Zahl erzeugt werden, an welchen in bekannter Weise das Knochenwachstum stattfinden
kann. Dabei dürfte es als sicher gelten, daß dieses Material mit dem vorhandenen Knochen
in situ verwachsen kann.
Diese von H e η c h u. a. vorgeschlagenen Glaskeramiken besitzen jedoch schwerwiegende Nachteile
welche ihre Verwendung im tierischen bzw. menschlichen Organismus - insbesondere bei größeren
Ersatzstücken — zu einer schweren Gefährdung des Implantat-Trägers werden lassen kann.
Da bekanntlich das Verhältnis der beiden Ionen Na+ und K+ zueinander für die Funktion der Nerven
und Muskeln im tierischen Organismus ausschlaggebend ist, verändern bereits relativ geringe Verschiebungen
besonders der Kaliumionen-Konzentration die Erregbarkeit der Nerven und führen so zu
schweren Herzschädigungen. Das genannte Ionenverhältnis ist um so bedeutsamer, als die extrazellulare
Kaliumionen-Konzentration, die praktisch allein die Bedeutsame ist, nur etwa 2% des Gesamtkahum- fco
gehaltes eines Organismus ausmacht. Störungen in diesem geringen, insgesamt nur etwa 2 bis 3 g K
umfassenden extrazellulären Material können schon durch verhältnismäßig geringe Verschiebungen im
Kaliumgehalt des Blutes bzw. der Lymphe hervorgerufen werden.
Ähnliche Überlegungen müssen auch fur die Ionen Mb2+ und Ca2+ angestellt werden, die ebentalls
im tierischen bzw. menschlichen Organismus in einem unveränderlichen Verhältnis und in einer ebenfalls
unveränderlichen Konzentration vorhanden sind, deren Verschiebung schwere Schädigungen in den
betroffenen Organismen hervorrufen muß.
Die von H e η c h u. a. vorgeschlagenen
Glaskeramiken werden aus reinen Natrium-Calcium-Gläsern hergestellt.
Es versteht sich von selbst, daß bei der bekannten Fähigkeit der Gläser, als Ionenaustauscher zu wirken,
hier ein Potential von Na+- und Ca2 + -lonen vorhanden
ist, welches einmal die Konzentration dieser beiden Ionen in der Umgebung des glaskeramischen lmplantates
durch einfache Auslaugung stark verändern wird und zum anderen auch die Konzentration der
lonen-Antagonisten — z. B. K+ und Mg2+ — durch
Austauschadsorption erheblich vermindern wird. Es ist daher zu erwarten, daß sich bei größeren Ersatzstücken
die Einwirkung auf die jeweilige Ionen-Konzentration sogar in Abhängigkeit von der geometrischen
Form auf weiter abliegende Organe und deren Funktionen erstrecken wird. Insbesondere ist
dann eine hohe Verschiebung der lonenverhältnisse zu erwarten, wenn — was aus medizinisch-technischen
Gründen besonders günstig ist — die Glaskeramiken in Form poröser Sinter- oder Schaummaterialien
eingesetzt werden.
Ein weiterer erheblicher Nachteil der bekannten Glaskeramiken ist ihre relativ geringe Keimbildungsneigung.
Dies führt zu äußerst langen und technisch aufwendigen Rekristallisations-Prozessen. Außerdem
ist die Anzahl der gebildeten Keime pro Volumeinheit technologisch schwer beherrschbar, da sie von vielerlei
Imponderabilien, wie Reinheitsgrad der chemischen Ausgangssubstanzen, Wärmevergangenheit des Glases,
Schmelztiegelmaterial, Konstanz des Wärmefahrplans usw., abhängig ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Material zu schaffen, das die Nachteile der
bisher bekannten Knochenersatzmaterialien nicht besitzt und das gleichzeitig die zum innigen Verwachsen
erforderliche Apatit-Struktur aufweist und sich schließlich durch eine gute Organverträglichkeit auszeichnet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das in den Ansprüchen 1 bis 4 genannte glaskeramische
Material sowie durch das in den Ansprüchen 5 bis 11 beschriebene Herstellungsverfahren gelöst.
An Hand der folgenden Tabellen und Figuren werden einige Ausführungsbeispiele der vorliegender
Erfindung näher erläutert. Ein Glac, das aus einem Gemenge der folgenden Zusammensetzung (Beispiel 1
der Tabelle 1)
46,2 Gewichtsprozent SiO2, 25,5 Gewichtsprozent Ca3(POJ2,
20,2 Gewichtsprozent CaO, 2,9 Gewichtsprozent MgO, 4,8 Gewichtsprozent Na2O,
0,4 Gewichtsprozent K2O
erschmolzen wurde, wird, wie weiter unten angegeben,
rekristallisiert und anschließend am Rückflußkühler 6,5 Stunden in einer Ringer-Lösung gekocht. Die
Ringer-Lösung wird nach folgendem Rezept hergestellt: Eine Tablette, bestehend aus:
1,125OgNaCl,
0,0525 g KCl,
0,0225 g CaCl2,
0,0250 g NaHCO3,
0,0525 g KCl,
0,0225 g CaCl2,
0,0250 g NaHCO3,
wird in 500 ml destilliertem Wasser gelöst und an- optimal erwünschter Wert in der Lösung erreich
schließend 15 Minuten lang bei 12PC im Autoklav werden kann. Ähnliche Überlegungen gelten für da;
sterilisiert. Ca^/Mg^-Verhältnis, wobei in diesem Fall aller
In der F i g. 1 ist das Ergebnis der Auslaugung dings noch Ionenaustausch vorgänge berücksichtig!
dargestellt. Auf der Ordinate ist das Na+/K+-Ver- 5 werden müssen.
hältnis der Glaseinwaage angegeben. Die ausgezogene Als Ergebnis dieser Behandlung wurde gefunden
Kurve gibt den Zuwachs des Na+/K+-Verhältnisses daß es möglich ist, Gläser zu erschmelzen, die be
in der Ringer-Lösung nach 6,5stündigem Kochen Rekristallisation Apatit-Struktur zeigen, gleichzeitig
am Rückflußkühler als Funktion des Na+/K+-Ver- aber beim Auslaugen in Ringer-Lösung Na+- unc
hältnisses der Glaseinwaage an. Die F i g. 1 zeigt, io K+-Ionen bzw. Ca2+- und Mg2+-lonen im ge
daß durch entsprechende Variation des genannten wünschten Verhältnis abgeben,
lonenverhältnisses in der Ausgangszusammensetzung In der folgenden Tabelle 1 sind weitere erfindungs-
des glaskeramischen Materials ein für den Organismus gemäße Gemengezusammensetzungen angegeben.
Tabelle 1 (Gewichtsprozent)
Lfd. Nummer | 2 | 9 | 3 | 10 | 4 | 5 | M | 43,0 | 12 | 7 | |
I | 43,0 | 43,0 | 45,6 | 43,0 | 46,5 | 47,3 | 43,0 | 21,0 | 58,3 | 43,0 | |
SiO2 | 46,2 | 21,0 | 21,0 | 22,3 | 21,0 | 22,7 | 23,2 | 21,0 | — | — | 21,0 |
Ca3(POJ2 | 25,5 | — | — | — | — | — | — | — | 15,0 | 7,5 | — |
Ca(POj)2 | — | 16,0 | 12,0 | 16,0 | 11,8 | 16,0 | 16,0 | 11,0 | 8,0 | 7,0 | 14,0 |
CaO | 20,2 | 7,0 | 11,0 | 7,0 | 11,5 | 7,0 | 7,0 | 12,0 | 12,0 | 5,0 | 9,0 |
MgO | 2,9 | 12,0 | 12,0 | 8,4 | 5,9 | 7,2 | 6,0 | 12,0 | 1,0 | 3,0 | 12,0 |
Na2O | 4,8 | 1,0 | 1,0 | 0,7 | 6,8 | 0,6 | 0,5 | 1,0 | 19,2 | 1,0 | |
K2O | 0,4 | ||||||||||
Tabelle 1 | (Fortsetzung) | ||||||||||
Lfd. Nummer | 13 | ||||||||||
8 | 50,0 | ||||||||||
SiO2 | 43,0 | — | |||||||||
Ca3(POJ2 | 21,0 | 8,5 | |||||||||
Ca(PO3)2 | — | 11,5 | |||||||||
CaO | 13,0 | 5,0 | |||||||||
MgO | 10,0 | 20,0 | |||||||||
Na2O | 12,0 | 5,0 | |||||||||
K2O | 1,0 | ||||||||||
Die definierte Rekristallisation der Apatit-Struktur in dem erfindungsgemäßen Material wird insbesondere
durch einen Zusatz von Calciumfluorid (CaF2) begünstigt.
Die Tabelle 2 zeigt Beispiele von Gemengezusammensetzungen, die zusätzlich CaF2 enthalten und bei denen
die Calcium-Phosphatverbindung entweder Ca3(POJ2 oder Ca(PQa)2 ist. Es ist indes auch möglich, Gemengezusammensetzungen
vorzusehen, die die genannten Calcium-Phosphate nebeneinander enthalten.
Tabelle 2 (Gewichtsprozent)
Lfd. Nummer | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | |
14 | 38,0 | 38,0 | 38,0 | .46,0 | 43,0 | 43,0 | 43,0 | 46,0 | 43,0 | 43.0 | 43.0 | |
SiO2 | 43,0 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 21,0 | 21,0 |
Ca3(POJ2 | — | 18,4 | 13,4 | 13,4 | 13,4 | 16,4 | 13,4 | 13,4 | 13,4 | 13,4 | — | — |
Ca(PO3J2 | 13,4 | 18,6 | 18,6 | 23,6 | 18,6 | 18,6 | 18,6 | 21,6 | 18,6 | 18,6 | 11,0 | 10,0 |
CaO | 18,6 | 11,5 | 16,5 | 11,5 | 11,5 | 11,5 | 14,5 | 11,5 | 11,5 | 11,5 | 11,5 | 10,5 |
MgO | 11.5 | 5,7 | 5,7 | 5,7 | 2,7 | 2,7 | 2,7 | 2,7 | 5,7 | 5.7 | 5,7 | 5,7 |
Na2O | 5,7 | 6,8 | 6,8 | 6,8 | 6,8 | 6,8 | 6,8 | 6,8 | 3,8 | 3,8 | 6,8 | 6,8 |
K2O | 6,8 | 1,0 | 1,0 | UO | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1.0 | 4.0 | ι η | in |
CaF2 | 1,0 |
chi
das
,er-
das
,er-
en,
bei
bei
tig
nd
nd
23
Die Nukleationswirkung bei Zugabe von CaF2
läßt sich sehr anschaulich an Hand von einigen Gemengezusammensetzungs-Beispielen
darstellen.
In der folgenden Zusammenstellung der Tabelle 3 sind drei Beispiele enthalten, die bereits in den beiden
vorstehenden Tabellen 1 und 2 aufgeführt wurden.
Tabelle 3 (Gewichtsprozent)
IO
Aus Tabelle I | Aus Tabelle 2 | lfd. Nr. 25 | |
lfd. Nr. 10 | lfd. Nr. 24 | ||
Numerierung in | Fig. 2 | III | |
I | Il | 43,0 | |
SiO2 | 43,0 | 43,0 | 21,0 |
Ca3(PO4)2 | 21,0 | 21,0 | 10,0 |
CaO | 11,8 | 11,0 | 10,5 |
MgO | 11,5 | 11,5 | 5,7 |
Na2O | 5,9 | 5,7 | 6,8 |
K2O | 6,8 | 6,8 | 3,0 |
CaF2 | — | 1,0 | sehr starke |
Röntgeno- | sehr | deutliche | Kristallisa |
grafisch | schwache | Kristallisa | tion von |
bestimmte | Kristallisa | tion von | Apatit |
Komponente | tion; Kri | Apatit | |
stalle nicht | |||
identifizier | |||
bar | |||
In der F i g. 2 sind in schematischer Darstellung die Strich-Diagramme auf Grund von Röntgendiffraktometer-Aufnahmen
von glaskeramischen Materialien, die aus den in Tabelle 3 unter I bis Hl
aufgeführten Gemengebeispielen erschmolzen wurden,
angegeben. Die jeweilige Höhe der diskreten Linien ist ein Maß für die relative Intensität des betreffenden
Peaks und diese wiederum ein Maß für den Kristallinitätsgrad der jeweiligen Mineralkomponente. Die
Röntgenaufnahmen wurden bei folgenden Bedingungen durchgeführt:
Röntgenstrahlung CuKn
Wellenlänge 1,5418 Ä
Filter Ni
Spannung 40 kV
Innerhalb eines 0-Intervalls von etwa 23 bis 34°
(Θ = Braggscher Reflexionswinkel oder Glanzwinkel) traten alle charakteristischen Peaks auf. Mit Hilfe
der ASTM-Kartei konnten die Diagramme identifiziert werden.
Im oberen Teil I der F i g. 2 sind lediglich drei intensitätsschwache Linien angedeutet, die eine zuverlässige
Bestimmung der Substanz noch nicht ermöglichen. Während Beispiel I keinen CaF2-Zusatz
hatte, ist in dem mittleren Teil II der F i g. 2 ein Material ausgewertet, das 1 Gewichtsprozent CaF2
enthält und derselben Temperatur-Zeit-Behandlung unterworfen wurde wie Beispiel I. Es treten bereits
charakteristische Linien auf, die ihre Identifizierung als Apatit ermöglichen. Schließlich zeigt Beispiel 111
eine Aufnahme eines Materials, das aus einem Gemenge erschmolzen wurde, das unter anderem 3 Gewichtsprozent
CaF2 enthält. Das ausgeprägte Diffraktometer-Diagramm
läßt eindeutig auf das Vorhandensein der mineralischen Komponente Apatit schließen. Damit ist klar bewiesen worden, daß die
Zugabe eines Fluorides — insbesondere CaF2 —
zu dem Gemenge bei Einhaltung eines spezifischen Temperatur-Zeit-Programms zu einer Kristallphase
mit Apatitstruktur in der glaskeramischen Matrix führt. In der Tabelle 4 ist das Auswerteergebnis det
in F i g. 2 dargestellten Diagramme angegeben.
Bragg-Winkel | d-Werte | Indizes | Bezeichnung der Komponente | ASTM- |
Kartei-Nr. | ||||
η | (A) | (hkl) | ||
33,4 | 2,68 | 300 | Carbonat-Apatit (Dahlit) | 13—1 |
33,3 | 2,69 | 300 | Carbonat-Apatit | 19—272 |
32.3 | 2,77 | 142 | Carbonat-Apatit (Dahlit) | 13—1 |
32,2 | 2,78 | 211/112 | Carbonat-Apatit | 19—272 |
28,8 | 3,07 | 001 | CaO ■ SiO2 | 9—210 |
26,2 | 3,40 | 002 | Carbonat-Apatit | 19—272 |
23,4 | 3,80 | — | Nagelschmidtit | 5—064< |
Es muß hervorgehoben werden, daß die Identifizierung der angegebenen Mineralkomponenten die
allgemeine, kristallografisch begründete Aussage zuläßt,
daß es sich in den untersuchten Materialproben um die Herausbildung einer Apatit-Kristallgitterstruktur
handelt, da zwischen dem Carbonat-Apatit mit dem Mineralnamen Dahlit (ASTM-Kartei-Nr.
13—1) bzw. dem Carbonat-Apatit (ASTM-Kartei-Nr.
19—272) und beispielsweise dem Hydroxyl-Apatit
oder dem Fluor-A.patit Isotropie- bzw. zumindest Isotypie-Beziehungen vorhanden sind.
In F i g. 3 wird das für das erfindungsgemäßi Verfahren optimale Temperatur-Zeit-Programm sehe
te matisch veranschaulicht. Es bedeuten die Abkür zungen:
Tkb — Temperatur maximaler Kristallbildungsg«
sch windigkeit;
TKW = Temperatur maximaler Kristallwachstum:
geschwindigkeit:
T0 = Einstelltemperatur.
509 683/263
ίο
Dabei gelten für die einzelnen Temperatur- bzw. Zeitangaben die folgenden Intervalle:
TKB 550—95O°C
TKW 700—1150°C
T0 350—55O°C
f, 8—30 h
f, 2—5 h
I3 10—40 h
Die Schmelz- bzw. Temperführung eines Ausführungsbeispiels ist nachfolgend beschrieben:
Erschmelzen eines Gemenges, das sich beispielsweise in einem Platintiegel befindet, bei etwa 14801C
innerhalb eines Zeitintervalls von etwa 3 bis 4 Stunden. Danach erfolgt normale Abkühlung auf Zimmertemperatur,
oder aber es schließt sich sogleich das in F i g. 3 grafisch dargestellte Temperprogramm zur
Erzeugung einer apatitstrukturhaltigen Glaskeramik an.
Durch eine gezielte Wärmebehandlung gemäß dem oben angegebenen Temperprogramm wird in dem
Material ein Kristallitgrößen- und Kristallitanzahl-Gradient
erzeugt.
Es sei hervorgehoben, daß der Zusatz von untergeordneten Anteilen von B2O3 oder anderen in der
Glastechnologie allgemein üblichen Substanzen mit Ausnahme toxikologisch wirksamer Verbindungen
(wie BeO, PbO u. a.) auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt.
Die Verwendung der so hergestellten Keramiken als partielles oder vollständiges Ersatzmaterial für
Knochen bzw. Zähne ist außer den bereits genannten
ίο Vorteilen wie Organ verträglichkeit, vollständiges Verwachsenkönnen
mit dem im Organismus befindlichen Knochen bzw. Zähne ist außer den bereits genannten
weil diese Materialien vielfach mechanisch verarbeitbar sind. Diese Glaskeramiken sind in Formen gießbar,
sie sind plastisch verformbar, man kann sie pressen, schneiden, blasen, fräsen, sägen, feilen, bohren usw.
Als poröse Sinter- bzw. Schaumrhaterialien erzielt man eine sehr große spezifische Oberfläche. Dieses
Material ist daher ebenfalls als Füllmaterial geeignet.
Schließlich können sie für gewisse dekorative Zwecke mit dispersiv eingelagerten Pigmenten oder Färbungen
versehen sein. Ebenso ist es möglich, die festkörpermechanischen Parameter durch gezielte Einlagerungen
nach Art der faserverstärkten Materialien zu optimieren.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Glaskeramisches Material mit Apatit-Kristallphase, insbesondere zur Verwendung für prothetische
Zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß es aus
20 bis 60 Gewichtsprozent SiO2,
5 bis 40 Gewichtsprozent PtO5,
2,7 bis 20 Gewichtsprozent Na2O, 0,4 bis 20 Gewichtsprozent K2O,
2,9 bis 30 Gewichtsprozent MgO und 5 bis 40 Gewichtsprozent CaO
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732326100 DE2326100C3 (de) | 1973-05-23 | Glaskeramisches Material mit Apatit Kristallphase, insbesondere zur Verwendung für prothetische Zwecke, sowie Verfahren zu seiner Herstellung | |
CH667974A CH613679A5 (en) | 1973-05-23 | 1974-05-15 | Glass-ceramic material, and process for the production thereof |
GB2169974A GB1441082A (en) | 1973-05-23 | 1974-05-16 | Glass ceramic material and process for its production |
US471891A US3922155A (en) | 1973-05-23 | 1974-05-21 | Process of making biocompatible glass ceramic |
BE144606A BE815374A (fr) | 1973-05-23 | 1974-05-21 | Matiere vitroceramique et procede pour la preparer |
AT422974A AT347616B (de) | 1973-05-23 | 1974-05-21 | Glaskeramisches material mit apatit- kristallphase - insbesondere fuer prothetische zwecke und verahren zur herstellung von solchem glaskeramischem material |
FR7417961A FR2230598B1 (de) | 1973-05-23 | 1974-05-22 | |
US05/576,797 US3981736A (en) | 1973-05-23 | 1975-05-12 | Biocompatible glass ceramic material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732326100 DE2326100C3 (de) | 1973-05-23 | Glaskeramisches Material mit Apatit Kristallphase, insbesondere zur Verwendung für prothetische Zwecke, sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2326100A1 DE2326100A1 (de) | 1974-12-12 |
DE2326100B2 DE2326100B2 (de) | 1975-05-22 |
DE2326100C3 true DE2326100C3 (de) | 1976-01-15 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10307646B3 (de) * | 2003-02-21 | 2004-10-21 | Ivoclar Vivadent Ag | Bioaktive Rhenanit-Glaskeramik, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10307646B3 (de) * | 2003-02-21 | 2004-10-21 | Ivoclar Vivadent Ag | Bioaktive Rhenanit-Glaskeramik, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung |
US7074730B2 (en) | 2003-02-21 | 2006-07-11 | Ivoclar Vivadent Ag | Bioactive rhenanite glass ceramic |
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