DE2346739B2 - Verfahren zur Herstellung von Werkstoffen für Therapiezwecke, bestehend aus einer Glasmatrix mit eingelagerten Partikeln - Google Patents

Description

Es ist an sich bekannt, daß Glaskeramiken, die Apatitkeime enthalten, als Knochenersatzmaterialien verwendet werden können. Der Nachteil dieser Werkstoffe besteht darin, daß sie über eine Glasschmelze hergestellt werden müssen. Zudem erhält man brauchbare Keramiken nur innerhalb bestimmter jo Zusammensetzungen der Ausgangsgläser.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sinterverfahren zur Herstellung von Werkstoffen für therapeutische Zwecke anzugeben, das die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist und das die Herstellung von Verbundwerkstoffen ermöglicht, die im Prinzip die Struktur der Glaskeramiken besitzen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Apatite und/oder Permutite mit einem Glas gemischt werden, daß sodann diese Mischung verpreßt und anschließend erhitzt wird. Es ist auch möglich, anstelle eines Glases ein Glasgemenge mit Apatiten und/oder Permutiten zu mischen und diese Mischung dem weiteren Verfahrensablauf zu unterwerfen. Es kann weiterhin zweckmäßig sein, das erfindungsgemäße Verfahren mit einem porösen Glas durchzuführen. Schließlich kann als Apatitpartikel Knochenasche verwendet werden.

Das Verfahren ermöglicht es, Verbundstoffe jeder gewünschten Zusammensetzung herzustellen. Das Verfahren macht es außerdem möglich, von vorher hergestellten Grundmaterialien ausgehen zu können. Dies erweist sich z. B. gerade bei den Apatiten von großem Vorteil, denn man ist jetzt nicht mehr darauf angewiesen, lediglich die Apatitstruktur einzusetzen, die sich aus dem Grundglas freiwillig ausscheidet, sondern man kann gezielt andere Apatite, wie beispielsweise Chlor- und/oder Hydroxylapatit, einbauen. Außerdem ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Verwendung gut kristallisierter Apatite oder solcher mit gestörter Kristallstruktur, wie sie durch Ausfällen erhalten werden können, zum Aufbau des Verbundwerkstoffes.

Als verbindende Matrix-Komponente wird ein geeignetes Glas verwendet, dessen Zusammensetzung so gewählt wird, daß es während der Herstellung des Verbundwerkstoffes soweit erweicht, daß es die Apatitkeime ganz oder teilweise einhüllt. Das Glas selbst kann dabei entweder fertig vorfabriziert, oder

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60 auch in Form von Vorstufen in das Ausgangsgemenge eingebracht werden.

Das Verfahren ermöglicht weiterhin die Glasbildung durch Wahl der Ausgangsstoffe oder Zusätze so zu leiten, daß ganz oder teilweise poröse Strukturen auftreten, die die Anwendbarkeit des Werkstoffes für Therapiezwecke modifizieren.

Zur Erreichung bestimmter therapeutischer Zwecke kann die Apatitkomponente im Verbundwerkstoff ganz oder teilweise durch andere Stoffe ersetzt werden. Als Beispiel sei der Einsatz von Permutiten angeführt, die eine gezielte Entnahme oder Zuführung von Ionen im Organismus ermöglichen. Auf diese Weise sind Verbundwerkstoffe herstellbar, die in der Lage sind, z. B. schädliche Ionen wie Blei oder (radioaktives) Barium bevorzugt aufnehmen.

Diese Stoffe können als biologisch wirksames Filter im Organismus eingebaut werden und würden bei richtig eingestellter Selektivität entweder schädliche Ionen abfangen und in sich speichern, oder gegebenenfalls vom Organismus benötigte Ionen wie Kalzium, Magnesium oder Kalium abgeben können.

Da sie selbst erhöhte Affiiutät zu Schadionen haben, würde die unbemerkte Zufuhr z. B. radioaktiver Ionen allein durch strahlentechnische Überwachung sehr früh erkennbar werden.

Das Verfahren wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Beispiel I

20 g durch Fällung hergestellter Fluorappatit wird mit 34 g eines sehr fein gemahlenen Glases der mittleren Zusammensetzung 7 Gew.-% CaO, 15 Gew.-% Na20,78 Gew.-% S1O2 nochmals sehr gut in einer Kugelmühle vermählen. Anschließend wird durchgesiebt und nochmals bis zu Endfeinheiten von 20 bis 5OjUm vermählen. Aus dem erhaltenen Pulver werden sodann die gewünschten Formkörper — gegebenenfalls unter Anwendung von Wärme — gepreßt und anschließend im Muffelofen bei Temperaturen zwischen 580 und 790°C wärmebehandelt. Die Dichte des Formkörpers nimmt mit der Erhitzungszeit zu; sie kann weiter erhöht werden, wenn gleichzeitig Wärme und Preßdruck angewandt werden.

Beispiel 2

Das Mischungsverhältnis Apatit zu Glas beträgt ! : 100. In diesem Falle ist die Erhitzungstemperatur zwischen 526 und 68O⁰C zu halten, um eine Auflösung des Apatits zu verhindern.

Beispiel 3

Die Apatitkomponente besteht in diesem Fall aus sehr fein gemahlenem natürlichen Chlor- und/oder Fluorapatit.

Beispiel 4

Anstelle des feingepulverten Glases wird ein Gemenge aus Na₂CO₃, CaO und S1O2 eingesetzt.

Beispiel 5

Anstelle von reiner Apatitkomponente wird dem Glas bzw. dem Glasgemenge ein Gemenge aus gleichen Teilen von Apatit und natürlichem oder künstlichem Permutit beigegeben.

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Beispiele Beispiel7

Der Permutitanteil kann in Abwandlung des in Ein bevorzugtes Mischungsverhältnis Permutit: Apa-

Beispiel 5 Ausgeführten so hoch sein, daß der tit besteht aus 5 Teilen Permutit und 95Teilen Apatit. Apatitanteil gleich Null wird. 5

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Werkstoffen für Therapiezwecke, bestehend aus einer Glasmatrix mii eingelagerten Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß Apatit«, und/oder Permutite mit einem Glas gemischt, die Mischung verpreßt und anschließend erhitzt wird.

2. Verfahren zur Herstellung von Werkstoffen für Therapiezwecke, bestehend aus einer Glasmatrix mil eingelagerten Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß Apatite und/oder Permutite mit einem Glasgeinenge gemischt, die Mischung verpreßt und anschließend erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch is gekennzeichnet, daß es mit einem porösen Glas durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Apatitpartikel Knochenasche verwendet wird.