DE3424292C2

DE3424292C2 -

Info

Publication number: DE3424292C2
Application number: DE3424292A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Aichi Jp Niwa; Hiroyasu Saitama Jp Takeuchi; Yoshitaka Chichibu Saitama Jp Ohkubo; Mikiya Hanno Saitama Jp Ono
Original assignee: Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Priority date: 1983-07-06
Filing date: 1984-07-02
Publication date: 1989-06-08
Also published as: GB2142915B; CH664280A5; DE3424292A1; GB8416578D0; FR2548540B1; FR2548540A1; GB2142915A; JPS6014860A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein ein anorganisches Material, das zur Implantation in den lebenden Körper bestimmt ist, und bezieht sich insbesondere auf ein anorganisches Implantatmaterial, das ausgezeichnete Verträglichkeit gegenüber dem lebenden Körper zeigt, keine merkliche Fremdkörperreaktion verursacht und verbesserte Fähigkeit zur Förderung der Bildung von neuem Knochen besitzt.

Bei chirurgischen und orthopädischen Behandlungen ist es häufig erforderlich, in prothetischen Operationen Defekte oder Hohlräume in Knochen auszufüllen, die durch komplizierte Knochenbrüche oder durch chirurgische Entfernung von Knochentumoren verursacht wurden. Zur Lösung dieses Problems ist es allgemeine Praxis, Knochengewebe, wie Ilium und dergleichen, von dem Patienten zu entnehmen, um dieses in den Defekt oder Hohlraum des Knochens einzufüllen und auf diese Weise die frühe Heilung des Knochengewebes zu fördern. In einer solchen Operation muß jedoch normales Knochengewebe aus einem intakten Bereich entnommen werden, wodurch dem Patienten zusätzlich zu den durch die Operation bedingten großen Schwierigkeiten weitere Schmerzen zugefügt werden. Wenn das Volumen des Defekts oder Hohlraums in dem Knochen des Patienten groß ist, ist darüber hinaus die Menge des aus seinem eigenen Körper entnehmbaren Knochens nicht immer ausreichend, um den Defekt oder Hohlraum vollständig zu füllen. In einem solchen Fall ist es unerläßlich, ein Ersatzmaterial für das eigene Knochengewebe des Patienten zu verwenden, wobei dieses Ersatzmaterial aus dem gleichen Knochengewebe oder einer anderen Art von Knochengewebe gewählt wird. Im Hinblick auf die Implantation der gleichen Knochenart wurden Untersuchungen über die Verwendung von Knochen, die in gefrorenem Zustand aufbewahrt wurden, und die Verwendung von decalcifizierten Knochen durchgeführt. Bisher hat man jedoch diese Arten von Knochen nicht als praktisch anwendbare Implantationsmaterialien angesehen. Andererseits wird sogenannter Trägerknochen, d. h. ein Material, das durch Entfernung der Proteine aus Rinderknochen hergestellt wird, in manchen Fällen als ein anderartiger Implantatknochen eingesetzt. Jedoch können beide vorstehend erwähnten Arten, d. h. die gleiche oder eine verchiedene Art von Knochengewebe, eine Fremdkörper-Abstoßungsreaktion oder andere Schwierigkeiten verursachen und zeigen nur geringfügige Knochen-Bildungsfähigkeit. Aus diesen Gründen ist die postoperative Heilung des Defekts nicht immer zufriedenstellend. Eine weitere Maßnahme, die üblicherweise angewendet wird, um die zur Heilung des Knochendefekts erforderliche Zeit zu verkürzen, ist die Innenfixierungs-Methode, bei der der gebrochene Bereich direkt mit Hilfe einer Metallplatte, eines Nagels oder einer Schraube fixiert wird. In vielen Fällen ist jedoch eine lange Zeit von sechs Monaten bis einem Jahr oder selbst darüber zur vollständigen Heilung erforderlich, auch wenn eine solche Innenfixierungsmethode angewendet wird. Außerdem muß das zur Innenfixierung angewendete Material nach der vollständigen Heilung des Bruches wieder aus dem Körper des Patienten entfernt werden, wodurch der Patient außerordentliche körperliche Schmerzen, mentale Beanspruchung und wirtschaftliche Nachteile erleidet.

Als Ersatzmaterial für die harten Gewebe in dem lebenden Körper wurden bereits zahlreiche metallische Materialien und Kunststoffmaterialien eingesetzt. Man hat jedoch erkannt, daß diese Materialien die Tendenz zeigen, in der Umgebung des lebenden Gewebes gelöst oder in anderer Weise abgebaut zu werden oder daß sie toxisch gegenüber dem lebenden Körper sind und sogenannte Fremdkörper- Reaktionen verursachen. Keramische Materialien haben allgemeine Aufmerksamkeit erregt, da sie ausgezeichnete Verträglichkeit mit lebenden Geweben zeigen.

In der GB-A 20 63 841 werden Materialien zum Einfüllen in Defekte oder Hohlräume von Knochen beschrieben, die im wesentlichen aus pulverförmigem Calciumphosphat mit Apatit- Kristallstruktur bestehen und eine Zusammensetzung aufweisen, in der das Verhältnis Ca zu P im Bereich zwischen 1,33 und 1,95 liegt. Bei den in dieser Druckschrift beschriebenen Materialien handelt es sich jedoch nicht um Verbindungen oder Mischungen von Verbindungen, die ein negatives Zeta-Potential aufweisen, da sie entweder zu hohe Anteile an anorganischen, von Ca²⁺ verschiedenen Kationen enthalten oder nicht so calciniert wurden, daß sich ein negatives Zeta-Potential einstellt.

Gleiches trifft für die (glasartigen) Verbindungen zu, die sich aus dem Verfahren gemäß der DE-OS 31 42 813 ergeben. Die in dieser Druckschrift beschriebenen Calciummetaphosphate werden einer Temperaturbehandlung in einem Temperaturgradienten unterzogen, wobei jedoch diese Behandlung so ausgelegt ist, daß Materialien entstehen, die lediglich eine hohe Biegefestigkeit zeigen. Ein negatives Zeta-Potential, das sich erst bei Einstellung bestimmter Komponenten- Verhältnisse bzw. Fremdionen-Anteile oder nach Calcinieren unter bestimmten Bedingungen ergibt, wurde mit den in dieser Druckschrift beschriebenen Verfahren weder angestrebt noch eingestellt. Folglich fehlt den Verfahrensprodukten dieser Parameter, was sie zur Verwendung für anorganische Implantatmaterialien mit hohen Anforderungen an die Verträglichkeit mit dem umgebenden Knochengewebe ungeeignet macht.

In "Neuere Werkstoffe in der medizinischen Technik"; in Chemie-Ing.-Technik 47 (1975), Seite 327 wird der 1975 aktuelle Stand der Entwicklung neuerer Werkstoffe für die Medizin-Technik beschrieben, wobei diese Druckschrift auch Calciumphosphat enthaltende Werkstoffe umfaßt. Zwar wird darin erkannt, daß es für den Einsatz als Implantatmaterial generell eines Werkstoffes bedarf, der neben einer hohen Festigkeit auch gute Verträglichkeit mit dem umgebenden Knochengewebe aufweisen muß. Die Verfasser dieser Druckschrift erkannten jedoch nicht, daß für diese Anforderungen der Parameter "Zeta-Potential" von Wichtigkeit ist und nur Materialien verwendet werden können, deren Zeta-Potential im negativen Bereich liegt. Eine Lehre, wie derartige Materialien erhalten werden und welche Eigenschaften sie darüber hinaus haben müssen, ist dieser Druckschrift ebenfalls nicht zu entnehmen.

In jüngerer Zeit wurden künstliche Knochen, künstliche Gelenke oder Zahnwurzeln vorgeschlagen, die aus einkristallinem oder polykristallinem Aluminiumoxid (Al₂O₃) bestehen, sowie eine künstliche Zahnwurzel aus einem Sinterprodukt von Tricalciumphosphat Ca₃(PO₄)₂ oder Hydroxylapatit Ca₅(PO₄)₃OH. Es wurde berichtet, daß diese Materialien ausgezeichnete Verträglichkeit gegenüber dem lebenden Körper besitzen und daß beispielsweise ein Sinterprodukt aus Hydroxylapatit, welches in lebendes Knochengewebe implantiert ist, nicht zur Bildung einer Fremdmaterial- Membran führt, was zeigt, daß das implantierte Sinterprodukt direkt mit dem Knochengewebe vereinigt worden ist. Es ist jedoch noch nicht klargestellt worden, welche Arten von keramischen Implantatmaterialien eingesetzt werden müssen, um zu ermöglichen, daß keine oder nur geringfügige Fremdkörper-Reaktion, ausgezeichnete Verträglichkeit mit dem lebenden Körper und frühzeitige Bildung von neuem Knochen erreicht werden.

Der Erfindung liegt daher die vorrangige Aufgabe zugrunde, ein anorganisches Implantatmaterial zur Verfügung zu stellen, das insbesondere im Hinblick auf die Verträglichkeit mit dem lebenden Körper verbessert ist, wenig oder keine Fremdkörper-Reaktion verursacht und das innerhalb einer sehr kurzen Dauer die Bildung von neuem Knochengewebe anregt.

Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, ein anorganisches Implantatmaterial zur Verfügung zu stellen, das die Bildung von Knochengewebe in dem implantierten Teil fördert, so daß die Struktur und Funktion an den und nahe den Defekten des Knochengewebes oder der Stelle, an welcher das Knochengewebe fixiert ist, wiedergewonnen und geheilt wird.

Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein anorganisches Implantatmaterial zu schaffen, mit dessen Hilfe die Bildung von neuem Knochen sehr frühzeitig stattfindet.

Die vorstehenden und andere Aufgaben und Gegenstände der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung vollständig ersichtlich.

Die Erfindung betrifft anorganische Implantatmaterialien auf Basis einer Calciumphosphat-Verbindung, die entweder dadurch gekennzeichnet sind, daß das anorganische Material aus einem Glas mit einem Atomverhältnis Ca zu P im Bereich von 0,2 bis 3,0 und einem Gesamtgewicht von CaO+P₂O₅ von nicht weniger als 15 Gew.-% erhalten wird und ein negatives Zeta-Potential, bestimmt nach der Methode zur Messung des Strömungspotentials, aufweist, oder daß das anorganische Material durch Calcinieren einer Calciumphosphat-Verbindung bei einer Temperatur von nicht weniger als 500°C erhältlich ist, wobei ein Calcinierungsprodukt gebildet wird, das andere anorganische Metallionen als die aus der Calciumphosphat- Verbindung stammenden Ionen in einer Menge von 10 Gew.-% oder weniger, berechnet als MgO, enthält, und ein negatives Zeta-Potential, bestimmt nach der Methode zur Messung des Strömungspotentials, aufweist.

Die Erfindung wird nachstehend ausführlich beschrieben. Das in den Patentansprüchen und der Beschreibung zur Definition angewendete "Zeta-Potential" wird mit Hilfe der Methode zur Bestimmung des Strömungspotentials gemessen. Im einzelnen wird dazu die der Bestimmung zu unterwerfende Probe fein pulverisiert und in Form eines Diaphragmas in eine Testzelle eingefüllt. Durch dieses Diaphragma wird eine Flüssigkeit mit Hilfe eines inerten Gases, wie Stickstoffgas, als Druckquelle zwangsweise geleitet, wobei die Potentialdifferenz zwischen den Endflächen der diaphragmaförmigen Probe gemessen wird. Das Zeta-Potential wird mit Hilfe der folgenden Gleichung (Helmholtz-Smoluchowski- Gleichung) errechnet, wobei der angewendete Druck für P und die gemessene Potential-Differenz für E eingesetzt werden:

Darin bedeutet η den Viskositätskoeffizienten (Poise) der Flüssigkeit, λ die spezifische Leitfähigkeit (Ω^-1cm^-1) der Flüssigkeit, ε die Dielektrizitätskonstante (-) der Flüssigkeit in Luft, E die gemessene Potential-Differenz (mV) und P den angewendeten Gasdruck (cm H₂O).

Im Hinblick auf die Verträglichkeit mit dem lebenden Körper ist es erforderlich, als anorganisches Implantat-Material Gläser zu verwenden, die Calciumphosphat als Hauptbestandteil enthalten und ein Atomverhältnis Ca/P im Bereich von 0,2 bis 3,0 und einen Gehalt an CaO plus P₂O₅ von nicht weniger als 15 Gew.-% besitzen; als anorganisches Implantatmaterial kommen jedoch auch solche Verbindungen auf Basis einer Calciumphosphat-Verbindung in Frage, die durch Calcinieren einer Calciumphosphat- Verbindung bei einer Temperatur von nicht weniger als 500°C erhältlich sind, wobei Calcinierungsprodukte gebildet werden, die andere anorganische Metallionen als die aus der entsprechenden Calciumphosphat-Verbindung stammenden Ionen in einer Menge von 10 Gew.-% oder weniger, berechnet als MgO, enthalten. Sowohl bei den als anorganisches Implantatmaterial verwendeten Gläsern als auch bei den durch Calcinieren einer Calciumphosphat-Verbindung erhaltenen Produkten ist es entscheidend, daß das eingesetzte anorganische Material ein negatives Zeta-Potential besitzt, wenn dieses mit Hilfe der Bestimmungsmethode für das Strömungspotential gemessen wird, und es wird vorausgesetzt, daß das Material nicht toxisch gegenüber dem lebenden Körper ist.

Zu Beispielen für Ausgangsstoffe geeigneter Calciumphosphatverbindungen gehören Tricalciumphosphat, Tetracalciumphosphat, Hydroxylapatit, Fluorapatit, tierische Knochen und Gemische solcher Materialien. Diese Materialien werden bevorzugt, weil sie gleiche oder ähnliche Zusammensetzung wie die anorganische Zusammensetzung des harten Gewebes im lebenden Körper besitzen und daher ausgezeichnete Verträglichkeit mit dem lebenden Körper zeigen. Unter diesen Materialien ist Hydroxylapatit das am stärksten bevorzugte Material, da seine Zusammensetzung die gleiche wie die des harten Gewebes des lebenden Körpers ist.

Für die Zwecke der Erfindung können beliebige anorganische Materialien, die jeweils nach Calcinierung vor ihrer Anwendung ein negatives Zeta-Potential besitzen, angewendet werden, unabhängig davon, ob sie mit Hilfe der bekannten Methoden synthetisiert worden sind oder in Form von natürlichen Quellen vorkommen, wie tierische Knochen, Phosphormineralien oder Fluorapatit.

Um ein anorganisches Material zu erhalten, das erfindungsgemäß negatives Zeta-Potential besitzt, muß, falls das anorganische Material eine Calciumphosphatverbindung ist, die als Ausgangsmaterial eingesetzte Calciumphosphatverbindung bei 500°C oder darüber kalziniert werden und der Gesamtanteil an von Ca²⁺ verschiedenen anorganischen Metallionen, wie Mg²⁺, Al³⁺ oder Si⁴⁺, in dem anorganischen Calciumphosphat-Material sollte 10 Gew.-% oder weniger, vorzugsweise 5 Gew.-% oder weniger, berechnet als MgO, betragen. Wenn ein überwiegend aus Calciumphosphat zusammengesetztes Glas eingesetzt wird, sollte bevorzugt die Schmelztemperatur während der Herstellung dieses Glases auf einen Temperaturwert von 800 bis 1700°C eingestellt und der Gesamtgehalt an anorganischen Oxiden, ausgenommen CaO und P₂O₅, wie von Na₂O, MgO, Al₂O₃, SiO₂, Fe₂O₃ und TiO₂, sollte auf einen Wert von weniger als 85 Gew.-% festgelegt werden.

Unter den vorstehend genannten anorganischen Materialien sind solche mit einem Zeta-Potential im Bereich von - (minus) 0,05 bis - (minus) 20,0 mV, insbesondere - (minus) 0,2 bis - (minus) 10,0 mV bevorzugt, da sie überlegene Verträglichkeit mit dem lebenden Körper zeigen und zu einer früheren Bildung von neuem Knochen führen, wobei das Zeta-Potential mit Hilfe der Methode zur Bestimmung des Strömungspotentials bestimmt wird, gemäß der destilliertes Wasser als Flüssigkeit verwendet wird, die durch das in die Testzelle eingefüllte und dem Test unterworfene anorganische Material fließt.

Die Gestalt des anorganischen Implantatmaterials gemäß der Erfindung unterliegt keiner Beschränkung, vorausgesetzt, daß es ein negatives Zeta-Potential zeigt, wenn es zu einem Pulver pulverisiert und der vorstehend erläuterten Bestimmungsmethode unterworfen wird. So kann es beispielsweise in Form von Pulver, Körnern, porösen Körpern, Platten, zylindrischen oder rechteckigen Säulen, in abgestumpfter Form (einschließlich Kegelstumpfform, abgestumpfter dreieckiger und abgestumpfter polyedrischer Form) oder in Faserform angewendet werden.

Wenn das erfindungsgemäße anorganische Implantatmaterial in Form von Pulver eingesetzt wird, kann ein mit Hilfe eines bekannten Verfahrens hergestelltes anorganisches Ausgangsmaterial pulverisiert und direkt als Füllmaterial verwendet werden oder kann in Form einer Aufschlämmung unter Zugabe einer isotonischen Natriumchloridlösung oder Blut eingefüllt werden. Es kann außerdem in Form von Körnern angewendet werden. Ein anorganisches Material, welches bereits gründlich unter Bildung eines feinen Pulvers pulverisiert wurde, kann mit Hilfe der Schalen- Granuliermethode zu Körnern verformt werden und diese Körner eignen sich zur direkten Einfüllung in Form des Granulats, in gleicher Weise wie im Fall des Pulvers, oder die Körner können durch Zugabe einer isotonischen Natriumchloridlösung oder von Blut vor dem Einfüllen benetzt werden.

Wenn das erfindungsgemäße Material in Form eines porösen Körpers eingesetzt wird, kann es durch Kalzinieren eines schwammartigen Knochens, der aus einem lebenden Körper entnommen wurde, oder mit Hilfe eines Verfahrens hergestellt werden, gemäß dem eine Aufschlämmung von pulverförmigem anorganischen Material zum Anhaften an einem porösen organischen Körper gebracht wird und danach das organische Material durch Verbrennen entfernt wird. Der mit Hilfe des zuletzt beschriebenen Verfahrens hergestellte poröse Körper wird vorteilhaft als Füllmittel zum Einfüllen in Defekte oder Hohlräume in Knochen angewendet, da neues Knochengewebe in dem tieferen Teil in dem so implantierten porösen Körper wächst, wodurch eine frühzeitigere Verbindung des Implantatmaterials mit dem wachsenden lebenden Gewebe gefördert wird, als bei Verwendung eines durch Sintern hergestellten dichten Implantatmaterials.

Zur Anwendung in Form einer ebenen Platte wird ein pulverförmiges anorganisches Material verformt und dann gesintert, wobei eine Platte gebildet wird, die für Anwendungszwecke geeignet ist, bei denen besonders hohe Festigkeit erforderlich ist, wie im Fall einer Platte zur Fixierung von Knochen.

Zylindrische, rechteckig-säulenförmige und kreisförmige oder quadratische kegelstumpfförmige Implantatmaterialien können mit Hilfe eines Verfahrens hergestellt werden, das dem zur Herstellung einer Platte angewendeten ähnlich ist. Produkte einer solchen Konfiguration können beispielsweise als Nägel oder Schrauben zur Fixierung von Knochen angewendet werden.

Das erfindungsgemäße anorganische Implantatmaterial kann nicht nur auf dem Gebiet der Orthopädie, sondern auch auf dem Gebiet der Zahnbehandlung angewendet werden. So kann es beispielsweise in Form von Pulver, Körnern oder porösen Körpern angewendet werden, um die Pyorrhea alveolaris der Periostitis alveolaris zu heilen und kann in Form eines zylindrischen, quadratisch oder rechteckig säulenförmigen Körpers mit abgestumpfter Form (einschließlich eines abgestumpften Körpers mit kreisförmiger, dreieckiger oder quadratischer oder polyedrischer Grundfläche) als Dentalstift zum Einfüllen in einen Zahnwurzelkanal angewendet werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen beschrieben.

Beispiel 1

Unter Verwendung von destilliertem Wasser als Flüssigkeit, die durch die in eine Testzelle eingefüllten Proben geleitet wird, wurde das Zeta-Potential verschiedener Proben mit Hilfe einer Vorrichtung zur Bestimmung des Strömungspotentials (Modell ZP-10B der Shimazu Seisakusho Ltd.) gemessen. Dabei wurde das Zeta-Potential jeder der folgenden Proben bestimmt:

Kalziniertes Pulver aus einem Rinderknochen, das nur aus anorganischen Komponenten bestand (organische Bestandteile waren durch Kalzinieren bei 900°C entfernt worden);
kalziniertes Pulver von Tricalciumphosphat (kalziniert bei 1000°C, Gehalt an anorganischen Metallionen: 0,2 Gew.-%, berechnet als MgO);
kalziniertes Pulver von Hydroxylapatit (kalziniert bei 900°C, Gehalt an anorganischen Metallionen: 0,3 Gew.-%, berechnet als MgO);
Tetracalciumphosphat (kalziniert bei 1350°C, Gehalt an anorganischen Metallionen: 0,4 Gew.-%, berechnet als MgO);
kalziniertes Pulver von Titanoxid (Gehalt an anderen anorganischen Metallionen als Titan: 0,1 Gew.-%, berechnet als MgO).

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Material
Zeta-Potential (mV)
kalzinierter Rinderknochen
-0,6
Tricalciumphosphat	-0,4
Hydroxylapatit	-0,6
Tetracalciumphosphat	-0,3
Titanoxid	-0,3

Jedes der vorstehend genannten pulverförmigen Materialien wurde in einen Defekt eingefüllt, der im Oberschenkelknochen eines Kaninchens künstlich ausgebildet worden war und dessen Dimensionen einem Durchmesser von 3 mm und einer Länge von 4 mm entsprachen. Die Bildung von neuem Knochen wurde in dem gefüllten Bereich einen Monat nach der Implantation in den Fällen beobachtet, in denen die Implantation mit den vorstehend erwähnten Materialien durchgeführt wurde. In jedem der Fälle, in welchem die durch Kalzinieren von Rinderknochen und Hydroxylapatit gebildeten Proben angewendet wurden, war der Defekt vollständig ausgeheilt, wobei eine große Volumenmenge an neu gewachsenem Knochengewebe gebildet war. Bei Verwendung von Tricalciumphosphat oder Tetracalciumphosphat erreichte das Volumen der neu gewachsenen Knochen in den Defekten einen Wert, der den Fällen von Rinderknochen und Hydroxylapatit am nächsten lag. Der Heilungsgrad, der bei Verwendung von Titanoxid erreichbar ist, ist ziemlich niedrig im Vergleich mit den anderen Fällen, obwohl auch etwas neu gewachsener Knochen beobachtet wurde.

Beispiel 2

Hydroxylapatit-Proben wurden mit Hilfe des Naßverfahrens unter den in der folgenden Tabelle 2 aufgeführten Bedingungen synthetisiert und die Zeta-Potentiale der erhaltenen Proben wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 gemessen, wobei destilliertes Wasser als durchgeleitete Flüssigkeit verwendet wurde. Die mit MgO in Tabelle 2 identifizierte Angabe bedeutet den Gehalt an anorganischen Metallionen, berechnet als MgO.

Tabelle 2

Jede der pulverförmigen Proben von Hydroxylapatit, die in Tabelle 2 angegeben sind, wurde in Form einer Aufschlämmung in einen künstlich ausgebildeten Defekt im Oberschenkelknochen eines Kaninchens (3 mm Durchmesser mal 4 mm Länge) eingefüllt, und der postoperative Verlauf wurde nach einem Monat beobachtet, um die Bildung von neuem Knochen und die Verträglichkeit mit dem lebenden Körper festzustellen.

Für die Verträglichkeit mit dem lebenden Körper wurden günstige Ergebnisse aufgefunden, ausgenommen für die Proben 1, 7 und 12. Für die Bildung von neuem Knochen wurden besonders bevorzugte Ergebnisse festgestellt, wenn die pulverförmigen Proben Nr. 3, 4, 5, 10 und 11 verwendet wurden, bei denen neues Knochengewebe in einem solchen Ausmaß gewachsen war, daß es nahezu den mittleren Bereich der Defekte ausfüllte.

Beispiel 3

In den Zahnwurzelkanal eines Hundes wurde operativ ein Loch mit einem Durchmesser von 0,8 mm und einer Tiefe von 3 mm gebohrt und in die Bohrung ein Zylinder bzw. eine Säule aus Hydroxylapatit (kalziniert bei 1250°C, Gehalt an anorganischen Metallionen: 0,1 Gew.-%, berechnet als MgO) mit einem Zeta-Potential von - (minus) 3,4 mV gemäß der Messung mit Hilfe von destilliertem Wasser mit den Abmessungen 0,9 mm Durchmesser × 10 mm L eingefüllt. Gleichzeitig wurde ein Stück des Nackenknochens des gleichen Hundes entnommen, wobei das entnommene Knochenstück Abmessungen von 5 mm² und eine Höhe von 3 mm hatte, und der ausgeschnittene Teil wurde unter Verwendung eines Implantatmaterials in Form einer quadratisch abgestumpften Säule mit den Abmessungen 2 mm im Quadrat und einer Höhe von 5 mm aus dem gleichen Hydroxylapatit fixiert.

Einen Monat nach der Implantationsoperation wurden die mit Hilfe des Hydroxylapatit-Implantatmaterials gemäß der Erfindung gefüllten Bereiche entnommen und beobachtet, um das an die Implantatmaterialien angrenzende Gewebe zu untersuchen. Das Ergebnis zeigte, daß die Zwischenflächen und Spalten zwischen den Implantatmaterialien und dem lebenden Gewebe in beiden Operationsbereichen vollständig mit neu gewachsenem Knochengewebe ausgefüllt waren, ohne daß eine merkliche Fremdkörper-Reaktion stattgefunden hatte, was eine geeignete und stark verbesserte Verträglichkeit mit dem lebenden Körper zeigte.

Beispiel 4

Gläser, die jeweils Calciumphosphat als Hauptbestandteil und die in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigten anderen Komponenten enthielten, wurden durch Schmelzen bei den in der Tabelle gezeigten Temperaturen und anschließendes rasches Kühlen zur Herstellung von Produkten in Granulatform hergestellt. Die Körner wurden zu einem Pulver pulverisiert, welches der Prüfung zur Bestimmung des Zeta- Potentials in gleicher Weise wie in Beispiel 1 unterworfen wurde. Dabei wurde in jedem Test destilliertes Wasser verwendet.

Tabelle 3

Jedes der in Tabelle 3 aufgeführten Glaspulver wurde gesiebt und die Fraktion entsprechend einer Maschenweite von 1,0 bis 0,5 mm wurde in einen Knochendefekt (3 mm Durchmesser × 4 mm Länge) eingefüllt, der künstlich in dem Oberschenkelknochen eines Hundes ausgebildet worden war. Der postoperative Verlauf wurde bei jedem Hund nach vier Wochen untersucht.

Als Ergebnis zeigte sich, daß keine merkliche Neubildung von Knochen zwischen den Glasteilchen in den Fällen beobachtet wurde, in denen die Proben Nr. 1 bis 4 und 7 angewendet wurden, während ein Netzwerk aus neu gewachsenem Knochengewebe zwischen den Glasteilchen in den Fällen beobachtet wurde, in denen die anderen Proben als Proben Nr. 1 bis 4 und 7 implantiert worden waren. Das Netzwerk aus neu gewachsenem Knochengewebe, das bei Verwendung von Probe Nr. 9 erhalten worden war, war am vorteilhaftesten, da es dicht und fest ausgebildet war.

Claims

1. Anorganisches Implantatmaterial auf Basis einer Calciumphosphat-Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Material aus einem Glas mit einem Atomverhältnis Ca zu P im Bereich von 0,2 bis 3,0 und einem Gesamtgewicht an CaO+P₂O₅ von nicht weniger als 15 Gew.-% erhalten wird und ein negatives Zeta-Potential, bestimmt nach der Methode zur Messung des Strömungspotentials, aufweist.

2. Anorganisches Implantatmaterial auf Basis einer Calciumphosphatverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Material durch Calcinieren einer Calciumphosphat-Verbindung bei einer Temperatur von nicht weniger als 500°C erhältlich ist, wobei ein Calcinierungsprodukt gebildet wird, das andere anorganische Metallionen, als die aus der Calciumphosphatverbindung stammenden Ionen in einer Menge von 10 Gew.-% oder weniger, berechnen als MgO, enthält und ein negatives Zeta-Potential, bestimmt nach der Methode zur Messung des Strömungspotentials, aufweist.

3. Anorganisches Implantatmaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Material ein Zeta-Potential im Bereich von -0,05 bis -20,0 mV, bevorzugt von -0,2 bis -10,0 mV, aufweist.

4. Anorganisches Implantatmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas durch Schmelzen des Ausgangsmaterials dafür bei einer Temperatur von 800 bis 1700°C gebildet wird, und der Gehalt dieses Glases an anorganischen Oxiden, ausgenommen CaO und P₂O₅, weniger als 85% Gew.-% beträgt.