DE3831265A1 - Verfahren zur herstellung von kugelfoermigen keramikteilchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kugelförmigen Keramikteilchen, insbesondere ein neues Verfahren zur Herstellung von kugelförmigen Keramikteil­ chen auf Calcium-Phosphat-Basis, die einen großen Durch­ messer und einen hohen Rundheitsgrad haben und deshalb besonders geeignet als Füllmittel bei Knochenschäden, als Träger in Arnzeimittelabgabesystemen, d.h. Systeme für die dosierte und/oder verzögerte Abgabe oder Zufuhr von Arzneimitteln in vivo und als Füllmaterial für Flüssig­ chromatographie sind.

Calciumphosphat, vor allem Hydroxylapatit hat sich als Biomaterial wie z. B. Knochenfüllmaterial oder als Füll­ material für Flüssigchromatographie bewährt. Für diese Zwecke findet es auch bereits auf dem Markt praktische Anwendung.

Früher hatte Hydroxylapatit, das als Füllmaterial für Flüssigchromatographie verwendet wurde, eine ungleich­ mäßige Teilchenform, da diese Teilchen durch Zerstoßen hergestellt wurden. In der letzten Zeit ist ein verbes­ sertes Füllmaterial unter Verwendung von kugelförmigem Hydroxylapatit entwickelt worden. Dieses verbesserte Füllmaterial zeigte im Gegensatz zu dem bereits aus dem Stand der Technik bekannten Füllmaterial aus zerstoßenen Hydroxylapatitteilchen ein hohes Auflösungsvermögen und eine gute Haltbarkeit. Um eine hohe Flußrate bei der Flüssigchromatographie zu erhalten, war es jedoch notwen­ dig, die Teilchengröße des Füllmittels zu erhöhen.

Die im Handel erhältlichen Hydroxylapatit-Teilchen, die bei der Implantation in vivo verwendet wurden, hatten ebenfalls ungleichmäßige Teilchenform aufgrund des Zer­ kleinerns in ihrem Herstellungsverfahren, und ihre Teil­ chengröße betrug ca. 100 µm. Diese Hydroxylapatit-Teil­ chen können bei Knochenschäden eingesetzt/-gefüllt werden zur Behandlung von Wurzelhauterkrankungen, wobei die Teilchen in die Lücken zwischen der Zahnung und dem Oberkiefer oder dem Unterkiefer gefüllt werden, um das Zahnfleisch, d.h. das weiche Gewebe zu bedecken.

Typische Verfahren zum Herstellen von kugelförmigen Teilchen, einschließlich kugelförmigen Hydroxylapatit- Teilchen, sind ferner im allgemeinen das Sprühtrock­ nungsverfahren und das Schnellrührgranulationsverfahren.

Die durch das Sprühtrocknungsverfahren hergestellten Teilchen haben eine einer vollkommenen Kugel ähnliche Form. Deshalb wurden bis jetzt fast alle im Handel er­ hältlichen kugelförmigen Hydroxylapatit-Teilchen durch dieses Verfahren hergestellt. Da jedoch die Größe der entstehenden Teilchen mit den Abmessungen der verwendeten Vorrichtungen zunimmt, ist es wichtig, großangelegte Vorrichtungen zu benutzen, wenn die hergestellten kugel­ förmigen Hydroxylapatit-Teilchen einen Durchmesser von 100 µm oder mehr haben sollen.

Andererseits zeichnet sich das Schnellrührgranulationsver­ fahren dadurch aus, daß Teilchen mit einem Durchmesser von ≧ 100 µm in einer relativ kleinen Vorrichtung herge­ stellt werden können. Dieses Verfahren ist jedoch nicht zur Herstellung von kugelförmigen Hydroxylapatit-Teilchen geeignet. Der Grund dafür liegt in den spezifischen physikalischen Eigenschaften (vor allem in der Wasserad­ sorption), aufgrund derer Hydroxylapatit-Teilchen nicht eine einer vollkommenen Kugel entsprechende Form annehmen können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von kugelförmigen Keramikteilchen anzuge­ ben, das im Gegensatz zu den bereits bekannten Verfahren die Herstellung von relativ großen Keramikteilchen bei Benutzung einer kleinen Vorrichtung sowie auch die Her­ stellung von noch vollkommeneren runden Keramikteilchen ermöglicht ohne das Auftreten von ungünstigen Nebenwir­ kungen bedingt durch die physikalischen Eigenschaften der Teilchen.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von kugelförmigen Keramikteilchen vorgesehen, das die folgen­ den Verfahrensschritte umfaßt:

Bildung eines ersten kugelförmigen Teilchens, das aus einem aus Teilchen bestehenden Kern auf Keramikbasis und aus einer den Kern umgebenden Ummantelung aus Polymerma­ terial besteht, durch die Mikrokapseltechnik; und Entfer­ nen dieser Ummantelung von dem ersten kugelförmigen Teilchen, um die kugelförmigen Keramikteilchen zu erhal­ ten.

Gemäß der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstel­ lung von kugelförmigen Keramikteilchen vorgesehen, das die folgenden Schritte umfaßt:

Eingießen eines wässrigen Keramikschlammes in eine Lösung von wasserunlöslichem Polymerkunststoff in einem hydro­ phoben Lösungsmittel zur Bildung einer Wasser-in-Öl- Emulsion, in der der wässrige Keramikschlamm in Kugel­ form in der Polymerkunststofflösung dispergiert ist;

Eingießen der erhaltenen Wasser-in-Öl-Emulsion in eine wässrige Phase zur Bildung einer Wasser-in-Öl-in-Wasser- Emulsion, in der die kugelförmigen Teilchen des wässri­ gen Keramikschlammes, die von einer Schicht der Lösung des Polymerkunststoffes bedeckt sind, in der wässrigen Phase dispergiert sind;

Aushärten der Lösungsschicht zur Bildung einer Ummante­ lung aus Polymerkunststoff, die den wässrigen Keramik­ schlamm bedeckt;

Trennen der daraus resultierenden kugelförmigen Teilchen, die aus dem wässrigen Keramikschlamm, in Form eines Kerns, umgeben von der Ummantelung aus Polymerkunststoff, bestehen, von der Wasser-in-Öl-in-Wasser-Emulsion; und Backen dieser kugelförmigen Teilchen zum Entfernen ihrer Ummantelung.

Bei Anwendung des Herstellungsverfahren gemäß der Erfin­ dung können sogar bei Verwendung einer kleinen Produk­ tionsanlage oder -vorrichtung in einfacher Art und Weise Keramikteilchen mit einer höheren Teilchengröße herge­ stellt werden, was nach bereits bekannten Verfahren mit großen Schwierigkeiten verbunden war. Außerdem kommt die Form der so hergestellten Keramikteilchen gegenüber den gemäß den bereits bekannten Verfahren hergestellten, der einer vollkommen runden Kugel noch näher. Deshalb bieten die nach dem Erfindungsverfahren hergestellten Keramik­ teilchen vielversprechende Möglichkeiten auf vielerlei Gebieten, vor allem als in vivo implantierte Materialien wie Knochenimplantate, als Träger für Arzneimittelabgabe­ systeme und als Füllmaterial für die Chromatographie.

Fig. 1 ist eine optische Mikroskopaufnahme (100-fache Vergrößerung) eines Hydroxylapatit-Teilchens, das aus dem Beispiel 1 resultiert, das noch mit Bezug auf die Erfin­ dung beschrieben wird.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren von kugelför­ migen Keramikteilchen ist gekennzeichnet durch das Umge­ ben einer einen Kern bildenden Schlämme einer pulverför­ migen Keramikmasse mit einer Beschichtung oder äußeren Ummantelung aus Polymermaterial wie z.B. Polymerkunstharz unter Anwendung einer Mikrokapseltechnik, um erste kugelförmige Teilchen mit einer Kern-Mantel-Struktur zu bilden, wonach die Ummantelung von den ersten Teilchen entfernt wird, beispielsweise durch Backen dieser Teil­ chen in einem Elektroofen, bis die Ummantelung vollstän­ dig verbrannt ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist neu und basiert auf einem dem Stand der Technik nicht entnehmbaren Granula­ tionsvorgang, d.h. auf der Kombination aus der Bildung der ersten kugelförmigen Teilchen mit einer Kern-Mantel- Struktur und dem Entfernen der Ummantelung von den Teilchen. Sowohl die Bildung der kugelförmigen Teilchen als auch das Entfernen der Ummantelung von den Teilchen kann wirksam auf verschiedene Arten und Weisen erfolgen. Diese werden im folgenden mit Bezug auf die bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung erläutert.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die ersten kugelförmigen Teilchen mit Kern-Mantel-Struk­ tur durch Dispergieren einer wässrigen Phase mit pulver­ förmigem Keramikmaterial, vorzugsweise einer wässrigen Keramikschlämme, in einer Polymermaterial, vorzugsweise Polymerkunstharz enthaltenden öligen Phase, unter Bildung einer Wasser-in-Öl-Emulsion (W/Ö-Emulsion) hergestellt. Dabei wird die W/Ö-Emulsion in einer anderen wässrigen Phase dispergiert, um eine Wasser-in-Öl-in-Wasser-Emul­ sion (W/Ö/W-Emulsion) zu bilden, in der kugelförmige Teilchen der Keramikmaterial enthaltenden wässrigen Phase, die mit einer Schicht aus der Polymermaterial enthaltenden öligen Phase überzogen sind, in der anderen wässrigen Phase dispergiert werden, wird das Polymermate­ rial der öligen Phase ausgehärtet, und werden die so erhaltenen kugelförmigen Keramikteilchen mit einer Umman­ telung aus ausgehärtetem Polymermaterial von der W/Ö/W- Emulsion getrennt.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird das Entfernen der Ummantelung aus Polymermaterial von den ersten kugelförmigen Teilchen zusätzlich durch Backen dieser Teilchen bei einer so hohen Temperatur ausgeführt, die die Zersetzung und eine perfekte Verbrennung des Polymermaterials bewirkt, wobei nur die Ummantelung der Teilchen verbrennt.

Wenn also eine hydrophobe oder lipophile Substanz in ein wässriges Lösungsmittel eingerührt wird, entsteht eine Vielzahl von Tröpfchen (ölige Tröpfchen) mit der Form einer vollkommenen Kugel. Im Gegensatz dazu entsteht bei Einrühren einer hydrophilen Substanz in ein hydrophobes Lösungsmittel eine Vielzahl von Tröpfchen aus Wasser oder wässrigem Material mit der Form einer vollkommenen Kugel. Wenn das hydrophobe Lösungsmittel mit darin dispergierten kugelförmigen Wassertröpfchen in ein wässriges Lösungs­ mittel gegeben und eingerührt wird, entsteht eine soge­ nannte "W/Ö/W"-Emulsion. Diese Emulsion enthält das wässrige Lösungsmittel mit einer Vielzahl von darin dispergierten Tröpfchen der sogenannten "W/Ö"-Emulsion, die jeweils aus der hydrophilen Substanz als Kern und der hydrophoben Substanz als Ummantelung bestehen. D.h., diese Art der "W/Ö/W"-Emulsionsbildung findet in dieser Erfindung Anwendung.

Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird als hydrophobe oder lipophile Substanz eine ölige Phase mit Polymermaterial verwendet, vorzugsweise eine Lösung des wasserunlöslichen Polymermaterials, beispielsweise Kunst­ harze in einem hydrophoben Lösungsmittel. Als hydrophile Substanz wird auch eine wässrige Phase mit pulverförmigem Keramikmaterial verwendet, vorzugsweise eine wässrige Keramikschlämme. Zuerst wird die wässrige Keramikschlämme der öligen Phase zur Bildung einer W/Ö-Emulsion beige­ mengt, in der die wässrige Schlämme als kugelförmige Teilchen wie Wassertropfen in der öligen Phase disper­ giert wird. Dann wird die erhaltene W/Ö-Emulsion einem wässrigen Lösungsmittel zur Bildung einer W/Ö/W-Emulsion beigemengt, in der die kugelförmigen Teilchen der wässri­ gen Schlämme, die mit einer Schicht der öligen Phase überzogen sind, in dem wässrigen Lösungsmittel disper­ giert werden. Kugelförmige, aus wässriger Keramikschlämme bestehende Teilchen mit einer Oberfläche, die von einer Ummantelung aus der öligen Phase umgeben ist, werden auf diese Art und Weise hergestellt. Unter Aufrechterhaltung der oben aufgeführten Bedingungen härten die in der öligen Phase enthaltenen Polymerkunstharze auf bekannte Art und Weise aus. Nach dem Aushärten der Ummantelung lassen sich die kugelförmigen Teilchen leicht aus der W/Ö/W-Emulsion entfernen, da sie nun eine Kern-Mantel- Strukturform haben und die Ummantelung, in der sich die Keramikmasse befindet, hart ist. Die einzelnen kugelför­ migen Teilchen werden dann einem Backvorgang unterworfen, um eine vollkommene Verbrennung der Polymerkunstharze der Ummantelung zu bewirken. Nach dem Verbrennen der Ummantelung erhält man die gewünschten kugelförmigen Keramikteilchen.

Unter den bei der Erfindung verwendeten wasserunlöslichen Kunststoffen befinden sich Polystyrol, Polyacrylat wie z.B. Polymethylmethacrylat (PMMA) und andere wasserun­ lösliche Kunstharze. Zu den hydrophoben Lösungsmitteln, in denen die Polymerkunststoffe gelöst werden, gehört ein Chlorkohlenwasserstofflösungsmittel wie z.B. Dichlorme­ than, Trichlorethylen und weitere hydrophobe Lösungsmit­ tel. Wenn die Polymerkunststoffe in dem hydrophoben Lösungsmittel zur Bildung einer öligen Phase gelöst werden, beträgt die Konzentration der Polymerkunststoffe in der öligen Phase vorzugsweise 5 bis 25 w/v% (d.h. 5 g/100 ml bis 25 g/100 ml). Ein Kunststoffgehalt von weniger als 5 w/v% sollte vermieden werden, da beim Verdampfen oder Verdunsten des hydrophoben Lösungsmittels zum Aus­ härten des darin enthaltenen Kunstsharzes die Schwierig­ keit auftritt, eine Ummantelung der Kunststoffe herzu­ stellen, die die Fähigkeit besitzt, in zufriedenstellen­ der Weise die Keramikmasse in sich ohne eine Formänderung zu bewahren. Auch sollte der Kunstharzgehalt maximal 25 w/v% betragen. Ein höherer Gehalt bedingt einen Anstieg der Viskosität der öligen Phase, wodurch die Bildung der W/Ö-Emulsion verhindert wird, wenn die wässrige Keramik­ masse zu diesem Zweck der öligen Phase beigegeben wird.

Die in dieser Erfindung verwendete wässrige Keramik­ schlämme kann beispielsweise durch Dispergieren von Pulver spezieller Keramikmaterialien in einem hydrophilen Lösungsmittel, wie z.B. Wasser, hergestellt werden. Die hierbei verwendeten Keramikmaterialien können wahlweise aus einer Palette für dieses Gebiet bekannter Keramikma­ terialien ausgesucht werden. Wenn die erhaltenen kugel­ förmigen Teilchen jedoch beispielsweise als Füllmaterial für Knochenschäden oder als Füllmaterial für die Flüssig­ chromatographie verwendet werden sollen, ist die Verwen­ dung von Calciumphosphat oder ähnlichem Keramikmaterial vorzuziehen (darauf wird im folgenden als "Keramikmaterial auf Calciumphosphat-Basis" Bezug genom­ men).

Bei der Herstellung der Keramikmasse soll außerdem dem Ausgangsmaterial vorzugsweise ein Emulgator wie bei­ spielsweise Gelatine zugesetzt werden. Der Zusatz eines Emulgators unterstützt die Bildung einer guten "W/Ö"- Emulsion, nachdem die wässrige Keramikschlämme in die ölige Phase eingegeben und eingerührt worden ist.

Bei Benutzung von Calciumphosphat als Keramikmaterial kann die wässrige Keramikschlämme entsprechend der im folgenden an einem Beispiel beschriebenen Art und Weise hergestellt werden. Calciumphosphat wird nach einem Pul­ verisierungstrocknen mit Wasser vermischt. Die Mischung wird dann in einer Kugelmühle gemahlen und fein vermengt und schließlich mit einem Emulgator zur Herstellung der gewünschten Calciumphosphatschlämme vermischt. Diese oder andere bei der Erfindung verwendete Massen sollen eine Feststoffkonzentration von vorzugsweise 7 bis 35 w/v% haben. Ein Feststoffgehalt von weniger als 7 w/v% ergibt aufgrund der geringeren in der Polymerkunstharzummante­ lung einzuschließenden Keramikpulvermenge nicht das gewünschte kugelförmige Produkt, wohingegen ein Fest­ stoffgehalt von mehr als 35w/v% die Bildung der gewünschten W/Ö/W-Emulsion verhindert, da die übermäßig hohe Viskosi­ tät der Schlämme das Rühren der Mischung zu sehr er­ schwert.

Die so hergestellte wässrige Keramikschlämme wird unter Rühren in die ölige Phase eingegeben. Unter ständigem Rühren wird die ölige Phase mit den kugelförmigen Tröpf­ chen aus Keramikmasse, d.h. die W/Ö-Emulsion, herge­ stellt.

Danach wird die so erhaltene W/Ö-Emulsion unter Rühren in eine wässrige Phase gegeben. Bei der verwendeten wässri­ gen Phase handelt es sich vorzugsweise um Wasser oder ein Lösungsmittel auf Wasserbasis. Beim Rühren werden kugel­ förmige Tröpfchen der Masse, die jeweils mit einer Schicht der öligen Phase umgeben sind, in der wässrigen Phase dispergiert, wobei eine W/Ö/W-Emulsion entsteht. Die wässrige Phase soll wie bei der Herstellung der wässrigen Keramikschlämme vorzugsweise zusätzlich einen Emulgator zur Verbesserung des Dispersionsvermögens der Tröpfchen enthalten.

Nach Herstellen der W/Ö/W-Emulsion wird die Schicht der öligen Phase, vor allem die in der Schicht enthaltenen Polymerkunstharze ausgehärtet. Dies kann beispielsweise wirksam durch Erhitzen der Emulsion unter Beibehaltung ihres dispergierten Zustandes erfolgen. Die Erwärmung bewirkt ein Verdampfen des Lösungsmittels aus der die Keramikmassentröpfchen umgebenden Schicht der öligen Phase, wodurch die Polymerharze aushärten. Die Erwär­ mung sollte bei einer Temperatur erfolgen, die hoch genug ist, das Verdampfen des Lösungsmittels der öligen Phase zu bewirken und je nach verwendetem Lösungsmittel vor­ zugsweise zwischen 30°C und 40°C liegt. Bei einer Tempe­ ratur unter 30°C ist eine lange Erwärmungszeit nötig, um ein vollständiges Verdampfen des Lösungsmittels zu errei­ chen, und eine Temperatur über 40°C resultiert in uner­ wünschten Schäden, wie beispielsweise Weichmachen oder Verformen der Polymerkunstharze.

Die Keramikschlämme mit einer ausgehärteten Ummantelung aus Polymerkunstharze, d.h. erste kugelförmige Teilchen, kann ohne Schwierigkeiten der W/Ö/W-Emulsion entnommen werden. Zur Entfernung der Ummantelung werden die ersten kugelförmigen Teilchen dann einem Zersetzungsverfahren ausgesetzt, wobei die Ummantelung entfernt wird und kugelförmige Keramikteilchen zurückbleiben. Dieses Zer­ setzungsverfahren kann z.B. vorzugsweise in einem Elek­ troofen ausgeführt werden. Durch Hitzebehandlung oder Backen der ersten kugelförmigen Teilchen bei einer aus­ reichend hohen, die Zersetzung und vollkommene Verbren­ nung der die Ummantelung bildenden Polymerkunstharze bewirkenden Temperatur wird nur die Ummantelung ver­ brannt. Die Backtemperatur liegt vorzugsweise bei oder über 300°C, da darunterliegende Temperaturen die Tendenz zeigen, organische Reststoffe auf der Oberfläche der hergestellten kugelförmigen Keramikteilchen zu bilden. Es ist zu beachten, daß während dieses Zersetzungsverfahrens auch das in der Keramikschlämme enthaltene wässrige Lösungsmittel verdampft.

Die erhaltenen kugelförmigen Keramikteilchen können für die vorgesehenen Zwecke, beispielsweise als Implantate in vivo wie z.B. Knochenimplantate oder als Füllmaterial für die Flüssigchromatographie ohne zusätzliche Bearbeitung verwendet werden. Gegebenenfalls können sie zusätzlich bei einer angemessenen Temperatur kalziniert werden. Desweiteren können die kugelförmigen Teilchen, wenn sie hohl sind, in der Produktion von Pharmazeutika eingesetzt werden, d.h. als Träger in Arzneimittelabgabesystemen.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand von praktischen Anwendungsbeispielen beschrieben. Es wird darauf aufmerksam gemacht, daß diese Beispiele den Rahmen der Erfindung nicht einschränken.

Beispiel 1

Hydroxylapatit, das in einem Naßsyntheseverfahren in bekannter Weise hergestellt worden ist, liegt diesem Beispiel als Ausgangsstoff zugrunde. Zur Herstellung von Hydroxylapatitpulver wurde Hydroxylapatit sprühgetrock­ net. 200 g Wasser wurden zu 50 g Hydroxylapatitpulver gegeben, und die Mischung wurde 7 Tage lang in einer Kugelmühle gemahlen. Dadurch erhielt man eine Hydroxyl­ apatitschlämme. Zu 20 ml dieser Masse wurden unter Wärme­ zufuhr 0,2 g aufgelöste Gelatine als Emulgator beigemengt und gelöst.

Getrennt davon wurden 3 g Polystrol mit einem Molekular­ gewicht von etwa 400 000 in 30 ml Dichlormethan aufge­ löst. Zu der so erhaltenen Polystyrollösung wurden nach und nach 20 ml der Hydroxylapatitmasse mit der darin gelösten Gelatine gegeben, wobei ständig intensiv mit einem Propellermixer gerührt wurde. Dabei entstand eine W/Ö-Emulsion.

Die W/Ö-Emulsion wurde sofort in eine wässrige Gelatine­ lösung gegeben, und die Mischung wurde 20 Sekunden lang mit dem Propellermixer kräftig verrührt. Die dabei ver­ wendete wässrige Gelatinelösung wurde vorher durch Auflö­ sen von 2 g Gelatine als Emulgator in 200 ml Wasser unter Wärmezufuhr hergestellt, wobei ihre Flüssigkeitstempera­ tur auf einer Wärmequelle bei etwa 37°C gehalten wurde. Dabei entstand eine W/Ö/W-Emulsion.

Danach wurde die W/Ö/W-Emulsion 3 Stunden lang vorsichtig gerührt und die Temperatur der Flüssigkeit auf etwa 30°C bis 37°C gehalten. Bei Erwärmen der Emulsion verdunstete Dichlormethan. Nach der vollständigen Verdunstung wurden die verbleibenden kugelförmigen Teilchen gesammelt, mit drei Sieben mit einer Maschenweite von 100 µm, 200 µm und 500 µm entsprechend klassifiziert und getrocknet. Die getrockneten kugelförmigen Teilchen jeweils einer Ma­ schenbreite hatten ein entsprechendes Gewicht von 0,175 g, 1,215 g und 1,245 g. Diese Teilchen wurden dann bei 700°C eine Stunde lang in einem Elektroofen erhitzt. Dadurch erhielt man kugelförmige Hydroxylapatit-Teilchen.

Fig. 1 ist eine optische Mikroskopaufnahme (100fache Vergrößerung), die ein so hergestelltes Hydroxulapatit- Teilchen mit einer Teilchengröße von etwa 200 µm zeigt.

Beispiel 2

Hydroxylapatit, das in einem Naßsyntheseverfahren in bekannter Weise hergestellt wurde, ist das Ausgangsmate­ rial. Es wurde zur Erzeugung pulverisierten Hydroxylapa­ tits sprühgetrocknet. Zu 50 g pulverisierten Hydroxylapa­ tits wurden 200 g Wasser beigemengt, und die Mischung wurde etwa 7 Tage lang in einer Kugelmühle gemahlen. Auf diese Weise ergab sich eine Hydroxylapatitschlämme. Unter Wärmezufuhr wurden zu 20 ml dieser Schlämme 3 g Gelatine als Emulgator beigemengt und aufgelöst.

Davon getrennt wurden 5,4 g Polystyrol mit dem Molekular­ gewicht von etwa 400 000 in 30 ml Dichlormethan gelöst. Zu dieser Polystyrollösung wurden 20 ml der Schlämme mit der darin gelösten Gelatine portionenweise beigemischt, während mit einem Propellermixer intensiv gerührt wurde. Daraus ergab sich eine W/Ö-Emulsion.

Diese Emulsion wurde sofort in eine wäßrige Gelatinelö­ sung geschüttet, und die Mischung wurde ca. 20 Sekunden lang mit einem Propellermixer kräftig gerührt. Die dabei verwendete wäßrige Gelatinelösung wurde vorher durch Auflösen von 2 g Gelatine als Emulgator in 200 ml Wasser unter Wärmezufuhr und Beibehalten einer Temperatur von etwa 37°C hergestellt. Es ergab sich eine W/Ö/W-Emulsion.

Danach wurde die W/Ö/W-Emulsion ca. 3 Stunden lang mäßig gerührt, während ihre Temperatur im Bereich von 30 bis 37°C gehalten wurde. Bei Erwärmung der Emulsion wurde Dichlormethan freigesetzt. Nach vollständiger Verdampfung wurden die erhaltenen kugeligen Teilchen mit vier Sieben der Maschenweite 50 µm, 100 µm, 200 µm und 500 µm klas­ siert und getrocknet. Die getrockneten Teilchen ergaben sich für die jeweilige Maschenweite mit 0,3 g, 0,32 g, 0,77 g und 0,15 g. Diese Teilchen wurden dann für etwa 1 Stunde in einem Elektroofen auf 700°C erhitzt, wodurch sich kugelige Hydroxylapatit-Teilchen ergaben.

Vergleichsbeispiel

Zu Vergleichszwecken beschreibt dieses Beispiel die Anwendung eines bekannten Schnellrührgranulationsverfah­ rens.

Wie in den Beispielen 1 und 2 wurde als Ausgangsmaterial Hydroxylapatit verwendet, das in bekannter Weise nach einem Naßsyntheseverfahren hergestellt war. Es wurde sprühgetrocknet, um die Pulverform zu erhalten.

Das Pulver wurde dann in einem üblichen Schnellrührgranu­ lationsverfahren unter den in der folgenden Tabelle 1 aufgeführten Bedingungen verarbeitet. Die Ergebnisse zeigt die Tabelle.

Tabelle 1

Claims (19)

1. Verfahren zur Herstellung kugeliger Keramikteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß erste kugelige Teilchen aus einem teilchenförmigen Kern auf Keramikbasis gebildet und unter Verwendung einer Mikrokapseltechnik mit einem polymeren Material ummantelt werden, und daß die Ummantelung von den kugeligen Teilchen entfernt wird, um die kugeligen Keramikteilchen zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ersten kugeligen Teilchen gebildet werden durch Dispergieren einer pulverisiertes Keramikmaterial enthaltenden wäßrigen Phase in einer öligen, das polymere Material enthaltenden Phase zur Bildung einer Wasser-in-Öl- Emulsion,
Dispergieren der Wasser-in-Öl-Emulsion in einer weiteren wäßrigen Phase zur Bildung einer Wasser-in-Öl-in-Wasser-Emulsion, in deren wäßriger Phase kugelige Teilchen der das Keramikmaterial enthaltenden wäßrigen Phase ummantelt mit der das polymere Material enthaltenden öligen Phase dispergiert sind,
Verfestigen des polymeren Materials der öligen Phase,
Aussondern der kugeligen Keramikteilchen mit der Um­ mantelung aus gehärtetem polymeren Material aus der Emulsion.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als wäßrige Phase mit pulveri­ siertem Keramikmaterial eine wäßrige Keramikschläm­ me verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Calciumphosphatschlämme verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Feststoffanteil der Calciumphosphatschlämme 7 bis 35 w/v% beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Calciumphosphatschlämme durch Beimengen von Wasser zu pulverisiertem Calciumphosphat, Mahlen der Mischung und Mischen des Mahlprodukts mit einem Emulgator gebildet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das polymere Material enthaltende ölige Phase eine Lösung des wasserlöslichen polymeren Materials in einem hydro­ phoben Lösungsmittel ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als wasserunlösliches polymeres Material Polystyrol, Polyacrylat und andere wasser­ unlösliche polymere Materialien verwendet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als hydrophobes Lösungsmittel ein Chlorkohlenwasserstoff verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des po­ lymeren Materials in der Lösung 5 bis 25 w/v% beträgt.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung aus polymerem Material in öliger Phase durch Erhitzen der Wasser-in-Öl-in-Wasser-Emulsion bei einer Tempe­ ratur, die ein Freisetzen des Lösungsmittels aus der öligen Phase bewirkt, ausgehärtet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Emulsion auf eine Tempera­ tur von 30°C bis 40°C erhitzt.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Um­ mantelung aus polymerem Material von den ersten kugeligen Teilchen durch Backen bei einer Temperatur, die den Zerfall und die vollständige Verbrennung des polymeren Materials bewirkt, entfernt wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erhal­ tenen kugeligen Keramikteilchen zusätzlich kalzi­ niert werden.

15. Verfahren zur Herstellung kugeliger Keramikteilchen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Eingießen einer wäßrigen Schlämme von Keramikmaterial in eine Lösung eines wasserunlösli­ chen polymeren Harzes in einem hydrophoben Lösungs­ mittel zur Bildung einer Wasser-in-Öl-Emulsion, in der die wäßrige Schlämme in Form von Kugeln, disper­ giert in der Lösung des polymeren Harzes, vorliegt, Eingießen der erhaltenen Wasser-in-Öl-Emulsion in eine wäßrige Phase zur Bildung einer Wasser-in-Öl­ in-Wasser-Emulsion, in der kugelige Teilchen der wäßrigen Schlämme. ummantelt mit der Lösung des poly­ meren Harzes, in der wäßrigen Phase dispergiert sind,
Aushärten der Ummantelung zur Bildung einer Hülle aus polymerem Harz auf den Schlämmeteilchen,
Abtrennen der erhaltenen kugeligen Teilchen die aus einem Kern aus Keramikschlämme, beschichtet mit einer Hülle aus polymerem Harz, bestehen, aus der Wasser-in-Öl-in-Wasser-Emulsion,
Backen der kugeligen Teilchen zum Entfernen nur ihrer Hülle.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Keramikschlämme eine wäßrige Schlämme von Calciumphosphat verwendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wäßrige Schlämme von Calci­ umphosphat durch Beimengen von Wasser zu pulverisiertem Calciumphosphat, Mahlen der Mischung in einer Kugelmühle und Mischen des gemahlenen Pro­ dukts mit einem Emulgator gebildet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Feststoffanteil der Schlämme 7 bis 35 w/v% beträgt.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des po­ lymeren Harzes in der Lösung 5 bis 25 w/v% beträgt.