DE69736332T2

DE69736332T2 - Silicat-substituierte apatite und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE69736332T2
Application number: DE69736332T
Authority: DE
Inventors: Serena Michelle Ridgmont BEST; William Welwyn BONFIELD; Ronald Iain GIBSON; Lakhan Jee Jha; Jose Domingos Da Silva Santos
Original assignee: Apatech Ltd
Current assignee: Apatech Ltd
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 2007-08-30
Also published as: EP0951441B1; JP4354012B2; EP0951441A1; DE69736332T8; GB2316940A; JP2000517281A; GB9618175D0; DE69736332D1; WO1998008773A1; US6312468B1; ES2264168T3; AU4026397A; ATE332875T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft mit Silicium substituierten Apatit und ein Verfahren zur Herstellung davon.
Die Apatitmineraliengruppe basiert auf Calciumphosphat, wobei natürlich vorkommender Apatit ein molares Ca/P-Verhältnis von 1,67 aufweist. Hydroxyapatit mit der chemischen Formel Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ und Hydroxyapatit-Glaszusammensetzungen wurden in der jüngeren Vergangenheit als Materialien zur skelettartigen Wiederherstellung verwendet und es wurde beobachtet, dass eine Anbindung dieser bioaktiven Materialien an lebende Gewebe durch eine knochenartige Apatitschicht, welche sich auf ihren Oberflächen in Körperumgebung bildet, erreicht wird. Die Bildung einer knochenartigen Apatitschicht auf Implantatmaterial spielt deshalb eine entscheidende Rolle bei der Osseointegration des Implantats.
K. Hata et al., J. Am. Ceram. Soc., 78, 1049-1053 (1995) haben gezeigt, dass eine knochenartige Apatitschicht auf Oberflächen von CaO- und SiO₂-Glaskeramiken in simulierter Körperflüssigkeit gebildet wird. Von den Autoren wird vorgeschlagen, dass der Bildungsmechanismus der Apatitschicht das Ablösung von Calcium- und Siliciumionen von der Glasoberfläche umfasst, was die Bildung einer Apatitschicht mit Siliciumionen, welche Keimbildungsstellen bereitstellen, unterstützt. Ein anderer Mechanismus, welcher von Hench et al., J. Biomed. Mater. Res., 2, 117, 1971 vorgeschlagen wird, ist basiert darauf, dass der pH-Wert der Oberfläche des Implantats aufgrund der Ablösung von Ionen alkalisch wird, was wiederum eine Übersättigung auslöst, welche zur Präzipitierung einer knochenartigen Apatitschicht führt. Es wurden auch weitere Mechanismen vorgeschlagen, einschließlich des Vorschlags von Li et al., J. Mater. Sci. Mater. Med., 3, 452, 1992, dass die Ablösung von amorphem Calciumphosphat vom Glas eine negativ geladene Oberfläche erzeugt, welche Calciumionen zur Implantatoberfläche anzieht und letztendlich eine Apatitschicht bildet.
Siliciumsulfatapatit wurde durch ein Festkörperverfahren synthetisiert, K. S. Leshkivich et al., J. Mater. Sci. Mater. Med., 4, 86-94, 1993, und in in vivo-Tests wurde eine hervorragende Biokompatibilität festgestellt und dieses Material wurde zur Verwendung als Niedriglast-tragendes Knochenspanmaterial vorgeschlagen (low-low bearing bone graft material).
Es wurde gezeigt, dass Silicium in kleinen Mengen eine signifikante Wirkung auf die Entwicklung und das Wachstum des Hartgewebes lebender Körper aufweist.
EP-A-0 540 819 betrifft Calciumphosphat- und Calciumcarbonat-Materialien mit antibakteriellen Eigenschaften, wobei diese Materialien als Träger für Silber und Silicium verwendet werden. JP-A-7165518 betrifft ein antibakterielles anorganisches Pulver. JP-A-7008550 betrifft ein Hydroxyapatitmaterial zur Verwendung beim chirurgischen Austausch, welches Ba, Bi, Zr, Sr oder Si enthält, um den Röntgenstrahlenkontrast zu verbessern. JP-A-60024848 betrifft eine Reparaturzusammensetzung für Zahn oder Knochen umfassend ein Gemisch aus Apatit, welches aus Fischgräten oder Säugerknochen und einem Oxid von Zr, al, Si und Zn abgeleitet ist.
Wir haben nun ein mit Silicium substituiertes Apatitmaterial entwickelt, welches eine viel höhere Bioaktivität aufweist als reinen Hydroxyapatit und welches als synthetisches Knochenmaterial verwendet werden kann.
Entsprechend stellt die vorliegende Erfindung synthetischen, mit Silicium substituierten Hydroxyapatit bereit, wie er in Anspruch 1 definiert ist, welcher von 0,5 bis 1,6 Gew.-% Silicium umfasst. Durch den Ausdruck mit Silicium substituiert wird bezeichnet, dass Silicium im Gegensatz zum Stand der Technik in das Apatitkristallgitter substituiert ist und nicht nur zugegeben ist. Es wird angenommen, dass Silicium an der Phosphatstelle in das Gitter eintritt. Es wird angenommen, dass das Silicium als ein Siliciumion oder als ein Silication vorliegt und/oder substituiert.
Das mit Silicium substituierte Apatit- oder Hydroxyapatitmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen ein reines Material mit einer einzigen Phase.
Vorzugsweise umfasst der synthetische mit Silicium substituierte Hydroxyapatit von 0,5 bis 1,0 Gew.-% Silicium.
Die vorliegende Erfindung stellt auch die Herstellung eines stöchiometrisch mit Silicium substituierten Apatits bereit, welcher, wenn er erwärmt und ggf. bei einer Temperatur von etwa 500 °C bis 1400 °C gesintert wird, wie zum Beispiel bei etwa 1200 °C, im Wesentlichen ein Material mit einer einzigen Phase erzeugt, welches eine Kristallstruktur aufweist, die der von reinem Hydroxyapatit vergleichbar ist. Die vorliegende Erfindung ermöglicht deshalb die Herstellung eines im Wesentlichen phasenreinen Materials von mit Silicium substituiertem Hydroxyapatit, welches im Wesentlichen keine Verunreinigungsphasen enthält, wie beispielsweise Calciumoxid oder Tricalciumphosphat (TCP).
Das mit Silicium substituierte Apatit- oder Hydroxyapatitmaterial kann als synthetisches Knochenmaterial verwendet werden, einschließlich zahnmedizinischen Materialien, zum Beispiel zur Verwendung bei der Knochensubstitution, für Implantate, Füllstoffe und Zementmaterialien, Beschichtungen für metallische Implantate und zur Herstellung von Hydroxyapatit-Polymerzusammensetzungen.
Unter einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mit Silicium substituierten Apatits bereit, wobei das Verfahren umfasst Umsetzen eines Calciumsalzes oder von Calciumhydroxid mit der Orthophosphorsäure oder einem Salz der Orthophosphorsäure in Gegenwart einer siliciumhaltigen Verbindung, wobei das Molverhältnis von Calciumionen zu phosphorhaltigen Ionen von etwa 1:0,5 bis etwa 1:0,7 reicht und das Molverhältnis von Calciumionen zu siliciumhaltigen Ionen mindestens 1:0,2 beträgt, wobei ein Präzipitat aus mit Silicium substituiertem Apatit gebildet wird. Unter diesen Bedingungen wird angenommen, dass die siliciumhaltige Verbindung siliciumhaltige Ionen ergibt, wie beispielsweise Siliciumionen und/oder Silicationen, welche im Apatitgitter substituieren.
Das Molverhältnis von Calciumionen zu Phosphorionen reicht vorzugsweise von etwa 1:0,55 zu etwa 1:0,65 und das Molverhältnis von Calciumionen zu Siliciumionen beträgt vorzugsweise wenigstens etwa 1:0,16.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird vorteilhafterweise ausgeführt durch Umsetzen einer wässrigen Lösung umfassend ein Calciumsalz oder Calciumhydroxid und einer siliciumhaltigen Verbindung bei einem pH-Wert von etwa 9 bis zu etwa 13 mit einer wässrigen Lösung umfassend ein Salz von Orthophosphorsäure bei einem pH-Wert von etwa 9 bis etwa 13. Das Calciumsalz ist vorzugsweise Calciumnitrat und insbesondere Calciumnitrat-4-hydrat. Das Salz der Orthophosphorsäure ist vorzugsweise Diammoniumorthophosphat oder Triammoniumorthophosphat. Der pH-Wert der wässrigen Lösung des Calciumsalzes und/oder der pH-Wert der wässrigen Lösung des Salzes der Orthophosphorsäure wird vorzugsweise unter Verwendung von Ammoniak angepasst, wie beispielsweise durch konzentrierten wässrigen Ammoniak. Der bevorzugte pH-Wert jeder Lösung ist etwa pH 11.
Ein alternativer Weg zur Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung umfasst Umsetzen einer wässrigen Lösung von Calciumhydroxid und einer siliciumhaltigen Verbindung mit einer wässrigen Lösung von Orthophosphorsäure. Der pH-Wert der wässrigen Lösung von Calciumhydroxid beträgt vorzugsweise etwa 10 bis etwa 14, stärker bevorzugt etwa 12,3. Der pH-Wert der wässrigen Lösung von Orthophosphorsäure ist vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 3, stärker bevorzugt von etwa 1 bis etwa 1,5.
In jeder der Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die siliciumhaltige Verbindung vorzugsweise ein Siliciumsalz, wie beispielsweise Siliciumcarboxylat. Vorteilhafterweise umfasst die siliciumhaltige Verbindung Siliciumacetat und insbesondere Siliciumacetat-4-nitrat.
Der präzipitierte mit Silicium substituierte Apatit kann aus dem Reaktionsgemisch beispielsweise durch Filtration abgetrennt werden und wird anschließend gewaschen und getrocknet, um zu mit Silicium substituiertem Apatitmaterial zu führen. Das getrocknete Filterkuchenmaterial kann anschließend unter Verwendung herkömmlicher Techniken pulverisiert werden.
Das getrocknete, mit Silicium substituierte Apatitmaterial kann anschließend erwärmt und ggf. unter Verwendung herkömmlicher Techniken gesintert werden, beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 1200 °C. In Folge des Erwärmens geht das mit Silicium substituierte Apatitmaterial zu mit Silicium substituiertem Hydroxyapatitmaterial über, auch wenn ein Teil des Materials sich zu einem Gemisch aus Hydroxyapatit und Calciumoxid oder Hydroxyapatit und Tricalciumphosphat (TCP), in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Materials, zersetzen kann. Wenn es gebildet wird, liegt vorzugsweise im Wesentlichen alles TCP als α-TCP vor. Idealerweise findet wenig oder keine Zersetzung des mit Silicium substituierten Apatitmaterials infolge von Erwärmen statt, wobei dies zu im Wesentlichen phasenreinem Material von mit Silicium substituiertem Hydroxyapatit führt. Eine Phasenreinheit, gemessen mit Röntgenstrahlbeugung von wenigstens 98 %, kann erreicht werden, vorzugsweise wenigstens 99 %, stärker bevorzugt etwa 100 %. Da bestimmte Phasen, wie beispielsweise TCP in Körperfluiden, löslich sind, ist eine hohe Phasenreinheit für die Langzeitstabilität des Materials günstig. Es wird jedoch anerkannt, dass ein Bereich an Materialien, welche mit Silicium substituierten Hydroxyapatit in variierenden Mengen enthalten, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit von den Konzentrationen der verschiedenen Reaktanten hergestellt werden kann. Beispielsweise können Materialien mit zwei Phasen umfassend mit Silicium substituierten Hydroxyapatit und TCP oder Calciumoxid noch immer nützlich verwendet werden und es ist beabsichtigt, dass sie in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen.
Die vorliegende Erfindung wird nun mittels Beispielen weiter beschrieben, wobei Bezug auf die folgende Zeichnung genommen wird, in welcher:
1 zeigt die Verteilung der Röntgenstrahlintensität für das Hydroxyapatitmaterial aus Beispiel 6 (weiter unten diskutiert).
Die vorliegende Erfindung wird ferner unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben.
BEISPIEL 1
141,69 g Calciumnitrat-4-hydrat wurden in 600 ml doppelt destilliertem Wasser gelöst. Der pH-Wert der Lösung wurde unter Verwendung konzentrierter Ammoniaklösung auf etwa 11,0 eingestellt. Anschließend wurden 1200 ml doppelt destilliertes Wasser zu der Lösung gegeben. Die Lösung wurde filtriert. 8,46 g Siliciumacetat-4-hydrat wurde zu der konstant gerührten Calciumnitratlösung gegeben. Die Lösung wurde unter Rühren auf etwa 65 °C für eine Stunde erwärmt. Das meiste des Siliciumacetat-4-hydrats löste sich in der Lösung und nur sehr wenig verblieb in der Lösung suspendiert. Die Lösung wurde konstant gerührt und auf die vorbestimmte Temperatur des Experiments abgekühlt. Die Lösung wurde als Lösung A bezeichnet.
47,54 g Diammoniumwasserstofforthophosphat wurden in 360 ml doppelt destilliertem Wasser gelöst. Der pH-Wert der Lösung wurde unter Verwendung einer konzentrierten Ammoniaklösung auf etwa 11 eingestellt. Anschließend wurden 480 ml doppelt destilliertes Wasser zu der konstant gerührten Lösung gegeben. Die Lösung wurde filtriert. Die Lösung wurde als Lösung B bezeichnet.
Lösung B wurde tropfenweise zu konstant gerührter Lösung A bei den vorherbestimmten Temperaturen von 3 °, 25 °, 60 ° und 90 °C über einen Zeitraum von 2 Stunden hinzugegeben. Die so gebildeten Präzipitate (A, B, C bzw. D) wurden bei Raumtemperatur für eine Stunde umgerührt und man lies sie über Nacht stehen. Jedes Präzipitat wurde unter Verwendung eines Büchner-Trichters filtriert und mehrere Male unter Verwendung von doppelt destilliertem Wasser gewaschen. Die Filterkuchen wurden für etwa 20 Stunden in einer Trockenvorrichtung bei etwa 85 °C in gefilterter Luft getrocknet. Die getrockneten Materialien wurden unter Verwendung eines Stößels und eines Mörsers pulverisiert.
Die Mikrostrukturen der Präzipitate wurden unter Verwendung eines JEOL 100 CX-Transmissionselektronenmikroskop (TEM) untersucht.
Kohlenstoffbeschichtete Kupfergitter mit 200 Mesh wurden in eine verdünnte Lösung des Präzipitats eingetaucht und im Hellfeldmodus (bright field modus) bei einer Vergrößerung von 50000x unter Verwendung einer Beschleunigungsspannung von 100 kV untersucht. Die TEM-Aufnahmen zeigten, dass das Präzipitat eine kugelförmige Form aufwies, wenn es bei 3 °C präzipitiert wurde, und dass es eine ansteigend nadelförmige Form aufwies, wenn es bei 60 ° und 90 °C präzipitiert wurde.
Röntgenstrahlbeugungsuntersuchungen pulverisierter Proben wurden unter Verwendung eines Siemens D5000-Diffraktometers durchgeführt. Cu_Kα-Bestrahlung (K_α = 1,5418 Å) wurde mit einem hinsichtlich der Linearposition empfindlichen Detektor (linear position sensitive detector) und einem Nickel-Beugungsstrahlmonochromator (nickel diftracted beam monochromator) durchgeführt.
Es wurde ein Fouriertransformations-Infrarot-Nicolet-800-Spektrometer (FTIR) mit einer Mtech photoaukustischen (PAS)-Zelle verwendet, um die pulverisierten Proben zu analysieren. Spektren wurden mit 4 cm^–1 Auflösung bei durchschnittlich 128 Durchläufen (scans) erhalten. Die FTIR-Spektren von Proben, welche bei 3 °C und 25 °C präzipitierten, zeigten Phosphatbanden bei 1085, 1030, 961, 600 und 563 cm^–1, Carbonatbanden bei 1455, 1418, 1327 und 883 cm^–1 und eine Hydroxylbande bei 3567 cm^–1 mit einem breitem Scheitel (peak).
Ein GBC Integra XM sequentiell induktiv gekoppeltes Plasmaspektrometer (ICPS) (Integra XM sequential inductively coupled plasma spectrometer) wurde verwendet, um Calcium, Phosphor, Silicium und andere Spurenelemente in den hergestellten Apatiten zu analysieren. Der Carbonatgehalt im trockenen Pulver aus mit Silicium substituiertem Apatit wurde als Kohlenstoff unter Verwendung einer Control Equipment Corporation Model 240 XA CHN-Elementanalysevorrichtung bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 unten gezeigt:
Beispiel 2
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei eine Menge von 4,23 g Siliciumacetat-4-hydrat verwendet wurde.
Die Präzipitierung wurde wiederum bei Temperaturen von 30 °, 25 °, 60 ° und 90 ° C ausgeführt, um Präzipitate A, B, C und D zu bilden.
Die Präzipitate wurden einer ICPS-Analyse unterzogen und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten angegeben:
BEISPIEL 3
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei Mengen von 1,06 g bzw: 12,69 g Siliciumacetat-4-hydrat verwendet wurden. Die Präzipitierungen wurden bei 3 °C ausgeführt, um Präzipitate A bzw. B zu ergeben.
Die Präzipitate wurden einer ICPS-Analyse unterzogen und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 unten angegeben:
BEISPIEL 4
44,46 g Calciumhydroxid wurde in 600 ml doppelt destilliertem Wasser gelöst. 0,564 g Siliciumacetat-4-hydrat wurde in der Calciumhydroxidlösung gelöst. Die Lösung wurde als Lösung A bezeichnet.
38,02 g Orthophosphorsäure wurden in 360 ml doppelt destilliertem Wasser gelöst. Die Lösung wurde als Lösung B bezeichnet.
Lösung B wurde tropfenweise zu Lösung A über einen Zeitraum von etwa 2 Stunden bei einer Temperatur von etwa 3 °C zugegeben. Das so gebildete Präzipitat, welches als Präzipitat A bezeichnet wurde, wurde für eine Stunde gerührt und man lies es über Nacht stehen. Präzipitat A wurde unter Verwendung eines Büchner-Trichters abfiltriert und mehrere Male unter Verwendung von doppelt destilliertem Wasser gewaschen. Der Filterkuchen wurde für etwa 20 Stunden in einer Trockenvorrichtung bei etwa 85 °C in gefilterter Luft getrocknet. Das getrocknete Material wurden unter Verwendung eines Stößels und eines Mörsers pulverisiert.
Das Verfahren wurde wiederholt, wobei Mengen von 2,82, 5,64 und 8,46 g Siliciumacetat-4-hydrat verwendet wurden. Die Präzipitierungen wurden wiederum bei etwa 3 °C ausgeführt, um Präzipitate B, C bzw. D zu ergeben.
Die Präzipitate A, B, C und D wurden einer ICPS-Analyse unterzogen und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 unten angegeben:
BEISPIEL 5
Das mit Silicium substituierte Apatitmaterial aus Beispiel 2A wurde gepresst und gesintert bei etwa 1200 °C bei einer Erwärmungsrate von etwa 2,5 °C/Minute und einer Verweilzeit von etwa 4 Stunden bei der abschließenden Temperatur. Die gesinterte Probe wurde mit Diamantpapier poliert und es wurde eine spiegelähnliche Oberfläche erhalten. Hydroxyapatit wurde ebenfalls gepresst und unter den gleichen Bedingungen gesintert.
Die Proben wurden in ein simuliertes Körperfluid eingetaucht. Nach einem Tag zeigten Dünnfilmröntgenstrahlbeugungsspektren, dass das gesinterte, mit Silicium substituierte Apatitmaterial aus Beispiel 2A eine knochenartige Apatitschicht ausgebildet hatte, wohingegen der gesinterte Hydroxyapatit nur nach Eintauchen in das Fluid für 14 Tage eine ähnliche Schicht bildete.
BEISPIEL 6
36,671 g Calciumhydroxid wurden in 1000 ml doppelt destilliertem Wasser gelöst. 1,917 g Siliciumacetat-4-hydrat wurden in der Calciumhydroxidlösung gelöst. Die Lösung wurde als Lösung A bezeichnet.
33,331 g Orthophosphorsäure (GPR 85% Assay) wurden in 1000 ml doppelt destilliertem Wasser gelöst. Die Lösung wurde als Lösung B bezeichnet.
Lösung B wurde tropfenweise zu Lösung A über einen Zeitraum von etwa 2 Stunden bei einer Temperatur von etwa 20 °C zugegeben. Der pH-Wert des Gemischs wurde unter Verwendung einer konzentrierten Ammoniaklösung auf etwa 10,5 eingestellt. Das so gebildete Präzipitat, welches als Präzipitat A bezeichnet wurde, wurde für eine Stunde gerührt und man lies es über Nacht stehen. Präzipitat A wurde unter Verwendung eines Büchner-Trichters abfiltriert und mehrere Male unter Verwendung von doppelt destilliertem Wasser gewaschen. Der Filterkuchen wurde bei etwa 85 °C in gefilterter Luft getrocknet. Das getrocknete Material wurde unter Verwendung eines Stößels und eines Mörsers pulverisiert.
Das Pulver wurde anschließend einer chemischen Analyse unterzogen und die Ergebnisse sind in Tabelle 5 unten gezeigt.
Als nächstes wurde das Pulver auf etwa 1200°C für etwa 2 Stunden erwärmt und die vorliegenden Phasen wurden unter Verwendung von Röntgenstrahlbeugung bestimmt. Unter Bezugnahme auf 1 enthielt das erwärmte Pulver nur eine Phase, welche dem Standardbeugungsmuster für reinen Hydroxyapatit entsprach (Joint Committee for Diffraction Standards, JCPDS Card Nr. 9-432).
Die Gitterparameter des erwärmten, mit Silicium substituierten Hydroxyapatits wurden aus den Beugungsdaten unter Verwendung eines Verfeinerungsverfahrens auf Basis der Methode der kleinsten Quadrate berechnet. Die Werte sind in Tabelle 6 zusammen mit den Werten für reinen Hydroxyapatit, welcher durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt wurde, mit 0,5 Mol Ca(OH)₂ und 0,3 Mol H₃PO₄, welches kein Silicium enthält, angegeben. Der Anstieg hinsichtlich der Gitterparameter ist ein Beleg für die Siliciumsubstitution im Hydroxyapatitgitter. TABELLE 5
TABELLE 6

Claims

Synthetisches, mit Silicium substituiertes Hydroxyapatitmaterial, welches von 0,5% bis 1,6 Gew.% Silicium umfasst, welches in das Kristallgitter substituiert ist, und im Wesentlichen keine Verunreinigungsphasen von Calciumoxid und/oder Tricalciumphosphat und eine Phasenreinheit von mindestens 98% aufweist, gemessen mittels Röntgenstrahlbeugung.
Synthetisches, mit Silicium substituiertes Hydroxyapatitmaterial nach Anspruch 1, welches eine Phasenreinheit von mindestens 99% aufweist, gemessen mittels Röntgenstrahlbeugung.
Synthetisches, mit Silicium substituiertes Hydroxyapatitmaterial nach Anspruch 2, eine Phasenreinheit von etwa 100% aufweist, gemessen mittels Röntgenstrahlbeugung.
Synthetisches, mit Silicium substituiertes Hydroxyapatitmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches von 0,5% bis 1,0 Gew.% Silicium umfasst.
Synthetisches Knochenmaterial, umfassend ein synthetisches, mit Silicium substituiertes Hydroxyapatitmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Zusammensetzung, welche ein synthetisches Knochenmaterial nach Anspruch 5 zusammen mit einem pharmazeutisch akzeptablen Verdünnungsmittel oder einer Trägersubstanz umfasst.
Knochenimplantat, Füllstoff oder Zement, welches bzw. welcher ein synthetisches Knochenmaterial nach Anspruch 5 oder eine Zusammensetzung nach Anspruch 6 umfasst.
Hydroxyapatit-Polymer-Verbundstoff, umfassend ein synthetisches Knochenmaterial nach Anspruch 5 oder eine Zusammensetzung nach Anspruch 6.
Verfahren zur Herstellung eines synthetischen, mit Silicium substituierten Hydroxyapatitmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Verfahren umfasst: (i) Umsetzen eines Calciumsalzes oder von Calciumhydroxid mit Orthophosphorsäure oder einem Salz der Orthophosphorsäure in Gegenwart einer siliciumhaltigen Verbindung, worin das Molverhältnis von Calciumionen zu phosphorhaltigen Ionen von 1:0,5 bis 1:0,7 beträgt, und das Molverhältnis von Calciumionen zu siliciumhaltigen Ionen mindestens 1:0,2 beträgt, worin ein Präzipitat aus einem mit Silicium substituierten Apatit gebildet wird, welcher 0,5 bis 1,6 Gew.% Silicium umfasst; und (ii) Erwärmen und/oder Sintern des mit Silicium substituierten Apatits, worin der mit Silicium substituierte Apatit in ein synthetisches, mit Silicium substituiertes Hydroxyapatitmaterial überführt wird, welches im Wesentlichen keine Verunreinigungsphasen von Calciumoxid und/oder Tricalciumphosphat und eine Phasenreinheit von mindestens 98% aufweist, gemessen mittels Röntgenstrahlbeugung.
Verfahren nach Anspruch 9, worin der mit Silicium substituierte Apatit bei einer Temperatur von 500°C bis 1400°C erwärmt und/oder gesintert wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, worin das Molverhältnis von Calciumionen zu phosphorhaltigen Ionen von 1:0,55 bis 1:0,65 beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, worin das Molverhältnis von Calciumionen zu siliciumhaltigen Ionen mindestens 1:0,16 beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, worin eine wässrige Lösung eines Calciumsalzes und eine Siliciumverbindung bei einem pH von 9 bis 13 mit einer wässrigen Lösung umgesetzt wird, welche ein Salz der Orthophosphorsäure bei einem pH von 9 bis 13 umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, worin das Calciumsalz Calciumnitrat umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, worin das Salz der Orthophosphorsäure Diammoniumorthophosphat umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, worin der pH der wässrigen Lösung des Calciumsalzes und/oder der pH der wässrigen Lösung des Salzes der Orthophosphorsäure unter Verwendung von Ammoniak eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, worin der pH jeder Lösung auf etwa 11 eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, worin eine wässrige Lösung, welche Calciumhydroxid und eine siliciumhaltige Verbindung umfasst, mit einer wässrigen Lösung umgesetzt wird, welche Orthophoshorsäure umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 18, worin die siliciumhaltige Verbindung ein Siliciumcarboxylat umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, worin das Siliciumcarboxylat Siliciumacetat umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 20, worin der präzipitierte, mit Silicium substituierte Apatit aus der Lösung abgetrennt wird und vor dem Erwärmen und/oder Sintern getrocknet wird.
Phasenreiner, synthetischer, mit Silicium substituierter Hydroxyapatit nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder synthetisches Knochenmaterial nach Anspruch 5 oder Zusammensetzung nach Anspruch 6, zur Verwendung in einem Verfahren der Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers mittels Chirurgie oder einer Therapie.