ES2853273T3

ES2853273T3 - Implante que contiene carbonato de calcio inhibidor

Info

Publication number: ES2853273T3
Application number: ES17751780T
Authority: ES
Inventors: Frank Reinauer; Siegmund Luger; Marijan Vucak
Original assignee: Karl Leibinger Medizintechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Karl Leibinger Medizintechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2016-09-08
Filing date: 2017-08-17
Publication date: 2021-09-15
Anticipated expiration: 2037-08-17
Also published as: RU2019110304A; BR112019004258A2; EP3509655B1; JP7019923B2; WO2018046276A1; CN109789247B; AU2017323306A1; BR112019004258B1; AU2017323306B2; RU2750386C2; EP3509655A1; RU2019110304A3; US20190351104A1; CN109789247A; CA3035625A1; JP2019528841A

Abstract

Uso de carbonato de calcio inhibidor como aditivo para una composición, que contiene por lo menos un polímero diferente de celulosa, en un implante, caracterizado porque el carbonato de calcio inhibidor es obtenido mediante un procedimiento en el cual se recubren partículas de carbonato de calcio con una composición que, referido en cada caso a su peso total, comprende una mezcla de por lo menos 0,1 % en peso de por lo menos un formador de complejo de calcio y/o por lo menos una base conjugada que es una sal de metal alcalino o de calcio de un ácido débil, conjuntamente con por lo menos 0,1 % en peso de por lo menos un ácido débil.

Description

DESCRIPCIÓN

Implante que contiene carbonato de calcio inhibidor

La presente invención se refiere al uso de carbonato de calcio inhibidor como aditivo para una composición, que contiene por lo menos un polímero diferente de celulosa, una composición que contiene por lo menos un polímero diferente de celulosa y carbonato de calcio inhibidor, en un implante, así como este implante, en particular para el ámbito de la neurocirugía, cirugía de boca, de mandíbula, de cara, de cuello, de nariz y de oreja así como la cirugía de mano, de pie, de tórax, de costilla y de hombro.

La invención no se refiere a la preparación de la sustancia de partida para el implante ni al uso para otros propósitos diferentes a la fabricación de un implante, en particular uno suministrado para aplicaciones en el ámbito de la neurocirugía, cirugía de boca, de mandíbula, de cara, de cuello, de nariz y de oreja así como la cirugía de mano, de pie, de tórax, de costilla y de hombro.

El carbonato de calcio, CaCO³, es una sal de calcio del ácido carbónico, que actualmente encuentra aplicación en muchos campos de la vida diaria. De este modo, es usada en particular como aditivo o agente de modificación en papel, colores, plásticos, tintas, adhesivos y productos farmacéuticos. En los plásticos, el carbonato de calcio sirve de manera sobresaliente como material de relleno, para reemplazar el polímero comparativamente caro.

También ya se conoce el carbonato de calcio estabilizado con ácido. De este modo, el documento US 5,043,017 describe una forma de carbonato de calcio que está estabilizada con ácido, en la cual a partículas finamente divididas de carbonato de calcio se añade un formador de complejo de calcio y/o por lo menos una base conjugada, como hexametafosfato de sodio, y a continuación un ácido débil, como ácido fosfórico. El material resultante debería conducir al uso en papeles neutros a ácidos, para un mejoramiento de las propiedades ópticas del papel. Sin embargo, en el documento impreso no se mencionan polímeros.

Además, también ya se describieron composiciones, que contienen por lo menos un polímero así como materiales compuestos, que comprenden por lo menos un polímero, ya descrito. Los materiales compuestos (materiales compuestos) denominan un material de dos o más materiales unidos, que posee otras propiedades de material diferentes a las de sus componentes individuales. Para las propiedades de los materiales compuestos son de importancia las propiedades sustanciales y la geometría de los componentes. En particular los efectos de magnitud juegan un papel. La unión ocurre por regla general mediante unión de material o unión geométrica o una combinación de ambas.

Además, ya se conocen también partículas unidas microestructuradas, que contienen sales de calcio, en particular carbonato de calcio.

De este modo, el documento WO 2012/126600 A2 divulga partículas unidas microestructuradas, obtenibles mediante un procedimiento en el cual se unen partículas grandes con partículas pequeñas, en el cual

- las partículas grandes exhiben un promedio de diámetro de partícula en el intervalo de 0,1 pm a 10 mm,

- el promedio de tamaño de partícula de las partículas pequeñas es máximo 1/10 del promedio de diámetro de partículas de las partículas grandes,

- las partículas grandes comprenden por lo menos un polímero,

- las partículas pequeñas comprenden carbonato de calcio,

- las partículas pequeñas están dispuestas sobre la superficie de las partículas grandes y/o están distribuidas de manera no homogénea dentro de las partículas grandes,

en el que las partículas pequeñas comprenden partículas de carbonato de calcio precipitadas con un promedio de diámetro de partícula en el intervalo de 0,01 pm a 1,0 mm.

Además, el documento WO 2012/126600 A2 describe partículas unidas microestructuradas, obtenibles mediante un procedimiento en el cual se unen partículas grandes con partículas pequeñas, en el cual

- las partículas grandes comprenden por lo menos un polímero,

- las partículas pequeñas comprenden por lo menos una sal de calcio,

- las partículas pequeñas están dispuestas sobre la superficie de las partículas grandes y/o distribuidas de manera no homogénea dentro de las partículas grandes,

en el que las partículas grandes comprenden por lo menos un poliéster reabsorbible con un promedio aritmético del peso molecular en el intervalo de 500 g/mol a 1.000.000 g/mol.

Las partículas unidas mostradas en el documento WO 2012/126600 A2 deberían ser adecuadas sobre todo como aditivo, en particular como aditivo para polímeros, como aditivo o material de partida para la fabricación de componentes, para aplicaciones en la técnica de la medicina y/o en la microtécnica y/o para la fabricación de objetos en forma de espuma.

No obstante, las propiedades de las composiciones obtenibles de acuerdo con el documento WO 2012/126600 A2, que contienen por lo menos un polímero, necesitan mejora en varios puntos. Así, son deseables mejores posibilidades para la elevación de la estabilidad térmica de una composición, que contiene por lo menos un polímero. En particular se pretende una elevación de la temperatura pico de la composición. Además, en tanto sea posible deberían mejorarse las propiedades mecánicas de la composición, en particular el módulo de elasticidad. Además, debería alcanzarse una biocompatibilidad y estabilidad al ácido de la composición, tan buenas como fuese posible. En particular es deseable un mejoramiento para los implantes, en particular para el ámbito de la neurocirugía, cirugía de boca, de mandíbula, de cara, de cuello, de nariz y de oreja así como la cirugía de mano, de pie, de tórax, de costilla y de hombro.

Otro estado de la técnica es conocido con el documento US 5 741 329 A. Este documento divulga un implante polimérico biodegradable, que contiene carbonato de calcio para la estabilización del valor de pH en la degradación del polímero.

Ante esta base, es el objetivo de la presente invención suministrar un implante mejor que hasta ahora. Al respecto, deberían usarse posibilidades para la elevación de la estabilidad térmica de una composición, que contiene por lo menos un polímero diferente de celulosa. De este modo, se pretende en particular una elevación de la temperatura de pico de la composición. Además, deberían mejorarse en lo posible las propiedades mecánicas de la composición, en particular el módulo de elasticidad. Además debería alcanzarse una biocompatibilidad y estabilidad al ácido de la composición tan buenas como fuese posible.

Estos así como otros objetivos no mencionados concretamente, que se derivan directamente de los contextos anteriores, son logrados mediante el uso de un carbonato de calcio inhibidor en un implante de acuerdo con la reivindicación 1. La reivindicación independiente de productos se refiere a un implante con una composición apropiada de modo particular, que comprende por lo menos un polímero diferente de celulosa y carbonato de calcio inhibidor. Las reivindicaciones subordinadas referidas de vuelta a la reivindicación independiente de producto describen implantes con variantes de la composición apropiadas de modo particular.

Mediante el uso de carbonato de calcio inhibidor como aditivo para una composición en un implante, en el que la composición contiene por lo menos un polímero diferente de celulosa, en la que el carbonato de calcio inhibidor es obtenido mediante un procedimiento en el cual se recubren partículas de carbonato de calcio con una composición que, referida en cada caso a su peso total, comprende una mezcla de por lo menos 0,1 % en peso por lo menos un formador de complejo de calcio y/o por lo menos una base conjugada que es una sal de metal alcalino o de calcio de un ácido débil, conjuntamente con por lo menos 0,1 % en peso de por lo menos un ácido débil, se logra revelar de manera no previsible en primera instancia, una posibilidad para la elevación de la estabilidad térmica de una composición que contiene por lo menos un polímero diferente de celulosa. De este modo se alcanza en particular una elevación de la temperatura de pico de la composición. Además, se mejoran en tanto sea posible las propiedades mecánicas de la composición, en particular el módulo de elasticidad. Además se alcanza una biocompatibilidad y estabilidad al ácido de la composición tan buenas como es posible.

Las composiciones obtenibles de esta manera pueden ser procesadas de modo y forma simples hasta productos con un perfil mejorado de propiedades. Así, se hace posible en particular la fabricación de productos con mejores acabado superficial y naturaleza superficial, así como densidad mejorada de producto. Simultáneamente, los productos resultantes muestran en particular un mejor comportamiento de encogimiento y una estabilidad dimensional mejorada. Además, por regla general se establece un mejor comportamiento de conducción del calor.

Además, la aproximación mencionada permite una fabricación más eficiente de los productos. Los productos obtenibles a partir de las dichas composiciones se distinguen por una calidad extremadamente elevada y exhiben, en comparación con productos que fueron fabricados usando los materiales convencionales, claramente menos posiciones defectuosas, una mayor densidad de producto, preferentemente mayor que 95%, en particular mayor que 97%, así como una porosidad más baja. Simultáneamente es claramente menor el contenido de productos de degradación en los productos resultantes y la compatibilidad de celda de los productos es extremadamente elevada.

También las propiedades restantes de los productos obtenibles de esta forma, es excelente. Los productos exhiben muy buenas propiedades mecánicas, así como una muy buena estabilidad frente al pH. Simultáneamente, mejora claramente la biocompatibilidad de los productos. Mediante el uso de los polímeros puros no son obtenibles productos comparables.

Por ello, se ve otra ventaja de la presente invención en que las propiedades de la composición, en particular la estabilidad térmica de la composición, pueden ser controladas de modo focalizado y ajustadas mediante las cantidades de uso y las propiedades del polímero y el carbonato de calcio inhibidor, en particular mediante las propiedades del carbonato de calcio inhibidor, sobre todo mediante el tamaño de partículas del carbonato de calcio inhibidor, así como por las cantidades de las partículas de carbonato de calcio inhibidor.

En particular en combinación con polilactida como polímero, se tienen como resultado de acuerdo con la invención las siguientes ventajas.

Mediante uso del carbonato de calcio inhibidor pueden generar se productos degradables para medicina, es decir implantes, con cinética de reabsorción controlable y propiedades mecánicas ajustables. Las polilactidas, que están presentes preferentemente en la dicha composición, son polímeros biodegradables a base de ácido láctico. En el organismo, las polilactidas son degradadas mediante hidrólisis. Las sales de calcio, en particular fosfato de calcio y carbonato de calcio, son materiales minerales a base de calcio y son degradadas en el cuerpo mediante los procesos naturales de regeneración de los huesos. El carbonato de calcio posee la propiedad particularmente ventajosa de amortiguar el medio ácido ocasionalmente tóxico para las células de los huesos, en la degradación de las polilactidas. En comparación con el fosfato de calcio (pH 4) el carbonato de calcio amortigua ya a un valor de pH de aproximadamente 7, es decir, acerca al valor fisiológico de 7,4. Mediante la longitud de cadena de la molécula y la composición química del polímero, en particular de la polilactida, puede ajustarse el tiempo hasta la degradación completa. De modo similar es posible para las propiedades mecánicas del polímero.

La dicha composición puede ser procesada con ayuda del procedimiento generativo de manufactura de Fusión Selectiva con Láser (SLM), hasta dar estructuras de implante. Para ello es posible un ajuste focalizado de material y procedimiento de manufactura conjuntamente y sobre los requerimientos médicos. El uso de la manufactura generativa y de la libertad geométrica acompañante ofrece la posibilidad de dotar al implante con una estructura de poro interior y abierta correspondiente a los deseos del cirujano, que garantiza un suministro consistente del implante. Además pueden fabricarse de modo rápido y económico implantes ajustados individualmente de manera generativa, como se requiere para el mantenimiento de defectos de huesos de gran superficie en la zona de la cara y el cráneo. La ventaja de dicha composición para el procesamiento por medio de SLM consiste en particular en que el polímero puede ser fundido por la radiación láser a temperaturas relativamente bajas, preferiblemente menores que 300 °C, y las partículas de carbonato de calcio inhibidor permanecen térmicamente estables a esa temperatura. Mediante la síntesis hecha a la medida de dicha composición pueden con ello incorporarse las partículas de carbonato de calcio inhibidor de manera homogénea en la totalidad del volumen del implante en una matriz de polilactida, sin deterioro térmico por la radiación láser. La resistencia del implante es determinada por un lado por la matriz de polilactida y por el otro lado por la morfología de las partículas de carbonato de calcio así como preferiblemente también por la relación de mezcla de los componentes usados. Los implantes son con ello bioactivos, puesto que mediante la elección del material y el subsiguiente recubrimiento con una proteína que estimula el crecimiento (rhBMP-2), promueven el tejido circundante del hueso de modo activo hacia la construcción de hueso y reemplazo de la estructura de armazón (implante).

Las ventajas esenciales del implante manufacturado de modo generativo por medio de SLM de la dicha composición, que está presente preferentemente como polvo compuesto, son en particular:

° Con el uso de materiales biodegradables, osteoconductores se estimula activamente el crecimiento transversal del implante con huesos y también para defectos de gran superficie, la degradación completa con total formación de nuevo hueso en el defecto del hueso que va a ser reparado. Mediante la estructura de poros que se interconectan, puede actuar de manera activa el recubrimiento de b Mp en la totalidad del "volumen" del implante.

° Nuevo brote del tejido del hueso: la incorporación de una estructura adecuada de poro beneficia el brote de tejido renovado de hueso en el implante. con el proceso generativo de manufactura puede incorporarse en el componente de manera reproducible una estructura definida de poro.

° La solución propuesta ofrece además la ventaja de impedir de la mejor manera posible complicaciones médicas en implantes de largo plazo, elevar de la mejor manera posible el bienestar del paciente al evitar una sensación permanente de cuerpo extraño y - sobre todo en niños y jóvenes - realizar de la mejor manera posible un implante "que crece".

° Amortiguación óptima: mediante el uso de carbonato de calcio se amortigua la degradación por ácido del material de polilactida ya a un valor de pH de aproximadamente 7, de modo que puede evitarse el medio ácido que surge en los alrededores del implante y con ello un efecto inflamatorio o citotóxico. Además, se suprimen de la mejor manera posible los procesos de degradación del polímero, en particular del polímero de ácido láctico.

° Gran resistencia: mediante el proceso SLM se genera un material compuesto completamente fundido y con ello unas grandes densidad y resistencia de componente, mediante lo cual se suministran a los defectos de gran superficie implantes ajustados individualmente de un material biodegradable y con estructura abierta de poro.

De acuerdo con ello, es objetivo de la presente invención el uso de carbonato de calcio inhibidor como aditivo para una composición de un implante, en el cual la composición contiene por lo menos un polímero diferente de celulosa. Al respecto, el carbonato de calcio inhibidor es usado preferentemente para la elevación de la estabilidad térmica de la composición, en particular para la elevación de la temperatura de pico de la composición, que preferentemente es mayor que 320°C, preferiblemente mayor que 325°C, de modo particular preferiblemente mayor que 330°C, aún más preferiblemente mayor que 335°C, en particular mayor que 340°C. Además, el carbonato de calcio inhibidor es usado preferentemente para el mejoramiento de las propiedades mecánicas de la composición. De manera apropiada, el uso del carbonato de calcio inhibidor conduce a una elevación del módulo de elasticidad y el módulo de elasticidad de la composición es preferentemente mayor que 3500 N/mm2, preferiblemente mayor que 3750 N/mm2, de modo particular preferiblemente mayor que 4000 N/mm2, aún más preferiblemente mayor que 4250 N/mm2, en particular mayor que 4500 N/mm2. Además, la composición exhibe de manera apropiada una resistencia de tres puntos tan buena como es posible, que es preferentemente mayor que 50 MPa, preferiblemente mayor que 55 MPa, de modo particular preferiblemente mayor que 60 MPa, aún más preferiblemente mayor que 65 MPa, de modo muy particular preferiblemente mayor que 70 MPa, en particular mayor que 75 MPa.

Además, es objetivo de la presente invención un implante con una composición que contiene por lo menos un polímero diferente de celulosa y carbonato de calcio inhibidor.

En el marco de la presente invención, la composición contiene por lo menos un polímero diferente de celulosa, que básicamente no tiene otras limitaciones subyacentes. Sin embargo, se trata preferiblemente de un polímero termoplástico, de manera adecuada un biopolímero, un caucho, en particular caucho natural o caucho sintético, y/o un poliuretano.

El concepto "polímero termoplástico" denomina en este contexto un plástico que se deja deformar (de modo termoplástico) en un intervalo determinado de temperatura, preferiblemente en el intervalo de 25°C a 350°C. Este proceso es reversible, es decir, puede ser repetido frecuentemente de cualquier manera mediante enfriamiento y nuevo calentamiento hasta el estado líquido fluido, en tanto no ocurra la denominada descomposición térmica del material por sobrecalentamiento. Allí se diferencian los polímeros termoplásticos de los duroplastos y elastómeros. El concepto "biopolímero" denomina un material que consiste en materias primas de origen biológico (materias primas renovables) y/o es degradable biológicamente (polímero biogénico y/o degradable biológicamente). Bajo este concepto caen por consiguiente los biopolímeros biobasados, que son degradables biológicamente o también que no son degradables biológicamente, así como polímeros a base de petróleo, que son degradables biológicamente. Con ello ocurre una distinción de los materiales o plásticos convencionales a base de petróleo, que no son degradables biológicamente, como por ejemplo polietileno (PE), polipropileno (PP) y cloruro de polivinilo (PVC).

El concepto "caucho" denomina un material polimérico de alto peso molecular no entrelazado, con propiedades elásticas de goma de caucho, a temperatura ambiente (25°C). A temperaturas superiores o bajo la influencia de fuerzas de deformación, un caucho muestra un flujo viscoso creciente y hace posible así una conversión bajo condiciones adecuadas.

El comportamiento elástico de goma de caucho se caracteriza por un módulo de cizallamiento relativamente bajo, con una dependencia más bien baja frente a la temperatura. Es causado por cambios en la entropía. Mediante estiramiento, el material elástico de goma de caucho es forzado hasta una configuración más ordenada, que conduce a una caída en la entropía. Después de la eliminación de la fuerza, los polímeros son revertidos con ello nuevamente a su posición original y la entropía se eleva nuevamente.

El concepto "poliuretano" (PU, abreviatura DIN: PUR) denomina un plástico o una resina plástica que surge de la reacción de poliadición de dioles o polioles con poliisocianatos. Es característico de un poliuretano el grupo uretano. En el marco de la presente invención se usan de modo particular preferiblemente polímeros termoplásticos. Los polímeros adecuados de modo particular incluyen al respecto los siguientes polímeros: copolímero de acrilonitriloetileno-propileno-(dien)-estireno, copolímero de acrilonitrilo-metacrilato, copolímero de acrilonitrilo-metilmetacrilato, copolímero de acrilonitrilo-polietileno clorado-estireno, copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno, copolímero de acrilonitrilo-etileno-propileno-estireno, poliésteres aromáticos, copolímero de acrilonitrilo-estireno-acriléster, copolímero de butadieno-estireno, cloruro de polivinilo, copolímero de etileno-ácido acrílico, copolímero de etilenobutilacrilato, copolímero de etileno-clorotrifluoretileno, copolímero de etileno-etilacrilato, copolímero de etilenometacrilato, copolímero de etileno-ha sido metacrílico, copolímero de etileno-tetrafluoretileno, copolímero de etilenovinilalcohol, copolímero de etileno-buteno, poliestireno, polifluoretilenpropileno, copolímero de metilmetacrilatoacrilonitrilobutadieno-estireno, copolímero de metilmetacrilato-butadieno-estireno, Polyamid 11, Polyamid 12, Polyamid 46, Polyamid 6, Polyamid 6-3-T, Polyamid 6-ácido tereftálico, Polyamid 66, Polyamid 69, Polyamid 610, Polyamid 612, Polyamid 6I, Polyamid MXD 6, Polyamid PDA-T, poliamida, poliariléter, poliariletercetona, poliamidaimida, poliarilamida, poliaminobismaleinimida, poliarilatos, polibuteno-1, polibutilacrilato, polibencimidazol, polibismaleinimida, polioxadiazobencimidazol, polibutilentereftalato, policarbonato, policlorotrifluoretileno, polietileno, poliestercarbonato, poliariletercetona, polieteretercetona, polieterimida, polietercetona, oxido de polietileno, polietilentereftalato, poliimida, poliisobutileno, poliisocianurato, poliimidasulfona, polimetacrilimida, polimetacrilato, poli-4-metilpenteno-1, poliacetal, polipropileno, oxido de polifenileno, oxido de polipropileno, sulfuro de polifenileno, polifenilensulfona, poliestireno, polisulfona, politetrafluroetileno, poliuretano, polivinilacetato, polivinilalcohol, polivinilbutiral, cloruro de polivinilo, cloruro de polivinilideno, fluoruro de polivinilideno, fluoruro de polivinilo, polivinilmetiléter, polivinilpirrolidona, copolímero de estireno-butadieno, copolímero de estireno-isopreno, copolímero de estireno-anhídrido maleico, copolímero de estireno-anhídrido maleico-butadieno, copolímero de estirenometilmetacrilato, copolímero de estireno-metilestireno, copolímero de estireno-acrilonitrilo, copolímero de cloruro de vinilo-etileno, copolímero de cloruro de vinilo-metacrilato, copolímero de cloruro de vinilo-anhídrido maleico, copolímero de cloruro de vinilo-maleimida, copolímero de cloruro de vinilo-metilmetacrilato, copolímero de cloruro de vinilo-octilacrilato, copolímero de cloruro de vinilo-vinilacetato, copolímero de cloruro de vinilo-cloruro de vinilideno- y copolímero de cloruro de vinilo-cloruro de vinilideno-acrilonitrilo.

Además, también es ventajoso de modo particular el uso de los siguientes cauchos: poliisopreno de ocurrencia natural, en particular cis-1,4-poliisopreno (caucho natural; NR) y trans-1,4- poliisopreno (gutapercha), sobre todo caucho natural; caucho de nitrilo (copolímero de butadieno y acrilonitrilo; poli(acrilonitrilo-co-1,3-butadieno; NBR; denominado caucho Buna N); caucho de butadieno (polibutadieno; BR); caucho acrílico (caucho poliacrílico; ACM, ABR); caucho de flúor (FPM); caucho de estireno-butadieno (copolímero de estireno y butadieno; SBR); caucho de estireno-isoprenobutadieno (copolímero de estireno, isopreno y butadieno; SIBR); polibutadieno; caucho sintético de isopreno (poliisopreno; IR); caucho de etileno-propileno (copolímero de etileno y propileno; EPM); caucho de dieno de etilenopropileno (terpolímero de etileno, propileno y un componente de dieno; EPDM); caucho de butilo (copolímero de isobutileno e isopreno; IIR); caucho de etileno-vinilacetato (copolímero de etileno y vinilacetato; EVM); caucho de etileno-metilacrilato (copolímero de etileno y metilacrilato; AEM); caucho de epóxido, como policlorometiloxirano (polímero de epiclorhidrina; CO), óxido de etileno (oxirano) - clorometiloxirano (polímero de epiclorhidrina; ECO), terpolímero de epiclorhidrina -óxido de etileno - alilglicidiléter (GECO), copolímero de epiclorhidrina - alilglicidiléter (GCO) y copolímero de óxido de propileno - alilglicidiléter (GPO); caucho de polinorborneno (polímero de biciclo[2.2.1]hept-2-eno (2-norborneno); PNR); polialquenileno (polímero de cicloolefinas); caucho de silicona (Q), como caucho de silicona sólo con sustituyentes metilo en la cadena de polímero (MQ; por ejemplo dimetilpolisiloxano), caucho de silicona con grupos sustituyentes metilvinilo y vinilo en la cadena de polímero (VMQ), caucho de silicona con sustituyentes fenilo y metilo en la cadena de polímero (PMQ), caucho de silicona con grupos flúor y metilo en la cadena de polímero (f Mq ), caucho de silicona con sustituyentes flúor, metilo y vinilo en la cadena de polímero (FVMQ); caucho de poliuretano; caucho de tiocol; caucho de halogenobutilo, como caucho de bromobutilo (BIIR) y caucho de clorobutilo (CIIR); cloropolietileno (CM); clorosulfonilpolietileno (CSM); caucho de nitrilo hidrogenado (HNBR); y polifosfazeno.

Los cauchos de nitrilo preferidos de modo particular incluyen terpolímeros aleatorios de acrilonitrilo, butadieno y un ácido carboxílico, como ácido metacrílico. En este contexto, el caucho de nitrilo comprende preferentemente, referido a la totalidad del peso del polímero, los siguientes componentes principales: 15,0 % en peso a 42,0 % en peso de polímero de acrilonitrilo; 1,0 % en peso a 10,0 % en peso de ácido carboxílico y el resto es predominantemente butadieno (por ejemplo 38,0 % en peso a 75,0 % en peso). Típicamente, la composición es: 20,0 % en peso a 40,0 % en peso de polímero de acrilonitrilo, 3,0 % en peso a 8,0 % en peso de ácido carboxílico y 40,0 % en peso a 65,0 % en peso o 67,0 % en peso son butadieno. Los cauchos de nitrilo preferidos de modo particular incluyen un terpolímero de acrilonitrilo, butadieno y un ácido carboxílico, en los cuales el contenido de acrilonitrilo es menor que 35,0 % en peso y el contenido de ácido carboxílico es menor que 10,0 % en peso, en los que el contenido de butadieno corresponde al resto. Los cauchos de nitrilo aún más preferidos pueden comprender las siguientes cantidades: 20,0 % en peso a 30,0 % en peso de polímero de acrilonitrilo, 4,0 % en peso a 6,0 % en peso de ácido carboxílico y el resto es predominantemente butadieno.

En el marco de la presente invención es particularmente adecuado el uso de polímeros que tienen nitrógeno, en particular de poliamidas. De modo particular se prefieren Polyamid 11, Polyamid 12, Polyamid 46, Polyamid 6, Polyamid 6-3-T, copolímero de Polyamid 6-ácido tereftálico, Polyamid 66, Polyamid 69, Polyamid 610, Polyamid 612, Polyamid 6I, Polyamid MXD 6 y/o Polyamid PDA-T, en particular Polyamid 12.

Además, para el propósito de la presente invención son particularmente ventajosos también los polietilenos de peso molecular ultraalto (UHMWPE), en particular aquellos que exhiben un promedio de masa molar mayor que 1000 kg/mol, preferiblemente mayor que 2000 kg/mol, de modo particular preferiblemente mayor que 3000 kg/mol, en particular mayor que 5000 kg/mol. Al respecto, el promedio de peso molecular es del modo más apropiado máximo 10000 kg/mol. La densidad más adecuada de modo particular de polietilenos de peso molecular ultraalto está en el intervalo de 0,94-0,99 g/cm3. La cristalinidad más adecuada de modo particular de polietilenos de peso molecular ultraalto está en el intervalo de 50% a 90%. La resistencia a la tracción más adecuada de modo particular de polietilenos de peso molecular ultraalto está en el intervalo de 30 N/mm2 a 50 N/mm2 El módulo de elasticidad de tracción más adecuado de modo particular de polietilenos de peso molecular ultraalto están en el intervalo de 800 N/mm2 a 2700 N/mm2. El intervalo de fusión más adecuado de modo particular de polietilenos de peso molecular ultraalto está en el intervalo de 135°C a 155°C.

Además, es particularmente adecuado también el uso de polímeros reabsorbibles. Bajo el concepto de "reabsorción" (lat. resorbere = "embeber") se entiende la absorción de sustancia en sistemas biológicos, en particular en los organismos humanos. Actualmente son de interés en particular aquellos materiales que pueden ser usados para la fabricación de implantes reabsorbibles.

De acuerdo con la invención, los polímeros reabsorbibles preferidos de modo particular comprenden unidades de repetición de ácido láctico, de ácido hidroxibutírico y/o de ácido glicólico, preferiblemente del ácido láctico y/o del ácido glicólico, en particular del ácido láctico. Al respecto, preferentemente se usan ácidos polilácticos.

En esta memoria se entiende por "ácidos polilácticos" (polilactidas) los polímeros que están constituidos por unidades de ácido láctico. Tales ácidos polilácticos son preparados usualmente mediante condensación de ácidos lácticos, pero son obtenidos también bajo condiciones adecuadas mediante la polimerización de lactidas con apertura de anillo. De acuerdo con la invención, los polímeros reabsorbibles particularmente adecuados incluyen poli(glicolida-co-L-lactida), poli(L-lactida), poli(L-lactida-co-£-caprolactona), poli(L-lactida-co-glicolida), poli(L-lactida-co-D,L-lactida), poli(D,L-lactida-co-glicolida) así como poli(dioxanona), en los que de acuerdo con la invención se prefieren de modo muy particular los polímeros de ácido láctico, en particular ácidos poli-D-, poli-L- o poli-D,L-lácticos, sobre todo ácidos poli-L-láctico (PLLA) y poli-D,L-láctico, en los que es particularmente ventajoso el uso de ácido poli-L-láctico (PLLA). De acuerdo con la invención, el ácido poli-L-láctico (PLLA) exhibe preferentemente la siguiente estructura

en la que n es un número entero, preferentemente mayor que 10.

El ácido poli-D,L-láctico exhibe preferentemente la siguiente estructura

en la que n es un número entero, preferentemente mayor que 10.

Para el propósito de la presente invención, los polímeros adecuados de ácido láctico son obtenibles comercialmente por ejemplo de la compañía Evonik Nutrition & Care GmbH bajo los nombres comerciales Resomer® GL 903, Resomer® L 206 S, Resomer® L 207 S, Resomer® R 208 G, Resomer® L 209 S, Resomer® L 210, Resomer® L 210 S, Resomer® LC 703 S, Resomer® LG 824 S, Resomer® LG 855 S, Resomer® LG 857 S, Resomer® LR 704 S, Resomer® LR 706 S, Resomer® LR 708, Resomer® LR 927 S, Resomer® RG 509 S y Resomer® X 206 S.

Para el propósito de la presente invención, los polímeros reabsorbibles particularmente ventajosos son preferentemente poliésteres reabsorbibles, preferentemente son polímeros de ácido láctico, de modo particular preferiblemente son ácidos poli-D-, poli-L- o poli-D,L-lácticos, en particular son ácidos poli-L-lácticos, tienen un promedio aritmético del peso molecular (Mn), preferentemente determinado mediante cromatografía de permeación en gel contra estándares de poliestireno de distribución estrecha o mediante titulación de grupos terminales, mayor que 500 g/mol, preferiblemente mayor que 1.000 g/mol, de modo particular preferiblemente mayor que 5.000 g/mol, apropiadamente mayor que 10.000 g/mol, en particular mayor que 25.000 g/mol. Por otro lado, el promedio aritmético de polímeros reabsorbibles preferidos es menor que 1.000.000 g/mol, apropiadamente menor que 500.000 g/mol, de modo más apropiado menor que 100.000 g/mol, en particular máximo 50.000 g/mol. En el marco de la presente invención ha probado dar buen resultado de modo muy particular un promedio aritmético del peso molecular en el intervalo de 500 g/mol a 50.000 g/mol.

El promedio ponderado de peso molecular (Mw) de polímeros reabsorbibles preferidos, preferentemente se trata de poliésteres reabsorbibles, de modo favorable se trata de polímeros de ácido láctico, de modo particular preferiblemente son ácidos poli-D-, poli-L- o poli-D,L-lácticos, en particular son ácidos poli-L-lácticos, determinado preferentemente mediante cromatografía de permeación en gel contra estándares de poliestireno de distribución estrecha, está preferentemente en el intervalo de 750 g/mol a 5.000.000 g/mol, preferiblemente en el intervalo de 750 g/mol a 1.000.000 g/mol, de modo particular preferiblemente en el intervalo de 750 g/mol a 500.000 g/mol, en particular en el intervalo de 750 g/mol a 250.000 g/mol, y la polidispersidad de estos polímeros está de modo favorable en el intervalo de 1,5 a 5.

La viscosidad inherente más adecuada de modo particular de polímeros reabsorbibles, preferiblemente son polímeros de ácido láctico, de modo particular preferiblemente son ácidos poli-D-, poli-L- o poli-D,L-lácticos, en particular son ácidos poli-L-láctico, medida en cloroformo a 25°C, concentración de polímero de 0,1 %, está en el intervalo de 0,3 dl/g a 8,0 dl/g, preferiblemente en el intervalo de 0,5 dl/g a 7,0 dl/g, de modo particular preferiblemente en el intervalo de 0,8 dl/g a 2,0 dl/g, en particular en el intervalo de 0,8 dl/g a 1,2 dl/g.

Además, la viscosidad inherente más adecuada de modo particular de polímeros reabsorbibles, preferiblemente se trata de polímeros de ácido láctico, de modo particular preferiblemente son ácidos poli-D-, poli-L- o poli-D,L-lácticos, en particular son ácidos poli-L-lácticos, medida en hexafluoro-2-propanol a 30°C, concentración de polímero de 0,1 %, está en el intervalo de 1,0 dl/g a 2,6 dl/g, en particular en el intervalo de 1,3 dl/g a 2,3 dl/g.

Además en el marco de la presente invención son extraordinariamente ventajosos los polímeros, de modo favorable polímeros termoplásticos, preferiblemente polímeros de ácido láctico, de modo particular preferiblemente ácidos poli-D-, poli-L- o poli-D,L-lácticos, en particular ácidos poli-L-lácticos, con una temperatura de transición vítrea mayor que 20°C, de modo favorable mayor que 25°C, preferiblemente mayor que 30°C, de modo particular preferiblemente mayor que 35°C, en particular mayor que 40°C. En el marco de una forma de realización preferida de modo muy particular de la presente invención, la temperatura de transición vítrea del polímero está en el intervalo de 35°C a 70°C, de modo favorable en el intervalo de 55°C a 65°C, en particular en el intervalo de 60°C a 65°C.

Además, son adecuados de modo particular los polímeros, de modo favorable polímeros termoplásticos, preferiblemente polímeros de ácido láctico, de modo particular preferiblemente ácidos poli-D-, poli-L- o poli-D,L-lácticos, en particular ácidos poli-L-lácticos, que exhiben una temperatura de fusión mayor que 50°C, de modo favorable de por lo menos 60°C, preferiblemente de mayor que 150°C, de modo particular preferiblemente en el intervalo de 130°C a 210°C, en particular en el intervalo de 175°C a 195°C.

Al respecto, la temperatura vítrea y la temperatura de fusión del polímero son determinadas preferentemente mediante Calorimetría Diferencial Dinámica (Differential Scanning Calorimetry; brevemente DSC). De modo muy particular en este contexto ha probado dar buen resultado el siguiente procedimiento:

Ejecución de la medición por DSC bajo nitrógeno en un Mettler-Toledo DSC 30S. La calibración ocurre preferentemente con indio. Las mediciones son ejecutadas preferentemente bajo nitrógeno seco, libre de oxígeno (velocidad de flujo: preferentemente 40 ml/min). El peso elegido de muestra está preferentemente entre 15 mg y 20 mg. Las muestras son calentadas primero de 0°C preferentemente hasta una temperatura por encima de la temperatura de fusión del polímero que va a ser estudiado, luego se enfrían a 0°C y se calienta una segunda vez de 0°C hasta la mencionada temperatura con una tasa de calentamiento de 10°C/min.

De modo muy particular se prefieren como polímeros termoplásticos las poliamidas, UHMWPE así como polímeros reabsorbibles, sobre todo poliésteres reabsorbibles, como ácido polibutírico, ácido poliglicólico (PGA), polímeros de ácido láctico (PLA) y copolímeros de ácido láctico, en los que se han probado de acuerdo con la invención de modo muy particular polímeros de ácido láctico y copolímeros de ácido láctico, en particular poli-L-Lactida, poli-D,L-Lactida, copolímeros de D,L-PLA y PGA.

Para el objetivo de la presente invención son adecuados de modo muy particular en especial los siguientes polímeros: 1) poli-L-lactida (PLLA), preferiblemente con una viscosidad inherente en el intervalo de 0,5 dl/g a 2,5 dl/g, de modo favorable en el intervalo de 0,8 dl/g a 2,0 dl/g, en particular en el intervalo de 0,8 dl/g a 1,2 dl/g (medida en cada caso a 0,1% en cloroformo a 25°C), preferiblemente con una temperatura de transición vítrea en el intervalo de 60°C a 65°C, además preferiblemente con una temperatura de fusión en el intervalo de 180°C a 185°C, además terminada preferiblemente en éster;

2) poli(D,L-lactida), preferiblemente con una viscosidad inherente en el intervalo de 1,0 dl/g a 3,0 dl/g, de modo favorable en el intervalo de 1,5 dl/g a 2,5 dl/g, en particular en el intervalo de 1,8-2,2 dl/g (medida en cada caso a 0,1% en cloroformo a 25°C), preferiblemente con una temperatura de transición vítrea en el intervalo de 55°C a 60°C, en los que los mejores resultados son alcanzados usando una poli-L-lactida, que exhibe preferiblemente una viscosidad inherente en el intervalo de 0,5 dl/g a 2,5 dl/g, de modo favorable en el intervalo de 0,8 dl/g a 2,0 dl/g, en particular en el intervalo de 0,8 dl/g a 1,2 dl/g (medida en cada caso a 0,1% en cloroformo a 25°C), preferiblemente tiene una temperatura de transición vítrea en el intervalo de 60°C a 65°C, además exhibe preferiblemente una temperatura de fusión en el intervalo de 180°C a 185°C y además está terminada preferiblemente en éster.

En el marco de la presente invención la composición comprende carbonato de calcio inhibidor, en la que el carbonato de calcio inhibidor es obtenible mediante un procedimiento en el cual se recubren partículas de carbonato de calcio con una composición que comprende, referido en cada caso a su peso total, una mezcla de por lo menos 0,1 % en peso de por lo menos un formador de complejo de calcio y/o por lo menos una base conjugada que es una sal de metal alcalino o de calcio de un ácido débil, conjuntamente con por lo menos 0,1 % en peso de por lo menos un ácido débil.

"Carbonato de calcio inhibidor" denomina en este contexto carbonato de calcio, que como aditivo en polímeros ralentiza la degradación térmica, en particular la degradación catalizada por ácidos, del polímero en comparación con el mismo polímero sin aditivo, en el mejor de los casos suprime completamente.

La forma de las partículas de carbonato de calcio que van a ser recubiertas, en particular de las partículas de carbonato de calcio precipitado, no está sujeta al respecto a otras limitaciones y puede ser ajustada al propósito concreto de aplicación. Sin embargo, preferiblemente se usan partículas escalenoédricas, romboédricas, en forma de agujas, en forma de plaquetas o en forma de esferas (esféricas).

En el marco de una realización preferida de modo muy particular de la presente invención, en un implante se usan las partículas esféricas de carbonato de calcio precipitado, puesto que normalmente estas exhiben un perfil isotrópico de propiedades. De acuerdo con ello, la composición se distingue de manera apropiada así mismo por un perfil de propiedades tan isotrópico como sea posible.

De acuerdo con la invención, el concepto "partículas de carbonato de calcio" comprende también fragmentos (trozos) de partículas que son obtenibles por ejemplo mediante molienda del carbonato de calcio. La fracción de los fragmentos, en particular de los fragmentos esféricos es sin embargo preferentemente menor que 95%, preferiblemente menor que 75%, de modo particular preferiblemente menor que 50%, en particular menor que 25%, referida en cada caso al peso total de carbonato de calcio preferentemente precipitado.

La relación de aspecto (relación de lados) del carbonato de calcio, en particular de las partículas de carbonato de calcio precipitado, es preferentemente menor que 5, preferiblemente menor que 4, de modo particular preferiblemente menor que 3, de modo favorable menor que 2, aún más preferiblemente menor que 1,5, de modo muy particular preferiblemente en el intervalo de 1,0 a 1,25, preferentemente menor que 1,1, en particular menor que 1,05.

La relación de aspecto (relación de lados) del carbonato de calcio, en especial de las partículas de carbonato de calcio precipitado, denomina en este contexto el cociente de los diámetros máximo y mínimo de partícula. Es determinada preferentemente por medio de fotografías del microscopio electrónico, como valor medio (promedio aritmético). En este contexto, para partículas esféricas de carbonato de calcio se consideran preferentemente sólo partículas con un tamaño en el intervalo de 0,1 pm a 40,0 pm, en particular en el intervalo de 0,1 pm a 30,0 pm. Para partículas romboédricas de carbonato de calcio se consideran preferentemente sólo partículas con un tamaño en el intervalo de 0,1 pm a 30,0 pm, en particular en el intervalo de 0,1 pm a 20,0 pm. Para otras partículas de carbonato de calcio se consideran preferentemente sólo partículas con un tamaño en el intervalo de 0,1 pm a 2,0 pm.

Además, preferentemente por lo menos 90 %, de modo favorable por lo menos 95 % de todas las partículas, exhibe una relación de aspecto (relación de lados) menor que 5, preferiblemente menor que 4, de modo particular preferiblemente menor que 3, de modo favorable menor que 2, aún más preferiblemente menor que 1,5, de modo muy particular preferiblemente en el intervalo de 1,0 a 1,25, preferentemente menor que 1,1, en particular menor que 1,05.

De modo muy particular son favorables además las partículas esféricas de carbonato de calcio.

De acuerdo con la invención, las partículas preferentemente esféricas de carbonato de calcio están presentes de manera apropiada predominantemente en forma individual. Además, se aceptan desviaciones pequeñas de la forma perfecta de partícula, en particular de la forma esférica perfecta, en tanto las propiedades de la partícula no se modifiquen fundamentalmente. De este modo, las superficies de las partículas pueden exhibir defectos ocasionales o deposiciones adicionales.

En el marco de una variante preferida de modo particular de la presente invención, las partículas de carbonato de calcio, en particular las partículas de carbonato de calcio precipitado, son preferentemente esféricas y esencialmente amorfas. El concepto "amorfo" denomina en este pasaje aquellas modificaciones de carbonato de calcio, en las cuales los átomos al menos parcialmente no forman estructuras ordenadas, sino un patrón irregular y por ello sólo disponen de un ordenamiento de corto alcance, pero no de un ordenamiento de largo alcance. De ellas se diferencian las modificaciones cristalinas del carbonato de calcio, como por ejemplo calcita, vaterita y aragonita, en las cuales los átomos exhiben un ordenamiento de corto y también largo alcance.

Sin embargo, en el marco de esta variante preferida de la presente invención, no se excluye categóricamente la presencia de componentes cristalinos. Sin embargo, preferentemente la fracción de carbonato de calcio cristalino es menor que 50 % en peso, de modo particular preferiblemente menor que 30 % en peso, de modo muy particular preferiblemente menor que 15 % en peso, en particular menor que 10 % en peso. En el marco de una variante preferida de modo particular de la presente invención, la fracción de carbonato de calcio cristalino es menor que 8,0 % en peso, preferiblemente menor que 6,0 % en peso, de modo apropiado es menor que 4,0 % en peso, de modo particular preferiblemente menor que 2,0 % en peso, de modo muy particular preferiblemente menor que 1,0 % en peso, en particular menor que 0,5 % en peso, referida en cada caso al peso total del carbonato de calcio.

Para la determinación de las fracciones amorfa y cristalina ha probado dar buen resultado de modo muy particular la difracción Rontgen con un estándar interno, preferentemente cuarzo, en unión con un refinamiento de Rietveld. En el marco de esta forma de realización preferida de la presente invención, las partículas de carbonato de calcio preferentemente amorfas son estabilizadas de modo favorable mediante por lo menos una sustancia, en particular por lo menos una sustancia con actividad superficial, que está dispuesta preferentemente sobre la superficie de las partículas preferentemente esféricas de carbonato de calcio. En el sentido de la presente invención, "sustancias con actividad superficial" denominan de modo apropiado compuestos orgánicos, que se concentran fuertemente desde su solución en interfaces (partículas de agua/carbonato de calcio) y por ello disminuyen la tensión superficial, preferentemente medida a 25°C. Para otros detalles, remitirse a la literatura especializada, en particular a Rompp-Lexikon Chemie / ed. Jürgen Falbe; Manfred Regitz. Bearb. von Eckard Amelingmeier; Stuttgart, Nueva York; Thieme; volumen 2: Cm-G; 10a edición (1997); palabras claves: "grenzflachenaktive Stoffe".

Preferentemente la sustancia, en particular la sustancia con actividad superficial, exhibe una masa molar mayor que 100 g/mol, preferiblemente mayor que 125 g/mol, en particular mayor que 150 g/mol, satisface la fórmula R-Xn. El radical R representad al respecto un radical que comprende por lo menos 1, preferentemente por lo menos 2, preferiblemente por lo menos 4, de modo particular preferiblemente por lo menos 6, en particular por lo menos 8, átomos de carbono, preferentemente representa un radical alifático o cicloalifático, el cual dado el caso puede comprender otros radicales X y el cual dado el caso puede exhibir uno o varios enlaces éter.

El radical X representa un grupo que comprende por lo menos un átomo de oxígeno así como por lo menos un átomo de carbono, átomo de azufre, átomo de fósforo y/o átomo de nitrógeno, preferiblemente por lo menos un átomo de fósforo y/o por lo menos un átomo de carbono. De modo particular se prefieren los siguientes grupos:

Grupos ácido carboxílico -COOH,

grupos carboxilato ~COO',

grupos ácido sulfónico ~SOaH,

grupos sulfonato ~SO³',

grupos hidrogenosulfato -O SO ³H,

grupos sulfato -O SO ³',

grupos ácido fosfónico -P O ³H²,

grupos fosfonato ~PO³H-, ~PO³2',

grupos amino ~NR1R2 y

grupos amonio ~N+R1R2R3,

en particular grupos ácido carboxílico, grupos carboxilato, grupos ácido fosfónico y grupos fosfonato.

En este contexto, los radicales R1, R2 y R3 representan, independientemente uno de otro, hidrógeno o un grupo alquilo con 1 a 5 átomos de carbono. Uno de los radicales R1, R2 y R3 puede ser también un radical R.

Los iones contrarios preferidos para los aniones mencionados anteriormente son cationes metálicos, en particular cationes de metales alcalinos, preferiblemente Na+ y K+, así como iones amonio.

Los iones contrarios preferidos para los cationes mencionados anteriormente son iones hidroxilo, iones hidrogenocarbonato, iones carbonato, iones hidrogenosulfato, iones sulfato e iones halogenuro, en particular iones cloruro y bromuro.

n representa un número preferentemente entero en el intervalo de 1 a 20, preferiblemente en el intervalo de 1 a 10, en particular en el intervalo de 1 a 5.

Para el propósito de la presente invención, las sustancias particularmente adecuadas comprenden ácidos alquilcarboxílicos, alquilcarboxilatos, ácidos alquilsulfónicos, alquilsulfonatos, alquilsulfatos, alquiletersulfatos con preferentemente 1 a 4 unidades de etilenglicoléter, etoxilatos de alcohol graso con preferentemente 2 a 20 unidades de etilenglicol, alquilfenoletoxilatos, ácidos alquilfosfónicos dado el caso sustituidos, alquilfosfonatos dado el caso sustituidos, ésteres de ácidos grasos y sorbitano, alquilpoliglucósidos, N-metilglucamidas, homo- y copolímeros del ácido acrílico así como sus correspondientes formas salinas y copolímeros de bloque.

Un primer grupo de sustancias ventajosas de modo muy particular son ácidos alquilfosfónicos dado el caso sustituidos, en particular ácido-(metilenfosfónico), ácido 1-hidroxietilen-( 1,1 -difosfónico), ácido etilendiamino-tetra-(metilenfosfónico), ácido hexametilendiamino-tetra-(metilenfosfónico), ácido dietilentriamino-penta-(metilenfosfónico), así como alquilfosfonatos dado el caso sustituidos, en particular de los ácidos mencionados anteriormente. Estos compuestos son conocidos como agentes multifuncionales de secuestración para iones metálicos e inhibidores de piedra.

Además, de modo particular se han probado también homo- y copolímeros, preferiblemente homopolímeros del ácido acrílico así como sus correspondientes formas de sal, en particular aquellos que exhiben un promedio ponderado de peso molecular en el intervalo de 1.000 g/mol - 10.000 g/mol.

Además, es particularmente favorable el uso de copolímeros de bloque, preferiblemente de copolímeros de bloque doblemente hidrofílicos, en particular de óxido de polietileno u oxido de polipropileno.

La fracción de las sustancias preferidas con actividad superficial puede ser elegida en principio libremente y puede ser ajustada de modo focalizado para la respectiva aplicación. Sin embargo, está preferentemente en el intervalo de 0,1 % en peso a 5,0 % en peso, en particular en el intervalo de 0,3 % en peso a 1,0 % en peso, referida al contenido de carbonato de calcio de las partículas.

La preparación de las partículas de carbonato de calcio preferentemente esféricas, preferentemente amorfas, puede ocurrir de manera de por sí conocida por ejemplo mediante hidrólisis de dialquilcarbonato o de alquilencarbonato en una solución que comprende cationes de calcio.

La preparación de partículas esféricas no estabilizadas de carbonato de calcio es descrita en detalle por ejemplo en el documento WO 2008/122358, cuya divulgación, en particular respecto a la variante particularmente apropiada de la fabricación de tales partículas esféricas, no estabilizadas de carbonato de calcio, es incorporada en esta memoria explícitamente mediante referencia.

La hidrólisis del dialquilcarbonato o del alquilencarbonato es ejecutada apropiadamente en presencia de un hidróxido. Para el propósito de la presente invención, las sustancias preferidas que comprenden iones Ca2+, son halogenuros de calcio, preferiblemente CaCh, CaBr², en particular CaCh, así como hidróxidos de calcio. En el marco de una primera forma de realización preferida de modo particular de la presente invención, se usa CaCh. En la otra forma de realización preferida de modo particular de la presente invención se usa Ca(OH)².

En el marco de una primera forma de realización preferida de modo particular de la presente invención, se usa un dialquilcarbonato. Los dialquilcarbonatos adecuados de modo particular comprenden 3 a 20, preferiblemente 3 a 9, átomos de carbono, en particular dimetilcarbonato, dietilcarbonato, di-n-propilcarbonato, di-isopropilcarbonato, di-nbutilcarbonato, di-sec-butilcarbonato y di-tert.-butilcarbonato, en los que en este contexto se prefiere es muy particularmente dimetilcarbonato.

En otra forma de realización preferida de modo particular de la presente invención se lleva a reacción un alquilencarbonato. Los alquilencarbonatos particularmente apropiados comprenden 3 a 20, preferiblemente 3 a 9, de modo particular preferiblemente 3 a 6, átomos de carbono e incluyen en particular aquellos compuestos que comprenden un anillo de 3 a 8, preferiblemente 4 a 6, en particular 5 átomos, con preferentemente 2 átomos de oxígeno y aparte de ello, átomos de carbono. En este contexto se ha aprobado de modo muy particular el propilencarbonato (4-metil-1,3-dioxolano).

Como hidróxidos se han probado como particularmente adecuados los hidróxidos de metales alcalinos, en particular NaOH, hidróxido de calcio. En el marco de una primera forma de realización preferida de modo particular de la presente invención, se usa NaOH. En el marco de otra forma de realización preferida de modo particular de la presente invención, se usa Ca(OH)².

Además, la relación molar de Ca2+, preferiblemente de cloruro de calcio, a OH', preferiblemente hidróxido de metal alcalino, en la mezcla de reacción es preferentemente mayor que 0,5:1 y de modo particular preferiblemente en el intervalo de > 0,5:1 a 1:1, en particular en el intervalo de 0,6:1 a 0,9:1.

La relación molar de Ca2+, preferiblemente de cloruro de calcio, a dialquilcarbonato y/o alquilencarbonato en la mezcla de reacción está de modo favorable en el intervalo de 0,9:1,5 a 1,1:1, de modo particular preferiblemente en el intervalo de 0,95:1 a 1:0,95. En el marco de una variante apropiada de modo muy particular de la presente invención, se usan el dialquilcarbonato y/o el alquilencarbonato y el Ca2+, en particular el cloruro de calcio, de modo equimolar.

En el marco de una primera variante preferida de modo muy particular de la presente invención, no se usa Ca(OH⁾²como fuente de OH-. Al respecto, se usan los componentes para la transformación, de modo favorable en las siguientes concentraciones:

a) Ca2+: >10 mmol/l a 50 mmol/l, preferiblemente 15 mmol/l a 45 mmol/l, en particular 17 mmol/l a 35 mmol/l; b) dialquilcarbonato y/o alquilencarbonato: >10 mmol/l a 50 mmol/l, preferiblemente 15 mmol/l a 45 mmol/l, en particular 17 mmol/l a 35 mmol/l;

c) OH-: 20 mmol/l a 100 mmol/l, preferiblemente 20 mmol/l a 50 mmol/l, de modo particular preferiblemente 25 mmol/l a 45 mmol/l, en particular 28 mmol/l a 35 mmol/l.

Los respectivos datos de concentraciones se refieren al respecto a las concentraciones de los componentes mencionados en la mezcla de reacción.

En el marco de otra variante preferida de modo muy particular de la presente invención, se usa Ca(OH)², preferiblemente lechada de cal, en particular lechada saturada de cal, como fuente de OH-. Al respecto, se usan componentes para la reacción de modo favorable en las siguientes concentraciones:

a) Ca(OH)²: >5 mmol/l a 25 mmol/l, preferiblemente 7,5 mmol/l a 22,5 mmol/l, en particular 8,5 mmol/l a 15,5 mmol/l;

b) dialquilcarbonato y/o alquilencarbonato: >5 mmol/l a 25 mmol/l, preferiblemente 7,5 mmol/l a 22,5 mmol/l, en particular 8,5 mmol/l a 15,5 mmol/l.

Los respectivos datos de concentración se refieren al respecto a las concentraciones de los componentes mencionados en la mezcla de reacción.

La reacción de los componentes es ejecutada preferentemente a una temperatura en el intervalo de 15°C a 30°C. El tamaño concreto de las partículas de carbonato de calcio puede ser controlado de manera de por sí conocida mediante la sobresaturación.

Las partículas de carbonato de calcio precipitan desde la mezcla de reacción bajo las condiciones mencionadas anteriormente.

La estabilización de las partículas preferentemente amorfas de carbonato de calcio ocurre de manera apropiada mediante adición de la sustancia preferida que tiene actividad superficial, a la mezcla de reacción.

Al respecto, esta adición de la sustancia debería ocurrir sólo después del inicio de la reacción para la formación de las partículas de carbonato de calcio, es decir, sólo después de la adición de los reactivos, preferentemente como muy temprano 1 minuto, preferiblemente como muy temprano 2 minutos, de modo apropiado como muy temprano 3 minutos, de modo particular preferiblemente como muy temprano 4 minuto, en particular como muy temprano 5 minutos, después de la mezcla de los reactivos. Además, el momento de adición debería ser elegido de modo que la sustancia preferida con actividad superficial fue un se añadida poco antes del final de la precipitación y tan poco tiempo como fuese posible antes del inicio de la transformación del carbonato de calcio preferiblemente amorfo, en unas modificaciones cristalinas, puesto que de este modo se maximiza el rendimiento y la pureza de las "partículas amorfas esféricas estabilizadas de carbonato de calcio". Si la adición de la sustancia preferida con actividad superficial ocurre más temprano, entonces por regla general se obtiene un producto bimodal que, aparte de las partículas amorfas esféricas estabilizadas de carbonato de calcio deseadas, comprende como producto secundario partículas amorfas ultrafinas de carbonato de calcio. Si la adición de la sustancia preferida con actividad superficial ocurre más tarde, entonces ya la transformación de las "partículas estabilizadas de carbonato de calcio" deseadas es desplegada en modificaciones cristalinas.

Por esta razón, la sustancia preferida con actividad superficial es añadida preferentemente a un valor de pH menor que es igual a 11,5, preferiblemente menor que es igual a 11,3, en particular menor que o igual a 11,0. Es particularmente favorable una adición a un valor de pH en el intervalo de 11,5 a 10,0, preferiblemente en el intervalo de 11,3 a 10,5, en particular en el intervalo de 11,0 a 10,8, medido en cada caso a la temperatura de reacción, preferentemente a 25°C.

Las partículas amorfas, preferentemente esféricas, estabilizadas de carbonato de calcio resultantes pueden ser drenadas por ejemplo mediante centrifugación y secadas de manera de por sí conocida. Ya no es absolutamente necesario un lavado con acetona y/o un secado en la cámara de secado al vacío.

Mediante secado, a partir de las "partículas estabilizadas de carbonato de calcio" son obtenibles "partículas de carbonato de calcio con bajo contenido de agua estructural'.

Para el propósito de la presente invención, las partículas de carbonato de calcio obtenidas son secadas preferentemente de modo que exhiben el contenido deseado de agua residual. Para ello ha probado dar buen resultado de modo particular un procedimiento en el cual se secan previamente las partículas de carbonato de calcio, preferentemente primero a una temperatura de hasta 150°C y a continuación se secan las partículas de carbonato de calcio preferentemente a una temperatura en el intervalo de mayor que 150°C a 250°C, preferiblemente en el intervalo de 170°C a 230°C, de modo particular preferiblemente en el intervalo de 180°C a 220°C, en particular en el intervalo de 190°C a 210°C. El secado ocurre preferentemente en la cámara de secado con convección de aire. Al respecto, las partículas de carbonato de calcio son secadas de modo apropiado por lo menos 3 h, de modo particular preferiblemente por lo menos 6 h, en particular por lo menos 20 h.

En el marco de otra variante preferida de modo particular de la presente invención, las partículas de carbonato de calcio precipitadas preferidas son esencialmente cristalinas, en particular esencialmente calcíticas. Sin embargo, en el marco de esta variante preferida de la presente invención no se excluye categóricamente la presencia de otros componentes, en particular de componentes amorfos. Sin embargo, preferentemente la fracción de las otras modificaciones no cristalinas de carbonato de calcio es menor que 50 % en peso, de modo particular preferiblemente menor que 30 % en peso, de modo muy particular preferiblemente menor que 15 % en peso, en particular menor que 10 % en peso. Además, la fracción de las modificaciones no calcíticas de carbonato de calcio es preferentemente menor que 50 % en peso, de modo particular preferiblemente menor que 30 % en peso, de modo muy particular preferiblemente menor que 15 % en peso, en particular menor que 10 % en peso.

Para la determinación de las fracciones amorfa y cristalina ha probado dar buen resultado de modo muy particular la difracción Rontgen con un estándar interno, preferentemente oxido de aluminio, en unión con un refinamiento de Rietveld.

El promedio de diámetro de las partículas de carbonato de calcio está preferentemente en el intervalo de 0,01 pm a 1.0 mm, preferiblemente en el intervalo de 0,05 pm a 50,0 pm, en particular en el intervalo de 2,5 pm a 30,0 pm.

En el marco de una forma de realización preferida de modo particular de la presente invención, el promedio de diámetro de las partículas de carbonato de calcio es mayor que 3,0 pm, preferentemente mayor que 4,0 pm, de modo apropiado mayor que 5,0 pm, de modo más apropiado mayor que 6,0 pm, preferiblemente mayor que 7,0 pm, de modo particular preferiblemente mayor que 8,0 pm, aún más preferiblemente mayor que 9,0 pm, de modo muy particular preferiblemente mayor que 10,0 pm, aún más preferiblemente mayor que 11,0 pm, sobre todo mayor que 12,0 pm, en particular mayor que 13,0 pm.

Para partículas de carbonato de calcio en forma de escaleno el promedio de diámetro de las partículas de carbonato de calcio está de modo favorable en el intervalo de 0,05 pm a 5,0 pm, preferiblemente en el intervalo de 0,05 pm a 2,0 pm, preferentemente menor que 1,75 pm, de modo particular preferiblemente menor que 1,5 pm, en particular menor que 1,2 pm. Además, en este caso el promedio de tamaño de partícula es de modo favorable mayor que 0,1 pm, preferentemente mayor que 0,2 pm, en particular mayor que 0,3 pm.

Además han probado dar buen resultado de modo particular también las partículas escalenoédricas de carbonato de calcio, que exhiben un promedio de diámetro de partículas de carbonato de calcio de modo favorable en el intervalo de 1,0 pm a 5,0 pm, preferentemente menor que 4,5 pm, de modo particular preferiblemente menor que 4,0 pm, en particular menor que 3,5 pm. Además, en este caso el promedio de tamaño de partícula es de modo favorable mayor que 1,5 pm, preferentemente mayor que 2,0 pm, en particular mayor que 3,0 pm.

Para partículas romboédricas de carbonato de calcio, el promedio de diámetro de las partículas de carbonato de calcio está de modo favorable en el intervalo de 0,05 pm a 30,0 pm, preferiblemente en el intervalo de 0,05 pm a 2,0 pm, preferentemente menor que 1,75 pm, de modo particular preferiblemente menor que 1,5 pm, en particular menor que 1,2 pm. Además, en este caso el promedio de tamaño de partícula es de modo favorable mayor que 0,1 pm, preferentemente mayor que 0,2 pm, en particular mayor que 0,3 pm.

Además, han probado dar buen resultado también de modo particular partículas romboédricas de carbonato de calcio, que exhiben un promedio de diámetro de modo favorable en el intervalo de 1,0 pm a 30,0 pm, preferiblemente en el intervalo de 1,0 pm a 20,0 pm, preferentemente menor que 18,0 pm, de modo particular preferiblemente menor que 16.0 pm, en particular menor que 14,0 pm. Además, en este caso el promedio de tamaño de partícula es de modo favorable mayor que 2,5 pm, preferentemente mayor que 4,0 pm, en particular mayor que 6,0 pm.

Para partículas en forma de aguja de carbonato de calcio el promedio de diámetro de las partículas de carbonato de calcio está de modo favorable en el intervalo de 0,05 pm a 2,0 pm, preferentemente menor que 1,5 pm, de modo particular preferiblemente menor que 1,0 pm, en particular menor que 0,75 pm. Además, en este caso el promedio de tamaño de partícula es de modo favorable mayor que 0,1 pm, preferentemente mayor que 0,2 pm, en particular mayor que 0,3 pm.

Para partículas en forma de aguja de sal de calcio, en particular partículas en forma de aguja de carbonato de calcio, la relación de aspecto de las partículas es preferentemente mayor que 2, preferiblemente mayor que 5, de modo particular preferiblemente mayor que 10, en particular mayor que 20. Además, la longitud de las agujas está preferentemente en el intervalo de 0,1 pm a 100,0 pm, preferiblemente en el intervalo de 0,3 pm a 85,0 pm, en particular en el intervalo de 0,5 pm a 70,0 pm.

Para partículas en forma de plaqueta de carbonato de calcio el promedio de diámetro de las partículas de carbonato de calcio está de modo favorable en el intervalo de 0,05 pm a 2,0 pm, preferentemente menor que 1,75 pm, de modo particular preferiblemente menor que 1,5 pm, en particular menor que 1,2 pm. Además, en este caso el promedio de tamaño de partícula es de modo favorable mayor que 0,1 pm, preferentemente mayor que 0,2 pm, en particular mayor que 0,3 pm.

Para partículas esferolíticas (en forma de esfera) de carbonato de calcio el promedio de diámetro de las partículas de carbonato de calcio es de modo apropiado mayor que 2,5 pm, de modo favorable mayor que 3,0 pm, preferiblemente mayor que 4,0 pm, de modo particular preferiblemente mayor que 5,0 pm, en particular mayor que 6,0 pm. Además, el promedio de tamaño de partícula es de modo apropiado menor que 30,0 pm, de modo favorable menor que 20,0 pm, preferiblemente menor que 18,0 pm, de modo particular preferiblemente menor que 16,0 pm, en particular menor que 14,0 pm.

Los promedios de tamaño de partícula mencionados anteriormente para las partículas de carbonato de calcio son determinados en el marco de la presente invención de modo apropiado mediante evaluación de fotografías en microscopio electrónico en cuadrícula (fotografías REM), en las que preferentemente se consideran sólo partículas con un tamaño de por lo menos 0,01 pm y se forma un promedio aritmético sobre preferentemente por lo menos 20, de modo particular preferiblemente por lo menos 40 partículas. Además también han probado dar buen resultado de modo particular procedimientos de análisis por sedimentación, sobre todo para partículas en forma de aguja de carbonato de calcio, en los que en este contexto es particularmente ventajoso el uso de un Sedigraph 5100 (Micromeritics GmbH).

Para partículas no esféricas de carbonato de calcio, preferentemente se asigna al tamaño de partícula de esfera equivalente.

La distribución de tamaño de las partículas de carbonato de calcio es comparativamente estrecha y preferentemente de modo que por lo menos 90,0 % en peso de todas las partículas de carbonato de calcio exhiben un diámetro de partícula en el intervalo de promedio de diámetro de partícula -50 %, preferiblemente en el intervalo de promedio de diámetro de partícula -40 %, en particular en el intervalo de promedio de diámetro de partícula -30 %, a promedio de diámetro de partícula 70 %, preferiblemente promedio de diámetro de partícula 60 %, en particular promedio de diámetro de partícula 50 %. Al respecto, la distribución de tamaño es determinada preferentemente por medio de microscopía de túnel de rejilla.

El factor de forma de las partículas de carbonato de calcio, definido actualmente como el cociente del diámetro mínimo de partícula y el diámetro máximo de partícula, es de modo apropiado para por lo menos 90 %, de modo favorable para por lo menos 95 % de todas las partículas, mayor que 0,90, de modo particular preferiblemente mayor que 0,95. En este contexto, para partículas esféricas de carbonato de calcio preferentemente se consideran sólo partículas con un tamaño de partícula en el intervalo de 0,1 pm a 30,0 pm. Para partículas romboédricas de carbonato de calcio se consideran preferentemente sólo partículas con un tamaño de partícula en el intervalo de 0,1 pm a 20,0 pm. Para otras partículas de carbonato de calcio se consideran preferentemente sólo partículas con un tamaño de partícula en el intervalo de 0,1 pm a 2,0 pm.

Las partículas de carbonato de calcio se distinguen de modo favorable además por un contenido de agua comparativamente bajo. Exhiben, referido a su peso total, de manera apropiada un contenido de agua (resto de humedad a 200°C) de máximo 5,0 % en peso, preferentemente de máximo 2,5 % en peso, preferiblemente de máximo 1.0 % en peso, de modo particular preferiblemente de máximo 0,5 % en peso, aún más preferiblemente menor que 0,4 % en peso, de modo más apropiado menor que 0,3 % en peso, de modo favorable menor que 0,2 % en peso, en particular en el intervalo de >0,1 % en peso a <0,2 % en peso.

En el marco de la presente invención el contenido de agua de las partículas de sal de calcio, en particular de las partículas de carbonato de calcio, es determinado preferentemente por medio de termogravimetría o por medio de un secador infrarrojo rápido, por ejemplo MA35 o MA45 de la compañía Sartorius o aparato de medición por halógeno HB43 de la compañía Mettler, en los que la medición es ejecutada preferentemente bajo nitrógeno (cantidad de flujo transversal de nitrógeno preferiblemente 20 ml/min) y de modo apropiado en el intervalo de temperatura de 40°C o menos a 250°C o más alta. Además, la medición ocurre preferentemente a una tasa de calentamiento de 10°C/min.

La superficie específica de las partículas de carbonato de calcio está preferentemente en el intervalo de 0,1 m2/g a 100 m2/g, de modo particular preferiblemente en el intervalo de 0,1 m2/g a 20,0 m2/g, en particular en el intervalo de 4.0 m2/g a 12,0 m2/g. Para partículas romboédricas de carbonato de calcio, en el marco de una variante de la presente invención preferida de modo particular, la superficie específica es menor que 1,0 m2/g, preferiblemente menor que 0,75 m2/g, en particular menor que 0,5 m2/g, en las que el promedio de diámetro de las partículas romboédricas de carbonato de calcio es de modo favorable mayor que 2,5 |jm, preferentemente mayor que 4,0 |jm, en particular mayor que 6,0 jm .

Para partículas esféricas de carbonato de calcio en el marco de una variante preferida de modo particular de la presente invención, la superficie específica es menor que 3,0 m2/g, preferiblemente menor que 2,0 m2/g, en particular menor que 1,5 m2/g. Además, en este caso la superficie específica es de modo favorable mayor que 0,25 m2/g, preferentemente mayor que 0,5 m2/g, en particular mayor que 0,75 m2/g.

En este contexto, de modo muy particular se prefieren partículas de carbonato de calcio cuya superficie específica permanece relativamente constante durante un secado y varía preferentemente en máximo 200 %, preferiblemente en máximo 150 %, en particular en máximo 100 %, referido en cada caso al valor de partida.

El carácter básico de las partículas de carbonato de calcio es comparativamente bajo. Su valor de pH, medido de acuerdo con EN ISO 787-9, es preferentemente menor que 11,5, preferiblemente menor que 11,0, en particular menor que 10,5.

La fabricación de las partículas esféricas preferidas de carbonato de calcio puede ocurrir mediante la carbonatación de una suspensión acuosa de hidróxido de calcio (Ca(OH)²). Para ello, se conduce de manera apropiada CO²o una mezcla que contiene gas CO², a una suspensión de hidróxido de calcio.

De modo particular ha probado dar buen resultado un procedimiento en el cual

a. Se coloca una suspensión acuosa de hidróxido de calcio,

b. en la suspensión de la etapa a. se introduce dióxido de carbono o una mezcla gaseosa que contiene dióxido de carbono y

c. se separan las partículas formadas de carbonato de calcio,

en el cual además se añade 0,3 % en peso a 0,7 % en peso, preferiblemente 0,4 % en peso a 0,6 % en peso, en particular 0,45 % en peso a 0,55 % en peso, de por lo menos un ácido aminotrialquilenfosfónico.

La concentración de la suspensión de hidróxido de calcio no está sometida a limitaciones particulares. De modo particular sin embargo es favorable una concentración en el intervalo de 1 g de CaO/l a 100 g de CaO/l, preferiblemente en el intervalo de 10 g de CaO/l a 90 g de CaO/l, en particular en el intervalo de 50 g de CaO/l a 80 g de CaO/l. Como ácido aminotrialquilenfosfónico se añade preferentemente ácido aminotrimetilenfosfónico, ácido aminotrietilenfosfónico, ácido aminotripropilenfosfónico y/o ácido aminotributilenfosfónico, en particular ácido aminotrimetilenfosfónico.

El rendimiento de la reacción puede ser controlado mediante la cantidad de CO²introducido. Sin embargo, la introducción de dióxido de carbono o la mezcla gaseosa que tiene dióxido de carbono es ejecutada preferentemente hasta que la mezcla de reacción exhibe un valor de pH menor que 9, preferiblemente menor que 8, en particular menor que 7,5.

Además, el dióxido de carbono o la mezcla gaseosa que tiene dióxido de carbono es introducido de manera apropiada en la suspensión de hidróxido de calcio con una cantidad de flujo transversal de gas en el intervalo de 0,02 l de CO²/ (h*g Ca(OH)²) a 2,0 l de CO²/ (h*g Ca(OH)²), preferiblemente en el intervalo de 0,04 l de CO²/ (h*g Ca(OH)²) a 1,0 l de CO²/ (h*g Ca(OH)²), de modo particular preferiblemente en el intervalo de 0,08 l de CO²/ (h*g Ca(OH)²) a 0,4 l de CO²/ (h*g Ca(OH)²), en particular en el intervalo de 0,12 l de CO²/ (h*g Ca(OH)²) a 0,2 l de CO²/ (h*g Ca(OH)²). Aparte de ello, la reacción de la suspensión de hidróxido de calcio con el dióxido de carbono o la mezcla gaseosa que tiene dióxido de carbono ocurre preferentemente a una temperatura menor que 25°C, preferiblemente menor que 20°C, en particular menor que 15°C. Por otro lado, la temperatura de reacción es preferentemente mayor que 0°C, preferiblemente mayor que 5°C, en particular mayor que 7°C.

La adición del por lo menos un ácido aminotrialquilenfosfónico ocurre de manera apropiada en el curso de la reacción, preferiblemente después de una caída abrupta del valor de conductividad de la mezcla de reacción. De modo apropiado se añade el por lo menos un ácido aminotrialquilenfosfónico, una vez la conductividad de la mezcla de reacción cae en más de 0,5 mS/cm/min. La reducción del valor de conductividad de la mezcla de reacción es al respecto preferentemente por lo menos 0,25 mS/cm en un período de 30 segundos, en particular por lo menos 0,5 mS/cm en un periodo de 60 segundos. En el marco de una forma de realización preferida de modo particular de la presente invención, la adición del por lo menos un ácido aminotrialquilenfosfónico ocurre al final de la precipitación del carbonato básico de calcio (BCC; 2CaCO3*Ca(OH)2*nH2O).

Las partículas de carbonato de calcio precipitan desde la mezcla de reacción bajo las condiciones mencionadas anteriormente y pueden ser separadas y secadas de manera de por sí conocida.

En el marco de una forma de realización preferida de la presente invención, la composición de acuerdo con la invención contiene una mezcla que comprende carbonato de calcio inhibidor y otras sales de calcio, en particular fosfato de calcio, en particular Ca³(PO⁴)², CaHPO⁴, Ca(H²PO⁴⁾²y/o Ca⁵(PO⁴)³(OH). La relación en peso de carbonato de calcio a fosfato de calcio está al respecto preferentemente en el intervalo de 99:1 a 1:99, en particular en el intervalo de 50:50 a 99:1.

En el marco de la presente invención, el carbonato de calcio inhibidor es obtenible mediante un procedimiento en el cual se recubren partículas de carbonato de calcio con una composición que, referida en cada caso a su peso total, comprende una mezcla de por lo menos 0,1 % en peso de por lo menos de un formador de complejo de calcio y/o por lo menos una base conjugada, que es una sal de metal alcalino o de calcio de un ácido débil, conjuntamente con por lo menos 0,1 % en peso de por lo menos un ácido débil.

Los aniones del formador de complejo de calcio y de la base conjugada pueden ser iguales, aunque esto no es un requerimiento obligatorio.

Como formadores de complejo de calcio han probado ser muy particularmente ventajosos los fosfatos de sodio, es decir, sales de sodio de ácidos fosfóricos, en particular sales de sodio de ácido ortofosfórico, ácido metafosfórico y ácido polifosfórico. Los fosfatos de sodio preferidos comprenden ortofosfatos de sodio, como dihidrogenofosfato primario de sodio NaH²PO⁴, dihidrogenofosfato secundario sodio Na²HPO⁴y trifosfato terciario de trisodio Na³PO⁴; isopolifosfatos de sodio, como difosfato de tetrasodio (pirofosfato de sodio) Na⁴P²O⁷, pentatrifosfato de pentasodio (tripolifosfato de sodio) Na⁵P³O-i⁰; así como fosfatos de sodio de alto peso molecular, como metafosfatos de sodio y polifosfatos de sodio, como fosfatos fundidos o recocidos, sal de Graham (composición aproximada Na²O*P²O⁵, denominado ocasionalmente también como hexametafosfato de sodio), sal de Kurrol y sal de Maddrell. De modo muy particular preferiblemente, de acuerdo con la invención se usa hexametafosfato de sodio. El uso de los fosfatos mencionados anteriormente es particularmente ventajoso en particular en composiciones para aplicaciones en la técnica de la medicina, puesto que en este caso los fosfatos promueven la formación de huesos.

Otros formadores de complejo de calcio adecuados incluyen conjuntamente ligandos polidentados, que forman quelatos, en particular ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), trietilentetramina, dietilentriamina, o-fenantarolina, ácido oxálico y mezclas de ellos.

Para el propósito de la presente invención, los ácidos débiles adecuados de modo particular exhiben un valor pKa, medido a 25°C, mayor que 1,0, preferiblemente mayor que 1,5, en particular mayor que 2,0. Simultáneamente, el valor de pKa de ácidos débiles adecuados, medido a 25°C, es preferentemente menor que 20,0, preferiblemente menor que 10,0, de modo particular preferiblemente menor que 5,0, de modo más apropiado menor que 4,0, en particular menor que 3,0. De acuerdo con la invención, los ácidos débiles adecuados de modo muy particular comprenden ácido fosfórico, ácido metafosfórico, ácido hexametafosfórico, ácido cítrico, ácido bórico, ácidos sulfurosos, ácido acético y mezclas de ellos. De modo muy particular preferiblemente, como ácido débil se usa el ácido fosfórico.

Las bases conjugadas preferidas de acuerdo con la invención incluyen sales de sodio o de calcio de los ácidos débiles mencionados anteriormente, en los que se prefiere modo muy particular hexametafosfato de sodio.

La fabricación de las partículas del carbonato de calcio inhibidor puede ocurrir de manera de por sí conocida mediante recubrimiento de partículas de carbonato de calcio con una composición, que es por lo menos un formador de complejos de calcio y/o por lo menos una base conjugada que es una sal de metal alcalino o de calcio de un ácido débil, conjuntamente con por lo menos un ácido débil.

De modo más apropiado se coloca previamente una suspensión acuosa de las partículas de carbonato de calcio que van a ser recubiertas, que, referida a su peso total, exhibe de modo favorable un contenido de partículas de carbonato de calcio en el intervalo de 1,0 % en peso a 80,0 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 5,0 % en peso a 50,0 % en peso, en particular en el intervalo de 10,0 % en peso a 25,0 % en peso.

El recubrimiento de las partículas de carbonato de calcio ocurre de modo favorable mediante adición de las sustancias mencionadas en forma pura o en solución acuosa, en el que las soluciones acuosas de los componentes mencionados han probado ser muy particularmente ventajosas de acuerdo con la invención, para alcanzar un recubrimiento tan homogéneo como es posible de las partículas de carbonato de calcio.

Además, en el marco de la presente invención es de modo particular favorable, añadir el formador de complejo de calcio y/o la base conjugada, que es una sal de metal alcalino o de calcio de un ácido débil, antes del ácido débil.

El formador de complejo de calcio o la base conjugada son usados preferentemente en una cantidad en el intervalo de 0,1 parte en peso a 25,0 partes en peso, preferiblemente en el intervalo de 0,5 partes en peso a 10,0 partes en peso, en particular en el intervalo de 1,0 parte en peso a 5,0 partes en peso, referida en cada caso a 100 partes en peso de las partículas de carbonato de calcio que van a ser recubiertas. Al respecto, la cantidad de formador de complejo de calcio o de la base conjugada es elegida de modo apropiado de modo que se alcanza un recubrimiento completo de la superficie de las partículas de carbonato de calcio con el formador de complejo de calcio o de la base conjugada.

El ácido débil es usado preferentemente en una cantidad en el intervalo de 0,1 partes en peso a 30,0 partes en peso, preferiblemente en el intervalo de 0,5 partes en peso a 15,0 partes en peso, de modo particular preferiblemente en el intervalo de 1,0 parte en peso a 10,0 partes en peso, en particular en el intervalo de 4,0 partes en peso a 8,0 partes en peso, referida en cada caso a 100 partes en peso partículas de carbonato de calcio que van a ser recubiertas.

Las partículas de carbonato de calcio inhibidor obtenibles de este modo son estables en un ambiente moderadamente ácido, en lo cual esta capacidad es atribuida a un efecto amortiguador por el formador de complejo de calcio o la base conjugada absorbido o que reaccionó sobre la superficie de las partículas de carbonato de calcio y el ácido débil en solución, en lo cual la aplicación del formador de complejo de calcio y/o la base conjugada sobre la superficie de las partículas de carbonato de calcio a su vez disminuye la solubilidad de la superficie de las partículas de carbonato de calcio y con ello estabiliza las partículas de carbonato de calcio, sin que la enseñanza de la presente invención debiera estar atada a esta teoría.

La fracción en peso de las partículas del carbonato de calcio inhibidor, preferiblemente las partículas precipitadas de carbonato de calcio inhibidor, en especial las partículas esféricas de carbonato de calcio inhibidor, referida al peso total de la composición, es preferentemente por lo menos 0,1 % en peso, preferiblemente por lo menos 1,0 % en peso, de modo particular preferiblemente por lo menos 5,0 % en peso, y está de modo apropiado en el intervalo de 5,0 % en peso a 80,0 % en peso, de modo particular preferiblemente en el intervalo de 10,0 % en peso a 60,0 % en peso, de modo favorable en el intervalo de 20,0 % en peso a 50,0 % en peso. Para partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas que, referidas a la cantidad total de partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas, contienen más de 15,0 % en peso de partículas con un tamaño menor que 20 jm y/o partículas con un tamaño mayor que 250 |jm, ha probado de modo muy particular dar buen resultado una cantidad total de partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas, en el intervalo de 35,0 % en peso a 45,0 % en peso. Para partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas que, referidas a la cantidad total de partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas, contienen máximo 15.0 % en peso de partículas con un tamaño menor que 20 jm y/o partículas con un tamaño mayor que 250 jm , ha probado de modo muy particular dar buen resultado una cantidad total de partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas en el intervalo de 20,0 % en peso a 30,0 % en peso.

La fracción en peso de polímero, preferiblemente de polímero termoplástico, referida al peso total de la composición, es preferentemente por lo menos 0,1 % en peso, preferiblemente por lo menos 1,0 % en peso, de modo particular preferiblemente por lo menos 5,0 % en peso, y está de modo apropiado en el intervalo de 20,0 % en peso a 95,0 % en peso, preferiblemente en el intervalo de 40,0 % en peso a 90,0 % en peso, de modo favorable en el intervalo de 50.0 % en peso a 80,0 % en peso.

Para un implante con una composición, que contiene partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas que, referidas a la cantidad total de partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas, contiene más de 20,0 % en peso de partículas con un tamaño menor que 20 jm y/o partículas con un tamaño mayor que 250 jm , ha probado de modo muy particular dar buen resultado una cantidad total de polímero en el intervalo de 55,0 % en peso a 65,0 % en peso. Para una composición, que contiene partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas que, referidas a la cantidad total de partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas, contienen máximo 20,0 % en peso de partículas con un tamaño menor que 20 jm y/o partículas con un tamaño mayor que 250 jm , ha probado de modo muy particular dar buen resultado una cantidad total de polímero en el intervalo de 70,0 % en peso a 80,0 % en peso.

De acuerdo con una forma de realización preferida de modo particular de la presente invención, el implante con la dicha composición consiste sólo en el carbonato de calcio inhibidor y por lo menos un polímero y no contiene otros componentes. Tales composiciones satisfacen los muy estrictos estándares para productos de la técnica de medicina, que por regla general no admiten otros aditivos. Respecto a las partículas particularmente preferidas de carbonato de calcio inhibidor y los polímeros particularmente preferidos, de modo correspondiente son válidas las realizaciones anteriores.

Mediante las partículas de carbonato de calcio inhibidor, en particular por las partículas de carbonato de calcio precipitado, pueden influirse y controlarse de manera focalizada las propiedades del polímero, en particular del polímero termoplástico. De este modo, las partículas de carbonato de calcio inhibidor, en particular las partículas de carbonato de calcio precipitado, hacen posible una muy buena amortiguación y estabilización del pH del polímero, en particular del polímero termoplástico. Además mejora claramente la biocompatibilidad del polímero, en particular del polímero termoplástico, por las partículas de carbonato de calcio, en particular por las partículas de carbonato de calcio precipitado. Además se observa una clara represión de la degradación térmica del polímero, en particular del polímero termoplástico.

La dicha composición se distingue por un sobresaliente perfil de propiedades, que sugiere su aplicación en particular en procedimientos de procesamiento termoplástico, como extrusión y moldeo por inyección. Sus sobresalientes propiedades hacen posible la fabricación de productos con sobresalientes calidad de superficie y naturaleza de la superficie, así como densidad mejorada del producto. Simultáneamente, la dicha composición muestra un muy buen comportamiento de encogimiento así como una sobresaliente estabilidad dimensional. Además, se establece un mejor comportamiento de conductividad del calor.

Además, la dicha composición exhibe una isotropía comparativamente alta, que habilita una fusión extremadamente homogénea de la composición. Este comportamiento puede ser usado en procedimientos de procesamiento termoplástico para la fabricación de productos con mayor calidad, mayor densidad de producto, menor porosidad y menor número de defectos.

Además, la presencia de las partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas en la composición habilita una sobresaliente estabilización del valor de pH (amortiguación) en aplicaciones posteriores, en particular en aquellos polímeros que contienen grupos ácido o que bajo determinadas condiciones pueden liberar ácidos. A ellos pertenecen por ejemplo cloruro de polivinilo y ácido poliláctico.

Además, mediante la dicha composición pueden reemplazarse dado el caso otros materiales más costosos, para alcanzar de ese modo un abaratamiento del producto final.

De acuerdo con la invención, pueden controlarse las propiedades de la composición, en particular su capacidad para fluir, pero también la humedad de la composición y, según la necesidad, pueden ser ajustadas de modo focalizado. Por un lado, básicamente la capacidad para fluir de la composición aumenta con el aumento de la humedad, lo cual facilita la capacidad de procesamiento de la composición. Por otro lado, una mayor humedad de la composición puede conducir en particular en el procesamiento térmico de la composición, sobre todo en presencia de contaminantes y/o la presencia de partículas muy finamente divididas, a la degradación térmica o hidrólisis del polímero así como a perturbaciones del proceso.

Ante este fundamento, la humedad de la composición de acuerdo con la invención es preferentemente menor que 2,5 % en peso, preferiblemente menor que 1,5 % en peso, de modo particular preferiblemente menor que 1,0 % en peso, aún más preferiblemente menor que 0,9 % en peso, de modo favorable menor que 0,8 % en peso, de modo apropiado menor que 0,6 % en peso, de modo muy particular preferiblemente menor que 0,5 % en peso, en particular menor que 0,25 % en peso. Por otro lado, la humedad de la composición de acuerdo con la invención es preferentemente mayor que 0,000 % en peso, preferiblemente mayor que 0,010 % en peso, en particular mayor que 0,025 % en peso.

El uso del carbonato de calcio inhibidor en un implante habilita en este contexto una mejorada capacidad de procesamiento térmico de la composición hasta ese implante. La ventana de procesamiento (ventana de temperatura) es claramente mayor que aquella con el carbonato de calcio convencional y se reprime significativamente una degradación térmica o una hidrólisis de un polímero.

La humedad deseada de la composición puede ser alcanzada mediante secado previo de por sí conocido de la composición antes del procesamiento, en lo cual básicamente se recomienda un secado en el proceso de producción. Para una conducción estable del proceso, ha probado de modo muy particular ser favorable en este contexto, un secado hasta un contenido de humedad en el intervalo de 0,01 % en peso a 0,1 % en peso. Además, de modo muy particular ha aprobado buen resultado el uso de un secador al vacío por microondas.

La preparación de la dicha composición puede ocurrir de modo de por sí conocido mediante mezcla de los componentes. Esta puede ocurrir claramente antes o inmediatamente antes del procesamiento adicional de la composición hasta dar el producto final deseado. Al respecto, es ventajosa una mezcla de los componentes como muy temprano 24 h, preferiblemente como muy temprano 12 h, de modo particular preferiblemente como muy temprano 6h, de modo muy particular preferiblemente como muy temprano 3 h, de modo más apropiado como muy temprano 1h, antes del procesamiento adicional preferentemente termoplástico de la composición, y ocurre preferentemente al comienzo del procesamiento termoplástico adicional directamente en el dispositivo para el procesamiento termoplástico adicional, en particular en un extrusor o un dispositivo para moldeo por inyección. Esta forma de operar concede al operador varios grados de libertad y lo habilita en particular para la elección focalizada de los componentes y cantidades de uso, así como la variación rápida de los mismos, para hacer a la medida las propiedades del producto final, para el propósito de aplicación deseado. Además, de esta manera pueden optimizarse los costes para la adquisición de los materiales y para el almacenamiento.

Por regla general no se requiere un uso de otros agentes auxiliares de procesamiento, en particular de solventes especiales, para el procesamiento de la composición de acuerdo con la invención. Esto amplía los ámbitos de aplicación posibles de la composición en particular en el sector farmacéutico y de la nutrición.

La composición puede ser entonces procesada adicionalmente del modo usual, en particular granulada, molida, extrudida, moldeada por inyección, transformada en espuma o utilizada en procedimientos de impresión en 3D. Además, la composición puede ser procesada adicionalmente y/o usada directamente, es decir, sin agregar polímeros adicionales.

Las ventajas de la dicha composición son observadas al respecto en particular en la granulación, molienda, extrusión, moldeo por inyección, compresión del producto fundido, formación de espuma y/o impresión en 3D del polvo compuesto.

Además, la dicha composición es adecuada en particular para la fabricación de implantes, que pueden reemplazar implantes convencionales de metal en fracturas de huesos. Los implantes sirven para la fijación de los huesos hasta la curación de la fractura. Mientras normalmente los implantes de metal permanecen en el cuerpo o tienen que ser eliminados en otra operación, los implantes obtenibles del polvo compuesto de acuerdo con la invención actúan como ayudas temporales. De manera apropiada comprenden polímeros, que pueden ser degradados por el cuerpo en sí mismo, y sustancias que liberan calcio y sustancias de fósforo valiosas para la construcción de huesos. Las ventajas resultantes para los pacientes son claras: no hay otra operación para la eliminación del implante y una regeneración acelerada de los huesos.

De acuerdo con una variante preferida de modo particular de la presente invención, la dicha composición es usada para la fabricación de implantes mediante sinterización selectiva con láser. De manera apropiada se funde o une por fusión (sólo el polímero) localmente de manera fácil, un lecho de polvo de la composición de acuerdo con la invención, con ayuda de una Unidad de Escáner de Láser, un rayo de electrones difractado de modo directo o un calentamiento infrarrojo con una máscara que reproduce la geometría. Los polímeros de la composición de acuerdo con la invención congelan por enfriamiento debido a la conducción de calor y se unen de ese modo en una capa sólida. Los gránulos de polvo unidos por fusión permanecen como material de soporte en el componente y preferentemente son eliminados después de terminar el proceso de construcción. Mediante renovado recubrimiento con la composición de acuerdo con la invención, pueden fijarse otras capas de manera análoga a la primera capa y ser unidas con la primera capa. Los tipos de láser adecuados de modo particular para procesos de sinterización con láser son todos los que llevan a la sinterización, fusión o entrecruzamiento del polímero de la dicha composición, en particular láser de CO²(10 pm) láser de ND-YAG (1.060 nm), láser de He-Ne (633 nm) o láser de colorante (350-1.000 nm). Preferiblemente se usa un láser de CO².

La densidad de energía en el relleno es para la irradiación, preferentemente de 0,1 J/mm3 a 10 J/mm3.

El diámetro efectivo del rayo láser es preferentemente, dependiendo de la aplicación de 0,01 nm a 0,5 nm, preferiblemente 0,1 nm a 0,5 nm.

Preferiblemente se usan láser en pulso, en los que ha probado ser particularmente adecuada una frecuencia de pulso alta, en particular de 1 kHz a 100 kHz.

La conducción preferida del procedimiento ocurre como se describe a continuación: el rayo láser golpea la capa más superior del relleno del dicho material que va a ser usado y al respecto sinteriza el material en un espesor determinado de capa. Este espesor de capa puede ser de 0,01 mm a 1 mm, preferentemente de 0,05 mm a 0,5 mm. De este modo se genera la primera capa del componente deseado. A continuación se reduce el espacio de trabajo en una cantidad que es menor al espesor de la capa sinterizada conjuntamente. El espacio de trabajo es llenado hasta la altura original con material polimérico adicional. Mediante nueva irradiación con el láser, se sinteriza la segunda capa del componente y se une con la capa precedente. Mediante de repetición del procedimiento, se generan las otras capas hasta la manufactura del componente.

La velocidad de exposición para el barrido del láser es preferentemente 1 mm/s a 1.000 mm/s. Típicamente se aplica una velocidad de aproximadamente 100 mm/s.

En el caso presente para la fusión o unión por fusión del polímero ha probado dar buen resultado de modo particular un calentamiento a una temperatura en el intervalo de 60°C a 250°C, preferiblemente en el intervalo de 100°C a 230°C, en particular en el intervalo de 150°C a 200°C.

Los productos obtenibles por uso de la dicha composición se distinguen de modo favorable por las siguientes propiedades:

- calidad sobresaliente de acabado,

- naturaleza sobresaliente de la superficie,

- densidad sobresaliente de producto, preferentemente mayor que 95%, en particular mayor que 97%,

- comportamiento sobresaliente de encogimiento,

- estabilidad dimensional sobresaliente,

- muy pocos defectos,

- muy baja porosidad,

- muy bajo contenido de productos de degradación,

- sobresaliente resistencia a la flexión de tres puntos, preferiblemente mayor que 60 MPa, de modo particular preferiblemente mayor que 65 MPa, en particular mayor que 70 MPa,

- sobresaliente módulo de elasticidad, preferiblemente 3420 N/mm2, de modo particular preferiblemente mayor que 3750 N/mm2, de modo favorable mayor que 4000 N/mm2, en particular mayor que 4500 N/mm2,

- estabilidad sobresaliente del pH,

- sobresaliente biotolerancia,

- biocompatibilidad sobresaliente,

- sobresaliente osteoconducción,

- capacidad sobresaliente de reabsorción,

- capacidad sobresaliente de degradación biológica.

Las aplicaciones de las dichas composiciones en papel no son objetivo de la presente invención.

En el marco de una variante preferida de la presente invención, la dicha composición es un polvo compuesto con partículas microestructuradas (polvo compuesto), que es obtenible mediante un procedimiento en el cual se unen partículas grandes con partículas pequeñas.

En la presente invención se denominan como microestructura las propiedades microscópicas de un material. A ellas pertenecen entre otras la estructura fina y la estructura solubles. Éstas no están presentes para líquidos ni para gases. En este caso los átomos o moléculas individuales se encuentran en un estado no ordenado. Los cuerpos sólidos amorfos exhiben usualmente un orden estructural de corto alcance en el intervalo de los átomos adyacentes, sin embargo no de largo alcance. Por el contrario, los cuerpos sólidos cristalinos exhiben no sólo en el corto alcance, sino también en el largo alcance, una estructura ordenada de rejilla.

En el marco de esta forma de realización preferida de la presente invención, las partículas grandes comprenden por lo menos un polímero diferente de celulosa, que básicamente no está sometido a otras limitaciones, y las partículas pequeñas comprenden partículas de carbonato de calcio inhibidor.

El polvo compuesto es obtenible preferentemente mediante un procedimiento, en el cual se unen partículas grandes con partículas pequeñas, en el que

- las partículas grandes exhiben un promedio de diámetro de partícula en el intervalo de 0,1 pm a 10 mm, -preferiblemente en el intervalo de 5 pm a 10 mm, de modo particular preferiblemente en el intervalo de 10 pm a 10 mm, de modo favorable en el intervalo de 20 pm a 10 mm, de modo ventajoso en el intervalo de 30 pm a 2,0 mm, en particular en el intervalo de 60,0 pm a 500,0 pm,

- el promedio de tamaño de partícula de las partículas pequeñas es preferentemente máximo 1/5, preferiblemente máximo 1/10, de modo particular preferiblemente máximo 1/20, en particular máximo 1/1000, del promedio de diámetro de partículas de las partículas grandes.

Al respecto, las partículas pequeñas están dispuestas preferentemente sobre la superficie de las partículas grandes y/o distribuidas de modo no homogéneo dentro de las partículas grandes. En particular para polímeros reabsorbibles y para UHMWPE se alcanzan no obstante resultados sobresalientes, cuando las partículas pequeñas están dispuestas sobre la superficie de las partículas grandes y preferentemente cubren éstas de modo no completo.

En esta memoria, una distribución "no homogénea" de las partículas pequeñas o fragmentos de ellas dentro de las partículas grandes significa una distribución no homogénea (uniforme) de las partículas pequeñas o fragmentos de ellas dentro de las partículas grandes. Preferentemente dentro de las partículas del polvo compuesto hay por lo menos una primera zona, que comprende por lo menos dos, preferentemente por lo menos tres, preferiblemente por lo menos cuatro, en particular por lo menos cinco pequeñas partículas o fragmentos de ellos, y por lo menos otra zona dentro de las partículas del polvo compuesto, que incluso exhibe el mismo volumen y la misma forma que la primera zona, pero comprende otro número de partículas pequeñas.

En el marco de una forma de realización preferida de la presente invención, la relación de peso de polímero, en particular poliamida, a carbonato de calcio, en particular a carbonato de calcio precipitado, en el interior de la partícula es mayor que la relación en peso de polímero, en particular poliamida, a carbonato de calcio, en particular a carbonato de calcio precipitado, en la zona externa de la partícula. De modo apropiado, la relación en peso de polímero, en particular poliamida, a carbonato de calcio, en particular a carbonato de calcio precipitado, en el interior de la partícula es mayor que 50:50, preferiblemente mayor que 60:40, de modo favorable mayor que 70:30, de modo particular preferiblemente mayor que 80:20, aún más preferiblemente mayor que 90:10, de modo muy particular preferiblemente mayor que 95:5, en particular mayor que 99:1. Además, la relación en peso de carbonato de calcio, en particular carbonato de calcio precipitado, a polímero, en particular poliamida, en la zona exterior de las partículas, preferiblemente en la zona externa de preferencia las partículas, es mayor que 50:50, preferiblemente mayor que 60:40, de modo favorable mayor que 70:30, de modo particular preferiblemente mayor que 80:20, aún más preferiblemente mayor que 90:10, de modo muy particular preferiblemente mayor que 95:5, en particular mayor que 99:1.

En el marco de otra forma de realización preferida de la presente invención, las partículas pequeñas están dispuestas sobre la superficie de las partículas grandes y preferentemente no cubren completamente las partículas grandes. De manera apropiada por lo menos 0,1 %, preferiblemente por lo menos 5,0 %, en particular 50,0 %, de la superficie de las partículas grandes no está recubierto con las partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas. Este efecto es reforzado preferentemente por las brechas entre las partículas individuales de carbonato de calcio, que están presentes preferentemente y conducen a la formación de microcanales correspondientes para sustancias fluidas, en particular para un producto fundido de polímero de las partículas grandes. Esta estructura es ventajosa en particular para aplicaciones del polvo compuesto en procedimientos de sinterización por láser, puesto que mediante ello se asegura una fusión homogénea y rápida del polímero presente en el polvo compuesto, preferiblemente del polímero termoplástico, de modo particular preferiblemente de polímero reabsorbible, en particular del polímero de ácido láctico.

En el marco de una forma de realización preferida de modo particular de la presente invención, el polvo compuesto de acuerdo con la invención se caracteriza por una distribución especial de tamaño de partícula. Por un lado, las partículas del polvo compuesto exhiben preferentemente un promedio de tamaño dso de partícula en el intervalo de 10 pm a menor que 200 pm, preferiblemente en el intervalo de 20 pm a menor que 200 pm, de modo particular preferiblemente en el intervalo de 20 pm a menor que 150 pm, de modo favorable en el intervalo de 20 pm a menor que 100 pm, en particular en el intervalo de 35 pm a menor que 70 pm.

Además, la fracción de grano fino del polvo compuesto es preferentemente menor que 50,0 % en volumen, preferiblemente menor que 45,0 % en volumen, de modo particular preferiblemente menor que 40,0 % en volumen, aún más preferiblemente menor que 20,0 % en volumen, de modo favorable menor que 15,0 % en volumen, de modo más apropiado menor que 10,0 % en volumen, en particular menor que 5,0 % en volumen. Al respecto, la fracción de grano fino denomina de acuerdo con la invención la fracción de la población de partícula más pequeña para una distribución bi- o multimodal de tamaño de grano, referida a la cantidad total para la curva de distribución de sumas .

Para una distribución unimodal (monodispersa) de tamaño de grano, se define la fracción de grano fino de acuerdo con la invención como 0,0 % en volumen. En este contexto se consideran todas las partículas presentes en el producto, incluyendo material de partida no unido, en particular partículas pequeñas en el sentido de la invención, así como piezas de ruptura o fragmentos de las partículas grandes y/o pequeñas.

Para polvo compuesto con un promedio de tamaño dso de partícula en el intervalo de mayor que 40 pm a menor que 200 pm, la fracción de grano fino es preferentemente tal que la fracción de partículas en el producto con un tamaño de partícula menor que 20 pm es preferentemente menor que 50,0 % en volumen, preferiblemente menor que 45,0 % en volumen, de modo particular preferiblemente menor que 40,0 % en volumen, aún más preferiblemente menor que 20,0 % en volumen, de modo favorable menor que 15,0 % en volumen, de modo apropiado menor que 10,0 % en volumen, en particular menor que 5,0 % en volumen, en el que en este contexto "partículas" comprenden en especial partículas de polvo compuesto en el sentido de la invención, partículas pequeñas en el sentido de la invención así como trozos o fragmentos de partículas grandes y/o pequeñas en el sentido de la invención, en tanto exhiban el mencionado tamaño de partícula.

Para polvo compuesto con un promedio de tamaño dso de partícula en el intervalo de 10 pm a 40 pm, la fracción de grano fino es preferentemente tal que la fracción de partículas en el producto con un tamaño de partícula menor que 5 pm es preferentemente menor que 50,0 % en volumen, preferiblemente menor que 45,0 % en volumen, de modo particular preferiblemente menor que 40,0 % en volumen, aún más preferiblemente menor que 20,0 % en volumen, de modo favorable menor que 15,0 % en volumen, de modo apropiado menor que 10,0 % en volumen, en particular menor que 5,0 % en volumen, en el que en este contexto "partículas" comprenden en especial partículas del polvo compuesto en el sentido de la invención, partículas pequeñas en el sentido de la invención así como trozos o fragmentos de partículas grandes y/o pequeñas en el sentido de la invención, en tanto exhiban el mencionado tamaño de partícula.

Además, la densidad de la fracción de grano fino es preferentemente menor que 2,6 g/cm3, preferiblemente menor que 2,5 g/cm3, de modo particular preferiblemente menor que 2,4 g/cm3, en particular en el intervalo de mayor que 1,2 g/cm3 a menor que 2,4 g/cm3, en el que este valor es determinado preferentemente por separación de la fracción de grano fino por medio de cribas y medición de densidad en la fracción separada.

Preferiblemente las partículas del polvo compuesto exhiben un tamaño dgo de partícula menor que 350 pm, preferentemente menor que 300 pm, preferiblemente menor que 250 pm, de modo particular preferiblemente menor que 200 pm, en particular menor que 150 pm. Además, el tamaño dg⁰de partícula es preferentemente mayor que 50 pm, preferiblemente mayor que 75 pm, en particular mayor que 100 pm.

De modo apropiado la relación d²⁰/d⁵⁰es menor que 100%, preferentemente menor que 75%, preferiblemente menor que 65%, de modo particular preferiblemente menor que 60%, en particular menor que 55%. Además, la relación d²⁰/d⁵⁰es de modo apropiado mayor que 10%, preferentemente mayor que 20%, preferiblemente mayor que 30%, de modo particular preferiblemente mayor que 40%, en particular mayor que 50%.

Los tamaños d²⁰, dso y dg⁰mencionados anteriormente están definidos en el marco de la presente invención como sigue:

d²⁰denomina el tamaño de partícula de la distribución de tamaño de partícula para el cual 20% de las partículas tiene un tamaño de partícula menor que el valor indicado y 80% de las partículas tiene un tamaño de partícula mayor que o igual al valor indicado.

d⁵⁰denomina el promedio de tamaño de partícula de la distribución de partícula. 50% de las partículas tienen un tamaño de partícula menor que el valor indicado y 50% de las partículas tiene un tamaño de partícula mayor que o igual al valor indicado.

dg⁰denomina el tamaño de partícula de la distribución de tamaño de partícula para el cual 90% de las partículas tiene un tamaño de partícula menor que el valor indicado y 10% de las partículas tiene un tamaño de partícula mayor que o igual al valor indicado.

La distribución de tamaño de partícula de esta forma de realización preferida de la presente invención puede ser alcanzada de manera de por sí conocida mediante clasificación del polvo compuesto, es decir mediante separación en fracciones, de una mezcla dispersa de sólidos. Preferentemente una clasificación ocurre de acuerdo con el tamaño de partícula o la densidad de la partícula. De modo particular son ventajosos la tamización en seco, la tamización en húmedo y la tamización con chorro de aire, en particular la tamización con chorro de aire, así como la clasificación del flujo, en particular por medio aventamiento.

En el marco de una forma de realización preferida de modo particular de la presente invención, en una primera etapa se clasifica el polvo compuesto, para eliminar tanto como sea posible la fracción gruesa mayor que 800 pm, preferiblemente mayor que 500 pm, en particular mayor que 250 pm. En este contexto, de modo particular ha probado dar buen resultado una tamización en seco sobre un tamiz grueso, que exhibe preferentemente un tamaño, significa el tamaño de las aberturas, en el intervalo de 250 pm a 800 pm, preferiblemente en el intervalo de 250 pm a 500 pm, en particular de 250 pm.

En otra etapa se clasifica el polvo compuesto preferentemente para eliminar tanto como sea posible la fracción fina < 20 pm. En este contexto han probado ser particularmente favorables la tamización con chorro de aire y el aventamiento.

El promedio del diámetro de las partículas del polvo compuesto, de las partículas grandes y de las partículas pequeñas, los tamaños d²⁰, dso, dg⁰de partícula así como las dimensiones de longitud mencionadas anteriormente son determinados de acuerdo con la invención de modo apropiado mediante fotografías con microscopio, es decir mediante fotografías con microscopio electrónico. Para la determinación del promedio de diámetro de las partículas grandes y de las partículas pequeñas así como las partículas de polvo compuesto y para los tamaños d²⁰, dso, dg⁰de partícula, también son particularmente ventajosos los análisis de sedimentación, en los que en este caso es particularmente favorable el uso de un Sedigraph 5100 (Micromeritics GmbH). Para las partículas del polvo compuesto han probado de modo particular dar buenos resultados los análisis de tamaño de partícula con difracción láser, en los que en este contexto es particularmente ventajoso el uso de un sensor de difracción láser HELOS/F de la compañía Sympatec GmbH. Este comprende preferentemente un dispersor en seco RODOS.

Aparte de ello, estos datos así como todos los otros datos en la presente descripción se refieren, en tanto no se indique de otro modo, a una temperatura de 23°C.

El polvo compuesto de esta forma de realización de la presente invención es de modo apropiado, comparativamente compacto. Preferentemente la fracción de zonas parciales en el interior de las partículas de polvo compuesto, que exhiben una densidad menor que 0,5 g/cm3, en particular menor que 0,25 g/cm3, es menor que 10,0 %, preferiblemente menor que 5,0 %, en particular menor que 1,0 %, referida en cada caso al volumen total del polvo compuesto.

El polvo compuesto de esta forma de realización de la presente invención se distingue, entre otros, por una muy buena unión del primer material con el segundo material. La unión sólida del primer material con el segundo material es verificada preferentemente mediante tensión mecánica del polvo compuesto, en particular mediante agitación del polvo compuesto con no solvente para el polímero y las partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas a 25°C, preferentemente de acuerdo con el procedimiento descrito en Organikum, 17a edición, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlín, 1988, sección 2.5.2.1 "Ausschütteln von Losungen bzw. Suspensionen", páginas 56-57. El tiempo de agitación es preferentemente por lo menos un minuto, preferiblemente por lo menos 5 minutos, en particular 10 minutos, y preferentemente no conduce a un cambio esencial de la forma, el tamaño y/o la composición de las partículas del polvo compuesto. De modo particular preferiblemente, después de la prueba de agitación por lo menos 60 % en peso, preferentemente por lo menos 70 % en peso, preferiblemente por lo menos 80 % en peso, de modo particular preferiblemente por lo menos un 90 % en peso, de modo favorable por lo menos 95 % en peso, en particular por lo menos 99 % en peso de las partículas del polvo compuesto, respecto a su composición, no cambia su tamaño y preferentemente su forma. Un no solvente particularmente adecuado en este contexto es agua, en particular para polvo compuesto que contiene poliamida.

Además, las partículas de polvo compuesto de esta forma de realización de la presente invención exhiben usualmente una forma de partícula comparativamente isotrópica, que es ventajosa en particular para aplicaciones del polvo compuesto en procedimientos SLM. La forma usual casi esférica de partícula de las partículas del polvo compuesto conduce por regla general a que se eviten o al menos se reduzcan las influencias negativas, como estiramiento o contracción. Por ello, usualmente se observa también un comportamiento muy ventajoso de fusión y congelación del polvo compuesto.

Contrario a ello, las partículas convencionales de polvo, que son obtenidas por ejemplo mediante molienda criogénica, tienen una forma irregular (amorfa) de partícula con bordes afilados y esquinas agudas. Sin embargo, tales polvos no son ventajosos para procedimientos SLM, debido a su forma desfavorable de partícula así como adicionalmente debido a su distribución de tamaño de partícula comparativamente ancha y debido a su comparativamente elevada fracción fina de partícula <20 pm.

La fabricación del polvo compuesto de esta forma de realización de la presente invención puede ocurrir de manera de por sí conocida, por ejemplo mediante un procedimiento de una etapa, en particular mediante precipitación o recubrimiento, preferentemente mediante recubrimiento con material para moler. Además, es particularmente adecuada una forma de operar en la cual se precipitan partículas de polímero desde una solución de polímero, que adicionalmente contiene partículas pequeñas en el sentido de la invención, preferentemente en forma suspendida.

Sin embargo, de modo particular ha probado dar buenos resultados una forma de operar en la cual se ponen en contacto mutuo partículas de polímero y partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas, y se unen mutuamente mediante la acción de fuerzas mecánicas. Esto ocurre de modo apropiado en un mezclador adecuado o en un molino, en particular en molino de impacto, molino de pines o en un molino de ultrarrotor. Al respecto, la velocidad del rotor es preferentemente mayor que 1 m/s, preferiblemente, mayor que 10 m/s, de modo particular preferiblemente mayor que 25 m/s, en particular en el intervalo de 50 m/s a 100 m/s.

La temperatura en la cual ocurre la fabricación del polvo compuesto puede ser elegida básicamente libremente. Sin embargo, son ventajosas modo particular temperaturas mayores que -200°C, preferentemente mayores que -100°C, preferiblemente mayores que - 50°C, de modo particular preferiblemente mayores que -20°C, en particular mayores que 0°C. Por otro lado, ventajosamente la temperatura es menor que 120°C, preferentemente menor que 100°C, preferiblemente menor que 70°C de modo particular preferiblemente menor que 50°C, en particular menor que 40°C. De modo muy particular han probado dar buen resultado temperaturas en el intervalo de mayor que 0°C a menor que 50°C, en particular en el intervalo de mayor que 5°C a menor que 40°C. En el marco de una forma de realización preferida de modo particular de la presente invención, el mezclador o el molino, en particular el molino de impacto, el molino de pines o el molino de ultrarrotor son empleados durante la fabricación del polvo compuesto de esta forma de realización de la presente invención, para disipar la energía liberada. Preferentemente un enfriamiento ocurre con un medio de enfriamiento que exhibe una temperatura menor que 25°C, preferiblemente en el intervalo de menor que 25°C a - 60°C, de modo particular preferiblemente en el intervalo de menor que 20°C a -40°C, de modo apropiado en el intervalo de menor que 20°C a -20°C, en particular en el intervalo de menor que 15°C a 0°C. Además, el enfriamiento es dimensionado preferentemente de modo que al final del procedimiento de mezcla o molienda, preferiblemente del procedimiento de molienda, la temperatura en el espacio de mezcla o molienda, preferiblemente en el espacio de molienda, es menor que 120°C, preferentemente menor que 100°C, preferiblemente menor que 70°C de modo particular preferiblemente menor que 50°C, en particular menor que 40°C.

De acuerdo con una forma de realización preferida de modo particular de la presente invención, esta forma de operar conduce en particular para poliamidas a que las partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas penetren en el interior de la partícula de polímero y sean cubiertas tan completamente como sea posible por el polímero, de modo que no sean reconocibles desde afuera. Tales partículas pueden ser procesadas y usadas como el polímero sin las partículas esféricas de carbonato de calcio preferidas, pero exhiben las propiedades mejoradas del polvo compuesto de esta forma de realización de la presente invención.

La fabricación del polvo compuesto puede ocurrir siguiendo la forma de operar descrita en el documento JP62083029 A. Al respecto, se recubre en la superficie un primer material (denominado partícula madre) con un segundo material, que consiste en partículas más pequeñas (denominadas partículas bebé). Con este propósito se usa preferentemente un dispositivo de modificación de superficie ("agente de hibridación"), que comprende un rotor de alta velocidad, un estator y un recipiente esférico, que comprende preferentemente cuchillo en el interior. El uso de Sistemas de Hibridación NARA que exhiben preferentemente un diámetro externo de rotor de 118 mm, en particular de un sistema de hibridación con la denominación NHS-0 o NHS-1 de la compañía NARA Machinery Co., Ltd., ha probado en ese contexto de modo particular dar buenos resultados.

Las partículas madre y partículas bebé son mezcladas, preferentemente dispersas del modo más alto e incorporadas en el aparato de hibridación. Allí la mezcla es de nuevo preferentemente dispersa del modo más alto y preferentemente abandonada a fuerzas mecánicas repetidas, en particular fuerzas de colisión, fuerzas de compresión, fuerzas de desgarre y fuerzas de cizallamiento así como las interacciones recíprocas de las partículas, para incorporar de manera uniforme las partículas bebé en las partículas madre.

Preferiblemente las velocidades de rotor están en el intervalo de 50 m/s a 100 m/s, referidas a la velocidad periférica. Para otros detalles respecto a este procedimiento se remite al documento JP62083029 A, cuya divulgación incluyendo las variantes particularmente apropiadas de procedimiento, es tomada mediante referencia explícita en el presente documento.

En el marco de otra variante preferida de modo particular, la fabricación del polvo compuesto ocurre siguiendo la forma de operar descrita en el documento DE 42 44 254 A1. De acuerdo con ello, es particularmente favorable un procedimiento para la fabricación de un polvo compuesto, mediante fijación de una sustancia a la superficie de un material termoplástico, cuando el material termoplástico tiene un promedio de diámetro de partícula de 100 pm a 10 mm y la sustancia tiene un bajo diámetro de partícula y tiene una mejor resistencia al calor comparada con el material termoplástico, en particular cuando el procedimiento comprende las etapas de:

° primero, calentamiento de la sustancia, que tiene el diámetro de partícula más pequeño y la resistencia al calentamiento mejorada comparada con el material termoplástico, a una temperatura que preferentemente no es menor que el punto de ablandamiento del material termoplástico, bajo agitación en un dispositivo que tiene preferentemente un agitador y un dispositivo de calentamiento;

° adición del material termoplástico al dispositivo; y

° fijación de la sustancia con la mejor resistencia al calentamiento sobre la superficie del material termoplástico. Para otros detalles respecto a este procedimiento se remite al documento DE 42 44 254 A1, cuya divulgación incluyendo las variantes particularmente apropiadas de procedimiento es tomada mediante referencia explícita en el presente documento.

De modo alternativo, la fabricación del polvo compuesto ocurre siguiendo la forma de operar descrita en el documento EP 0 922 488 A1 y/o en la patente US 6,403,219 B1. De acuerdo con ello, es particularmente ventajoso un procedimiento para la fabricación de un polvo compuesto, mediante fijación o adherencia de partículas finas sobre la superficie de una partícula sólida, que actúa como un núcleo, mediante aplicación de un impacto y subsiguiente crecimiento de uno o varios cristales sobre la superficie del núcleo.

Para otros detalles respecto a este procedimiento se remite al documento EP 0922488 A1 y/o la patente US 6,403,219 B1, cuyas divulgaciones incluyendo las variantes de procedimiento apropiadas de modo particular, son tomadas en el presente documento mediante referencia explícita.

El polvo compuesto puede ser sometido a una fijación siguiendo la forma de operar descrita en el documento EP 0 523 372 A1. Esta forma de operar es apropiada en particular para un polvo compuesto, que fue obtenido siguiendo el procedimiento descrito en el documento JP62083029 A. La fijación de las partículas del polvo compuesto ocurre al respecto preferentemente mediante inyección de plasma térmico, en la que se usa preferentemente un dispositivo de atomización de plasma a presión reducida ("reduced pressure plasma spraying device"), que exhibe preferentemente una potencia de por lo menos 30 kW, en particular el aparato descrito en el documento EP 0523372 A1.

Para otros detalles respecto a este procedimiento se remite al documento EP 0 523 372 A1, cuya divulgación incluyendo las variantes particularmente apropiadas de procedimiento es tomada mediante referencia explícita en el presente documento.

El dicho polvo compuesto se distingue por un perfil sobresaliente de propiedades, que sugiere su uso en particular en procedimientos de sinterización por láser. Su sobresaliente habilidad para fluir y su excelente capacidad de flujo hacen posible en la sinterización con láser, la fabricación de componentes con sobresaliente calidad de acabado y naturaleza de la superficie, así como mejorada densidad del componente. Simultáneamente, el dicho polvo compuesto muestra un muy buen comportamiento de encogimiento así como una estabilidad dimensional sobresaliente. Además se determina un mejor comportamiento de conducción del calor fuera de la zona tratada con láser.

De modo particular, los campos preferidos de aplicación de la dicha composición incluyen el uso de la dicha composición en suturas, tornillos, clavos, apósitos antibacterianos para heridas, comprendidos por consiguiente aquellos que se refieren a implantes.

Por consiguiente son ventajosos de modo muy particular implantes, en particular suturas, clavos, tornillos, placas y cánulas endoluminales, de composiciones que tienen ácido poliláctico, para aplicaciones en la técnica de la medicina. Además, para la fabricación de materiales compuestos se usan muy preferiblemente composiciones que tienen ácido poliláctico, en particular como material de matriz. Al respecto, mediante la unión de composiciones que tienen ácido poliláctico pueden fabricarse con fibras naturales en particular materiales compuestos biodegradables a partir de materias primas renovables que, en comparación con plásticos convencionales reforzados con fibra de vidrio o rellenos, exhiben en particular un mejor ecobalance y un perfil sobresaliente de propiedades. Debido al carácter termoplástico, las composiciones que tienen ácido poliláctico son adecuadas sobre todo para el uso en el ámbito del moldeo por inyección y extrusión. Mediante la adición preferentemente de fibras naturales altamente elongables, pueden mejorarse claramente una vez más las propiedades mecánicas del material compuesto. Además, mediante la adición o uso de polímeros dextrorrotatorios de ácido láctico puede mejorarse adicionalmente la resistencia la temperatura del material compuesto.

Finalmente, las composiciones que tienen ácido poliláctico son muy particularmente ventajosas para aplicaciones de impresión en 3D, en particular de acuerdo con el procedimiento FDM.

A continuación se ilustra más la presente invención mediante varios ejemplos y ejemplos comparativos, sin que por ello debiera ocurrir una limitación del concepto de la invención.

- Materiales usados:

- granulado 1 (poli(L-lactida); viscosidad inherente: 0,8-1,2 dl/g (0,1 % en cloroformo, 25°C); Tg: 60-65°C; Tm: 180-185°C)

- granulado 2 (poli(L-lactida); viscosidad inherente: 1,5-2,0 dl/g (0,1 % en cloroformo, 25°C)); Tg: 60-65°C;

- granulado 3 (poli(D,L-lactida); viscosidad inherente: 1,8-2,2 dl/g (0,1 % en cloroformo, 25°C)); Tg: 55-60°C; polímero amorfo sin punto de fusión.

El promedio de tamaño de partícula de los granulados 1 a 3 de polilactida estuvo en cada caso en el intervalo de 1 a 6 mm.

En el marco de los ejemplos presentes se determinaron las siguientes dimensiones, como sigue:

- Contenido de CaCO³: el contenido de CaCO³fue determinado por medio de termogravimetría con un STA 6000 de la compañía Perkin Elmer, bajo nitrógeno en el intervalo de 40°C a 1000°C a una tasa de calentamiento de 20°C/min. Al respecto, se determinó la pérdida de peso entre aproximadamente 550°C y 1000°C y a partir de ella mediante el factor 2,274 (relación de masa molar CaCO³:CO²) se calculó el contenido de CaCO³en porcentaje.

- Contenido de fosfato de p-tricalcio (contenido de p-TCP): el contenido de p-TCP fue determinado por medio de termogravimetría con un sTa 6000 de la compañía Perkin Elmer bajo nitrógeno en el intervalo de 40°C a 1000°C a una tasa de calentamiento de 20°C/min. La fracción en peso remanente a 1000°C corresponde al contenido de p-TCP en porcentaje.

- Tp: el pico de temperatura Tp fue determinado por medio de termogravimetría con un STA 6000 de la compañía Perkin Elmer bajo nitrógeno en el intervalo de 40°C a 1000°C a una tasa de calentamiento de 20°C/min. El pico de temperatura de la primera derivación de la curva de pérdida de masa corresponde a la temperatura con la pérdida más alta de masa en la degradación de polímero.

- d²⁰, dso, dg⁰: la determinación de la distribución de tamaño de grano del polvo compuesto que contiene carbonato de calcio fue ejecutada con difracción láser (intervalo de medición R5 con sistema de dispersión RODOS de la compañía Sympatec). La distribución del tamaño de grano ocurrió para el polvo de carbonato de calcio con el Sedigraf 5100 con MasterTech 51 de la compañía Micromeretics. Como solución de dispersión se usó solución al 0,1% de polifosfato de sodio (NPP).

- Fracción <20 pm: determinación análoga para dso. Evaluación de la fracción < 20 pm.

- Humedad: el contenido de agua del polvo compuesto que contiene carbonato de calcio fue determinado por medio de Coulometer C30 Karl Fischer de la compañía Mettler Toledo a 150°C. El contenido de agua del polvo de carbonato de calcio fue determinado con el aparato HB43 de Mettler para medición de humedad por halógeno, a 130°C (pesaje: 6,4-8,6 g de polvo; duración de la medición: 8 minutos).

- Viscosidad inherente: la viscosidad inherente (dl/g) fue determinada con un viscosímetro capilar Ubbelohde 0c en cloroformo a 25°C y 0,1 % de concentración de polímero.

- Fluidez: la evaluación de la capacidad para fluir de las muestras fue ejecutada con un aparato electromotriz de tracción de película de la compañía Erichsen. Para ello se usó una rasqueta de 200 pm o 50o pm. La velocidad de aplicación sobre las láminas tipo 255 (Leneta) fue de 12,5 mm/s. La evaluación fue como sigue: 1= muy buena; 2= buena; 3= satisfactoria; 4= suficiente; 5= deficiente

Determinación de las propiedades mecánicas en cuerpos de prueba moldeados por inyección

Se determinaron la resistencia de flexión en tres puntos y módulo de elasticidad por medio del Texture Analyser TA.XTplus (Stable Micro Systems, Godalming (Reino Unido)). La capacidad de la celda de medición de fuerza usada fue de 50 kg. Se usó el software Exponent 6.1.9.0. En la siguiente tabla 1 se presentan las particularidades de la medición:

Tabla 1

Los cuerpos de muestra fueron fabricados con el extrusor HAAKE MiniLab II, o moldeo por inyección con e1HAAKE MiniJet II. En la tabla 2 se compilan las condiciones de proceso hasta la fabricación de los cuerpos de muestra:

Tabla 2

Prueba de citotoxicidad

La prueba de citotoxicidad (FDA/GelRed) fue ejecutada como sigue:

Como referencia o control negativo se usaron Poliestirenos para Cultivo de Tejido (TCPS). Se usaron en cada caso 4 réplicas por muestra y cuatro TCPS (4x) como controles.

Ejecución del estudio:

1. Se colocaron las muestras no estériles en una placa de microtitulación de 24 pozos. En ésta se esterilizaron las muestras así como las plaquetas de TCPS por 30 min con etanol al 70% (no desnaturalizado), a continuación se enjuagó 2 x 30 min con 1 x PBS (solución salina amortiguada con fosfato) y a continuación de ello se llevó a equilibrio con medio a estéril. Después de ello se inocularon las muestras con células MC3T3-E1 con una densidad de inoculación de 25.000 células/cm2 (50.000 células/ml).

En el día 2 ocurrió un intercambio parcial de medio (1:2).

2. Después de los días 1 y 4 se determinó la citotoxicidad en el cultivo celular.

3. La tinción vital ocurrió en los días 1 y 4 de acuerdo con el protocolo estándar por medio de una coloración de combinación de FDA y GelRed.

4. Las fotografías por microscopio fueron generadas en el Observer Z1m/LSM 700.

Objetivo: EC Plan-Neofluar 10x;

imágenes fotografiadas con cámara AxioCam HRc:

excitación de la fluorescencia verde: LED Colibri 470; conjunto de filtros FS10 (AF488)

excitación de la fluorescencia roja: LED Colibri 530; conjunto de filtros FS14 (AF546)

imágenes capturadas en el modo Laserscan:

pista 1: láser: 488 nm, DBS 560 nm, PMT1: 488 - 560 nm,

pista 2: láser: 555 nm, DBS 565 nm, PMT2: 565 - 800 nm

5. La evaluación ocurrió de acuerdo con la siguiente escala de citotoxicidad:

aceptación: el material no es citotóxico (máx. 5% de células muertas)

ligera inhibición: el material es débilmente tóxico (5%-20% de células muertas)

clara inhibición: el material es moderadamente tóxico (20%-50% de células muertas)

toxicidad: el material es fuertemente citotóxico (>50%-100% de células muertas)

6. Los números de células se refieren a los cortes de imagen fotografiados o escaneados.

En la tabla 3 se compilan los resultados.

Microscopio de electrones (REM)

Las fotografías electrónicas en rejilla fueron ejecutadas con un microscopio electrónico de alto voltaje (Zeiss, DSM 962) a 15 kV. A las muestras se asperjó una capa de oro-paladio.

Ejemplo 1

En 4 l de una suspensión de hidróxido de calcio con una concentración de 75 g/l de CaO se introdujo, a una temperatura inicial de 10°C, una mezcla de gas CO²que contenía 20% de CO²y 80% de N². El flujo de paso de gas fue de 300 l/h. Se agitó la mezcla de reacción a 350 rpm y durante la reacción se disipó el calor de reacción. En la reducción abrupta del valor de conductividad (disminución de más de 0,5 mS/cm/min y descenso del valor de conductividad en más de 0,25 mS/cm en un periodo de 30 segundos), se añadió a la suspensión 0,7 % de ácido aminotri(metilenfosfónico), referido a CaO (como magnitud teórica de referencia). La reacción hasta las partículas esféricas de carbonato de calcio estuvo concluida cuando la mezcla de reacción fue carbonatada cuantitativamente hasta partículas esféricas de carbonato de calcio, en lo cual entonces la mezcla de reacción exhibía un valor de pH entre 7 y 9. En el caso presente, la reacción estuvo terminada después de aproximadamente 2 h y la mezcla de reacción exhibía al final de la reacción, un valor de pH de 7.

Las partículas esféricas resultantes de carbonato de calcio fueron separadas y secadas de la manera convencional. Exhibían un promedio de diámetro de partícula de 12 pm. En la Fig. 1 se presenta una fotografía REM típica.

Ejemplo 2

Se colocaron previamente 500 ml de agua completamente desmineralizada en un vaso de vidrio de 1000 ml. Bajo agitación se añadieron 125 g de partículas esféricas de carbonato de calcio de acuerdo con el Ejemplo 1 y se agitó la mezcla resultante durante 5 min. Se añadieron lentamente 37,5 g de una solución al 10% de metafosfato de sodio (NaPOa)n y se agitó la mezcla resultante durante 10 min. Se añadieron lentamente 75,0 g de ácido fosfórico al 10% y se agitó la mezcla resultante durante 20 h. Se separa el precipitado y se seca durante la noche en la cámara de secado a 130°C. Las partículas esféricas de carbonato de calcio resultantes exhibían así mismo un promedio de diámetro de partícula de 12 pm.

En la Fig. 2 se presenta una fotografía REM de las partículas esféricas de carbonato de calcio. Sobre la superficie de las partículas esféricas de carbonato de calcio se reconoce una delgada capa de fosfato.

Ejemplo 3

Se preparó un polvo compuesto de partículas esféricas de carbonato de calcio y una polilactida (PLLA) siguiendo el procedimiento descrito en el documento JP 62083029 A, usando el aparato NHS-1. Se enfrió con agua fría a 12°C. Como partícula madre se usó un granulado 1 de polilactida y como la partícula bebé (relleno) se usaron las partículas esféricas de carbonato de calcio del Ejemplo 1.

Se combinaron 39,5 g de granulado de polilactida con 26,3 g de polvo de CaCO³y se llenó a 6.400 rpm. Se ajustó la velocidad del rotor de la unidad a 6.400 rpm (80 m/s) y los materiales dosificados fueron procesados por 10 min. La temperatura máxima alcanzada en el espacio de molienda del NHS-1 fue 35°C. Se realizaron en total 7 repeticiones con las mismas cantidades de material y ajustes de máquina. Se obtuvieron en total 449 g de polvo compuesto. Se tamizó en seco manualmente el polvo compuesto obtenido a través de una criba de 250 pm. El residuo de tamización (fracción > 250 pm) fue 0,4 %.

En la Fig. 3a se presenta una fotografía REM del polvo compuesto obtenido.

Ejemplos 4 a 7

Se prepararon otros polvos compuestos de manera análoga al Ejemplo 3 en los que en el Ejemplo 5 el enfriamiento ocurrió a aproximadamente 20°C. Se combinaron en cada caso 30 g de granulado de polilactida con 20 g de polvo de CaCO³. La temperatura máxima alcanzada en el espacio de molienda de NHS-1 fue para el Ejemplo 4 de 33°C, para el Ejemplo 5 de 58°C, para el Ejemplo 6 de 35°C y para el Ejemplo 7: de 35°C. Se tamizaron los productos para descartar tanto como fuera posible la fracción gruesa > 250 pm (tamización manual en seco a través de un tamiz de 250 pm). En los Ejemplos 4, 6 y 7 se clasificó por flujo (por aventamiento) tanto como fue posible adicionalmente la fracción de < 20 pm o mediante tamices (por medio de una máquina de tamices con chorro de aire). En la siguiente tabla 3 se compilan los materiales usados, la ejecución de la preparación con o sin tamización/aventamiento así como las propiedades del polvo compuesto obtenido. Las Fig. 3a, Fig. 3b y Fig. 3c muestran una fotografía REM del Ejemplo 3 así como fotografías de varias aplicaciones de rasqueta (12,5 mm/s) de Ejemplo 3 (Fig. 3b: rasqueta de 200 pm; Fig. 3c: rasqueta de 500 pm).

En la Fig. 3a se representa la fotografía REM del polvo compuesto obtenido. Contrario a la forma de partícula irregular con bordes, que es típica del polvo criogénico molido, las partículas del polvo compuesto obtenido tienen una forma de partícula redonda o elevada esfericidad muy ventajosa para procedimientos SLM. La superficie de PLLA está escasamente ocupada con partículas esféricas de carbonato de calcio y sus fragmentos. La muestra tiene una distribución amplia de tamaño de partícula con elevada fracción fina.

El polvo tiene limitada fluidez (Fig. 3b y 3c). La rasqueta empuja delante de sí el amontonamiento de polvo. Por el limitado comportamiento de fluidez, desencadenado probablemente por una elevada fracción de partículas finas, con ambas rasquetas surgen sólo capas muy delgadas.

Las Fig. 4a, Fig. 4b y Fig. 4c muestran una fotografía REM del Ejemplo 4 así como fotografías de varias aplicaciones con rasqueta (12,5 mm/s) del Ejemplo 4 (Fig. 4b: rasqueta de 200 pm; Fig.4c: rasqueta de 500 pm).

En la Fig. 4a se presenta la fotografía REM del polvo compuesto obtenido. Contrario a la forma de partícula irregular con bordes, que es típica del polvo criogénico molido, las partículas del polvo compuesto obtenido tienen una forma de partícula redonda o elevada esfericidad muy ventajosa para procedimientos SLM. La superficie de PLLA está escasamente ocupada con partículas esféricas de carbonato de calcio y sus fragmentos. La muestra tiene claramente distribución de tamaño de partícula más estrecha, con poca fracción fina.

El polvo es muy fluido y puede ser aplicado con rasqueta (Fig. 4b y 4c). También las capas delgadas (200 pm) se dejan aplicar con rasqueta y están ampliamente libres de estrías de rasqueta (surcos). La capa de polvo aplicada con rasqueta de 500 pm es homogénea, tiene empaque denso, suave y libre de estrías de rasqueta.

Las Fig. 5a, Fig. 5b y Fig. 5c muestran una fotografía REM del Ejemplo 5 así como fotografías de varias aplicaciones con rasqueta (12,5 mm/s) de Ejemplo 5 (Fig. 5b: rasqueta de 200 pm; Fig. 5c: rasqueta de 500 pm). El polvo tiene fluidez limitada. La rasqueta empuja delante de sí el amontonamiento de polvo. Por el limitado comportamiento de fluidez, desencadenado probablemente por una elevada fracción de partículas finas, con ambas rasquetas surgen sólo capas muy delgadas.

Las Fig. 6a, Fig. 6b y Fig. 6c muestran una fotografía REM del Ejemplo 6 así como fotografías de varias aplicaciones con rasqueta (12,5 mm/s) de Ejemplo 6 (Fig. 6b: rasqueta de 200 pm; Fig. 6c: rasqueta de 500 pm). El polvo tiene buena fluidez y se deja aplicar con rasqueta. También se dejan aplicar con rasqueta las capas delgadas (200 pm). Son reconocibles estrías individuales de rasqueta por partículas de polvo presumiblemente muy gruesas. La capa de polvo aplicada con rasqueta con 500 pm no está empacada de modo completamente denso, pero está libre de estrías de rasqueta.

Las Fig. 7a, Fig. 7b y Fig. 7c muestran una fotografía REM del Ejemplo 7 así como fotografías de varias aplicaciones con rasqueta (12,5 mm/s) de Ejemplo 7 (Fig. 7b: rasqueta de 200 pm; Fig. 7c: rasqueta de 500 pm). El polvo tiene buena fluidez y se deja aplicar con rasqueta. También se dejan aplicar con rasqueta las capas delgadas (200 pm). Son no homogéneas y notoriamente atravesadas por estrías de rasqueta. El comportamiento de fluidez algo limitado es provocado probablemente por partículas de polvo muy gruesas. La capa de polvo aplicada con rasqueta de 500 pm es homogénea y libre de estrías de rasqueta.

Comparación 1

Se prepararon partículas compuestas microestructuradas de partículas esféricas de carbonato de calcio del Ejemplo 1 y una polilactida amorfa (PDLLA) siguiendo el procedimiento descrito en el documento JP 62083029 A usando el aparato NHS-1. Se enfrió con agua fría a 12°C. Como partícula madre se usó un granulado 3 de polilactida y como la partícula bebé se usaron las partículas esféricas de carbonato de calcio del Ejemplo 1.

Se combinaron 39,5 g de granulado de polilactida con 10,5 g de polvo de CaCO³y se llenó a 8.000 rpm. La velocidad del rotor de la unidad fue ajustada a 8.000 rpm (100 m/s) y se procesaron durante 1,5 min los materiales dosificados. La temperatura máxima alcanzada en el espacio de molienda del NHS-1 fue de 71°C. Se ejecutaron en total 49 repeticiones con las mismas cantidades de material y ajustes de máquina. Se obtuvieron en total 2376 g partículas compuestas estructuradas. Las partículas compuestas estructuradas obtenidas fueron tamizadas manualmente en seco para la medición de la distribución de tamaño de partícula, a través de un tamiz de 800 pm. El residuo de tamiz (fracción > 800 pm) fue de 47 %.

En la siguiente tabla 3 se compilan las propiedades de las partículas compuestas microestructuradas obtenidas. Las Fig. 8a, Fig. 8b y Fig. 8c muestran una fotografía REM de comparación 1 así como fotografías de varias aplicaciones con rasqueta (12,5 mm/s) de comparación 1 (Fig. 8b: rasqueta de 200 pm; Fig. 8c: rasqueta de 500 pm). El polvo fluye difícilmente y no puede ser aplicado con rasqueta hasta espesores de capa delgados de 200 o 500 pm. Las partículas irregulares así de gruesas se atascan en la rasqueta. Surgen capas no homogéneas con estrías de rasqueta muy frecuentes y pronunciadas.

El análisis REM muestra que las superficies de las partículas compuestas estructuradas están ocupadas escasamente con partículas esféricas de carbonato de calcio y sus fragmentos. En comparación con los Ejemplos 3 - 7, las partículas tienen una geometría más irregular de partícula.

Ejemplo 8

Se preparó un polvo compuesto de partículas de fosfato p de tricalcio y una polilactida (PDLLA) siguiendo el procedimiento descrito en el documento JP 62083029 A usando el aparato NHS-1. Se enfrió con agua fría a 12°C. Como partícula madre se usó un granulado 3 de polilactida y como la partícula bebé se usó fosfato p de tricalcio (p-TCP; d20=30 pm; dso=141 pm; dg0=544 pm). En las Fig. 9a y Fig. 9b se muestran fotografías REM de los p-TCP's usados.

Se combinaron 30,0 g de granulado de polilactida con 20,0 g de polvo de p-TCP y se llenaron a 6.400 rpm. Se ajustó la velocidad de rotor de la unidad a 6.400 rpm (80 m/s) y se procesaron durante 10 min los materiales dosificados. Se ejecutaron en total 5 repeticiones con las mismas cantidades de material y ajustes de máquina. Se obtuvieron en total 249 g de polvo compuesto. El producto fue tamizado para descartar tanto como fuese posible de la fracción gruesa > 250 pm (tamización manual en seco a través de un tamiz de 250 pm). A continuación se separó la fracción fina < 20 pm sobre un tamiz de 20 pm por medio de un equipo de tamización con chorro de aire.

Ejemplo 9

Se preparó un polvo compuesto de partículas romboédricas de carbonato de calcio y una polilactida (PDLLA) siguiendo el procedimiento descrito en el documento JP 62083029 A usando el aparato NHS-1. Se enfrió con agua fría a 12°C. Como partícula madre se usó un granulado 3 de polilactida y como la partícula bebé se usaron partículas romboédricas de carbonato de calcio (d²⁰=¹1 pm; dso=16 pm; d90=32 pm).

Se combinaron 30,0 g de granulado de polilactida con 20,0 g de las partículas romboédricas de carbonato de calcio y se llenaron a 6.400 rpm. Se ajustó a 6.400 rpm (80 m/s) la velocidad de rotor de la unidad y los materiales dosificados fueron procesados durante 10 min. Se ejecutaron en total 5 repeticiones con las mismas cantidades de material y ajustes de máquina. Se obtuvieron en total 232 g de polvo compuesto. Se tamizó el producto para descartar tanto como fuera posible la fracción gruesa > 250 pm (tamización manual en seco a través de un tamiz de 250 pm). A continuación se separó la fracción fina < 20 pm sobre un tamiz de 20 pm por medio de un aparato de tamización con chorro de aire.

Ejemplo 10

Se preparó un polvo compuesto de partículas molidas de carbonato de calcio y una polilactida (PDLLA) siguiendo el procedimiento descrito en el documento JP 62083029 A usando el aparato NHS-. Se enfrió con agua fría a 12 °C. Como partícula madre se usó un granulado 3 de polilactida y como la partícula bebé se usó carbonato de calcio molido (GCC; d20=15 pm; dso=46 pm; dg0=146 pm).

Se combinaron 30,0 g de granulado de polilactida con 20,0 g de GCC y se llenaron a 6.400 rpm. Se ajustó la velocidad de rotor de la unidad a 6.400 rpm (80 m/s) y se procesaron durante 10 min los materiales dosificados. Se ejecutaron en total 5 repeticiones con las mismas cantidades de material y ajustes de máquina. Se obtuvieron en total 247 g de polvo compuesto. Se tamizó el producto para descartar tanto como fuera posible la fracción gruesa >250 pm (tamización manual en seco a través de un tamiz de 250 pm). A continuación se separó la fracción fina < 20 pm sobre un tamiz de 20 pm por medio de un aparato de tamización con chorro de aire.

Tabla 3 (continuación)

Claims

REIVINDICACIONES

1. Uso de carbonato de calcio inhibidor como aditivo para una composición, que contiene por lo menos un polímero diferente de celulosa, en un implante, caracterizado porque el carbonato de calcio inhibidor es obtenido mediante un procedimiento en el cual se recubren partículas de carbonato de calcio con una composición que, referido en cada caso a su peso total, comprende una mezcla de por lo menos 0,1 % en peso de por lo menos un formador de complejo de calcio y/o por lo menos una base conjugada que es una sal de metal alcalino o de calcio de un ácido débil, conjuntamente con por lo menos 0,1 % en peso de por lo menos un ácido débil.

2. Uso de acuerdo con la composición 1 para el aumento de la estabilidad térmica de la composición y/o para la elevación de la temperatura de pico de la composición y/o para el mejoramiento de las propiedades mecánicas de la composición.

3. Implante con una composición que contiene por lo menos un polímero diferente de celulosa y carbonato de calcio inhibidor, caracterizado porque el carbonato de calcio inhibidor es obtenible mediante un procedimiento en el cual se recubren partículas de carbonato de calcio con una composición que, en cada caso referido a su peso total, comprende una mezcla de por lo menos 0,1 % en peso de por lo menos un formador de complejo de calcio y/o por lo menos una base conjugada, que es una sal de metal alcalino o de calcio de un ácido débil, conjuntamente con por lo menos 0,1 % en peso por lo menos un ácido débil.

4. Implante de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el ácido débil es elegido de entre el grupo consistente en ácido fosfórico, ácido metafosfórico, ácido hexametafosfórico, ácido cítrico, ácido bórico, ácidos sulfurosos, ácido acético y mezclas de ellos, y/o porque la base conjugada es una sal de sodio o de calcio de un ácido débil y/o porque la base conjugada es hexametafosfato de sodio y/o porque la base conjugada es hexametafosfato de sodio y el ácido débil es ácido fosfórico y/o porque el formador de complejo de calcio es elegido de entre el grupo consistente en hexametafosfato de sodio y conjuntamente ligandos polidentados que forman quelatos, y preferentemente los ligandos conjuntos polidentados que forman quelatos son elegidos de entre el grupo consistente en ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), trietilentetramina, dietilentriamina, o-fenantrolina, ácido oxálico y mezclas de ellos.

5. Implante de acuerdo con las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado porque el contenido del formador de complejo de calcio o de la base conjugada está en el intervalo de 0,1 partes en peso a 25,0 partes en peso, referido a 100 partes en peso de partículas de carbonato de calcio, el contenido del ácido débil está en el intervalo de 0,1 partes en peso a 30.0 partes en peso, referido a 100 partes en peso partículas de carbonato de calcio.

6. Implante de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque las partículas de carbonato de calcio exhiben una relación de aspecto menor que 5 y/o las partículas de carbonato de calcio comprenden partículas esféricas de carbonato de calcio.

7. Implante de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque la composición comprende por lo menos un polímero termoplástico.

8. Implante de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque la composición comprende por lo menos un polímero reabsorbible.

9. Implante de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el polímero reabsorbible exhibe una viscosidad inherente, medida en cloroformo a 25°C, concentración de polímero de 0,1 %, en el intervalo de 0,3 dl/g a 8,0 dl/g.

10. Implante de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 3 a 9, caracterizado porque la composición comprende ácidos poli-D-, poli-L- y/o poli-D,L-láctico.

11. Implante de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 3 a 10, caracterizado porque la composición comprende por lo menos un poliéster reabsorbible con un promedio aritmético del peso molecular en el intervalo de 500 g/mol a 1.000.000 g/mol.

12. Implante de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 3 a 11, caracterizado porque la fracción en peso del carbonato de calcio inhibidor, referida al peso total de la composición, es por lo menos 0,1 % en peso.

13. Implante de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 3 a 12, caracterizado porque la composición, referido al peso total de la composición, comprende 40,0 % en peso a 80,0 % en peso de PLLA y 20,0 % en peso a 60.0 % en peso de carbonato de calcio inhibidor.

14. Implante de acuerdo con por lo menos una de las reivindicaciones 3 a 13, caracterizado porque la composición consiste en carbonato de calcio inhibidor y por lo menos un polímero.