NL8402158A

NL8402158A - Poreus keramisch materiaal en werkwijze voor de bereiding daarvan.

Info

Publication number: NL8402158A
Application number: NL8402158A
Authority: NL
Original assignee: Sumitomo Cement Co
Priority date: 1983-07-09
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1985-02-01
Also published as: SE8804479D0; GB2142919B; SE465775B; SE8804480D0; SG74788G; SE8403619D0; DE3425182C2; HK14889A; MY101898A; AU577299B2; SE8403619L; FR2548661B1; SE465776B; SE8804478L; US4654314A; KR850001136A; US4963145A; IT8421817A1; GB8417436D0; AU3041484A

Description

r / y — i — r. / / py t

Poreus keramisch, materiaal en werkwijze voor de bereiding daarvan.

Achtergrond van de uitvinding.

Gebied van de uitvinding.

De uitvinding heeft betrekking op een poreus keramisch materiaal en op een werkwijze voor de bereiding 5 daarvan. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een poreus keramisch materiaal met een groot aantal poriën met een specifieke grootte en een groot aantal capillaire holte paden met een specifieke grootte, die de poriën verbinden met de uitwendige ruimte van het poreuze keramische materiaal, welk mate-10 riaal bruikbaar is als materiaal voor regenereren van been en voor andere medische doeleinden en ook elektronisch materiaal of een voor genetische doeleinden bruikbaar basismateriaal en werkwijzen voor de bereiding daarvan. De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze voor herstellen van een defect van 15 been van een mens of dier.

Beschrijving van de stand der techniek.

Een calciumfosfaatverbinding, zoals hydroxy-apatiet of een vaste oplossing daarvan heeft een goede verenigbaarheid met een levend lichaam en is bruikbaar als een medisch 20 materiaal, zoals een osteogenetisch materiaal, bijvoorbeeld een substituut of prothese voor een been of tandwortel. De niet onderzochte Japanse octrooiaanvrage 56-54841 bijvoorbeeld beschrijft een vulstof voor een beendefect of antrum, welke een calciumfosfaatverb indingpoeder met de apatiet type kristalstructuur bevat.

25 Verder beschrijft de niet onderzochte

Japanse octrooiaanvrage 56-166843 een vulstof voor een beendefect of antrum, welke bestaat uit een poreus lichaam van een calcium-fosfaatverbinding. In poriën in dit poreuze lichaam van de calcium-fosfaatverbinding is de maximale poriëngrootte 3,00 mm en de 30 minimum poriëngrootte 0,05 mm.. Deze poriën hebben zodanige vorm en grootte, dat beenvormende componenten van een levend lichaam makke-

A

8402158 . - 2 - * i lijk in deze poriën kunnen binnendringen. Dit poreuze lichaam heeft een continue driedimensionale netwerkstructuur.

Deze conventionele calciumfosfaatverbin-dingen hebben bezwaren, doordat deformatie optreedt na verloop 5 van tijd na een chirurgische behandeling, zoals vulling of prothese of harding wordt bevorderd in het zachte contactweefsel nabij het gevulde of ingebedde gedeelte, waarna het resulterende abnormale weefsel moet worden weggesneden. Bij herstellen van een defect van het harde weefsel van een levend lichaam, veroorzaakt 10 door wegsnijden van een beentumor, beenresorptie bij verouderen of uitwendige beschadiging van been, verdient het zeer de voorkeur, dat natuurlijk genezen, wordt bevorderd. Substitutie of prothese door een kunstmatig produkt verdient niet altijd de voorkeur. Wanneer een dergelijk kunstmatig voorwerp in een levend 15 lichaam wordt opgenomen of ingesloten in een levend lichaam door prothese, verdient het zeer de voorkeur, dat het kunstmatige produkt na verloop van tijd door het levende lichaam wordt verbruikt en het natuurlijke levende weefsel wordt geregenereerd in plaats van het defect te herstellen. In dit geval is het belangrijk, 20 dat de snelheid van substitutie van het kunstmatige voorwerp door levend weefsel (namelijk de omzetsnelheid), geschikt moet zijn. Wanneer de omzetsnelheid buiten - gewoon hoog is, treden moeilijkheden,. zoals ontsteking, op in het behandelde gedeelte, resulterend in complicaties, bijvoorbeeld de ontwikkeling van kanker.

25 In het geval, dat de omzetsnelheid gering is en het kunstmatige voorwerp langdurig in een levend lichaam aanwezig is, treedt deformatie op van het beenweefsel of andere levende weefsels in het behandelde gedeelte of harding van het zachte weefsel na-bij het behandelde gedeelte, waarna wegsnijden in enkele gevallen 30 noodzakelijk wordt.

Voor opheffen van de hiervoor besproken problemen is belangrijk, dat een in een levend lichaam ingebracht prothesemateriaal voldoet aan de eisen voor inductie en substitutie van het levend lichaamweefsel op een celniveau. Meer in het 35 bijzonder is belangrijk op geschikte wijze te bevorderen de activering van een osteriolitische cel (osteriolyse) en een osteo- 8402158 « % • - 3 - blast vein het levend lichaamsweefsel, controle-intrusie en ontwikkeling van een osteoclast en een collagenvezel bevorderende harding van het zachte weefsel en ook controleharding van het beenweefsel en niet verhinderen van intrusie van erythrocytes en 5 lichaamsvloeistof en ontwikkeling van capillaire bloedvaten.

Om aan deze eisen te voldoen is belangrijk, dat een vulstof of prothesemateriaal, dat in een levend lichaam wordt ingebracht, een goede verenigbaarheid heeft met het levende lichaam, in het bijzonder een goede biorespons, een goede ver-10 blijf voortplantingsruimte moet verschaffen, die geschikt is voor de activering van de gewenste cellen en intrusie moet verhinderen van ongewenste cellen en harden van het beenweefsel door abnormale ontwikkeling van een collagenvezel.

Samenvatting van de uitvinding.

15 Een eerste doelstelling van de uitvinding is een poreus keramisch materiaal te verschaffen, dat geschikt is voor regenereren van beenweefsel in een levend lichaam, dat wil zeggen induceren van nieuw been of andere medische doeleinden of waardevol als een elektronisch materiaal of een voor 20 genetische doeleinden bruikbaar materiaal, werkwijzen voor de bereiding daarvan en een werkwijze voor het herstellen van een defect van been van een mens of dier.

Andere doelstellingen en voordelen van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de nu volgende beschrijving.

25 Volgens één aspect van de uitvinding wordt een poreus keramisch materiaal verschaft, dat een gesinterd poreus lichaam bevat van een calciumfosfaatverbinding, waarin een groot aantal capillaire holtepaden met een diameter van 1 tot 30 ^im en een groot aantal poriën met een grootte van 1 tot 600 jm 30 in het gesinterde poreuze lichaam worden gevormd en ten minste een deel van de poriën verbonden zijn met de uitwendige ruimte van het gesinterde poreuze lichaam door ten minste een deel van de capillaire holtepaden. Het grote aantal poriën kan met elkaar verbonden zijn door een deel van de capillaire holtepaden.

35 Volgens een ander aspect van de uitvinding worden werkwijzen verschaft voor de bereiding van het hiervoor ge- 8402158 ί ί - 4 - noemde poreuze keramische materiaal.

Een werkwijze voor de bereiding van het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding omvat borrelen van 100 gew.dln eiwit ter vorming van een groot aantal bellen met 5 een grootte van 1 tot 600 ^im, verenigen van het geborrelde eiwit met 30 tot 120 gew.dln van een calciumfosfaatverbindingpoeder, vormen van het aldus verkregen mengsel door gieten van het mengsel in een vorm met een gewenste vorm en grootte, verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 120 tot 150 °C voor 10 harden van het eiwit, vervolgens verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 500 tot 700°C voor carboniseren van het geharde eiwit en vervolgens verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 800 tot 1350°C in een zuurstof bevattende atmosfeer voor verwijderen van het gecarboniseerde produkt door 15 verbranden en sinteren van het calciumfosfaatverbindingpoeder.

Een andere werkwijze voor de bereiding van het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding omvat borrelen van 100 gew.dln eiwit ter vorming van een groot aantal bellen met een grootte van 1 tot 600 jm, verenigen van het ge-20 schuimde albumen met 30 tot 120 gew.dln van een calciumfosfaatverbindingpoeder en 1 tot 5 gew.dln van een organische vezel met een lengte van 1 tot 5 mm en een diameter van 1 tot 30 ^un, vormen van het aldus verkregen mengsel door gieten van het mengsel in een vorm met een gewenste vorm en grootte, verhitten van het 25 gevormde mengsel op een temperatuur van 120 tot 150 °C voor harden van het eiwit, verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 500 tot 700°C voor carboniseren van het geharde eiwit en organische vezel en vervolgens verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 800 tot 1350°C in een zuurstof 30 bevattende atmosfeer voor verwijderen van een carbonisatieprodukt door verbranden en sinteren van het calciumfosfaatverbindingpoeder.

Nog een andere werkwijze voor het bereiden van het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding omvat mengen van 20 tot 300 gew.dln van een sublimeerbaar vaste stof-35 poeder met een deeltjesgrootte van 1 tot 6Q0 ^im met 100 gew.dln van een calciumfosfaatverbindingpoeder, persvormen van het aldus 8402158 * * - 5 - verkregen mengsel tot een gewenste vorm en grootte, verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 300 tot 500°C voor verwijderen van de sublimeerbare stof door sublimeren en vervolgens verhitten van het resterende gevormde prodükt op een tempe-5 ratuur van 800 tot 1350°C voor sinteren van het calciumfosfaat-verb indingpoeder,

Nog een andere werkwijze voor de bereiding van het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding omvat opnemen van 20 tot 300 gew.dln van een sublimeerbaar vaste stof-10 poeder met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^ue en 1 tot 5 gew.dln van een organische vezel met een lengte van 1 tot 5 mm en een diameter van 1 tot 30 jm met 100 gew.dln van een calcium-fosfaatverbindingpoeder, persvormen van het aldus verkregen mengsel tot een gewenste vorm en grootte, verhitten van het gevormde 15 mengsel op een temperatuur van 200 tot 800°C voor verwijderen van de sublimeerbare stof door sublimeren en carboniseren van de organische vezel en vervolgens verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 800 tot 1350°C in een zuurstof bevattende atmosfeer voor verwijderen van het carbonisatieprodukt door ver-20 branden en sinteren van het calciumfosfaatverbindingpoeder.

Nog een andere werkwijze voor de bereiding van het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding omvat mengen van 25 tot 380 gew.dln van organische synthetische harsdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 jxm. met 100 gew, 25 dln van een calciumfosfaatverbindingpoeder, persvormen van het aldus verkregen mengsel tot een gewenste vorm en grootte, verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 200 tot 800°C voor verwijderen van de organische synthetische harsdeeltjes door thermisch ontleden, en verhitten van het resterende ge-30 vormde produkt op een temperatuur van 800 tot 1350°C in een zuurstof bevattende atmosfeer voor sinteren van het calciumfosfaatverbindingpoeder .

Nog een andere werkwijze voor de bereiding van het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding omvat 35 verenigen van 25 tot 380 gew.dln organische synthetische hars- deeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^un en 1 tot 5 gew.

8402158

* V

- 6 - din van een organische vezel met een lengte van 1 tot 5 mm en een diameter van 1 tot 30 ^im met 100 gew.dln van een calciumfos-faatverbindingpoeder, persvormen van het aldus verkregen mengsel tot een gewenste vorm en grootte, verhitten van het gevormde meng-5 sel op een temperatuur van 200 tot 800°C voor verwijderen van de organische synthetische hars door thermische ontleding en carboniseren van de organische vezel en vervolgens verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 800 tot 1350°C in een zuurstof bevattende atmosfeer voor verwijderen van het carbo-10 nisatieprodukt door verbranden en sinteren van het calciumfos-faatverbindingpoeder,

Nog een andere werkwijze voor de bereiding van een poreus keramisch materiaal volgens de uitvinding omvat verenigen van 25 tot 380 gew.dln organische synthetische hars-15 deeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^im en 2 tot 5 gew.dln sublimeerbare vaste stofdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 jm met 100 gew.dln van een calciumfosfaatverbindingpoeder, persvormen van het aldus verkregen mengsel tot een gewenste vorm en grootte, verhitten van het gevormde mengsel op een 20 temperatuur van 200 tot 800°C voor verwijderen van de organische synthetische harsdeeltjes door thermisch ontleden en verwijderen van de sublimeerbare stofdeeltjes door sublimeren en vervolgens verhitten van het resterende gevormde produkt op een temperatuur van 800 tot 1350°C in een zuurstof bevattende atmosfeer voor sin-25 teren van het calciumfosfaatverbindingpoeder.

Nog een andere werkwijze voor de bereiding van het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding omvat verenigen van 25 tot 380 gew.dln organische synthetische harsdeeltjes van 1 tot 600 ^tm, 2 tot 5 gew.dln sublimeerbare vaste 30 stofdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^im en 1 tot 5 gew.dln van een organische vezel met een lengte van 1 tot 5 mm en een diameter van 1 tot 30 ^un met 100 gew.dln van een calciumfosf aatverbindingpoeder, persvormen van het aldus verkregen mengsel tot een gewenste vorm en grootte, verhitten van het gevormde 35 mengsel op een temperatuur van 200 tot 800°C voor verwijderen van de organische synthetische harsdeeltjes door thermisch ontleden, 8402158 - 7 - V It verwijderen van de sublimeerbare stofdeeltjes door sublimeren en carboniseren van de organische vezel en vervolgens verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 800 tot 1350°C in een zuurstof bevattende atmosfeer voor verwijderen van het carbo-5 nisatieprodukt door verbranden en sinteren van het calciumfosfaat-verb indingpoeder.

Volgens nog een ander aspect van de uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor induceren van nieuw been, welke omvat vullen of inbedden van het hiervoor beschreven po-10 reuze keramische materiaal in een defect van been van mens of dier, waardoor een nieuw been wordt geïnduceerd, terwijl intrusie van collagenvezels en osteoclasts in het poreuze keramische materiaal wordt beperkt.

15 Beschrijving van de geprefereerde uitvoeringsvormen.

Het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding bestaat uit een gesinterd poreus lichaam van een cal-ciumfosfaatverbinding. De in de onderhavige uitvinding toegepaste calciumfosfaatverbinding bevat als hoofdingrediënten CaHPO^, 20 Ca3(P04)2, Ca5(PQ4)3OH, Ca4O(P04)2, Ca10(PO4)6(OH)2, CaP^,

Ca (PO^) 2, en Ca(H^PO^) 2 .H20 en bevat een aantal verbin dingen, die " hydroxyapatiet" genoemd worden. Hydroxyapatiet bevat als basiscomponent een verbinding met de formule

Ca_(PO.),OH of Ca.-(PO.)-(OH)-. Een deel van de Ca component kan D 4.3 1U 4 o λ 25 vervangen zijn door één of meer leden van de groep, die bestaat uit Sr, Ba, Mg, Fe. Al, Y, La, Na, K en H en een deel van de (P04> component kan vervangen worden door één of meer leden, gekozen uit V04, BO^, S04, CO^ en Si04. Bovendien kan een deel van de (OH) component vervangen worden door één of meer leden, 30 gekozen uit F, Cl, O en CO^. Het hydroxyapatiet kan een gewoon kristal zijn, of het kan een isomorfe vaste oplossing, een substitutie vaste oplossing of een interstitie vaste oplossing zijn. Bovendien kan het hydroxyapatiet niet-stoechiometrische latex defecten bevatten.

35 Het verdient normaal de voorkeur, dat de atoomverhouding van calcium (Ca) en fosfor (P) in de in de uitvin- 8402158 'i %.

- 8 - ding gebruikte fosfaatverbinding is in het traject van 1,30 tot 1,80, in het bijzonder van 1,60 tot 1,67.

Als calciumfosfaatverbinding, gebruikt in de onderhavige uitvinding, wordt de voorkeur gegeven aan trical-5 ciumfosfaat / Ca^CPO^) 2_71 hydroxyapatiet / Ca,. (P04) ^OH_7 en hydroxyapatiet /-Ca10(PO4)g(OH)2_7. Die, welke gesynthetiseerd worden volgens de sol-gel-methode en vervolgens vriesgedroogd verdienen bijzondere voorkeur. Het verdient de voorkeur, dat de calciumfosfaatverbinding een verbinding is, gesinterd bij 800-10 1350°C, liefst bij 850-1200°C.

In het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding kan het poreuze calciumfosfaatlichaam elke vorm en grootte hebben. In het inwendige van het poreuze lichaam worden een groot aantal capillaire holtepaden gevormd, die zich uit-15 strekken in een dunne langgerekte vorm en een groot aantal poriën met een grootte van 1 tot 600 ^im, in het bijzonder 3 tot 300 ^im. De diameter van de capillaire holtepaden is 3 tot 30 ^im, bij voorkeur 1 tot 20 ^im. De poriën zijn verbonden met de uitwendige ruimte van het poreuze lichaam door ten minste een deel van het 20 grote aantal capillaire holtepaden. Gewoonlijk zijn het grote aantal poriën met elkaar verbonden door een deel van de capillaire holtepaden.

Het verdient de voorkeur, dat het gesinter- « de poreuze lichaam een porositeit heeft van 40 tot 90 %, liefst 25 van 60 tot 70 %.

Het verdient de voorkeur, dat de poriën in het gesinterde poreuze lichaam de vorm van een echte bol of een soortgelijke vorm hebben. Het verdient verder de voorkeur, dat de poriën uniform in het poreuze lichaam zijn verdeeld. Deze 30 poriën verschaffen verblijfruimten voor biofysische activerende osteolytische cellen en osteoblasts, wanneer het keramisch materiaal in een levend lichaam wordt ingebed. Osteoblasts en dergelijke hebben de neiging in deze poriën te blijven, in het bijzonder bolvormige poriën. Bijgevolg is het noodzakelijk, dat de 35 poriën een grootte hebben van 1 tot 600 ^tm, bij voorkeur 3 tot 300 ^un. Poriën met een grootte buiten het traject van 1 tot 600 jm 8402158 ; ï - 9 - verschaffen geen goede verblijfsruimten voor de hiervoor genoemde cellen.

Wanneer de poriën de vorm van een echte bol of een dergelijke vorm hebben, zijn de mechanische sterkten 5 van het verkregen poreuze materiaal hoog. Bijgevolg, wanneer dit poreuze materiaal in een levend lichaam wordt ingebed, blijft het deze hoge mechanische sterkten behouden, totdat het omgezet is in nieuw been. Bijgevolg wordt breken van een been tijdens deze periode verhinderd.

10 De capillaire holtepaden in het gesinterde poreuze lichaam verbinden de poriën ten minste met de uitwendige ruimte van het poreuze lichaam. Osteolytische cellen, osteoblasts, erythrocytes en lichaamsvloeistoffen kunnen vrij in het poreuze lichaam penetreren door deze capillaire holten, waardoor het ont-15 wikkelen van capillaire bloedvaten wordt bevorderd. Daar echter de diameter van de capillaire holtepaden 1 tot 30 ^tm is, bij voorkeur 1 tot 20 jm, kunnen vrijwel geen osteoclasts en collagen-vezels in de capillaire holten in het poreuze lichaam penetreren, waardoor abnormale groei van collagenvezels en harden van het 20 beenweefsel kan worden verhinderd. In het poreuze lichaam volgens de uitvinding oefenen de capillaire holtepaden namelijk de functie van een biofilter uit.

Wanneer de diameter van de capillaire holtepaden kleiner is dan 1 ym, wordt de intrusie van osteolytische 25 cellen, osteoblasts, erythrocytes en lichaamsvloeistof in het poreuze lichaam moeilijk. Wanneer de diameter van de capillaire holtepaden groter is dan 30 ^un, is intrusie en de groei van osteoclasts en collagenvezels mógelijk en daarom wordt regenereren van het been verhinderd, resulterend in harden van het aan-30 grenzende weefsel.

In het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding kunnen de poriën in het poreuze lichaam met elkaar verbonden worden door een deel van het grote aantal capillaire holtepaden, waardoor verbruik van het poreuze lichaam en regene-35 reren (omzetten) van het levend lichaamsweefsel wordt bevorderd en resorptie van been bij verouderen kan worden gecontroleerd.

8402158 - 10 -

Het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding kan vrij verwerkt'worden tot een vorm en grootte, overeenkomend met een vorm en grootte van een defect of antrum, dat gevuld of ingebed moet worden. Het keramische materiaal vol-5 gens de uitvinding kan gevormd worden tot korrels met een grootte van 0,05 tot 5 mm.

Wanneer het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding wordt ingebed als een vulstof of prothese-materiaal, penetreren bloed, lichaamsvloeistof, osteolytische 10 cellen en osteoblasts in het poreuze lichaam door de capillaire holtepaden en het poreuze lichaam wordt opgegeten en verbruikt door osteolytische cellen in de poriën. Gelijktijdig wordt been-weefsel geregenereerd door de osteoblasts en heeft zogenaamde omzetting plaats. Daar de capillaire holtepaden, die de poriën 15 verbinden met de uitwendige ruimte van het poreuze lichaam, een diameter hebben van 1 tot 30 ^im, kunnen vrijwel geen osteoclasts of collagenvezels in de capillaire holtepaden in het poreuze lichaam penetreren, en daarom kan abnormale groei en harden van de collagenvezels worden verhinderd. Bijgevolg wordt het zachte 20 weefsel van het geregenereerde been noch vernietigd noch gehard door de collagenvezels. Daarom induceert het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding nieuw been en wordt gesubstitueerd door normaal beenweefsel, dat groeit in een levend lichaam.

Een poreus keramisch materiaal, dat op de 25 hiervoor beschreven wijze kan worden omgezet in normaal beenweefsel, is nieuw. Dit poreuze keramische materiaal is voor het eerst gerealiseerd volgens de onderhavige uitvinding.

Het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding kan bereid worden volgens verschillende processen.

30 Een eerste proces voor de bereiding van het poreuze keramische materiaal omvat bcrr.elen van 100 gew.dln eiwit ter vorming van een groot aantal bellen met een grootte van 1 tot 600 ^im, mengen van het geborrelde eiwit met 30 tot 120 gew.dln van een calciumfosfaatverbindingpoeder, vormen van het aldus 35 verkregen mengsel door gieten van het mengsel in een vorm met een gewenste vorm en grootte, verhitten van het gevormde mengsel op 8402158 ψ - η - een temperatuur van 120 tot 150°C voor harden van het eiwit, verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 500 tot 700°C voor carboniseren van het eiwit en vervolgens verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 800 tot 1350°C in 5 een zuurstof bevattende (en, indien nodig, vocht bevattende) atmosfeer voor verwijderen van het carbonisatieprodukt door verbranden en sinteren van het calciumfosfaatverbindingpoeder.

Het verdient in het algemeen de voorkeur, dat de deeltjesgrootte van het calciumfosfaatverbindingpoeder, 10 dat wordt toegepast voor de bereiding van het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding, 0,05 tot 10 is. Het verdient bijzonder de voorkeur, dat het calciumf osf aatverbindingpoeder een kristallijn gedeelte bevat, dat is gegroeid in de vorm van een plaat en met een zodanige deeltjesgrootteverdeling, bepaald 15 door aftastelektrodenmicroscopie (SEM) , dat niet meer dan 30 % van de deeltjes van het poeder een deeltjesgrootte heeft van ten minste 1 en ten minste 70 % van de deeltjes van het poeder een deeltjesgrootte heeft kleiner dan 1 ^im.

Een facultatieve methode kan gebruikt wor-20 den voor vormen van bellen met een gewenste grootte in het eiwit. Bijvoorbeeld kan het eiwit geklopt worden met een emulgerende menger, een monster van het geborrelde eiwit wordt verzameld op een objectglas door het objectglas te voeren over het vloeistof-oppervlak van het geborrelde eiwit en meten van de grootte van 25 het schuim met behulp van een microscoop. Deze bewerking wordt herhaald, totdat de gewenste grootte is verkregen. Vervolgens wordt een vooraf vastgestelde hoeveelheid van het calciumfosfaatver-bindingpoeder verenigd met het geschuimde eiwit en heeft roeren plaats. In deze trap kan een kleine hoeveelheid van een bel-30 regelend middel, bijvoorbeeld een vetzuur zoals oliezuur of maleïnezuur en/of een alifatische alkohol zoals isopropylalkohol of isobutylalkohol, worden toegevoegd.

Het aldus verkregen mengsel wordt gevormd tot een vooraf vastgestelde vorm en grootte. Vormmethoden en 35 inrichtingen, die normaal toegepast worden voor de vervaardiging van gesinterde produkten, kunnen desgewenst toegepast worden.

8402158 . - 12 - i i.

Gewoonlijk wordt echter een gietmethode met behulp van een vorm gébruikt*

Het gevormde mengsel wordt verhit op een temperatuur van 120 tot 150°C, bij voorkeur gedurende 60 tot 5 120 minuten, voor harden van het eiwit. Het verdient de voorkeur, dat de relatieve vochtigheid van de verhittingsatmosfeer ingesteld wordt op 30 tot 70 % en het verdient verder de voorkeur, dat de temperatuur-stijgsnelheid geregeld wordt op 5 tot 10°C/ minuut. Het geharde eiwit versterkt het geraamte van de bellen.

10 Vervolgens wordt het gevormde mengsel ver hit op een temperatuur van 500 tot 700°C, bij voorkeur gedurende 120 tot 180.minuten, voor carboniseren van het geharde eiwit. Vervolgens wordt het gevormde mengsel verhit op een temperatuur van 800 tot 1350°C, bij voorkeur 850 tot 1200°C, in een zuurstof 15 bevattende atmosfeer, bijvoorbeeld lucht, voor verwijderen van het carbonisatieprodukt door verbranden en sinteren van het calcium-fosfaatverbindingpoeder. De zuurstof bevattende atmosfeer kan desgewenst vocht bevatten. In deze trap is de verhittingstijd gewoonlijk ongeveer 1 tot ongeveer 3 uren.

20 Gassen, ontwikkeld door coaguleren en car boniseren van eiwit en verbranden van het carbonisatieprodukt ontsnappen uit het inwendige van het poreuze lichaam naar buiten.

Op dit ogenblik worden vele capillaire holtepaden gevormd en poriën worden gevormd, overeenkomend met de bellen in het geklopte 25 eiwit. De poriën worden verbonden met de uitwendige ruimte van het poreuze lichaam door de capillaire holtepaden en gewoonlijk worden de poriën met elkaar verbonden door de capillaire holtepaden.

In het hiervoor beschreven bereidingsproces kunnen 1 tot 5 gew.dln van een organische vezel met een lengte 30 van 1 tot 5 mm en een diameter van 1 tot 30 ^im tezamen met het geborrelde eiwit toegevoegd worden aan 100 delen van het calcium-fosfaatverbindingpoeder. In dit geval wordt, na de eiwit-hardings-verhittingstrap, het gevormde mengsel verhit op een temperatuur van 500-700°C, bijyoorkeur gedurende 120 tot 180 minuten, voor 35 carboniseren van het eiwit en de organische vezel. Het verkregen carbonisatieprodukt wordt verwijderd door verbranden in een 8402158 - < - 13 - daarop volgende sinterverhittingstrap.

In deze werkwijzen heeft de organische vezel het effect van verzekeren van vormen van de capillaire holtepaden met een diameter van 1 tot 13 ^im. De toegepaste soort 5 organische vezel is niet op enigerlei wijze beperkt, zolang deze een lengte heeft van 1 tot 5 mm en een diameter van 1 tot 30 ^im en volledig verbrand kan worden. Een vezel echter van een dier, zoals een kat, wasbeer, hond of muis, in het bijzonder een haar-vezel van de buik, een natuurlijke organische vezel zoals een 10 zijdevezel of een cellulose vezel, of een organische synthetische vezel, zoals een polyester, polypropeen, polyamide of polyacryl-zuurvezel, worden bij voorkeur toegepast.

Een andere werkwijze voor de bereiding van het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding omvat 15 verenigen van 20 tot 300 gew.dln sublimeerbare vaste stofdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^un met 100 gew.dln van het calciumfosfaatverbindingpoeder, persvormen van het aldus verkregen mengsel tot een gewenste vorm en grootte, verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 200 tot 800°C voor ver-20 wijderen van de sublimeerbare stof door sublimeren en verhitten van het resterende gevormde produkt op een temperatuur van 800 tot 1350°C voor sinteren van het calciumfosfaatverbindingpoeder.

Het zelfde calciumfosfaatverbindingpoeder als toegepast in het hierboven beschreven proces wordt toegepast 25 in dit proces. Het sublimeerbare vaste stofpoeder wordt toegevoegd voor vormen van poriën met een gewenste grootte van 1 tot 600 ^im in het poreuze lichaam. De soort van de sublimeerbare stof is niet op enigerlei wijze beperkt, zolang deze gemakkelijk sublimeerbaar is bij een temperatuur van 200 tot 800°C zonder 30 dat enig residu achterblijft. Ten minste één lid, gekozen uit kamfer, menthol en naftaleen, wordt gewoonlijk toegepast als de sublimeerbare stof.

Het mengsel van het sublimeerbare stofpoeder en het calciumfosfaatverbindingpoeder wordt persgevormd 35 tot de gewenste vorm en grootte. De persvormmethode is niet op enigerlei wijze beperkt. Normale statische druk persvormmethoden, 8402158 - 14 - zoals een rubber persmethode en een CIP methode kunnen worden toegepast. Het verkregen gevormde mengsel wordt verhit op een temperatuur van 200 tot 800°Cr bij voorkeur gedurende 120 tot 180 minuten, waardoor capillaire holtepaden, die poriën met de 5 uitwendige ruimte van het poreuze lichaam en met elkaar verbinden, worden gevormd door sublimeren en ontsnappen van het fijne poeder van de sublimeerbare stof.

het

Vervolgens wordt verkregen gevormde produkt verhit op 800 tot 1350°C, bij voorkeur 850 tot 1200°C, gedurende 10 1 tot 3 uren, voor sinteren van het calciumfosfaatverbinding- poeder.

In deze werkwijze kunnen door instellen van de vorm en deeltjesgrootte van het sublimeerbare stofpoeder, de vorm en grootte van de poriën gemakkelijker geregeld worden dan 15 in de werkwijze, die eiwit gebruikt.

In het hiervoor beschreven proces, waarin het sublimeerbare stofpoeder wordt toegepast, kunnen verder 1 tot 5 gew.dln van een organische vezel met een lengte van 1 tot 5 mm en een diameter van 1 tot 30 ^un worden toegevoegd aan 100 gew.dln 20 van het calciumfosfaatverbindingpoeder. Wanneer het resulterende mengsel wordt verhit op een temperatuur van 200 tot 800°C, bij voorkeur gedurende 120 tot 180 minuten, wordt de sublimeerbare stof gesublimeerd en verwijderd en wordt het organische vezel-mengsel gecarboniseerd. Vervolgens wordt het mengsel verhit op 25 een temperatuur van 800 tot 1350°C, bij voorkeur gedurende 1 tot 3 uren, in een zuurstof bevattende (en, indien nodig, vocht bevattende) atmosfeer, waardoor het carbonisatieprodukt weggebrand wordt en het calciumfosfaatverbindingpoeder wordt gesinterd.

In deze werkwijze is de opgenomen organische 30 vezel effectief in het verzekeren van de vorming van capillaire holtepaden met een diameter van 1 tot 30 ^im. Dezelfde organische vezel als hiervoor beschreven wordt gebruikt.

Wanneer een vluchtige lagere alkohol, zoals methanol of ethanol, wordt toegevoegd in de trap van ver-35 enigen van de organische vezel of sublimeerbaar stofpoeder in het calciumfosfaat, kan een homogeen mengsel gemakkelijk worden ver- 8402158 - 15 - kregen, kan de deeltjesgrootte van het sublimeerbare stofpoeder worden geregeld en adhesie tussen het sublimeerbare stofpoeder en de organische vezel kan worden verbeterd, waardoor vormen van capillaire holtepaden, die de poriën verbinden, kan worden bevor-5 derd.

Nog een andere werkwijze voor de bereiding van het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding omvat verenigen van 25 tot 380 gew.dln organische synthetische harsdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 jm met 100 gew.dln 10 van een calciumfosfaatverbindingpoeder, persvormen van het aldus verkregen mengsel tot een gewenste vorm en grootte, verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 200 tot 800°C voor verwijderen van de organische synthetische harsdeeltjes door thermisch ontleden en vervolgens verhitten van het verkregen 15 gevormde produkt op een temperatuur van 800 tot 1350 °C voor sinteren van het calciumfosfaatverbindingpoeder.

De organische synthetische harsdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 jm, die gebruikt worden in het hiervoor beschreven proces, zijn effectief in het vormen van 20 poriën met een grootte van 1 tot 600 ^un in het poreuze lichaam.

De soort organische synthetische hars is niet op enigerlei wijze beperkt, voor zover de hars thermisch wordt ontleed bij een temperatuur van 200 tot 400 °C en uit het poreuze lichaam wordt verwijderd. Gewoonlijk wordt een thermoplastische synthetische 25 hars, zoals polymethylmethacrylaat, polypropeen of polystyreen, gebruikt. Van deze verdient polymethylmethacrylaat het meest de voorkeur. Daar de organische synthetische hars een geëigende stijfheid heeft, wanneer deeltjes van de organische synthetische hars gemengd worden met het calciumfosfaatverbindingpoeder of 30 het verkregen mengsel wordt persgevormd, zijn de bolvormige deeltjes noch vervormd noch verkruimeld en daarom kunnen poriën met een vorm en grootte, die nauwkeurig overeenkomen met de vorm en grootte van de organische syntlstische harsdeeltjes, worden gevormd.

35 Het mengsel van de bolvormige organische synthetische harsdeeltjes en het calciumfosfaatverbindingpoeder 8402158 - 16 - wordt door persen gevormd tot een gewenste vorm en grootte. De vormmethode is niet op enigerlei wijze beperkt en een normale statistische druk persvormmethode, zoals een rubber persmethode of een CIP methode, kunnen worden toegepast. Het verkregen meng-5 sel wordt verhit op een temperatuur van 200 tot 500°C, bij voorkeur op een temperatuur van 300 tot 350°C, gedurende 120 tot 180 minuten, voor verwijderen van de organische synthetische harsdeeltjes door thermisch ontleden, waardoor corresponderende poriën en capillaire holtepaden, die zich van deze poriën uit-10 strekken worden gevormd.

Vervolgens wordt het gevormde produkt verhit op een temperatuur van 800 tot 1350°C, bij voorkeur op een temperatuur van 850 tot 1200°C, gedurende 1 tot 30 uren, in een zuurstof bevattende (en, indien nodig, vocht bevattende) at-15 mosfeer voor sinteren van het calciumfosfaatverbindingpoeder. Ook wanneer er een thermisch ontledingsresidu van de organische synthetische harsdeeltjes aanwezig is, wordt dit residu verbrand en in de sinterverhittingstrap verwijderd.

In de werkwijze, waarin de organische syn-20 thetische harsdeeltjes worden toegepast, kunnen verder 1 tot 5 gew.dln van een organische vezel met een lengte van 1 tot 5 mm en een diameter van 1 tot 30 jm, worden toegevoegd aan 100 gew. dln van het calciumfosfaatverbindingpoeder. De soort en het effect van de organische vezel zijn dezelfde als hiervoor be-25 schreven.

In het hiervoor beschreven proces, waarin organische synthetische harsdeeltjes worden toegepast, kunnen verder 2 tot 5 gew.dln sublimeerbare vaste stofdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^im worden toegevoegd aan 100 gew.

30 dln van het calciumfosfaatverbindingpoeder. De soort van de sublimeerbare stof is dezelfde als hiervoor beschreven. In deze werkwijze hebben de sublimeerbare stofdeeltjes een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^un en zijn effectief in de vanning van capillaire holtepaden.

35 Bovendien kunnen in de hiervoor beschreven werkwijze, waarin organische synthetische harsdeeltjes worden toe- 8402158 - 17 - gepast, verder worden toegevoegd 2 tot 5 gew.dln van een organische vezel met een lengte van 1 tot 5 mm en een diameter van 1 tot 30 ^tm en 2 tot 5 gew.dln sublimeerbare vaste stofdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^im aan 100 gew.dln van het calcium-5 fosfaatverbindingpoeder. De soort en de effecten van de organische vezel en de sublimeerbare vaste stofdeeltjes zijn dezelfde als hiervoor beschreven.

Het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding heeft poriën met een grootte van 1 tot 600 jm, bij 10 voorkeur 3 tot 300 ^im en capillaire holtepaden met een diameter van 1 tot 30 ^im, bij voorkeur 1 tot 20 ^im. Daar de capillaire holtepaden werken als een biofilter, controleren zij intrusie en abnormale ontwikkeling van collagenvezels, harden van het been-weefsel door de katalytische werking van collagenvezels en intru-15 sie van osteocasts, die de inductie van nieuw been verhindert. Bovendien wordt harden van de collagenvezels door abnormale ontwikkeling daarvan verhinderd en enkel osteolytische cellen, osteoblasts, erythrocytes en lichaamsvloeistof kunnen selectief doordringen. Bovendien bevorderen de poriën met een specifieke 20 poriëngrootte het activeren van osteolytische cellen en osteoblasts op een celniveau. Wanneer bijgevolg het keramische materiaal volgens de uitvinding wordt gebruikt, is. het mogelijk inductie van nieuw been en omzetten van een been te bevorderen, waarbij een goede verenigbaarheid met een levend lichaam wordt 25 behouden.

In het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding moet ten minste een deel van de poriën verbonden zijn met de uitwendige ruimte door de capillaire holtepaden en ten minste een deel van de poriën moet verbonden zijn 30 met een ander door de capillaire holtepaden. Het verdient de voorkeur, dat alle poriën verbonden zijn met de uitwendige ruimte en met elkaar door de capillaire holtepaden. Daarnaast zijn de capillaire holtepaden in het poreuze keramische lichaam volgens de uitvinding zeer fijne paden met een diameter van 1 tot 30 ^im, 35 bij voorkeur 1 tot 20 ^ua. Bijgevolg kan inductie van nieuw gevormd been zeer effectief plaats hebben. Meer in het bijzonder 8402158 - 18 - wordt, wanneer het poreuze keramische materiaal is ingebed in een bepaald been, daar de diameter van de capillaire holten slechts 1 tot 30 ^un, bij voorkeur 1 tot 20 ^im is, vrijwel geen intrusie van collagenvezels in de capillaire holtepaden toege-5 laten en kan harden van collagenvezels worden verhinderd. Enkel osteolytische cellen, osterblasts, erythrocytes en lichaamsvloeistof, die effectief is voor inductie van nieuw been, kunnen effectief penetreren door de capillaire holtepaden met als resultaat, dat eerst een zeer zacht been wordt gevormd. Deze 10 structuur ontwikkelt zich geleidelijk naar de buitenkant om organisatie van het been tot stand te brengen, waardoor een structuur wordt gevormd, die het merg bevat in het centrale gedeelte en een gehard weefsel in het randgedeelte, zoals het geval is in een natuurlijk been van een dier of mens. In geval van het 15 conventionele poreuze apatietlichaam wordt echter, daar de grootte en vorm van de poriën niet gecontroleerd kan worden en de poriën intrusie toelaten van collagenvezels, ook wanneer nieuw been wordt geïnduceerd, het ingebedde poreuze lichaam gehard door de katalytische werking en abnormale ontwikkeling van collagenvezels 20 en is er het gevaar van ontsteking van een deel nabij het ingebedde gedeelte of ontwikkeling van kanker. In geval van het poreuze keramische lichaam volgens de uitvinding kan, om de hiervoor vermelde redenen, een structuur worden gevormd, die geheel overeenkomt met die van een natuurlijk been van een dier of mens, 25 welke omvat merg in het centrale gedeelte en een weefsel met een. grotere beendichtheid in het randgedeelte. Deze structuur is verschillend van een structuur, die enkel bestaat uit een gehard been, dat gevormd is door het conventionele poreuze apatietlichaam, hoewel nieuw been met dezelfde structuur als van natuur-30 lijk been kan worden gevormd. Wanneer namelijk het poreuze keramische materiaal wordt ingebed in bestaand been, wordt het poreuze lichaam volgens de uitvinding weggegeten en verbruikt.

In plaats daarvan wordt nieuw been met dezelfde structuur als van natuurlijk been geïnduceerd en wordt taai en flexibel been, 35 dat gedurende lange tijd niet giftig is, gevormd. Zoals hiervoor uiteengezet, wordt, wanneer het poreuze keramische lichaam vol- 8402158 - 19 - gens de uitvinding met de hiervoor beschreven specifieke structuur wordt gebruikt, eerst een zacht been gevormd overeenkomend met merg, evenals in geval van een natuurlijk been. Dit merg wordt naar de buitenkant georganiseerd en de beendichtheid neemt 5 toe naar de buitenkant, met als resultaat, dat zacht en flexibel been maar geheel verschillend van natuurlijk been van mens of dier, wordt gevormd.

Het poreuze keramische materiaal volgens de uitvinding met capillaire holtepaden en poriën kan niet al-10 leen gebruikt worden als een biologische geïntegreerde schakeling (IC) of geïntegreerd materiaal op grote schaal, als hiervoor beschreven, maar ook als een elektronisch materiaal voor schakelingen (IiSI) en een intermediair materiaal voor genetische doeleinden.

15 Wanneer het poreuze keramische materiaal vult of wordt ingebed in een defect van een been van dier of mens, functioneert het als een biofilter, namelijk worden osteolytische cellen, osteoblasts, erythrocytes en lichaamsvloeistof selectief toegelaten in te dringen in het poreuze 20 keramische materiaal terwijl vrijwel geen intrusie van osteo-clastst en collagenvezels mogelijk is. Bijgevolg wordt nieuw been met dezelfde structuur als van natuurlijk been van mens of dier gevormd. Derhalve kan het poreuze keramische materiaal gebruikt worden voor induceren van nieuw,of, controleren van 25 resorptie van been met leeftijd en is bijgevolg bruikbaar voor genezen van beendefecten.

De uitvinding zal verder worden toegelicht in de volgende voorbeelden.

30 Voorbeeld I

Een mengsel van 100 g eiwit en 3 g olie-zuur werd geklopt met een emulgerende menger. Een objectglas werd enkele keren over het vloeistofoppervlak gestreken om een monster te nemen. Het monster werd bestudeerd door een micros-35 coop. Het kloppen werd op deze manier voortgezet, totdat de minimum grootte van bellen van het eiwit 3 was. Aan het ge- 1402158 i N.

- 20 - borrelde eiwit werden toegevoegd 90 g synthetisch hydroxyapa-tiet / Ca5(P04)30H met een Ca/P atoomverhouding van 1,67 en een deeltjesgrootte van 0,05 tot 10 Het mengsel werd gevormd door gieten in een vorm. Het gevormde mengsel werd verhit tot 150°C 5 met een stijgsnelheid van de temperatuur van 10°C/minuut in een atmosfeer met een relatieve vochtigheid van 30 %. Het gevormde mengsel werd 180 minuten op deze temperatuur gehouden om het eiwit te harden en een netwerk van bellen te vormen. Vervolgens werd het. gevormde mengsel 120 minuten verhit op 500°C voor carboniseren 10 van het geharde eiwit. Tenslotte werd het gevormde mengsel 60 minuten in lucht verhit op 1000°C voor sinteren van het hydroxy-apatietpoeder.

Het verkregen poreuze lichaam had een porositeit van 76 %. Wanneer het poreuze lichaam onder een micros-15 coop werd onderzocht, bleek, dat er vele poriën waren met een grootte van 10 tot 500 ^im en vele capillaire holtepaden met een diameter van 12 ^am. De poriën waren met de uitwendige ruimte en met elkaar verbonden door de capillaire holtepaden.

Een kubisch monster met een afmeting van 20 1 cm x 1 cm x 1 cm werd uit het poreuze lichaam gesneden en de uniaxiale druksterkte werd gemeten. Gevonden werd, dat de uni-axiale druksterkte 12 kg/cm2 was.

Voorbeeld II

25 De werkwijzen van voorbeeld I werden her haald, met dien verstande, dat 5 g van een polypropeenvezel (lengte 5 tot 10 ^im, diameter 3 tot 10 ^im) werd toegevoegd bij de eiwitkloptrap. Het verkregen poreuze lichaam had poriën en capillaire holtepaden, overeenkomend met die van het poreuze 30 lichaam verkregen in voorbeeld I, en vele capillaire holtepaden met een diameter van 5 tot 10 ^im werden waargenomen.

De uniaxiale druksterkte van het poreuze lichaam was 10 kg/cm2.

35 Voorbeeld III

Commercieel verkrijgbaar kamfer volgens de 8402158 - 21 -

Japanse Pharmacopeia werd verpoederd in deeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^im werden verzameld door zeven. Vervolgens werden 40 g poedervormig hydroxyapatiet (het zelfde als beschreven in voorbeeld I) homogeen gemengd met de kamferdeeltjes.

5 Het mengsel werd geperst onder een statische druk van 2 kg/cm2 door een rubber pers-vormmachine en liet men 10 minuten staan.

Het gevormde mengsel werd 180 minuten verhit op 350°C en vervolgens 50 minuten in lucht verhit op 1000ÖC.

Het gevormde poreuze produkt had een porosΐ-10 text van 77 % en een uniaxiale druksterkte van 30 kg/cm2. Het poreuze lichaam had vele poriën met een grootte van 100 tot 500 jm (gemiddeld 300 jm) en vele capillaire holtepaden met een diameter van 1 tot 30 jm.

15 Voorbeeld IV

De werkwijzen van voorbeeld III werden herhaald, met dien verstande, dat 5 g van dezelfde polypropeen-vezel als beschreven in voorbeeld II werden toegevoegd. Na verhitten op 350°C werd het gevormde mengsel 120 minuten verder 20 verhit op 500°C voor carboniseren van de vezel.

Onder de capillaire holtepaden, gevormd in het verkregen poreuze lichaam, werden vele capillaire holtepaden waargenomen met een diameter van ongeveer 5 tot ongeveer 10 jm.

25 Het verkregen poreuze lichaam had een porosi teit van 68 % en een uniaxiale druksterkte van 28 kg/cm2 .

Voorbeeld v 60 g polymethylmethacrylaatdeeltj es met 30 de vorm van een echte bol (deeltjesgrootte 30 tot 300 ^im, gemiddelde deeltjesgrootte ongeveer 100 pm), 50 g hydroxyapatiet-deeltjes (dezelfde als beschreven in voorbeeld I) en een kleine hoeveelheid methylalkohol werden onder verhitten homogeen gemengd.

Juist voor voldoende drogen werd het meng-35 sel geperst onder een statische druk van 2 kg/cm2 gedurende ongeveer 10 minuten door een rubber pers-vormmachine. Het gevormde 8402158 - 22 - mengsel werd 180 minuten verhit op 350°C voor thermisch ontleden van de polymethylmethacrylaatdeeltjes en vervolgens werd het gevormde produkt 1 uur in lucht verhit op 1000°C.

Het verkregen gesinterde poreuze lichaam 5 had een porositeit van 70 % en een uniaxiale druksterkte van 80 kg/cm2 . Het poreuze lichaam had vele poriën met een echte bolvorm met een grootte van 30 tot 300 ^im en vele capillaire holte-paden met een diameter van 2 tot 10 ^un.

10 Voorbeeld VI

De werkwijzen van voorbeeld V werden herhaald, met dien verstande, dat 2 g van een gedesinfecteerd en ontvet haar van de buik van een kat (bevroren buikhaar van de kat, gesneden met een cry stat en gedroogd, diameter 2 tot 10 ^im, 15 lengte ongeveer 5 tot ongeveer 10 mm) werden toegevoegd aan het mengsel van de polymethylmethacrylaatdeeltjes en hydroxyapatiet-poeder. Na verhitten op 350°C werd het gevormde mengsel 120 minuten verhit op 750°C voor carboniseren van het kathaar.

Het verkregen poreuze lichaam had een poro-20 siteit van 73 % en een uniaxiale druksterkte van 90 kg/cm2 . Bolvormige poriën en capillaire holtepaden, overeenkomende met die van het poreuze lichaam van voorbeeld V, werden waargenomen. Bovendien werd de vorming van vele capillaire holtepaden met een diameter van 2 tot 10 ^im bevestigd.

25

Voorbeeld VII

De werkwijzen van voorbeeld V werden herhaald, met dien verstande, dat 3 g kamferpoeder met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^irn werden toegevoegd aan. het mengsel van 30 de polymethylmethacrylaatdeeltjes en hydroxyapatietpoeder, het mengsel werd gevormd in een rubber pers-vormmachine voor volledig drogen en naverhitten op 350°C, en het gevormde mengsel werd verder 120 minuten verhit op 500°C voor verwijderen van kamfer door sublimeren.

35 Het verkregen gesinterde poreuze lichaam had een porositeit van 65 % en een uniaxiale druksterkte van 84 02 1 5 8 5 - 23 - 160 kg/cm2.

Het poreuze lichaam had bolvormige holten en capillaire holtepaden, overeenkomend met die van het poreuze lichaam, verkregen in voorbeeld V.

Voorbeeld VIII

De werkwijzen van voorbeeld V werden herhaald, met dien verstande, dat 2 g van hetzelfde kattenhaar als beschreven in voorbeeld VI en 3 g van hetzelfde kamferpoeder als 10 beschreven in voorbeeld VII werden toegevoegd aan het mengsel van de polymethylmethacrylaatdeeltjes en hydroxyapatietpoeder, methylalkohol werd met het mengsel gekneed, het mengsel werd gevormd door een rubber pers-vormmachine. Na verhitten op 350 °c werd het gevormde mengsel 120 minuten verder verhit op 750 °C 15 voor carboniseren van het kattenhaar en verwijderen van kamfer door sublimeren.

Het verkregen gesinterde poreuze lichaam had een porositeit van 76 % en een hoge druksterkte van 110 kg/cm2 .

In het poreuze lichaam waren bol vormige 20 poriën en capillaire holtepaden gevormd, overeenkomend met die van het poreuze lichaam van voorbeeld V en gevonden werd, dat onder deze holtepaden vele holtepaden aanwezig waren met een diameter van 2 tot 10 ^im.

25 Voorbeeld IX

Kolommen met een diameter van 0,5 cm en een lengte van 1 cm werden gesneden uit de poreuze lichamen, verkregen in de voorbeelden I tot VIII. Ze werden aangebracht in defecten, gevormd door chirurgische behandeling op dijbenen van 30 beagle honden- Twee weken na het inbedden had incisie en waarneming plaats- In alle gevallen werd een prominente inductie van nieuw been waargenomen in de bolvormige poriën. Na verloop van 2 tot 3 maanden werd ontwikkelen van nieuw been van het omtreks-gedeelte van het poreuze lichaam naar het inwendige daarvan 35 waargenomen- Bevestigd werd, dat de zogenaamde omzetting gunstig bevorderd werd, zonder abnormale groei van collagenvezels of 1402158

JT

- 24 - harden van het weefsel.

Voorbeeld X

60 g polymethylmethacrylaatdeeltjes met 5 een echte bolvorm (deeltjesgrootte 30-300 ^im, gemiddelde deeltjesgrootte ongeveer 100 ^im), 50 g hydroxyapatietdeeltjes / Ca,.(PO^)OH, Ca/P atoomverhouding 1,67, deeltjesgrootte 0,05-10 ^im), 3 g van een kamferpoeder met een deeltjesgrootte van 300 ^im, een vezel verkregen door afsnijden van een gedesïnfec-10 teerd, ontvet en bevroren buikhaar van een kat, dat een diameter had van 2 tot 10 ^im en een lengte van 5 tot 10 ^tm, en een kleine hoeveelheid methylalkohol werden onder verhitten homogeen samengemengd. Voor voldoende drogen werd het mengsel gevormd onder een statische druk van 2 kg/cm2 gedurende 10 minuten door toe-15 passen van een rubber pers. Het gevormde mengsel werd 180 minuten verhit op 350 °C voor het thermisch ontleden van de polymethylmethacrylaatdeeltjes en vervolgens 1 uur verhit op 1000°C.

Het verkregen gesinterde poreuze lichaam . \ had een porositeit van 73 % en een uniaxiale druksterkte van 20 110 kg/cm2. Daarin ingesloten waren vele echte bolvormige poriën met een grootte van 30 tot 300 ^im en vele capillaire holtepaden met een diameter van 2 tot 10 ^im.

Kolommen met een diameter van 0,5 cm en een lengte van 1 cm werden gesneden uit het aldus verkregen po-25 reuze lichaam. Ze werden aangebracht in defecten, gevormd door chirurgische behandeling van een dijbeen van een beagle hond.

Na 2 weken na het inbedden hadden incisie en waarneming plaats. Prominente inductie van nieuw been werd waargenomen in de echte bolvormige poriën. Na verloop van 2 tot 3 maanden werd de ont-30 wikkeling van nieuw been vanuit het omtreksgedeelte van het poreuze lichaam naar de inwendige ruimte daarvan waargenomen. Bevestigd werd, dat zogenaamde omzetting gunstig werd bevorderd zonder abnormale groei van collagenvezels of harden van het weefsel.

35 Door de resultaten van optische micros- coopwaameming werd bevestigd, dat osteolytische cellen en 8402158 - 25 - osteoblasts selectief binnendrongen en zij waren aanwezig in de poriën van het poreuze lichaam, verkregen met de werkwijze volgens de uitvinding.

8402158

Claims

1. Poreus keramisch materiaal, dat een gesinterd poreus lichaam bevat van een calciumfosfaatverbinding, 5 waarin een groot aantal capillaire holtepaden met een diameter van 1 tot 30 ^im en een groot aantal poriën met een grootte van 1 tot 600 ^un gevormd: zijn in het gesinterde poreuze lichaam en ten minste een deel van de poriën verbonden zijn met de uitwendige ruimte van het gesinterde poreuze lichaam door ten minste 10 een deel van de capillaire holtepaden.

2. Keramisch materiaal vslgens conclusie 1, waarin de atoomverhouding van calcium en fosfor in de calciumfosfaatverbinding is in het traject van 1,30 tot 1,80.

3. Keramisch materiaal volgens conclusie 1, 15 waarin de calciumfosfaatverbinding hydroxyapatiet is.

4. Keramisch materiaal volgens conclusie 1, waarin de grootte van de poriën is in het traject van 3 tot 300 ^im.

5. Keramisch materiaal volgens conclusie 1, 20 waarin de diameter van de capillaire holtepaden is in het traject van 1 tot 20 ^un.

6. Keramisch materiaal volgens conclusie 1, waarin het poreuze lichaam een porositeit heeft van 14 tot 19 %.

7. Keramisch materiaal volgens conclusie 1, waarin de poriën met elkaar verbonden zijn door een deel van de capillaire holtepaden.

8. Werkwijze voor de bereiding van een poreus keramisch materiaal, welke omvat de trappen van: 30 borrelen van 100 gew.dln eiwit ter vorming van een groot aantal bellen met een grootte van 1 tot 600 ^un; verenigen van het geborrelde eiwit met 30 tot 120 gew.dln van een calciumfosfaatverbindingpoeder; vormen van het aldus verkregen mengsel door 35 gieten van het mengsel in een vorm met een gewenste grootte en vorm; 1402158 - 27 - verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 120 tot 150°C voor harden van het eiwit; vervolgens verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 500 tot 700°C voor carboniseren van 5 het geharde eiwit; en vervolgens, verhitten van het gevormde mengsel op een-.-temperatuur van 800 tot 1350 °C in een zuurstof bevattende atmosfeer voor verwijderen van het carbonisatieprodukt door verbranden en sinteren van het calciumfosfaatverbindingpoeder.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, waarin de trap van verhitten van het gevormde mengsel voor het harden van het eiwit plaats heeft in een atmosfeer met een relatieve vochtigheid van 30 tot 70 % met een temperatuurstijgsnelheid van 5 tot

10°C/minuut. 15 10'. Werkwijze volgens conclusie 8, waarin het calciumfosfaatverbindingpoeder een deeltjesgrootte heeft van 0,05 tot 10 ^im.

11. Werkwijze voor de bereiding van een poreus keramisch materiaal, welke omvat de trappen van: 20 borrelen van 100 gew.dln eiwit ter vorming van een groot aantal bellen met een grootte van 1 tot 600 ^un; verenigen van het geborrelde eiwit met 30 tot 120 gew.dln van een calciumfosfaatverbindingpoeder en 1 tot 5 gew.dln van een organische vezel met een lengte van 1 tot 25 5 mm en een diameter van 1 tot 30 ^im; vormen van het aldus verkregen mengsel tot een gewenste vorm en grootte, verhitten van het gevormde mengsel óp een temperatuur van 120 tot 150°C voor harden van het eiwit; 30 vervolgens verhitten van het gevormde meng sel op een temperatuur van 500 tot 700°C voor carboniseren van het geharde eiwit en de organische vezel; en vervolgens, verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 800 tot 1350°C in een zuurstof bevattende atmos-35 feer voor verwijderen van het carbonisatieprodukt door verbranden en sinteren van het calciumfosfaatverbindingpoeder. 8402158 * - 28 - *' V-.V

12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarin de organische vezel ten minste een lid is, gekozen uit een dierlijke vezel, een zijde vezel, een cellulosevezel en een organische synthetische vezel.

13. Werkwijze voor de bereiding van een poreus keramisch materiaal, welke omvat de trappen van: mengen van 20 tot 300 gew.dln sublimeer-bare vaste stofdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^im met 100 gew.dln van een calciumfosfaatverbindingpoeder; 10 pers-vormen van het aldus verkregen mengsel tot een gewenste vorm en grootte; verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 300 tot 500 °C voor verwijderen van de sublimeer-bare stof door sublimeren; en vervolgens, 15 verhitten van het resterend gevormde meng sel op een temperatuur van 800 tot 1350°C voor sinteren van het calciumfosfaatverbindingpoeder.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, waarin het calciumfosfaatverbindingpoeder een deeltjesgrootte heeft 20 van 0 ,05 tot 10 ^im.

15. Werkwijze volgens conclusie 13, waarin de sublimeerbare vaste stof ten minste een lid is, gekozen uit kamfer, menthol en naftaleen.

16. Werkwijze voor de bereiding van een 25 poreus keramisch materiaal, welke omvat de trappen van: mengen van 20 tot 300 gew.dln sublimeerbare vaste stofdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^im en 1 tot 5 gew.dln van een organische vezel met een lengte van 1 tot 5 mm en een diameter van 1 tot 30 ^nn met 100 gew.dln van 30 een calciumfosfaatverbindingpoeder; pers-vormen van het aldus verkregen mengsel tot een gewenste vorm en grootte; verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 200 tot 800°C voor verwijderen van de sublimeer-35 bare stof door sublimeren en carboniseren van de organische vezel; en vervolgens, 14 02 1 58 - 29 - verhitten, van het gevormde mengsel op een temperatuur van 800 tot 1350°C in een zuurstof bevattende atmosfeer voor verwijderen van het carbonisatieprodukt door verbranden en sinteren van het calciumfosfaatverbindingpoeder.

17. Werkwijze volgens conclusie 16, waarin de organische vezel ten minste een lid is gekozen uit een dierlijke vezel, een zijde vezel, een cellulosevezel en een organische synthetische vezel.

18. Werkwijze voor de bereiding van een 10 poreus keramisch materiaal, welke omvat de trappen van: men-gen van 25 tot 380 gew.dln organische synthetische harsdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^im met 100 gew.dln van een calciumfosfaatverbindingpoeder; pers-vormeri van het aldus verkregen mengsel 15 tot een gewenste vorm en grootte; verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 200 tot 800°C voor verwijderen van de organische synthetische harsdeeltjes door thermische ontleding? en vervolgens , 20 verhitten van het verkregen gevormde mengsel op een temperatuur van 800 tot 1350°C in een zuurstof bevattende atmosfeer voor sinteren van het calciumfosfaatverbindingpoeder.

19. Werkwijze volgens conclusie 18, waarin 25 het calciumfosfaatverbindingpoeder een deeltjesgrootte.heeft van 0,05 tot 10 ^im.

20. Werkwijze volgens conclusie 18, waarin de organische synthetische harsdeeltjes een deeltjesgrootte hebben van 10 tot 300 ^im.

21. Werkwijze volgens conclusie 18, waarin de organische synthetische hars ten minste een lid is, gekozen uit polymethylmethacrylaat, polypropeen en polystyreen.

22. Werkwijze voor de bereiding van een poreus keramisch materiaal, welke omvat de trappen van: 35 mengen van 25 tot 380 gew.dln organische synthetische harsdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^im 8402158 Ο » ν' - 30 - en 1 tot 5 gew.dln van een organische vezel met een lengte van 1 tot 5 mm en een diameter van 1 tot 30 ^im met 100 gew.dln van een calciumfosfaatverbindingpoeder; pers-vormen van het aldus verkregen meng-5 sel tot een gewenste vorm en grootte; verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 200 tot 800°C voor verwijderen van de organische synthetische hars door thermische ontleding en carbonise-ren van de organische vezel; en vervolgens, 10 verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 800 tot 1350°C in een zuurstof bevattende atmosfeer voor verwijderen van het carbonisatieprodukt door verbranden en sinteren van het calciumfosfaatverbindingpoeder.

23. Werkwijze volgens conclusie 22, waarin 15 de organische vezel ten minste een lid is, gekozen uit een dierlijke vezel, een zijde vezel, een· cellulosevezel en een organische synthetische vezel.

24. Werkwijze volgens conclusie 22, waarin de organische synthetische harsdeeltjes een deeltjesgrootte heb- 20 ben van 10 tot 300 ^im.

25. Werkwijze voor de bereiding van een poreus keramisch materiaal, welke omvat de trappen van: mengen van 25 tot 380 gew.dln organische synthetische harsdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 25 ^im en 2 tot 5 gew.dln sublimeerbare vaste stofdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 ^im met 100 gew.dln van een calcium-fosfaatverbindingpoeder; pers-vormen van het aldus verkregen mengsel tot een gewenste vorm en grootte; 30 verhitten van het gevormde mengsel op een temperatuur van 200 tot 800°C voor verwijderen van de organische synthetische harsdeeltjes door thermische ontleding en verwijderen van de sublimeerbare stofdeeltjes door sublimeren? en vervolgens , 35 verhitten van het verkregen gevormde meng sel op een temperatuur van 800 tot 1350°C in een zuurstof bevat- 8402158 c - 31 - « tende atmosfeer voor sinteren van het calciumfosfaatverbinding-poeder.

26. Werkwijze volgens conclusie 25, waarin de sublimeerbare stof ten minste een lid isf gekozen uit kamfer, 5 menthol en naftaleen.

27. Werkwijze volgens conclusie 25, waarin de organische synthetische harsdeeltjes een deeltjesgrootte hebben van 10 tot 300 ^un.

. 28. Werkwijze voor de bereiding van een 10 poreus keramisch materiaal, welke omvat de trappen van.: mengen van 25 tot 380 gew.dln organische synthetische harsdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 jbl, 2 tot 5 gew.dln sublimeerbare vaste stofdeeltjes met een deeltjesgrootte van 1 tot 600 en 1 tot 5 gew.dln van een organische 15 vezel met een lengte van 1 tot 5 mm en een diameter van 1 tot 30 ^im met 100 gew.dln van een calciumfosfaatverbindingpoeder? pers-vormen van het aldus verkregen mengsel tot een gewenste vorm en grootte? verhi-ten van het gevormde mengsel op een 20 temperatuur van 200 tot 800°C voor verwijderen van de organische synthetische harsdeeltjes door thermische ontleding, carboni-seren van de organische vezel en verwijderen van de sublimeerbare stofdeeltjes door sublimeren; en vervolgens, verhitten van het gevormde mengsel op een 25 temperatuur van 800 tot 1350°C in een zuurstof bevattende atmosfeer voor verwijderen van het carbonisatieprodukt door verbranden en sinteren van het calciumf osf aatverbindingpoeder ♦

29. Werkwijze volgens conclusie 28, waarin de organische synthetische deeltjes een deeltjesgrootte hébben 30 van 10 tot 300 ^im.

30. Werkwijze voor induceren van nieuw been, welke omvat opvullen of inbedden in een defect van een been van een dier of mens van een poreus keramisch materiaal, bestaande uit een gesinterd poreus lichaam van een calciumfosfaat- 35 verbinding, waarin een groot aantal capillaire holtepaden met een diameter van 1 tot 30 ^an en een groot aantal poriën met een grootte 8402158 Ö - 32 - & 'Vi m '3 van 1 tot 600 ^im gevormd zijn in het gesinterde poreuze lichaam en ten minste een deel van de poriën verbonden zijn met de uitwendige ruimte van het gesinterde poreuze lichaam door ten minste een deel van de capillaire holtepaden, waardoor een nieuw 5 been geïnduceerd wordt, terwijl intrusie van de collagenvezels en osteoclasts in het poreuze keramische materiaal wordt beperkt. i

31. Werkwijze volgens conclusie 30, waarin de atoomverhouding van calcium en fosfor in de calcium-fosfaatverbinding is in het traject van 1,30 tot 1,80.

32. Werkwijze volgens conclusie 30, waarin de calciumfosfaatverbinding is hydroxyapatiet.

33. Werkwijze volgens conclusie 30, waarin de grootte van de poriën is in het traject van 3 tot 300 ^un.

34. Werkwijze volgens conclusie 30, waarin 15 de diameter van de capillaire holtepaden is in het traject van 1 tot 20 jan.

35. Werkwijze volgens conclusie 30, waarin het poreuze lichaam een porositeit heeft van 40 tot 90 %.

36. Keramisch materiaal volgens conclusie 20 30, waarin de poriën met elkaar verbonden zijn door een deel van de capillaire holtepaden. i 25 8402158