NO844274L

NO844274L - Utgangsmateriale for biologisk aktivt glass og anvendelse derav

Info

Publication number: NO844274L
Application number: NO844274A
Authority: NO
Inventors: Edward George Howard Jr
Original assignee: Du Pont
Priority date: 1983-10-27
Filing date: 1984-10-26
Publication date: 1985-04-29
Also published as: ZA848346B; IL73317A0; CA1234163A; EP0145210A3; ES537047A0; DK513884A; NZ210011A; FI844218A0; PT79421B; US4608350A; ES546635A0; EP0145210A2; AU574109B2; AU3470884A; DD236304A5; PT79421A; JPS60137849A; ES8605743A1; ES8706581A1; DK513884D0

Description

Opp f inne1s en s bak gr unn

Oppfinnelsen angår utgangsmaterialer for biologisk aktivt glass, i form av en stabil vandig oppløsning, sfæriske glasspartikler, underlag belagt med utgangsmaterialene, underlag belagt med glasset og fremgangsmåte ved fremstilling av ut-gangsmaterialoppløsningen, det belagte underlag og glass-partiklene.

Som påpekt av Hench i en oversiktsartikkel med tittelen "Biomaterials" i Science, 2 08, s. 826-831 (1980), blir rundt 2-3 millioner kunstige eller protetiske deler implantert i personer i USA hvert år. Disse innretninger som er laget av en rekke forskjellige materialer, er nyttige f.eks. i øyet, øret og nervesystemet, i hjertet, ledd, blæren og blodkar,

og for å reparere og erstatte ben, sener og tenner. Ved disse anvendelser bekjemper de såvel de nedbrytende virkninger som følge av alder og beskadigelser som skyldes ulykker.

En oppsummering av stillingen for biomaterialer og problemene forbundet med disse er blitt fremlagt av Hall i J. Biomed. Mater. Res. Symposium. No. 2 (Part 1), s. 1-4

(1971). Artikkelen understreker viktigheten av grenseflaten mellom en implantert del og mottagerens kroppsvev.

I US patent 4171544 er en rekke biologisk aktive glass-materialer beskrevet.

I US patent 4103002 er en fremgangsmåte for belegning av en keramisk aluminiumoxydoverflate med et biologisk aktivt glass beskrevet. Det påpekes i patentet at keramiske aluminiumoxydoverflater er biologisk uaktive og at knokkel-vev ' ikke vil bindes til eller vokse på disse. -I US patent 4159358 er en fremgangsmåte for å binde et biologisk aktivt glass til en metalloverflate beskrevet.

Ved omtalen av bruken av biologisk aktive glass som biomaterialer angis det i patentet at det er umulig å lage tilstrekkelig sterke ortopediske eller dentale deler fra disse.

Oppsummering av oppfinnelsen

Oppfinnelsen angår en vandig, sur oppløsning av utgangsmaterialer for biologisk aktivt glass. Den vandige,

sure oppløsning ifølge oppfinnelsen omfatter en kombinasjon av alle de utgangsmaterialer som er nødvendige for å gi et

sluttprodukt når utgangsmaterialblandingen tørkes og brennes. Oppfinnelsen er ikke begrenset til noen spesielle utgangsmaterialer for noe spesifikt biologisk aktivt glass. Tvert-imot kan en hvilken som helst kombinasjon av utgangsmaterialer anvendes som vil danne et belegg av biologisk aktivt glass på bærerpartiklene.

Betegnelsen "biologisk aktivt glass" betyr at glasset

in vivo kan danne bindinger med knokler, muskler og annet kroppsvev. For korthets skyld er betegnelsen "glass" her

anvendt for å betegne biologisk aktivt glass. Betegnelsen "vandig oppløsning" angir en vandig, sur oppløsning, sus-pensjon eller dispersjon av glassutgangsmaterialer.

Oppfinnelsen angår også materialer av bærerpartikler belagt med glassutgangsmaterialene, og bærerpartikler belagt med glasset dannet ved å kalsinere glassutgangsmaterialene. Oppfinnelsen angår videre sfæriske partikler av biologisk aktivt glass fremstilt ved forstøvningstørkning av glassutgangsmaterialene og brenning av forstøvningstørkede partikler. Det ligger også innenfor oppfinnelsens omfang å tilveiebringe fremgangsmåter for fremstilling av oppløsningene av glassutgangsmaterialer, for belegning av bærerpartiklene, for tør-king og brenning av de med utgangsmaterialer belagte underlag for å danne glassbelagte/smeltede bærerpartikler, og for forstøvningstørkning av"oppløsningen av glassutgangsmaterialer. De sfæriske partikler er særpreget ved at de har en generelt sfærisk geometri og forholdsvis glatte overflater. Glasspartikler ifølge oppfinnelsen kan lett skilles fra de grov-kantede, i det vesentlige ikke sfæriske glasspartikler i henhold til teknikkens stand ved undersøkelse under mikro-skopet..

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Det biologisk aktive glass

I de følgende patenter er en rekke biologisk aktive glass beskrevet som kan fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen: US patenter nr. 4159358, 4103002 og 4171544. Den foreliggende oppfinnelse omfatter generelt et hvilket som helst glass hvis bestanddeler kan tilberedes i form av en stabil vandig oppløsning. Med "stabil" er ment at det ikke forekommer noen vesentlig utfelling i løpet av én time.

Et typisk sammensetningsområde for en undergruppe av

glass som den foreliggende oppfinnelse tar sikte på å omfatte og som i henhold til vanlig praksis innen glass-

kjemien er angitt uttrykt ved oxyder og fluorid, er som følger:

hvori summen av Na20 og CaO er minst 30 vekt%. Blant de angitte komponenter erCaF2ikke vannoppløselig. En vandig oppløsning av glassutgangsmaterialer som omfatter CaF2som en komponent, blir derfor behandlet for å suspendere CaF2.

En behandlingsmetode omfatter tilsetning av en oppløsning

av fluoridioner (fra NaF eller NH^F) til en oppløsning av Ca<++>under kraftig blanding. Foretrukne glass av denne type inneholder 0,5-6,0 vekt% P2°5'

En annen undergruppe av glass som det tas sikte på at

den foreliggende oppfinnelse skal omfatte, omfatter slike som inneholder bor. Et typisk borholdig glass inneholder 40 vekt% Si02, 5 vekt%B203, 6 vek<t%><P>2°5'24,5 vekt% Ca0

og 2-4,5 vekt% Na20.

Underlagsmaterialet

Materialer som det ifølge oppfinnelsen tas sikte på å anvende som underlag for glasset, innbefatter høytsmeltende mineraloxyder, keramiske materialer eller lignende materialer. I virkeligheten kan et hvilket som helst materiale anvendes som ikke på uheldig måte vil reagere med glasset, glassutgangsmaterialene eller kroppsdeler som materialet vil kunne komme i kontakt med. Det vil selvfølgelig forstås at disse materialer må være forholdsvis seige og stabile ved de for- høyede temperaturer som anvendes for å brenne glasset.

Underlagsmaterialer som det tas sikte på å anvende ifølge oppfinnelsen, innbefatter aluminiumoxyd, siliciumdioxyd, carbon, siliciumdioxyd - aluminiumoxydmaterialer, titandioxyd, leirer, kalsiumsilikat, feltspat, sinkoxyd eller lignende materialer, innbefattende et hvilket som helst metall som kroppen vil akseptere. Foretrukne underlagsmaterialer ut-gjøres av aluminiumoxyd, siliciumdioxyd, titandioxyd eller blandinger eller materialer av disse. Størrelsen og kon-sentrasjonen av bærerpartiklene vil variere i overensstemmelse med den spesielle innretning som fremstilles, dens be-regnede anvendelse og partiklenes ønskede sammensetning. Partikkelstørrelser som det tas sikte på å anvende kan ha

en diameter av opp til 1 mm eller derover.

En natrium- og siliciumdioxydholdig forbindelse, somNa20. (Si02)3 3g/ Na2Si03 eller (NaO) 2Si (CH3) 2 , kan anvendes som utgangsmateriale for Si02og Na20. Andre utgangsmaterialer for Si02.innbefatter kiselsyre og kolloidalt Si02 . Utgangsmaterialene for CaO innbefatter kalsiumsaltet av en C-^-C^alkansyre, fortrinnsvis kalsiumf ormiat, Ca(02CH)2, og Ca(N03)2når HN03 anvendes for å regulere pH. Utgangsmaterialer for P2°5°9N<a>2° er natriumf osf åtene, Na-^PO^, Na2HP04, NaHP04,Na2H2P207eller natriumfosfittene Na3P03, Na2HP03eller NaH2P03. Natriumfosfatet Na3P04. 12H20 er foretrukket. Andre utgangsmaterialer for P2°5innbefatter H3P0^og ammoniumsaltene som er ekvivalente med de ovennevnte natriumsalter. Utgangsmaterialere for B203innbefatter natriumboratene som også gir Na20. Na^^O^. 10H2O

er foretrukket. Utgangsmaterialer for Na20 innbefatter de ovennevnte natriumsalter såvel som natriumsaltet av en C1 -.-C4, alkansyre, fortrinnsvis natriumf ormiat, og NaNO^når HNO-, -2 anvendes for å regulere pH. Innføringen av ioner, som SO.

+3

og Al , som øyeblikkelig ville ha dannet bunnfall med andre tilstedeværende ioner, bør unngås. Andre ioner som befordrer biologisk vekst, kan også innføres i oppløsningen. Disse

+2

ioner innbefatter Mg , se Jaffe "Metabolic Degenerative and Inflammatory Diseases of Bones and Joints", Lea og

Febiger, Phila. (1972) fra side 124. Dersom K20 skulle være ønsket som en komponent i glasset, kan dette innarbeides i utgangsmaterialeoppløsningen 1 form avKHCO^/KNO^eller

KOC(O) R.

De vandige oppløsninger ifølge oppfinnelsen har en pH som typisk er under 5.

Foretrukne syrer for regulering av pH er slike som spal-tes rent ved oppvarming og ikke efterlater carbonrester som ville ha krevet lengre gløding. En slik ren avsetning er et generelt krav til en syre hvis salter anvendes eller som anvendes i den frie tilstand. Tilstrekkelig med syre tilsettes til oppløsningen til å oppnå den ønskede pH. Syrer som tilfredsstiller kravene til forholdsvis høy fuktighet og ren spaltning innbefatter salpetersyre og C^-C^alkansyrer, innbefattende en hvilken som helst syre hvis kalsium- og natriumsalter anvendes for å tilberede oppløsningen eller dispersjonen. Da disse salter fortrinnsvis er formiater,

er den mest foretrukne syre maursyre. For maursyre og salpetersyrer vil pH være høyst 3,8, fortrinnsvis 3,3-3,8. For eddiksyre, propionsyre og butyrsyrene vil pH høyst være 4,6, fortrinnsvis 4,1-4,6. Den optimale pH for et hvilket som helst spesielt glassutgangsmateriale kan lett fastslås ved hjelp av enkle forsøk.

Ved selve belegningsoperasjonen blir det partikkelformige underlag som skal belegges, intimt blandet med en nylaget oppløsning av glassutgangsmaterialer under omrøring, og fortrinnsvis med svak maling. I laboratoriet kan blandingen, agiteringen og malingen bekvemt utføres med en morter og pistill. Det fuktige, faste materiale kan derefter tørkes i luft for å fjerne hele eller en del av vannmengden, og for-støvningstørkingsmetoder er foretrukne. Det tørkede faste materiale blir derefter oppvarmet ved en tilstrekkelig høy temperatur til å fjerne eventuelt gjenværende vann, til å forflyktige og/eller spalte eventuell gjenværende maursyre og til å omvandle komponenten i belegningsmidlet til det ønskede glass. Denne temperatur er som regel 600-1550°C selv om noe lavere temperaturer av og til kan anvendes med god virkning.

En bekvem metode for tilberedning av belegningsopp-løsningen for å redusere risikoen for utfelling til et minimum er å lage to oppløsninger, hvorav den første inneholder kalsiumformiat og eventuelt natriumformiat og den annen inneholder natriumsilikat og det eventuelle natriumfosfat og/eller natriumborat som skal anvendes. Maursyre blir derefter oppløst i en hvilken som helst av oppløsningene, og

de to oppløsninger blir hurtig blandet under god agitering. Den mengde maursyre som skal anvendes, kan lett bestemmes på bakgrunn av enkle forsøk utført med aliquoter av de to opp-løsninger .

Den relative mengde av hvert uorganisk utgangsmateriale som er oppløst i belegningsmediumet, vil være ekvivalent med den relative mengde av den tilsvarende uorganiske komponent som er nødvendig for å danne det ønskede glass. Konsentra-sjonen av utgangsmaterialer vil som regel være 100-200 g/l oppløsning. Ved lavere konsentrasjoner må en unødvendig stor vannmengde fordampes under oppvarmingstrinnet, og ved høyere konsentrasjoner er det sterkere tilbøyelighet til at bunnfall vil bli dannet. Bærerpartiklene som bringes i kontakt med utgangsmaterialene, vil ha varierende størrelse

og konsentrasjon i overensstemmelse med det vekt- og/eller volumforhold som er ønsket i det med glass belagte underlags-produkt. Flere belegnings/tørke/sintringstrinn kan også anvendes .

De biologisk aktive glass som fremstilles ved den foreliggende oppfinnelse, er meget anerkjente som komponenter i biomedisinske produkter, innbefattende innretninger, proteser, erstatningsdeler og implanteringer for legemet. Nytten av det bårne biologisk aktive glass ifølge oppfinnelsen er minst like stor som nytten av ubåret biologisk aktivt glass. Des-suten har det bårne glass styrke/glatthets/stivhets- og densitetsfordeler,sammen med en homogen sammensetning, hvilket hittil ikke har vært mulig.

Belagte bærermaterialer kan sintres og/eller overflate-smeltes til nesten et hvilket som helst forlikelig substrat under dannelse av store eller små innretninger med praktisk talt en hvilken som helst geometri. De belagte bærermaterialer kan også formes eller støpes til biomedisinske innretninger som utelukkende utgjøres av bærermaterialet og det her be-skrevne glass i en jevn, homogen grunnmasse som er forlikelig med kroppen.

De krav som tilfredsstilles av biomedisinske materialer fremstilt fra det bårne glass ifølge oppfinnelsen, er som følger: (1) deres egenskaper er tilnærmet lik egenskapene for den kroppsdel som de erstatter eller hvori de er inn-arbeidet, (2) de aksepteres av den levende vert uten uheldige reaksjoner, som betennelser eller giftighet, (3) de danner in vivobindinger med vertsvev, og (4) implanteringen av disse forårsaker ikke dannelse av mer enn en forholdsvis tynn "kapsel" ved deres grenseflate mot vertskroppsdelen.

Eksempel 1

To oppløsninger ble fremstilt som følger:

Oppløsning I inneholdt 56,9 g kalsiumformiat, 6,1 g natriumformiat og tilstrekkelig vann til at oppløsningens volum var 500 ml. Dens pH var 6,6. Oppløsning II inneholdt 32,0 g Na3P04. 12H20, 158,5 gNa20 . (Si02)3 38 i form av en vandig 37,1%-ig oppløsning og tilstrekkelig med vann til at oppløsningens volum var 5 00 ml. Dens pH var 10,9.

Til 37,5 ml av oppløsningen I ble 5,3 ml maursyre tilsatt, og den erholdte oppløsning ble hurtig og under god omrøring tilsatt til 37,5 ml av oppløsningen II. Den kombinerte oppløsning ble langsomt tilsatt til 155 g aluminiumoxyd i en morter efterhvert som blandingen ble omrørt med en pistill. Aluminiumoxydet. ble dannet ved kalsinering av Al203 . 3H20 ("Alcoa" C30BF). Omrøringen ble fortsatt inntil blandingen var jevn. Produktet ble brent ved 12 00°C over natten i en muffelovn. Det faste materiale ble igjen overflatebehandlet ved anvendelse av metoden beskrevet i dette avsnitt, under erholdelse av et biologisk aktivt, med glass belagt aluminiumoxyd som hadde et overflateareal av 35,6 m 2/g. Produktet inneholdt 48,1% Al, svarende til et samlet glass/ aluminiumoxydmateriale av ca. 9/91.

Eksempel 2

Aluminiumoxyd ble belagt med biologisk aktivt glass i

det vesentlige ved anvendelse av samme metode som ifølge eksempel 1, men med de følgende forandringer: Aluminiumoxydet var kalsinert "Alcoa" C33B A1203. 3H20, mengdene var 600 g aluminiumoxyd, 180~ml av oppløsningen I, 180 ml av oppløsningen II og 2 5,2 ml maursyre. Efter blanding med væsken ble det behandlede aluminiumoxyd tørket over natten og derefter brent i én time ved 1200°C.

Løse aggregater ble brutt istykker i en blandebolle

under erholdelse av et partikkelformig, med glass belagt aluminiumoxyd som hadde et overflateareal av 7,4 m 2/g. En representativ prøve ble i rekkefølge fraksjonert gjennom sikter med økende finhet og viste den følgende partikkel-størrelsesfordeling: 2% + 0,177 mm, 13% mellom 0,177 mm og 0,074 mm, 45% mellom 0,074 mm og 0,044 mm, og 35% - -0,044 mm.

Eksempel 3

En vandig oppløsning av et biologisk aktivt glass med følgende sammensetning ble fremstilt uten at et bunnfall ble dannet: 40% Si02, 5%<B>203, 6% P2°5'24'5% Ca0'°924/5% Na20.

De to utgangsmaterialeoppløsninger inneholdt de følgende rea-genser:

Oppløsning I

2,4 g Na02CH

56,9 g Ca(02CH) 2

Sluttvolum: 6 00 ml (vann).

Oppløsning II

104,7 g 37,1% oppløsning Na20.3,38 Si02

13,6 g NaoB.0-, . 12 H~0

. 3 2 4 7 2

32,1 g Na3P04. 12 H20

Sluttvolum: 6 00 ml (vann).

Blandingen av oppløsningene I og II ble utført som følger: Maursyre (0,5 ml) ble tilsatt sammen med 5 ml vann til oppløsningen II. Derefter ble 5 ml av oppløsningen I hurtig tilsatt under agitering. Dette ga en klar oppløsning som ikke dannet en gel før efter 3 døgn ved væreIsetemperatur.

Det pulverformige aluminiumoxyd ble belagt som følger: Først ble "Alcoa" C-331 Al203. 3H20 (gibbsitt) med en

større Ises fordel ing av

94-99% under 30^um

85-9 3% under 2 0^um

56-67% under lO^um

20-40% under S^um

kalsinert ved 400°C.

Aluminiumoxydet (100 g) ble derefter malt med en opp-løsning av det biologisk aktive glass fremstilt fra 25 ml av oppløsningen I, 3 ml maursyre og 25 ml av oppløsningen II. Det fuktige faste materiale ble tørket i luft og derefter brent i en platinaskål i 30 minutter ved 1200°C og ga 102 g av et frittflytende fast materiale. Dette pulver (75 g) ble på ny behandlet ved anvendelse av 15 ml av opp-løsningen I, 1,8 ml maursyre og 15 ml av oppløsningen II. Sluttproduktet var et hvitt pulver (80 g). I vann øker dette pulver pH til ca. 10.

Eksempel 4

To oppløsninger ble tilberedt som følger:

(I) 237,6 g kalsiumformiat, 114,4 g natriumformiat og tilstrekkelig med destillert vann til å gi en oppløsning på 4 liter. (II) 158,4 g Na4P207. 10H2O, 1,448 g 37,1% Na20 3,38 Si02og tilstrekkelig med vann til å gi en oppløsning på 4 liter.

Til 720 ml av oppløsningen I som inneholdt 160 ml maursyre i en blandebolle, ble 720 ml av oppløsningen II tilsatt undér kraftig omrøring. Denne sluttoppløsning ble forstøv-ningstørket til et findelt, hvitt pulver.

Pulveret inneholdt vann og formiater som ble fjernet som følger: 25 g av pulveret ble tilsatt til en 1 liters 3-halset kolbe forsynt med.et skovlrøreverk, termoelement og langsom nitrogenspyling. Partiklene gasset kraftig ved 350-400°C. Mer pulver ble tilsatt under anvendelse av varmt pulver som fortynningsmiddel. Efterhvert som tørkingen fant sted, ble pulver tilsatt hurtigere. Sluttproduktet (214 g fra 409,6 g av forstøvningstørket pulver) ble oppvarmet ved 800°C i en muffelovn og derefter malt til et pulver. Ved ytterligere oppvarming til 920°C var det mørkegråe produkt et porøst, lett knusbart glasskum med en sammensetning svarende til de 53,0% Si02, 12,8% CaO, 23,0% NaO og 6,3% P205ifølge US patent 4171544.

Eksempel 5

Dette eksempel ble utført på en lignende måte som eksempel 4.

Oppløsning I

2,4 g natriumformiat

56,9 g kalsiumformiat

tilstrekkelig med vann til å gi 600 ml.

Oppløsning II

140,7 g 37,1% Nao0.3,38 SiO i vann

13,6 g Na-B.O-, .10H00

3 2 4 7 2

32,1 g Na3P04.12H20

tilstrekkelig med vann til å gi 600 ml.

For tilberedning av oppløsningen for forstøvningstørking ble 720 ml av oppløsningen I og 100,8 ml maursyre bragt sammen i en blandebolle og kraftig omrørt mens 72 0 ml av opp-løsningen II ble tilsatt. Oppløsningen ble derefter for-støvningstørket og oppvarmet og omrørt som beskrevet i eksempel 4. Efter at oppvarmingstemperåturen var blitt øket til 1050°C, var det erholdte produkt et sprøtt, hvitt, fast materiale som lett lot seg knuse med pistill i en morter til et hvitt pulver. Basert på de anvendte materialmengder hadde dette produkt følgende sammensetning basert på vekt: Na20 23,7%, CaO 24,8%, P2056%, Si0240,5% og B2<0>35,0%.

Eksempel 6

Kalsinert Al203. 3H20 ("Alcoa" C30BF) ble belagt med glass. Partikkelstørrelsesfordelingen var som følger:

80 - 85% mindre enn 45^um

9 7 - 99% mindre enn 75^um.

To oppløsninger ble laget som følger: Oppløsningen I inneholdt 56,9 g kalsiumformiat, 6,1 g natriumformiat og tilstrekkelig med vann til å gi en oppløsning på 500 ml. Oppløsningens pH var 6,6. Oppløsningen II inneholdt 32,0 gNa3P04. 12H20, 158,5 gNa20 . (Si02)3 3g i form av en vandig 37,1%-ig oppløsning og tilstrekkelig med vann til å gi en oppløsning på 500 ml. Dens pH var 10,9.

7 ml maursyre ble tilsatt til 5 0 ml av oppløsningen I,

og den erholdte oppløsning ble hurtig og under god omrøring tilsatt til 50 ml av oppløsningen II. Den kombinerte opp-løsning ble langsomt tilsatt til 2 00 g aluminiumoxyd i en morter efterhvert som blandingen ble omrørt med en pistill. Omrøringen ble fortsatt inntil blandingen var jevn. Produktet ble brent over natten ved 1200°C i en muffelovn.

Det faste materiale ble igjen overflatebehandlet ved anvendelse av fremgangsmåten beskrevet i dette avsnitt under erholdelse av et aluminiumoxyd som var belagt med glass.

Eksempel 7

Et forstøvningstørket, biologisk aktivt glasspulver

ble fremstilt fra oppløsningen I - 68,3 g kalsiumformiat - 7,3 g natriumformiat - tilstrekkelig med vann til å gi 600 ml oppløsning. Oppløsningen II - 190 g 37,1% Na20, 3,38 g Si02- 38,5 g Na3P04. 12H20 og tilstrekkelig med vann til å gi 600 ml oppløsning. Ytterligere oppløsninger ble fremstilt inntil 4 liter av hver oppløsning var blitt laget.

720 ml av oppløsningen II ble under kraftig omrøring tilsatt til 720 ml av oppløsnigen I og 100 ml maursyre i en blandebolle. Den erholdte sluttoppløsning ble derefter forstøvningstørket. En 3-halset kolbe med rund bunn ble forsynt -med et skovlrøreverk og et N2~innløpsrør og ble oppvarmet med en Meeker-brenner. Ca. 25 g av det forstøvnings-tørkede pulver ble fylt i kolben som ble spylt med nitrogen. Pulveret klebet seg sammen efterhvert som væsker begynte

å destillere av fra kolben. Ved fortsatt oppvarming ble partiklene frittflytende, og ved 380°C ble de kraftig av-gasset under frigjørelse av en brennbar gass, antagelig CO og H2. Mer forstøvningstørket materiale ble tilsatt i en slik mengde pr. tidsenhet at agglomerering ikke fant sted.

I løpet av 35 minutter ble 320 g forstøvningstørket materiale tilsatt. Det omrørte faste materiale ble oppvarmet til 520°C og avkjølt. Dette forsøk tok 45 minutter og ga 210 g av et brunt frittflytende pulver. Da produktet ble oppvarmet til 950°C i luft, ble det en hvit, sprø kake som lett lot seg knuse til et pulver med en pistill i en morter.

Eksempel 8

Dette eksempel angår en fremgangsmåte ved anvendelse av en enkel.: oppløsning for fremstilling av biologisk aktivt glass og/eller bærerpartikler belagt med glass. 1,6 g Na^PO^j .12H20 ble oppløst i 15 ml H20. Til denne oppløsning ble 7,9 g av en 37,1% vandig oppløsning av Na20 . 3,38 SiO tilsatt. Vann ble tilsatt i en mengde av 25 ml, og 5 ml maursyre ble tilsatt under erholdelse av en klar oppløsning. Derefter ble 2,8 g Ca(C>2CH)2 og 0,3 g Na02CH tilsatt under kraftig omrøring. Den ovennevnte klare oppløsning dannet ikke en gel i løpet av 1 time. Dersom den tørkes og brennes, vil denne utgangsmaterialeoppløsning gi et biologisk aktivt glass med sammensetningen

Utgangsmaterialeoppløsningen kan forstøvningstørkes og derefter brennes under dannelse av sfæriske biologisk aktive glasspartikler. Alternativt kan bærerpartikler av aluminiumoxyd, siliciumdioxyd, carbon, siliciumdioxyd-aluminiumoxyd-mineraler, titandioxyd, leire, kalsiumsilikat, feltspatt eller sinkbxyd enkeltvis eller i en hvilken som helst kombinasjon med hverandre tilsettes til oppløsningen under god omrøring. Påfølgende tørking vil gi bærerpartikler belagt med glassutgangsmaterialer, og partiklene kan tørrformes og kalsineres for å danne formede biomedisinske innretninger. Ifølge et annet alternativ kan bærerpartiklene som er belagt med glassutgangsmaterialene, behandles med et vedheftningsmiddel, innbefattende én eller flere enkeltkomponenter av biologisk aktivt glass, og den sammenhengende masse kan formes og brennes.

Eksempel 9

I dette eksempel er det generelt vist hvorledes visse tilsetningsmidler kan innarbeides i en oppløsning av utgangsmaterialer for biologisk aktivt glass. For eksempel kan komponentene Sr, Ba, Li, Al, Fe og/eller Ti innarbeides i en allerede fremstilt vandig salpetersyreoppløsning av utgangsmaterialer. Alternativt kan glassutgangsmaterialene og tilsetningsutgangsmaterialene i ett trinn bringes til å danne en modifisert oppløsning av utgangsmaterialer for biologisk aktivt glass.Tilsetningskomponentene vil være tilstede i salpetersyreoppløsningen i form av deres nitrater, f.eks. som henholdsvis Sr(N03)3, Ba(N03)2/LiN03, Al(N03)3,

Fe(N03)3eller som titanyl (TiO~)-ion. Forsiktighet må ut-vises slik at maursyre/formiater ikke blandes med salpetersyre/nitrater på grunn av risikoen for eksplosjoner.

Eksempel 10

Sylindriske a-aluminiumoxydpellets med en diameter av 1,2 7 cm og en høyde av 1,2 7 cm ble vasket, tørket og behandlet med den kombinerte vandige oppløsning ifølge eksempel 1, tørket i luft og brent ved 1200°C. Belegningen, tørkingen og brenningen ble gjentatt én gang, og overflatene ble undersøkt med et avsøkende elektronmikroskop. De fine hull og sprekker i den opprinnelige aluminiumoxydoverflate var fylt. Overflaten var glatt og uten riss.

Claims

1. Vandig, sur oppløsning av utgangsmaterialer for biologisk aktivt glass.

2. Oppløsning ifølge krav 1, karakterisert ved at den har sammensetningen

hvori summen av Na2 0 ogC aO er minst 30 vekt%.

3. Uorganiske bærerpartikler belagt med oppløsningen ifølge krav 1.

4. Uorganiske bærerpartikler belagt med oppløsningen ifølge krav 1 efter tørking og før brenning.

5. Uorganiske bærerpartikler belagt med biologisk aktivt glass.

6. Fremgangsmåte ved belegning av uorganiske bærerpartikler med utgangsmaterialer for biologisk aktivt glass, karakterisert ved at partiklene bringes i kontakt med en vandig, sur oppløsning av utgangsmaterialer for biologisk aktivt glass.

7. Fremgangsmåte ved fremstilling av partikler av biologisk aktivt glass, karakterisert ved at en vandig, sur opp-løsning av utgangsmaterialene ifølge krav 1 forstøvnings-tørkes, og at de forstøvningstørkede partikler oppvarmes ved forhøyet temperatur for å omvandle glassutgangsmaterialene til glass.

8. Bilogosk aktive glasspartikler fremstilt ved fremgangsmåten ifølge krav 7.

9. Sfæriske partikler av biologisk aktivt glass.

10. Biomedisinsk innretning, karakterisert ved at den omfatter en jevn, homogen, kroppsforlikelig grunnmasse av bærerpartikler og biologisk aktivt glass.