PL216995B1

PL216995B1 - Process for the preparation of a composite bone-replacing implant material containing plaster

Info

Publication number: PL216995B1
Application number: PL396816A
Authority: PL
Inventors: Zofia Paszkiewicz; Anna Ślósarczyk; Aneta Zima; Joanna Czechowska
Original assignee: Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2014-06-30
Also published as: PL396816A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kompozytowego kościozastępczego materiału implantacyjnego z udziałem gipsu, przeznaczonego do wypełnień ubytków kostnych.The subject of the invention is a method of obtaining composite bone-substituting implant material with the use of plaster, intended for filling bone defects.

Półwodny siarczan wapnia CaSO<¹/?H₂O (CSH) czyli gips półwodny został uznany za materiał biozgodny, bioaktywny, wywołujący regenerację kości połączoną z resorpcją implantu, trwającą od kilku tygodni do kilku miesięcy, sprzyjający angiogenezie i niedrogi. Z uwagi na kruchość i dezintegrację uzupełnień ubytków kostnych wykonanych z użyciem samego gipsu, od lat trwają poszukiwania kompozytowych preparatów kościozastępczych z jego udziałem.Calcium sulphate hemihydrate CaSO < ¹ / H ₂ O (CSH), i.e. hemihydrate gypsum, has been recognized as a biocompatible, bioactive material, causing bone regeneration combined with implant resorption, lasting from several weeks to several months, conducive to angiogenesis and inexpensive. Due to the fragility and disintegration of bone restorations made with the use of plaster alone, the search for composite bone substitutes with plaster has been going on for years.

Do handlowych preparatów gipsowych należą między innymi MIIG™ 115 i JaX Bone Void Filler.Commercial gypsum formulations include, but are not limited to, MIIG ™ 115 and JaX Bone Void Filler.

_®®

Znane są też handlowe preparaty na bazie gipsu i fosforanów wapnia jak Genex^® (pTCP+gips), Pro-dense^® (gips+TCP+bruszyt), Cerament™ (gips+HAp), Calmatrix^® (gips + karboksymetyloceluloza).Are also known commercial preparations based on gypsum and calcium phosphates as Genex ^® (pTCP + gypsum), Pro-dense ^® (gypsum + TCP + bruszyt) Cerament ™ (gypsum + HAp) Calmatrix ^® (+ gypsum carboxymethylcellulose).

Z polskiego opisu patentowego PL 194 711 B1 znany jest sposób otrzymywania kompozytowego preparatu implantacyjnego, który polega na tym, że z placka filtracyjnego uformowanego bezpośrednio po syntezie proszku hydroksyapatytowego metodą mokrą, wytwarza się granule o rozmiarach 0,2-0,5 mm. W tym celu placki suszy się i rozdrabniania poniżej 0,63 mm, po czym oddziela się ziarna frakcji 0,25-0,63 mm, które następnie wypala się w temperaturze 1250°C przez 2 godziny, uzyskując frakcję ziarnową 0,2-0,5 mm.The Polish patent specification PL 194 711 B1 describes a method of obtaining a composite implant preparation, which consists in producing granules with a size of 0.2-0.5 mm from a filter cake formed immediately after the synthesis of hydroxyapatite powder by the wet method. To this end, the cakes are dried and crushed below 0.63 mm, after which the grains of the 0.25-0.63 mm fraction are separated, which are then fired at a temperature of 1250 ° C for 2 hours, obtaining a 0.2-0 grain fraction. .5 mm.

Na wytworzone granule, w ilości 55-75% masowych nanosi się warstwę gipsu półwodnego o uziarnieniu poniżej 0,06 mm w ilości 25-45% masowych, a przed zaimplantowaniem tak pokryte granule hydroksyapatytowe, stanowiące fazę stałą preparatu, zarabia się roztworem wodnym, korzystnie 0,9% roztworem NaCI w ilości zapewniającej otrzymanie zaczynu gipsowego o stosunku wodno - gipsowym W/G od 0,4 do 0,6.On the produced granules, in the amount of 55-75% by weight, a layer of hemihydrate gypsum with a particle size of less than 0.06 mm in the amount of 25-45% by weight is applied, and before implantation, the hydroxyapatite granules covered in this way, constituting the solid phase of the preparation, are prepared with an aqueous solution, preferably 0.9% NaCl solution in an amount to obtain a gypsum slurry with a water-gypsum W / G ratio from 0.4 to 0.6.

Ze zgłoszenia PL 372 114 A znany jest cement hydrauliczny do zastosowań chirurgicznych na bazie fosforanu wapnia, który składa się z pierwszego składnika zawierającego proszek a-fosforanu trójwapniowego, drugiego składnika zawierającego dwuwodny siarczan wapnia, oraz trzeciego składnika zawierającego wodę. Ponadto cement nie zawiera półwodnego siarczanu wapnia (CSH) w ilości większej niż 10% całkowitej zawartości dwuwodnego siarczanu wapnia (CSD). Zaletą tego cementu jest to, że nie ma składnika bardzo zasadowego, jak TTCP (fosforan czterowapniowy), zawiera ograniczoną ilość składników, szybko wiąże i jest łatwy do wymieszania.From PL 372 114 A, a calcium phosphate hydraulic surgical cement is known, which consists of a first component containing a tricalcium phosphate powder, a second component containing calcium sulphate dihydrate, and a third component containing water. In addition, the cement does not contain calcium sulfate hemihydrate (CSH) greater than 10% of the total calcium sulfate dihydrate (CSD) content. The advantage of this cement is that it does not have a very basic ingredient like TTCP (tetrafluoroethylene phosphate), has a limited amount of ingredients, sets quickly and is easy to mix.

Z opisu US 2011 118 850 A1 znany jest preparat, będący substytutem kości, opracowany na bazie naturalnej kości pobranej od dawcy, która po odpowiedniej obróbce - przemywanie oraz zneutralizowanie pH - może stanowić materiał implantacyjny. Druga grupa materiałów jest na bazie chitozanu, którego zawartość w większości przykładów jest duża (powyżej 5%, a nawet są to gąbki czysto chitozanowe), zaś w jednym stanowi około 2,5%. Jego rola jest określana jako bakteriobójcza. Znane z opisu patentowego US 2011 118 850 A1 przykłady z udziałem bioceramiki dotyczą bardzo różnych związków (fosforanów, węglanów, siarczanów wapnia) oraz metali i związków niemetalicznych, które pełnią wyłącznie rolę modyfikatorów osnowy polisacharydowej. Jeśli występuje TCP to przede wszystkim w odmianie polimorficznej β.From the description of US 2011 118 850 A1, a preparation is known, which is a bone substitute, developed on the basis of natural bone taken from a donor, which after appropriate treatment - washing and pH neutralization - can be an implantable material. The second group of materials is based on chitosan, the content of which in most examples is high (more than 5%, and even pure chitosan sponges), and in one it is about 2.5%. Its role is referred to as bactericidal. The examples of bioceramics known from the patent description US 2011 118 850 A1 concern very different compounds (phosphates, carbonates, calcium sulphates) as well as metals and non-metallic compounds that play only the role of modifiers of the polysaccharide matrix. If TCP occurs, it is mainly in the β polymorph.

Z polskiego opisu patentowego PL 212 866 (PL 388 951 A1) znany jest kompozyt bioaktywny charakteryzujący się tym, że zawiera β-13-glukan zwany dalej kurdlanem, lek przeciwbakteryjny (korzystnie odporny na temperaturę 80-100°C) oraz bioceramikę fosforanowo-wapniową w postaci mikroporowatych granul (HAp, HAp-TCP, TCP, HAp modyfikowany) o rozmiarze 0,1-1,0 mm i o porowatości otwartej 50-70%, przy czym składniki występują w ilościach (gramy na 100 g wody) ujętych proporcją podaną w odpowiednim wzorze A, gdzie: x - masa kurdlanu (w g na 100 g wody), y - masa granul (w g na 100 g wody), z - masa leku (w g na 100 g wody). Przedmiotem wynalazku jest również sposób otrzymywania kompozytu polegający na tym, że bioceramikę fosforanowo-wapniową w postaci mikroporowatych granul nasącza się dawką leku przeciwbakteryjnego odpornego na temperaturę 80-100°C (w proporcji wyliczonej według wzoru), rozpuszczonego w wodzie w ilości równej/mniejszej od przewidzianej na wytwarzany kompozyt, następnie wysuszoną, wzbogaconą w lek bioceramikę fosforanowo-wapniową w postaci mikroporowatych granul, o rozmiarze 0,1-1,0 mm i o porowatości otwartej 50-70% (w zakresie 0,05-1,0 nm) dodaje się do wodnej zawiesiny β-13-glukanu zwanego dalej kurdlanem i miesza się.From the Polish patent description PL 212 866 (PL 388 951 A1) a bioactive composite is known, characterized by the fact that it contains β-13-glucan, hereinafter referred to as curdlan, an antibacterial drug (preferably resistant to temperatures of 80-100 ° C) and calcium phosphate bioceramics. in the form of microporous granules (HAp, HAp-TCP, TCP, modified HAp) with a size of 0.1-1.0 mm and an open porosity of 50-70%, the ingredients being present in amounts (grams per 100 g of water) in the proportion given in the corresponding formula A, where: x - weight of curdlan (in g per 100 g of water), y - weight of granules (in g per 100 g of water), z - weight of the drug (in g per 100 g of water). The subject of the invention is also a method of obtaining a composite consisting in soaking a dose of an antibacterial drug resistant to the temperature of 80-100 ° C (in a proportion calculated according to the formula), dissolved in water in an amount equal to or less than that in the form of microporous granules. for the produced composite, then the dried, drug-enriched calcium phosphate bioceramics in the form of microporous granules, with a size of 0.1-1.0 mm and an open porosity of 50-70% (in the range of 0.05-1.0 nm) is added into an aqueous suspension of β-13-glucan, hereinafter referred to as curdlan, and stirred.

Również z polskiego zgłoszenia PL 390 048 A znany jest sposób otrzymywania syntetycznego bioceramicznego tworzywa implantacyjnego na bazie hydroksyapatytów węglanowych, który polega na tym, że syntezę prowadzi się, dodając kroplami do zawiesiny wodnej Ca(OH)2 z równoczesnymAlso from the Polish application PL 390 048 A there is known a method of obtaining a synthetic bioceramic implant material based on carbonate hydroxyapatites, which consists in the synthesis by adding Ca (OH) 2 dropwise to the aqueous suspension with simultaneous

PL 216 995 B1 dodatkiem roztworu soli pierwiastka modyfikującego, korzystnie magnezu, manganu, sodu, tytanu w ilości 0-0,1 M, roztwór (NH4)2HPO4, w którym rozpuszczono związek węglanowy, korzystnie NH4HCO3 i/lub NaHCO3 w ilości 0,05-0,25 M, będący źródłem jonów węglanowych CO3^2-, a także Na⁺ wbudowujących się w strukturę hydroksyapatytu, przy czym pH środowiska reakcyjnego utrzymuje się na poziomie powyżej 10 przy użyciu amoniaku, a ilość reagentów wyjściowych jest taka, aby stosunek molowy Ca:P wynosił 1,55-1,95. Powstałą galaretowatą zawiesinę amorficznego, niestechiometrycznegoBy addition of a salt solution of the modifying element, preferably magnesium, manganese, sodium, titanium in the amount of 0-0.1 M, (NH4) 2HPO4 solution, in which the carbonate compound, preferably NH4HCO3 and / or NaHCO3 in the amount of 0.05 was dissolved, -0.25 M, being the source of CO3 ^2- carbonate ions, as well as Na ⁺ incorporated into the structure of hydroxyapatite, while the pH of the reaction medium is kept above 10 using ammonia, and the amount of starting reagents is such that the molar ratio of Ca : P was 1.55-1.95. The resulting gelatinous suspension of amorphous, non-stoichiometric

2- 2hydroksyapatytu węglanowego, w którego strukturę wbudowane są jony CO3^2-, HPO4^2- oraz jony pierwiastków modyfikujących, poddaje się procesowi dojrzewania, dekantuje się, odfiltrowuje, a następnie suszy i rozdrabnia, uzyskując proszek o uziarnieniu poniżej 60 μm i ewentualnie kalcynuje w temperaturze 300-500°C.2- 2-hydroxyapatite carbonate, the structure of which includes CO3 ^2- , HPO4 ^2- ions and ions of modifying elements, is subjected to the maturation process, decanted, filtered, and then dried and ground, obtaining a powder with particle size below 60 μm and possibly calcined in temperature 300-500 ° C.

Z polskiego opisu patentowego PL 190 486 B1 znany jest sposób wytwarzania wysokoreaktywnych proszków fosforanów wapnia, który polega na tym, że wytrąca się jednostopniowo osady fosforanów wapnia, dodając powoli do zawiesiny Ca(OH)2 roztwór H3PO4, przy czym ilość wyjściowych reagentów jest taka, aby stosunek molowy CaO:P2O5 wynosił 1,55:1,66, pH środowiska reakcyjnego utrzymuje się w granicach 5-11, temperaturę w granicach 18-90°C. Równocześnie intensywnie miesza się zawiesinę reakcyjną. Fosforany wapnia wytrącają się w postaci galaretowatych, amorficznych osadów, w których stosunek molowy Ca/P wynosi 1,50-1,66. Osady te poddaje się następnie procesowi dojrzewania przez kilkadziesiąt godzin, w następstwie czego ulegają przemianie w niestechiometrycz2ny hydroksyapatyt, w którego strukturze obecne są jony HPO4^2-. Po odfiltrowaniu, wysuszeniu, rozdrobnieniu, praży się je w temperaturze 700-900°C, uzyskując wysokoreaktywne proszki, będące mieszaniną HAp i TCP lub monofazowy proszek TCP.From the Polish patent specification PL 190 486 B1 there is known a method for the production of highly reactive calcium phosphate powders, which consists in the one-stage precipitation of calcium phosphate deposits by slowly adding a H3PO4 solution to the Ca (OH) 2 suspension, the amount of starting reagents being as follows: so that the molar ratio of CaO: P2O5 is 1.55: 1.66, the pH of the reaction medium is kept between 5-11, the temperature between 18-90 ° C. At the same time, the reaction suspension is vigorously stirred. Calcium phosphates precipitate as gelatinous, amorphous deposits in which the Ca / P molar ratio is 1.50-1.66. These sediments are then subjected to the maturation process for several dozen hours, as a result of which they are transformed into non-stoichiometric hydroxyapatite, in the structure of which HPO4 ^2- ions are present. After filtering, drying and grinding, they are calcined at the temperature of 700-900 ° C, obtaining highly reactive powders, being a mixture of HAp and TCP, or a monophasic TCP powder.

Ze zgłoszenia US 2010 249 794 znany jest cement kostny, powstający poprzez zmieszanie z wodą następujących składników:From the application US 2010 249 794 a bone cement is known which is made by mixing the following components with water:

- półwodnego siarczanu wapnia w formie proszku o bimodalnym rozkładzie ziaren i o średnim rozmiarze około 5-20 μm, przy czym półwodny siarczan wapnia stanowi około 70% masowych całkowitej masy składu- calcium sulphate hemihydrate in the form of a powder with a bimodal grain distribution and an average size of approximately 5-20 μm, with calcium sulphate hemihydrate representing approximately 70% by weight of the total weight of the composition

- proszku jednowodnego fosforanu jednowapniowego- monocalcium phosphate monohydrate powder

- proszku TCP o średnim rozmiarze ziaren około 20 μm- TCP powder with an average particle size of about 20 μm

Ze zgłoszenia CN 101 596 330 A znany jest sposób otrzymywania kompozytowego, granulo₁ wanego materiału kościozastępczego, opartego na α-półwodnym siarczanie wapnia CaSO₄· /₂H₂O (aCSH) i β fosforanie trójwapniowym (PTCP). Sposób charakteryzuje się tym, że α-CSH jest syntezowany bezpośrednio na powierzchni lub w porach granul β-TCP poprzez synchroniczną hydrotermalną syntezę. Zaletą tego sposobu jest prostota, a także możliwość kontrolowania stosunku pomiędzy fazami aCSH i β-TCP, dzięki czemu kontrolowana jest struktura granul stanowiących sztuczną kość.From the patent application CN 101 596 330 A is known a method for preparing a composite granular material kościozastępczego _one of a valid based on a semi-aqueous α-calcium sulfate CaSO ₄ · / ₂ H ₂ O (ACSH) and tricalcium phosphate β (PTCP). The method is characterized in that α-CSH is synthesized directly on the surface or in the pores of the β-TCP granules by synchronous hydrothermal synthesis. The advantage of this method is simplicity, as well as the possibility of controlling the ratio between the aCSH and β-TCP phases, thanks to which the structure of granules constituting the artificial bone is controlled.

Ze zgłoszenia CN 101 125 219 A znany jest szybkowiążący materiał, będący cementem na bazie fosforanów wapnia. Metoda wytwarzania jest następująca:From CN application 101 125 219 A, a quick-setting material is known, which is a calcium phosphate cement. The manufacturing method is as follows:

poprzez spiekanie w fazie stałej otrzymuje się proszek cementowy a-TCP, który następnie miesza się z nanorurkami węglowymi, otrzymując proszek cementu kompozytowego; dodając różne ilości chitozanu i β glicerofosforanu sodu do rozcieńczonego kwasu solnego i wody dejonizowanej uzyskuje się mieszankę fazy ciekłej, którą zarabia się proszek cementowy i ziarna hydroksyapatytu.by solid-phase sintering, a-TCP cement powder is obtained, which is then mixed with carbon nanotubes to obtain a composite cement powder; by adding different amounts of chitosan and β sodium glycerophosphate to dilute hydrochloric acid and deionized water, a mixture of the liquid phase is obtained, which is made into cement powder and hydroxyapatite grains.

Z międzynarodowego zgłoszenia WO 2004 OOO 374 A znany jest cement hydrauliczny do zastosowań chirurgicznych, który sporządza się na bazie fosforanu wapnia. Cement składa się proszku a-fosforanu trójwapniowego, drugim składnikiem jest dwuwodny siarczan wapnia, a trzecim składnik zawierający wodę. Ponadto cement nie zawiera półwodnego siarczanu wapnia (CSH) w ilości większej niż 10% całkowitej zawartości dwuwodnego siarczanu wapnia (CSD). Zaletą tego cementu jest to, że nie ma w swym składzie wysoce zasadowego komponentu, jak TTCP (fosforan czterowapniowy), zawiera ograniczoną ilość składników, szybko wiąże i jest łatwy do wymieszania.From the international application WO 2004, OOO 374 A, a hydraulic cement for surgical use is known, which is based on calcium phosphate. The cement consists of a tricalcium phosphate powder, the second component is calcium sulfate dihydrate and the third component is water. In addition, the cement does not contain calcium sulfate hemihydrate (CSH) greater than 10% of the total calcium sulfate dihydrate (CSD) content. The advantage of this cement is that it does not contain a highly alkaline component such as TTCP (tetracalcium phosphate), contains a limited amount of ingredients, sets quickly and is easy to mix.

Z japońskiego opisu patentowego JP 11 347 112 znany jest materiał wywołujący osteogenezę, zawierający proteinę, stanowiący kompozyt chityny i chitozanu w formie zolu z różnymi związkami nieorganicznymi jak HAp, TCP, CaCO3, CaO, ZnO, CaSiO3 i MgO.Japanese patent JP 11 347 112 discloses an osteogenesis-inducing material containing a protein consisting of a composite of chitin and chitosan in sol form with various inorganic compounds such as HAp, TCP, CaCO3, CaO, ZnO, CaSiO3 and MgO.

Celem wynalazku jest uzyskanie materiału na bazie gipsu wykazującego podwyższoną wytrzymałości i trwałość.The object of the invention is to obtain a gypsum-based material showing increased strength and durability.

Sposób według wynalazku polega na tym, że wyjściowy proszek składający się z półwodnego siarczanu wapnia (CSH) w ilości 40 - 100% masowych z dodatkiem wysokoreaktywnego hydroksyapatytu z ewentualnym dodatkiem jonów modyfikujących Ti, Mg, CO3 w ilości 0-60% masowych zarabia się 0,5-2,0% roztworem chitozanu w wodnym roztworze kwasu octowego o stężeniu 0,2-2,0% w ilościThe method according to the invention consists in that the starting powder consisting of calcium sulphate hemihydrate (CSH) in the amount of 40 - 100% by weight with the addition of highly reactive hydroxyapatite with the possible addition of modifying ions Ti, Mg, CO3 in the amount of 0-60% by weight is obtained at 0-60% by weight. , 5-2.0% chitosan solution in 0.2-2.0% aqueous acetic acid solution in the amount of

PL 216 995 B1PL 216 995 B1

0,4-0,7 ml/g mieszaniny, uzyskując pastę typu cementowego o konsystencji plastycznej masy wiążącej w miejscu implantacji. W innej wersji sposobu granule na bazie hydroksyapatytu (HAp) lub ceramiki dwufazowej (ΗΑρ+βΤΟΡ) o wielkości 0,2-2,0 mm w ilości 35-70% masowych, miesza się z proszkiem spoiwa w ilości 30-65% masowych, złożonego z półwodnego siarczanu wapnia (CSH) z ewentualnym dodatkiem hydroksyapatytu do 40% masowych, po czym dodaje się 0,5-2,0% roztwór chitozanu w wodnym roztworze kwasu octowego o stężeniu 0,2-2,0% w ilości 0,3-0,6 ml na 1 g mieszanki, uzyskując kompozytowy materiał o konsystencji plastycznej masy, dającej się łatwo formować i przenosić w miejsce aplikacji, gdzie wiąże i twardnieje.0.4-0.7 ml / g of the mixture, obtaining a cement-type paste with the consistency of a plastic binding mass at the implantation site. In another version of the method, granules based on hydroxyapatite (HAp) or two-phase ceramics (ΗΑρ + βΤΟΡ) with a size of 0.2-2.0 mm in the amount of 35-70% by weight are mixed with the binder powder in the amount of 30-65% by weight, composed of calcium sulphate hemihydrate (CSH) with optional addition of hydroxyapatite up to 40% by weight, followed by the addition of 0.5-2.0% chitosan solution in 0.2-2.0% aqueous acetic acid in an amount of 0, 3-0.6 ml per 1 g of the mixture, obtaining a composite material with the consistency of a plastic mass, easy to form and transport to the application site, where it binds and hardens.

Otrzymany metodą wiązania „in situ” materiał implantacyjny (możliwy do samodzielnego stosowania lub pełniący rolę spoiwa w materiale kompozytowym z granulami) składa się z dwuwodnego siarczanu wapnia (CSD), będącego produktem wiązania półwodnego siarczanu wapnia (CSH), ziaren proszku hydroksyapatytowego (HAp) oraz chitozanu - składnika organicznego o wysokiej biozgodności, podlegającego resorpcji w żywym organizmie. Obecność chitozanu w płynie, przeznaczonym do zarabiania, uplastycznia mieszaninę, czyniąc ją podatniejszą do formowania, a po związaniu pozytywnie wpływa na parametry wytrzymałościowe implantu oraz wzmacnia jego bioaktywny charakter uwarunkowany przez CSD i HAp.The implantation material obtained by the method of "in situ" binding (possible to be used on its own or acting as a binder in a composite material with granules) consists of calcium sulphate dihydrate (CSD), which is a product of calcium sulphate hemihydrate (CSH) binding, and hydroxyapatite powder grains (HAp) and chitosan - an organic component with high biocompatibility, resorbed in a living organism. The presence of chitosan in the liquid, intended for preparation, plasticizes the mixture, making it more susceptible to forming, and after setting it positively affects the strength parameters of the implant and strengthens its bioactive character determined by CSD and HAp.

P r z y k ł a d 1 : Mieszankę wyjściowego proszku o składzie:Example 1: Mixture of the starting powder with the following composition:

60% masowych półwodnego siarczanu wapnia (CSH)60% by weight of calcium sulfate hemihydrate (CSH)

40% masowych proszku hydroksyapatytowego o uziarnieniu poniżej 0,06 mm, otrzymanego na drodze syntezy metodą mokrą (pat. PL 190 486) w ilości 1 g łączy się z 0,52 ml 1% roztworu chitozanu w wodnym roztworze kwasu octowego o stężeniu 0,5% i miesza przez 1 minutę, uzyskując plastyczną masę, którą można implantować w ciągu następnych 6-8 minut. Po związaniu uzyskuje się materiał o mikroporowatej strukturze (wielkość porów mieści się w zakresie od 0,005 do 1,0 pm) o porowatości otwartej około 40% i wytrzymałości na ściskanie 15 MPa.40% by mass of 1 g of hydroxyapatite powder with particle size less than 0.06 mm obtained by wet method (pat. PL 190 486) is combined with 0.52 ml of 1% solution of chitosan in aqueous acetic acid with a concentration of 0, 5% and mixed for 1 minute, obtaining a plastic mass that can be implanted in the next 6-8 minutes. After bonding, a material with a microporous structure (pore size ranging from 0.005 to 1.0 µm) is obtained, with an open porosity of about 40% and a compressive strength of 15 MPa.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Hydroksyapatytowe granule (otrzymane sposobem ujawnionym w opisie patentowym PL 168 078) o wymiarach 0,3-0,5 mm i porowatości otwartej 15% w ilości 55% masowych, miesza się z proszkiem półwodnego siarczanu wapnia o uziarnieniu poniżej 0,06 mm w ilości 45% masowych. Próbkę granul, pokrytych proszkiem spoiwa gipsowego, o masie 1 g zarabia się roztworem chitozanu w 0,3 procentowym roztworze kwasu octowego w ilości 0,32 ml i miesza w ciągu 1 minuty. Uzyskuje się jednolitą, plastyczną masę, dla której początek wiązania wynosi 5-6 minut, a koniec wiązania następuje po 10-12 minutach liczonych od momentu połączenia składników. Otrzymany kompozytowy materiał złożony z granul połączonych spoiwem o mikrostrukturze porowatej charakteryzuje się wytrzymałością na ściskanie 12 MPa i porowatością otwartą 38%.Hydroxyapatite granules (obtained by the method disclosed in the patent description PL 168 078) with dimensions of 0.3-0.5 mm and an open porosity of 15% in the amount of 55% by weight, are mixed with calcium sulphate hemihydrate powder with particle size below 0.06 mm in the amount of 45% by mass. A sample of granules, coated with gypsum binder powder, weighing 1 g, is prepared with a chitosan solution in 0.3% acetic acid solution in the amount of 0.32 ml and mixed for 1 minute. A homogeneous, plastic mass is obtained, for which the setting starts within 5-6 minutes, and the setting ends after 10-12 minutes counted from the moment of combining the components. The obtained composite material consisting of granules connected with a binder with a porous microstructure is characterized by a compressive strength of 12 MPa and an open porosity of 38%.

Claims

1. The method of obtaining composite bone-replacement implant material containing gypsum, chitosan and hydroxyapatite, characterized in that the starting powder consisting of calcium sulfate hemihydrate (CSH) in the amount of 40-100% by weight with the addition of highly reactive hydroxyapatite with the possible addition of Ti, Mg modifying ions, CO3 in the amount of 0-60% by mass is prepared with a 0.5-2.0% solution of chitosan in an aqueous solution of acetic acid with a concentration of 0.2-2.0% in the amount of 0.4-0.7 ml / g of the mixture, obtaining a cement-type paste with the consistency of a plastic binding mass at the implantation site.

2. The method of obtaining composite bone-replacing implant material containing gypsum, chitosan and hydroxyapatite, characterized in that granules based on hydroxyapatite (HAp) or two-phase ceramics containing hydroxyapatite and β tricalcium phosphate (ΗΑρ + βΤΟΡ) with a size of 0.2-2.0 mm in an amount of 35-70% by weight, mixed with a binder powder in an amount of 30-65% by weight, composed of calcium sulphate hemihydrate (CSH) with optional addition of hydroxyapatite up to 40% by weight, then 0.5-2.0% is added chitosan solution in an aqueous acetic acid solution with a concentration of 0.2-2.0% in the amount of 0.3-0.6 ml per 1 g of the mixture, obtaining a composite material with a plastic mass consistency that can be easily formed and transferred to the application site, where it binds and hardens.