PL217897B1 - Sposób otrzymywania opartych na a TCP kompozytowych materiałów implantacyjnych o wysokiej poręczności chirurgicznej zawierających chitozan - Google Patents
Sposób otrzymywania opartych na a TCP kompozytowych materiałów implantacyjnych o wysokiej poręczności chirurgicznej zawierających chitozanInfo
- Publication number
- PL217897B1 PL217897B1 PL396814A PL39681411A PL217897B1 PL 217897 B1 PL217897 B1 PL 217897B1 PL 396814 A PL396814 A PL 396814A PL 39681411 A PL39681411 A PL 39681411A PL 217897 B1 PL217897 B1 PL 217897B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- solution
- tcp
- amount
- chitosan
- ions
- Prior art date
Links
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 title claims description 55
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 27
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 239000007943 implant Substances 0.000 title claims description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 8
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims description 52
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 claims description 45
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 claims description 41
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 21
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 20
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 claims description 19
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 16
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 11
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 5
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 3
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 22
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 11
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003462 bioceramic Substances 0.000 description 6
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002558 Curdlan Polymers 0.000 description 3
- 239000001879 Curdlan Substances 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 235000019316 curdlan Nutrition 0.000 description 3
- 229940078035 curdlan Drugs 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 229940124350 antibacterial drug Drugs 0.000 description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 2
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002639 bone cement Substances 0.000 description 2
- -1 carbonate compound Chemical class 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- RGSVXQJPSWZXOP-UHFFFAOYSA-N 1-[1-(1-benzothiophen-2-yl)cyclohexyl]piperidine Chemical compound C1CCCCN1C1(C=2SC3=CC=CC=C3C=2)CCCCC1 RGSVXQJPSWZXOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002498 Beta-glucan Polymers 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 229920001503 Glucan Polymers 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710167839 Morphogenetic protein Proteins 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000316 bone substitute Substances 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical class [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000011712 cell development Effects 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007931 coated granule Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 230000011164 ossification Effects 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960002901 sodium glycerophosphate Drugs 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- REULQIKBNNDNDX-UHFFFAOYSA-M sodium;2,3-dihydroxypropyl hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OCC(O)COP(O)([O-])=O REULQIKBNNDNDX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000029663 wound healing Effects 0.000 description 1
- 235000014692 zinc oxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania opartych na α TCP kompozytowych materiałów implantacyjnych o wysokiej poręczności chirurgicznej zawierających chitozan, z udziałem α TCP przeznaczonego do łatwego, a zarazem szczelnego wypełniania ubytków kostnych.
Wśród stosowanych materiałów implantacyjnych opartych na fosforanach wapnia najmniej jest doniesień na temat fosforanu trójwapniowego [α TCP = α Ca3(PO4)2. Związek ten, jako faza wtórna, pojawia się niekiedy w preparatach implantacyjnych opartych na β TCP i hydroksyapatycie. Stanowi też jeden z podstawowych surowców do otrzymywania cementów kostnych, w których w wyniku hydrolizy przechodzi w hydroksyapatyt. α TCP wykazuje wyższą, w stosunku do β TCP i HAp, rozpuszczalność oraz większą skłonność do resorpcji w warunkach in vivo. Te właściwości można wykorzystać w projektowaniu dwu- lub trójfazowych tworzyw o kontrolowanej wielostopniowej resorpcji z układu HAp-β TCP-α TCP.
Chitozan jest naturalnym polimerem, biozgodnym i biodegradowalnym, o działaniu przeciwbakteryjnym i przeciwgrzybiczym, szeroko stosowanym w przemyśle kosmetycznym, w medycynie do leczenia ran i przy podawaniu leków oraz w biotechnologii jako stymulator wzrostu i rozwoju komórek.
Prowadzone są badania nad otrzymywaniem kompozytowych, dwufazowych skafoldów kostnych na bazie chitozanu i fosforanów wapnia, głównie hydroksyapatytów i β TCP, a także α TCP.
Z polskiego opisu patentowego nr PL 206 394 B1 znany jest kompozyt bioaktywny, który zawiera 3-1,3-glukan, zwany dalej kurdlanem oraz bioceramikę fosforanowo-wapniową w postaci mikroporowatych granul o rozmiarze 0,1-1,0 mm i o porowatości 50-70%, przy czym ilości składników oblicza się według odpowiedniego, ujawnionego w opisie wzoru.
Ze zgłoszenia nr CN 101 125 219 znany jest szybkowiążący materiał, będący cementem na bazie fosforanów wapnia. Metoda wytwarzania tego materiału jest następująca: poprzez spiekanie w fazie stałej otrzymuje się proszek cementowy α-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.
Ze zgłoszenia nr US 2004 019 385 znany jest sposób wytwarzania materiałów zawierających α TCP lub β TCP lub ich mieszaniny. Sposób obejmuje przygotowanie mieszaniny reakcyjnej, zawierającej tlenek wapnia i pięciotlenek fosforu w stosunku molowym pozwalającym na wytworzenie fosforanu trójwapniowego (TCP). Mieszance tej nadaje się finalny kształt w formie i przeprowadza się syntezę poprzez obróbkę cieplną. Wytworzone tą metodą materiały TCP, w skład których wchodzą α TCP lub α TCP i β TCP są następnie poddawane dalszej obróbce wpływającej na przemianę fazy α TCP w fazę β TCP.
Ze zgłoszenia nr JP 11 347 112 otrzymuje się materiał kompozytowy w następujący sposób: przygotowuje się zol chityna-chitozan poprzez rozpuszczenie chityny i chitozanu w kwasie organicznym, następnie sporządza się roztwór zolu chityna-chitozan z proteinami morfogenetycznymi, umożliwiającymi osteogenezę, po czym roztwór ten łączy się poprzez ucieranie z kompozytowym proszkiem złożonym z HAp, α TCP, β TCP, CaCO3, CaO, ZnO, CaSiO3, MgO i in.
Z opisu nr 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 przypadku stanowi około 2,5%. Jego rola jest określana jako bakteriobójcza. Znane z opisu patentowego nr 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, która nie zapewnia takiego efektu końcowego jak nasz materiał zawierający TCP w odmianie α. W przeciwieństwie do materiału opisanego w zgłoszeniu nr US 2011 118 850 A1 nasz materiał zawierający TCP wyłącznie w postaci odmiany polimorficznej α, wiąże in situ, czyli po zaimplantowaniu do kości.
Z polskiego opisu patentowego nr PL 212 866 (nr PL 388 951 A1) znany jest kompozyt bioaktywny charakteryzujący się tym, że zawiera β-Ι,β-οΙυΚβη 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 poroPL 217 897 B1 watości otwartej 50-70%, przy czym składniki występują w ilościach (gramy na 100 g wody) ujętych proporcją o 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 μm) dodaje się do wodnej zawiesiny β-1,3-glukanu zwanego dalej kurdlanem i miesza się.
Również z polskiego zgłoszenia nr 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 równoczesnym dodatkiem roztworu soli pierwiastka modyfikującego, korzystnie magnezu, manganu, sodu, tytanu w ilości 0-0,1 Μ, roztwór (ΝΗ4)2ΗΡΟ4, w którym rozpuszczono związek węglanowy, korzystnie NH4HCO3 i/lub NaHCO3 w ilości 0,05-0,25 M, będący źródłem jonów węglanowych CO32-, 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, niestechiometrycz2- 2nego hydroksyapatytu węglanowego, w którego strukturę wbudowane są jony CO3 -, ΗΡΟ44 - 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.
Z polskiego opisu patentowego nr 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 nieste2chiometryczny hydro ksyapatyt, w którego strukturze obecne są jony ΗΡΟ4 -. Po odfiltrowaniu, wysuszeniu, rozdrobnieniu, praży się je w temperaturze 700-900°C, uzyskując wysokoreaktywne proszki, będące mieszaniną HAp i TCP lub monofazowy proszek TCP.
W materiałach z Vl konferencji Polskiego Towarzystwa Ceramicznego, Zakopane 2007 w publikacji pt. „Kostne cementy fosforanowo-wapniowe oparte na α TCP” przedstawiono sposób otrzymywania cementu kostnego z użyciem proszku α TCP oraz roztworu fosforanu sodu, przy czym otrzymany materiał nie jest kompozytem o wysokiej poręczności chirurgicznej i nie zawiera chitozanu.
Znany z artykułu A. Zima i in. pt. „Bioceramika TCP (α TCP, β ^Ρ, BTCP) dla ortopedii i stomatologii - otrzymywanie oraz ocena w testach in vitro” (Materiały Ceramiczne 62 1 (2010) 51-55) produkt, dotyczy innej grupy fosforanowo-wapniowych materiałów implantacyjnych, a mianowicie tzw. ceramiki spiekanej wytworzonej w wyniku wysokotemperaturowej obróbki cieplnej kształtek zaformowanych z niestechiometrycznego hydroksyapatytu.
Sposób według wynalazku polega na tym, że sporządza się 0,5-2,0% roztwór chitozanu w wodnym roztworze kwasu octowego o stężeniu 0,2-4,0% masowych, korzystnie wprowadzając w jego skład modyfikujące jony Ca2+, Mg2+ w ilości 0,005-0,03 mola w 100 g roztworu i/lub jonami ΡO4 3w ilości 0-0,08 mola w 100 g roztworu, a następnie tak sporządzony roztwór dodaje się do wyjściowego proszku fosforanu trójwapniowego [α TCP = α Ca3(PO4)2] w ilości 0,4-0,7 ml/g, aby zapewnić otrzymanie masy o plastycznej konsystencji.
W innej wersji materiał kompozytowy otrzymuje się w ten sposób, że sporządza się 0,5-2,0% roztwór chitozanu w wodnym roztworze kwasu octowego o stężeniu 0,2-4,0% masowych, korzystnie wprowadzając w jego skład modyfikujące jony Ca2+, Mg2+ w ilości 0,005-0,03 mola w 100 g roztworu
3i/lub jony ΡO4 - w ilości 0-0,08 mola w 100 g roztworu, a następnie tak sporządzony roztwór dodaje się do mieszaniny mikroporowatych granul hydroksyapatytowych o wielkości 0,2-1,0 mm w ilości 40-70% masowych, z proszkiem α TCP= α Ca3(PO4)2 w ilości 30-60% masowych, przy czym stosunek ilościowy roztworu do fazy stałej wynosi 0,3-0,8 ml/g, otrzymując spoistą masę, dającą się przenosić do miejsca implantacji i tworzącą po związaniu półsztywny, a po stwardnieniu sztywny implant.
PL 217 897 B1
Otrzymane tworzywo na bazie α TCP stanowi materiał kompozytowy, składający się z amorficznego hydroksyapatytu (będącego produktem hydrolizy α TCP) oraz chitozanu - składnika organicznego o wysokiej biozgodności podlegającego resorpcji w żywym organizmie. Po wprowadzeniu mikroporowatych granul fosforanowo-wapniowych materiał wzbogaca się w krystaliczny hydroksyapatyt (HAp). Zawartość jonów Ca w roztworze chitozanu przyspiesza proces transformacji α TCP do hydroksyapatytu, którego obecność w tego rodzaju materiałach warunkuje ich wysoką biozgodność. Obecność chitozanu wpływa natomiast na parametry wytrzymałościowe kompozytowych materiałów implantacyjnych po związaniu.
P r z y k ł a d 1
Próbkę wysokoreaktywnego proszku α TCP w ilości 2 g łączy się z 1 ml 1% roztworu chitozanu w wodnym roztworze kwasu octowego o stężeniu 3% mas. modyfikowanego jonami Ca2+ w ilości 0,02 mola w 100 g roztworu i miesza w ciągu 1 minuty do uzyskania jednorodnej mieszanki o konsystencji plastycznej masy, którą można łato formować przez następne 3 minuty. Masa ta wiąże i twardnieje w ciągu 15 minut. Uzyskany materiał charakteryzuje się mikroporowatą strukturą (pory poniżej 0,5 μm) o porowatości otwartej rzędu 40% i wytrzymałości na ściskanie około 15 MPa.
P r z y k ł a d 2
Wysokoporowate granule o wielkości 0,2-0,4 mm, otrzymane na bazie mikroporowatego tworzywa hydroksyapatytowego o porowatości otwartej 64% i jednomodalnym rozkładzie porów w zakresie 0,05-0,15 μm miesza się ze spoiwem w postaci proszku α TCP w stosunku masowym 1:1. Roztwór chitozanu o stężeniu 1% mas. w wodnym roztworze kwasu octowego o stężeniu 1% mas. dodaje się do granul pokrytych proszkiem spoiwa w ilości 0,62 ml/g. Po wymieszaniu składników w ciągu jednej minuty otrzymuje się plastyczną masę, dającą się łatwo formować i łatwo przenosić do miejsca implantacji. Materiał wiąże i twardnieje w ciągu 6-15 minut. Po stwardnieniu jego wytrzymałość na ściskanie wynosi 9 MPa.
Specyficzne własności zastosowanych granul: ich wysoka zdolność sorpcyjna (nasiąkliwość 2 powyżej 55%), rozwinięcie powierzchni wewnętrznej rzędu 30 m2/g umożliwiają wprowadzenie leków do kompozytu. Preparat otrzymany sposobem według wynalazku może więc być wykorzystany jako nośnik leków. Spoiwo łączące granule w otrzymanym kompozycie, charakteryzuje się mikroporowatą strukturą o średnicy porów poniżej 0,5 μm i porowatości otwartej rzędu 38%, co umożliwia przepływ płynów ustrojowych i uwalnianie leków z implantu.
Claims (2)
1. Sposób otrzymywania opartych na fosforanie trójwapniowynn α TCP kompozytowych materiałów implantacyjnych o wysokiej poręczności chirurgicznej zawierających chitozan, znamienny tym, że sporządza się 0,5-2,0% roztwór chitozanu w wodnym roztworze kwasu octowego o stężeniu 0,2-4,0% masowych, korzystnie dodając do jego składu modyfikujące jony Ca2+, Mg2+ w ilości 0,005-0,03
3mola w 100 g roztworu i/lub jony ΡO4 - w ilości 0-0,08 mola w 100 g roztworu, a następnie tak sporządzony roztwór dodaje się do wyjściowego proszku fosforanu trójwapniowego [α TCP = α Ca3(PO4)2] w ilości 0,4-0,7 ml/g aby zapewnić otrzymanie masy o plastycznej konsystencji.
2. Sposób otrzymywania opartych na α TCP kompozytowych materiałów implantacyjnych o wysokiej poręczności chirurgicznej zawierających chitozan i hydroksyapatyt, znamienny tym, że sporządza się 0,5-2,0% roztwór chitozanu w wodnym roztworze kwasu octowego o stężeniu 0,2-4,0% masowych, korzystnie wprowadzając w jego skład modyfikujące jony Ca2+, Mg2+ w ilości 0,005-0,03 mola
3w 100 g roztworu i/lub jony ΡO4 - w ilości 0-0,08 mola w 100 g roztworu, a następnie tak sporządzony roztwór dodaje się do mieszaniny mikroporowatych granul hydroksyapatytowych wielkości 0,2-1,0 mm w ilości 40-70% masowych, z proszkiem fosforanu trójwapniowego [α TCP = α Ca3(PO4)2] w ilości 30-60% masowych, przy czym stosunek ilościowy roztworu do fazy stałej wynosi 0,3-0,8 ml/g, otrzymując spoistą masę, dającą się przenosić do miejsca implantacji i tworzącą po związaniu półsztywny, a po stwardnieniu sztywny implant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL396814A PL217897B1 (pl) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Sposób otrzymywania opartych na a TCP kompozytowych materiałów implantacyjnych o wysokiej poręczności chirurgicznej zawierających chitozan |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL396814A PL217897B1 (pl) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Sposób otrzymywania opartych na a TCP kompozytowych materiałów implantacyjnych o wysokiej poręczności chirurgicznej zawierających chitozan |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL396814A1 PL396814A1 (pl) | 2012-04-10 |
| PL217897B1 true PL217897B1 (pl) | 2014-08-29 |
Family
ID=46002841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL396814A PL217897B1 (pl) | 2011-10-31 | 2011-10-31 | Sposób otrzymywania opartych na a TCP kompozytowych materiałów implantacyjnych o wysokiej poręczności chirurgicznej zawierających chitozan |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL217897B1 (pl) |
-
2011
- 2011-10-31 PL PL396814A patent/PL217897B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL396814A1 (pl) | 2012-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lin et al. | Structure and properties of hydroxyapatite for biomedical applications | |
| CA2444561C (en) | Biofunctional hydroxyapatite coatings and microspheres for in-situ drug encapsulation | |
| Bavya Devi et al. | Magnesium phosphate bioceramics for bone tissue engineering | |
| CN102438667B (zh) | 镓化磷酸钙生物材料 | |
| Taha et al. | Strontium doped injectable bone cement for potential drug delivery applications | |
| Kundu et al. | Development of porous HAp and β-TCP scaffolds by starch consolidation with foaming method and drug-chitosan bilayered scaffold based drug delivery system | |
| Batool et al. | Bone whitlockite: synthesis, applications, and future prospects | |
| Kim et al. | In situ formation of biphasic calcium phosphates and their biological performance in vivo | |
| Siek et al. | Evaluation of antibacterial activity and cytocompatibility of α-TCP based bone cements with silver-doped hydroxyapatite and CaCO3 | |
| TWI543770B (zh) | 礦化膠原蛋白與生物陶瓷之複合物及其製造方法 | |
| Kizalaite et al. | Dissolution–precipitation synthesis and characterization of zinc whitlockite with variable metal content | |
| Deng et al. | Enhanced osteoinductivity of porous biphasic calcium phosphate ceramic beads with high content of strontium-incorporated calcium-deficient hydroxyapatite | |
| CN101157045A (zh) | 生物活性磷酸钙/硅酸三钙复合自固化材料、方法及应用 | |
| CN105251058B (zh) | 一种载药促骨生长注射型硫酸钙骨水泥的制备方法 | |
| CN105748510A (zh) | 一种可控氟缓释磷酸钙生物活性材料及其制备方法 | |
| WO2015052495A1 (en) | Group 2 metal phosphates | |
| CN101351234A (zh) | 粘固粉用材料及粘固粉 | |
| Farag et al. | New nano-bioactive glass/magnesium phosphate composites by sol-gel route for bone defect treatment | |
| AU5744598A (en) | A synthetic biomaterial compound | |
| Barinov et al. | Osteoinductive ceramic materials for bone tissue restoration: Octacalcium phosphate | |
| US20100248191A1 (en) | Galliated calcium phosphate biomaterials | |
| Sarkar et al. | Preparation of ex-situ mixed sintered biphasic calcium phosphate ceramics from its Co-precipitated precursors and their characterization | |
| JP2002509766A (ja) | 特性の改善されたバイオセメント | |
| US20110028568A1 (en) | Preparation for magnesium ammonium phosphate cements | |
| Batool et al. | Effect of strontium and iron on the structural integrity and drug delivery of Whitlockite |