SE425563B - Genomskinlig, isotropisk, polykristallin, sintrad keramisk produkt samt anvendning av den keramiska produkten - Google Patents

Description

7804812-1 2 ett prisbilligt, lättillgängligt material som är kemiskt likartat med tandemalj samt hårt, tätt och högpolerbart. 7 Hydroxylapatit , Cal0(PO4)6(OH)2, som även benämnes-basiskt kalciumortofosfat, utgör mineralfasen i tänder och ben och har före- slagits vara lämpat för de olika ändamål som angivits i det före- gående, och sålunda anges i den amerikanska patentskriften 2.508.316 ett förfarande för framställning av hydroxylapatit i tandemalj och" användning av detta i blandning med ett syntetiskt harts såsom en prostetisk tandkomposition. Denna metod är tidsödande och besvärlig samt begränsad till framställning av finfördelad hydroxylapatit.

Vidare är förfarandet givetvis beroende av tillgängligheten av'ett förråd av naturliga tänder.

Kutty [Indian J. Chem. ll, 695 (l973f] beskriver blandningar av hydroxylapatit och whitlockit framställda genom sënderdelning av pulvefformig hydroxylapatit vid olika-temperaturer.

Betaet el., Ü. mner. cnem. see. gg, 5535 (isevfl beskriver framställning av partikelformig hydroxylapatit med stökiometriskt avvikande sammansättning varierande från Ca/P = 1,67 till 1,57. De på detta sätt framställda materialen innehöll stora interkristallina porer. Det angavs även att vid upphettning till lO0O°C undergick hydroxylapatit med kalciumunderskott partiell omvandling till whit- lockitfas. _ I den amerikanska patentskriften 3.787.900 beskrives ett' prostetiskt material för ben och tand innehållande ett eldfast mate- rial och en kalciumfosfatförening, exempelvis whitlockit.

Många försök har gjorts att åstadkomma en hård, stark makro- form av hydroxylapatit. Hittills har emellertid icke någon känd form av hydroxylapatit visat sig helt tillfredsställande. Sålunda beskriver Roy och Linnehan ffiature, g§1,220 (l974í] en komplicerad hydrotermal utbytesprocess varvid kalciumkarbonat i skelettet av marin korall omvandlats till hydroxylapatit. Det på detta sätt framställda materialet bibehöll med nödvändighet den höga porositet, som utmärker korallstrukturen och hade dessutom förhållandevis låg draghållfasthet av ca 19 - 33 kp/cmz, vilket är en allvarlig olägen- het för prostetiska material.

Monroe, et al. Ifiournal of Dental Research, §Q, 860 (l97lí] beskrev framställning av ett keramiskt material genom sintrinn av pressade tabletter av hydroxylapatit. Det på detta sätt framställda materialet utgjordes i själva verket av en blandning av hydroxyl- apatit och ca 30 % 8.-whitlockit, som utgöres av Ca3(PO¿)2 eller 78048124 3 trikalciumfosfat, såsom en ordnad mosaikrad av polyedriska kristal- liter, och materialet synes ha haft alltför hög porositet för att vara lämpat för användning till ett dentalt material. 7 Rao och Boehm Išournal of Dental Research, ââ, 1351 (l974í] beskrev en polykristallin form av hydroxylapatit framställd genom isostatisk pressning av pulverformig hydroxylapatit i en form och isotermisk sintring av det formade materialet. Den erhållna kera~ miska produkten var porös och hade en maximal tryckhållfasthet av ca 1200 kp/cmz.

Bhasker et al. [§ral Surgery, åg, 336 (l97lí] beskrev använd- ning av ett biologiskt nedbrytbart kalciumfosfatkeramiskt material för att fylla defekter i ben. berades från implantatstället samt saknade hållfastheten hos en Materialet var högporöst och resor- metall eller icke nedbrytbara keramiska inplantatmaterial.

Det svenska patentet 7508751-O avser ett förfarande för framställning av ett kristallint, sintrat keramiskt material som innefattar att man bringar kalciumjon att reagera med fosfatjon i vattenhaltigt medium vid ett pH av ca 10 - 12 till bildning av en gelatinös fällning av fosfat av kalcium med ett molförhållande kal- cium till fosfor inom intervallet l.44 - 1.72 (som i huvudsak är mellan det ungefärliga molförhållandet av kalcium till fosfor i hydroxylapatit och detta molförhållande i whitlockit), varefter man separerar fällningen från lösningen, upphettar fällningen till en temperatur av minst lO00°C men under den temperatur, vid vilken avsevärd sönderdelning av hydroxylapatiten äger rum, samt upprätt- håller denna temperatur under en tidrymd som är tillräcklig för att åstadkomma sintring och i huvudsak maximal förtätning av den erhållna produkten. Det är i allmänhet önskvärt att framställa det keramiska materialet i makroform, vilket är en produkt, som erhålles genom sintrinq av en sammanhängande massa av fällningen, om så önskas efter formninq eller gjutning.

Enligt en aspekt av uppfinningen åstadkommes en ny keramisk form av hydroxylapatit innefattande i huvudsak ren hydroxylapatlt, som är hård, tät och tar högpolering. Kemiskt är materialet mycket likartat med tandemalj. Vidare kan detta nya material framställas på ett förhållandevis enkelt sätt utgående från prisbilliqa utgångs- material samt kan erhållas med likformia kvalitet varigenom man undviker icke önskade variationer som är utmärkande för naturliqa tandmaterial.

Införlivandet av den nya keramiska formen av hvdroxylanatit i 7804812-1 4 tandlagningskompositioner ger ett tätt fyllmaterial som har en värmeutvidgningskoefficient som är i huvudsak identisk med värmeut~ vidgningskoefficienten hos naturlig tandemalj. 7 Dentala och kirurgiska implantatmaterial framställda enligt uppfinningen är hårda, starka och fullständigt biologiskt kombiner- bara och acceptabla samt kan framställas med godtycklig önskad form utan behov av högt tryck eller andra komplicerade metoder. Vidare kan, såsom beskrives utförligare i det följande, godtycklig önskad grad av porositet åstadkommas hos sådana material vilket möjliggör inväxning av vävnader. _ Det är uppenbart att egenskaperna hos det nya materialet enligt uppfinningen gör detta idealiskt lämpat för framställning av skivor, plattor eller stänger för användning vid provning av dentala antiplackmedel och i synnerhet till tandlagning. 7 Den nya fysikaliska formen av hydroxylapatit, som skiljer sig från de biologiska och geologiska formerna samt från alla tidigare kända syntetiska former, såsom anges i det följande, och är föremålet för föreliggande uppfinning, utgöres av ett starkt, hårt, tätt, vitt, genomskinligt, isotropiskt, polykristallint, sintrat kera- miskt material innehållande i huvudsak ren hydroxylapatit med en medelkristallitstorlek av ca 0,2 - 3 pm, en täthet av ca 3,10 - 3,14 g/cm3, samt har i huvudsak inga porer samt uppvisar klyvning längs jämna krökta ytor. Vidare har detta material på det sätt, som det vanligen framställes, en kompressionshållfasthet av ca 2450 - 8800 kp/cmz, en brottgräns av ca 210 - 2100 kp/cmz och en linjär värmeutvidgningskoefficient av ca 10 - 12 ppm (milliondelar) per OC, en Knoop-hårdhet av ca 470 - 500 och en elasticitetsmodul av ca 4,2 x 104 kp/cmz, samt är icke-dubbelbrytande under polariserat ljus.

En första värdering av det nya hydroxyl-apatit~keramiska materialet visade att detta utgjordes av ett starkt, hårt, tätt, vitt, trans- lucent keramiskt material innehållande i huvudsak ren mikrokristallin hydroxylapatit i en slumpvis, isotropisk anordning med en kompres- sionshållfasthet av ca 2450 - 5300 kp/cmz, en dragbrottgräns av ca 210 - 3500 kp/cm2, en linjär värmeutvidgningskoefficient av ca 10 ~ 12 ppm/OC, en Knoop-hårdhet av ca 470 - 500 och en elasticitetsmodul av ca 4,2 x 104 kp/cmz samt uppvisar klyvning längs jämnt krökta plan, samt frånvaron av dubbelbrytning under polariserat ljus.

Uttrycket tät avser i detta sammanhang ett i hög grad kompakt arrangemang av partiklar som i huvudsak saknar mellanrum eller icke fynda intervall mellan dessa. t Till skillnad från den i det föregående beskrivna formen av 7804812-1 5 hydroxylapatit är geologisk hydroxylapatit samt syntetisk hydroxyl- apatit framställd med en hydrotermal process makrokristallin, upp- visar sprickbildning eller klyvning längs flata plan, samt är dubbel- brytande. Biologisk hydroxylapatit skiljer sig genom att den i all- mänhet innehåller signifikanta mängder karbonatjon i apatitgittret och i renaste tillstånd, dvs, i tandemalj, genom att den är anisotro- piskt arrangerad i lindade, radiellt riktade stavar så att materialet uppvisar sprickbildning i räta linjer längs gränsytan mellan dessa emaljstavar och har förhållandevis låg draghållfasthet av 105 kp/cmz.

Förutom de i det föregående angivna egenskaperna hos den nya keramiska formen av hydroxylapatit enligt uppfinningen utmärkes detta material även av fullständig biologisk kombinerbarhet (kompatibelt) och är därför i hög grad lämpligt såsom dentalt och kirurgiskt protesmaterial. Det keramiska materialet enligt uppfin- ningen kan sålunda gjutas eller maskinbearbetas till tandkronor, konstgjorda tänder, ben och ledproteser, cannulae, förankringsorgan för konstgjorda lemmar, som,kan fästas till ben och sträckas ut genom huden, samt provytor för undersökning av dental plack, kariesbild- ning, artritis och andra sjukdomar som kan påverka tänder och ben.

På lämpligt sätt malt kan det nya keramiska materialet enligt uppfin- ningen användas såsom syntetiskt canncellus-ben för reparation av bendefekter, såsom slipmedel, samt i blandning med standardhartser såsom tandlagningskomposition, såsom beskrives i det följande.

Såsom provyta för värdering av medel för inhibering av dental plack kan det keramiska materialet enligt uppfinningen fram- ställas och bearbetas till kroppar av godtycklig storlek och form, företrädesvis av en storlek och form som gör att kropparna lätt kan införas i ett standardprovrör. Detta åstadkommes på ett enkelt sätt genom att man skär eller maskinbearbetar stora skivliknande stycken av torkad filterkaka till lämplig storlek och därefter sintrar dessa.

De sintrade produkterna underkastas högpolering med användning av ädelstensteknik av standardtyp, och de erhållna kropparna användes därefter såsom substrat vid värdering av medel för inhibering av dental plack enligt det tillvägagångssätt, som beskrives av Turesky, et al. och hänvisats till i det föregående. Efter användning kan de keramiska kropparna enkelt ompoleras så att de på nytt kan användas såsom provyta.

Vid framställning på ett vanligt sätt av det keramiska mate- rialet enligt uppfinningen är detta icke endast tätt utan även icke- -poröst, och under det att ett icke-poröst material är väsentligt lör dental användning kan en viss grad av porositet vara fördelaktig i 'kanaler i den annars icke-porösa keramiska produkten. 7804812-1 ' 6 implantatprodukter för att tillåta cirkulation av kroppsvätskor och inväxning av vävnad. Varierande grader av porositet kan åstadkommas i keramiska material enligt uppfinningen på ett sätt som är lik- artat med vad som beskrivits av Monroe, et al. i den i det föregående angivna publikationen. 'Sålunda kan organiska material, t.ex. stär- kelse, cellulosapulver, bomull eller kollagen i mängder varierande från ca 5 till 25 viktprocent blandas med den gelatinösa fällningen av hydroxylapatit. Under efterföljande sintringsprocess förbrännes det organiska materialet och ger därigenom upphov till hålrum och Alternativt kan porositet åstadkommas på mekanisk väg genom borrning eller maskinbearbetning av hål och öppningar i det icke-porösa keramiska materialet. I ' På detta sätt kan en artificiell tand sammansatt av det kera- miska materialet enligt uppfinningen göras porös på implanterings- stället, under det att den exponerade tandytan förblir icke-porös.

Implantering kan åstadkommas såsom anges av Hodosh, et al., Journal of the American Dental Association, 22, 362 (1965). Alternativt kan det keramiska materialet enligt uppfinningen kombineras med polymer- bara eller polymeriserade bindemedel, såsom beskrives i det följande, samt den erhållna kompositionen användas såsom beläggning för metall- implantat, såsom beskrives i den amerikanska patentskriften 3.609.867.

Den i det föregående beskrivna nya keramiska formen av hydro- xylapatit kan framställas genom utfällning ur vattenhaltigt medium vid ett pH-värde av l0 - 12 av hydroxylapatit med ett molförhållande kalciumzfosfor inom området 1,62 - 1,72, separation av den utfällda hydroxylapatiten från lösningen samt upphettning av hydroxylapatiten som erhållits på detta sätt till en temperatur och under en tidrymd som är tillräcklig för åstadkommande av sintring och maximal förtät- ning av hydroxylapatiten i huvudsak utan sönderdelning av denna.

Hydroxylapatit utfälles sålunda ur vattenhaltigt medium genom att kalciumjon bringas att reagera med fosfatjon vid ett pH-värde av 10 - 12. kalcium- och fosfatjoner i vattenhaltigt medium, kan användas förut- Lämpliga kalcium- eller fosfathaltiga föreningar, som ger satt att de respektive motjonerna i föreningarna lätt kan avskiljds från hydroxylapatitprodukten, icke i sig införlivas i hydroxylapatit- gittret eller på annat sätt stör utfällningen eller isoleringen av i huvudsak ren hydroxylapatit. Föreningar som tillför kalciumjon är exempelvis kalciumnitrat, kalciumhydroxid och kalciumkarbonat.

Fosfatjon kan tillföras med diammoniumvätefosfat, ammoniumfosfat och 7804812-1 7 fosforsyra. Vid förfarandet enligt uppfinningen föredrages kalcium- nitrat och diammoniumvätefosfat såsom källor för kalcium- och fosfat- jon.

Framställningen av den nya formen av hydroxylapatit genomföres lämpligen med sådant val av mängdförhållandena av reaktionskomponen- terna vid reaktionen att en fällning med ett i huvudsak molärt för- hållande mellan kalcium och fosfor i hydroxylapatiten erhålles.

Först bringas kalciumnitrat och diammoniumvätefosfat att reagera i ett molförhållande av 1,67 : 1 i vattenlösning vid ett pH av 10-- 12 till bildning av en gelatinös fällning av hydroxylapatit. Det till- vägagångssätt, som beskrives av Hayek, et al., Inorganic Syntheses, 1, 63 (1963), är tillfredsställande för detta ändamål. Den gelati- nösa suspensionen av hydroxylapatit som erhålles på detta sätt får därefter kvarstanna i kontakt med den ursprungliga lösningen under en tidrymd, som är tillräcklig för attzfinhållandet kalcium : fosfor i den suspenderade hydroxylapatiten skall uppnå ett värde av 1,62 - 1,72. Detta kan lämpligen åstadkommas antingen genom att man omrör suspensionen vid rusmtemperatur under en tidrymd av icke mindre än 24 timmar eller genom att man kokar suspensionen under en tidrymd av 10 ~ 90 minuter, eller genom kombination av kokning följt av att suspensionen får stå vid rumstemperatur. Det är lämpligt att suspen- sionen kokas under 10 minuters tid och därefter tillåtes stå vid rumstemperatur under 15 - 20 timmars tid. Hydroxylapatiten separeras därefter från lösningen på lämpligt sätt, exempelvis genom centri- fugering och vakuumfiltrering. Den gelatinösa produkt som uppsamlas på detta sätt innehåller stor mängd ockluderat vatten, av vilket en stor del kan avlägsnas genom pressning. Om så önskas kan det erhållna våta lerliknande materialet skäras eller formas till lämplig fcrm, eller alternativt gjutas i en lämplig form. Det kan observeras att normalt erhålles en krympning av ca 25 % när den våta hydroxylapa- titen torkas och en ytterligare krympning av ca 25 % under sintringen, som beskrives i det följande. Detta bör givetvis beaktas vid formning av materialet. Den våta produkten kan upphettas långsamt till sint- ringstemperaturen ca 1000 - 1050 till 1250°C varvid allt kvarvarande vatten avdrivits. Om temperaturen hålles vid 1000 - l250°C under ca 20 minuter till 3 timmars tid erhålles sintring och maximal förtätning av produkten. Vanligen är det lämpligt att tillvarata eller isolera den torkade produkten före sintringen. Den våta produkten kan sålunda torkas vid 90 - 900°C under 3 - 24 timmars tid tills vattenhalten minskats till 0 - 2 1. Det är i allmänhet lämpligt att använd: 7804812-1 8 torkningsbetingelser av 90°C till 95°C under ca 15 timmars tid eller tills vattenhalten har sänkts till ca l - 2 %. Den på detta sätt erhållna hydroxylapatiten är spröd och porös men har avsevärd ' mekanisk hållfasthet. En viss separation eller sprickbildning i det lerliknande materialet kan uppträda vid torkningen, i synnerhet om en tjock filterkaka användes. Emellertid kan stycken med så stor dimension som 100 cmz och 3 mm tjocklek utan svårighet erhållas.

Separation eller sprickbildning under torkningen kan minimeras eller förhindras genom tillsats till färskt utfälld hydroxylapatit, vanligen den färskt utfällda suspensionen av ca 0,4 - 0,6 viktprocent av ett organiskt bindemedel, exempelvis kollagen, pulverformig cellulosa eller bomull, varvid ca 0,5 % kollagen föredrages. Det organiska bindemedlet förflyktigas under den efterföljande sintringen, och de fysikaliska egenskaperna hos den keramiska produkten synes förbli i huvudsak oförändrade jämfört med egenskaperna hos den produkt som framställts i frånvaro av sådant bindemedel. Användning av väsentligt större mängder organiskt bindemedel kommer givetvis att medföra att man erhåller en porös keramiskt produkt, såsom beskrives i det före- gående. Andra konventionella organiska och oorganiska bindemedel som är gömda inom den keramiska tekniken kan även användas.

Det är vanligen lämpligt att vid detta stadium skära eller forma den torkade fällningen till i huvudsak den önskade formen hos slutprodukten, varvid man beaktar den i det föregående nämnda krynp- ningen, som uppträder vid sintring.

Makroformkropparna av fällningen bör före sintringen vara -likformiga och fria från defekter. Närvaron av sprickor eller brist- ningar kan medföra att styckena spricker under sintringsprocessen.

Produkterna sintras därefter vid 1000 - l250°C under 20 minuters tid till 3 timmar, varvid temperaturerna och tiden står i ett omvänt inbördes förhållande. Sintringen genomföres lämpligen vid 1100 - 120000 för 0,5 - l timme. De hårda, täta keramiska föremål, som framställes på detta sätt, kan poleras eller maskinbearbetas med konventionella metoder.

Vid den i det föregående angivna processen är det av kritisk betydelse att bereda hydroxylapatiten såsom en gelatinös fällning ur _en vattenlösning eftersom det endast är i detta kohesiva gelatinösa tillstånd som hydroxylapatiten kan formas och därefter torkas samt sintras så att man erhåller det keramiska materialet i makroform.

Torr partikelformig eller granulär hydroxylapatit kan icke rekonsti- tueras till detta kohesiva gelatinösa tillstånd. Om exempelvis 7804812-15 9 pulverformig hydroxylapatit suspenderas i vatten och filtreras erhålles en icke-kohesiv, partikelformig filterkaka som endast torkar och smulas sönder samt icke kan formas, gjutas eller omvandlas till makroform av det keramiska materialet. Även om pulverformig hydro- xylapatit kan sammanpressas mekaniskt till en formad kropp, exempel- vis en tablett, kommer vid sintring den erhållna produkten att bli i hög grad porös och icke spricka längs jämna plan utan endast brista i ojämna stycken. Även om bildningen av hydroxylapatit i vattenhaltigt medium är en komplicerad och ofullständigt klarlagd process är det i allmän- het antaget att kalcium- och fosfatjoner först förenas till bildning av hydroxylapatit med kalciumunderskott och med ett kalcium : fosfor- förhållande av ca l,5. I närvaron av kalciumjon undergår detta mate- rial därefter långsam omvandling till hydroxylapatit med ett kalcium : fosfor-förhållande av l,67 Išanes et al., Nature, ggg, 365 (1965) och Bett et al., J. Amer. Chem. Soc., §2, 5535 (l967i]. skall erhålla ett keramiskt innehållande i huvudsak ren hydroxyl- För att man apatit är det därför nödvändigt att vid förfarandet enligt uppfin- ningen låta den ursprungliga gelatinösa fällningen av hydroxylapatit förbli i kontakt med den ursprungliga lösningen under en tidrymd, som är tillräcklig för att låta kalcium : fosfor-förhållandet uppnå ett värde av ca 1,62 - 1,72. Avsevärd avvikelse från detta intervall Om exempelvis hydroxylapatit utfälles vid rumstemperatur och uppsamlas medför att man erhåller en mindre translucent keramisk produkt. inom en tidrymd av två timmar efter utfällningen har det visat sig att kalcium : fosfor-förhållandet hos materialet är ca 1,55 - 1,57 och att det keramiska material, som slutligen erhålles härav, är opakt och genom röntgendiffraktionsundersökning visat sig utgöras av en blandning innehållande hydroxylapatit och whitlockit. Såsom beskrives utförligare i det följande är material med ett kalcium : fosfor-förhållande av ca 1,44 - 1,60 användbara vid beredning av det Under det att förfarandet ger ett translucent keramiskt material innehållande i det föregående angivna tvåfasiska keramiska materialet. i huvudsak ren hydroxylapatit är det med hänsyn till det ofullständigt klarlagda bildningssättet för hydroxylapatit i vattenhaltigt medium eventuellt lämpligt att styra hydroxylapatitbildningen för att säkerställa att det önskade stökiometriska förhållandet av kalcium : fosfor uppnåtts och att produkten vid sintring kommer att utgöras av i huvudsak ren hydroxylapatit. Detta kan lämpligen åstadkommas gcnom att man avlägsnar en viss del av hydroxylapatitsuspensionen, separerar 7804812-1 I io produkten, torkar och sintrar på det i det föregående angivna sättet samt underkastar det på detta sätt framställda keramiska materialet elementaranalys och röntgenanalys.

Temperaturen vid och varaktigheten av sintringen är även av kritiskt betydelse vid förfarandet. gßålunda blir osintrad hydroxyl- apatit med det önskade förhållandet kalcium : fosfor av 1,62 - 1,72 omvandlad till det keramiska materialet enligt uppfinningen genom upphettning till en temperatur av minst ca l000°C. Vid l000°C kan fullständig sintring och maximal förtätning kräva 2 - 3 timmars tid, under det att vid l200°C processen kan fullbordas inom en tidrymd av 20 - 30 minuter. Det är lämpligt att genomföra sintringen vid en temperatur av ca ll00OC under ca en timmes tid. Temperaturer väsent- ligt under l000°C medför ofullständig sintring oberoende av varaktig- heten av upphettningen under det att upphettning till temperaturer över l250°C under mer än en timmes tid medför partiell sönderdelning av hydroxylapatiten till whitlockit.

Uppfinningen avser även en tandlagningskomposition innefat- tande en blandning av den keramiska hydroxylapatiten enligt uppfin- ningen och ett polymeriserbart eller polymeriserat bindemedel, som är kombinerbart med och användbart under betingelserna i munhålan.

Tandlagningskompositionen enligt uppfinningen innehåller från 10 till 90 % och företrädesvis 60 - 80 %, räknat på vikten, av finför- delad keramisk hydroxylapatit, varvid återstoden av kompositionen, från 10 till 90 viktprocent, utgöres av ett dentalt accepterbart polymeriserbart eller polymeriserat bindemedel tillsammans med kända lämpliga polymerisationskatalysatorer, exempelvis alifatiska keton- peroxider, eller bensoylperoxid, som kan användas tillsammans med reaktiva utspädningsmedel, exempelvis di-, tri- och tetraetylengly- koldimetakrylat, härdare, exempelvis N-3-oxohydrokarbon-substituerade akrylamider, såsom beskrives i den amerikanska patentskriften 3.277. 056, promotormaterial eller acceleratorer, exempelvis metallacetyl- acetonater, tertiära aminer, exempelvis N,N-bis(2-hydroxietyl)-p- toluidin, etc., eller tvärbindningsmedel (förnätningsmedel), exempel- vis zinkoxid, som ingår i en mängd varierande från 0,01 till 45 vikt- * procent av den totala kompositionen. Även om det icke är nödvändigt kan en ytaktiv komonomer eller "keying agent", exempelvis reaktions- produkten av N-fenylglycin och glycidylmetakrylat, såsom beskrives i den amerikanska patentskriften 3.200.142, metakryloxipropyltrimetoxi- silan, 3,4-epoxicyklohexyletyltrimetoxisilan, vinyltriklorosilan, tillsättes till kompositionen i mängder varierande från 0,05 till 10 7804812-1 ll viktprocent av den totala kompositionen. Bindemedlet eller "keying agent" gynnar bindning av det keramiska materialet till hartset och av tandfyllningskompositionen till den naturliga tanden. Sålunda finfördelas keramisk hydroxylapatit som framställts enligt uppfin- ningen till lämplig partikelstorlek av från 5 till 100 pm med kon- ventionella malningsmetoder samt blandas därefter med lämplig mängd av ett standardharts, som är känt inom dentallagningstekniken, exempelvis hydroxietylmetakrylat, polymetylmetakrylat, polyakrylsyra, propylenglykolfumaratftalat, omättade polyestrar, exempelvis sådana som förfäljes av Allied Chemical Co. 23 LS8275 och Pittsburgh Plate Glass, såsom Selectron 580001 , styrenmodifierade omättade poly- estrar, exempelvis Glidden Glidpol 1008 G-136 och 4CS50 , epoxi- Ci), Union Carbide ERL2774 samt bisakrylatmonomer framställd av glycidylmetakrylat och bisfenol hartser, exempelvis Ciba Araldite 6020 A, såsom visas i den amerikanska patentskriften 3.066.112. Hartset kan innefatta en enda monomer eller en blandning av tvâ eller fler sammonomerer. Tillsatsmedéí, exempelvis färgämnen, oorganiska pigment och fluorescensmedel, kan om så önskas tillsättas till den i det föregående angivna kompositionen enligt kända principer inom tekniken för dessa material. Det är lämpligt att blanda harts, keramisk hydroxylapatit och valfria beståndsdelar, exempelvis silan- bindemedel, färgämnen, oorganiska pigment eller fluorescensmedel före tillsatsen av katalysator, härdare, tvärbindningsmedel, promotorma- terial eller acceleratormaterial. Den ordningsföljd i vilken be- ståndsdelarna sammanblandas är emellertid icke av kritisk betydelse och beståndsdelarna kan blandas samtidigt. Med användning av konven- tionella metoder kan den på detta sätt framställda kompositionen användas såsom tandfyllningsmaterial, tandcement, hålbeläggning (cavity liner), "pulp capping agent" eller också kan kompositionen gjutas i lämplig form till bildning av en konstgjord tand eller ett tandgarnityr.

Det är givetvis i hög grad fördelaktigt att material som an- vändes i munhålan är kariesbeständiga. Detta åstadkommas lätt enligt uppfinningen genom tillsats av 0,01 till l % fluoridjon, exempelvis ammonium- eller stannofluorid till suspensionen av färskt utfälld hydroxylapatit. Det keramiska material som framställes genom aintring av den erhållna produkten är i hög grad beständigt mot angrepp av mjölksyra, ättíksyrn eller citronsyra, vilket är en standard-11 vitro-metod för bestämning av kariesbeständighet. Alternativt kan beständighet mot karies åstadkommas hos det färdiga keramiska nate- 7804812-1 12 rialet genom att detta utsättes för inverkan av en 0,5 - 5 %-ig vattenlösning av natriumfluorid under 12 timmar till 5 dygns tid.

Företrädesvis tillåtes den keramiska kroppen stå i ca 5 %-ig vatten- lösning av natriumfluorid under ca 4 dygns tid.

Såsom är uppenbart för fackmän på det keramiska området kan keramiska material enligt uppfinningen förutom organiska och oorga- niska bindemedel samt.f1uoridjon även innehålla små mängder av andra element vilka, även om de icke förändrar den väsentliga naturen av Det är exempelvis känt att barium och strontium kan införlivas i apatit- den keramiska produkten, förlänar denna värdefulla egenskaper. kristallgittret och att dessa element är väsentligt mer opaka för röntgenstrålar än kalcium. Tillsats av en ringa mängd barium eller strontiumjon till kalciumjonerna före reaktionen av dessa med fos- fatjon kommer sålunda slutligen att ge ett med barium eller stronlium dopat hydroxylapatitkeramiskt material, som kan användas i en tand- lagningskomposition såsom beskrivits i det föregående och härvid ger tillräcklig röntgenabsorption för att möjliggöra iakttagande i den fyllda tanden. gittret, är emellertid känt för att kunna fördröja kristallisationen Magnesium, som.även kan införlivas i apatitkristall- av hydroxylapatit och gynnar kristallisationen av whitlockit Išanes et ai., calc. triss. Res., g, 32 (lsssfl.

De keramiska material, som erhålles på det i det föregående beskrivna sättet, karakteriserades på basis av en eller fler av följande egenskaper: elementaranalys, täthet, röntgendiffraktion, transmissionselektronmikroskopi, polariserat ljus-mikroskopi och mekaniska egenskaper.

Uppfinningen åskådliggöres närmare medelst följande utförings- exempel. _ Exempel l. 7 _ Till en omrörd blandning innehållande l30 ml l,63N kalcium- nitrat (0,2l2 mol) och 125 ml koncentrerad ammoniak sattes droppvis under en tidrymd av ca 20 minuter en blandning innehållande 16,75 g (O,l27 mol) ml koncentrerad ammoniak. diammoniumvätefosfat, 400 ml destillerat vatten och 150 Den erhållna suspensionen kokades under 10 minuters tid, kyldes i ett isbad och filtrerades. Filterkakan _pressades med ett pressorgan av gummi (rubber dam) samt torkades därefter under en natt vid 95°C. Ett prov av den erhållna, hårda, porösa, spröda kakan upphettades i en elektrisk ugn under en tid- rymd av 115 minuter upp till en slutlig temperatur av l230°C samt kyldes därefter till rumstemperatur varvid man erhöll en stark, hård, 7804812-1 13 vit translucent keramisk produkt.

Standardelementaranalys av det slutliga keramiska materialet samt även av den torkade hydroxylapatiten före sintringen gav följande resultat baserat på CalO(PO4)6(OH)2: Torkad, osintrad ' Keramisk Analys Beräknat, % hydroxylagatit, % Qrodukt, % Ca 39,89 37,4 39,6 P 18,5 17,5 18,9 H20 0 l - Ca/P 1,667 - 1,65 1,62 Undersökning av en tunn sektion av det keramiska materialet med mikroskop och polariserat ljus vid förstoringsgraden l30X och 352X visade att materialet var i huvudsak fritt från whitlockit.

Frånvaron av dubbelbrytning och iakttagbara strukturegenskaper, såsom kristallitform, orientering, gränser, etc., indikerade en mikrokristallin struktur. En jämförelse med optiska mikrofotografier av en tunn sektion av den sintrade, sammanpressade tablett, som rapporteras av Monroe et al. (i tidigare angivna publikation), visade att de båda materialen hade olika struktur.

Röntgendiffraktionsmätningar genomfördes på konventionellt sätt. Avstånden mellan planen beräknades och visade sig vara syn~ barligen identiska med de värden, som anges för hydroxylapatit av Donnay et al., Crystal Data, ACA Monogram nr 5, 668 (1963). Röntgen- värdena visade vidare frånvaro av whitlockit i mängder överstigande ca 2 ~ 3 %, vilket utgör minikoncentrationskänsligheten för diffrak- tometern.

Exemgel 2.

En lösning innehållande 79,2 g (0,60 mol) diammoniumväte- fosfat i 1500 ml destillerat vatten justerades till pH-värdet ll - l2 med ca 750 ml koncentrerad ammoniak. Ytterligare mängd destil- lerat vatten tillsattes för upplösning av utfällt ammoniumfosfat till en total volym av 3200 ml. Om så erfordrades justerades pH- värdet på nytt till ll - 12. Denna lösning tillsattes droppvis under en tidrymd av 30 - 40 minuter till en kraftigt omrörd lösning innehållande 1 mol kalciumnitrat i 900 ml destillerat vatten, som i förväg justeratstill pH = 12 med ca 30 ml koncentrerad vatten- lösning av ammoniak och därefter utspätts till en volym av 1800 ml med destillerat vatten. Sedan tillsatsen avslutats omrördes den erhållna gelatinösa suspensionen under ytterligare lO minuters tid 7804312-1 I 14 samt kokades därefter under 10 minuters tid, avlägsnades från värmen, täcktes, och tilläts stå under 15 - 20 timmars tid vid rumstemperatur.

Den mättade lösningen dekanterades och den kvarvarande suspensionen centrifugerades med 2000 varv/minut under 10 minuters tid. Det er- hållna slammet âtersuspenderades i 800 ml destillerat vatten och centrifugerades på nytt med 2000 varv/minut under 10 minuters tid.

Tillräcklig mängd destillerat vatten tillsattes till kvarvarande fast material för att ge en total volym av 900 ml. Kraftig skakning gav en homogen suspension, som var i huvudsak fri från stora fragment eller aggregat. Hela suspensionen hälldes i en Buechner-tratt på en gång och filtrerades med användning av ett svagt vakuum.' När filter- kakan började spricka anbringades en gummiduk (rubber dam) och vakuumet ökades. Efter en timmes tid avlägsnades gummiduken och den sprickfria, intakta filterkakan överfördes till en flat yta samt torkades under 15 timmars tid vid 90 - 95OC så att man erhöll 90 - 100 g av vita, porösa, spröda stycken av hydroxylapatit. Stycken med en storlek av från l till 4 cm2, som var fria från sprickor, infördes i en elektrisk ugn och temperaturen höjdes till l200°C under en tid- rymd av 100 minuter varefter ugnen och innehållet tilläts svalna till rumstemperatur. Man erhöll stycken av ett hårt, tätt, icke-poröst, vitt translucent keramiskt material.

Torkad, osintrad Keramiskt Analys Beräknat, % hydroxylapatit, % material, % Ca 39,89 7 36,5, 36,8 31,7, 38,0 1= 18,5 Ü 21,7 22,8, 19,0, 18,8 1,08, 'l,55, 1,56 Ca/P 1,667 1,30, 1,31 Efter genomförandet av denna analys upptäcktes att den använda analysmetoden icke tillät fullständig upplösning av proverna och resultaten är därför inexakta och starkt variabla. Icke desto mindre visade det sig trots de i det föregående angivna analysvärdena att provets goda homogenitet kunde bekräftas med följande elektron- mikroskopdata. Vidare visade det sig att produkten enligt exempel 3, som bereddes med en metod, som var i huvudsak identisk med metoden vid försöket enligt exempel 2, hade de förväntade analysvärdena och dessutom karakteriserades såsom homogen hydroxylapatit genom röntgen- diffraktionsundersökning och elektronmikroskopi.

Tvâstegs replikaprover framställdes genom skuggning av en kollodiumavqjutning av provytan med krom samt belades därefter med 7804812-1 15 kol.' Transmissionselektronmikroskopisk undersökning av provavgjut- ningarna visade en i huvudsak likformig kornstdrlek utan tecken till porer eller utskiljning av någon andra fas varken i korngränserna eller i själva kornen i någon mängd överstigande ca 0,5 % vilket är minimikoncentrationskänsligheten för elektronmikroskopundersökningen.

Ett prov av det keramiska materialet polerades därefter på SiC-papper till 600 grit, polerades därefter till 3 pm diamantpasta på en metal- lografprovberedningsskiva täckt med fin nylonduk. Provet etsades därefter med 4 % fluorvätesyra under 30 skunders tid. Avgjutningar gjordes därefter av den polerade och etsade ytan samt undersöktes därefter med elektronmikroskopi. Icke heller i detta fall kunde nâgra andra faser iakttas i korngränserna, men man iakttog vissa tecken på små partiklar av en andra fas i kornens huvuddel.

Tryckhållfastheten och elasticitetsmodulen bestämdes med kon- ventionella metoder och visade sig vara 3962 É l2l3 kp/cmz resp. 4,4 x 104 kp/cmz.

Draghållfastheten bestämdes med standard-trepunktböjnings- provning och visade sig vara 680 É 233 kp/cmz.

Värmeutvidgningskoefficienten visade sig vara linjär mellan zs°c och 225°c med ett värde av 11 x 1o'6/°c “ï 10 %.

Ett hårdhetsvärde av 480 erhölls med användning av standard- -Knoop-metoden. Samma värde erhölls oberoende av riktningen av den anbringade kraften, vilket indikerar att materialet var isotropt.

Porositeten bestämdes kvalitativt genom neddoppning av prov- materialet i fuchsinfärg under 15 minuters tid, tvättning med vatten, torkning och därefter undersökning av provmaterialet beträffande spår av kvarvarande färg. Denna provning genomfördes samtidigt på den icke-porösa formen av det keramiska material, som erhålles enligt uppfinningen, på en sintrad pressad tablett av hydroxylapatit samt på en naturlig tand. Den sintrade sammanpressade tabletten uppvisade avsevärd kvarhållning av färg under det att det nya keramiska mate- rialet enligt uppfinningen samt den naturliga tanden icke uppvisade någon synlig kvarhållning av färg. Vid en annan metod neddoppades provmaterialet i 6N vattenlösning av ammoniak under l5 minuters tid, tvättades därefter med vatten, torkades odiinlindades i ett fuktigt lackmuspapper. Eventuell ammoniak som kvarstannar innesluten i yt- porer medför att omgivande lackmuspapper blåfärgas. Vid användning av denna provning samtidigt på det keramiska materialet enligt upp- finningen, en sintrad pressad tablett av hydroxylapatit samt en naturlig tand blev lackmuspapperet i kontakt med den sintrade pres- 7804812-1 16 sade tabletten blå vilket indikerar närvaron av innesluten ammoniak i tabletten. Någon färgförändring iakttogs icke hos lackmuspapperet som stod i kontakt med det nya keramiska materialet enligt uppfin- ningen resp. med den naturliga tanden. ' Exempel 3.

A. ' Med en metod likartad med den i exempel 2 beskrivna men med en sjättedel av de i exempel 2 angivna mängderna utfälldes ca 50 g hydroxylapatit ur vattenlösning. Efter centrifugering och dekantering âteruppslammades det kvarvarande mineralslammet i tillräcklig mängd vatten för att ge en total volym av l liter och homogeniserades i en Waring-blandare under 2 minuters tid.

B.f En blandning innehållande 0,5 g pulverformig cellulosa (¿0,5 um) i 200 ml vatten blandades i en Waring-blandare under 3 minuters tid. En kvantitet av 100 ml av den homogena vattensuspensionen av hydroxylapatit tillsattes därefter och den erhållna blandningen om- blandades under ytterligare 5 minuters tid. Suspensionen filtrerades därefter och filterkakan torkades samt sintrades på det i exempel 2 angivna sättet. Efter torkning uppvisade filterkakan mycket ringa sprickbildning och den vid sintring erhållna keramiska produkten var obetydligt porös vilket påvisades med den i det föregående beskrivna fuchsinfärgprovningen.

C. En blandning innehållande 0,5 g riven kirurgbomull i 2C0 ml vatten blandades i en Waring-blandare under 45 minuters tid eller tills en i det närmaste homogen suspension erhölls. En kvantitet av 100 ml av den homogena vattensuspensionen av hydroxylapatit, som beskrives i exempel 3A, tillsattes därefter och omblandningen fort- sattes under ytterligare 15 minuters tid. Den erhållna suspensionen filtrerades och filterkakan torkades samt sintrades på det i exempel 2 angivna sättet. Den keramiska produkten förblev intakt och var synligt porös.

Exempel 4.

A. V En blandning innehållande 5 g kollagen (akillessena av oxe) i 300 ml vatten blandades i en Waring-blandare under 5 minuters tid.

Kollagenet sög åt sig stora mängder vatten och bildade en tjock gela- tinös massa. En ringa mängd finfördelad kollagen (20 - 30 mg) kvar- stannade i suspension.

B." Suspensionen av det finfördelade kollagenet (250 ml) dckante- rades och blandades i en Waring-blandare under 5 minuterstid i en 100 ml kvantitet av den homogena vattensuspensionen av hydroxylapatit, som beskrives i exempel 3A. Den erhållna blandningen filtreraoes 7804812-1 17 och filterkakan torkades samt sintrades på det i exempel 2 angivna sättet. Den keramiska produkten förblev intakt och var i huvudsak icke-porös.

C. Ca 20 % av det tjocka gelatinösa kollagenet blandades i en waring-blandare under 6 minuters tid med 150 ml av den homogena vat- tensuspensionen av hydroxylapatit, som beskrives i exempel 3A. Den erhållna blandningen filtrerades och filterkakan torkades samt sint- rades på det i exempel 2 angivna sättet. Före sintringen förblev den torkade kakan intakt och hade avsevärd mekanisk hållfasthet. Dét keramiska material, som framställdes genom sintringen, var hårt, starkt och synligt poröst.

Exempel 5.

Prover av den keramiska produkt, som framställts enligt exem- pel 2, tilläts stâ i en l %-ig vattenlösning av natriumfluorid under 12 timmars tid. Dessa material och prover av obehandlat keramiskt material samt naturlig tand utsattes därefter för inverkan av 10 %-ig mjölksyra. Efter 3 dygns tid uppvisade det fluoridbehandlade kera- miska materialet väsentligt mindre angrepp av mjölksyra än både det obehandlade keramiska materialet och den naturliga tandemaljen. När materialet tilläts stå i 1 %-ig vattenlösning av natriumfluorid under 3 dygns tid blev det keramiska materialet icke synligt angripet av mjölksyra efter 3 dygns tid, och efter l månads tid hade materialet undergått endast ringa sönderdelning under det att de obehandlnde proverna var kraftigt sönderdelade.

Exempel 6.

Med användning av ett tillvägagångssätt, som var likartat med det som beskrivits i exempel 2 men med en sjättedel av mängderna av de i exempel 2 angivna materialen utfälldes uppskattningsvis 50 g hydroxylapatit ur vattenlösning. Efter centrifugering suspenderades mineralslammet i tillräcklig mängd vatten för att ge en total volym av 500 ml. Suspensionen uppdelades i tio lika stora portioner, av vilka var och en utspäddes med 50 ml vatten och behandlades med anmo- niumfluorid på följande sätt: Till proverna l, 2, 3, 4 och 5 sattes 0, 0,1, 0,5, l,0 resp. 2,0 ml vattenlösning av ammoniumfluorid inne- hållande 0,00085 g Fe/ml. Proverna 6, 7 och 8 behandlades med 0,5, 1,0 resp. 10,0 ml vattenlösning av ammoniumfluorid innehållande 0,0085 g Fe/ml. Til] proverna 9 och 10 sattes 2,0 resp. 4,0 m' vaf- tenlösning av ammoniumfluorid innehållande 0,045 g Fe/ml. Suspensio- nerna skakades därefter på en roterande skakningsanordning undvr 1,5 timmars tid och filtrerades. Filterkakorna pressades under 15 minu- 7804812-1 18 ters tid med en gummiduk, torkades under 2 dygns tid vid 95°C samt upphettades i en elektrisk ugn till en temperatur av l200°C., De erhållna keramiska materialen maldes till fina pulver och siktades genom en sikt med maskvidden 325 mesh (U.S. ASTM Standard). 80 mg av varje pulverformigt prov blandades med 80 ml natriumlaktatbuffert- lösning med pH-värdet 4,1 (0,4M) vid 23°C och skakades på en skak- ningsanordning av typen "Burrel wrist-action". Vid tidpunkter 2, 9, 25 och 40 minuter efter sammanblandningen uttogs kvantiteter med volymen 3 ml från varje provlandning, filtrerades omedelbart för av- lägsnande av oupplöst prov och underkastades bestämning av mängden upplöst keramiskt material genom en kólorimetrisk mätmetod. Resul- taten anges i tabell A. För jämförelse tilläts en sintrad del av prov l att stå under 4 dygns tid i 1*ml 5 %-ig natriumfluorid. Det fasta materialet separerades, tvättades omsorgsfullt med vatten, torkades-och underkastades därefter den i det föregående beskrivna upplösningsbehandlingen med provtagning såsom prov lA. Resultaten anges i tabell A. Det är givet att de i det föregående angivna för- söksbetingelserna icke efterliknar in vivo-betingelser utan har valts för att tillåta tillräcklig upplösning av provet inom acceptabel tid- rymd för att möjliggöra en noggrann värdering av de relativa effek- terna av fluoridjonhalten. Upplösningshastigheterna in vivo för keramiska hydroxylapatitmaterial antages sålunda vara väsentligt lägre än de i det föregående angivna hastigheterna i den starka laktatbufferten. I Tabell A; Relativ upplösningshastighet för fluorid- behandlade keramiska hydroxylapatitmaterial.

Prov Fluoridhalt (PPm) % uoplöst nr Tillsatt Funnet 2 min.' 9 min. 25 min. 40 min¿ 11 o - 9,2 18,5 i ' 32,0 39,7 2 17 19a 9,2 18,8 29,3 39,0 3 85 190 8,9 17,6 - 30,0 38,3 4 170 , 190 10,3 18,3 30,5 37,5 5 340 216 9,9 18,1 29,7 35,2 6 850 226 8,8 17,1 27,7 33,0 7 1.700 470 7,9 18,1 25,7 29,8 8 17.000 1.460 6,7 12,1 19,7 23,3 9 18.000 1.700 6,3 11,5 19,7 23,3 10 f36.000 2.307 5,9 11,3 17,6 21,0 1A - - 3,7 7,1 -13,7 18,7 ra. Uppcnbart felaktigt mätvärde.

Exempel 7.

Stora stycken av torkad filterkaka med en tjocklek av ca 3 - 78048124 19 4 mm bereddes på det i exempel 2 angivna sättet med ett förhållande Ca/P = 1,64 - 1,66 samt ritsades och bröts till rektangulära plattor med en längd av ca 14 - 15 mm och en bredd av ca 7 - 8 mm samt med ett litet hål borrat genom ena änden. 1000 sådana plattor sintrades därefter enligt exempel 2 samt polerades till högglans med användning av ädelstenspoleringsmetoder av standardtyp. De erhållna keramiska kropparna med en täthet av 3,12 - 3,14 g/cm3 erhölls i form av rektan- gulära plattor med en längd av ca 10 - ll mm och en bredd av 4 - 5 mm samt en tjocklek av 2 - 3 mm med ett hål vid ena änden genom v;lket ett trådstycke fästes. Plattorna, som härigenom kunde nedhängus till önskat djup i ett provrör, användes såsom provyta vid värdering av medel för inhibering av dental plack, såsom beskrivits i det före- gående.

De enligt exemplen l, 2, 4B och 5 - 7 framställda keramiska produkterna i makroform är starka, hårda, täta, vita, translucenta keramiska kroppar innehållande i huvudsak ren, isotropisk polykris- tallin hydroxylapatit, som är fri från porer och har en tryckhdll- fasthet i huvudsak inom området 3950 - 8800 kp/cmz, en brottgräns i huvudsak inom området 210 - 2100 kp/cmz, en linjär värmeutvidgnings- koefficient av ca 10 - 12 ppm per OC, en Knoop-hårdhet av ca 470 - 4 kp/cmz, samt kännetecknas 500 och en elasticitetsmodul av ca 4,2 x l0 av klyvning längs jämna krökta plan och av frånvaron av dubbelbrytning under inverkan av polariserat ljus.

De keramiska produkter i makroform, som framställdes vid för- söken enligt exempel 3 och 4, innehåller trots att de består av samma material som framställdes enligt exempel l, 2, 4B och 5 - 7 hålrum eller porer av varierande antal och storlek. Det är uppenbart att införandet av porer i dessa föremål medför en förändring av de fysi- kaliska egenskaperna, exempelvis en minskning av tryckhållfastheten, brottgränsen, elasticiteten och hårdheten.

Exempel 8. I En komposition, som var lämpad såsom dentalcement och Land- fyllningsmedel, framställdes på följande sätt: A. Till en lösning innehållande 20 mg av kondensationsprodukten av N-fenylglycin och glycidylmetakrylat (såsom beskrives i den ameri- kanska patentskriften 3.200.142 och i denna betecknas NPG-GMA) i 7 ml etanol sattes 2,0 g pulverformiq keramisk hydroxylapatit. Efter om- rörning under 5 minuters tid (swirling) förångades etanolen under vakuum vid rumstemperatur och den fasta återstoden torkades under 2 timmars tid i l mm Hg. 7804812-1 20 B. Z Ett prov med vikten 80 mg av det ovan angivna materialet blandades med 0,4 mg bensylperoxid och 30 mg av en blandning i mängd- förhållandet l:2 av hydroxietylmetakrylat och reaktionsprodukten av bisfenol A och glycidylmetakrylat, såsom beskrives i den amerikanska patentskriften 3.066.112 och i denna benämnes "Bis-GMA". Den erhållna blandningen infördes i en cylindrisk stålform i vilken blandningen härdades inom en tidrymd av 3 - 5 minuter. Tryckhållfastheten be- stämdes på fyra cylindriska pluggar framställda på detta sätt. Medel- värdet uppgick till 1600 kp/cmz.

Exempel 9. _ En blandning innehållande 60 delar pulverformig keramisk hyd- roxylapatit, 13 delar hydroxietylmetakrylat, 27 delar av kondensa- tionsprodukten av bisfenol A och glycidylmetakrylat, 0,3 delar N,N- bis(2-hydroxietyl)-p-toluidin och 0,8 delar bensoylperoxid blandades omsorgsfullt till en tunn, friflytande komposition som var användbar såsom fyllmedel för gropar och sprickor i tänder. Blandningen göts i en cylindrisk stâlform i vilken den härdades under ca 3 minuters tid. ställda på detta sätt.

Exempel 10.

I följande exempel anges en komposition, som är lämplig såsom Tryckhållfastheten bestämdes på sju cylindriska pluggar fram- Medelvärdet uppgick till 1430 kp/cmz. tandfyllningsmedel.

Till 5 ml 2-propanol sattes 0,5 g pulverformig keramisk hyd- roxylapatit. 2-propanolen förångades därefter under vakuum vid rums- temperatur för avlägsnande av eventuellt hydratvatten från ytan av Till 120 mg av den på detta sätt behand- lade pulverformiga hydroxylapatiten sattes 0,3 mg bensoylperoxld och det keramiska materialet, därefter 40 mg av en blandning bestående av kondensationsprodukten av bisfenol A och glycidylmetakrylat, trietylenglykoldimetakrylat och »LN-bis (z-hydroxietfi/l) -p-tcëliain . under varumärket Epoxylite Denna blandning föres i handeln B;and- ningen bearbetades med spatel till en jämn pasta och infördes i HL-72 av Lee Pharmaceuticals. cylinariska ståifarmar man tilläts stå under 4 timmars tia. De cylindriska pluggarna avlägsnades från formarna och 3 provstycken provades samt visade sig ha en medelkompressionshållfasthet av 1535 kp/cmz. åšçmpel ll.

Till en lösning innehållande 30 mg av kondensationsprodukten av N-fenylglycin och glycidylmetakrylat i 7 ml etanol sattes under roterande omrörning (swirling) l g pulverformig keramisk hydroxyl- 7804812-1 21 apatit. Etanolen förångades under vakuum vid rumstemperatur. Till en blandning innehållande 180 mg pulverformig keramisk hydroxylapa- tit, som behandlats på detta sätt, och 3,0 mg bensoylperoxid sattes 74 mg av en blandning innehållande 60 delar av kondensationsprodukten av bisfenol A och glycidylmetakrylat samt 40 delar trietylenglykoldi- metakrylat, och den erhållna blandningen bearbetades med spatel till en jämn pasta, som infördes i cylindriska stålformar och tilläts stå under 3 timmars tid. De cylindriska pluggarna avlägsnades från for- marna och 4 provstycken provades samt visade sig ha en medeltryck- håilfasthet av 1535 kp/cmz.

Exempel 12.

En komposition som är lämpad såsom dentalt och ortodontitiskt cement eller såsom temporärt tandfyllningsmedel bereddes genom sam- manblandning av 100 mg pulverformig keramisk hydroxylapatit, 300 mg zinkoxid och 300 mg 40 %-ig vattenlösning av polyakrylsyra. Den er- hållna blandningen infördes i cylindriska stâlformar i vilka bland- ningen hårdnade inom en tidrymd av ca 3 - 5 minuter. De cylindriska pluggarna avlägsnades från formarna och 4 provstycken provades samt visade sig ha en genomsnittlig tryckhållfasthet av 870 kp/cmz.

Ytterligare 5 provstycken visade sig ha en genomsnittlig diametral draghållfasthet av ll5 kp/cmz. Den 40 %-iga vattenlösningen av poly- akrylsyra resp. zinkoxiden erhölls såsom vätskeformiga resp. fasta komponenter i ett kommersiellt tillgängligt polykarboxylatcement, som föres i handeln av ESPE G.m.b.H., Förbundsrepubliken Tyskland, under varumärket Durelon . I Exempel l3.

En komposition, som var lämplig såsom tandcement och tand- fyllningsmedel, bereddes genom sammanblandning av 6 viktdelar 40 %-ig vattenlösning av polyakrylsyra med en blandning innehållande 6 vikt- delar pulverformig keramisk hydroxylapatit och 4 viktdelar zinkoxid.

Den erhållna kompositionen hade en härdningstid av ca 5 - 10 minuter.

Materialet innehållande 40 % vattenlösning av polyakrylsyra och zink- oxid erhölls i form av de vätskeformiga resp. fasta komponenterna av ett kommersiellt tillgängligt polykarboxylatcement, som föres i handeln av ESPE G.m.b.H., Förbundsrepubliken Tyskland, under varu- märket Durelon . 'fš>-¥:3_!!?Bs“_1.v__,l__fl_-_ I det följande anges ett exempel på en tandfyllningskompo- sition= 7804812-1 22 Beståndsdel 6 Viktprocent Styrenmodifierat polyesterharts 29,2 (Glidden Glidpol G-l36) Bensoylperoxid _' 0,7 Styren ' 0,6 Metakryloxipropyltrimetoxisilan _ 1,5 Keramisk hydroxylapatit 68,0 Exempel l5.

I det följande anges ett exempel på en komposition, son är lämplig såsom dentalcement, beklädnadsmaterial för håligheter och “pulp capping agent": Beståndsdel 1 Viktorocent Epoxiharts (Union Carbide ERL2774) 67 N43-oxo~l,l -dimetylbutylakrylamid 23 Keramisk hydroxylapatit . 10 Exempel 16.

I det följande anges ett exempel på en komposition, son är lämpad för framställning av konstgjorda tänder eller tandgarnityr.

En blandning innehållande 60 viktdelar keramisk hydroxylapatit med en pereikeieeerlek ev ungefär iso - zoo meen uns.) och 40 vik-e- delar pulverformigt polymetylmetakrylat blandades med ca 15 viktdelar flytande mctylmetakrylatpolymer och den erhållna blandningen t lläts stå i ett slutet kärl vid rumstemperatur tills materialet icke längre vidhäftade till kärlets väggar samt hade en icke-klibbande plastisk konsistens. Materialet packades därefter i en lämplig form och formen med innehåll nedfördes i vatten, som upphettades till kokpunkten under en tidrymd av ca en timme och hölls vid denna temperatur under 30 minuters tid. Formen tilläts därefter svalna i luft under ca 15 minuters tid och kyldes slutligen i kallt ledningsvatten.

Den biologiska kombinerbarheten hos den nya keramiska jormen av hydroxylapatit enligt uppfinningen bekräftades genom implantations- undersökningar varvid det visade sig att inget inflammatoriskt gensvar erhölls när spån av det keramiska materialet framställt enligt exem- pe] 1 implanterades intraperitonealt i råttor eller vid införande subkutanealt på ryggen av kaniner, och någon rcsorption av det kula- - miska materialet kunde icke iakttagas efter 28 dygns tid.

Pellets av keramisk hydroxylapatit framställda med ett för- farande likartat med det som beskrivits i samband med exempel J implanterades kirurgiskt i femur hos hundar. Implantaten unde^söktes

Claims (3)

7804812-1 23 in vivo med periodisk röntgenundersökning. Efter en tidrymd av 1 månad resp. 6 månader offrades djuren och femur innehållande implan- taten avlägsnades. Femur sektionerades vid implantatstället och undersöktes både optiskt och med elektronmikroskopskanning. Både efter 1 månads tid och 6 månaders tid kännetecknades implantaten av normal läkning, stark bindning av nytt ben till implantatytan utan någon mellanliggande fibrös vävnad, inga tecken på inflammation eller främmande-kropp-gensvar och ingen resorption av implantatmaterialet. PATENTKRAV

1. Genomskinlig, isotropisk, polykristallin, sintrad keramisk produkt, k ä n n e t e c k n a d därav, att den utgöres av i huvudsak ren hydroxylapatit med en medelkristallitstorlek av 0,2-3;¿m, en densitet inom området 3,10-3,14 g/cm3 och är i huvudsak fri från porer samt uppvisar klyvning längs jämnt krökta ytor.

2. Keramisk produkt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att produkten innehåller införlivad en mängd fluoridjon, som är tillräcklig för att väsentligen minska hastigheten för sönderdelning av den keramiska produkten genom inverkan av mjölksyra.

3. Användning av den genomskinliga, isotropiska, polykristallina, sintrade keramiska produkten enligt patentkravet l eller 2, som ut- göres av i huvudsak ren hydroxylapatit med en medelkristallitstorlek av 0,2-3;¿m, en densitet inom omrâdet 3,10-3,14 g/cm3 och är i huvud- sak fri från porer samt uppvisar klyvning längs jämnt krökta ytor, i en tandlagningskomposition, vilken innehåller 10-90 viktprocent av den finfördelade keramiska produkten samt ett dentalt acceptabelt polymerisurbart ulier polymeriserat bindemndel, företrädesvis bnnurat på polyakrylsyra eller kondensationsprodukten av bisfenol A och glycidylmetakrylat. ANFÖRDÅ PUBLIKATIONER: