WO1996014886A1 - Verfahren zur herstellung von calciumoxidarmer spongiosa-knochenkeramik - Google Patents

Verfahren zur herstellung von calciumoxidarmer spongiosa-knochenkeramik Download PDF

Info

Publication number
WO1996014886A1
WO1996014886A1 PCT/EP1995/004285 EP9504285W WO9614886A1 WO 1996014886 A1 WO1996014886 A1 WO 1996014886A1 EP 9504285 W EP9504285 W EP 9504285W WO 9614886 A1 WO9614886 A1 WO 9614886A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bone
calcium oxide
ceramics
producing
mineralized
Prior art date
Application number
PCT/EP1995/004285
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Zorn
Frank Weber
Antonio Almeida
Ilona Taubert
Rolf Wagenknecht
Wilhelm Eberle
Original Assignee
Merck Patent Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent Gmbh filed Critical Merck Patent Gmbh
Priority to JP8515682A priority Critical patent/JPH10508572A/ja
Priority to AU38460/95A priority patent/AU696250B2/en
Priority to US08/836,381 priority patent/US5776843A/en
Priority to CZ971429A priority patent/CZ142997A3/cs
Priority to SK586-97A priority patent/SK58697A3/sk
Priority to CA 2204864 priority patent/CA2204864A1/en
Priority to EP95936579A priority patent/EP0790840A1/de
Priority to PL95320083A priority patent/PL320083A1/xx
Publication of WO1996014886A1 publication Critical patent/WO1996014886A1/de
Priority to MXPA/A/1997/003291A priority patent/MXPA97003291A/xx

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3683—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12—Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K35/32—Bones; Osteocytes; Osteoblasts; Tendons; Tenocytes; Teeth; Odontoblasts; Cartilage; Chondrocytes; Synovial membrane
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/02—Inorganic materials
    • A61L27/12—Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3604—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
    • A61L27/3608—Bone, e.g. demineralised bone matrix [DBM], bone powder
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3641—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the site of application in the body
    • A61L27/3645—Connective tissue
    • A61L27/365—Bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/447—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on phosphates, e.g. hydroxyapatite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/08—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00179—Ceramics or ceramic-like structures
    • A61F2310/00293—Ceramics or ceramic-like structures containing a phosphorus-containing compound, e.g. apatite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00836—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for medical or dental applications

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of spongiosa bone ceramic low in calcium oxide.
  • the production of bone ceramics from animal bones usually takes place in such a way that selected bones or pieces of bone are first mechanically freed of all adhering soft tissues, then roughly trimmed by sawing into pieces of suitable shape and size, and then removing all others mineralized organic components.
  • the mineralization process begins with boiling several times in water.
  • the further treatment can take place, for example, with solvents which dissolve fat or protein and / or with the aid of hydrogen peroxide, as described, for example, in EP 0 141 004.
  • Pyrolytic mineralization processes have proven to be particularly simple and effective.
  • the organic portion of the bone is decomposed by the action of heat and the resulting carbon is then burned out in an excess of oxygen. Temperatures between 500 and 1000 ° C are common for bone pyrolysis.
  • cancellous bone material After mineralization The bone is sintered into ceramics, whereby temperatures between 800 and 1400 ° C are common. Sintering gives the material the desired final strength. In the processes mentioned, special care must be taken to ensure that the porous structure of the original bone is preserved as far as possible.
  • the conversion of cancellous bone material to cancellous bone ceramic can preferably be carried out by a method according to DE 3727606, in which special control of the temperature and the reductive or oxidative character of the atmosphere enables particularly gentle pyrolysis.
  • Ceramics come.
  • the proportion of calcium oxide in the bone ceramic is natural and can vary depending on the animal breed and individual husbandry.
  • the calcium oxide arises from the fact that during pyrolysis and sintering the calcium carbonate naturally present in the bone is converted into calcium oxide.
  • the mineralized bone material be subjected to treatment with an aqueous solution of an organic acid, in particular citric acid, before sintering.
  • This step enables calcium oxide to be extracted from the material, so that after sintering, a bone ceramic is obtained which consists of more than 99% X-ray hydroxyapatite by X-ray analysis.
  • this procedure is very effective and leads to a usable stable bone ceramic, there are disadvantages associated with it.
  • the material must first be cooled back to room temperature in order to achieve the
  • the process point has not yet sufficiently solidified and is therefore very sensitive.
  • the present invention was therefore based on the object of alleviating the disadvantages of the previous procedure.
  • the invention thus relates to a process for the production of spongiosa bone ceramics low in calcium oxide, in which cancellous bones prepared in pieces are removed by removing all organic
  • Demineralized water is known as such and is readily available. It can be produced in any amount from natural water by generally known methods, for example by single or multiple distillation and / or removal of the dissolved mineral salts by means of ion exchangers. Demineralized water usually shows a slightly acidic pH, which is around 6.0. It is believed that this slightly acidic nature of the demineralized water favors the leaching of calcium oxide from the mineralized bone matrix.
  • the natural proportion of calcium oxide in the bone is between 5 and 10%.
  • X-ray examination of the ceramic obtained at the end shows that the material consists of more than 95% and generally 97-99% of hydroxyapatite. Calcium oxide can only be detected in traces, if at all.
  • the method according to the invention makes it possible to save not inconsiderable amounts of the acid previously required for a comparable result.
  • rinsing operations to wash the material neutrally are eliminated, so that this can also save costs and time.
  • the method according to the invention is considerably gentler since the hydroxylapatite matrix is not attacked by the treatment with demineralized water.
  • the pieces are dried and then sintered to form the ceramic in the usual way.
  • Raw rod ends of freshly slaughtered cattle, which have been freed from soft tissue, are cut into rectangular pieces measuring roughly 30 x 30 x 100 mm using a saw and boiled with water three times for about 1 hour.
  • the bone pieces are then dried at 110 ° C for 6 hours. Then they are opened under a nitrogen atmosphere within 9 hours
  • the atmosphere is switched linearly to atmospheric oxygen and then heated to 900 ° C within 5 hours.
  • the pieces are placed in a bath of demineralized water (10 1 per 1 kg of bone material) and treated in the moving bath at a temperature of 20 ° C for a period of 48 hours. After this treatment, the pieces are washed 3 times with demineralized water.
  • the pieces are heated to 1250 ° C. within 21 hours, kept at this temperature for 3 hours and then cooled freely.
  • the bone ceramic pieces obtained show the unchanged porous structure of the original cancellous bone.
  • the ceramic consists of about 99% of hydroxyapatite by X-ray.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von calciumoxidarmer Spongiosa-Knochenkeramik. Zwischen der Mineralisierung des Knochenmaterials und der Sinterung zur Keramik erfolgt ein Auswaschungsvorgang mit demineralisiertem Wasser, durch den Calciumoxidanteile aus der mineralisierten Knochenmatrix entfernt werden.

Description

Verfahren zur Herstellung von calciumoxidarmer Spongiosa-Knochenkeramik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von calciumoxidarmer Spongiosa-Knochenkeramik-
Es ist seit längerem bekannt, daß sich mineralisierter und zur Keramik gesinterter Knochen vorzüglich als Knochenersatzwerkstoff eignet. Bei Knochenkeramik liegt naturgemäß größte Übereinstimmung von chemi- scher Zusammensetzung, strukturellem Aufbau und mechanischer Festig¬ keit mit dem natürlichen Knochen vor. Spongiosa-Knochenkeramik erweist sich darüber hinaus als in besonderem Maße osteokonduktiv. Die offene, interkonnektierende, trabekuläre Struktur von spongiöser Knochenkeramik fördert das Auf- und Einwachsen neuer Knochenmatrix, so daß sich im Verlaufe der Einheilung eine intensive Durchbauung und damit Integration des Keramikimplantates ergibt. Knochenkeramiken hergestellt aus Knochen tierischer Herkunft werden daher vermehrt als Knochenersatz¬ materialien bei der Osteosynthese und bei der Rekonstitution von krankheits- oder unfallbedingten Knochendefekten eingesetzt.
Die Herstellung von Knochenkeramik aus tierischem Knochen ertolgt in aller Regel in der Weise, daß man ausgewählte Knochen bzw. Knccnenstücke zunächst mechanisch von allen anhaftenden Weichteilen befreit, diese anschließend durch Sägen zu Stücken geeigneter Form und Größe grob zurichtet, und diese dann durch Entfernung aller weiteren organischen Anteile mineralisiert. Der Mineralisierungsvorgang beginnt zunächst mit mehrmaligem Auskochen in Wasser. Die weitere Behandlung kann etwa mit fett- bzw. eiweißlösenden Lösungsmitteln und/oder mit Hilfe von Wasser¬ stoffperoxid erfolgen, wie beispielsweise in EP 0 141 004 beschrieben. Als besonders einfach und effektiv haben sich pyrolytische Mineralisierungs¬ verfahren erwiesen. Hierbei wird durch Hitzeeinwirkung der organische Anteil des Knochens zersetzt und der resultierende Kohlenstoff anschlie¬ ßend im Sauerstoffüberschuß ausgebrannt. Für die Knochenpyrolyse sind Temperaturen zwischen 500 und 1000 °C üblich. Nach der Mineralisierung des Knochens erfolgt die Sinterung zur Keramik, wobei Temperaturen zwischen 800 und 1400 °C gebräuchlich sind. Durch die Sinterung erhält der Werkstoff erst die gewünschte endgültige Festigkeit. Bei den genannten Vorgängen ist besonders darauf zu achten, daß die poröse Struktur des ursprünglichen Knochens soweit als möglich erhalten bleibt. Bei der Um¬ wandlung von spongiösem Knochenmaterial zu Spongiosa-Knochenkeramik kann vorzugsweise nach einem Verfahren gemäß DE 3727606 vorge¬ gangen werden, in dem eine spezielle Führung von Temperatur und reduk- tivem bzw. oxidativem Charakter der Atmosphäre eine besonders schonende Pyrolyse ermöglicht.
Es hat sich gezeigt, daß Knochenkeramik zu unkontrollierter Instabilität neigt, wenn neben der Hauptphase Hydroxylapatit nennenswerte Anteile an Calciumoxid vorliegen, welche etwa röntgenographisch nachgewiesen werden können. Dies ist der Fall bei Gehalten an Calciumoxid von mehr als 5 %. Bei Zutritt von Wasser, etwa in Form von Luftfeuchtigkeit bei ungeschützter Lagerung oder im Organismus nach der Implantation, tritt eine sukzessive Umwandlung von Calciumoxid in Calciumhydroxid ein, mit der eine erhebliche Volumenzunahme einhergeht. Je nach mengen- mäßigem Anteil kann es dabei bis hin zum vollständigen Zerfall der
Keramik kommen. Der Anteil an Calciumoxid in der Knochenkeramik ist naturbedingt und kann nach Tierrasse und individueller Haltung schwanken. Das Calciumoxid entsteht dadurch, daß bei Pyrolyse und Sinterung das im Knochen natürlich vorhandene Calciumcarboπat in Calciumoxid umgewandelt wird.
In DE 40 28 683 ist vorgeschlagen worden, das mineralisierte Knochen¬ material vor der Sinterung einer Behandlung mit einer wäßrigen Lösung einer organischen Säure, insbesondere Zitronensäure, zu unterziehen. Durch diesen Schritt gelingt es Calciumoxidanteile aus dem Material herauszulösen, so daß man nach der Sinterung eine Knochenkeramik erhält, die röntgenographisch zu mehr als 99 % aus Hydroxylapatit besteht. Obwohl diese Vorgehensweise sehr effektiv ist und zu einer gebrauchs¬ fähigen stabilen Knochenkeramik führt, sind mit ihr doch Nachteile verbun¬ den. Nachteile liegen zum einen im operativen Bereich der Verfahrens¬ führung. So muß insbesondere bei pyrolytischer Mineralisierung das Material zunächst wieder auf Raumtemperatur abgekühlt werden, um die
Säurebehandlung und die notwendigen Spülvorgänge durchführen zu können. Danach muß zur Sinterung von neuem von Grund auf aufgeheizt werden. Diese Vorgänge sind zeit- und energiezehrend. Darüber hinaus verteuern Herstellung und Verbrauch der Säurelösung sowie der Ver- brauch an Spülwasser zum neutralwaschen des Materials die Herstell¬ kosten. Zum anderen gestaltet sich die Steuerung und Überwachung des Schrittes der Säurebehandlung als nicht einfach. Einerseits muß hierbei gewährleistet sein, daß praktisch alles Calciumoxid herausgelöst wird, andererseits darf die Hydroxylapatit-Matrix nicht oder nur wenig durch die Säure angegriffen werden. Die spongiöse Feinstruktur ist an diesem
Verfahrenspunkt noch nicht ausreichend verfestigt und daher sehr empfindlich. Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile der bisherigen Verfahrensweise zu mindern.
Überraschend wurde nun gefunden, daß sich in mineralisierter Knochen¬ matrix enthaltene Calciumoxidanteile ohne weiteres entfernen lassen, wenn man die Knochenmatrix einem Auswaschungsvorgang mit deminera¬ lisiertem Wasser bei einer Temperatur von 10 bis 80 °C und über einen Zeitraum von 4 Std. bis 7 Tage unterzieht. Das Herauslösen von Calcium- oxid mittels Säure, wie insbesondere mit wäßriger Zitronensäurelösung, hat sich somit als nicht erforderlich erwiesen.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von calciumoxidarmer Spongiosa-Knochenkeramik, bei dem man in Stücken zugerichteten spongiösen Knochen durch Entfernung aller organischen
Anteile mineralisiert und dann die mineralische Knochenmatrix zur Keramik sintert, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man zur Entfernung von Calciumoxidanteilen aus der mineralisierten Knochenmatrix diese einer Auswaschung mit demineralisiertem Wasser bei einer Temperatur von 10 bis 80 °C über einen Zeitraum von 4 Std. bis 7 Tage unterzieht. Das erfindungsgemäße Verfahren wird praktisch in völliger Analogie zu dem aus DE 40 28 683 bekannten durchgeführt. Es wird hier lediglich der zwischen der Mineralisierung des Knochenmaterials und der Sinterung zur Keramik vorgesehene Schritt der Säurebehandlung durch eine Behand- lung mit demineralisiertem Wasser ersetzt. Demineralisiertes Wasser ist als solches bekannt und ohne weiteres verfügbar. Es läßt sich nach allgemein bekannten Verfahren in beliebiger Menge aus natürlichem Wasser herstellen, beispielsweise durch ein- oder mehrfache Destillation und/oder Entzug der gelösten mineralischen Salze mittels lonenaus- tauschern. Demineralisiertes Wasser zeigt in aller Regel einen leicht sauren pH-Wert, der bei etwa 6,0 liegt. Es wird angenommen, daß dieser leicht saure Charakter des demineralisierten Wassers die Auswaschung von Calciumoxid aus der mineralisierten Knochenmatrix begünstigt.
Für den Auswaschungsvorgang genügt es, das stückig zugerichtete, mineralisierte Knochenmaterial in ein entsprechend dimensioniertes Bad von demineralisiertem Wasser zu verbringen und dort für eine als aus¬ reichend und zweckmäßig erscheinende Zeit und bei entsprechender Temperatur zu belassen. Eine Umwälzung bzw. Bewegung des Wasser- bades kann der Herauslösung der löslichen Bestandteile förderlich sein. Als ausreichend und zweckmäßig haben sich ein Verhältnis von 10 1 Wasser pro 1 kg Knochenmaterial und eine Behandlungsdauer von 4 Std. bis 7 Tage bei einer Badtemperatur zwischen 10 und 80 °C erwiesen. Ein ein- oder mehrfacher Austausch des Waschwassers bzw. eine kontinuier- liehe Durchspülung mit frischem demineralisierten Wasser begünstigt das Ergebnis und kann die Behandlungszeit verkürzen. Durch die angegebene Vorgehensweise läßt sich praktisch der gesamte in der Knochenmatrix vorhandene bzw. erwartbare Anteil an Calciumoxid im wesentlichen rest¬ los entfernen. In aller Regel bewegt sich der natürliche Anteil an Calcium- oxid im Knochen zwischen 5 und 10 %. Durch röntgenographische Unter¬ suchung an der zum Schluß erhaltenen Keramik läßt sich feststellen, daß das Material zu mehr als 95 % und in aller Regel zu 97-99 % aus Hydro¬ xylapatit besteht. Calciumoxid läßt sich, falls überhaupt, nur noch in Spuren nachweisen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich nicht unerhebliche Mengen an bislang für ein vergleichbares Ergebnis benötigter Säure einsparen. Darüber hinaus fallen vor allem Nachspülvorgänge, um das Material neutral zu waschen, weg, so daß auch hierdurch Kosten und Zeit gespart werden können. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich schonender, da die Hydroxylapatit-Matrix durch die Behand¬ lung mit demineralisiertem Wasser nicht angegriffen wird.
Nach Abschluß des Auswaschvorganges werden die Stücke getrocknet und dann in üblicher Weise zur Keramik gesintert.
Beispiel
Rohe, von Weichteilen befreite Gelenkköpfe frisch geschlachteter Rinder werden mittels Säge in quaderförmige Stücke der Abmessungen von grob 30 x 30 x 100 mm zerteilt und diese dreimal ca. 1 Std. lang mit Wasser ausgekocht.
Die Knochenstücke werden dann 6 Std. lang bei 110 °C getrocknet. Danach werden diese unter Stickstoffatmosphäre innerhalb von 9 Std. auf
450 °C erhitzt. Während einer anschließenden 20stündigen Aufheitzperio- de von 450 °C auf 600 °C wird die Atmosphäre linear auf Luftsauerstoff umgestellt und danach innerhalb von 5 Std. auf 900 °C erhitzt. Nach dem Abkühlen werden die Stücke in ein Bad von demineralisiertem Wasser (10 1 pro 1 kg Knochenmaterial) verbracht und in dem bewegten Bad bei einer Temperatur von 20 °C für einen Zeitraum von 48 Std. behandelt. Nach dieser Behandlung werden die Stücke 3 mal mit demineralisiertem Wasser nachgewaschen.
Zur Endsinterung werden die Stücke innerhalb von 21 Std. auf 1250 °C erhitzt, 3 Std. auf dieser Temperatur gehalten und dann frei abgekühlt.
Die erhaltenen Knochenkeramikstücke zeigen die unveränderte poröse Struktur des ursprünglichen spongiösen Knochens. Röntgenographisch besteht die Keramik zu etwa 99 % aus Hydroxylapatit.

Claims

Patentanspruch
Verfahren zur Herstellung von calciumoxidarmer Spongiosa-Knochen¬ keramik, bei dem man in Stücken zugerichteten spongiösen Knochen durch Entfernung aller organischen Anteile mineralisiert und dann die mineralisierte Knochenmatrix zur Keramik sintert, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man zur Entfernung von Calciumoxidanteilen aus der mineralisierten Knochenmatrix, diese einer Auswaschung mit deminerali¬ siertem Wasser bei Temperaturen von 10 bis 80 °C über einen Zeitraum von 4 Std. bis 7 Tage unterzieht.
PCT/EP1995/004285 1994-11-10 1995-11-02 Verfahren zur herstellung von calciumoxidarmer spongiosa-knochenkeramik WO1996014886A1 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8515682A JPH10508572A (ja) 1994-11-10 1995-11-02 酸化カルシウム含有量の低い海綿骨セラミックスの製造法
AU38460/95A AU696250B2 (en) 1994-11-10 1995-11-02 Process for the production of spongiosa bone ceramic having low calcium oxide content
US08/836,381 US5776843A (en) 1994-11-10 1995-11-02 Process for the production of spongiosa bone ceramic having low calcium oxide content
CZ971429A CZ142997A3 (en) 1994-11-10 1995-11-02 Process for producing spongy bone ceramics poor in calcium oxide
SK586-97A SK58697A3 (en) 1994-11-10 1995-11-02 Process for producing spongiosa bone ceramics having a low calcium oxide content
CA 2204864 CA2204864A1 (en) 1994-11-10 1995-11-02 Process for the production of spongiosa bone ceramic having low calcium oxide content
EP95936579A EP0790840A1 (de) 1994-11-10 1995-11-02 Verfahren zur herstellung von calciumoxidarmer spongiosa-knochenkeramik
PL95320083A PL320083A1 (en) 1994-11-10 1995-11-02 Method of producing a ceramic material of low calcium oxide content form spongious substance of bones
MXPA/A/1997/003291A MXPA97003291A (en) 1994-11-10 1997-05-06 Process for the production of spongeous bone ceramics that has low oxid content of cal

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP4440149.3 1994-11-10
DE4440149A DE4440149A1 (de) 1994-11-10 1994-11-10 Verfahren zur Herstellung von calciumoxidarmer Spongiosa-Knochenkeramik

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1996014886A1 true WO1996014886A1 (de) 1996-05-23

Family

ID=6532959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1995/004285 WO1996014886A1 (de) 1994-11-10 1995-11-02 Verfahren zur herstellung von calciumoxidarmer spongiosa-knochenkeramik

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5776843A (de)
EP (1) EP0790840A1 (de)
JP (1) JPH10508572A (de)
AU (1) AU696250B2 (de)
CZ (1) CZ142997A3 (de)
DE (1) DE4440149A1 (de)
HU (1) HUT77186A (de)
PL (1) PL320083A1 (de)
SK (1) SK58697A3 (de)
WO (1) WO1996014886A1 (de)
ZA (1) ZA959568B (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102173278B (zh) * 2011-01-24 2013-09-25 邱林铿 一种在强化牙瓷上装饰骨瓷装饰配件的陶瓷制品及其制作方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0303941A1 (de) * 1987-08-19 1989-02-22 MERCK PATENT GmbH Verfahren zur Herstellung eines Knochenersatzmaterials
EP0382047A2 (de) * 1989-02-08 1990-08-16 MERCK PATENT GmbH Resorbierbare Knochenkeramik auf Basis von Tricalciumphosphat
EP0475189A2 (de) * 1990-09-10 1992-03-18 MERCK PATENT GmbH Implantatmaterial
JPH04198007A (ja) * 1990-11-28 1992-07-17 Kanebo Ltd ヒドロキシアパタイト及びその製造方法
EP0657178A2 (de) * 1993-11-30 1995-06-14 CORIMED GmbH Verfahren zur Herstellung von Implantatkeramikmaterial, insbesonders von Hydroxylapatit aufweisenden Implantatkeramikmaterial

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0251481A (ja) * 1988-02-01 1990-02-21 Asahi Optical Co Ltd 多孔質アパタイト焼結体の製法
US5236456A (en) * 1989-11-09 1993-08-17 Osteotech, Inc. Osteogenic composition and implant containing same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0303941A1 (de) * 1987-08-19 1989-02-22 MERCK PATENT GmbH Verfahren zur Herstellung eines Knochenersatzmaterials
EP0382047A2 (de) * 1989-02-08 1990-08-16 MERCK PATENT GmbH Resorbierbare Knochenkeramik auf Basis von Tricalciumphosphat
EP0475189A2 (de) * 1990-09-10 1992-03-18 MERCK PATENT GmbH Implantatmaterial
JPH04198007A (ja) * 1990-11-28 1992-07-17 Kanebo Ltd ヒドロキシアパタイト及びその製造方法
EP0657178A2 (de) * 1993-11-30 1995-06-14 CORIMED GmbH Verfahren zur Herstellung von Implantatkeramikmaterial, insbesonders von Hydroxylapatit aufweisenden Implantatkeramikmaterial

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 9235, Derwent World Patents Index; AN 92-288770 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE4440149A1 (de) 1996-05-15
PL320083A1 (en) 1997-09-15
US5776843A (en) 1998-07-07
HUT77186A (hu) 1998-03-02
SK58697A3 (en) 1997-10-08
EP0790840A1 (de) 1997-08-27
AU696250B2 (en) 1998-09-03
JPH10508572A (ja) 1998-08-25
AU3846095A (en) 1996-06-06
CZ142997A3 (en) 1997-09-17
ZA959568B (en) 1996-07-23
MX9703291A (es) 1998-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0475189B1 (de) Implantatmaterial
EP0657178B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Implantatkeramikmaterial, insbesonders von Hydroxylapatit aufweisenden Implantatkeramikmaterial
EP0141004B1 (de) Knochenersatzmaterial auf der Basis natürlicher Knochen
DE3542744C1 (de) Poroeses Hydroxylapatit-Material
DE60118738T2 (de) Poröses orthopädisches silikon-implantat
DE2917135C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Transplantaten
DE3617896A1 (de) Knochenpfropfmaterial und verfahren zu seiner herstellung
EP0012959B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Knochenersatzmaterial mit verbesserter biologischer Stabilität auf der Basis von Kollagen und das erhaltene Knochenersatzmaterial
DE3617897A1 (de) Verfahren zur herstellung von prothesen als ersatz fuer gelenkknorpel und die so hergestellten prothesen
DE3709897A1 (de) Verfahren zur herstellung eines hydroxylapatitmaterials
EP0383773B1 (de) Verfahren zur herstellung eines knochenersatzmaterials
EP0727231B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Spongiosa-Knochenkeramikformkörpern
EP0438499B1 (de) Verfahren zur herstellung von rinder-pericard-materialien und ihre verwendung
DE2840064C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Knochenkontaktschichten
EP1124593B1 (de) Verfahren zur präparation von knochenmaterial
WO1996014886A1 (de) Verfahren zur herstellung von calciumoxidarmer spongiosa-knochenkeramik
DE60021412T2 (de) Biokompatibles Gewebe für Sehnen oder Ligamente sowie ein Herstellungsverfahren dafür
EP3777904B1 (de) Osteotroper knochenersatz
KR102209893B1 (ko) 녹용 및 녹각 유래의 골이식재 및 그의 제조방법
CN1162924A (zh) 制备具有低氧化钙含量的海绵骨瓷的方法
EP0012443A1 (de) Zahnpulpahöhlenfüllmaterial, bestehend aus Kollagen und Verfahren zu dessen Herstellung
Willebrand et al. 273. Der biologische Wert des corticospongiösen Eigenspanes gegenüber dem Fremdspan beim Knochenersatz am Handskelet
MXPA97003291A (en) Process for the production of spongeous bone ceramics that has low oxid content of cal

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 95196175.6

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AM AU BB BG BR BY CA CN CZ FI GE HU IS JP KE KG KP KR KZ LK LT LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL RO RU SD SG SI SK TJ TT UA UG US UZ VN

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): KE LS MW SD SZ UG AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1995936579

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: PA/a/1997/003291

Country of ref document: MX

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 08836381

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2204864

Country of ref document: CA

Ref document number: 2204864

Country of ref document: CA

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 58697

Country of ref document: SK

Ref document number: PV1997-1429

Country of ref document: CZ

Ref document number: 1019970703133

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1995936579

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: PV1997-1429

Country of ref document: CZ

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1019970703133

Country of ref document: KR

WWR Wipo information: refused in national office

Ref document number: PV1997-1429

Country of ref document: CZ

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1019970703133

Country of ref document: KR

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1995936579

Country of ref document: EP