DE4236285A1

DE4236285A1 -

Info

Publication number: DE4236285A1
Application number: DE4236285A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Hirano; Hiroyasu Takeuchi
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1991-10-29
Filing date: 1992-10-28
Publication date: 1993-05-27
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: FR2682947A1; DE4236285C2; GB9222679D0; GB2260977B; GB2260977A; US5338356A; FR2682947B1

Description

Die Erfindung betrifft einen granularen Calciumphosphat zement zum Verfüllen von defekten, hohlen oder resorbier ten Knochenteilen oder von nach der Zahnextraktion ver bliebenen Hohlräumen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Zements.

Hydroxyapatit mit einer Mindestgröße oder einem Mindest durchmesser von 0,1 bis 3,0 mm und einem spezifischen Oberflächen-Formfaktor Φ von 6,3 bis 15 als Füllstoff zum verfüllen von defekten, hohlen oder resorbierten Knochen teilen oder von nach dem Ziehen von Zähnen verbliebenen Hohlräumen ist beispielsweise aus dem veröffentlichten japanischen Patent 61-20 558 (1986) bekannt. Es ist bekannt, daß für solche Teile oder Hohlräume im Knochen verwandter Hydroxyapatit eine überlegene biologische Affinität besitzt. Als Füllstoff für defekte oder hohle Teile von Knochen unbestimmter Form hat sich granularer Hydroxyapatit mit der oben erwähnten Mindestgröße und dem spezifischen Oberflächen-Formfaktor als am besten geeignet erwiesen.

Gleichwohl kann granularer Hydroxyapatit seine Form selbst nach Verdichtung nicht hinreichend bewahren, so daß, vor der Bildung von Knochengewebe in der Nähe der Einbringungsstelle, das eingebrachte Produkt nach Ablauf von 2 bis 3 Wochen nach der chirurgischen Behandlung dazu neigt, aus der Einbringungsstelle herauszulecken und die Wiederherstellung der verfüllten Stelle zu verzögern. Es ist daher kritisch, daß zur Förderung der Therapie die Masse an eingebrachtem, verdichtetem Hydroxyapatitkörn chen in ihrer ursprünglichen Form beibehalten wird.

Im diesen Nachteil auszugleichen, wurde beispielsweise in den veröffentlichten japanischen Patenten 3-45 266 (1991) und 3-51 051 (1991) ein Calciumphosphatzement vorgeschla gen, in dem ein hydraulischer Calciumphosphatzement und Hydroxyapatitkörnchen miteinander kombiniert werden, um die Hydroxyapatitkörnchen mit hydraulischem Calciumphos phatzement zu fixieren. Obwohl jedoch der Calciumphos phatzement in der Lage ist, Hydroxyapatitkörnchen zu fixieren, gelangen Feinstäube des hydraulischen Calcium phosphatzements in die Lücken zwischen den Hydroxyapatit körnchen und werden darin eingebettet, was zur Verstop fung der Poren führt, die von der Oberfläche in das Innere der eingebrachten Masse reichen, so daß die Bil dung von Gewebe und Blutgefäßen in der aufgefüllten Stelle und damit der Transport von Nährstoffen oder das Wachstum von neuen Knochen behindert ist.

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines granula ren Calciumphosphatzements, der einfach in defekte, hohle oder resorbierte Teile von Knochen beliebiger Größe oder in nach der Extraktion von Zähnen verbliebene Hohlräume eingeführt werden kann, ohne lebendes Gewebe zu stimulie ren, der in vivo sofort in Apatit umgewandelt werden kann und der zwischen den Zementkörnchen in der eingebrachten Masse Hohlräume hat, die zum Transport von Nährstoffen und zur Bildung von neuem Knochen geeignet sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung des granularen Calciumphos phatzements.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines granularen Calciumphosphatzements, der unmittelbar nach der Einbringung desselben in den lebenden Körper aushärtet, ohne daß die Gefahr von Leckagen besteht, und der ausgezeichnete Formrückhalteeigenschaften im Anfangs stadium nach Beendigung der chirurgischen Behandlung auf weist.

Dieses und andere Ziele der Erfindung erschließen sich näher aus der folgenden Beschreibung.

Erfindungsgemäß wird ein granularer Calciumphosphatzement aus gemischten Pulvern bereitgestellt, die durch Mischen eines tertiären Calciumphosphats vom Alpha-Typ mit einer Calciumphosphatverbindung, ausgewählt aus primärem Calciumphosphat, sekundärem Calciumphosphat und Mischun gen davon, in einem Ca/P-Molverhältnis von 1,35 bis 1,49 erhalten werden, wobei der Mindestdurchmesser eines jeden Zementkörnchens 0,1 bis 1,0 mm beträgt. Dieser Zement wird nachstehend als erster granularer Calciumphosphat zement bezeichnet.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Verfahren zur Herstel lung eines granularen Calciumphosphatzements bereit gestellt, das das Vermischen eines tertiären Calcium phosphats vom Alpha-Typ mit einer Calciumverbindung, aus gewählt aus primärem Calciumphosphat, sekundärem Calcium phosphat und Mischungen davon, in einem Ca/P-Mol verhältnis von 1,35 bis 1,49, das Verpressen der resul tierenden Pulvermischung und danach das Zerkleinern des verpreßten Produkts zu Körnchen mit jeweils einem Min destdurchmesser von 0,1 bis 1,0 mm umfaßt. Dieses Ver fahren wird nachstehend als erstes Verfahren zur Erzeu gung von granularem Calciumphosphatzement bezeichnet.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein granularer Calcium phosphatzement aus gemischten Pulvern bereitgestellt, die durch Mischen von quäternärem Calciumphosphat mit einer Calciumphosphatverbindung, ausgewählt aus primärem Calciumphosphat, sekundärem Calciumphosphat und Mischun gen davon, in einem Ca/P-Molverhältnis von 1,30 bis 1,90 erhalten werden, wobei der Mindestdurchmesser eines jeden Zementkörnchens 0,1 bis 1,0 mm beträgt. Dieser granulare Zement wird nachstehend als zweiter granularer bzw. Phos phatzement bezeichnet.

Schließlich wird ein Verfahren zur Erzeugung von granu larem Calciumphosphatzement bereitgestellt, das das Mischen von quaternärem Calciumphosphat mit einer Calci umphosphatverbindung, ausgewählt aus primärem Calci umphosphat, sekundärem Calciumphosphat und Mischungen davon, in einem Ca/P-Molverhältnis von 1,30 bis 1,90, das Verpressen der resultierenden Pulvermischung und erneut das Zerkleinern des verpreßten Produkts zu Körnchen mit jeweils einem Mindestdurchmesser von 0,1 bis 1,0 mm umfaßt. Dieses Verfahren wird nachstehend als zweites Verfahren zur Erzeugung von granularem Calcium phosphatzement bezeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen erläutert.

Die als Hauptkomponente des ersten granularen Calcium phosphatzements gemäß der Erfindung verwandten Pulver sind aus tertiärem Calciumphosphat vom Alpha-Typ, primä rem Calciumphosphat und/oder sekundärem Calciumphosphat zusammengesetzte Pulvermischungen.

Im einzelnen werden bei der Reaktion dieser Komponenten tertiäres Calciumphosphat vom Alpha-Typ und primäres Cal cium-Phospat als Komponenten in Gegenwart von Wasser unter Erhalt von sekundärem Calciumphosphat und Octa calciumphosphat unter Aushärtung miteinander umgesetzt, wobei sekundäres Calciumphosphat und Octacalciumphosphat Komponenten sind, die in vivo unmittelbar in Hydroxyapa tit umgewandelt werden. Wenn tertiäres Calciumphosphat vom Alpha-Typ und sekundäres Calciumphosphat nach Zusam menmischen in Gegenwart von Wasser miteinander unter Er halt von Octacalciumphosphat umgesetzt werden, daß durch Verzahnung der Octacalciumphosphatkristalle aushärtet, wird das Octacalciumphosphat in vivo allmählich in Apatit umgewandelt. Als tertiäres Calciumphosphat vom Alpha-Typ wird vorzugsweise ein durch Naßsynthese unter Verwendung einer wäßrigen Lösung von Phosphorsäure und Calciumhydro xid oder ein durch Trockensynthese aus sekundärem Calciumphosphat und Calciumcarbonat in Pulverform erzeug tes tertiäres Calciumphophat vom Alpha-Typ eingesetzt. Als primäres Calciumphosphat ist primäres Calciumphos phat-Monohydrat, daß kommerziell erhältlich ist, bevor zugt. Als sekundäres Calciumphosphat sind das Dihydrat oder das Anhydrid, das gleichermaßen kommerziell erhält lich ist, bevorzugt.

Tertiäres Calciumphosphat vom Alpha-Typ, primäres Calciumphosphat und/oder sekundäres Calciumphosphat wer den in solchen Anteilen gemischt, daß das Ca/P-Molver hältnis im Bereich von 1,35 bis 1,49 liegt. Falls das Molverhältnis kleiner als 1,35 ist, vermindert sich die Festigkeit des ausgehärteten Produktes, wohingegen bei einem Molverhältnis von mehr als 1,49 die Zementkörnchen bei der Aushärtung nicht aneinander binden, so daß das resultierende Produkt bei der Einbringung in einen leben den Körper nicht in der Lage ist, eine blockförmige ein heitlich ausgehärtete Masse zu bilden. Falls eine Mischung aus primärem Calciumphosphat und sekundärem Cal ciumphosphat verwandt wird, sollte der Mischungsanteil von sekundärem Calciumphosphat vorzugsweise nicht mehr als 10 Gew.-% und vor allem nicht mehr als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Pulvers, betragen. Falls das Mischverhältnis 10% übersteigt, vermindert sich die Festigkeit der erzeugten ausgehärteten Masse in unerwünschter Weise.

Andererseits sind als Hauptkomponenten des zweiten granu laren Calciumphosphatzements der Erfindung verwandte Pul ver solche Pulvermischungen, die aus quaternärem Calcium phosphat, primärem Calciumphosphat und/oder sekundärem Calciumphosphat zusammengesetzt sind.

Im einzelnen werden bei der Reaktion dieser Komponenten quaternäres Calciumphosphat und primäres Calciumphosphat als Komponenten nach dem Vermischen in Gegenwart von Was ser miteinander unter Erhalt von Kristallen aus sekun därem Calciumphosphat und Octacalciumphosphat umgesetzt, die bei der Aushärtung miteinander verzahnen. Quaternäres Calciumphosphat und sekundäres Calciumphosphat sind Kom ponenten, die nach Vermischen in Gegenwart von Wasser miteinander unter Bildung von Octacalciurnphosphatkristal len reagieren, welche bei der Aushärtung miteinander ver zahnen. Sekundäres Calciumphosphat und Octacalciumphos phat sind Komponenten, die sich in vivo allmählich in Apatit umwandeln.

Als quaternäres Calciumphosphat wird vorzugsweise ein durch Trockensynthese unter Verwendung von sekundärem Calciumphosphat und Calciumcarbonat oder durch Naß synthese unter Verwendung von Calciumhydroxid und Phos phorsäure erhaltenes quaternäres Calciumphosphat einge setzt. Das primäre oder sekundäre Calciumphosphat ist durch die Verbindungen beispielhaft belegt, die den in Verbindung mit dem ersten granularen Calciumphosphat zement aufgezählten entsprechen.

Das Mischverhältnis von quaternärem Calciurnphosphat und primären und/oder sekundärem Calciumphosphat ist so aus gewählt, daß das Ca/P-Molverhältnis im Bereich von 1,37 bis 1,90 liegt. Ein Mischverhältnis außerhalb des angege benen Bereiches ist nicht wünschenswert, weil die Aushär tung zuviel Zeit erfordert und die ausgehärtete Masse nur eine geringe mechanische Festigkeit aufweist.

Das Mischverhältnis von primärem Calciumphosphat und sekundärem Calciumphosphat unterliegt grundsätzlich kei nen Beschränkungen, jedoch führt die Verwendung einer übermäßigen Menge an primärem Calciumphosphat zu einer verkürzten Aushärtungszeit und die Verwendung einer über mäßigen Menge an sekundärem Calciumphosphat zu einer erhöhten mechanischen Festigkeit.

Der erste und zweite granulare Calciumphosphatzement gemäß der Erfindung muß eine Mindestgröße oder einen Min destdurchmesser der Zementkörnchen von 0,1 bis 1,0 mm aufweisen. Falls der Mindestdurchmesser geringer als 0,1 mm ist, bleibt kein hinreichender Hohlraum zwischen den Körnchen, während bei mehr als 1,0 mm die Kontaktfläche der Zementkörnchen untereinander zu klein ist, um eine Aneinanderbindung der Körnchen zu erzielen, weshalb das eingebrachte Produkt insgesamt nicht zur Bildung einer blockförmigen ausgehärteten Masse in der Lage ist. Durch feinere Abstimmung der Körnchengrößen wird es möglich, die Größe der Hohlräume zwischen den Körnchen oder die Festigkeit des eingebrachten Produkts insgesamt zu steu ern. Wenn beispielsweise der auf eine Körnchengröße von 0,1 bis 0,3 mm klassierte granulare Zement aushärtet, verkleinern sich die Hohlräume zwischen den Körnchen in der Größe und nimmt die Festigkeit des eingebrachten Pro dukts in seiner Gesamtheit zu. Andererseits hat der zu einer Körnchengröße von 0,7 bis 1,0 mm klassierte granu lare Zement größere Hohlräume bei geringerer mechanischer Festigkeit, wobei aber mehr Gewebe, etwa Blutgefäße, in die Hohlräume eindringen kann.

Der erste und zweite granulare Calciumphosphatzement gemäß der Erfindung kann mit in Körperflüssigkeiten ent haltenem Wasser hinreichend aushärten, so daß zufrieden stellende Ergebnisse mit den oben genannten Pulvern allein erhalten werden können. Gleichwohl können diese Zemente auch mit Wasser oder sterilisierter physiologi scher Salzlösung gemischt werden, falls erwünscht. Dane ben können Natriumsuccinat, Natriumlactat, etc. in der oben genannten Wasserkomponente gelöst sein, um die Aus härtungszeit weiter zu vermindern. Die Menge der Wasser komponente beträgt wünschenswerterweise 300 bis 30 Gewichtsteile (auf 100 Gewichtsteile Pulver).

Gemäß dem ersten Verfahren zur Herstellung des ersten granularen Calciumphosphatzements gemäß der Erfindung wird tertiäres Calciumphosphat vom Alpha-Typ in Pulver form mit primärem und/oder sekundärem Calciumphosphatpul ver in einen Ca/P-Molverhältnis von 1,35 bis 1,49 unter Erhalt einer Pulvermischung gemischt, die verpreßt und erneut zu Körnchen mit einem Mindestdurchmesser von 0,1 bis 1,0 mm zerkleinert wird.

Gemäß dem zweiten Verfahren zur Erzeugung des zweiten granularen Calciumphosphatzements gemäß der Erfindung wird quaternäres Calciumphosphat in Pulverform mit primä rem und/oder sekundärem Calciumphosphatpulver in einem Ca/P-Molverhältnis von 1,30 bis 1,90 unter Erhalt einer Pulvermischung gemischt, die verpreßt und erneut unter Bildung von Körnchen mit einem Mindestdurchmesser von 0,1 bis 1,0 mm zerkleinert wird.

Es ist bevorzugt, daß die im ersten und zweiten Verfahren gemäß der Erfindung verwandten Pulver getrennt in einem automatischen Mörser, einer Kugelmühle oder einer Strahl mühle oder durch Sprühtrocknen und Sieben durch ein Sieb mit einer Maschengröße von 88 µm zerkleinert werden.

Zum Mischen im oben erwähnten besonderen Ca/P-Molverhält nis kann ein automatischer Mörser eine Kugelmühle oder ein Schüttelmischer verwandt werden.

Im ersten und zweiten erfindungsgemäßen Verfahren kann das Verpressen mit einer hydraulischen Handpresse oder einer hydrostatischen Presse erfolgen. Der zum Verpressen verwandte Druck beträgt vorzugsweise nicht weniger als 200 kgf/cm². Ein Druck von weniger als 200 kgf/cm² ist nicht wünschenswert, weil sich die Festigkeit der einzel nen Körnchen vermindert, so daß die Körnchen dazu neigen, sich bei der Handhabung vor dem Aushärten unter Erzeugung von Feinstäuben zu degradieren, welche in die Zwischen räume zwischen den Zementkörnchen eindringen und sich dort ablagern können. Obwohl es hinsichtlich der oberen Grenze des Drucks keine Einschränkungen gibt, sollte die ser im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit herkömmlicher hydrostatischer Pressen und die Pulverisierbarkeit der komprimierten Pulver vorzugsweise nicht mehr als 2000 kgf/cm² betragen.

Für die erneute Verkleinerung der durch Verpressen im ersten und zweiten erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Preßformlinge wird vorzugsweise ein automatischer Mörser oder eine Kugelmühle verwandt. Die erzeugten Pulver kön nen durch ein Sieb auf eine Mindestkörnchengröße von 0,1 bis 1,0 mm gesiebt werden, um den erwünschten ersten oder zweiten granularen Calciumphosphatzement zu erzeugen.

Daneben werden im ersten und zweiten erfindungsgemäßen Verfahren die erzeugten Pulver zusammengemischt und ver preßt und wird die verpreßte Masse erneut unter Bildung von Körnchen zerkleinert, damit sich eine hinreichende Festigkeit der einzelnen Körnchen ergibt und bei der Aus härtung und Bindung der Körnchen aneinander eine poröse Masse erzeugt wird.

Der erste und zweite erfindungsgemäße granulare Calcium phosphatzement kann einfach in defekte, hohle oder resor bierte Teile von Knochen oder nach einer Zahnextraktion verbliebene Höhlungen eingeführt und unmittelbar nach der Aushärtung in Apatit umgewandelt werden. Daneben kann die eingebrachte Masse insgesamt und auf eine Weise zu einem Block mit Hohlräumen oder Poren ausgehärtet werden, die für den Transport von Nährstoffen oder für die Bildung von neuen Knochen geeignet ist. Die erfindungsgemäßen Ze mente haben überlegene Eigenschaften hinsichtlich des anfänglichen Formrückhaltevermögens, und es besteht im wesentlichen keine Gefahr des Austretens aus der beschickten Stelle. Die zur Therapie benötigte Zeit kann ebenfalls vermindert werden. Weiterhin können der oben erwähnte erste und zweite granulare Calciumphosphatzement einfach mit dem ersten und zweiten erfindungsgemäßen Ver fahren hergestellt werden.

Beispiele Herstellungsbeispiele 1-1 bis 1-7

Tertiäres Calciumphosphat vom Alpha-Typ wurde unter Ver wendung eines automatischen Mörsers pulverisiert, wie auch von WAKO PURE CHEMICAL INDUSTRIES, LTD., Sonderklasse, erzeugtes sekundäres Calciumphosphat-Dihydrat in einer Kugelmühle. Die resultierenden Pulver aus tertiärem Calciumphosphat vom Alpha-Typ und sekundärem Calciumphos phat wurden durch ein Sieb mit einer Maschengröße von 88 µm gesiebt und so eingestellt, daß das Ca/P-Molverhältnis 1,45 war. Die resultierenden Pulver wurden in einem von SINMAL ENTERPRISES unter dem Handelsnamen "TYPE T2C" her gestellten Schüttelmischer 30 Minuten gleichmäßig gemischt.

120 g der resultierenden Mischung wurden in eine recht eckige Metallform von 50×100 mm gegeben und erstmalig unter einem Druck von 200 kgf/cm² unter Verwendung einer von RIKEN KK unter der Handelsbezeichnung "TYPE P-18" hergestellten hydraulischen Presse geformt. Das resultie rende Produkt wurde in einer von RIKEN KK hergestellten speziellen hydraulischen Presse unter Erzeugung eines Preßformkörpers verpreßt.

Der Preßformkörper wurde mit einem von ISHIKAWA KOGYO KK unter der Handelsbezeichnung "TYPE 20" hergestellten au tomatischen Mörser zu einem Pulver zerkleinert, das durch Siebe mit Maschengrößen von 0,044, 0,1, 0,3, 0,5, 0,7, 1,0 und 3,0 mm zur Erzeugung von sieben verschiedenen Zementpulvern mit Teilchengrößen im Bereich von 0,1 bis 0,3 mm (Herstellungsbeispiel 1-1), 0,3 bis 0,5 mm (Her stellungsbeispiel 1-2), 0,5 bis 0,7 mm (Herstellungsbei spiel 1-3), 0,7 bis 1,0 mm (Herstellungsbeispiel 1-4), 0,1 bis 1,0 mm (Herstellungsbeispiel 1-5), 0,044 bis 1,0 mm (Herstellungsbeispiel 1-6) und 1,0 bis 3,0 mm (Her stellungsbeispiel 1-7) gesiebt.

Beispiel 1-1

5 g eines jeden der in den Herstellungsbeispielen 1-1 bis 1-5 erzeugten Zementpulver und 5 ml physiologische Koch salzlösung wurden zur Erzeugung eines ersten granularen Calciumphosphatzements gemäß der Erfindung miteinander vermischt. Jeder der erzeugten granularen Calciumphos phatzemente wurde in eine zylindrische Form mit einem Durchmesser von 20 mm gegeben und in einem Trockner 3 Stunden bei 37°C gehalten.

Nach dem Trocknen wurden die ausgehärteten Produkte aus der Form genommen. Es wurde gefunden, daß die ausgehärte ten Produkte die Form von porösen Blöcken mit Hohlräumen zwischen den Körnchen hatten.

Die durch Aushärten der Körnchen der Herstellungsbei spiele 1-1 und 1-2 erhaltenen blockförmigen Produkte hat ten Kompressionsfestigkeiten von 25,2 kgf/cm² (Herstel lungsbeispiel 1-1) und 20,2 kgf/cm² (Herstellungsbeispiel 1-2). Zur Messung der Kompressionsfestigkeit wurde ein unter der Handelsbezeichnung "TYPE 1125" erhältlicher Instron-Universaltester mit einer Kreuzkopfgeschwindig keit von 0,5 mm/min verwandt.

Vergleichsbeispiel 1-1

Die Aushärtung wurde auf die gleiche Weise durchgeführt wie in Beispiel 1-1, außer daß die in den Herstellungs beispielen 1-6 und 1-7 hergestellten Zementpulver zur Erzeugung der erhärteten Zementprodukte verwandt wurden.

Es wurde gefunden, daß die unter Verwendung der in Her stellungsbeispiel 1-6 erhaltenen Pulver hergestellte erhärtete Masse keine Leerräume zwischen den Körnchen hatte, während das unter Verwendung der in Herstellungs beispiel 1-7 erhaltenen Pulver erzeugte Produkt nicht ausgehärtet war und in Stücke zerfiel, als es aus der zylindrischen Form genommen wurde, so daß es nicht in Stellung gebracht werden konnte.

Beispiel 1-2

Es wurden Pulver auf die gleiche Weise hergestellt, wie in den Hersteilungsbeispielen 1-1 bis 1-7, außer daß das Mischungsverhältnis zwischen tertiärem Calciumphosphat vom Alpha-Typ und sekundärem Calciumphosphat so einge stellt wurde, daß das Ca/P-Molverhältnis 1,35 und 1,49 war. Die resultierenden Pulver wurden unter Verwendung von Sieben mit Maschengrößen von 0,3 mm und 0,7 mm zur Erzeugung von Zementkörnchen mit einer Körnchengröße von 0,3 bis 0,7 mm klassiert.

Diese Zementpulver wurden auf die gleiche Weise, wie in Beispiel 1-1, in granulare Calciumphosphatzemente über führt und ausgehärtet. Es wurde gefunden, daß die ausge härteten Produkte in Form von porösen Blöcken Vorlagen.

Zubereitungsbeispiele 2-1 bis 2-7

Tertiäres Calciumphosphat vom Alpha-Typ wurde unter Ver wendung eines automatischen Mörsers pulverisiert, wie auch von WAKO PURE CHEMICAL INDUSTRIES, LTD. als Lebensmittelzusatz hergestelltes primäres Calciumphos phat-Monohydrat unter Verwendung einer Kugelmühle. Die resultierenden Pulver aus tertiärem Calciumphosphat vom Alpha-Typ und primärem Calciumphosphat wurden durch ein Sieb mit einer Maschengröße von 88 µm gesiebt und so ein gestellt, daß das Ca/P-Molverhältnis gleich 1,45 war. Die resultierenden Pulver wurden gleichmäßig in einem von SINMAL ENTERPRISES unter der Handelsbezeichnung "TYPE T2C" hergestellten Schüttelmischer 30 Minuten gemischt.

120 g der resultierenden Mischung wurden in eine recht eckige Metallform mit einem Querschnitt von 50×100 mm gegeben und zunächst unter einem Druck von 200 kgf/cm² unter Verwendung einer von RIKEN KK unter der Handels bezeichnung "TYPE P18" hergestellten hydraulischen Presse verpreßt. Das resultierende Produkt wurde in einer von RIKEN KK hergestellten speziellen hydraulischen Presse zur Erzeugung eines Formpreßteils verpreßt.

Das Formpreßteil wurde mit einem von ISHIKAWA KOGYO KK unter der Handelsbezeichnung "TYPE 20" hergestellten automatischen Mörser unter Erhalt eines Pulvers pulveri siert, das dann durch Siebe mit Maschengrößen von 0,044, 0,1, 0,3, 0,5, 1,0 und 3,0 mm unter Erzeugung von sieben verschiedenen Zementpulvern mit Teilchengrößen im Bereich von 0,1 bis 0,3 mm (Herstellungsbeispiel 2-1), 0,3 bis 0,5 mm (Herstellungsbeispiel 2-2), 0,5 bis 0,7 mm (Her stellungsbeispiel 2-3), 0,7 bis 1,0 mm (Herstellungsbei spiel 2-4), 0,1 bis 1,0 mm (Herstellungsbeispiel 2-5), 0,044 bis 1,0 - (Herstellungsbeispiel 2-6) und 1,0 bis 3,0 mm (Herstellungsbeispiel 2-7) gesiebt.

Beispiel 2-1

5 g eines jeden der in den Herstellungsbeispielen 2-1 bis 2-5 hergestellten Zements und 5 ml physiologische Koch salzlösung wurden zur Erzeugung des ersten granularen Calciumphosphatzements gemäß der Erfindung gemischt. Jeder der erzeugten granularen Calciumphosphatzemente wurde in eine zylindrische Form mit einem Durchmesser von 20 mm gegeben und in einem Trockner 3 Stunden bei 37°C gehalten.

Nach der Trocknung wurden die ausgehärteten Produkte aus der Form genommen. Es wurde gefunden, daß die ausgehärte ten Produkte in Form von porösen Blocken mit Hohlräumen zwischen den Körnchen Vorlagen.

Die durch Aushärtung der Körnchen der Herstellungsbei spiele 2-1 und 2-2 erhaltenen blockförmigen Produkte hat ten Kompressionsfestigkeiten von 20,7 kgf/cm²(Herstel lungsbeispiel 2-1) und 14,5 kgf/cm²(Herstellungsbeispiel 2-2). Zur Messung der Kompressionsfestigkeit wurde ein unter der Handelsbezeichnung "TYPE 1125" erhältlicher Instron-Universaltester mit einer Kreuzkopfgeschwindig keit von 095 mm/min verwandt.

Vergleichsbeispiel 2-1

Die Härtung wurde auf die gleiche Weise durchgeführt wie in Beispiel 2-1, außer daß die in den Herstellungsbei spielen 2-6 und 2-7 erzeugten Zementpulver verwandt wur den, um ausgehärtete Zementprodukte zu erhalten.

Es wurde gefunden, daß die unter Verwendung der in Her stellungsbeispiel 2-6 erhaltene erhärtete Masse keine Hohlräume zwischen den Körnchen aufwies und daß unter Verwendung des in Herstellungsbeispiel 2-7 erhaltenen Pulvers hergestellte Produkt nicht ausgehärtet war und in Stücke zerfiel, als es aus der zylindrischen Form genom men wurde, so daß es nicht in Stellung gebracht werden konnte.

Beispiel 2-2

Es wurden Pulver auf die gleiche Weise hergestellt, wie in den Herstellungsbeispielen 2-1 bis 2-7, außer, daß das Mischverhältnis von tertiärem Calciumphosphat vom Alpha- Typ und primärem Calciumphosphat so eingestellt wurde, daß das Ca/P-Molverhältnis 1,35 und 1,49 war. Die resul tierenden Pulver wurden unter Verwendung von Sieben mit Maschengrößen von 0,3 mm und 0,7 mm zur Erzeugung von Zementkörnchen mit einer Teilchengröße von 0,3 bis 0,7 mm klassiert.

Diese Zementpulver wurden auf die gleiche Weise, wie in Beispiel 2-1, in granulare Calciumphosphatzemente über führt und ausgehärtet. Es wurde gefunden, daß die ausge härteten Produkte in Form von porösen Blöcken vorlagen.

Beispiel 2-3

Es wurden Pulver auf die gleiche Weise hergestellt, wie in den Herstellungsbeispielen 2-1 bis 2-7, außer daß von WAKO PURE CHEMICAL INDUSTRIES, LTD., Sonderklasse, herge stelltes sekundäres Calciumphosphat-Dihydrat den in den Herstellungsbeispielen 2-1 bis 3-7 hergestellten Mischun gen aus tertiärem Calciumphosphat vom Alpha-Typ und pri märem Calciumphosphat in einer Menge von 3 Gew.-%, bezo gen auf das Gewicht der gesamten Pulvermenge, zugesetzt wurde. Die Pulver wurden durch Siebe mit Maschengrößen von 0,1, 0,3, 0,5, 0,7 und 1,0 mm zur Erzeugung von Zementpulvern mit Teilchengrößen von 0,1 bis 0,3 mm (Pul ver 1), 0,3 bis 0,5 mm (Pulver 2), 0,5 bis 0,7 und 0,7 bis 1,0 mm gesiebt.

Gemäß Beispiel 2-1 wurden diese Zementpulver in granulare Calciumphosphatzemente überführt, die dann ausgehärtet wurden. Die resultierenden Produkte lagen in Form von porösen Blöcken mit Hohlräumen zwischen den Körnchen vor.

Die Flüssigkeit der unter Verwendung der Zementpulver 1 und 2 hergestellten ausgehärteten Produkte wurden auf die gleiche Weise gemessen, wie in Beispiel 2-1 und wurde zu 23,4 kgf/cm² für Pulver 1 und 18,0 kgf/cm² für Pulver 2 bestimmt.

Herstellungsbeispiele 3-1 bis 3-7

Quaternäres Calciumphosphat wurde unter Verwendung eines automatischen Mörsers pulverisiert, wie auch von WAKO PURE CHEMICALS INDUSTRIES, LTD. als Lebensmittelzusatz hergestelltes primäres Calciumphosphat-Monohydrat unter Verwendung einer Kugelmühle. Die resultierenden Pulver aus quaternärem Calciumphosphat und primärem Calciumphos phat wurden durch ein Sieb mit einer Maschengröße von 88 µm gesiebt und so eingestellt, daß das Ca/P-Molverhältnis 1,80 war. Die resultierenden Pulver wurden gleichmäßig 30 Minuten in einem von SINMAL ENTERPRISES unter der Han delsbezeichnung "TYPE T2C" hergestellten Schüttelmischer gemischt.

120 g der resultierenden Mischung wurde in eine recht eckige Metallform mit einem Querschnitt von 50×100 mm gegeben und zunächst unter dem Druck von 200 kgf/cm² unter Verwendung einer von RIKEN KK unter der Handelsbe zeichnung "TYPE P-18" hergestellten hydraulischen Presse verpreßt. Das resultierende Produkt wurde in einer spe ziellen von RIKEN KK hergestellten hydraulischen Presse unter einem Druck von 200 kgf/cm² zur Erzeugung eines Preßformkörpers verpreßt.

Der Preßformkörper wurde in einem von ISHIKAWA KOGYO KK unter der Handelsbezeichnung "TYPE 20 Type" hergestellten automatischen Mörser unter Erhalt von Pulver pulveri siert, die danach durch Siebe mit Maschengrößen von 0,044 0,1, 0,3, 0,5, 0,7, 1,0 und 3,0 mm unter Erhalt von sieben verschiedenen Zementpulvern mit Teilchengrößen in den Bereichen von 0,1 bis 0,3 mm (Herstellungsbeispiel 3-1), 0,3 bis 0,5 mm (Herstellungsbeispiel 3-2), 0,5 bis 0,7 mm (Herstellungsbeispiel 3-3), 0,7 bis 1,0 mm (Her stellungsbeispiel 3-4), 0,1 bis 1,0 mm (Herstellungsbei spiel 3-5), 0,044 bis 1,0 mm (Herstellungsbeispiel 3-6) und 1-0 bis 3,0 mm (Herstellungsbeispiel 3-7) gesiebt.

Beispiel 3-1

5 g eines jeden der in den Herstellungsbeispielen 3-1 bis 3-5 hergestellten hergestellten Zementpulver und 5 ml physiologische Kochsalzlösung wurden zur Erzeugung des zweiten granularen Calciumphosphatzements gemäß der Erfindung zusammengemischt. Jeder erzeugte granulare Cal ciumphosphatzement wurde in einen zylindrischen Formrah men mit einem Durchmesser von 20 mm gegeben und in einem Trockner 3 Stunden bei 37°C gehalten.

Nach der Trocknung wurden die ausgehärteten Produkte aus den Formrahmen genommen. Es wurde gefunden, daß die aus gehärteten Produkte in Form von porösen Blöcken mit Hohl räumen zwischen den Körnchen vorlagen.

Die durch Aushärten der Körnchen der Herstellungsbei spiele 3-1 und 3-2 erhaltenen blockförmigen Produkte hat ten Kompressionsfestigkeiten von 19,7 kgf/cm² (Herstellungsbeispiel 3-1) und 13,8 kgf/cm²(Herstel lungsbeispiel 3-2). Zur Messung der Kompressionsfestig keit wurde ein unter der Handelsbezeichnung "TYPE 1125" erhältlicher Instron-Universaltester mit einer Kreuzkopie geschwindigkeit von 0,5 mm/Min verwandt.

Vergleichsbeispiel 3-1

Die Aushärtung erfolgt auf die gleiche Weise wie in Bei spiel 3-1, außer daß die in den Herstellungsbeispielen 3- 6 und 3-7 hergestellten Zementpulver zur Erzeugung von ausgehärteten Zementprodukten verwandt wurden.

Es wurde gefunden, daß die unter Verwendung der in Her stellungsbeispiel 3-6 erhaltenen Pulver erzeugte ausge härtete Masse keine Hohlräume zwischen den Körnchen hatte und das unter Verwendung des in Herstellungsbeispiel 3-7 erhaltenen Pulvers erzeugte Produkt nicht ausgehärtet war und in Stücke zerfiel, als es aus dem zylindrischen Form rahmen genommen wurde, so daß es nicht in Stellung gebracht werden konnte.

Beispiel 3-2

Es wurden Pulver auf die gleiche Weise hergestellt, wie in den Herstellungsbeispielen 3-1 bis 3-7, außer daß das Mischverhältnis von quaternärem Calciumphosphat und pri märem Calciumphosphat so eingestellt wurde, daß das Ca/P- Molverhältnis 1,30 und 1,90 war. Die resultierenden Pul ver wurden unter Verwendung von Sieben mit Maschengrößen von 0,3 mm und 0,7 mm unter Erzeugung von Zementkörnchen mit einer Körnchengröße von 0,3 bis 0,7 mm klassiert.

Diese Zementpulver wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3-1, in granulare Calciumphosphatzemente über führt und ausgehärtet. Es wurde gefunden, daß die ausge härteten Produkte in Form von porösen Blöcken Vorlagen.

Beispiel 3-3

Es wurden Pulver auf die gleiche Weise hergestellt, wie in den Herstellungsbeispielen 3-1 bis 3-7 außer daß an Stelle von primärem Calciumphosphat-Monohydrat von WAKO PURE CHEMICAL INDUSTRIES LTD. hergestelltes sekundäres Calciumphosphat-Dihydrat der Sonderklasse verwandt wurde und das Ca/P-Molverhältnis auf 1,67 eingestellt wurde. Die Pulver wurden durch Siebe mit Maschengrößen von 0,1, 0,3, 0,5, 0,7 und 1,0 mm zur Erzeugung von Zementpulvern mit Teilchengrößen von 0,1 bis 0,3 mm (Pulver 3), 0,3 bis 0,5 mm (Pulver 4), 0,5 bis 0,7 mm, 0,7 bis 1,0 mm und 0,1 bis 1,0 mm gesiebt.

Diese Zementpulver wurden auf die gleiche Weise, wie im Beispiel 3-1, in granulare Calciumphosphatzemente über führt, die dann ausgehärtet wurden. Die resultierenden Produkte lagen in Form von porösen Blöcken mit Hohlräumen zwischen den Körnchen vor.

Die Festigkeit der unter Verwendung der Zementpulver 3 und 4 hergestellten ausgehärteten Produkte wurden auf die gleiche Weise gemessen wie in Beispiel 3-1 und mit 21,0 kgf/cm² für Pulver 3 und 16,1 kgf/cm² für Pulver 4 bestimmt.

Die Aushärtungszeit des unter Verwendung des Pulvers 3 hergestellten Produkts wurde gemessen und zu 10 Minuten bestimmt. Zur Messung der Aushärtungszeit wurden 60 Gewichtsteile physiologische Kochsalzlösung mit 100 Gewichtsteilen Pulver 3 zur Erzeugung einer Zementpaste gemischt und geknetet, die dann in einen Formrahmen mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Dicke von 3 mm gegeben wurde. Die Zementpaste mit dem äußeren Formrahmen wurde in einem Gefäß mit konstanter Temperatur von 37°C und konstanter Feuchtigkeit von 100% gehalten, und es wurde ein Rundstab mit einem Gewicht von 300 g auf die Oberfläche der Zementpaste gesetzt. Die Aushärtungszeit ist die kumulative Zeit, die vom Kneten bis zu dem Zeit punkt vergeht, zu dem der Stab keinen Abdruck mehr auf der Oberfläche der Zementpaste ergibt.

Beispiel 3-4

Es wurden Pulver auf die gleiche Weise hergestellt, wie in den Herstellungsbeispielen 3-1 bis 3-7, außer daß anstelle von primärem Calciumphosphat-Monohydrat eine Mischung aus primärem Calciumphosphat-Monohydrat und sekundärem Calciumphosphat-Dihydrat in einem Molverhält nis von 1:10 verwandt wurde und das Ca/P-Molverhältnis auf 1,594 eingestellt wurde. Die Pulver wurden durch Siebe mit Maschengrößen von 0,1, 0,3, 0,5, 0,7 und 1,0 mm zur Erzeugung von Zementpulvern mit Teilchengrößen von 0,1 bis 0,3 mm (Pulver 5), 0,3 bis 0,5 mm, 0,5 bis 0,7 mm, 0,7 bis 1,0 mm und 0,1 bis 1,0 mm gesiebt.

Diese Zementpulver wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3-1, in granulare Calciumphosphatzemente über führt, die dann ausgehärtet wurden. Die resultierenden Produkte lagen in Form von porösen Blöcken mit Hohlräumen zwischen den Körnchen vor.

Die Aushärtungszeit des unter Verwendung von Pulver 5 hergestellten ausgehärteten Körpers wurde auf die gleiche Weise gemessen wie in Beispiel 3-3 und wurde zu sieben Minuten bestimmt.

Claims

1. Granularer Calciumphosphatzement aus Pulvermischungen, erhältlich durch Mischen von tertiärem Calciumphosphat vom Alpha-Typ mit einer aus primärem Calciumphosphat, sekundärem Calciumphosphat und Mischungen davon erhal tenen Calciumphosphatverbindung in einem Ca/P-Molver hältnis von 1,35 bis 1,49, mit einem Mindestdurchmes ser eines jeden Zementkörnchens von 0,1 bis 1,0 mm.

2. Granularer Calciumphosphatzement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin ein aus Was ser und sterilisierter physiologischer Kochsalzlösung ausgewählte Wasserkomponente enthält.

3. Granularer Calciumphosphatzement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserkomponente eine aus Natriumsuccinat, Natriumlactat und Mischungen davon ausgewählte weitere Komponente enthält.

4. Verfahren zur Herstellung eines granularen Calcium phosphatzements, dadurch gekennzeichnet, daß man ein tertäres Calciumphosphat vom Alpha-Typ mit einer aus primärem Calciumphosphat, sekundärem Calciumphosphat und Mischungen davon ausgewählten Calciumphosphatver bindung mit einem Ca/P-Molverhältnis von 1,35 bis 1,49 mischt, die resultierende Pulvermischung verpreßt und danach das verpreßte Produkt erneut zu Körnchen mit einem Mindestdurchmesser von 0,1 bis 1,0 mm zer kleinert.

5. Granularer Calciumphosphatzement aus Pulvermischungen, erhältlich durch Mischen von quaternärem Calciumphos phat mit einer aus primärem Calciumphosphat, sekun därem Calciumphosphat und Mischungen davon ausgewähl ten Calciumphosphatverbindung in einem Ca/P-Molver hältnis von 1,30 bis 1,90, mit einem Mindestdurchmes ser eines jeden Zementkörnchens von 0,1 bis 1,0 mm.

6. Granularer Calciumphosphatzement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin eine aus Was ser und sterilisierter physiologischer Kochsalzlösung ausgewählte Wasserkomponente enthält.

7. Granularer Calciumphosphatzement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserkomponente eine aus Natriumsuccinat, Natriumlactat und Mischungen davon ausgewählte weitere Komponente enthält.

8. Verfahren zur Erzeugung eines granularen Calciumphos phatzements, dadurch gekennzeichnet, daß man quater näres Calciumphosphat mit einer aus primärem Calcium phosphat, sekundärem Calciumphosphat und Mischungen davon ausgewählten Calciumphosphatverbindung in einem Ca/P-Molverhältnis von 1,30 bis 1,90 mischt, die resultierende Pulvermischung verpreßt und das ver preßte Produkt erneut zu Körnchen mit einem Mindest durchmesser von 0,1 bis 1,0 mm zerkleinert.