WO2002002478A1 - Magnesium-ammonium-phosphat-zemente, deren herstellung und verwendung - Google Patents

Magnesium-ammonium-phosphat-zemente, deren herstellung und verwendung Download PDF

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Michael Zimmermann
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Definitions

  • the invention relates to a magnesium-ammonium-phosphate-cement preparation, a process for its production and an associated use.
  • This invention relates in particular to a biodegradable cement which, after hardening, consists of magnesium ammonium phosphates and nanoapatites in its main phase and at the same time has high strength.
  • the material can be used as a bone substitute, for bone augmentation and for bone regeneration. It can serve as a carrier material for pharmaceutical or biological agents
  • Calcium phosphates are not only biocompatible but are recognized by the living cell as belonging to the body. That is why there are many biomaterials and medical devices, some of which consist of calcium phosphate.
  • Calcium phosphate ceramics have been on the market since approx. 1970, partly in the form of prefabricated blocks or as granules.
  • Calcium phosphate ceramics are extremely successful when they are made from hydroxyl apatite
  • HA beta-tertiary calcium phosphate
  • ß-TCP beta-tertiary calcium phosphate
  • the calcium phosphate ceramics consist of both, HA and ß-TCP in variable proportions.
  • HA is practically non-absorbable from bone implants, whereas ß-TCP is slowly absorbed and replaced by new bone.
  • CaHPO 4 brushite CaHPO 4 -2H 2 O, calcite CaCO 3 and dolomite CaMg (CO 3 ) 2 .
  • Gypsum for example, does not meet this requirement. Gypsum is absorbed so quickly that there is always a gap between the absorption front and the deposition front and these materials do not have a sufficient supporting function due to their low pressure stability. Such materials are e.g. 5,281,265.
  • a bone replacement material that initially takes on the lost support function of the bone with high pressure stability, but then gradually decreases in pressure stability, thereby stimulating the body's own bone remodeling processes (remodeling) and thus faster osteoneogenesis and thus also active absorption of the bone replacement material is initiated.
  • This can also be achieved, for example, by incorporating a readily soluble substance into a hardening cement paste.
  • a readily soluble substance into a hardening cement paste.
  • solubilizing substances consisting of, for example, sugars, salts (eg NaCl) or gypsum (CaS0 4 ) into the cement paste. These are then quickly removed from the hardened cement structure in the body, leaving a porous sponge-like structure. It is also conceivable to manufacture the porous (finished) cements outside the body.
  • the problems in the prior art are preferably solved by the present invention in that the expansion capacity of the hardening cement paste can be adjusted by varying the admixture of strontium salts.
  • the expandability of the cement mixture, the main phase of which, in the hardened state, is magnesium ammonium phosphate decreases with increasing proportion by weight of strontium salts in the total powder mixture.
  • this invention can provide a material for endodontology which, in addition to having sufficient mechanical strength, also has an expandable property.
  • the object of this invention is to provide a material for bone replacement, for bone augmentation and bone regeneration which can be resorbed in a limited time and whose pressure stability can decrease adapted to the regeneration requirements of the body
  • body temperature in other words a cement.
  • the present invention further relates to a reaction process which leads to the formation of a magnesium-ammonium-phosphate cement from a number of individual components and which hardens in a clinically acceptable time at room and / or body temperature.
  • the object of the present invention is to provide a material which becomes sufficiently hard and stable in a clinically acceptable time and which has a strong ability to adhere to mineralized surfaces.
  • the subject of the invention is the material disclosed according to the type of the invention is distinguished by a strong adhesive ability on metallic surfaces.
  • the object of the present invention is also to provide a resorbable cement which is injectable at the mixed paste stage.
  • the end product consists of a powder mixture with a molar Ca / P ratio in the range from 1.00 to 1.50. (P stands for orthophosphate).
  • the molar Mg / P ratio of this powder mixture comprises the range from 0 to 1.00.
  • these powder mixtures must be sufficiently reactive.
  • a further aspect of this invention is to mix the powder mixtures with suitable amounts of slightly basic (7 ⁇ pH ⁇ 12), aqueous solutions of soluble ionic constituents, such as, for example: Na 3 PO 4 , K 2 CO 3 , and / or Na 2 CO 3 in combination with (NH 4 ) 2 HPO 4 .
  • Another feature of this invention is that the hardening cement paste is mixed with granular but easily soluble, granular solids in the body fluid, so that a micro- to macroporous pore system is formed after they have been removed.
  • Another aspect of this invention is that these cements reach their maximum strength within a few hours.
  • Another feature of this invention is the ability of the cement to expand during setting.
  • the expansivity is determined or set by the relative proportion of an admixed strontium salt.
  • the hardened cement consists of microcrystalline magnesium ammonium phosphate.
  • the initial setting time of the cement can be set from 1 to 40 minutes and the final setting time from 2.5 to 60 minutes (according to ASTM C266-89)
  • Another feature of this invention is that the cement can achieve a maximum compression strength of over 50 MPa
  • Another feature of this invention is that the cement paste is injectable before the initial hardening time is reached.
  • the cement paste can serve as a carrier material for other substances that are not Ca, Mg and / or phosphate.
  • t F final (final) curing time (according to ASTM standard C266-89 Gilmoore needle)
  • D ( xh) compression strength in Mpa after storage for x hours in 0.9% NaCl solution at 37 ° C

Abstract

Diese Erfindung betrifft einen Zement, der nach dem Aushärten in seiner Hauptphase aus mikrokristallinem Magnesiumammoniumphosphat und Nanoapatit besteht und dabei gleichzeitig eine grosse Festigkeit aufweist. Das Material ist biologisch abbaubar und eignet sich für die Anwendung in Zahnzementen, als Knochenersatz, als Knochenfüllstoff, als Knochenzement oder als Knochenklebstoff.

Description

Magnesium-ammonium-phosphat - Zemente, deren Herstellung und Verwendung
Die Erfindung betrifft eine Magnesium-ammonium-phosphat-Zement-Zubereitung, ein Verfahren zu deren Herstellung und eine zugehörige Verwendung.
Diese Erfindung betrifft insbesondere einen biologisch abbaubaren Zement, der nach Aushärtung in seiner Hauptphase aus Magnesium-Ammoniumphosphaten und Nanoapatiten besteht und dabei gleichzeitig eine hohe Festigkeit aufweist. Das Material kann als Knochenersatz, zur Knochenaugmentation und zur Knochenregeneration eingesetzt werden. Es kann als Trägermaterial für pharmazeutische oder biologische Wirkstoffe dienen
Die wichtigsten Mineralbestandteile im menschlichen Knochen und Zahnhartgewebe sind Calcium und Phosphat. Aber auch beachtliche Mengen von Natrium, Magnesium und Carbonat sind vorhanden.
Aus Präzipitationsstudien von synthetischen Systemen weiß man, daß Natriumionen und Carbonationen sehr leicht in Calcium-phosphat-präzipitate inkorporiert werden können mit dem Ergebnis einer apatitähnlichen Molekülstruktur. Allerdings hat Magnesium eine starke Neigung zur Fällung in einer anderen, nicht apatitähnlichen Struktur. Physiologisch als Knochen und Dentin präzipitiertes Calciumphosphat ist nano- kristallin. Im Röntgendiffraktogramm ist wegen der Linienverbreiterungen nicht erkennbar, ob es sich dabei um Apatit oder um andere Strukturen handelt. Einige Wissenschaftler sind der Meinung, daß in Knochen und Dentin so viel Magnesium vorkommt, daß dies nicht alles in der Apatitstruktur aufgenommen werden kann. Deshalb vermutet man hier eine Mischform des Minerals aus Nanoapatit und Nanodolomit bzw. Nanostruvit.
Calciumphosphate sind nicht nur biokompatibel sondern werden von der lebenden Zelle als körperzugehörig erkannt. Deshalb gibt es viele Biomaterialien und Medizinprodukte die teilweise aus Calciumphosphat bestehen.
Seit ca. 1970 gibt es Calciumphosphat - Keramiken auf dem Markt, teils in Form von vorgefertigten Blocks oder als Granulate.
Implantationen von diesen Materialien in Knochenstrukturen sind überwiegend erfolgreich.
Der größte Nachteil dieser Systeme ist, daß die Blocks vorgefertigt sein müssen und die Granulate von der Implantationsseite wegdriften (Ausschwemmen). Dies führt oft zum Scheitern solcher Implantationen.
Calciumphosphat - Keramiken sind höchst erfolgreich wenn sie aus Hydroxyl-apatit
(HA) oder aus beta-tertiären Calciumphosphat (ß-TCP, eine whitloctit artige Struktur) bestehen oder wenn die Calciumphosphat - Keramiken aus beiden, HA und ß-TCP in variablen Verhältnissen bestehen.
Aus Knochenimplantationen ist HA praktisch nicht resorbierbar wohingegen ß-TCP langsam resorbiert und durch neuen Knochen ersetzt wird.
Es ist daher möglich, durch Verändern des ß-TCP/HA - Verhältnisses den Grad der
Resorption der Calciumphosphat - Keramik zu beeinflussen.
Es ist ebenso möglich, andere resorbierbare Stoffe beizumischen wie: monetit
CaHPO4, brushit CaHPO4-2H2O, calcit CaCO3 und dolomit CaMg(CO3)2.
Seit 1985 versucht man Calciumphosphat-Zemente zu entwickeln um die Nachteile von vorgefertigten oder granulatförmigen Calciumphosphat-Keramiken zu umgehen (W.E. Brown and L.C. Chow, „A new calcium phosphate, water - setting cement", Cem. Res. Prag. 1986 352-379(1987)).
Darunter ist ein noch nicht im Handel befindlicher brushit - Zement mit einem Ca/P Molverhältnis der gefällten Phase von 1 ,00. Diese Phase ist nicht nanokristallin sondern mikrokristallin.
Alle anderen bisher entwickelten Calciumphosphat-Zemente besitzen eine nano- kristalline Fällungsstruktur und ein Ca/P Molverhältnis von >= 1 ,5 das durch Zusatz von Carbonat noch vergrößert werden kann. Diese Materialien sind unter U.S. 5,605,713; EP 0 835 668 A1 ; WO 96/14265; bekannt, und manche dieser Materialien sind bereits auf dem Markt.
Bezüglich der Resorbierbarkeit dieser Materialien nach Implantationen in Knochen und weichem Gewebe gibt es widersprüchliche Berichte.
In jedem Fall unterscheidet man Calciumphosphat-Zemente aufbauend auf Hy- droxylapatit (HA) die nicht resorbierbar sind (HA Keramiken s.o.) und Calciumphosphat-Zemente aufbauend auf defiziente Calciumhydroxylapatiten (CDHA, Calcium deficient Hydroxyapatite) die gut osteotransductiv sind.
Das bedeutet für die Letztgenannten , daß sie von Osteoklasten resorbiert und von Osteoplasten durch neues Knochengewebe ersetzt werden können. Die Resorption dieser Zemente hängt entscheidend von den lokalen Knochenumbaumechanismen ab.
Heutzutage wird von den meisten Chirurgen ein Calciumphosphat-Zement gewünscht, bei dem zunächst eine mechanisch unterstützende Wirkweise zum tragen kommt, aber die letztendliche Resorption unabhängig von den lokalen Umbaumechanismen des Knochens abhängt, d. h. daß das Material vollständig abgebaut wird. Außerdem ist in der Orthopädie bekannt daß vitaler Knochen nur dort verbleibt wo er aus biomechanischer Sicht benötigt wird. Dies ist als sogenanntes Wolff sches Gesetz bekannt. Hat demzufolge ein in einen Kochendefekt eingebrachter Calzium- phosphatzement eine höhere Druckfestigkeit als der ihn umgebende Knochen und bleibt diese hohe Druckfestigkeit unverändert erhalten, so führt dies zum Abbau von um das Implantat (hier Calzoumphosphatzement) liegende Knochengewebe. Um diese Forderung wenn auch nur teilweise zu erfüllen, haben manche Hersteller Substanzen in ihre nanoapatit ähnlichen, CDHA-Zemente beigemischt die von den Körperflüssigkeiten aufgrund der Konzentrationsgradienten passiv resorbiert werden wie z.B. Monetit (CaHPO4 ) oder Calcit (CaCO3 ) wie aus EP 0 543 765 bekannt.
Dies löst das Problem aber nur teilweise. Es wird weiterhin ein Zement benötigt, der vollständig passiv resorbierbar ist und bei dem die Resorptionsfront und die Ablagerungsfront in direktem Kontakt liegen.
Gips beispielsweise erfüllt diese Forderung nicht. Gips ist so schnell resorbiert, daß immer eine Lücke zwischen der Resorptionsfront und der Ablagerungsfront klafft und diese Materialien aufgrund ihrer niedrigen Druckstabilität keine ausreichende unterstützende Funktion besitzen. Solche Materialien sind beispielsweise unter U.S. 5,281 ,265 offenbart.
Es ist aus diesen Gründen wünschenswert ein Knochenersatzmaterial zur Verfügung zu stellen, welches zunächst mit hoher Druckstabilität die verlorengegangene Stützfunktion des Knochens übernimmt, dann aber sukzessive an Druckstabilität abnimmt wodurch die körpereigenen Knochenumbauvorgänge (Remodelling) angeregt werden und somit eine schnellere Osteoneogenese und damit auch aktive Resorption des Knochenersatzmaterials eingeleitet wird. Dies kann auch dadurch erreicht werden, indem z.B. in eine aushärtende Zementpaste eine leicht lösliche Substanz eingearbeitet wird. Weil Knochen gut in makroporöse Strukturen einwächst ist es vorteilhaft, granuläre oder pelletförmige, solubilisierende Substanzen bestehend aus z.B. Zuckern, Salzen (z.B. NaCI) oder Gips (CaS04) in die Zementpaste einzumischen. Diese werden dann sehr schnell im Körper aus dem gehärteten Zementgerüst herausgelöst und übrig bleibt eine poröse schwammartige Struktur. Denkbar ist auch eine Herstellung der porösen (fertigen) Zemente außerhalb des Körpers.
Um einen Zement für dentale Anwendungen, wie z. B. Füllung und Verschluß von Dentinkanälchen, Füllung von Zahnhöhlen nach Vitalextirpation, Benutzung eines solchen Zementes als Unterfüllungswerkstoff in der Endodontologie, benutzen zu können, darf ein solches Material nicht schrumpfen um einen Durchtritt von Bakterien zu verhindern. Wünschenswert wäre sogar ein Material mit geringgradig expandierbaren Eigenschaften.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Zementzubereitung zur Verfügung zu stellen, mit der die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Zement-Zubereitung nach den Ansprüchen 1 , 13, 14, 16 und 18, durch ein Verfahren zu deren Herstellung nach Anspruch 25 bzw. 20 und durch die Verwendung nach den Ansprüchen 29 bis 31. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Probleme beim Stand der Technik werden durch vorliegende Erfindung bevorzugt dahingehend gelöst, indem durch Variation in der Zumischung von Strontiumsalzen die Expansionsfähigkeit der aushärtenden Zementpaste eingestellt werden kann. In Versuchen, wie in den Beispielen dargelegt, zeigt sich nämlich, daß die Expansionsfähigkeit der Zementmischung, deren Hauptphase im ausgehärteten Zustand das Magnesiumammoniumphosphat darstellt, mit zunehmendem Gewichtsanteil von Strontiumsalzen an der Gesamtpulvermischung abnimmt. Demzufolge kann mit dieser Erfindung ein Werkstoff für die Endodontologie zur Verfügung gestellt werden der neben ausreichender mechanisch belastbaren Stabilität auch eine expandierbare Eigenschaft aufweist.
- Gegenstand dieser Erfindung ist es, ein Material für den Knochenersatz, für die Knochenaugmentation und die Knochenregeneration zur Verfügung zu stellen welches in einer begrenzten Zeit resorbiert werden kann und dessen Druckstabilität den Regenerationserfordernissen des Körpers angepaßt abnehmen kann
- Ebenso ist es Gegenstand dieser Erfindung ein Material zur Verfügung zu stellen, daß bei normalen Temperaturbedingungen, vorzugsweise Körpertemperatur, erstellt, vorbereitet und modelliert werden kann, in anderen Worten ein Zement. Charakteristisch für das zur Verfügung gestellte Material ist, dass es zusätzlich durch die Stärke des Sinterungsgrades des eingebrachten Mg3(PO )2 in seiner Verarbeitungszeit, insbesondere bei Raumtemperatur, eingestellt werden kann, wobei durch den Sinterungsgrad und die daraus resultierende Dichte des verwendeten Mg3(PO4)2 die Lösungsgeschwindigkeit an der Oberfläche dieser Partikel kontrolliert wird, sodaß die zur Erstarrung notwendige Präzipitation der ausfallenden Ca/Mg/Phosphat-Verbindung gesteuert werden kann.
- Weiterhin ist es Gegenstand dieser Erfindung einen Phosphatzement mit partieller Löslichkeit zur Verfügung zu stellen, vorzugsweise durch die langsame Löslichkeit der Magnesium-ammonium-phosphat Apatitstruktur (Zement).
- Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung einen Reaktionsprozess zu beschreiben, der aus einer Anzahl von Einzelkomponentenzur Formung eines Magnesium-ammonium-phosphatzementes führt und welcher in klinisch akzeptabler Zeit bei Raum- und/oder Körpertemperatur aushärtet.
- Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Material zur Verfügung zu stellen, welches in klinisch akzeptabler Zeit ausreichend hart und stabil wird und welches eine starke Adhäsionsfähigkeit an mineralisierten Oberflächen aufweist.
- Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung sich das nach Art der Erfindung offenbarte Material durch eine starke Adhäsionsfähigkeit an metallischen Oberflächen auszeichnet.
- Weiterhin ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung einen resorbierbaren Zement zur Verfügung zu stellen der im Stadium einer gemischten Paste injizierbar ist.
- Ein Aspekt dieser Erfindung ist, dass das Endprodukt aus einer Pulvermischung besteht mit einem molaren Ca/P Verhältnis im Bereich von 1 ,00 bis 1 ,50. (P steht für Orthophosphat).
- Außerdem ist es essentiell, dass das molare Mg/P Verhältnis dieser Pulvermischung den Bereich von 0 bis 1 ,00 umfasst. - Um eine Zementpaste zu mischen und zu formen, die innerhalb einer akzeptablen Zeit härtet, müssen diese Pulvermischungen ausreichend reaktiv sein. Um dies zu erreichen ist ein weiterer Aspekt dieser Erfindung die Pulvermischungen mit geeigneten Mengen leicht basischer (7<pH<12), wässriger Lösungen aus löslichen ionischen Bestandteilen zu mischen wie beispielsweise: Na3PO4, K2CO3, und/oder Na2CO3 in Kombination mit (NH4)2HPO4.
- Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung ist, dass der aushärtenden Zementpaste granuläre aber dabei in der Körperflüssigkeit leicht lösliche , granuläre Feststoffe zugemischt werden, so dass nach deren Herauslösung ein mikro- bis makroporöses Porensystem entsteht.
- Ein anderer Aspekt dieser Erfindung ist, dass diese Zemente ihre maximale Festigkeit innerhalb weniger Stunden erreichen.
- Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung liegt in der Expansionsfähigkeit des Zementes während des Abbindens. Die Expansivität wird durch den relativen Anteil eines zugemischten Strontiumsalzes bestimmt bzw. eingestellt.
- Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung ist, dass der ausgehärtete Zement aus mikrokristallinem Magnesium-ammonium-phosphat besteht.
- Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung ist, dass die initiale Aushärtezeit des Zementes auf 1 bis 40 Minuten und die finale Aushärtezeit auf 2,5 bis 60 Minuten eingestellt werden kann, (nach ASTM C266-89)
- Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung ist, dass der Zement eine maximale Kompressionsfestigkeit von über 50 MPa erreichen kann
- Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung ist, dass die Zementpaste vor Erreichen der initialen Aushärtezeit injizierbar ist.
- Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung ist, dass die Zementpaste als Trägermaterial für andere Stoffe die nicht Ca, Mg und/oder Phosphat sind, dienen kann. Z.B. ZnO, pharmazeutische Wirkstoffe (Antibiotika, Zytostatika, Wachstumsfaktoren) oder andere bioaktive Substanzen. Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
Beispiele:
In den Beispielen werden folgende Symbole benutzt:
P = Pulvermischung L = Flüssigkeit
L/P = Flüssigkeit/Pulver Verhältnis in ml/g tι = initiale Aushärtezeit (nach ASTM-Norm C266-89, Gilmoore Nadel) tF = finale (end-) Aushärtezeit (nach ASTM-Norm C266-89 Gilmoore Nadel) D(x h) = Kompressionsfestigkeit in Mpa nach x-Stunden Lagerung in 0,9%iger NaCI Lösung bei 37°C
Herstellung: Nach Einwiegen aller Bestandteile wird die Pulvermischung in einer Kugelmühle für ca. 20 Minuten homogenisiert.
Beispiel 1 :
Figure imgf000009_0001
Beispiel 2:
P = 60g -Ca3(PO4)2 + 14g MgHPO4 • 3H2O + 2g Mg(OH)2
L = 3,5 M (NH4)2HPO4 L/P = 0,35 tι = 3 TF = 7
D(18) 32,5 ± 3,5
D(72) 46,9 ± 5,4
Beispiel 3:
P = 60g α-Ca3(PO4)2 + 16g MgHPO4 • 3H2O + 3g Na3(PO4)3 • 12H2O
L = 3,5 M (NH4)2HPO4 L/P = 0,35 t, = 6 TF = 14
D(18) 44,7 ± 3,4
D(72) 51 ,7 ± 5,0
Beispiel 4:
Figure imgf000010_0001
Beispiel 5:
Figure imgf000011_0001
Beispiel 6:
Figure imgf000011_0002
Beispiel 7:
Figure imgf000011_0003
Beispiel 8:
Figure imgf000012_0001
Beispiel 9:
Figure imgf000012_0002
Beispiel 10:
Figure imgf000013_0001
Beispiel 11:
60g -Ca3(PO4)2 + 8g MgHPO4 • 3H O + 4g(NH4)H2PO4+1g
P = SrCO3
L = 3,5 M (NH4)2HPO4 L/P = 0,37 tι = TF =
D(2) 22,6 ±1,0
D(6) 31 ,4 ±1,1
D(18) 45,8 ±1,8
D(3d) 45,7 ± 2,9
D(35d) 11,5 ±1,2 Beispiel 12:
60g α-Ca3(PO4)2 + 17,4g MgHPO4 »3H2O + 7g (NH4)2SO4 + 1 ,7g
P = SrCO3
L = 3,5 M (NH4)2HPO4 L/P = 0,35 tι = TF =
D(2) 43,3 ± 2,9
D(6) 45,4 ± 4,4
D(18) 45,8 ± 1 ,8
D(3d) 45,7 ± 2,9
D(28d) 19,5 ± 5,1
Beispiel 13:
60g α-Ca3(PO4)2 + 20g CaHPO4 + 8g CaCO3 +1g MgHPO4 +
P = 1 ,7g SrCO3
L = 3,5 M (NH4)2HPO4 L/P = 0,35 tι =2,5 TF=8
D(2) 43,3 ± 2,9
D(6) 49,4 ± 3,7
D(18) 54,3 ± 2,5
D(3d) 53,6 ± 3,1
D(28d) 54,5 ± 1 ,9 Beispiel 14:
Figure imgf000015_0001
Beispiel 15:
Figure imgf000015_0002
Beispiel 16:
Figure imgf000015_0003
Beispiel 17:
P= 60g α-TCP + 6g Mg3(PO4)2 + 10g KH2PO4 + 5g ß-TCP
Anmischlösung: 3,2 molare Lsg. (NH4)2HPO4
L/P = 0,35
T,= 10,8 t,= 20
D(2)= 18,5 ±1,0
D(18) = 48,3 +1,8

Claims

Patentansprüche
1. Magnesium-ammonium-phosphat-Zement-Zubereitung, umfassend
eine Pulvermischung mit molaren Mengen der Komponenten Calcium
(Ca), Magnesium (Mg) und Orthophosphat (P) in der Mischung in den
Bereichen 1 ,00 < Ca/P < 1 ,50 und 0 < Mg/P < 0,50, ein Ammoniumsalz; und
Wasser und /oder eine wässrige Lösung.
2. Zubereitung nach Anspruch 1 , worin die wässrige Lösung eine wässrige Lösung eines Ammoniumsalzes mit einem pH-Wert im Bereich von 7 < pH < 12 ist.
3. Zubereitung nach Anspruch 1 , worin das Ammoniumsalz in der Pulvermischung enthalten ist und die molaren Mengen der Komponenten Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Orthophosphat (P) und Ammonium (NH ) in den Bereichen 1 ,00 < Ca/P < 1 ,50 und 0 < Mg/P < 0,50 und 0 < NH4 < 0,50 liegen.
4. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Pulvermischung α/ß-tertiäres Calciumphosphat (α/ß-TCP) und bevorzugt MgHPO4 x 3 H2O umfaßt.
5. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Pulvermischung außer α/ß-TCP und MgHPO4x3H2O zusätzlich Mg3(PO4)2 enthält.
6. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Lösung eine wässrige (NH4)2SO -Lösung umfasst.
7. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Pulvermischung (NH4)2SO4 umfaßt.
8. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin eine Anmischflüssigkeit aus einer wässrigen (NH4)2HPO -Lösung besteht.
9. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die Pulvermischung zusätzlich KH2PO4 umfaßt.
10. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die Pulvermischung zusätzlich Na2HPO umfaßt.
11. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend zusätzlich SrCO3.
12. Zubereitung nach Anspruch 11 , worin der Gehalt an SrCO3 0,01 bis 10 Gew.- % beträgt, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zubereitung.
13. Magnesium-ammonium-phosphat-Zement-Zubereitung, umfassend
eine Pulvermischung, bestehend aus α-TCP, ß-TCP,
MgHPO4 x 3 H2O, KH2PO4 und Na2HPO4 ; ein Ammoniumsalz; und
Wasser und/oder eine wässrige Lösung.
14. Magnesium-ammonium-phosphat-Zement-Zubereitung, umfassend
- eine Pulvermischung bestehend aus: α/ß-TCP, MgHPO x3H2O, KH2PO4, Na2HPO4 und Mg3(PO4)2 und ein Ammonium-Ionen enthaltende wässrige Lösung.
15. Zubereitung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, umfassend als Anmischflüssigkeit eine wässrige Lösung eines Ammoniumsalzes.
16. Magnesium-ammonium-phosphat-Zement-Zubereitung, umfassend
eine Pulvermischung bestehend aus α-TCP, ß-TCP, (NH4)2Sθ4,
KH2PO4 und Na2HPO4 , ein Magnesiumsalz, bevorzugt MgHPθ4 x 3 H2O; und
Wasser und/oder eine wässrige Lösung.
17. Zubereitung nach Anspruch 16, umfassend als Anmischflüssigkeit eine wässrige Lösung eines Magnesiumsalzes.
18. Magnesium-ammonium-phosphat-Zement-Zubereitung, umfassend
eine Pulvermischung, bestehend aus α-TCP, ß-TCP, primärem oder sekundärem Ammoniumphosphat, KH2PO4 und Na2HPO4 ; ein Magnesiumsalz, bevorzugt MgHPO4 x 3 H2O; und Wasser und/oder eine wässrige Lösung.
19. Zubereitung nach einem der Ansprüche 13 bis 18 umfassend zusätzlich SrCθ3 in der Pulvermischung, bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zubereitung.
20. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, umfassend als Anmischflüssigkeit eine wässrige Lösung eines Strontiumsalzes.
21. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, umfassend als zusätzliche Komponente ZnO in der Pulvermischung und/oder in der Anmischflüssigkeit.
22. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Pulvermischung zusätzlich Ca2NaK(PO4)2 und/oder CaKPO4 enthält.
23. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, umfassend als zusätzliche Komponente Fluorid-Ionen in der Pulvermischung und/oder in der Anmischflüssigkeit.
24. Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, umfassend als zusätzliche Komponenten pharmazeutische und/oder bioaktive Wirkstoffe in der Pulvermischung und/oder in der Anmischflüssigkeit, bevorzugt Antibiotika, Zytostatika, Analgetika, Desinfizienzien, Wachstumsfaktoren, Proteine oder Elastininhibitoren in therapeutischen Dosen.
25. Verfahren zur Herstellung eines Magnesium-ammonium-phosphat-Zements nach einem der Ansprüche 1 bis 24, worin man die Pulvermischung mit der Anmischflüssigkeit unter Erzielen einer gleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeit in der Pulvermischung mischt und die so erhaltene Paste an bzw. auf der Zielzone aufträgt bzw. in die Zielzone einbringt und aushärten lässt, wobei die Komponenten derart reagieren, daß der gebildete Zement mikrokristallines Magnesiumammoniumphosphat aufweist.
26. Verfahren zur Herstellung eines Magnesium-Ammonium-Phosphat-Zements unter Verwendung einer Magnesium-Ammonium -Zement-Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, bei dem die Pulvermischung mit der Anmischflüssigkeit unter Erzielen einer gleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeit in der Pulvermischung gemischt wird und die so erhaltene Paste an oder auf der Zielzone aufgetragen oder in die Zielzone eingebracht wird und unter Bildung von mikrokristallinem Magnesium-Ammonium-Phosphat enthaltendem Zement aushärten gelassen wird.
27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, wobei der Pulvermischung granuläre, dabei in wässrigen Flüssigkeiten leicht lösliche granuläre Partikel, zwischen etwa 10μm und etwa 300μm, bevorzugt zwischen 50μm und 200μ beigefügt werden.
28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die granulären Partikel vorzugsweise aus NaCI, Zuckern, CaSO4, ß-TCP, Polylactiden, Polyglycoliden bzw. Poly- lactid/Polyglycolid-Copolymer, CaCO3 CaHPO4 bestehen.
29. Verwendung einer Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 24 für medizinische Zwecke.
30. Verwendung einer Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 24 als Zahnzement.
31. Verwendung einer Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 24 als Knochenersatz oder Knochenfüllstoff oder Knochenzement oder Knochenklebstoff.
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