DD302011A9

Vitreous or vitreous-crystalline, rapidly dissolving material and process for its production.

Abstract

The invention relates to a glassy or glass-crystalline material with faster solubility, which has the following composition (parts by mass in%) before firing: 20-55 CaO, 5-25 Na ind 2 O, 0.01-15 K ind 2 O, 0- 15 MgO, 30- 50 P ind 2 O ind 5, 0- 15 SiO ind 2, 0- 40 Na ind 2 SO ind 4 and / or K ind 2 SO ind 4. Depending on the cooling conditions, the new material can be glassy or glassy can be obtained crystalline. As spontaneously crystallized glass ceramic, it has the phase rhenanite, phase A, phase X and / or their mixed crystals. The material is both bioactive and biocompatible and has short solution times. It can be used continuously as an implant for temporary bone replacement up to the replication of the body's own material with other materials as well as as fertilizer and feed. {Glass; Material, glass crystalline; Solubility; Glass ceramic; Rhenanite; Implant; Bone substitute material; Connective tissue induction; Fertilizer; Animal feed; Subcutaneous implant}

Term

No projected expiry on record.

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  3. Today

27 claims: 27 independent, 0 dependent

  1. 1
    Glassy or glassy-crystalline material with rapid solubility, characterized in that the mixture has the following chemical composition (calculated in mass parts in% and on an oxide basis) before the material is fired 1. Glasiges oder glasig-kristallines Material mit schneller Löslichkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge vor dem Brennen des Materials folgende chemische Zusammensetzung (in Masseteile in % und auf Oxidbasis berechnet) aufweist 20-55% CaO 20-55% CaO 5-25% Na2O 0,01-15% K2O 5-25% Na2O 0.01-15% K2O 0-15% MgO 30-50% P2O5 0-15% MgO 30-50% P2O5 0-15% SiO2 0-15% SiO2 0-40 % Na2SO4 und/oder K2SO4. 0-40% Na2SO4 and / or K2SO4.
  2. 2
    Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es besteht aus 2nd Material according to claim 1, characterized in that it consists of 20-55 % CaO, vorzugsweise 21-50, insbesondere 23-50 5-25 % Na2O, vorzugsweise 5-20, insbesondere 6-20 0,1-15 % K2O, vorzugsweise 0,1-14, insbesondere 2-14 0,1-15 % MgO, vorzugsweise 0,1-12, insbesondere 0,5-10 30-50 % P2O5, vorzugsweise 32-48, insbesondere 35-48 0,1-15 % SiO2, vorzugsweise 2-15, insbesondere 3-15 0,1-35 % Na2SO4 und/oder K2SO4, vorzugsweise 0, i—20, insbesondere 0,1-15. 20-55% CaO, preferably 21-50, in particular 23-50 5-25% Na2O, preferably 5-20, in particular 6-20 0.1-15% K2O, preferably 0.1-14, in particular 2-14 0.1-15% MgO, preferably 0.1-12, in particular 0.5-10 30-50% P2O5, preferably 32-48, in particular 35-48 0.1-15% SiO2, preferably 2-15, in particular 3-15 0.1-35% Na2SO4 and / or K2SO4, preferably 0.1, 20, in particular 0.1-15.
  3. 3
    Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es besteht aus 3rd Material according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of 22-50 % CaO;6-12 % Na2O;3-14 % K2O;2-8 % MgO;37-43 % P2O6;0,5-10 % SiO2 und 0,5-20% Na2SO4 und/oder K2SO4. 22-50% CaO;6-12% Na2O;3-14% K2O;2-8% MgO;37-43% P2O6;0.5-10% SiO2 and 0.5-20% Na2SO4 and / or K2SO4.
  4. 4
    Material nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es bei einer Temperatur im Bereich von 1200 bis 15500C in eine gießfähige Schmelze übergeführt werden kann. 4th Material according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that it is at a temperature in the range from 1200 to 15500C can be converted into a pourable melt.
  5. 5
    Material according to claim 1 to 4, characterized in that the melt as a result of a cooling technique which has a cooling rate greater than about 5 · 102° C per minute, can be converted into the glassy state at room temperature. 5. Material nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze infolge einer Abkühltechnik, die eine Abkühlgeschwindigkeit von größer etwa 5 · 102°C pro Minute erlaubt, in den glasigen Zustand bei Raumtemperatur übergeführt werden kann.
  6. 6
    Material according to Claims 1 to 4, characterized in that the melt cools down at a normal cooling rate or at a cooling rate which is slower than about 350C per minute, crystallized spontaneously. 6. Material nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze bei Abkühlung unter normaler Abkühlgeschwindigkeit bzw. unter einer Abkühlgeschwindigkeit, die langsamer als etwa 350C pro Minute erfolgt, spontan kristallisiert.
  7. 7
    Material according to claims 1 to 4 and 6, characterized in that the spontaneously crystallized glass ceramic as crystalline main constituents at least one of the phases of rhenanite, mixed crystals of rhenanite, phase “A”, mixed crystals of phase “A”, phase “X” and / or mixed crystals of phase “X”. 7. Material nach Anspruch 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet daß die spontan kristallisierte Glaskeramik als kristalline Hauptbestandteile mindestens eine der Phasen des Rhenanits, Mischkristalle des Rhenanits, die Phase „A", Mischkristalle der Phase „A", die Phase „X" und/oder Mischkristalle der Phase „X", enthält.
  8. 8
    Material nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Glaserit und/ouer kristallines Kaliumsulfat enthält. 8th. Material according to claim 7, characterized in that it additionally contains glaserite and / or crystalline potassium sulfate.
  9. 9
    Materials according to Claims 1 to 4 and 5 to 8, characterized in that rhenanite or mixed crystals of rhenanite are present as the main crystalline constituents which have the following chemical composition (calculated in mass fractions in% and on an oxide basis):9. Materialien nach Anspruch 1 bis 4 und 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als kristalline Hauptbestandteile Rhenanit bzw. Mischkristalle des Rhenanits vorliegen, die folgende chemische Zusammensetzung aufweisen (in Masseanteile in % und auf Oxidbasis berechnet): 30-40% CaO;15-20% Na2O;0-1 % K2O, vorzugsweise 0,01-0,1 %;0-5% MgO, vorzugsweise 0,1-5%;40-55% P2O5;0-15% SiO2, vorzugsweise 0,1-8,0%;0-30% Na2SO4 und/oder K2SO4, vorzugsweise 0,1-25. 30-40% CaO;15-20% Na2O;0-1% K2O, preferably 0.01-0.1%;0-5% MgO, preferably 0.1-5%;40-55% P2O5;0-15% SiO2, preferably 0.1-8.0%;0-30% Na2SO4 and / or K2SO4, preferably 0.1-25.
  10. 10
    Material nach Anspruch 1 bis 4 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als kristalline Hauptbestandteile die Phase „A" bzw. Mischkristalle der Phase „A" vorliegen, die folgende chemische Zusammensetzung aufweisen:10th Material according to Claims 1 to 4 and 6 to 8, characterized in that phase "A" or mixed crystals of phase "A" are present as the main crystalline constituents and have the following chemical composition: 40-50% CaO;8-20% Na2O;0-1 % K2O, vorzugsweise 0,1-1 %;0-5% MgO, vorzugsweise 0,1-5%;40-50% P2O5;3-20% SiO2;0-30% Na2SO4 und/oder K2SO4, vorzugsweise 0,1 bis 25%. 40-50% CaO;8-20% Na2O;0-1% K2O, preferably 0.1-1%;0-5% MgO, preferably 0.1-5%;40-50% P2O5;3-20% SiO2;0-30% Na2SO4 and / or K2SO4, preferably 0.1 to 25%.
  11. 11
    Material according to Claims 1 to 4 and 6 to 8, characterized in that the crystalline main constituents are the phases “X” or mixed crystals of the phase “X”, which have the following chemical composition:11. Material nach Anspruch 1 bis 4 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als kristalline Hauptbestandteile die Phasen „X" bzw. Mischkristalle der Phase „X" vorliegen, die folgende chemische Zusammensetzung aufweisen: 22-45% CaO;8-20% Na2O;0-14% K2O, preferably 0.1-14%;0-15% MgO, preferably 0.1-15%;30 to 55% P2O5;0-15% SiO2, preferably 0.1 to 15%;0-40% Na2SO4 and / or K2SO4, preferably 0.1-35%. 22-45% CaO;8-20% Na2O;0-14% K2O, vorzugsweise 0,1-14%;0-15% MgO, vorzugsweise 0,1-15%;30 bis 55% P2O5;0-15% SiO2, vorzugsweise 0,1 bis 15%;0-40 % Na2SO4 und/oder K2SO4, vorzugsweise 0,1-35%.
  12. 12
    Material according to claims 1 to 4, characterized in that the glassy or glass-crystalline material is biocompatible. 12. Material nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das glasige oder glaskristalline Material biokompatibel ist.
  13. 13
    Material according to claim 1 to 12, characterized in that it is bioactive in the sense of a direct bone attachment or under constant dissolution enables the formation of new bone tissue. 13. Material nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es bioaktiv im Sinne einer direkten Knochenanlageriing ist bzw. unterständigem Lösen die Bildung neuen Knochengewebes ermöglicht.
  14. 14
    Material according to claim 1 to 12, characterized in that is present in a mixture with alpha-tricalcium phosphate and / or hydroxylapatite. 14. Material nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Gemisch mit alpha-Tricalciumphosphat und/oder Hydroxylapatit vorliegt.
  15. 15
    Material according to claims 1 to 14, characterized in that it is in the form of granules of grains in the range from 63 to 5000 micrometers. 15. Material nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es als Granulat von Körnungen im Bereich von 63 bis 5000 Mikrometer vorliegt.
  16. 16
    Process for producing a glassy or glass-crystalline material with rapid solubility, characterized in that a mixture consisting of (calculated in mass fractions in% and on an oxide basis) 16. Verfahren zur Herstellung eines glasigen oder glaskristallinen Materials mit schneller Löslichkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemenge, bestehend aus (in Masseanteile in % und auf Oxidbasis berechnet) 20 bis 55% CaO;5 bis 25% Na2O;0 bis 15% K2O;0 bis 15% MgO;30 bis 50% P2O5;0 bis 15% SiO2;0 bis 40% Na2SO4 und/oder K2SO4 20th up to 55% CaO;5 to 25% Na2O;0 to 15% K2O;0 to 15% MgO;30 to 50% P2O5;0 to 15% SiO2;0 to 40% Na2SO4 and / or K2SO4 at least 10 minutes at a temperature of 1200 to 15800C melts and the melt cools down. mindestens 10 Minuten bei einer Temperatur von 1200 bis 15800C schmilzt und die Schmelze abkühlt.
  17. 17
    Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge besteht aus 17th A method according to claim 16, characterized in that the mixture consists of 20-55 % CaO, vorzugsweise 21-50, insbesondere 23-50 5-25 % Na2O, vorzugsweise 5-20, insbesondere 6-20 0,1-15 % K2O, vorzugsweise 0,1-14, insbesondere 2-14 0,1-15 % MgO, vorzugsweise 0,1-12, insbesondere 0,5-10 30-50 % P2O5, vorzugsweise 32-48, insbesondere 35-48 0,1-15 % SiO2, vorzugsweise 2-15, insbesondere 3-15 0,1-35 % Na2SO4 und/oder K2SO4, vorzugsweise 0,1-20, insbesondere 0,1-15. 20-55% CaO, preferably 21-50, in particular 23-50 5-25% Na2O, preferably 5-20, in particular 6-20 0.1-15% K2O, preferably 0.1-14, in particular 2-14 0.1-15% MgO, preferably 0.1-12, in particular 0.5-10 30-50% P2O5, preferably 32-48, in particular 35-48 0.1-15% SiO2, preferably 2-15, in particular 3-15 0.1-35% Na2SO4 and / or K2SO4, preferably 0.1-20, in particular 0.1-15.
  18. 18
    Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge besteht aus 18th Method according to claim 16 or 17, characterized in that the mixture consists of 22-50% CaO;6-12% Na2O;3-14% K2O;2-8% MgO;37-43% P2O5;0,5-10% SiO2;und 0,5-20% Ma2SO4 und/oder K2SO4. 22-50% CaO;6-12% Na2O;3-14% K2O;2-8% MgO;37-43% P2O5;0.5-10% SiO2;and 0.5-20% Ma2SO4 and / or K2SO4.
  19. 19
    Verfahren nach Anspruch 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze mit einer Geschwindigkeit kleiner als ca. 35K pro Minute abkühlt, wobei das Material spontan kristallisiert. 19th Process according to Claims 16 to 18, characterized in that the melt is cooled at a rate of less than approx. 35K per minute, the material crystallizing spontaneously.
  20. 20
    Verfahren nach Anspruch 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das spontan kristallisierte Material einem üblichen Temperungsprozeß unterzogen wird im Temperaturbereich von ca. bis 1 2000C in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung, um den kristallinen Anteil noch weiter zu erhöhen, wobei die Kristallphasen des Rhenanits, Mischkristalle des Rhenanits, der Phase ,.A", Mischkristalle der Phase „A", der Phase „X" Mischkristalle der Phase „X", Glaserit und/oder kristallines Kaliumsulfat in Erscheinung treten, in der Regel jedoch der Anteil der Hauptkristallphase weiter erhöht wird. 20th Process according to Claims 16 to 19, characterized in that the spontaneously crystallized material is subjected to a customary tempering process in the temperature range from approximately to 12000C as a function of the chemical composition in order to increase the crystalline fraction even further, the crystal phases of rhenanite, mixed crystals of rhenanite, phase, .A ", mixed crystals of phase" A ", phase" X "mixed crystals of phase" X ", glaserite and / or crystalline potassium sulfate appear, but as a rule the proportion of the main crystal phase is further increased.
  21. 21
    Verfahren nach Anspruch 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze mit einer Geschwindigkeit größer etwa 5 · 102K pro Minute abkühlt und das Material infolgedessen glasig bei Raumtemperatur vorliegt. 21st Process according to Claims 16 to 18, characterized in that the melt is at a speed greater than approximately 5 · 102K cools down per minute and the material is therefore glassy at room temperature.
  22. 22
    Method according to one of claims 16 to 18, characterized in that the P2O6 in the form of H3PO4 is used. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das P2O6 in Form von H3PO4 eingesetzt wird.
  23. 23
    Method according to one or more of claims 19 to 21, characterized in that the cooled material is brought into a granulate shape by comminution and classification. 23. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das abgekühlte Material durch Zerkleinern und Klassieren in eine Granulatform gebracht wird.
  24. 24
    Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat einer Behandlung mit destilliertem Wasser über einen Zeitraum von 0,1 bis 10 Stunden bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei ca. 80 bis 1000C, ausgesetzt wird, wenn der Gehalt an Na2SO4 und/oder K2SO4 etwa gleich oder größer als 3 Masseanteile in % ΐτι Ausgangsgemenge beträgt. 24th Process according to claim 23, characterized in that the granules are treated with distilled water over a period of 0.1 to 10 hours at elevated temperature, preferably at about 80 to 1000C, is suspended when the Na2SO4 and / or K2SO4 is approximately equal to or greater than 3 parts by mass in% Ausgangsτι starting batch.
  25. 25
    Verwendung des Materials nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man es als resorbierbares Knochenersatzmaterial einsetzt. 25th Use of the material according to claims 1 to 15, characterized in that it is used as an absorbable bone substitute material.
  26. 26
    Use of the material according to claims 1 to 15, characterized in that it is used for inducing connective tissue. 26. Verwendung des Materials nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man es zur Bindegewebsinduktion einsetzt.
  27. 27
    Verwendung des Materials nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man es als Beschichtungsmaterial für Implantatformkörper für den Hartgewebeersatz, bestehend aus Metallen oder Legierungen und/oder Keramiken, vorzugsweise AI2O3-Keramiken, einsetzt. 27th Use of the material according to claims 1 to 15, characterized in that it is used as a coating material for shaped implant bodies for hard tissue replacement, consisting of metals or alloys and / or ceramics, preferably Al2O3-Ceramics, uses.
Independent claims27