Nova Patents
PL1624904T3

Inorganic resorbable bone substitute material

Abstract

The invention relates in particular to a hydroxyl apatite/silica granular material of defined morphology, a highly porous bone substitute material based on this granular material and a glass ceramic material based in turn thereon as bone substitute material which is characterized by a variable mechanical strength, and shaped bodies of this material, materials of different mechanical strength being preferably used in the shaped body. The bone substitute materials according to the invention are characterized by a high resorbability in vivo.

Term

Term ended

Projected expiry passed 24 May 2024, 2.3 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Projected expiry
  5. Today

61 claims: 16 independent, 45 dependent

  1. 1
    Patent claims Zastrzeżenia patentowe 1. Calcium phosphate based granulate, characterized in that the crystalline calcium phosphate is embedded in a silica xerogel matrix, which material is obtained by obtaining calcium phosphate in a precipitation reaction, the solution with the precipitated calcium phosphate being homogenized by stirring, a silicic acid solution is added high concentration wherein the mixture sets due to the onset of gel formation and the mixture moves into the xerogel matrix as a result of solvent removal, the calcium phosphate crystallites lying in the xerogel matrix having a size from about 10 nm to about 2000 nm and the granule grains having a size of 1 ąm up to 1000 am, and the silica fraction is in the range from 2 to 80% by weight, preferably in the range from 4 to 50% by weight based on the total weight of the granulate grains. 1. Granulat oparty na fosforanie wapnia, znamienny tym, że krystaliczny fosforan wapnia jest osadzony w krzemionkowej matrycy kserożelowej, który to materiał uzyskuje się przez otrzymywanie fosforanu wapnia w reakcji wytrącania, przy czym roztwór z wytrąconym fosforanem wapnia homogenizuje się przez mieszanie, dodaje się roztwór kwasu krzemowego o dużym stężeniu, przy czym mieszanina ulega związaniu w następstwie rozpoczynającego się tworzenia żelu i mieszaninę przemieszcza się do matrycy kserożelowej w wyniku usunięcia rozpuszczalnika, przy czym krystality fosforanu wapnia leżące w matrycy kserożelowej mają wielkość od około 10 nm do około 2000 nm i ziarna granulatu mają wielkość od 1 ąm do 1000 ąm, a udział krzemionki mieści się w zakresie od 2 do 80% wagowo, korzystnie w zakresie od 4 do 50% wagowo w odniesieniu do całkowitej masy ziaren granulatu.
  2. 8
    Granules according to claim A method as claimed in any one of claims 1 to 7, characterized in that it further comprises one or more oxides of network modifiers. 8. Granulat według zastrz. 1 do 7, znamienny tym, że obejmuje on ponadto jeden lub kilka tlenków modyfikatorów sieci.
  3. 11
    A high porous bone replacement material, characterized in that it comprises granule grains as defined in claim 1. 1 to 10, which creates a three-dimensional structure that, in addition to the pores present in the granulate grains, has pores of a size similar to the granule grain size. 11. Wysokoporowaty materiał zastępujący kość, znamienny tym, że obejmuje on ziarna granulatu jak określono w zastrz. 1 do 10, który tworzy trójwymiarową strukturę, która poza porami obecnymi w ziarnach granulatu, wykazuje pory o wielkości zbliżonej do wielkości ziaren granulatu.
  4. 18
    A bone replacement material, characterized in that it comprises a glass matrix in which crystalline calcium phosphate is embedded, which material is obtained by obtaining calcium phosphate in a precipitation reaction, whereby the solution with the precipitated calcium phosphate is homogenized by stirring, an acid solution is added high concentration silicon wherein the mixture sets due to the onset of gel formation and the mixture moves to the xerogel matrix as a result of removal of the solvent and then the xerogel matrix is ​​transformed into a glassy state using a network modifier, with crystallites ranging from 10 nm to 2000 nm silicas is in the range of 2 to 80% by weight, preferably in the range of 4 to 50% by weight based on the total weight of the bone replacement material. 18. Materiał zastępujący kość, znamienny tym, że zawiera on matrycę szklaną, w której osadzony jest krystaliczny fosforan wapnia, który to materiał uzyskuje się przez otrzymywanie fosforanu wapnia w reakcji wytrącania, przy czym roztwór z wytrąconym fosforanem wapnia homogenizuje się przez mieszanie, dodaje się roztwór kwasu krzemowego o dużym stężeniu, przy czym mieszanina ulega związaniu w następstwie rozpoczynającego się tworzenia żelu i mieszaninę przemieszcza się do matrycy kserożelowej w wyniku usunięcia rozpuszczalnika i następnie matrycę kserożelową przekształca się w stan szklisty za pomocą modyfikatora sieci, przy czym krystality mają wielkość od 10 nm do 2000 nm, a udział krzemionki mieści się w zakresie od 2 do 80% wagowo, korzystnie w zakresie od 4 do 50% wagowo w odniesieniu do całkowitej masy materiału zastępującego kość.
  5. 22
    Bone replacement material according to claim The process of any one of claims 18 to 21, characterized in that it is obtained from bone replacement material as defined in claim 1. 11 to 17, wherein the silica xerogel matrix is ​​partially or completely transformed into a glassy state, the proportion of the glassy phase in the matrix is ​​in the range from 0 to 100% by volume, preferably from 10 to 80% by volume, in particular from 60% by volume to 80 % by volume. 22. Materiał zastępujący kość według zastrz. 18 do 21, znamienny tym, że uzyskuje się go z materiału zastępującego kość jak określono w zastrz. 11 do 17, w którym krzemionkową matrycę kserożelową przekształca się częściowo lub całkowicie w stan szklisty, udział fazy szklistej w matrycy mieści się w zakresie od 0 do 100% objętościowo, korzystnie od 10 do 80% objętościowo, a zwłaszcza od 60% objętościowo do 80% objętościowo.
  6. 27
    A shaped body from bone replacement material as defined in claim 11. A method as claimed in any one of claims 11 to 17, characterized in that it comprises on at least one side a layer of bone replacement material as defined in claim 1. 18 to 24, holes present in this layer with a diameter of 0.5 to 5 mm, whose volume proportion is from 5 to 80%, relative to the total volume of the layer, and these holes in turn are filled with granules as defined in claim 1 to 10 and / or bone replacement material as defined in claim 1. 11 until 17. 27. Kształtka z materiału zastępującego kość jak określono w zastrz. 11 do 17, znamienna tym, że zawiera ona na co najmniej jednej stronie warstwę materiału zastępującego kość jak określono w zastrz. 18 do 24, otwory obecne w tej warstwie o średnicy od 0,5 do 5 mm, których udział objętościowy wynosi od 5 do 80%, w odniesieniu do całkowitej objętości warstwy i te otwory z kolei wypełnione są granulatem jak określono w zastrz. 1 do 10 i/lub materiałem zastępującym kość jak określono w zastrz. 11 do 17.
  7. 28
    The use of granules as defined in claim 1 to 10, for the production of fittings. 28. Zastosowanie granulatu jak określono w zastrz. 1 do 10, do wytwarzania kształtek.
  8. 30
    Zastosowanie granulatu jak określono w zastrz. 1 do 10, do powlekania implantów. thirty. The use of granules as defined in claim 1 to 10, for coating implants.
  9. 32
    The use of granules as defined in claim 1 to 10, for the manufacture of a medicament or medicinal product for osteoporotic bone reconstruction, to stimulate bone reconstruction in the transient range for loose metal implants, or to stimulate the treatment of paradontic defects. 32. Zastosowanie granulatu jak określono w zastrz. 1 do 10, do wytwarzania leku lub produktu leczniczego dla odbudowy osteoporotycznych kości, do stymulowania odbudowy kości w zakresie przejściowym do luźnych metalowych implantów lub do stymulowania wyleczenia defektów paradontalnych.
  10. 34
    A medicament or medicinal product, characterized in that it comprises granules as defined in claim 1. 1 to 10, which mixes with the patient's bone marrow or blood. 34. Lek lub produkt leczniczy, znamienny tym, że obejmuje on granulat jak określono w zastrz. 1 do 10, który miesza się ze szpikiem kostnym lub krwią pacjenta.
  11. 35
    The method of producing granules as defined in claim 1 to 10, characterized in that the hydroxylapatite precipitates in an aqueous solution, wherein the apatite has a Ca / P ratio of 1.50 to 1.67 due to a fixed concentration of ions in the solution, pH, homogeneity of the mixture of starting products and the temperature determined by known methods in such a way that crystallites with a size of 10 nm to 2000 nm and granules with a size of 1 μη to 1000 pm are formed, the precipitated hydroxylapatite is homogeneously deposited in a silica hydrogel without agglomerates formed in an aqueous solution, by supplying silicic acid, preferably orthosilicic acid, to the aqueous solution and adjusting the pH in the range from 2 to 8, preferably from 5 to 6.5, so that gel, the amount of silicic acid used is selected in such a way that the silica content is in the range from 2 to 80% by weight, preferably in the range from 4 to 50% by weight, based on the total mass of granulate grains formed and the resulting hydrogel is subjected to granulation followed by a drying process to form xerogel as a result of which calcium phosphate crystallites are present in the xerogel matrix. 35. Sposób wytwarzania granulatu jak określono w zastrz. 1 do 10, znamienny tym, że hydroksyloapatyt wytrąca się w roztworze wodnym, przy czym apatyt wykazuje, wskutek ustalonego stężenia jonów w roztworze, stosunek Ca/P od 1,50 do 1,67, pH, jednorodność mieszaniny wyjściowych produktów i temperaturę ustaloną za pomocą znanych sposobów w taki sposób, że powstają krystality o wielkości 10 nm do 2000 nm i ziarna granulatu o wielkości od 1 μη do 1000 pm, wytrącony hydroksyloapatyt w sposób jednorodny jest osadzony w hydrożelu krzemionkowym bez aglomeratów powstających w roztworze wodnym, przez dostarczenie kwasu krzemowego, korzystnie kwasu ortokrzemowego, do wodnego roztworu i ustalenie pH w zakresie od 2 do 8, korzystnie od 5 do 6,5 tak, że powstaje żel, ilość użytego kwasu krzemowego dobiera się w taki sposób, że udział krzemionki mieści się w zakresie od 2 do 80% wagowo, korzystnie w zakresie od 4 do 50% wagowo, w odniesieniu do całkowitej masy utworzonych ziaren granulatu i powstały hydrożel poddaje się granulacji i następnie procesowi suszenia dla utworzenia kserożelu w wyniku czego krystality fosforanu wapnia są obecne w matrycy kserożelu.
  12. 38
    The method of producing granules as defined in claim 1 to 10, characterized in that the hydroxylapatite precipitates in an aqueous solution, wherein the apatite has a Ca / P ratio of 1.50 to 1.67 due to a fixed concentration of ions in the solution, pH, homogeneity of the mixture of starting products and the temperature determined by known methods in such a way that crystallites with a size of about 10 nm to about 2000 nm and granules with a size of about 1 μη to about 1000 pm are formed, the precipitated hydroxylapatite is homogeneously deposited in a silica hydrogel without agglomerates formed in an aqueous solution, by supplying silicic acid, preferably orthosilicic acid, to the aqueous solution and adjusting the pH in the range from 2 to 8, preferably from 5 to 6.5, so that gel, the amount of silicic acid used is selected in such a way that the silica content is in the range from 2 to 80% by weight, preferably in the range from 4 to 50% by weight, based on the total weight of the granulate grains formed, spray drying is carried out prior to gel formation. 38. Sposób wytwarzania granulatu jak określono w zastrz. 1 do 10, znamienny tym, że hydroksyloapatyt wytrąca się w roztworze wodnym, przy czym apatyt wykazuje, wskutek ustalonego stężenia jonów w roztworze, stosunek Ca/P od 1,50 do 1,67, pH, jednorodność mieszaniny wyjściowych produktów i temperaturę ustaloną za pomocą znanych sposobów w taki sposób, że powstają krystality o wielkości około 10 nm do około 2000 nm i ziarna granulatu o wielkości od około 1 μη do około 1000 pm, wytrącony hydroksyloapatyt w sposób jednorodny jest osadzony w hydrożelu krzemionkowym bez aglomeratów powstających w roztworze wodnym, przez dostarczenie kwasu krzemowego, korzystnie kwasu ortokrzemowego, do wodnego roztworu i ustalenie pH w zakresie od 2 do 8, korzystnie od 5 do 6,5 tak, że powstaje żel, ilość użytego kwasu krzemowego dobiera się w taki sposób, że udział krzemionki mieści się w zakresie od 2 do 80% wagowo, korzystnie w zakresie od 4 do 50% wagowo, w odniesieniu do całkowitej masy utworzonych ziaren granulatu, przeprowadza się suszenie rozpyłowe przed utworzeniem żelu.
  13. 39
    The method of producing granules as defined in claim 1 to 10, characterized in that hydroxylapatite precipitates in an aqueous solution, with apatite exhibiting;as a result of a fixed concentration of ions in the solution;a ratio of Ca / P from 1.50 to 1.67, pH, homogeneity of the mixture of starting products and a fixed temperature by known methods in such a way that crystallites with a size of 10 nm to 2000 nm and granulate grains with a size of 1 μη to 1000 μπι are formed, the precipitated hydroxylapatite is homogeneously deposited in a silica hydrogel without agglomerates formed in an aqueous solution, by supplying silicic acid, preferably orthosilicic acid, to the aqueous solution and adjusting the pH in the range from 2 to 8, preferably from 5 to 6.5, so that gel, the amount of silicic acid used is selected in such a way that the silica content is in the range from 2 to 80% by weight, preferably in the range from 4 to 50% by weight, based on the total weight of the granulate grains formed and the resulting hydrogel is cooled to below the freezing point of the solvent and the silica / hydroxylapatite granulate is filtered off after thawing. 39. Sposób wytwarzania granulatu jak określono w zastrz. 1 do 10, znamienny tym, że hydroksyloapatyt wytrąca się w roztworze wodnym, przy czym apatyt wykazuje;, wskutek ustalonego stężenia jonów w roztworze;, stosunek Ca/P od 1,50 do 1,67, pH, jednorodność mieszaniny wyjściowych produktów i temperaturę ustaloną za pomocą znanych sposobów w taki sposób, że powstają krystality o wielkości 10 nm do 2000 nm i ziarna granulatu o wielkości od 1 μη do 1000 μπι, wytrącony hydroksyloapatyt w sposób jednorodny jest osadzony w hydrożelu krzemionkowym bez aglomeratów powstających w roztworze wodnym, przez dostarczenie kwasu krzemowego, korzystnie kwasu ortokrzemowego, do wodnego roztworu i ustalenie pH w zakresie od 2 do 8, korzystnie od 5 do 6,5 tak, że powstaje żel, ilość użytego kwasu krzemowego dobiera się w taki sposób, że udział krzemionki mieści się w zakresie od 2 do 80% wagowo, korzystnie w zakresie od 4 do 50% wagowo, w odniesieniu do całkowitej masy utworzonych ziaren granulatu i powstały hydrożel ochładza się do temperatury poniżej temperatury zamarzania rozpuszczalnika i granulat krzemionka/ hydroksyloapatyt odsącza się po rozmrożeniu.
  14. 45
    A method of producing bone replacement material as defined in claim A process as claimed in any one of claims 1 to 17, characterized in that a method as defined in claim 1 is carried out initially. 35 to 44 and the resulting granulate is mixed with water to form a thick, preferably about 100 to 300 ml of water is added to 100 g of granulate, then the pH is adjusted preferably in the range of from about 2 to about 8, particularly preferably from about 5 to 6.5 , the layer is poured into any desired form and dried, drying preferably takes place at a temperature from room temperature to 200ABOUTC, particularly preferably at a temperature between 80ABOUTC and 130ABOUTC. 45. Sposób wytwarzania materiału zastępującego kości jak określono w zastrz. 1 do 17, znamienny tym, że początkowo prowadzi się sposób jak określono w zastrz. 35 do 44 i uzyskany granulat miesza się z wodą do wytworzenia gęstwy, korzystnie około 100 do 300 ml wody dodaje się do 100 g granulatu, następnie ustala się pH korzystnie w zakresie od około 2 do około 8, szczególnie korzystnie od około 5 do 6,5, gęstwę wylewa się do dowolnej żądanej formy i suszy się, suszenie korzystnie przebiega w temperaturze od temperatury pokojowej do 200OC, szczególnie korzystnie w temperaturze pomiędzy 80OC i 130OC.
  15. 58
    The use of a high porous bone replacement material as defined in claim 11 to 17 for the manufacture of a medicament or medicinal product for filling small bone defects. 58. Zastosowanie wysokoporowatego materiału zastępującego kości jak określono w zastrz. 11 do 17 dla wytwarzania leku lub produktu leczniczego dla wypełniania małych defektów kości.
  16. 61
    A medicament or medicinal product which contains a high porous bone replacement material as defined in claim 1. 11 to 17 or bone replacement material as defined in claim 18 to 26, the pores of which are filled with bone marrow or blood of the patient being treated. 61. Lek lub produkt leczniczy, znamienny tym, że zawiera on wysokoporowaty materiał zastępujący kość jak określono w zastrz. 11 do 17 lub materiał zastępujący kość jak określono w zastrz. 18 do 26, którego pory są wypełnione szpikiem kostnym lub krwią leczonego pacjenta. Artoss GmbH Pełnomocnik:Artoss GmbH Representative: FIG. 1 FIG. 1 FIG. 2 FIG. 2 FIG. 3 FIG. 3 FIG. 4 FIG. 4 FIG. 5 FIG. 5 Granule grain size (nm) Wielkość ziarna granulatu (nm) FIG. 6 FIG. 6 FIG. 7 FIG. 7 FIG. 8 FIG. 8 FIG. 9 FIG. 9 FIG. 10 FIG. 10 FIG. 11 FIG. 11 FIG. 12 FIG. 12 FIG. 13 FIG. 13 FIG. 14 FIG. 14 FIG. 15 FIG. 15 FIG 16 FIG 16 FIG. 17 FIG. 17 FIG. 18 FIG. 18
Independent claims16