CZ20003459A3 - Biologically degradable cement with enhanced properties - Google Patents
Biologically degradable cement with enhanced properties Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20003459A3 CZ20003459A3 CZ20003459A CZ20003459A CZ20003459A3 CZ 20003459 A3 CZ20003459 A3 CZ 20003459A3 CZ 20003459 A CZ20003459 A CZ 20003459A CZ 20003459 A CZ20003459 A CZ 20003459A CZ 20003459 A3 CZ20003459 A3 CZ 20003459A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- tcp
- powder mixture
- mixture according
- phosphate
- cahpo
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 36
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 79
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 77
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 65
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 56
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 claims abstract description 56
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 13
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 27
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 22
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 9
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 claims description 8
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 claims description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 241001286462 Caio Species 0.000 claims description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 6
- FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L calcium hydrogenphosphate Chemical compound [Ca+2].OP([O-])([O-])=O FUFJGUQYACFECW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910014497 Ca10(PO4)6(OH)2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000019700 dicalcium phosphate Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 239000007943 implant Substances 0.000 claims description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 101100283604 Caenorhabditis elegans pigk-1 gene Proteins 0.000 claims 6
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims 1
- 235000019739 Dicalciumphosphate Nutrition 0.000 description 10
- NEFBYIFKOOEVPA-UHFFFAOYSA-K dicalcium phosphate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O NEFBYIFKOOEVPA-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 10
- 229910000390 dicalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 10
- 229940038472 dicalcium phosphate Drugs 0.000 description 10
- RDEIXVOBVLKYNT-VQBXQJRRSA-N (2r,3r,4r,5r)-2-[(1s,2s,3r,4s,6r)-4,6-diamino-3-[(2r,3r,6s)-3-amino-6-(1-aminoethyl)oxan-2-yl]oxy-2-hydroxycyclohexyl]oxy-5-methyl-4-(methylamino)oxane-3,5-diol;(2r,3r,4r,5r)-2-[(1s,2s,3r,4s,6r)-4,6-diamino-3-[(2r,3r,6s)-3-amino-6-(aminomethyl)oxan-2-yl]o Chemical compound OS(O)(=O)=O.O1C[C@@](O)(C)[C@H](NC)[C@@H](O)[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O[C@@H]2[C@@H](CC[C@@H](CN)O2)N)[C@@H](N)C[C@H]1N.O1C[C@@](O)(C)[C@H](NC)[C@@H](O)[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O[C@@H]2[C@@H](CC[C@H](O2)C(C)N)N)[C@@H](N)C[C@H]1N.O1[C@H](C(C)NC)CC[C@@H](N)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](NC)[C@@](C)(O)CO2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N RDEIXVOBVLKYNT-VQBXQJRRSA-N 0.000 description 8
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical group [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 8
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N Gentamicin Chemical compound O1[C@H](C(C)NC)CC[C@@H](N)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](NC)[C@@](C)(O)CO2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N 0.000 description 6
- 229930182566 Gentamicin Natural products 0.000 description 6
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 5
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229960002518 gentamicin Drugs 0.000 description 4
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical group [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VAZJLPXFVQHDFB-UHFFFAOYSA-N 1-(diaminomethylidene)-2-hexylguanidine Polymers CCCCCCN=C(N)N=C(N)N VAZJLPXFVQHDFB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000007350 Bone Morphogenetic Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010007726 Bone Morphogenetic Proteins Proteins 0.000 description 2
- 102000018233 Fibroblast Growth Factor Human genes 0.000 description 2
- 108050007372 Fibroblast Growth Factor Proteins 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 206010031252 Osteomyelitis Diseases 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L Phosphate ion(2-) Chemical compound OP([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 2
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 2
- 229940112869 bone morphogenetic protein Drugs 0.000 description 2
- 229960001139 cefazolin Drugs 0.000 description 2
- MLYYVTUWGNIJIB-BXKDBHETSA-N cefazolin Chemical compound S1C(C)=NN=C1SCC1=C(C(O)=O)N2C(=O)[C@@H](NC(=O)CN3N=NN=C3)[C@H]2SC1 MLYYVTUWGNIJIB-BXKDBHETSA-N 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 229940126864 fibroblast growth factor Drugs 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 2
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003180 prostaglandins Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 1
- GHXZTYHSJHQHIJ-UHFFFAOYSA-N Chlorhexidine Chemical compound C=1C=C(Cl)C=CC=1NC(N)=NC(N)=NCCCCCCN=C(N)N=C(N)NC1=CC=C(Cl)C=C1 GHXZTYHSJHQHIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HECLRDQVFMWTQS-UHFFFAOYSA-N Dicyclopentadiene Chemical compound C1C2C3CC=CC3C1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBOZXECLQNJBKD-ZDUSSCGKSA-N L-methotrexate Chemical compound C=1N=C2N=C(N)N=C(N)C2=NC=1CN(C)C1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 FBOZXECLQNJBKD-ZDUSSCGKSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 206010031264 Osteonecrosis Diseases 0.000 description 1
- 208000037581 Persistent Infection Diseases 0.000 description 1
- 229920002413 Polyhexanide Polymers 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- UFUVLHLTWXBHGZ-MGZQPHGTSA-N [(2r,3r,4s,5r,6r)-6-[(1s,2s)-2-chloro-1-[[(2s,4r)-1-methyl-4-propylpyrrolidine-2-carbonyl]amino]propyl]-4,5-dihydroxy-2-methylsulfanyloxan-3-yl] dihydrogen phosphate Chemical compound CN1C[C@H](CCC)C[C@H]1C(=O)N[C@H]([C@H](C)Cl)[C@@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](SC)O1 UFUVLHLTWXBHGZ-MGZQPHGTSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001251 acridines Chemical class 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 230000000735 allogeneic effect Effects 0.000 description 1
- 229940126575 aminoglycoside Drugs 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 1
- 239000012062 aqueous buffer Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003462 bioceramic Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002639 bone cement Substances 0.000 description 1
- 239000000316 bone substitute Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 1
- 229960003260 chlorhexidine Drugs 0.000 description 1
- 229960002291 clindamycin phosphate Drugs 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229940127089 cytotoxic agent Drugs 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- CGMRCMMOCQYHAD-UHFFFAOYSA-J dicalcium hydroxide phosphate Chemical compound [OH-].[Ca++].[Ca++].[O-]P([O-])([O-])=O CGMRCMMOCQYHAD-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-M hexadecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229960000485 methotrexate Drugs 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000000963 osteoblast Anatomy 0.000 description 1
- 229940094443 oxytocics prostaglandins Drugs 0.000 description 1
- 239000006072 paste Substances 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 239000002831 pharmacologic agent Substances 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 1
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 1
- 229940093158 polyhexanide Drugs 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002271 resection Methods 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 210000001685 thyroid gland Anatomy 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000008467 tissue growth Effects 0.000 description 1
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
Biologicky odbouratelné cementy zvláště směsi prášků kalciumfosfátu s různým stechiometrickým složením se zlepšenými vlastnostmi. Všechny směsi obsahují trikalciumfosfát (TCP) a alespoň jednu další jinou fosfát obsahující anorganickou sloučeninu odlišného složení, přičemž má podíl TCP dobře definovaný obor rozdělení velikosti částicBiodegradable cements especially mixtures of powders calcium phosphate with different stoichiometric composition improved properties. All mixtures contain tricalcium phosphate (TCP) and at least one other other phosphate containing an inorganic compound of different composition, while the TCP share has a well-defined division particle size
Description
Biologicky odbouratelný cement se zlepšenými vlastnostmiBiodegradable cement with improved properties
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká biologicky odbouráte1ných kalciumfosfátových cementů, zvláště směsí prášků obsahujících kalciumfosfát různého stechiometrického složení majících 2lepšené vlastnosti. Směsi podle vynálezu obsahují vždy trikalciumfosfát (TCP) a jednu nebo několik jiných anorganických, fosfát obsahuj ících sloučenin odlišného složení, přičemž trikalciumfosfát (TCP) je obsažen v dobře definovaném oboru velikosti částic.The invention relates to biodegradable calcium phosphate cements, in particular mixtures of powders containing calcium phosphate of different stoichiometric compositions having improved properties. The compositions of the invention each contain tricalcium phosphate (TCP) and one or more other inorganic, phosphate-containing compounds of different compositions, wherein tricalcium phosphate (TCP) is comprised in a well defined particle size range.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Přírodně se vyskytující kostní hmota sestává z kalciumfosfátu majícího hydroxy1apatitovou strukturu. Avšak složení kostních minerálů neodpovídá ideálnímu stechiometrickému složení krystalického hydroxyIapati tu (Caio(PO4)6(OH)2) , nýbrž zpravidla má nestechiometrické složení, způsobené začleněním jiných aniontů, jako jsou karbonát nebo hydrogenfosfát místo ortofosfátu, avšak také jiných kationtů, jako jsou sodík, draslík nebo hořčík místo vápníku.The naturally occurring bone mass consists of calcium phosphate having a hydroxyapatite structure. However, the composition of bone minerals does not correspond to the ideal stoichiometric composition of crystalline hydroxyapatite (Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2), but generally has a non-stoichiometric composition due to the inclusion of other anions such as carbonate or hydrogenphosphate instead of orthophosphate but also other cations such as sodium , potassium or magnesium instead of calcium.
Biologicky odbouratelné kalciumfosfátové cementy (CaP) se těší stále vzrůstajícímu zájmu v tramatologii a v ortopedii pro omezenou dostupnost autogenní kosti a pro biologické problémy s allogenni kostí. Nevýhodou mnoha dostupných kostních náhrad na bázi vápníku a fosforu je skutečnost, že v podstatě jsou biologicky neodbourate1né.Biodegradable calcium phosphate cements (CaP) have an increasing interest in tramatology and orthopedics for the limited availability of autogenous bone and for biological problems with allogeneic bone. A drawback of many available calcium and phosphorus based bone substitutes is that they are essentially non-biodegradable.
Pro mnoho let bylo možné připravovat syntetický kostní materiál na bázi kalciumfosfátových sloučenin podobných hydroxylapatitu, který je pro svoji kvalitativní a stukturální po• · ·· ·· • · · · · • ·· · · · · · • · ··· · · · · · • · · · · · · • · · · · · · · ~ 2For many years it has been possible to prepare a synthetic bone material based on hydroxyphosphate-like calcium phosphate compounds which, for its qualitative and structural properties, is capable of producing a bone material. · 2 · 2 · 2 · 2
dobu velmi podobný přírodní kosti. Tak je možné předcházet známým nevýhodám, ke kterým dochází při získání přírodní autogenní nebo heterogenní kosti. Kromě toho je výhodou těchto materiálů že odolávají mechanickému zatížení ve skutečnosti stejně dobře jako přirozené kosti, takže se jich může používat v případě větších kostních defektů nebo kostních zlomenin.time very similar to natural bones. Thus, the known disadvantages that occur in obtaining natural autogenous or heterogeneous bone can be avoided. Furthermore, the advantage of these materials is that they withstand mechanical stress in fact as well as natural bones, so that they can be used in the case of larger bone defects or bone fractures.
Hlavními složkami těchto materiálů jsou například trikalciumfosfát (TCP), dikalciumfosfát (DCP) a tetrakalciumfosfát (TTCP), které v přítomnosti vody reagují za získání hydroxylapatitu, což je konečný produkt reakce vytváření cementu. Jelikož se hydroxy1apatit tímto způsobem vytvořil ve vodném prostředí, podobá se biologickým apatitům mnohem více než hydroxy lapat i t, který se produkuje za vysokých teplot. Takové cementy jsou proto osteotransduktivní a jsou proto velmi vhodné pro opravu a rekonstrukci kostí. Rychle se začleňují do kostních struktur a pak se převádějí do nové kostní tkáně celulární aktivitou osteoblastů.The major components of these materials are, for example, tricalcium phosphate (TCP), dicalcium phosphate (DCP) and tetrakalcium phosphate (TTCP), which in the presence of water react to obtain hydroxylapatite, which is the final product of the cementing reaction. Since hydroxyapatite is formed in this way in an aqueous environment, it resembles biological apatites much more than hydroxyapatite produced at high temperatures. Such cements are therefore osteotransductive and are therefore very suitable for bone repair and reconstruction. They rapidly integrate into bone structures and then translate into new bone tissue by the cellular activity of osteoblasts.
V závislosti na podmínkách mohou být následující pevné látky v systémuDepending on the conditions, the following solids may be in the system
Ca(OH)z - H3PO4 - HzOCa (OH) 2 - H 3 PO 4 - H 2 O
Takové cementy jsou popsány například v patentových spisechSuch cements are described, for example, in patents
• · • · · · 99
Ze známého stavu techniky je znám dále cement sestávající z cf-TCP a z (3-TCP a z malého množství, sloužícího jako krystalizační jádro, vysráženého hydroxylapati tu (PHA), jehož chování při tuhnutí se zkoumalo (Jansen a kol., J. Mat. Sc. : Mat, Med. 6, str. 653 až 657, 1995), Obecná reakce a-TCP s vodou je následuj ící:Furthermore, a prior art cement comprising cf-TCP and (3-TCP and a small amount serving as a crystallization core, precipitated hydroxylapatite (PHA), whose solidification behavior has been investigated) is known (Jansen et al., J. Mat. Sc.: Mat, Med. 6: 653-657 (1995). The general reaction of α-TCP with water is as follows:
3a-Ca3(PO4)2 + H20 -> Ca9 (HPO4) (P04) s0H a reakce s dikalciumfosfátern je následující:3a-Ca 3 (PO 4) 2 + H 2 0 -> Ca 9 (HPO 4) (P0 4), and the reaction with 0H dikalciumfosfátern is as follows:
2CaHPO4 + 2a-Ca3(PO4)2 + 5 H20 —» Ca8 (HPO4) 2 (P04) 4 · 5H2O.2CaHPO 4 + 2a-Ca 3 (PO 4 ) 2 + 5 H 2 0-> Ca 8 (HPO 4 ) 2 (PO 4 ) 4 · 5H 2 O.
Ke tvrdnutí počáteční pastovité směsi dochází prolínáním hydroxylapatitových krystalů s deficitem vápníku vysrážených v průběhu tuhnut ί,The hardening of the initial pasty mixture is achieved by the blending of calcium-deficient hydroxylapatite crystals precipitated during solidification ί,
Vlastností známých hydroxy1apatitových nebo kalciumfosfátových cementů, zvláště jejích fyziologická přijatelnost, vyžadovaná biologická absorbovate1nost a schopnost nahraditelnosti nově generovanou přírodní kostní tkání nebo stimulace jejího růstu a některé fyzikální vlastnosti, jako jsou například pevnost v tlaku a doba tvrdnutí, závisí na více nebo méně výrazné krystal ini tě, na velikosti částic a na porozitě, kterých se může dosáhnout v průběhu přípravy.The properties of the known hydroxyapatite or calcium phosphate cements, especially their physiological acceptability, the required bioabsorbability and the ability to replace or regenerate newly generated natural bone tissue, and some physical properties, such as compressive strength and hardening time, depend on more or less pronounced crystal ini the particle size and porosity that can be achieved during preparation.
Proto se získají různé biocementy například přidáním monohydrogenkalciumfosfátu nebo kalciumkarbonátu nebo monohydrogenkalciumfosfátu spolu s kalciumkarbonátem do směsi oc-TCP a (3-TCP (Khairoun a kol., Biomaterials, 10, str. 1535 až 1539, 1997). Pevnost v tlaku určitých komposic, které se získají po ztvrdnutí, je v oboru 30 MPa a tedy v oboru trabekulárni lidské kosti (Driessens a kol., Bioceramics 10, str. 279 až 282, 1997) avšak dosažení těchto vysokých hodnot pevnosti v tlaku trvá 15 až 30 hodin na vzdory použití běžných urychlovačů tvrdnutí, což je však příliš dlouhá doba pro použití v trauma• · φφ φφ φ φ φ φ φφ φφTherefore, various biocements are obtained, for example, by adding monohydrogen calcium phosphate or calcium carbonate or monohydrogen calcium phosphate together with calcium carbonate to a mixture of α-TCP and (3-TCP (Khairoun et al., Biomaterials, 10, 1535-1539, 1997)). which are obtained after curing is in the 30 MPa range and thus in the trabecular human bone field (Driessens et al., Bioceramics 10, 279-282, 1997) but achieving these high compressive strength values takes 15 to 30 hours in spite of use of common hardening accelerators, which is too long for use in trauma • · φφ φφ φ φ φ φ φφ φφ
- ζΐ *- · · · φφφ • φφ φφφ φφφφ φ φ tologii a v ortopedii pro účely časné stability a zatížitelnosti. V těchto případech se směs οί,β-TCP spolu mele až do chvíle, kdy 60 až 70 % prášku má velikost částic menší než 8 ym a zbytek částic má velikost menší než přibližně 35 ym.- ζΐ - - ologii φ φ ologii ologii ologii ologii ologii ologii ologii ologii ologii ologii ologii ologii in orthology and orthopedics for early stability and loading. In these cases, the οί, β-TCP mixture is ground together until 60 to 70% of the powder has a particle size of less than 8 µm and the rest of the particles have a size of less than about 35 µm.
Proto je předmětem stálého zájmu vyvinout kostní cementy, které by měly různé vlastnosti splňujícící různé požadavky. Vynáles se týká takových cementů, které mají zvláštní vlastnosti. Problém, který vynález řeší, je zvláště, zda lze získat nové cementy se zlepšenými vlastnostmi obměnou mletí částic směsí TCP spolu s příměsemi jiných anorganických sloučenin fosforu.It is therefore of constant interest to develop bone cements that have different properties to meet different requirements. The invention relates to such cements having special properties. In particular, the problem solved by the invention is whether new cements with improved properties can be obtained by varying the grinding of the particles of the TCP mixture together with the admixtures of other inorganic phosphorus compounds.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Směs prášků vhodných pro přípravu absorbovate1ných kalciumfosfátových cementů obsahujících trikalciusifosfát (TCP) a alespoň jednu další jinou fosfát obsahující anorganickou sloučeninu. spočívá podle vynálezu v tom, že částice trikalcíumfosfátu mají následující rozdělení velikosti částic až 90 %· 0,1 až 40 pm až 70 %· 40 až 300 ym.A blend of powders suitable for the preparation of absorbable calcium phosphate cements containing tricalcium phosphate (TCP) and at least one other other phosphate containing an inorganic compound. according to the invention, the tricalcium phosphate particles have the following particle size distribution up to 90% · 0.1 to 40 µm to 70% · 40 to 300 µm.
To tedy znamená, že podstatou vynálezu je požadavek, aby určitý podíl jemných částic (o velikosti přibližně 1 až 40 ym) a velmi jemných částic (o velikosti 0, 1 až 1 ym) byl obsažen na určitý podíl hrubých částic (40 až 300 ym)This means that the essence of the invention is that a certain proportion of fine particles (about 1 to 40 µm) and very fine particles (about 0.1 to 1 µm) be included for a certain proportion of coarse particles (40 to 300 µm) )
Směs podle vynálezu musí vždy obsahovat trikalciumfosfát (TCP). Trikalciumfosfát je obsažen hlavně ve dvou krystalických modifikacích, a a β. Podle vynálezu směs obsahuje oe-TCP s možnou příměsí až 60 % β-TCP. Vynález se týká směsi, ve které je hmotnostně 40 až 100 % trikalciumfosfátu obsaženo v aformě (oe-TCP) a 0 až 60 % trikalciumfosfátu je obsaženo v βformě (β-TCP). Zkratkou TCP se vždy míní směs a- a β-TCP.The composition of the invention must always contain tricalcium phosphate (TCP). Tricalcium phosphate is mainly found in two crystalline modifications, a and β. According to the invention, the mixture comprises oe-TCP with a possible admixture of up to 60% β-TCP. The invention relates to a composition in which 40 to 100% by weight of tricalcium phosphate is present in the form (β-TCP) and 0 to 60% of tricalcium phosphate is present in the β form (β-TCP). TCP stands for a- and β-TCP mixture.
9β9β
Podle vynálezu má zvláště 30 aě 70 % částic TCP velikost ^ýká směsí, ve kterých má 10 až až 100 um. Obzvláště výhodnými mají následující rozdělení velikosti TCPIn particular, according to the invention, 30 to 70% of the TCP particles have a particle size of 10 to 100 µm. The following TCP size distributions are particularly preferred
velikosti částic má výhodný vliv, avšak také ve směsi také význam velikost a vlastnosti zbylých fosfát obsahujících sloučenin. Podle vynálezu má mít alespoň 50 % těchto ne-TCP částic velikost 10 až 100 pra. Obecně mají být tyto částice mlety tak, aby nebyly ani příliš jemné ani příliš hrubé. Podíl těchto neTCP sloučenin ve směsi podle vynálezu je 1 až 85 %, zvláště 5 až 60 Jí.The particle size has a beneficial effect, but also in the mixture also the importance of the size and properties of the remaining phosphate-containing compounds. According to the invention, at least 50% of these non-TCP particles should be 10 to 100 parts in size. Generally, these particles should be ground so that they are neither too fine nor too coarse. The proportion of these nonTCP compounds in the composition according to the invention is 1 to 85%, in particular 5 to 60%.
Vhodné sloučeniny, které se mohou místit s TCP, jsou obecně všechny anorganické sloučeniny, které obsahují vápník a fosfát. Zvláště vhodné takové sloučeniny jsou uvedeny v evropském patentovém spise číslo EP 543765. Výhodné jsou sloučeniny volené ze souboru zahrnujícíhoSuitable compounds that can be located with TCP are generally all inorganic compounds that contain calcium and phosphate. Particularly suitable such compounds are disclosed in EP 543765. Preferred are compounds selected from the group consisting of:
Ca(H2P04>.HaO, CaHP04, CaHP04.2H30, Cas(HP04)2(P04)4.5H30,Ca (H 2 PO 4> .HaO, CaHPO 4 , CaHPO 4 .2H 3 0, Cas (HPO 4 ) 2 (PO 4 ) 4 .5H 3 0,
Cag(HP04)(P04)sOH, Caio( P04) 6 ( OH) 2 , uhličitan obsahující apatit, CaC03, Ca(0H)s, MgHP04.3H20, Mg3(P04)2, CaNaP04,Cag (HP0 4) (P0 4) SOH Caio (P0 4) 6 (OH) 2, containing a carbonate apatite, CaC0 3, Ca (0H) s, MgHP0 .3H20 4, Mg 3 (P0 4) 2, 4 CaNaP0 ,
CaiiNa(P04)2 , CaKP04, Ca2P04Cl, Ca3NaK(P04)2, Caio(P04)6C13, ZnHP04.4Hs0 a Zn3(P04)2 a zvláště ze souboru zahrnujícíhoCaiiNa (P0 4) 2, CaKP0 4 Ca2P0 4 Cl, Ca NaK 3 (P0 4) 2, Ca (P0 4) 6 C1 3, 4 ZnHP0 .4Hs0 and Zn 3 (P0 4) 2 and in particular from the group consisting of
Cas(HP04)3(P04)4.5H30, Caio(P04)&(OH)z, CaHP04 a CaC03.Cas (HPO 4 ) 3 (PO 4 ) 4 .5H 3 0, Ca 10 (PO 4 ) & (OH) 2, CaHPO 4 and CaCO 3 .
Zvláště vhodné jsou směsi následujícího hmotnostního slo-Particularly suitable are mixtures of the following composition by weight:
• · ·• · ·
Směsi podle vynálezu mohou popřípadě obsahovat přídavně urychlovače tvrdnutí. Vhodným urychlovačem tvrdnutí je dinatriumhydrogenfosfát.The compositions according to the invention may optionally contain additional hardening accelerators. A suitable curing accelerator is disodium hydrogen phosphate.
Zjistilo se také, že obzvláště výhodné jsou trikalciumfosfát obsahující biocementy podle vynálezu, pokud hmotnostní obsah hořčíku a sodíku ve výchozích sloučeninách není vyšší než 0,13 % hořčíku a O,2 % sodíku.It has also been found that the biocement-containing tricalcium phosphate according to the invention is particularly advantageous when the weight content of magnesium and sodium in the starting compounds is not higher than 0.13% magnesium and 0.2% sodium.
Implantace biomateriálů do lidského a zvířecího těla je spojena s nebezpečím, že se na těchto neživých materiálech namnoží choroboplodné zárodky, protože tyto materiály zpočátku nemají cévní zásobení, a proto nemohou být chráněny imunitním systémem. Je proto žádoucí přidávat antibiotika, například z aminoglykosidů, jako jsou gentamicin nebo cefazolin, clindalaycinpalmi tát a zvláště clindamycinfosfát nebo desinfekčně účinné látky do biomateriálů pro jejich vlastní dočasnou ochranu před namnožením choroboplodných zárodků během implantace. Je však nutno uvážit, že antibiotika a/nebo desinfekčně účinné látky se nejen začleňují do cementů, nýbrž se z nich také vyluhují. Antibiotika a/nebo desinfekčně účinné látky nesmí nepříznivě ovlivňovat mechanické nebo zpracovatelské vlastnosti ·· » · · 4 • · « • · · · 99The implantation of biomaterials into the human and animal body is associated with the risk that germs will multiply on these inanimate materials because these materials initially do not have a vascular supply and therefore cannot be protected by the immune system. It is therefore desirable to add antibiotics, for example from aminoglycosides such as gentamicin or cefazoline, clindalaycin palmitate, and in particular clindamycin phosphate or disinfectants, to the biomaterials for their own temporary protection against germs during implantation. However, it should be considered that antibiotics and / or disinfectants are not only incorporated into cements, but also leached out of them. Antibiotics and / or disinfectants must not adversely affect mechanical or processing properties.
9999
9 9 99 9 9
9 9 · • · ··· • · ·9 9 · · · ···
9999
99 • · · * • 9 9 999 9 9 9
9 9 9 99
9 9 9 ·9 cementů, například dobu tvrdnutí, v souhlase se záměrným použitím. Vhodnými desinfekčně účinnými látkami jsou akridiny, zvláště biguanidiny, jako jsou například chlorhexidin a naproti tomu je zvláště výhodné polyhexanidum (LavaseptR). Kromě toho vmíšení antibiotika a/nebo desinfekčně účinné látky do absorpce schopných kalciumfosfátových cementů a postupné vyluhování antibiotika a/nebo desinfekčně účinné látky z absorpce schopných kalciumfosfátových cementů umožňuje po chirurgickém odstranění cizích těles a neživé tkáně z rány implantaci do oblastí ohrožených infekcí. Kromě toho se usnadňuje ošetřování osteomye1 itidy, které se vyznačuje chronickou infekcí a osteonekrózou, jelikož je možné léčit osteomye1 itidu jedninou operací .9 9 9 · 9 cements, eg curing time, in accordance with intended use. Suitable disinfectants are acridines, in particular biguanidines, such as chlorhexidine, and polyhexanide (Lavasept R ) is particularly preferred. In addition, incorporation of the antibiotic and / or disinfectant into the absorption-capable calcium phosphate cements and the gradual leaching of the antibiotic and / or disinfectant from the absorption-capable calcium phosphate cements allows implantation into areas at risk of infection after surgical removal of foreign bodies and inanimate tissue from the wound. In addition, osteomyelitis treatment, characterized by chronic infection and osteonecrosis, is facilitated since osteomyelitis can be treated in a single operation.
Kromě toho je žádoucí mísit s absorpce schopnými cementy další farmaceuticky účinné látky, které mají velmi široký obor působení, například zvyšují celulární aktivitu kosti obklopující cement k dosažení zvýšené absorpce cementu a jeho náhrady endogenní kostí nebo vytvořením kompozitu endogenní kosti a neabsorbovaného podílu cementu nebo aktivních složek ve smyslu chemoterapie, která předchází uvolňování stabilizační cementové výplně po resekci nádoru nádorovými uňkami zbyým i v oko1 i.In addition, it is desirable to mix other pharmaceutically active substances having a very broad field of action with the absorption-capable cements, for example increasing the cellular activity of the bone surrounding the cement to achieve increased absorption of cement and its replacement by endogenous bones. in the sense of chemotherapy, which prevents the release of the stabilizing cement filler after tumor resection by tumor leakage left in the eye1.
Jakožto příklady takových výhodných účinných látek se uvádějí růstové faktory, jako jsou FGF (fibroblastový růstový faktor), BMP (kostní morfogenetický protein) nebo TGF-β (tkáňový růstový faktor) nebo jiné účinné složky, jako jsou prostaglandiny nebo látky, které ovlivňují prostaglandinový metabolismus, účinné látky, které vzájemně působí s metabolismem štítných žláz nebo pithyroidních žláz nebo dokonce chemoterapeutika, jako je například methotrexát. Nyní se zjistilo, že přimíchávání takových látek vede k odpovídajícím ztvrdnutým biocementům pro jejich strukturu, která je schopná uvolňovat tyto účinné látky do okolí v průběhu krátké doby nebo několikaExamples of such preferred active ingredients are growth factors such as FGF (fibroblast growth factor), BMP (bone morphogenetic protein) or TGF-β (tissue growth factor) or other active ingredients such as prostaglandins or agents that affect prostaglandin metabolism , active substances that interact with the metabolism of the thyroid or pithyroid glands, or even chemotherapeutic agents such as methotrexate. It has now been found that the admixture of such substances leads to corresponding hardened biocements for their structure which is capable of releasing these active substances into the environment within a short time or several
• φ φ• φ φ
« Φ φ» • · * · • · φ φφφ φφ φφ φ φ φ φ φ φ · φ φ φ φ · φ φ φ · φφ φφ dní po implantaci.Φ Φ »· dní dní dní dní dní dní φ φ · · · · φ · · · · · · dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní dní
Vynález se proto také týká směsí, které přídavně obsahují jednu nebo několik farmaceuticky účinných látek nebo jednu nebo několik desinfekčních látek.The invention therefore also relates to compositions which additionally contain one or more pharmaceutically active substances or one or more disinfectants.
Pro implantaci nebo injektování musejí být směsi podle vynálezu smíseny s vodnou kapalinou tak, aby tuhnutí nebo vytváření apatitových struktur nebo materiálů podobných apatitu probíhalo podle rovnice uvedené v úvodu. Výsledkem je, že výhodných vlastností se dosahuje po smísení práškové směsi s vodnou kapalinou. Získaná pasta po smísení pevné a tekuté fáze má v závislosti na teplotě, některé zpracovatelské možnosti, jako je modelování a vhodnost k injektování v určitých čsových intervalech. Vhodnými vodnými kapalinami jsou například roztok fyziologické solanky, tělní kapaliny, jako je krev nebo sérum, nebo vodné pufry. V zásadě mohou být složky, jako farmakologicky účinné přísady nebo urychlovače tvrdnutí směšovány nejenom s práškem TCP, ale také přidávány jako vodný roztok do míchaného biocementu. Produkt má pak formu krémové suspenze nebo pasty, která se dá snadno vpravit do míst určení nebo do vadných kostních struktur.For implantation or injection, the compositions of the invention must be mixed with an aqueous liquid such that the solidification or formation of apatite structures or apatite-like materials proceed according to the equation set forth in the introduction. As a result, advantageous properties are obtained by mixing the powder mixture with an aqueous liquid. The paste obtained after mixing the solid and liquid phases has, depending on the temperature, some processing possibilities such as modeling and the suitability for injection at certain time intervals. Suitable aqueous liquids are, for example, physiological saline solution, body fluids such as blood or serum, or aqueous buffers. In principle, components such as pharmacologically active ingredients or curing accelerators can be mixed not only with TCP powder, but also added as an aqueous solution to the blended biocement. The product then takes the form of a creamy suspension or paste which can be easily incorporated into the destination or into defective bone structures.
Vynález se tedy týká také odpovídající směsi, pasty nebo suspenze a jejího použití pro výrobu biologicky odbouráte 1ných implantovatelných syntetických kostních materiálů.The invention therefore also relates to a corresponding composition, paste or suspension and its use for the production of biodegradable implantable synthetic bone materials.
Míchané a tuhnoucí směsi podle vynálezu se rozlišují zejména podle požadované pevnosti v tlaku 30 MPa nebo více, které se dosahuje v závislosti na složení směsi podle vynálezu po pouze velmi krátkých dobách tvrdnutí 2 až 10 s výhodou 3 až 6 hodin, zatímco podle dosavadního stavu techniky jsou v případě směsí majících mírně změněné složení, zpravidla doby tvrdnutí 15 až 30 hodin a pevnost je pouze mírně nad 30 MPa. Při těchto dlouhých dobách tvrdnutí je možno dosáhnout v příφφ φ φ • φ φφφ φ •The mixed and solidifying compositions according to the invention are distinguished in particular according to the required compressive strength of 30 MPa or more, which is achieved depending on the composition of the composition according to the invention after only very short curing times of 2 to 10, preferably 3 to 6 hours. in the case of mixtures having a slightly changed composition, as a rule, the curing times are 15 to 30 hours and the strength is only slightly above 30 MPa. With these long curing times, it is possible to achieve at φ φ • φ φφφ φ •
φφ *0 φ* «φ • · * ♦ ♦ φ · φ * · φ φφφ φφφφ «· ♦ * φφ »* φ φ φ φ φ φ φ « φ φ φ φ φ φ φ φ φ · «φ pádě směsí podle vynálezu pevností v tlaku 40 až 50 MPa.φ * 0 «p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p p The invention has a compressive strength of 40 to 50 MPa.
Vynález blíže objasňují, nijak však neomezují, následující příklady praktického provedení a připojené obrázky.The invention is illustrated, but not limited, by the following examples and the accompanying drawings.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Obr.l: Výluh antibiotika z biocementu DFig. 1: Antibiotic extract from biocement D
Šarže:Batch:
I. 1 g cementu + 0,7 ml Refobacinu 120: 0,7 g/20 ml pufru (= 20 mg)I. 1 g cement + 0.7 ml Refobacin 120: 0.7 g / 20 ml buffer (= 20 mg)
II. 1 ml Med. 5-agar + 0,7 ml Refobacinu 120/20 ml pufruII. 1 ml Med. 5-agar + 0.7 ml Refobacin 120/20 ml buffer
III. 1 g cementu + 0,7 ml cefazolinu 60 mg/ml, 1,04/20 ml pufru (= 25,7 mg)III. 1 g cement + 0.7 ml cefazoline 60 mg / ml, 1.04 / 20 ml buffer (= 25.7 mg)
IV. 1 g cementu + 0,7 ml netiImycinu 60 mg/ml, 1,15 g/20 ml pufru <= 28,4 mg)IV. 1 g cement + 0,7 ml netiymycin 60 mg / ml, 1,15 g / 20 ml buffer <= 28,4 mg)
V. 1 g cementu + 0,7 ml clindaraycinfosfátu 60 mg/ml,V. 1 g cement + 0,7 ml clindaraycin phosphate 60 mg / ml,
0,99 g/20 ml pufru (= 24,5 mg)0.99 g / 20 ml buffer (= 24.5 mg)
Výluh v 1/15 M fosfátovém purfu, pH 7,4, 37 CLeach in 1/15 M phosphate buffer, pH 7,4, 37 ° C
Označení [sic] I až V odpovídá identickému označení křivek na obr.The designation [sic] I to V corresponds to the identical designation of the curves in FIG.
Na obr. 1 je na ose x čas (v hodinách) a na ose y koncentrace v (jug/ ml).In Fig. 1, the x-axis shows the time (in hours) and the y-axis the concentration in (µg / ml).
Obr. 2= Uvolňování gentamicinu z cementu Η, B, F a D (v ug)Giant. 2 = Release of gentamicin from cement Η, B, F and D (in µg)
Na ose x je čas (ve dnech) a na ose y uvolnění (v yg).The x-axis shows the time (in days) and the y-axis shows the release (in yg).
Čísla směsí v následující tabulce odpovídají identicky označeným křivkám.The mixture numbers in the following table correspond to the identically marked curves.
• · •· ·· ·· ·· ·· ·· · · · · · · ·· · ·· · · · · · · * · 9• 9 • 9 • 9 • 9
9 999 999999 99 · • ·· · · · ····9,999 999,999 99 · • ·· · · ····
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Příklad 1 oExample 1 o
Připraví se ct-TCP kalcinací při teplotě 1350 C po dobu 4 hodiny a následným ochlazením na vzduchu místnosti 2 molární směsi 2 ·· 1 ka1ciumhydrogenfosfátu a uhličitanu vápenatého. Získaný reakční produkt obsahuje méně než 10 % β-TCP.They are prepared by ct-TCP calcination at 1350 ° C for 4 hours followed by cooling in room air with 2 molar mixtures of 2 · 1 calcium hydrogen phosphate and calcium carbonate. The reaction product obtained contains less than 10% β-TCP.
ce-TCP se rozemele, prošije a smísí se tak, še přibližně 50 % částic má velikost 0,1 aš 7 ym, přibližně 25 % částic má velikost 7 až 25 jum a dalších 25 % částic má velikost 25 aš S0 jum. OCP se připraví způsobem, který popsal LeGeros (Calcif. Tiss. Int. 37, str. 194 aš 197, 1985).The .alpha.-TCP is ground, sieved, and mixed so that about 50% of the particles have a particle size of 0.1 to 7 µm, about 25% of the particles have a size of 7 to 25 µm, and another 25% of the particles have a size of 25 to 50 µm. OCPs were prepared as described by LeGeros (Calcif. Tiss. Int. 37: 194-197 (1985)).
Příkladně se uvádějí vlastnosti následujících cementových směsí, přičemž značky mají následující význam1 By way of example, the properties of the following cementitious compositions are given, the marks having the following meaning :
teplotě 37 ±1 C způsobem podle normy ASTM pomocí jehlic Gilmoore.temperature of 37 ± 1 C by the ASTM method using Gilmoore needles.
Pevnost v tlaku se zjišťuje strojem ke zkoušení materiálu Lloyd typu LR50K po ponoření do Ringerova roztoku na dobu 1, 2, 4, 18 a 65 hodin. Reakční produkt se určuje rentgenovou difrakcí.Compressive strength is determined by a Lloyd LR50K type machine after immersion in Ringer's solution for 1, 2, 4, 18 and 65 hours. The reaction product is determined by X-ray diffraction.
K. přípravě bio-cementů F, F-OCP, D a D-OCP, jejichž společným znakem je přimíšení DCP, je obzvlášť výhodným DCP, jehož poměr Ca/P je větší než 1,45.K. The preparation of F, F-OCP, D and D-OCP bio-cements, whose common feature is the admixture of DCP, is a particularly preferred DCP whose Ca / P ratio is greater than 1.45.
• ·• ·
Příklad 2Example 2
Do lískaných cementů se přimísí antibiot ika/desinfekčně účinná látka v tekutém a v pevném skupenství a určí se uvolňovací chování. Použitým elučním roztokem je fosfátový pufr pod9 le Sorensena, s hodnotou pH 7,4 při teplotě 37 C.Antibiotic / disinfectant active in liquid and solid form are admixed to the cured cements and the release behavior is determined. The elution solution used is a phosphate buffer according to Sorensen, having a pH of 7.4 at 37 ° C.
Vlastnosti při tvrdnutí směsí cementů s antibiotiky/desinfekčně účinnými látkami se zjišťují způsobem podle norem ASTM.Curing properties of cement mixtures with antibiotics / disinfectants are determined according to ASTM standards.
Z rentgenových difraktografických měření vyplývá, še kal ciumhydrogenfosfát v cementech F-OCP a D-OCP nereaguje a přes přidání OCP jako krysta1 izačni ho jádra, vytváří hydroxy1apatit s deficitem vápníku.X-ray diffractographic measurements indicate that the calcium hydrogen phosphate in cements F-OCP and D-OCP does not react and, despite the addition of OCP as the crystallization nucleus, produces calcium-deficient hydroxyapatite.
□ o□ o
Doby tvrdnutí (min) jako ti a tf při teplotách 20 C a 37 C (směrodatná odchylka)Cure times (min) such as ti and tf at 20 C and 37 C (standard deviation)
• · • · · · · ·· · · * · · • · · · · · · · ·· · ·· ··· ···«·· · · · • · · · · · · · · · • · · · ·· ·· · · ·· · ·· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
Pevnost v tlaku po 1, 2, 4, 18 a 65 hodináchCompressive strength after 1, 2, 4, 18 and 65 hours
cť-TCP (s 10% obsahem ρ-TCP) . Posun kinetiky tvrdnutí ke kratším dobám je obzvláště výrazný při nízké teplotě, zatímco při teplotě těla je účinek jen velmi slabý. To je zejména výhodné pro zpracovatelské vlastnosti získaného cementu, jelikož je zaručena dostatečně dlouhá zpracovate1 ská doba při teplotě místnosti, zatímco tvrdnutí při teplotě těla není příliš krátké, takže zavedený cement může být ještě modelován. Příkladné údaje pevnosti v tlaku biocementů ukazují, že konečné pevnosti je obecně dosaženo po 6 hodinách, a že biocementy t> a D-OCP dosahují pevnosti až 50 MPa.α-TCP (with 10% ρ-TCP content). The shift in curing kinetics to shorter times is particularly pronounced at low temperature, while at body temperature the effect is only very weak. This is particularly advantageous for the processing properties of the cement obtained, since a sufficiently long processing time at room temperature is guaranteed, while curing at body temperature is not too short, so that the cement introduced can still be modeled. Exemplary compressive strength data of biocement show that the final strength is generally reached after 6 hours, and that the biocement t> and D-OCP achieve a strength of up to 50 MPa.
Příklad 3Example 3
V tomto příkladě je ukázáno, že se dosahuje dalšího cíle vynálezu, jmenovitě míšení a progresivního uvolňování účinných látek z cementů, například antibiotik k ochraně implantátu a k bránění infekci.In this example, it is shown that a further object of the invention is achieved, namely mixing and progressive release of active substances from cements, for example antibiotics, to protect the implant and prevent infection.
Příkladná kinetika uvolňování biocementů D obsahujícího různá antibiotika, stejně jako kinetika uvolňování různých biocementů obsahujících gentamicin, jsou znázorněny na obr. 1 a 2.Exemplary release kinetics of biocement D containing different antibiotics as well as the release kinetics of different gentamicin-containing biocements are shown in Figures 1 and 2.
Přimíšením antibiotik/desinfekčně účinných látek není kinetika tvrdnutí nebo pevnost nepříznivě ovlivňována se zřetelem na žádoucí účinek uvolňování antibiotik. Příkladně se uvádějí výsledky biocementu H, F a D s práškem gentamicinsulfátu v poměru kapaliny k prášku 0,30 s použitím roztoku dinatriumhydrogenfosfátu nebo roztoku gentamicinsulfátu jako kapaliny oBy admixing antibiotics / disinfectants, the hardening kinetics or strength are not adversely affected with respect to the desired antibiotic release effect. Exemplary biocement results of H, F, and D with gentamicin sulfate powder in a liquid to powder ratio of 0.30 using disodium hydrogen phosphate solution or gentamicin sulfate solution as the
při teplotě 37 C. Uvedené hodnoty pevnosti byly zjištěny po 20 hodinách. Hodnoty tj a tf se měří v minutách a týkají se měření pomocí jehly Gilmoore. Kohezní doba (CT) se měří při teplotě místnosti a udává se v minutách.at a temperature of 37 [deg.] C. The stated strength values were determined after 20 hours. The values of tj and tf are measured in minutes and relate to measurements with a Gilmoore needle. Cohesion time (CT) is measured at room temperature and is given in minutes.
Naměřené hodnoty při použití gentamicinsulfátového prášku 120 mg/5 g cementuMeasured values using gentamicin sulfate powder 120 mg / 5 g cement
Biocement ti t< CT F(MPa) bez gentamycinu ti t£ CT F(MPa) s gentamycinemBiocement ti t <CT F (MPa) without gentamycin ti t £ CT F (MPa) with gentamycin
s ka1ciumhydrogenfosfátemwith calcium hydrogen phosphate
• · • · φ φ φ · • · · ·• · · · · · · · · · · · · ·
ΙΦ Φ Φ Φ ΦΦ Φ Φ Φ Φ
Příklad 4Example 4
Příprava TCP s výchozími materiályPreparing TCP with default materials
Při přípravě TCP je procentový obsah a/ (3 TCP podstatně ovlivňován hmotnostním procentovým obsahem hořčíku a sodíku ve výchozích látkách, avšak také poměrem vápníku k fosforu. Následující tabulka objasňuje vliv hořčíku a sodíku na fázové složení TCP.In the preparation of TCP, the percentage of α and / (3 TCP is significantly influenced by the weight percentage of magnesium and sodium in the starting materials, but also by the ratio of calcium to phosphorus.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Směs prášků vhodných pro přípravu absorbovate1ných biologicky odbourátelných ka1ciumfosfátových cementů obsahujících trikalciumfosfát a alespoň jednu další jinou fosfát obsahující anorganickou sloučeninu pro výrobu biologicky odbouráte1ného implantátu syntetických kostních materiálů.Mixture of powders suitable for the preparation of absorbable biodegradable calcium phosphate cements containing tricalcium phosphate and at least one other other phosphate containing an inorganic compound for the production of a biodegradable synthetic bone material implant.
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20003459A CZ20003459A3 (en) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | Biologically degradable cement with enhanced properties |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ20003459A CZ20003459A3 (en) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | Biologically degradable cement with enhanced properties |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ20003459A3 true CZ20003459A3 (en) | 2001-03-14 |
Family
ID=5472001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ20003459A CZ20003459A3 (en) | 1999-03-17 | 1999-03-17 | Biologically degradable cement with enhanced properties |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ20003459A3 (en) |
-
1999
- 1999-03-17 CZ CZ20003459A patent/CZ20003459A3/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Driessens et al. | Osteotransductive bone cements | |
JP3110762B2 (en) | Absorbable bioactive phosphate-containing cement | |
AU2001271209B2 (en) | A composition for an injectable bone mineral substitute material | |
US6425949B1 (en) | Hydraulic surgical cement | |
US5149368A (en) | Resorbable bioactive calcium phosphate cement | |
US6706273B1 (en) | Composition for implantation into the human and animal body | |
US7540914B2 (en) | Magnesium ammonium phosphate cement composition | |
US5296026A (en) | Phosphate glass cement | |
US8414930B2 (en) | Surgical calcium phosphate citrate-containing cement and method of manufacturing the same | |
KR101061308B1 (en) | Strontium-Apatite-Conjugate Formulations and Conjugates Formed therefrom and Uses thereof | |
US20170340770A1 (en) | Hydraulic cement-based implant material and use thereof | |
JPH0222113A (en) | Production of calcium phosphate mineral | |
EP1796749A1 (en) | Resorbable ceramic compositions | |
ZA200006034B (en) | Biologically degradable cement exhibiting improved properties. | |
Ishikawa | 1.17 bioactive ceramics: cements,” | |
EP1023032B1 (en) | Hydraulic surgical cement | |
JP5518745B2 (en) | Formulation for magnesium ammonium phosphate cement | |
ES2178556B1 (en) | CEMENT OF CALCIUM SULPHATE WITH CONTROLLED BIODEGRADATION. | |
US20180264167A1 (en) | Cement-forming compositions, apatite cements, implants and methods for correcting bone defects | |
CZ20003459A3 (en) | Biologically degradable cement with enhanced properties |