Source: https://patents.google.com/patent/FI80605C/en
Timestamp: 2019-05-21 09:04:25+00:00
Document Index: 24488659

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

FI80605C - Benkirurgisk biokompositmaterial. - Google Patents
Benkirurgisk biokompositmaterial. Download PDF
FI80605C
FI80605C FI864457A FI864457A FI80605C FI 80605 C FI80605 C FI 80605C FI 864457 A FI864457 A FI 864457A FI 864457 A FI864457 A FI 864457A FI 80605 C FI80605 C FI 80605C
FI864457A
FI864457A0 (en
FI864457A (en
FI80605B (en
1986-11-03 Application filed by Biocon Oy filed Critical Biocon Oy
1986-11-03 Priority to FI864457 priority Critical
1986-11-03 Priority to FI864457A priority patent/FI80605C/en
1986-11-03 Publication of FI864457A0 publication Critical patent/FI864457A0/en
1988-05-04 Publication of FI864457A publication Critical patent/FI864457A/en
1990-03-30 Publication of FI80605B publication Critical patent/FI80605B/en
1990-07-10 Publication of FI80605C publication Critical patent/FI80605C/en
80605 80605
Luukirurginen biokomposiittimateriaali Luukirurginen biocomposite material
Keksinnön kohteena on luukirurgiseen leikkaushoitoon tarkoitettu, patenttivaatimuksen 1 johdannossa tarkem-5 min määritelty biokomposiittimateriaali. The invention is intended to luukirurgiseen shear treatment preamble of claim 1 in further detail, defined by a 5 min biocomposite material.
Monilla keraamisilla materiaaleilla on todettu olevan ominaisuuksia, jotka sallivat niiden käytön luusiirre-materiaaleina. Many of the ceramic have been found to possess properties that allow the use of bone graft materials as materials. Keraamisia materiaaleja, jotka ovat 10 kudossopeutuvia ja/tai jotka muodostavat kemiallisia sidoksia luukudoksen kanssa ja/tai joilla on luukudok-sen kasvua edistävää vaikutusta, nimitetään tässä keksinnössä biokeraameiksi. Ceramic materials, which are 10 biocompatible and / or which form chemical bonds with bone tissue and / or a bone growth promoting effect, referred to as bio-ceramics in the present invention. Niitä ovat mm. These include. kalsiumfos-faatit: apatiitit kuten hydroksiapatiitti, HA, [Ca^g-15 (PO4)6(OH)2 3 (R*E. Luedemann et ai ♦, Second World kalsiumfos-phosphates: apatites like hydroxyapatite, HA, in [Ca ^ G-15 (PO 4) 6 (OH) 2 3 (R * E Luedemann et al ♦, Second World.
Congress on Biomaterials (SWCB), Washington, DC, USA, 1984, s. 224), kauppanimiä esim. Durapatite, Calcitite, Alveograf ja Permagraft; Congress on Biomaterials (SWCB), Washington, DC, USA, 1984, p 224), trade names, for example Durapatite, Calcitite, alveograph and Permagraft..; fluoriapatiitit; fluoroapatites; trikalsiumfosfaatit (TCP) (esim. kauppanimi Syntho-20 graft) ja dikalsiumfosfaatit (DCP); the tricalcium phosphate (TCP) (e.g. trade name Syntho-graft 20.) and dicalcium phosphate (DCP); magnesiumkalsium-fosfaatit, β-TCMP (A. Ruggeri et al., European Congress on Biomaterials (ECB), Bologna, Italia, 1986, Abstracts, s. 86); magnesiumkalsium phosphates, β-TCMP (A. Ruggeri et al, European Congress on Biomaterials (ECB), Bologna, Italy, 1986, Abstracts, p 86..); hydroksiapatiitin ja trikalsiumfos-faatin seokset (E. Gruendel et al. . ECB, Bologna, 25 Italia, 1986, Abstracts, s. 5, s. 32); mixtures of hydroxyapatite and trikalsiumfos-phosphate (Gruendel E., et al ECB, Bologna, Italy 25, 1986, Abstracts, p 5, p. 32...); alumiinioksidi-keraamit; alumina ceramics; biolasit kuten Si02-Ca0-Na20-P205, esim. Bioglass 45S (koostumus S1O2 45 paino-%, CaO 24,5 %, Na20 24,5 % ja P2O5 6 %) (CS Kucheria et al. . SWCB, Washington, DC, USA, 1984, s. 214) esim. kauppanimi 30 Bioglass; bioglasses like Si02-Na20, Ca0 P205, e.g. Bioglass 45S (S1O2 composition of 45 wt%, CaO 24.5% Na20 and 24.5% P2O5, 6%) (CS Kuchera et al.,. SWCB, Washington, DC .., USA, 1984, p 214), for example, trade name Bioglass 30; apatiittipitoiset lasikeraamit, esim. MgO apatiittipitoiset glass-ceramics, for example. MgO
4,5 paino-%, CaO 44,9 %, Si02 34,2 %, P205 16,3 % ja CaF 0,5 % (T. Kokubo et al. . SWCB, Washington, DC, USA, 1984, s. 351); 4.5% by weight, CaO 44,9%, Si02 34.2% P205 16.3% and CaF 0,5% (T. Kokubo et al.,. SWCB, Washington, DC, USA, 1984, p. 351); kalsiumkarbonaatti (F. Souyris et al. . ECB, Bologna, Italia, 1986, Abstracts, 35 s. 41). calcium carbonate (Souyris F., et al.,. ECB, Bologna, Italy, 1986, Abstracts, 35, p. 41).
Em. Em. biokeraamien käyttömahdollisuuksia synteettisinä implantteina (luusiirteinä) on tutkittu eri tavoin käyttäen niitä mm. synthetic uses of bioceramics as implants (bone grafts) have been studied in various ways using them for example. sekä huokoisina että tiiviin 2 80605 rakenteen omaavina jauhemaisina materiaaleina, jauheen ja polymeerin muodostamina komposiitteina sekä huokoisina ja tiiviinä makroskooppisina kappaleina kirurgisina implantteina. and the porous omaavina powdery 80605 2-tight structure of the material, by the formation of a powder and polymer composites, as well as porous and dense in macroscopic pieces as surgical implants.
Jotkut biokeraamit ovat resorboituvia kuten esim. trikalsiumfosfaatti (kts. esim. PS Eggli et ai., ECB, Bologna, Italia, 1986, s. 4) ja kalsiumkarbonaatti (F. Souyris et ai. , ibid, s. 41). Some bioceramics are resorbable like e.g. tricalcium phosphate (see. E.g. Eggli PS, et al., ECB, Bologna, Italy, 1986, p. 4) and calcium carbonate (Souyris F., et al., Ibid, p. 41). Resorboitumattomista 10 biokeraameista tunnetuin on alumiinioksidi. 10 non-resorbable bioceramics the best known is aluminum oxide. Joistain biokeraameista, kuten hydroksiapatiitista, on kirjallisuudessa mainintoja sekä resorboituvuudesta (W. Wagner et ai.. ECB, Bologna, Italia, 1986, Abstracts, s. 48) että resorboitumattomuudesta (bios tabiiliudesta) 15 (esim. G. Muratori, ibid. s. 64). Some bioceramics, such as hydroxyapatite, as well as in the literature references resorboituvuudesta (W. Wagner et al .. ECB, Bologna, Italy, 1986, Abstracts, p. 48) that resorboitumattomuudesta (BIOS tabiiliudesta) 15 (e.g. G. Muratori, ibid. P . 64). Resorboituvat biokeraamit liukenevat elimistössä hitaasti ja/tai korvautuvat luukudoksen mineraaleilla. Resorbable bioceramics dissolve slowly in the body and / or replaced with bone minerals. Biostabiilit biokeraamit taas jäävät elimistöön muuttumattomina siten, että luukudos kasvaa kontaktiin biokeraamin 20 rakenteen kanssa. Whereas the biostable bioceramics remain intact in the body in such a way that the bone tissue grows into contact with the bioceramic structure 20.
Huokoisuus biokeraamissa on edullista, koska luukudos pystyy kasvamaan avoimen huokoisuuden sisään, mikäli huokoset ovat sopivan suuruisia. The porosity of the bioceramic is advantageous, because the bone tissue can grow in the open porosity in, if the pores are of a suitable size. Toisaalta makroskoop-25 pisten biokeraamisten kappaleiden ja erityisesti huokoisten kappaleiden ongelmana on niiden hauraus. On the other hand, 25 types of macroscopic bioceramic pieces of porous bodies, and in particular the problem of brittleness. Biokeraamien haurautta on pyritty kompensoimaan valmistamalla keraamisesta jauheesta ja biostabiilista tai resorboituvasta polymeeristä komposiitteja, joissa 30 keraamiset jauhepartikkelit on sidottu toisiinsa polymeerillä esim. puristamalla biokeraamijauheen ja polymeerijauheen seos lämmön ja paineen avulla kom-posiittikappaleeksi tai sitomalla biokeraamijauhe reaktiivisella polymeerillä komposiittikappaleeksi. Brittleness of bioceramics has been tried to compensate by manufacturing of ceramic powder and a biostable or of resorbable polymers composites, where the ceramic powder particles 30 are bound together by a polymer e.g. biokeraamijauheen compressing the mixture of polymer powder and heat and pressure to the composite body or by bonding a reactive biokeraamijauhe polymer matrix composite body. 35 Tällaiset komposiitit ovat sitkeitä sopivia polymeerejä käytettäessä toisin kuin huokoiset makroskooppiset 3 80605 biokeraamikappaleet. 35 Such composites are tough polymers suitable for use in contrast to the porous macroscopic bioceramic 3 80605. Biokeraamijauheen ja resorboituvan polymeerin komposiitteja on esitetty mm. Biokeraamijauheen and resorbable polymer composites are shown in mm. suomalaisessa patenttihakemuksessa 863573. Finnish Patent Application 863 573.
5 Biokeraamijauhe-polymeerikomposiittien heikkoutena on kuitenkin se, että sideainepolymeerin läsnäolo estää biokeraamisten jauhepartikkelien ja luukudoksen välitöntä kontaktia toisiinsa ja hidastaa siksi luukudoksen kasvua komposiittimateriaalin pinnalle ja 10 sisään, koska luukudoksella ei ole sellaista affiniteettia kasvaa biostabiilien tai resorboituvien orgaanisten polymeerien pinnalle kuin biokeraamien pinnalle tai niiden sisäiseen avoimeen huokoisuuteen. However, 5 Biokeraamijauhe-polymer has the disadvantage, that the presence of the binder polymer prevents the bioceramic powder particles and bone tissue direct contact with one another and slows down because of bone growth on the surface of the composite material and 10 in, because the bone tissue does not have an affinity to grow on the surface of biostable or resorbable organic polymers as the surface of bioceramics or internal open porosity. Siten uudisluun kasvu ja kudoksen parantuminen edistyy 15 hitaammin biokeraami-polymeerikomposiitilla kuin puhtaalla biokeraamilla (esim. S. Ishida et ai., ECB, Bologna, Italia, 1986, Abstracts, s. 86 mukaan uudisluun kasvu 70 % hydroksiapatiittifilleri-trietyleeni-glykolidimetakrylaattikomposiitin pinnalle tapahtui 20 kaneilla suoritetuissa tutkimuksissa 2-3 kertaa hitaammin kuin uudisluun kasvu pelkän sintratun hydroksiapatiitin pinnalle). Thus, the growth of new bone and the healing of tissue proceeds for 15 more slowly bioceramic-polymer composite as a pure bioceramics (e.g. S. Ishida et al., ECB, Bologna, Italy, 1986, Abstracts, p. 86, the new bone growth in 70% of the surface of the hydroksiapatiittifilleri-triethylene glykolidimetakrylaattikomposiitin occurred 20 studies carried out in rabbits 2-3 times more slowly than the growth of new bone on the surface of pure sintered hydroxyapatite).
Biokeraameja, kuten esim. hydroksiapatiittia, käytetään 25 yleisesti luusiirreraateriaaleina jauhemaisessa muodossa surkastuneiden hammasharjänteiden korottamiseen tai luudefektien täyttämiseen esim. ruiskuttamalla veteen, vereen tms. lietettyä hydroksiapatiitti jauhetta (hiukkaskoko tyypillisesti 10 - 50 mesh) hammasharjan-30 teen luupinnalle ienkudoksen alle tehtyyn onkaloon tai luussa olevaan koloon. Bioceramics, such as hydroxyapatite, used 25 generally luusiirreraateriaaleina increase in powder form of dystrophic hammasharjänteiden or filling of bone defects, for example by spraying water, blood or the like slurry of hydroxyapatite powder... (Particle size typically 10-50 mesh) of the toothbrush 30 do bony surface on under the gum tissue into the cavity or the bone into the into the slot. Luukudos kasvaa nopeasti kiinni suoraan biokeraamihiukkasiin, jotka voivat jäädä osaksi muodostuvaa uutta luuta tai resorboitua ja korvautua myöhemmin uudisluulla. Bone tissue is growing rapidly caught directly biokeraamihiukkasiin that may remain or new bone resorbed into the formed later and be replaced by new bone.
Jauhemaisilla luusiirremateriaaleilla on kuitenkin haittana se, että ne pysyvät paikoillaan vasta sen jälkeen, kun sidekudos ja/tai kasvava luukudos sitoo 35 4 80605 ne paikoilleen. However, the form of powder bone graft material have the disadvantage that they are held in place only after the connective tissue and / or growing bone tissue binds 35 4 80605 them in place. Esim. hammasharjänteiden korottamiseen tarkoitettujen hydroksiapatiittijauheiden tapauksessa tämä vie noin kuukauden ajan. Eg. Hydroxyapatite intended to increase the hammasharjänteiden case, this will take about one month. Ennen kuin jauhepartik-kelit on sidottu kudoskasvun avulla paikoilleen, 5 jauhe voi liikkua helposti siltä paikalta, mihin se on tarkoitettu, ympäröiviin kudoksiin esim. mekaanisen rasituksen vaikutuksesta, mikä voi johtaa leikkaus-tuloksen huonontumiseen ja huonoimmassa tapauksessa siihen, että haluttua luusiirrevaikutusta ei saavuteta 10 lainkaan tai se saavutetaan vain osittain. Before jauhepartik-weather is bound to tissue growth in the place, 5 the powder can move easily from the place where it is intended to surrounding tissues e.g. by mechanical stress, which can result in cutting performance degradation and in the worst case, the fact that the desired luusiirrevaikutusta not reached 10 at all or it is achieved only partially.
Suomalaisessa patenttihakemuksessa 863573 on esitetty resorboituvasta polymeeristä tai komposiitista valmistetut kourut ja vastaavat, joilla biokeraamipartikkelit 15 voidaan immobilisoida luun pinnalle paikoilleen. The Finnish patent application 863 573 shows resorbable polymer or composite prepared gutters and the like, which bioceramics 15 can be immobilized on the surface of the bone in place. Tämän ratkaisun käyttökelpoisuus on kuitenkin leikkaus-teknisesti rajattu kohteisiin, joissa biokeraamijauhe voidaan sijoittaa rajatulle sopivien kudosten ympäröimälle alueelle. However, the usefulness of this solution is limited to technically-section of interest, which can be placed biokeraamijauhe of suitable tissue restricted area enclosed. Kourutekniikkaa ei voida soveltaa 20 esim. laajapintaisten litteiden kasvo- ja leukaluiden pinnan rekonstruktiivisessa kirurgiassa. Kourutekniikkaa 20 can not be applied to e.g. laajapintaisten flat face and the surface of the jaw bone reconstructive surgery. Lisäksi kourun tai vastaavan ja biokeraamijauheen muodostaman systeemin lujuus perustuu vain koururakenteeseen tai vastaavaan, koska biokeraamipartikkeleita ei ole 25 sidottu toisiinsa primäärisillä kemiallisilla sidoksilla. In addition, the strength of formed by the trough or the like, and biokeraamijauheen system based on a runner construction or the like, because the bioceramics 25 is not bonded to each other primary chemical bonds.
Luukudoksen on todettu yleensä kasvavan nopeasti ja ongelmattomasti sopivaa avointa huokoisuutta sisältä-30 viin biokeraamisiin kappaleisiin. Bone tissue has generally been found to increase rapidly and without problems a suitable open porosity inside-30 Viin bioceramic pieces. Johtuen kuitenkin näiden kappaleiden hauraudesta ne voivat rikkoutua helposti leikkauksen aikana tai sen jälkeen ennen kuin luukudos on ehtinyt kasvaa keraamin huokosraken-teeseen ja lujittaa sen. However, due to the fragility of these pieces, they can break easily during or after surgery before the bone has had time to grow into the pore structure of the ceramic-structure and strengthen it. Myös tiiviiden biokeraamien 35 ongelmana on usein hauraus varsinkin, jos kyseessä ovat ohuet levymäiset tai kaarevapintaiset kappaleet. There is also the problem of close to 35 bioceramics are often fragile, especially in the case of thin sheet-like or curved surface pieces.
5 80605 5 80605
Levyn rikkoutuessa leikkauksessa tai pian sen jälkeen voivat levyn kappaleet liikkua kudoksissa aiheuttaen potilaalle ongelmia. On loss surgery or shortly after the disc can move the tracks in the tissues, causing problems to the patient.
5 Huokoisten biokeraamikappaleiden lujuutta, kuten puristuslu juutta voidaan parantaa pinnoittamalla biokeraamikappale resorboituvalla tai biostabiililla polymeerillä. 5 the strength of the porous bioceramic, such as puristuslu wipers can be improved by coating the bioceramic resorbable or biostable polymer. Polymeeripinnoite antaa kappaleelle kuitenkin vain rajoitetun lujuuden nousun, koska 10 polymeerien lujuus on vain kohtalainen ja polymeerien jäykkyys (kimmomoduli) on pieni keraameihin verrattuna. The polymer coating allows piece, however, only a limited increase of strength, because the strength of the polymers 10 have only moderate and the stiffness of the polymer (Young's modulus) is small in comparison to ceramics. Tämän seurauksena huokoisen biokeraamin ja polymeeri-pinnoitteen muodostaman komposiitin biokeraamiosa murtuu helposti pientenkin mekaanisten rasitusten 15 vaikutuksesta, koska polymeerin pienestä kimmomodulista johtuen ulkoiset rasitukset siirtyvät jo pienillä muodonmuuotoksilla keraamikomponentin kannettaviksi. As a result, formed of the porous bioceramic and the polymer coating on the composite biokeraamiosa easily broken even small mechanical stresses the effect of 15, because, due to the small elastic modulus of polymer the external stresses are transferred in small portable muodonmuuotoksilla ceramic component.
20 Tässä keksinnössä on yllättäen havaittu, että valmistettaessa pääasiassa patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkien mukainen biokomposiittimateriaali, saadaan aikaan biokomposiitti, jolla on tunnettujen biokeraa-mien ja biokeraami-polymeerikomposiittien edut, mutta 25 josta on eliminoitu suurelta osin ko. 20 In the present invention, it has surprisingly been found that the preparation of mainly biocomposite material according to claim 1 elements, there is provided a biocomposite of the advantages of the known systems biokeraa, and bioceramic-polymer composites, but from which 25 have been eliminated to a large extent in question. tunnettujen materiaalien ongelmalliset ominaisuudet ja heikkoudet. problematic properties and weaknesses of the known materials. Tällaisessa keksinnön mukaisessa materiaalissa yhdistyvät toisiinsa yllättävällä tavalla materiaalin hyvät lujuusominaisuudet (jäykkyys, sitkeys, lujuus ja 30 koossapysyvyys) leikkausvaiheessa sekä sen jälkeen halutun ajan (ainakin turvallisen parantumisen edellyttämän ajan) sekä kappaleen helppo ja turvallinen käsittely leikkausvaiheessa. In such a material according to the invention connected to each other in a surprising manner the material good strength properties (stiffness, toughness, strength and cohesiveness 30) and the cutting step after the desired period of time (at least required for the safe healing period) and the body easy and safe handling of the cutting step.
35 Erityisen suuri mekaanisten ominaisuuksien parantuminen verrattuna tunnettuihin biokeraami-polymeerikomposiit-teihin saadaan keksinnön mukaiseen biomateriaaliin, kun biokeraamikomponentti pinnoitetaan ainakin osittain 6 80605 käyttäen pinnoitteena jatkuvaa lujitekuitua, lujitekui-tukimppua tai katkokuiduista konstruoitua lankaa tms., joka on päällystetty polymeerillä ja/tai kostutetaan polymeerillä biokeraamikomponentin pinnalla 5 ja joka lujitekuitu, -kimppu tai lanka tuodaan biokeraamikomponentin pinnalle kelausmenetelmää hyväksikäyttäen siten, että biokeraamikomponentti ja/tai lujitekuitua syöttävä ohjain pyörii ainakin yhden akselin ympäri ja/tai liikkuu ainakin yhden akselin suunnassa. 35 is particularly great improvement in mechanical properties compared to known bioceramic-polymeerikomposiit-you a biomaterial according to the invention, when the bioceramic component is coated with at least part 6 80605 using a coating continuous reinforcing fiber, lujitekui-bundles or staple fibers constructed of yarn or the like., Which is coated with a polymer and / or is wetted with polymer bioceramic 5 and the surface of the reinforcing fiber, or yarn bundles introduced into the surface of the bioceramic component by using coiler so that the bioceramic component and / or the reinforcing fiber feeding controller rotates at least around one axis and / or moves at least in one axial direction. 10 Tällaiset keksinnön mukaiset biokomposiitit ovat huokoisiakin biokeraamikomponentte ja käytettäessä niin lujia ja sitkeitä (taivutuslujuudet tyypillisesti yli 100 N/mm2), että niitä voidaan käyttää luunmurtumien fiksaatiovälineiden (kuten sauvojen, levyjen, 15 ydinnaulojen tms.) valmistukseen, mihin tarkoitukseen huokoiset keraamit sellaisenaan tai polymeereillä pinnoitettuna ovat liian heikkoja ja hauraita. 10 Such biocomposites of the invention are porous bioceramic component and the use of such a strong and tough (bending strengths typically greater than 100 N / mm 2) such that they can be used for bone fractures fiksaatiovälineiden (such as rods, plates 15 ydinnaulojen or the like.) For the preparation, the purpose for which the porous ceramics as such or polymers coated are too weak and brittle. Kun keksinnön mukaisen biokomposiitin biokeraamikomponentin (1) pinnasta ainakin osa on vapaa polymeerimateriaalis-20 ta, saavutetaan yllättävänä lisäetuna edellä mainit tujen etujen lisäksi biokomposiitin nopea kiinnittyminen kudoksiin biokeraamin vapaalle pinnalle ja sen kautta biokeraamin mahdolliseen sisäiseen huokoisuuteen tapahtuvan solukasvun kautta. When the biocomposite of the invention the surface of the bioceramic component (1) is at least in part, polymeric free-20 s, a surprising additional advantage of the command element mentioned above in addition to the advantages of the potential for internal biocomposite rapid attachment of the free surface of the bioceramic tissues and through the porosity of the bioceramic cell growth. Kun keksinnön 25 mukaisen biokomposiitin, jonka biokeraamikomponentti sisältää avointa huokoisuutta, biokeraamikomponentin avoin huokoisuus lisäksi on ainakin osaksi vapaa polymeerimateriaalista, saavutetaan materiaalin hyviin lujuusominaisuuksiin ja potilasturvalliseen käsiteltä-30 vyyteen sekä mahdolliseen nopeaan kiinnittymiseen liittyneinä yllättävinä lisäetuina biokomposiitin keveys sekä pieni elimistön kuormitus polymeerisellä vierasmateriaalilla. When the biocomposite of the invention 25, a bioceramic component contains open porosity, bioceramic open porosity in addition to at least partially free of polymer material, achieved good strength properties of the material and the patient in a safe käsiteltä-30 vyyteen and the potential for rapid attachment attached further surprising advantages of the biocomposite light weight and a small body load polymeric guest material.
35 Keksinnön mukaisessa biokomposiitissa käytetään resorboituvaa polymeerikomponettia, jolloin saavutetaan polymeerikomponentin resorptio sen jälkeen, kun 7 80605 biokeraami on lujittunut riittävästi sen pinnalle ja/tai sen sisään tapahtuneen solukasvun kautta. 35 biocomposites of the invention, a resorbable polymeerikomponettia, whereby a polymer component resorption after 7 80605 bioceramic has been reinforced sufficiently to the surface and / or in transit through the cell growth.
Tässä keksinnössä on esitetty ylläkuvattu biokomposiit-5 timateriaali ja menetelmä sen valmistamiseksi. In this invention, the above-described biokomposiit-5 component materials and a method for its preparation are disclosed. Biokom-posiittimateriaalia voidaan käyttää kirurgisina implantteina esim. luussa olevan puutoksen (defektin), kolon tai vastaavan täyttämiseen, lisäämään luukudoksen ulottuvuutta, kuten esim. hammasharjänteiden korot-10 tamisessa on asianlaita, muuttamaan luukudoksen muotoa, kasvoluiden, leukaluiden tai kallon luiden rekonstruk-tiivisessa luukirurgiassa tai vastaavassa tarkoituksessa, luunmurtumien, osteotomioiden tai artrodesin fiksaatiossa sekä nivelvaurioiden fiksaatiossa. Biokom-composite material can be used as surgical implants e.g. to fill a bone defect (defect), a column or the like, to increase the bone dimensions, such as e.g. hammasharjänteiden interest 10 of business is the case, change the shape of the bone tissue, facial bone, the jaw bone or the skull bone rekonstruk-dense bone surgery or the like, bone fractures, osteotomies and arthrodesis fixation as well as fixation of joint damage.
Lujitekuituja sitovana polymeerinä voidaan keksinnön mukaisissa biokomposiiteissa käyttää olennaisesti resorboituvia polymeerejä, sekapolymeereja, polymeeri-seoksia tai komposiitteja. Reinforcing fibers to the binding polymer of the invention can be used for biocomposites substantially resorbable polymers, copolymers, polymer alloys or composites.
Resorboituvat polymeerit, sekapolymeerit ja komposiitit ovat orgaanisia suurimolekyylisiä materiaaleja, jotka depolymeroituvat kudosolosuhteissa fysikaaliskemial-lisesti ja/tai entsymaattisen toiminnan vaikutuksesta. Resorbable polymers, copolymers and composites are high molecular weight organic materials, which are depolymerized in tissue conditions, the physico-chemical ic spread and / or by enzymatic action. 25 Monomeeritasolle tai oligomeeritasolle depolymeroitu-neet materiaalit poistuvat elimistöstä solujen normaalin metabolian kautta ottaen osaa esim. solujen energiantuotantoreaktioihin tai proteiinimolekyylien synteesiin. 25, the depolymerized materials oligomeeritasolle of monomer or from the body through the normal metabolism of cells taking part e.g. energy production reactions or synthesis of protein molecules in the cells. Resorboituvista polymeereistä valmistet-30 tavien kirurgisten tuotteiden ja välineiden (implanttien) etuna on siten se, että ne poistuvat elimistöstä tehtävänsä suoritettuaan kullekin materiaalille luonteenomaisen ajan kuluessa ilman, että ne tarvitsisivat erillistä poistoleikkausta, kuten biostabii-35 leista materiaaleista (esim. metalleista) valmistetut implantit usein vaativat. Resorbable polymers are prepared and 30 has the advantage tavien surgical products and devices (implants), therefore, is that they are eliminated from the body task completion of each material within the characteristic time, without the need of a separate removal surgery, for example, of the implants biostabii-35 radicals materials (e.g. metals) often require.
e 80605 e 80605
Eräitä tärkeitä nykyään tunnettuja resorboituvia polymeerejä, joita voidaan käyttää tämän keksinnön mukaisissa biokomposiiteissä, on esitetty taulukossa 1. Some important nowadays known resorbable polymers which can be used for biocomposites of this invention are shown in Table 1.
Taulukko 1. Resorboituvia, biokomposiittiin soveltuvia polymeerejä Table 1. Resorbable, polymers suitable for biocomposites
Polymeeri Viite 10 _ Polymer Reference 10 _
Polylaktidit (PLA) (L-PLA, D,L-PLA) 1 Polylactide (PLA) (L-PLA, D, L-PLA), 1
Glykolidi/laktidi sekapolymeerit (PGA/PLA) 1 15 Glykolidi/trimetyleenikarbonaatti sekapolymeerit (PGA/TMC) 2 Ροΐγ-β-hydroksivoihappo (PHBA) 1 Glycolide / lactide copolymers (PGA / PLA), January 15 Glycolide / trimethylene carbonate copolymers (PGA / TMC), 2 Ροΐγ-β-hydroxybutyric acid (PHBA) 1
Poly-3-hydroksipropionihappo (PHPA) 3 The poly-3-hydroxy-propionic acid (pHPA) 3
Poly-^-hydroksivaleriaanahappo (PHVA) 20 PHBA/PHVA sekapolymeeri 4 Poly - ^ - hydroxyvaleric acid (PHVA) 20 PHBA / PHVA copolymer 4
Poly-G-kaprolaktoni 8 25 Poly-6-valerolaktoni Poly-G-caprolactone August 25 Poly-6-valerolactone
Polykarbonaatit Polycarbonate
Dihydropyraanipolyxneerit 9 30 Polyeetteriesterit 10 Dihydropyraanipolyxneerit September 30 polyetheresters 10
Syanoakrylaatit cyanoacrylates
Viitteet: 35 1) S. Vainionpää, Väitöskirja, Helsinki, Suomi 1986 2) US Pat. References: 35 1) S. Vainionpää, Doctoral Thesis, Helsinki, Finland 1986 2) U.S. Pat. 4 243 775 (1981) 3) Engl. 4 243 775 (1981) 3) Engl. Pat. Pat. 1 034 123 (1966) 9 80605 4) J. Adsetts, Marlborough Biopolymers Ltd. 1 034 123 (1966) 9 80605 4) Adsetts J., Biopolymers Ltd. Marlborough , England, yksityinen tiedonanto 5) US Pat. England, private communication 5) U.S. Pat. 4 052 988 (1977) 6) US Pat. 4 052 988 (1977) 6) U.S. Pat. 3 960 152 (1976) 5 7) US Pat. 3 960 152 (1976) July 5) U.S. Pat. 4 343 931 (1982) 8) RH Wehrenberg, Mater. 4 343 931 (1982) 8) RH Wehrenberg, Mater. Eng. Eng. (1981) Sept., 63 9) NB Graham, Brit. (1981), Sept., 63 9) NB Graham, Brit. Polym. Polym. J., 10 (1978) 260 10) D. Cohn, G. Marom and H. Younes, ECB, Bologna, Italia, 1986 Abstracts, s. 17 10 J., 10 (1978) 260 10) D. Cohn, G. H. Younes and Marom, ECB, Bologna, Italy, 1986 Abstracts, p. 17. 10
Tämän keksinnön mukaisissa biokomposiiteissa voidaan 20 käyttää erityisen hyvin sellaisia resorboituvia polymeerejä, sekapolymeereja tai polymeeriseoksia tai niistä konstruoituja rakenteita, jotka säilyttävät ainakin osan mekaanisista lujuusominaisuuksistaan ainakin muutaman viikon tai kuukausien ajan ja resor-25 hoituvat sen jälkeen useiden kuukausien kuluessa. In the biocomposites of this invention can be used particularly 20 well such resorbable polymers, copolymers or polymer mixtures or structures constructed of them, which retain at least part of the mechanical strength properties, at least after a few weeks or months, and resor and 25 are handled to within several months.
Erityistä varovaisuutta noudattaen voidaan käyttää myös nopeammin resorboituvia polymeerejä ja toisaalta hitaammin resorboituvien polymeerien käyttö ei aiheuta sinänsä haittaa biokomposiittien kirurgisessa käytössä. also faster resorbable polymers and on the other hand slower than the use of resorbable polymers per se does not cause any harm to surgical use biocomposites can be used with extreme caution. 30 30
Asiantuntijalle on itsestään selvää, että polymeeriin voi olla lisäksi sekoitettuna erilaisia materiaalin prosessointia tai käyttöä helpottavia tai polymeerin ominaisuuksia modifioivia lisäaineita kuten väriainei-35 ta, stabilointiaineita tai keraamisia jauheita (seos-aineita ) . The expert it is obvious that the polymer may be further mixed with various processing or use of material, facilitating or modifying properties of the polymer additives, such as dyestuffs-35 inhibitors, stabilizers or ceramic powders (a mixture of materials).
ίο 80605 Tämän keksinnön mukaisten biokomposiittien keraamiosana voidaan käyttää huokoisia tai tiiviitä keraamisia kappaleita, jotka on valmistettu esim. sintraamalla esim. sivulla 1 mainituista keraameista, kuten kalsium-5 fosfaateista, fluoriapatiiteista, kalsiumkarbonaateis-ta, magnesiumkalsiumfosfaateista, biolaseista, lasi-keraameista tai keraamien seoksista. ίο biocomposites of the 80605 of this invention, the ceramic can be used for porous or dense ceramic bodies that have been produced e.g. by sintering, e.g. on one of said ceramics, such as calcium-5-phosphates, fluorapatite, kalsiumkarbonaateis-O, magnesiumkalsiumfosfaateista, bioglasses, glass ceramics or a mixture of ceramics .
Erityisen edullisesti keksinnön mukaisia biokomposiit-10 te ja voidaan valmistaa avointa huokoisuutta sisältävistä biokeraameista, mutta myös tiiviitä biokeraameja saadaan käyttövarmemmiksi valmistamalla niistä keksinnön mukaisia biokomposiitteja. Particularly preferred according to the invention biokomposiit-10 and you can be prepared containing bioceramics open porosity, but also dense bioceramics käyttövarmemmiksi obtained by the preparation of biocomposites of the invention.
15 Kun pyritään aikaansaamaan biokeraamikomponentin sisältävää implanttia hyväksikäyttäen mahdollisimman nopea, turvallinen ja varma luussa olevan puutoksen (defektin) kolon tai vastaavan täyttäminen ja paraneminen tai biomateriaalilla rekonstruoidun luun, 20 biomateriaalilla fiksoidun murtuman, osteotomian, artrodesin tai nivelvaurion paraneminen, on edullista, että biokeraamikomponentilla ja luukudoksella on implantin paikoilleen asentamisen jälkeen ainakin osittain esteetön yhteys keskenään siten, ettei jokin 25 muu kudos tai jokin muu materiaali (kuten esim. 15 In an effort to provide an implant containing the bioceramic component by using as rapidly as possible, to be safe and secure bone defect (defect) to the column or the like, filling, and improvement or biomaterial reconstructed bone, 20 biomaterial healing-fixed fracture, osteotomy, arthrodesis or joint damage, it is preferred that the bioceramic component and bone tissue the implant is in place after the installation of at least partially unobstructed access to each other so that one of the other fabric 25 or other material (like e.g.
sideainepolymeeri) muodosta niiden välille ainakaan täysin jatkuvaa yhtenäistä kerrosta. binder polymer) to form between them, at least not completely uniform continuous layer. Tällaisten esteettömän yhteyden alueiden esiintyessä implantin biokeraamikomponentin pinnan ja luukudoksen pinnan 30 välillä voivat uudisluun muodostumisprosessiin liit tyvät solut kasvaa suoraan luukudoksen pinnalta nopeasti biokeraamin pinnalle (ja myös sen sisään, kun siinä on sopivaa avointa huokoisuutta; keskimäär. huokoskoko esim. 100 μπι suuruusluokkaa). Such sight connection between the regions of occurrence of the implant bioceramic surface and the bone tissue surface 30 between the can of new bone formation process Annex tyvät cells grow into the bone tissue from the surface quickly on the surface of the bioceramic (and also in so far as it is suitable open porosity;. Av pore size, for example 100 μπι order of magnitude.). Tämä takaa 35 nopeimman ja parhaimman tien biokeraamikomponentin ja luun kiinnittymiselle toisiinsa sekä siten myös biokeraamikomponentin lujittamiselle solukasvun kautta. This ensures the 35 fastest and the best road adhesion bioceramic component and bone to each other and therefore the consolidation of the bioceramic cell growth.
11 80605 Käytettäessä tunnettuja tiiviitä ja huokoisia biokeraa-meja luukirurgisina implant-materiaaleina saadaan hyvä esteetön yhteys luukudoksen ja biokeraamin välille 5 sijoittamalla sopiva biokeraamikappale suoraan operoitavan luun pinnalle tai luuhun tehtyyn tai siinä olevaan koloon, onkaloon tai vastaavaan. 11 80605 using the known dense and porous biokeraa-atoms luukirurgisina implant materials provide good access for the appropriate bioceramic access directly operated with the bone surface, or on or in the bone cavity, the cavity or the like between bone tissue and bioceramic 5 investing. Näiden biokeraamikappaleiden ongelmana on kuitenkin edellä mainittu hauraus, jota ei pelkällä polymeeripinnoituk-10 sella pystytä eliminoimaan. However, such a problem bioceramic the above-mentioned fragility, which is a simple 10-polymeeripinnoituk public be eliminated.
Tunnettuja jauhemaisia biokeraameja käytettäessä saadaan myös hyvä esteetön yhteys luukudoksen ja biokeraami jauheen välille sijoittamalla bioker aami j auhe 15 luun pinnalle tai siihen tehtyyn koloon, onkaloon tai vastaavaan. Well-known bioceramics powder form, may also be used, good access for the connection between the bone tissue and bioceramic powder by placing the powder is bioker AAMI j surface 15 on the bone or recess, cavity or the like. Jauheen heikkouksia ovat kuitenkin edellä esitetty haitallinen siirtymistaipumus sekä jauheen makroskooppisten mekaanisten lujuusominaisuuksien täydellinen puuttuminen. However, the weakness of the powder of the above detrimental siirtymistaipumus powder, as well as the complete absence of macroscopic mechanical strength properties. Jauhetta osittain 20 ympäröivän tukikourun tai vastaavan käyttö taas ei sovellu kaikkiin operoitaviin tapauksiin kuten esim. laaja-alaisiin kasvo- tai leukaluiden rekonstruktio-: tarkoituksiin, koska laajalle luupinnalle suhteellisen : ohuena kerroksena (esim. 1 - 6 mm paksuna) tarvittavan 25 biokeraamijauheen työntäminen laaja-alaisen, matalan kourun alle on erittäin vaikeaa. The powder part 20 surrounding the troughs or the like, use again is not suitable for all operatively cases, such as the horizontal face or a reconstruction jaw purposes referred to as a wide bony surface relatively. As a thin layer (. E.g., 1 - 6 mm thick) the necessary 25 biokeraamijauheen pushing wide intersectoral, shallow trough below is very difficult.
Ohuita, levymäisiä, kaarevia ym. eri muotoisia kappaleita voidaan kyllä valmistaa sitomalla biokeraami-30 jauhe biostabiililla tai resorboituvalla polymeerillä komposiittikappaleeksi. The thin, plate-like, curved, etc. Bodies of different shapes can be prepared by binding bioceramic yes-30 powder biostable or resorbable polymer matrix composite body. Kuitenkin biokeraamijauheen : sitominen biostabiililla tai resorboituvalla polymee rillä hidastaa uudisluun kasvua ja paranemisprosessia. However biokeraamijauheen: binding of biostable or resorbable polymer ether, slowing down new bone growth and healing process. Tällaiset materiaalit ovat usein myös liian pehmeitä 35 jäykkyyttä vaativiin fiksaatiokohteisiin (kuten esim. käytettäväksi putkiluun murtuman fiksoimiseen ydin-naulalla). Such materials are often also too soft to harsh rigidity of the fixation target 35 (such as e.g. for use in long bone fracture fiksoimiseen core pounds).
12 8 0 605 Tämän keksinnön mukaisia biokomposiitteja käytettäessä voidaan eliminoida tehokkaasti kaikki ylläesitetyt tunnetuilla biokeraameilla ja biokeraami-polymeerikom-posiiteilla esiintyvät ongelmat liittämällä eri 5 sovellutuksia ajatellen tarkoituksenmukaisella tavalla toisiinsa makroskooppisia biokeraamikappaleita ja resorboituvia kuitulujitettuja polymeerimateriaaleja. August 12 0 605 biocomposites of this invention can be used to effectively eliminate all the above presented known bioceramics and bioceramic-related problems polymeerikom-matrix composites by connecting the five different embodiments of terms in an appropriate manner to each other macroscopical bioceramic and resorbable fiber reinforced polymeric materials. Siten keksinnön mukaisissa biokomposiiteissa polymeeri-komponentti antaa materiaalille sitkeyden, lujuuden ja 10 käyttövarmuuden, koska se tukee haurasta biokeraami-komponettia kuitujen suuren lujuuden, sitkeyden ja kimmomodulin ansiosta niin, että vasta hyvin suuret ulkoiset rasitukset voivat aiheuttaa biokeraamikom-ponentissa muodonmuutoksia. Thus, the biocomposites of the invention, the polymer component provides the material toughness, strength, and 10 of reliability, because it supports the brittle bioceramic components are apparently high-strength, toughness, and modulus of elasticity allows the fibers so that only a very big external stresses can cause biokeraamikom-ponent deformation.
Toisaalta biokeraamikomponentin vapaan pinnan, vapaiden pintojen tai vapaiden pinnan osien kautta saadaan nopea luukudoksen kasvu ja kiinnittyminen biokomposiit-tiin. On the other hand the free surface of the bioceramic component, free surfaces or the parts of the free surface of a fast growth and attachment of bone-biokomposiit added. Resorboituva polymeerikomponentti resorboituu 20 edullisesti myöhemmin pois, kun sen tukivaikutusta ei enää tarvita luun murtuman, osteotomian tai artrodesin parannuttua tai luukudoksen kasvettua kiinni keraamiseen komponenttiin (ja mahdollisesti sen sisälle). The resorbable polymer component is resorbed advantageously later away 20 when the support function is no longer needed healed bone fracture, osteotomy or arthrodesis or bone tissue grown to the ceramic component (and possibly into).
25 Keksinnön mukaisista komposiiteista voidaan valmistaa eri kohteisiin soveltuvia makroskooppisia kappaleita, kuten levymäisiä, kuutiomaisia, sylinterimäisiä, putkimaisia, kourumaisia, sauvamaisia tai muodoltaan muita vastaavantyyppisiä kappaleita. 25 of the composite according to the invention can be prepared by various suitable to macroscopic objects, such as plate-like, cubic, cylindrical, tubular, trough-like, rod-like shape or other similar types of pieces. Myös muodoltaan 30 luita tai niiden osia jäljitteleviä kappaleita voidaan soveltaa esim. rekonstruktiivisessa luukirurgiassa. Also, the shape of the bones 30, or parts thereof, mimicking the tracks can be applied e.g. in reconstructive bone surgery.
Kuvissa 1-11 on esitetty eräitä tyypillisiä suoritusmuotoja keksinnön mukaisista biokomposiiteista. Figures 1-11 some typical embodiments of the biocomposites of the invention is shown.
Kuvien 1-11 biokomposiittiesimerkeissä biokeraamikom-ponenttiosia on kuvattu valkoisina, pisteitettyinä alueina ja polymeerikomponenttialueita harmaina ja 35 13 80605 lisäksi viivoitettuina alueina (viivoitus kuvaa polymeerikomponentin kuitulujitusta). Images 1-11 biokomposiittiesimerkeissä biokeraamikom-ponenttiosia is described as white, dotted regions and the gray and polymeerikomponenttialueita 35 13 80605 further hatched areas (lines symbolize the fiber reinforcement of the polymer component).
Kuvassa la on esitetty perspektiivikuvana keksinnön 5 mukainen levymäinen biokomposiittikappale, joka muodostuu levymäisestä biokeraamikomponentista 1 sekä sen pinnalle kiinnitetystä kalvomaisesta polymeerikom-ponentista 2, jossa on lujitteena kuiduista konstruoitu kangas L. Figure la is a perspective view of a plate-like biocomposite sample 5 of the invention, which consists of a plate-like bioceramic component 1 as well as attached to the surface of the film-like polymeerikom-ponent 2, wherein a reinforcement fabric constructed of fibers L.
Luonnollista on, että muunkintyyppiset lujiterakenteet tulevat kyseeseen esim. yhdensuuntaiskuidut tai satunnaisesti biokeraamin tasossa järjestyneet kuidut (huovat, non-woven harsot, katkokuidut jne.) sekä 15 kalvokuidut. It is natural that other types of reinforcing structure are, for example. Yhdensuuntaiskuidut or randomly arranged in the plane of the bioceramic fibers (felts, non-woven webs, staple fibers etc.) and film-fibers 15. Lujittaminen voidaan suorittaa siten, että kuitulujite sijoitetaan ensin biokeraamikomponentin pinnalle ja impregnoidaan se sitten monomeerilla, oligomeerilla, polymeerillä tai niiden seoksella lämpöön, paineeseen, liuottimeen, säteilytykseen tai 20 katalyyttiin perustuvia tekniikkoja soveltaen tai lujite voidaan tuoda biokeraamikomponentin pinnalle polymeerikomponentin mukana. Consolidation may be carried out in such a way that the fiber reinforcement is first placed on the surface of bioceramic component and then it is impregnated with monomer, oligomer, polymer or their mixture temperature, pressure, solvent, or 20 irradiation techniques based catalyst, or by applying reinforcement can be introduced into the surface of the bioceramic component of the polymer component included. Lopputuloksena saadaan biokomposiitti, jolle polymeerikomponentin kuitulu jitus antaa erityisen suuren lujuuden. The end result is a biocomposite, which polymer kuitulu jitus give particularly high strength.
Polymeerikomponentti sisältää avointa huokoisuutta tai reikiä, joiden kautta polymeerikomponentin päällä oleva kudos pääsee kasvamaan nopeasti polymeerikomponentin sisään ja myös kontaktiin biokeraamikomponen-30 tin kanssa. The polymeric component contains open porosity or holes, through which the polymer on the tissue can grow rapidly in the polymer component and also in contact with biokeraamikomponen 30-acetate. Tällainen biokomposiitti on esitetty kuvassa Ib kaavamaisesti, missä kuitulujitetussa (L) polymeerikomponentissa (2) on reikiä tai huokosia (H) . Such a biocomposite is shown in Figure Ib schematically, wherein the fiber reinforced (L) of the polymer component (2) has holes or pores (H). Avointa huokoisuutta on mahdollista saada polymeerikomponentti in tyypillisillä muoviteknologiassa 35 tunnetuilla menetelmillä, kuten esim. lisäämällä polymeeriin etukäteen jauhemaista liukenevaa seosainetta ja liuottamalla seosaine valmiista biokomposiitista 14 8 0 6 05 pois. is possible to obtain a polymer in typical plastic technology 35 by known methods such as e.g. adding to the polymer mixture prior powdered soluble substance and dissolving the mixture biocomposite material of the finished August 14 0 June 05 out of the open porosity. Voidaan käyttää myös avoimen huokoisuuden aiheuttavaa solustusainetta polymeerikomponentissa. also open porosity-causing foaming agent can be used as the polymer component.
Suurempia reikiä saadaan polymeerikomponenttiin esim. 5 työstämällä mekaanisesti valmiin biokomposiitin polymeerikomponentista osia pois esim. poraamalla tai jyrsimällä tai suojaamalla osa biokeraamikomponentin polymeerikomponentilla pinnoitettavasta alueesta ennen pinnoitusta ja poistamalla suojaimet pinnoituksen 10 jälkeen tai jättämällä osa biokeraamin pinnasta käsittelemättä polymeerillä. For larger holes in a polymer component e.g. 5 mechanically finished by machining away parts of biocomposite material component e.g. by drilling or milling, or by protecting the polymeric component part of the bioceramic component to be coated before the coating region and removing the protective coating after the surface of the bioceramic 10 or by leaving part of the untreated polymer.
Huokosia tai reikiä voidaan keksinnön mukaisen biokomposiitin polymeerikomponenttiin konstruoida, koska 15 kuitulujitteen avulla materiaali säilyttää edelleen korkealuokkaiset lujuusominaisuudet. Pores or holes in the biocomposite of the invention can be constructed in the polymeric component, because fiber reinforcement 15 allows the material to continue to maintain high quality strength properties. Edullista on, että lujitekuidut ulottuvat katkeamatta huokosten tai reikien yli, jolloin ne antavat maksimaalisen lujite-efektin estämättä kuitenkaan solukasvua huokosiin. It is preferred that the reinforcing fibers extend without interruption over the pores or holes, thereby providing a maximum notwithstanding the reinforcing effect, however, cell growth pores.
Lujitetun polymeerikomponentin sideainepolymeerifaasi ja lujiteainefaasi on muodostettu resorboituvasta polymeeristä, sekapolymeerista tai polymeeriseoksesta. A reinforced polymer sideainepolymeerifaasi and lujiteainefaasi is formed of resorbable polymer, copolymer or polymer blend. Polymeerikomponentissa voi olla myös jauhemaisena 25 seosaineena biokeraamijauhetta, joka edesauttaa solujen kasvua kiinni polymeerikomponenttiin. The polymer component may also be a powdered mixture of 25 biokeraamijauhetta material, which contribute to the growth of the cells attached to the polymeric component.
Kuvassa le on esitetty kelausmenetelmällä valmistettu keksinnön mukainen, levymäinen biokomposiitti, joka 30 muodostuu biokeraamiytimestä ja sen pinnalle kelatusta polymeerillä sidotusta lujitekuitukerroksesta. Figure le, a plate-like biocomposite made of the winding according to the invention, which consists of biokeraamiytimestä 30 and the surface of the wound reinforcing fiber layer bonded to the polymer is shown. Kelaus-menetelmällä valmistettavaan kappaleeseen on mahdollista myös saada aikaan huokosia polymeerikomponenttiin kelaamalla sideainepolymeerilla pinnoitettu lujitekui-35 tukerros siten biokeraamin pinnalle, että kuitukimppu-jen väleihin jää rakoja (vrt. kuva 9d). the manufactured Fast-track method is also possible to provide pores in the polymeric component of the binder polymer coated on the coil lujitekui-35 on the surface of the bioceramic tukerros so that the fiber bundle-of left between the slits (see. fig. 9d). Kelausmenetelmä on erityisen edullinen levymäisten biokeraamikap-paleiden valmistamiseksi, koska näin valmistettaville is 80605 levyille saadaan optimaaliset lujuus- ja jäykkyysomi-naisuudet, jolloin biomateriaali soveltuu esim. reiällisten, ruuveilla kiinnitettävien fiksaatiolevyjen valmistukseen luunmurtumien hoitoon. Winding system is particularly advantageous for the preparation of the sheet-like biokeraamikap-nd, because this product is for 80605 sheets, optimum strength and jäykkyysomi-properties, wherein the biomaterial is suitable for e.g. perforated, by means of screws attached to fiksaatiolevyjen the manufacture for the treatment of bone fractures.
Kuvien la - le mukaisia biokomposiitteja voidaan käyttää monipuolisesti esim. rekonstruktiivisessa luukirurgiassa. Figures Ia - Ic biocomposites can be used in many ways for example in reconstructive bone surgery.. Kuvassa 2 on esitetty kaavamaisena poikki leikkauskuvana, miten biokomposiittikappale 10 asetetaan rekonstruoitavan luukudoksen pinnalle siten, että biokeraamikomponentin (1) vapaa alapinta asettuu kontaktiin tai läheiseen yhteyteen rekonstruoitavan luun (3) pinnan kanssa, jonka seurauksena nopea kiinnittyminen, uudisluusolukon kasvaessa kiinni 15 biokeraamiin varmistuu. Figure 2 is a cross schematic sectional view of how the biocomposite sample 10 is placed on the surface to be reconstructed bone tissue in such a way that the bioceramic component (1) the free lower surface is flush with reconstructed into contact or intimate association of the bone (3) of the surface as a result of the rapid adhesion, uudisluusolukon increases catch 15 bioceramics ensured. Mikäli kyseessä on avointa huokoisuutta sisältävä biokeraamikomponetti, voidaan siihen imeyttää ennen leikkausta tai leikkauksen yhteydessä esim. muualta potilaan luustosta otettua elävää hienojakoista autogeenista hohkaluuta esim. 20 kudosnesteeseen lietettynä, jolloin mukana seuraavat elävät osteoblastit tai preosteoblastit käynnistävät uudisluun muodostuksen nopeasti myös biokeraamin sisäiseen huokoisuuteen. In the case of biokeraamikomponetti with open porosity may be to saturate before the surgery or during the surgery e.g. elsewhere taken from the patient's bone live fine autogenous cancellous bone, for example. Slurried in 20 tissue fluid to the accompanying living osteoblasts or preosteoblasts initiate new bone formation quickly in the bioceramic internal porosity. Biokeraamin avoimeen huokoisuuteen voidaan imeyttää materiaalin valmistusvaiheessa 25 myös solukasvua kiihdyttäviä aineita, antibiootteja tms. Erilaisia rekonstruktiivisia kohteita (esim. kaarevat luupinnat) ajatellen esim. kasvoluissa tai leuassa voidaan valmistaa kaarevia ym. muotoiltuja levymäisiä komposiitteja (esim. kuva 2b). The open porosity of the bioceramic can be absorbed in the manufacturing phase of the material 25 including the cell growth accelerating agents, antibiotics, or the like. A variety of reconstructive items (e.g. curved bone surfaces) mind e.g. kasvoluissa or curved jaw may be prepared et al. Shaped plate-like composites (e.g. Figure 2b).
Polymeerikomponetti (2) antaa biokomposiitille lujuutta ja sitkeyttä ja se ei hidasta tai häiritse uudisluun kasvua kiinni biokeraamiin tai sen sisälle, koska polymeerikomponentti on kuvien 1-2 biokomposiitteja 35 käytettäessä tyypillisesti vastakkaisella puolella biokeraamikomponenttia kuin luukudos, johon materiaali kiinnitetään. Polymeerikomponetti (2) gives the biocomposite strength and toughness and it does not slow down or interfere with the growth of new bone on the bioceramic or stick to the inside, as the polymer component of the biocomposites of Figures 1-2 to 35 is used, typically on the opposite side of the bioceramic component than the bone tissue to which the material is attached.
ie 80605 ie 80605
Biokomposiitti voidaan kiinnittää luuhun esim. metallisilla tai polymeerisillä langoilla, ruuveilla, tapeilla jne. Biokomposiitti on erityisen edullinen materiaali ruuvikiinnitystä ajatellen. The biocomposite can be fixed to bone e.g. with metallic or polymeric threads, screws, pins, etc. The biocomposite is a particularly preferred material for screw fixation in mind. Haurasta 5 biokeraamia ei varsinkaan levymäisenä yleensä voida kiinnittää luuhun ruuveilla sen rikkoutusmisvaaran vuoksi, mutta sitkeä polymeerikomponetti biokeraamikom-ponentin pinnalla mahdollistaa esim. levymäisen biokomposiitin kiinnityksen ruuveilla luuhun (3) 10 kuten poikkileikkauskuvassa 2c on esitetty. 5 is not brittle bio-ceramics, especially a sheet generally can not be secured to the bone by screws because it rikkoutusmisvaaran, but tenacious polymeerikomponetti biokeraamikom-surface component allows e.g. plate-like biocomposite to the bone fixation screws (3) 10 as 2c is a cross-sectional view.
Sitkeä polymeerikomponetti antaa kirurgille mahdollisuuksia muotoilla biokomposiittia tarpeen vaatimalla tavalla. Tough polymeerikomponetti gives the surgeon the opportunity to formulate biocomposite according to requirement. Esim. poikkileikkauskuvan 3 mukaan voidaan 15 biokomposiitin biokeraamikomponenttiin (1) tehdä V:n muotoisia uria sekä taivuttaa biokomposiitti uria pitkin sitkeän polymeerikomponentin myödätessä, mutta pitäessä kuitenkin kappaleen yhtenäisenä. . For example, the cross-section of Figure 3, can be 15 biocomposite bioceramic component (1) made of V-shaped grooves and the grooves along the bend biocomposite viscous polymer myödätessä, but pitäessä, however, as a single piece. Näin tasomaisesta biokomposiittikappaleesta saadaan kaarevapin-20 täinen. Thus biocomposite sample is obtained from a planar kaarevapin 20-fold. Tämä kaareva kappale voidaan kiinnittää rekonstruoitavan luun pinnalle esim. ruuveilla. This curved piece can be attached to the surface of the bone to be reconstructed e.g. screws.
Kuvissa 1-3 esitetyistä levymäisistä biokomposiiteis-ta voidaan konstruoida kuvan 4 esittämiä kerroksellisia 25 kappaleita, joissa biokeraamikomponentit (1) ja polymeerikomponentit (2) vuorottelevat. shown in Figures 1-3 biokomposiiteis planar-layered may be constructed of Figure 4 raised by 25 tracks with bioceramic component (1) and the polymer components (2) alternate. Käytettäessä kuvan 4 mukaisissa biokomposiiteissa huokoisia bioke-raamikomponentteja (1) sekä huokoisia kuitulujitettuja polymeerikomponentteja (2) on mahdollista valmistaa 30 suhteellisen suuriakin lujia, sitkeitä luusiirteitä. When using the biocomposites of Figure 4, the porous bioke-raamikomponentteja (1) and porous fiber reinforced polymer components (2) may be prepared by a relatively large 30 strong, tough bone grafts.
Keksinnön mukaisissa biokomposiiteissa on tiiviin biokeraamikomponentin tapauksessa sen ja polymeerikomponentin rajapinta yksikäsitteinen ja selväpiirteinen 35 polymeerikomponentin asettuessa biokeraamikomponentin pinnalle sen pinnan muotoja seuraten kuten on kaavamaisesti esitetty poikkileikkauskuvassa 5a. biocomposites of the invention, in the case of close the bioceramic component and the polymer component interface unambiguous and well-defined polymer 35 settles on the surface of the bioceramic component follow the contours of the surface as schematically shown in cross-section in Figure 5a. Avointa huokoisuutta sisältävän biokeraamikomponentin ja 17 80605 polymeerikomponentin välinen rajapinta on monimutkainen kolmiulotteinen verkosto, koska polymeeri tunkeutuu biokomposiitin valmistusvaiheessa aina jossain määrin biokeraamin huokosrakenteeseen. The interface between the bioceramic component contains open porosity and 17 80605 the polymer component is a complex three-dimensional network, because the polymer penetrates into biocomposite manufacturing step is always to some extent, the pore structure of the bioceramic. Tällaista tapausta on 5 kuvattu kaavamaisesti poikkileikkauskuvassa 5b. Such a case is illustrated schematically in 5 cross-section in Figure 5b. Rajapinnan lujuutta sekä siten myös koko biokomposiitin lujuutta voidaan tällöin vaihdella vaihtelemalla polymeerin tunkeutumissyvyyttä biokeraamin huokosiin. The strength of the interface, and thus the strength of the whole biocomposite can thus be varied by varying the depth of penetration of the polymer bioceramic pores.
10 Kuvissa 6a - 6c on edelleen esitetty eräitä kuutiomai-sia keksinnön mukaisia biokomposiittikappaleita. 10 Figures 6a - 6c further shows a number of kuutiomai-SIA biocomposite sample of the invention. Kuvassa 6a on esitetty biokomposiitti, jossa biokeraa-mikappaleen (1) vastakkaisille pinnoille on kiinnitetty polymeerikomponenttikerrokset (2). Figure 6a shows a biocomposite where the biokeraa-mikappaleen (1) on opposite surfaces of the attached polymeerikomponenttikerrokset (2). Tällä materiaalilla 15 voidaan korvata esim. osia litteistä luista. This material 15 may be replaced e.g. parts of flat bones. Kuvassa 6b on biokomposiitti, jossa kuutiomainen biokeraamikap-pale (1) on ympäröity polymeerikomponentilla (2) niin, että biokeraamin ylä- ja alapinta ovat vapaat. Figure 6b is a biocomposite where the cubic biokeraamikap-piece (1) is surrounded by a polymeric component (2) so that the upper and the lower surface of the bioceramic are free. Kuvassa 6c on esitetty biokomposiitti, jossa biokeraa-20 mikappale (1) on lujitettu sisäisesti yhdellä tai useammalla pitkänomaisella polymeerikomponentilla (2). Figure 6c shows a biocomposite, where the biokeraa-20 mikappale (1) has been reinforced internally with one or more elongated polymeric component (2).
Kuvassa 7 on esitetty eräitä sylinterinmuotoisia 25 keksinnön mukaisia biokomposiittikappaleita. Figure 7 shows some cylindrical biocomposite sample 25 in accordance with the invention. Kuvassa 7a on esitetty litteä, sylinterimäinen biokomposiitti-kappale, joka muodostuu biokeraamiytimestä (1) sekä sen ympärillä vanteen tavoin lujitteena olevasta polymeerikomponentista (2), joka on kuitulujitettu ja 30 valmistettu resorboituvasta materiaalista. Figure 7a is a flat, cylindrical biocomposite-piece formed biokeraamiytimestä (1) and around the rim as a reinforcement material component (2) which is fiber-reinforced and 30 made in a resorbable material. Kuvan 7a mukaisia biokomposiitteja voidaan käyttää mm. Figure 7a biocomposites can be applied as such. nivelten ja nikamien jäykistysimplantteina (vrt. esim. kuva 6). joints and vertebrae jäykistysimplantteina (see. e.g. Figure 6). Kuvassa 7b on esitetty sylinterimäinen biokomposiitti-kappale, joka muodostuu putkimaisesta biokeraamikom-35 ponentista (1) sekä sen sisällä olevasta sylinterimäi-sestä polymeerikomponentista (2), joka voi myös olla sisältä ontto (putkimainen) kuten kuvan 7c tapauksessa. Figure 7b shows a cylindrical biocomposite fragment, which consists of a tubular biokeraamikom-35 component (1) and inside the cylindrical-iN in the polymer component (2), which may also be hollow (tube-like) as in the case of Figure 7c shown.
Kuvassa 7d on esitetty sylinterimäinen biokomposiitti-kappale, joka on konstruoitu sisäkkäisistä keraami-(1) ja polymeerikomponenteista (2). Figure 7d is a cylindrical biocomposite-piece which is constructed of nested ceramic (1) and the polymer (2) shown. Kuvien 7b - 7d mukaisia biokomposiitteja voidaan käyttää myös esim. Image 7b - 7d biocomposites may also be used e.g.
5 nivelien ja nikamien jäykistysimplantteina sekä murtumien ja artrodesin fiksaatiomateriaaleina. 5 of joints and vertebrae jäykistysimplantteina, as well as fractures and arthrodesis fiksaatiomateriaaleina.
Kuvassa 8 on esitetty eräitä sauvamaisia ja putkimaisia keksinnön mukaisia biokomposiitteja, joita voidaan 10 käyttää esim. putkiluumurtumien fiksaatiossa, ydin-nauloina, hohkaluun murtumien, osteotomioiden ja artrodesin fiksaatiosauvoina. Figure 8 shows some rod-like and tube-like biocomposites is shown in accordance with the invention which can be used, for example 10. Putkiluumurtumien fixation, the core-pounds, of cancellous bone fractures, osteotomies and arthrodesis fiksaatiosauvoina.
Kuvassa 8a on esitetty kuitulujitetulla polymeerillä 15 (2) pinnoitettu tiivis biokeraamisauva (1). Figure 8a is a close biokeraamisauva (1) The fiber-reinforced polymer 15 (2) coated. Kuva 8a' esittää ko. Figure 8a 'shows in question. biokomposiitin poikkileikkausta tasossa aa. biocomposite the cross-section plane aa. Sitkeä, lujitettu polymeerikomponentti biokeraami-sauvan pinnalla antaa sauvalle erinomaiset sitkeys- ja lujuusominaisuudet. The tough, reinforced polymer on the surface of the rod-bioceramic rod gives excellent toughness and strength properties. Kuvassa 8b on esitetty biokompo-20 siittisauva, joka muodostuu avointa huokoisuutta sisältävästä biokeraamiytimestä (-komponentista (1)) sekä kuitulujitetusta polymeeripinnoitteesta (-komponentista (2)). Figure 8b shows a biokompo-20 siittisauva composed of open porosity containing biokeraamiytimestä (component (1)), and fiber-reinforced polymer coating component (s) (2). Tällainen biokomposiittisauva on kevyt, luja, sitkeä ja jäykkä materiaalikombinaation 25 seurauksena. Such biokomposiittisauva are lightweight, strong, tough and stiff as a result of material combinations 25. Kuvassa 8c on esitetty putkimainen biokomposiittikappale, joka muodostuu putkimaisesta, edullisesti avointa huokoisuutta sisältävästä biokeraa-mikomponentista (1) sekä sen päälle kelatusta polymee-ri-kuitukomposiitista (polymeerikomponentista (2)). Figure 8c is a tubular biocomposite sample, which consists of a tubular, open porosity, preferably containing biokeraa-liquor components (1) and the top of the coiled polymer-ri-fiber composites (material component (2)) Fig. 30 Kelaus suoritetaan edullisesti siten, että kelattujen kuitukimppujen väleihin jää aukkoja kuten kuvan 8c tapauksessa. Winding 30 is preferably performed so that the wound fiber bundles are left between the openings as shown in Figure 8c. Polymeeri-kuitukomposiitti saadaan kiinnittymään biokeraamiputken pinnalle syöttämällä pyörivän biokeraamiputken pinnalle polymeerillä impreg-35 noitua kuitukimppua. The polymer-fiber composite is drawn to the surface of the bioceramic death of the rotating surface of the bioceramic polymer Impregna-35-terminated fiber bundle.
19 80605 19 80605
Kuvassa 9 on esitetty peruskelaustavat [A = kulmake-laus, B = säteittäinen kelaus, C = napakelaus, D = kudontakelaus, E = moniakselikelaus ja F = kehäkelaus (I. Airasmaa et ai. "Lujitemuovitekniikka", Helsinki, 5 1984)], joita mm. Figure 9 shows peruskelaustavat [A = eyebrows, distillation, B = radial winding, C = napakelaus, kudontakelaus D = E = F = moniakselikelaus and kehäkelaus (Airasmaa I., et al., "Lujitemuovitekniikka", Helsinki, Finland, May 1984)]; by mm. voidaan soveltaa keksinnön mukaisten biokomposiittien valmistukseen. can be applied to manufacture biocomposites of the invention.
Kelausmenetelmällä on keksinnön mukaisiin biokomposiit-teihin mahdollista saada polymeerikomponenttiin 10 suurimmat lujitekuitu/sideainepolymeerisuhteet. Coiler according to the invention is biokomposiit, you can get the polymeric component 10 of the main reinforcing fiber / sideainepolymeerisuhteet. Myös kelaussuuntia vaihtelemalla voidaan lujitekuidut suunnata optimaalisesti ajatellen niitä mekaanisia rasituksia, joiden kohteeksi implantti luukudoksessa tai sen kanssa kontaktissa ollessaan joutuu. Also, the winding can be varied to optimally orient the reinforcing fibers in mind the mechanical stresses to which the implant in the bone tissue or in contact with it while being exposed. Siksi 15 kuvan 8c (samoin kuin kuvan le mukaisella ja vastaavilla materiaaleilla) mukaisella biokomposiitilla on monia erinomaisia ominaisuuksia. Therefore, 8c, 15 (as well as the image Ic of the materials, and the like) of the biocomposite is a number of excellent properties. Se on luja ja sitkeä polymeeri-kuitukomposiitista kelatun pintarakenteensa ansiosta. It is strong, tough surface of the wound structure, the polymer-fiber composites. Se on kevyt onton rakenteen ja keraamikom-20 ponentin huokoisuuden johdosta ja elävä kudos (luu-yms.) voi kasvaa sen sisään nopeasti polymeeri-kuitu-kimppujen väleissä olevien aukkojen kautta ja edelleen biokeraamiputken avoimeen huokoisuuteen. It is a lightweight hollow structure and keraamikom-20 component and the porosity of the living tissue (bone-like.) Can grow rapidly through the inside of the polymer-fiber bundles slots and openings in the open porosity of the bioceramic further. Tällaisia biokomposiitteja voidaan käyttää esim. putkiluiden 25 murtumien ydinnaulaukseen. Such biocomposites can be used, for example. Rodding 25 fractures of long bones.
Kuvassa 10 on esitetty kourumainen biokomposiittikap-pale, joka muodostuu kourumaisesta biokeraamikomponen-tista (1) sekä sen pinnalle laminoidusta, lujitetusta 30 polymeerikomponentista (2). Figure 10 is a trough-like pale-biokomposiittikap, which consists of trough-shaped biokeraamikomponen-acetate (1) and the surface of the laminated, 30 of reinforced material component (2). Tällaisia biokomposiitteja voidaan käyttää esim. pienten putkimaisten luiden osien korvannaisina. Such biocomposites can be used eg. As women ear bones of small tubular parts.
Kuvassa 11 on esitetty ihmisen alaleukaluun korvannais-35 implantiksi sopiva keksinnön mukainen biokomposiitti-kappale, joka muodostuu poikkileikkaukseltaan (kuva 11a) kourumaisesta biokeraamikappaleesta (1) sekä sen ulkopinnalla osittain olevasta kuitulujitetusta 20 80605 polymeerikomponentista (2). Figure 11 shows a female ear of a human mandible implant 35 suitable biocomposite-piece according to the invention, which consists of cross-section (Figure 11a), trough-shaped bioceramic (1) and partly in the outer surface of the fiber-reinforced polymer component 20 80605 (2). Kourumainen tila voidaan täyttää edullisesti esim. autogeenisella hohkaluulla, biokeraamijauheella (kuten hydroksiapatiitti) tai luun ja biokeraamijauheen seoksella, jolloin saadaan 5 aikaan nopea luutuminen. Trough-like space can be preferably satisfies e.g. autogenous trabeculae, biokeraamijauheella (such as hydroxyapatite) or a mixture of bone and biokeraamijauheen to give 5 a rapid ossification.
Kuvissa 1-11 esitetyissä suoritusmuodoissa voidaan käyttökohteesta riippuen käyttää tiiviitä tai huokoisia, resorboituvia biokeraamikomponentteja ja resor- 10 hoituvia polymeerejä huokoisessa (reiällisessä) muodossa lujitettuina esim. resorboituvilla kuiduilla, kalvokuiduilla yms. lujite-elementeillä tai niistä konstruoiduilla rakennelmilla. In the embodiments shown in Figures 1-11 may be used depending on the use dense or porous, resorbable bioceramic component 10 and melamine urea formaldehyde polymers are handled in a porous (perforated) been reinforced in the form of e.g. resorbable fibers, film fibers and the like. reinforcement elements or are constructed, by constructions.
15 Luunmurtumien, osteotomioiden, artrodesin tai nivel-vaurioiden fiksaatiossa voidaan käyttää biokomposiit-teja, joissa edullisesti sekä biokeraamikomponentti että polymeerikomponentti ovat resorboituvia materiaaleja. 15 of bone fractures, osteotomies, arthrodesis or joint damage-fixation may be used biokomposiit-Teja, preferably with bioceramic component and the polymer component are resorbable materials. Siten koko biokomposiitti resorboituu ja kor- 20 vautuu uudisluulla ym. elävällä kudoksella sen jälkeen, kun biokomposiitin f iksaatiovaikutus on käynyt tarpeettomaksi murtuman, osteotomian tai artrodesin parannuttua. Thus, the whole biocomposite is resorbed and replaced 20 opens at the new bone et al. A living tissue after the biocomposite f iksaatiovaikutus has become unnecessary fracture, osteotomy or arthrodesis has improved. Rekonstruktiivisessa kirurgiassa defektien täyttämisessä, luun ulkomuotoa, ulottuvuutta tms. Reconstructive surgery, filling defects, bone appearance, dimension or the like.
25 muutettaessa jne. taas voidaan käyttää edullisesti biokomposiitte ja, joissa ainakin biokeraamikomponentti on biostabiili sekä kudossopeutuva ja johon luukudoksen solut kiinnittyvät. 25 is changed etc. can advantageously be used and biocomposites, where at least the bioceramic component is biostable and biocompatible bone tissue and which cells adhere.
30 Keksinnön toimivuutta on havainnollistettu seuraavien esimerkkien avulla. 30 functioning of the invention is illustrated by the following examples.
Esimerkki 1 35 Biokeraamista valmistetuista tiiviistä (T) (ei merkit tävästi avointa huokoisuutta) tai huokoisista (H) (avoin huokoisuus 20 - 70 %) levyistä (mitat 30 x 10 x 4 mm) sekä resorboituvasta polymeeristä, joka 2i 80605 keksinnön tapauksissa oli myös lujitettu yhdensuuntais-kuiduilla, valmistettiin kuvan 1 mukaisia biokomposiit-teja seuraavilla menetelmillä: 5 (1) Asetettiin niin suuri kalvomainen polymeerikappale (paksuus n. 2 mm) biokeraamikappaleen (BK) pinnalle (30 x 10 mm pinnalle), että se peitti koko BK:n pinnan. Example January 35 bioceramics-density (T) (not significantly by open porosity) or of porous (H) (open porosity 20-70%) of the plates (dimensions 30 x 10 x 4 mm) and resorbable polymer 2i 80605 cases of the invention was also reinforced with a one-way fibers, prepared biokomposiit-Teja as shown in Figure 1 with the following techniques: 5 (1) was placed in the large film-like polymeric article (. a thickness of 2 mm) bioceramic (BK) on the surface (30 x 10 mm surface), that it covered the entire BK the surface. Puristettiin kuumennettavalla levyllä polymeerikalvoa ylhäältäpäin siten, 10 että se suli ja asettui tiiviisti BK:n pinnalle (tunkeutuen jossain määrin mahdolliseen avoimeen huokoisuuteen). Compressed into a heated polymer film from above the disc, so that it melts at 10 and settled tightly the surface of BP (penetrating to a certain extent possible open porosity). Säädettiin puristuksella polymee-rikerroksen paksuudeksi n. 1 mm. Adjustment of the polymer-compression feeder layers thickness approx. 1 mm. Jäähdytettiin biokomposiittikappale paineen alaisena. Biocomposite sample was cooled under pressure.
15 (2) Asetettiin lujitekuidut biokeraamikappaleen (BK) pinnalle (30 x 10 mm pinta), asetettiin polymeeri-kalvo (paksuus n. 2 mm) lujitekuitujen päälle ja puristettiin kalvoa ylhäältäpäin kuumennettavalla levyllä niin, että kalvo suli, kostutti lujite-20 kuidut ja tunkeutui BK:n pinnalle (sekä osittain mahdolliseen avoimeen huokoisuuteen) kostuttaen BK:n pinnan. 15 (2) was placed on the reinforcing fibers bioceramic (BK) on the surface (30 x 10 mm surface) were placed in a polymer membrane (thickness approx. 2 mm) on the reinforcing fibers and compressed to a film from above the heated plate so that the film melted, wetted the reinforcement 20 fibers, and penetrated the surface of BP (and part of a possible open porosity) BK wetting the surface. Polymeerikomponentin (polymeeri + lujite) paksuudeksi säädettiin 1 mm ja kuitujen paino-osuudeksi n. 40 %. A polymer component (polymer + reinforcement) adjusted to a thickness of 1 mm and a fiber weight percentage of approx. 40%. Jäähdytettiin biokom-25 posiitti paineen alaisena. Biokom cooled to-25 composites under pressure.
(3) Kostutettiin BK: n pinta (30 x 10 mm pinta) polymeerin liuoksella. (3) wetted with BK at the surface (30 x 10 mm surface) of the polymer solution. Haihdutettiin liuotin. Evaporation of the solvent. Toistettiin prosessi, kunnes polymeerikerroksen paksuus oli 0.5 mm. The process was repeated until the polymer layer had a thickness of 0.5 mm.
30 (4) Asetettiin lujitekuidut BK:n pinnalle. 30 (4) was placed on the reinforcing fibers the surface of BP. Kostutet tiin kuidut ja BK:n pinta (30 x 10 mm pinta) polymeerin liuoksella. Soaked the fibers and BK at the surface (30 x 10 mm surface) of the polymer solution. Puristettiinmikrohuokoinen Teflon-kalvo kappaleen pinnalle. Puristettiinmikrohuokoinen Teflon membrane surface of the body. Haihdutettiin liuotin. Evaporation of the solvent. Toistettiin prosessi, kunnes polymeeri-35 kuitukerroksen paksuus oli 0.5 mm (kuitujen paino- osuus = 40 %). The process was repeated until a polymer-fiber layer 35 had a thickness of 0.5 mm (the proportion by weight of the fibers = 40%).
22 80605 (5) Kostutettiin BK:n pinta (30 x 10 mm pinta) reaktiivisella polymeerisysteemillä (nestemäisellä monomeerilla, oligomeerilla tai esipolymeerilla 5 tai niiden seoksella). 22 80605 (5) wetted with BK at the surface (30 x 10 mm surface) of the reactive polymer system (a monomer liquid, oligomer, prepolymer, or 5, or a mixture thereof). Kovetettiin BK:n pinnalle 1 mm paksu kerros ko. BK cured on the surface of a 1 mm thick layer in question. reaktiopolymeeria. reaktiopolymeeria.
(6) Asetettiin lujitekuidut BKsn pinnalle (30 x 10 mm pinta). (6) were placed on the surface of the reinforcing fibers BKsn (30 x 10 mm surface). Kostutettiin kuidut ja BK:n pinta reaktiivisella polymeerisysteemillä (nestemäisellä 10 monomeerilla, oligomeerilla, esipolymeerilla tai niiden seoksella). Wetted fibers and BK at the surface with a reactive polymer system (a monomer liquid 10, an oligomer, prepolymer or their mixture). Kovetettiin BK:n pinnalle 1 mm paksu kerros reaktiopolymeeri-kuituseosta (kuitujen paino-osuus = 40 %). BK cured on the surface of a 1 mm thick layer reaktiopolymeeri-fiber mixture (the weight fraction of fibers = 40%).
(7) Toimittiin kuten menetelmässä 1, mutta kalvomainen 15 polymeerikappale sisälsi 60 paino-% hienoksi jauhettua ruokasuolaa (keskimääräinen hiukkaskoko 100 μιη) . (7) The procedure was as in Method 1, but the film-like polymeric article containing 15 to 60 wt% finely milled common salt (average particle size of 100 μιη). Biokomposiittia liuotettiin valmistuksen jälkeen 6 h huoneenlämpöisessä vedessä, jolloin ruokasuola liukeni. The biocomposite was then dissolved in Preparation 6 h at room temperature and in water, wherein the salt dissolved. Biokomposiitti kuivattiin, 20 jolloin saatiin polymeerikomponentissa avointa huokoisuutta (n. 20 tilavuus-%) sisältävä biokomposiitti. The biocomposite was dried, yielding 20 open porosity of the polymer component (approx. 20% by volume) containing biocomposite.
(8) Toimittiin kuten menetelmässä 2 käyttäen ruokasuola jauhetta polymeerikalvon seosaineena avoimen 25 huokoisuuden saamiseksi polymeerikomponenttiin kuten menetelmässä 7. (8) The procedure was as in Method 2, using a salt of the polymer powder alloying an open porosity of 25 to obtain a polymer component as in method 7.
(9) Toimittiin kuten menetelmässä 3 käyttäen polymee-riliuoksessa ruokasuolajauhetta seosaineena avoimen huokoisuuden saamiseksi polymeerikom- 30 ponenttiin kuten menetelmässä 7. (9) The procedure was as in Method 3, using a polymer from a solution of sodium chloride powder as an alloying element to obtain an open porosity of 30 polymeerikom- component by a method such as seven.
(10) Toimittiin kuten menetelmässä 4 käyttäen polymee-riliuoksessa ruokasuolajauhetta seosaineena avoimen huokoisuuden saamiseksi polymeerikomponenttiin kuten menetelmässä 7. (10) The procedure was as in Method 4, using a polymer from a solution of sodium chloride powder as an alloying element to obtain an open porosity of the polymer component as in method 7.
35 (11) Toimittiin kuten menetelmässä 5 käyttäen reak tiivisessa polymeeri systeemissä ruokasuola jauhetta seosaineena avoimen huokoisuuden saamiseksi polymeerikomponenttiin kuten menetelmässä 7. 35 (11) The procedure was as in Method 5 using reak tight polymer system sodium chloride powder as an alloying element to obtain an open porosity of the polymer component as in method 7.
23 80605 (12) Toimittiin kuten menetelmässä 6 käyttäen reaktiivisessa polymeerisysteemissä ruokasuola jauhetta seosaineena avoimen huokoisuuden saamiseksi polymeerikomponenttiin kuten menetelmässä 7. 23 80605 (12) It was operated as in method 6, using the reactive polymer system sodium chloride powder as an alloying element to obtain an open porosity of the polymer component as in method 7.
5 Määritettiin biokomposiittien isku- ja taivutuslujuudet (I) kiinnittämällä biokomposiittikappaleet molemmista päistään tukitelineeseen (T) ja kohdistamalla biokom-posiitin biokeraamikomponentin vapaalle pinnalle 10 (vastakkaiselle pinnalle kuin mille polymeerikom-ponentti oli kiinnitettynä) iskuvasaran isku tai taivuttamalla vakionopeudella liikkuvan yleisaineen-koetuskoneen taivutuspään avulla kappaletta keskeltä. 5, the biocomposites impact and flexural strengths (I) by engaging the biocomposite sample at both ends on the carrier frame (T) and by applying Biokom, the composite free surface of the bioceramic component 10 (the opposite surface than for polymeerikom-component was attached to) the impact of the hammer or bending at a constant speed rolling universal material-testing machine bending head by means of pieces in the center. Kuvassa 12 on esitetty kaavamaisesti isku- ja taivutus-15 kokeen koejärjestely. Figure 12 is a schematic view of the impact and the bending test of 15 experimental setup.
Määritettiin iskulujuus iskuenergian absorptiona kappaleen poikkipinta-alaa kohti sekä taivutuslujuus taivutuskuormituksen kestävyytenä kappaleen poikkipin-20 ta-alaa kohti murtumishetkellä. It was determined the impact strength of the impact energy absorption body cross-sectional area towards the bending load and the flexural strength of resistance to breaking member 20 to cro-area towards the moment of breakage. Vertailuarvoina käytettiin pelkälle biokeraamille saatuja isku- ja taivutuslujuusarvoja. Was compared to impact and flexural strength values ​​obtained was used alone bioceramics.
Taulukossa 2 on esitetty eräiden tutkittujen hydroksi-25 apatiitti(HA)+polymeerisysteemien ja HA+polymeerikom-posiittisysteemien (polymeeri + hiilikuituja 40 paino-%) komponentit ja valmistusmenetelmät. Table 2 shows the number of examined 25-hydroxy apatite (HA) + polymer systems and HA + polymeerikom-posiittisysteemien (polymer + carbon fiber 40% by weight) of the components and methods of manufacture. Taulukossa 4 on ilmoitettu, missä rajoissa taulukon 3 eri tutkittujen biokomposiittien suhteelliset isku- ja taivutuslujuudet 30 (lujuusarvot jaettuna vastaavan HA:n lujuusarvoilla) vaihtelivat polymeerikomponentista riippuen. Table 4 is indicated, within the limits of Table 3 biocomposites were examined in different relative impact and bending strengths of 30 (the strength values ​​divided by the corresponding HA strength values) varied depending on the polymer component.
Taulukko 2. Biokomposiittien koostumuksia ja valmistusmenetelmiä. Table 2. The biocomposite compositions and methods of manufacture. Jokaisesta polymeeristä 35 valmistettiin 4 erityyppistä biokomposiit- tia; For every 35 polymer was prepared from four different types of biokomposiit- thia; Näytteet 1, 5, 9 jne: huokoinen HA + polymeeri, näytteet 2, 6, 10 jne: huokoinen HA + polymeeri + hiilikuitulujite (HL) (40 paino-% kuitua), näytteet 3, 7, 11 jne: 24 8 0 605 Samples 1, 5, 9 etc. The porous HA + polymer, Samples 2, 6, 10, etc. The porous HA + polymer + carbon fiber reinforcement (HL) (40% by weight of fiber), samples 3, 7, 11 et 24 605 8 0
tiivis HA + polymeeri, näytteet 4, 8, 12 jne: tiivis HA + polymeeri + HL HA + polymer seals, samples at 4, 8, 12, etc.: close HA + polymer + HL
Näyte Polymeeri 3) Valmistusmenetelmät 5 n: o (n: o ) 1-4 HDPE 1, 2 5-8 PP 1, 2 9-12 PS 1, 2 10 13-16 SAN 1, 2 17-20 EP 5, 6 21-24 PA 1, 2 25-28 POM 1, 2 29-32 PPO 1, 2 15 33-36 PC 1, 2 37-40 1) PMMA 5, 6 41-44 PTFE 1, 2 45-48 PSi 1, 2 49-52 PU 5, 6 20 53-56 PAr 1, 2 57-60 PEEK 1, 2 61-64 PES 1, 2 65-68 PPS 1, 2 69-72 PSu 1, 2 25 73-76 PET 1, 2 77-80 PGA 1, 2 81-84 L-PLA 1, 2 85-88 DL-PLA 3, 4 89-92 PGA/PLA 1, 2 30 93-96 PGA/TMC 1, 2 97-100 PHBA 3, 4 101-104 PHBA/PHVA 1, 2 105-108 PDS 3, 4 109-112 2) PEA 1, 2 35 113-116 Poly-6-kaprolaktoni 1, 2 117-120 Poly-6-valerolaktoni 1, 2 121-124 Polyeetteriesteri 1, 2 125-128 Kitiini 3, 4 25 8 0 605 1) Luusementti 2) Polymeerin rakennekaava 0 0 0 0 Sample Polymer 3) Methods of Preparation 5 No (No) 14 1 HDPE, PP 1 2 5-8 2 PS 1 9-12, 13-16 February 10 SAN 1, 2, 17-20 EP 5, 6 PA 21-24 1 25-28 2 1 POM, PPO 1 2 29-32, 33-36 February 15 PC 1, 2 37-40 1) PMMA 5, 6, 41-44 PTFE 1 1 2 45-48 PSi 2 5 ND 49-52, 53-56 June 20 PAr 1, 2 1 57-60 PEEK, PES 61-64 2 1 65-68 2 1 PPS, PSU 1 2 69-72, 73-76 February 25 PET 1, the PGA 2 77-80 1 81-84 2 L-PLA one, two DL-PLA 85-88 3 89-92 4 PGA / PLA 1, 93-96 February 30 PGA / TMC 1, 2, 97-100 PHBA 3, 4 101-104 PHBA / PHVA 1, 2, 105-108 PDS 3, 4 109-112 2) PEA 1, February 35 113-116 Poly-6-caprolactone, 1, 2, 117-120 Poly-6-valerolactone 1 2 polyetherester 121-124 1, 2 125-128 3 chitin, April 25 8 0 605 1) bone cement 2) the polymer of formula 0 0 0 0
H II II II H II II II
-0-CH2-C-NH-(CH2)i2-NH-C-CH2-0-C-(CH2)i2-C- 5 3) Kuitulujittamattoman polymeerin sisältäville näytteille käytettiin ensimmäistä valmistusmenetelmää ja kuitulujitetuille toista valmistusmenetelmää kunkin polymeerin tapauksessa. -0-CH2-C-NH- (CH2) i2 -NH-C-CH2-0-C (CH 2) i2 C. 5-3), Kuitulujittamattoman polymer containing samples used for the first manufacturing method and the second method of manufacturing a fiber-reinforced, for each of the polymer.
Taulukko 3. Taulukon 2 biokomposiittien lujuusalueet Table 3. The strength regions of biocomposites of Table 2
Materiaali Suhteelliset Suhteelliset iskulujuudet taivutuslujuudet 15 _ Material Relative impact strength Relative flexural strengths of 15 _
Huokoinen HA + polymeeri 3.5-40 1.1-2 Porous HA + polymer from 3.5 to 40 1.1-2
Huokoinen HA + polymeeri 20 kuitulujitettuna 120-240 1.6-6 Porous HA + polymer fiber-reinforced 20 120-240 1.6 to 6
Tiivis HA + polymeeri 1.1-4.2 1.1-1.6 Short HA + polymer 1.1-1.6 1.1 to 4.2
Tiivis HA + polymeeri 25 kuitulujitettuna 1.8-20 1.1-3.5 + HA-resistant fiber-reinforced polymer 25 1.8 to 20 1.1 to 3.5
Kaikkien tutkittujen kuitulujitettujen biokomposiittien lujuudet olivat selvästi parempia kuin pelkän HA:n 30 tai polymeeripinnoitteisen HA:n lujuudet. fiber-reinforced biocomposites of all tested strengths were clearly better than that of pure HA 30, HA, or a polymer's strengths.
35 Biokeraameista valmistetuista tiiviistä (T) (ei merkittävästi avointa huokoisuutta) ja huokoisista (H) (avoin huokoisuus 20-70%) levyistä (mitat 30 x 10 x 4 mm) sekä resorboituvista polymeerikomposiiteista valmistettiin kuvan la mukaisia biokomposiitteja 26 8 0 6 0 5 esimerkin 1 menetelmällä (2). 35 produced bioceramics close (S) (no significant open porosity) and a porous (H) (open porosity 20-70%) of the plates (dimensions 30 x 10 x 4 mm) and resorbable polymeric composites biocomposites of Figure la was prepared under Article 26 8 0 6 0 5 by the method of Example 1 (2). Taulukossa 4 on esitetty ko. Table 4 shows the question. biokomposiittien komponentit hydroksiapatiitti-keraamikoraponenttien tapauksessa sekä suhteelliset isku- ja taivutuslujuudet biokomposiitissa verrattuna 5 vastaavan pelkän hydroksiapatiitin isku- tai taivutus-lujuuteen. biocomposites components keraamikoraponenttien the case of hydroxyapatite, as well as the relative impact and bending strengths of biocomposites compared to pure hydroxyapatite 5 corresponding impact or bending strength. Huokoisista hydroksiapatiiteista valmistettujen biokomposiittien suhteelliset lujuudet on annettu ensin ja tiiviiden vastaavat arvot on annettu suluissa. The relative strengths of biocomposites with porous hydroxyapatite is produced on the first and close the corresponding values ​​are given in parentheses.
10 Vastaavantyyppisiä biokomposiitteja, kuin taulukossa 4, valmistettiin, käyttäen taulukon 4 polymeerejä ja kuitulujitteita, seuraavista huokoisista keraameista (huokoisuus 40 - 70%): 15 - trikalsiumfosfaatti dikalsiumfosfaatti Mg/Ca-fosfaatti fluoriapatiitti alumiinioksidi 20 - kalsiumkarbonaatti 10 biocomposites of a similar type, as in Table 4, were prepared using the polymers and fiber reinforcements of Table 4, the following porous ceramics (porosity 40-70%): 15 - tricalcium phosphate, dicalcium phosphate Mg / Ca-phosphate, fluorapatite alumina 20 - calcium carbonate
Em. Em. biokomposiittien suhteelliset iskulujuudet (kuvan 12 koejärjestelyllä) vaihtelivat välillä 85 - 220 ja suhteelliset taivutuslujuudet välillä 1.4 - 3.8. The relative impact strengths of biocomposites (experimental setup shown in Figure 12) ranged from 85 - 220 and the relative bending strengths 1.4 - 3.8.
25 Vastaavien komposiittien lujuudet ilman polymeerin kuitulujitusta vaihtelivat välillä 2-12 (suht. iskulujuus) ja 1.0 - 1.6 (suht. taivutuslujuus). 25 of the respective strengths of the composites without fiber reinforcement of the polymer ranged from 2-12 (rel impact strength.) And 1.0 - 1.6 (. Rel flexural strength).
27 80 605 'f 00 O CO VO 00 o 27 80 605 "F 00 O CO o VO 00
CO CO rH ?P CN rp ip tp CN CO CO r H? P rp ip tp CN CN
0 0 — •n -n tJ* 0 0 r—I rp 0 0 - n • n tJ * 0 0 r-I r p
Q) +J CN 00 VO -P CN CO Q) + J P VO CN 00 CN CO
C 0 ...... 0 C ......
•H > Π m NNN (NH • H> Π m NNN (NH
i—I *P i I * P
.P cd ro 0) En CL) .P cd ro 0) I CL)
Ä 0 <0 G ^ +jo cn o in in om •P cn ro ro vo CO vo CO 0 ^ O 0 •vf A 0 <0 G ^ + cn No in in in in • P cn ro ro vo vo CO CO 0 O 0 • ^ vf
Qi ·η e 0 p Qi · η e 0 p
O i—iooo in oom O O i O IOOO in oom
0 CN rH t* CO O (N 00 > P 0 CN r H s * CO O (N 00> P
O Ai τΗ rH rH i—I (N CN »H MO O Ai τΗ r H r H i I (N CN "H MO
H CO -—' Cfl > H, CO - "Cfl>
CQ H co M CQ H? M
— G <0 in Φ - G <0 in Φ
•MG • MG
g Φ g Φ
(D p <ti -H (D p <t -H
PS («£ ui < <0 6 C Ή fl m JiP M <0 ·· ·η -p rtj rt! Ph rt! rtj (¾ Λ CD (0 PS ( «£ ui <<0 6 C Ή fl m JIP M <0 ·· · η -p RTJ rt! Ph rt! RTJ (¾ Λ CD (0
Ui 0 0 OO l CJ> U ll Ai M g ft H Λ ΛΑΡΙΛΟίΡΙΡΙ O CD e U 0 0 OO l CJ> U M II Al g ft H O Λ ΛΑΡΙΛΟίΡΙΡΙ CD e
^ -MX ^ -MX
<0 Λ OO* <0 Λ OO *
PC Λ O 3 0) PC Λ O 3 0)
0 -HG 0 -HG
•H CO > CD G H • CO> CD G
(Ö I +J <#P ·Η :<0 ·Ρ (Z i + j <#P · Η <0 · Ρ
•H ·Η -PO -P > CO • H · Η -PO -P> CO
co MC o^+Jccqs XCDCD— ιο O ·Ρ P 3 3 CD 3 he! co MC o ^ + Jccqs XCDCD- ιο O · Ρ P 3 3 3 CD they! rt! rt! Sco-Pco 3 g O PH <3 · Ä :«J -P .¾ co pp (¾ PlPnrt! d A! co cd Sco-Pco 3 g O PH <3 · Ä! «J -P .¾ co pp (¾ PlPnrt d A co cd
H rH g rtJftimWWrt! H r H g rtJftimWWrt! <0 :<0 CU <0 <0 CU
<0 oo oiiPtcpow 3 +j 3 a: _ G CM P< ft JQ ft ft ft ft PP! <0 oo oiiPtcpow 3 + j 3 a _ CM G P <JQ ft ft ft ft ft PP ·Μ c · Μ c
HP -p +J 3 -P HP -P 3 -P + J
g 3 OG -Η -P 3 g OG -Η -P
O 3 > Φ P d O 3> Φ P d
CQ <0 d G <D CQ <0 d G <D
3 Eh ·Η Ο Φ d Eh 3 · Η Ο Φ d
(D w Ο ·Η ft d O (D w · Ο Η ft d O
P — A! P - A! P 6 Ο ap cn OMO CH g P 6 Ο ap cn g OMO CH
+J 0 :<0 A! J + 0: <0 A! g O g of O
•p I -P CO Λ > ·Η o Ai • P I -P CO Λ> · Η No Ai
•P -H +J -ri «0 g Ai -H • H + J P -R «0 g of AI -H
co gp llllll <0 P c0 ·Ρ M co gp llllll <0 P c0 · Ρ M
O COd ® = = * = * = PP <0 g Φ O ® COd = = * = * = PP <0 Φ g
Οι <0CD -— llllll C-HMcdCD Οι <0CD - llllll C-HMcdCD
bug •—i ^ S ? bug • -i ^ S? I I
ΟΦΟ OMA! ΟΦΟ MY! M M
Ai A! A Oh! CH > Φ Ο Φ Ή CH> Φ Ο Φ Ή
OOg - cd g -P Ai O Og - cd g of Al P O
•Η -P Ο κ£ ~ Λ Ο Λ CQ PQ A! • Η Ο κ -P ~ £ Λ Ο Λ CQ PQ A! ® ®
G Φ G Λ G Φ G G G Λ
. . <15 -—- CD 0 <--- CD 15 0
4* G CO GP 4 * G GP CO
•p co -P -P Φ • p co -P -P Φ
OO -PO -PP OO -PO -pp
VXA Ai > -p VXA Ai> -p
Ai O <N Ο ·Ρ O -P ·η Ai O <N · Ο Ρ · η O -P
3 φ CN ·*»< VO 00 rH rH rH 3-P3-PS Φ 3 CN · * »<VO 00 r H r H r H 3-P3-PS
,ρ 4-> P ΚΕηΚΗΡΙ 3 !ρ o » ^ ^ «· ^ *· ·* cd :cd·· hn in οι hw EH ZG rp |P rPCMCOTfin 28 80 605 , Ρ 4> P 3 ΚΕηΚΗΡΙ ρ o »^ ^« ^ * · · · * cd cd ·· he in οι hw EH ZG rp | P rPCMCOTfin 28 80 605!
Sijoitettiin kuumennettavaan ruiskupuristusmuottiin (mitat 30 x 10 x 4 mm) biokeraamikappale, jonka mitat 5 olivat 30 x 10 x 3 mm. Placed in a heatable injection mold (dimensions 30 x 10 x 4 mm), bioceramic, the dimensions of which five were 30 x 10 x 3 mm. Ruiskutettiin muotin toisesta kapeasta päästä ruiskutuskanavan kautta muotissa olevaan tyhjään tilaan (30 x 10 x 1 mm) sulaa, neste-kidetilassa olevaa termoplastista nestekidepolymeeria (valmistaja Celanese Inc., kauppanimi Vectra: ruisku-10 puristuslaatu) niin, että se täytti muotin tyhjän tilan orientoituen sekä kiinnittyen biokeraamikappa-leeseen. Was injected into the mold one of the narrow end through the injection channels in the mold into the space (30 x 10 x 1 mm) melts, the liquid-crystalline state of a thermoplastic liquid crystal polymer (manufacturer Celanese Inc., trade name Vectra: injection-10 compression grade) so as to fill the empty space of the mold the orientation as well as adhering to biokeraamikappa-sleeve member. Jäähdytettiin muotti ja avattiin se, jolloin saatiin mitoiltaan 30 x 10 x 4 mm oleva biokomposiitti-kappale, mikä koostui biokeraami- ja nestekidepolymee-15 rikomponenteista. Cooling the mold and opening it to provide the dimensions 30 x 10 x 4 mm biocomposite fragment which consisted of a bioceramic and nestekidepolymee-15 polymer components.
Käytettiin näytteenvalmistuksessa seuraavia biokeraa-meja: hydroksiapatiitti (tiivis näyte = T, huokoinen näyte = H), fluoriapatiitti (H), trikalsiumfosfaatti 20 (T, H), dikalsiumfosfaatti (T, H), magnesiumkalsiumfos- faatti (T, H), hydroksiapatiitin ja trikalsiumfosfaatin seos 50:50 (w/w) (H), alumiinioksidi (H), biolasi 45S (T), apatiittipitoinen lasikeraami (MgO-CaO-SiC>2-p2®5“^aF) (H) ja CaC03 (H)). Was used for sample preparation, the following biokeraa-atoms: hydroxyapatite (sealed sample = T, the porous sample = H), fluorapatite (H), tricalcium phosphate 20 (R, S), dicalcium phosphate (T, H), magnesiumkalsiumfos- sulfate (T, H), hydroxyapatite and a mixture of tricalcium phosphate 50:50 (w / w) (H), alumina (H), bioglass 45S (R), apatiittipitoinen glass-ceramic (MgO-CaO-SiO> 2-p2®5 "^ a F), (H) and CaC03 ( B)). Huokoisuusasteet vaihte-25 livat välillä 20% - 70% eri biokeraameilla. The degree of porosity in fluctuations in 25-reflecting this range of 20% - 70% of the different bio-ceramics.
Biokomposiittien suhteelliset isku- ja taivutuslujuudet olivat esimerkin 1 ja kuvan 12 koejärjestelyillä mitattuna välillä 80 - 180 (iskul.) ja 3 - 8 (taiv.-30 luj.) huokoisten biokeraamikomponenttien tapauksissa ja välillä 6-30 (iskul.) ja 1.4 - 2.4 (taiv.luj.) tiiviiden biokeraamikomponenttien tapauksissa verrattuna vastaavien biokeraamikappaleiden lujuusarvoihin. Biocomposites the relative impact and bending strengths were measured in experimental design for Example 1 and an image 12 of between 80 - 180 (iskul.) And 3 - (. Taiv. luj-30), 8 cases of porous bioceramic component and between 6-30 (iskul.) And 1.4 - 2.4 (taiv.luj.) close bioceramic cases compared to the corresponding strength values ​​of bioceramic.
35 Esimerkki 4 35 EXAMPLE 4
Huokoisesta kalsiumkarbonaatista (CaC03) (huok.aste n. 70%, kappaleiden mitat 40 x 12 x 12 mm) valmistettiin kuvan 1 mukaiset näytteet esimerkin 1 menetelmillä 29 8 0 6 0 5 3 ja 4 seuraavasti: näyte (1) = puhdas CaC03, näyte (2) = CaC03 pinnoitettu yhdeltä sivultaan 0.5 mm paksulla L-PLA kerroksella, näyte (3) = CaC03 pinnoitettu yhdeltä sivultaan 0.5 mm paksulla PDS-kerroksel-5 la, näyte (4) = CaC03 pinnoitettu yhdeltä sivultaan 1 mm paksulla PDS -kerroksella, joka on lujitettu 0.5 mm paksulla PGA/PLA-kuitukankaalla (kuitupitoisuus 40 til.-%), näyte (5) = kuten näyte (4), mutta kuitukangas ympäröi kaikkia CaCC>3-kappaleen pitkiä pintoja niin, 10 että kappaleen päät ovat paljaat, näyte (6) = kelattiin CaCC>3-kappaleen pinnalle 0.5 mm paksu kerros DL-PLA:lla pinnoitettua L-PLA -kuitua n. 150°C lämpötilassa (kuitukimpun paksuus = 0.1 mm, eri suuntaisesti kelattuja kerroksia 5 päällekkäin biokeraamin pinnal-15 la). Porous calcium carbonate (CaC03) was prepared from the samples of the image process of Example 1 January 29 8 0 0 5 6 3 and 4, the following (huok.aste about 70%, the track dimensions 40 x 12 x 12 mm.): The sample (1) = pure CaC03, A sample (2) = CaC03 coated on one side with 0.5 mm thick layer of L-PLA layer, the sample (3) = CaC03 coated on one side with 0.5 mm thick layer of PDS-layered-5 la, the sample (4) = CaC03 coated on one side with a 1 mm thick layer of PDS - layer, which is reinforced with 0.5 mm thick PGA / PLA non-woven fabric (the fiber content of 40 vol .-%), the sample (5) = as a sample (4), but the fiber fabric surrounding all of CaCO> 3-piece long surfaces so 10 that the body ends are bare, the sample (6) = wound on CaCO> the surface of the three-piece 0.5 mm of DL-PLA thick layer. of the coated L-PLA-wovens of 150 ° C (the fiber bundle thickness = 0.1 mm, the various parallel-surfaced layers 5 on top of the bioceramic superficial la-15).
Taulukossa 5 on annettu näytteiden (1) - (6) suhteelliset lujuusarvot verrrattuna pelkän CaCC^n lujuuksiin . Table 5 shows the samples of (1) - (6) the relative strength values ​​verrrattuna mere CaCO ^ n strengths.
Taulukko 5. Näytteiden (1) - (5) suhteelliset lujuudet Näyte n:o Iskulujuus Taivutuslujuus 25 _ 1 11 2 2 1.8 3 2.4 1.4 30 4 190 2.2 5 460 9.5 6 800 35 35 Esimerkki 5 Table 5. In the samples (1) - (5) the relative strengths of Sample No. Impact strength Bending strength 25 _ February 11 1 2 1.8 3 2.4 1.4 April 30 190 2.2 5 460 9.5 6 800 35 35 Example 5
Huokoisesta hydroksiapatiitista (avoin huokoisuus n. 60%) ja L-PLA:sta (polymeerikomponentti PK), joka oli lujitettu erilaisilla biostabiileilla kuiduilla 30 80605 (kuitujen osuus L-PLA:sta 40 paino-%) valmistettiin kuvan Ib mukaisia biokomposiitte ja esimerkin 1 menetelmällä 4. Taulukossa 6 on esitetty käytetyt lujitekuidut sekä biokomposiittien suhteelliset iskulujuudet 5 (huokoisen HA:n iskulujuuteen verrattuna). Porous hydroxyapatite and L-PLA (open porosity about 60%.) To (PU polymer component), which was reinforced with different biostable fibers 30 80605 (the proportion of fibers of L-PLA 40 wt%) prepared in Example 1 biocomposites, and as shown in Figure Ib 4. the method of Table 6, the reinforcing fibers used and the relative impact strengths of biocomposites shown in 5 (a porous HA compared to the impact strength).
Taulukko 6 HA - L-PLA - kuitukomposiittien suhteelliset iskulujuudet 10 Näyte n:o PK:n lujitekuidut Suhteellinen iskulujuus 1 E-lasikuidut 220 15 2 Hiilikuidut 160 3 Aramidikuidut 380 4 Arom. Table 6 HA - L-PLA - fiber composites relative impact strengths of 10 Sample No. PK reinforcing fibers The relative impact strength 1 E-glass fibers 220 February 15 Carbon fibers 160 3 380 4 Aramid fibers Arom. polyesterikuidut 400 20 400 polyester fibers 20
Huokoisesta hydroksiapatiitista (HA) valmistettiin kuvan 7a mukaisia sylinterimäisiä biokomposiittikap-25 paleita kiertämällä sylinterimäisten HA-kappaleiden (korkeus 3 mm, halkaisija n. 6 mm, huokoisuusaste n. 50%) sylinteripinnalle DL-PLA sulatteella pinnoitettua L-PLA kuitua niin nopeasti, että DL-PLA pinnoitteet muodostivat yhtenäisen L-PLA kuiduilla lujitetun 30 matriisin (pinnoitteen paksuus n. 0.5 mm, lujitekuitu- pitoisuus n. 40 til.-%) HA-sylinterin sylinteripinnalle. Porous hydroxyapatite (HA) was prepared from Figure 7a cylindrical with the biokomposiittikap-25 lures rotating cylindrical HA-pieces (height 3 mm, diameter approx. 6 mm, porosity of approx. 50%) of the cylinder surface coated with DL-PLA melt of L-PLA fibers so rapidly that DL-PLA coating formed a uniform L-PLA matrix reinforced with fibers 30 (the coating thickness of approx. 0.5 mm, the content of reinforcement fibers. 40 vol .-%) HA-cylindrical surface of the cylinder. Jätettiin sylinterimäisen biokomposiittikap-paleen ylä- ja alapinta vapaaksi. Was biokomposiittikap-piece is cylindrical upper and lower surfaces free. Biokomposiitit sijoitettiin kaniineilla selkänikamien väliin C3-4, 35 C4-5 tai C5-6 tilaan korvaamaan nikaman välilevyä käyttäen normaalia aseptista leikkaustekniikkaa. Biocomposites rabbits were placed between the vertebrae C3-4, C4-5 or C5-6 35 attempted to replace the vertebral spacers using standard aseptic surgical technique. Levyjen liike estettiin anteriorisesti nikamien väliin kiristetyn liukenevan haavaompeleen avulla. Movement of the plates was prevented anteriorly tightened between the vertebrae using soluble sutures. Kaikkiaan 22 implanttia tutkittiin 14 kaniinilla. A total of 22 implants was studied in 14 rabbits. Implantin 3i 80 605 asemaa ja fuusion edistymistä seurattiin radiografises-ti 3 viikon välein. 3i to 80 of the implant 605 the status and progress of fusion was followed by t-radiografises every three weeks. Vertailusarjana oli 6 kaniinia, joihin implantoitiin 9 huokoista HA-sylinteriä ilman polymeerikomposiittilu jitetta sylinterin ulkopinnalla. The comparison as a series of six rabbits, which were implanted nine porous HA-cylinders without polymeerikomposiittilu jitetta cylindrical outer surface.
5 Käytettäessä keksinnön mukaisia biokomposiitte ja leikkaukset etenivät ongelmattomasti ja kaikki implan-taatiot paranivat hyvin tai tyydyttävästi ilman radiografisesti havaittavaa biokomposiittisylinterin 10 rikkoutumista tai merkittävää osittaistakaan työntymistä ulos nikamien välistä. 5 using the biocomposites of the invention and sections proceeded without problems and all the implan-mutations or improved very satisfactorily without radiographically detectable biokomposiittisylinterin 10 breakage or significant partial do not project out from between the vertebrae.
Kontrollisarjassa 2 HA-sylinteriä rikkoutui implan-taatioleikkauksen yhteydessä, useita sylintereitä 15 rikkoutui paranemisen aikana ja työntyi ainakin osittain nikamien välisestä tilasta ympäröivään pehmytkudokseen. Control series two HA-cylinders were broken in connection with implan-taatioleikkauksen, several cylinders were broken during healing of 15 and worked at least in part the space between the vertebrae and the surrounding soft tissue. Siten todettiin kiistatta keksinnön mukaisen biokomposiitin yllättävät edut pelkkään HA-sylinteriin verrattuna nikamien jäykistysleikkauksessa. undoubtedly surprising advantages of the biocomposite of the invention compared with the pure HA-cylinder intervertebral fusion in such a way was found.
Huokoisista (huokoisuus n. 50%) hydroksiapatiitti (HA)-putkista (pituus 30 mm, ulkohalkaisija 2.6 mm, 25 sisähalkaisija 1.6 mm) valmistettiin kuvan 7b mukaisia sylinterimäisiä, kerroksellisia biokomposiitte ja täyttämällä putken sisus polymeerikomponentilla seuraavilla menetelmillä: 30 (1) Valettiin putken (KERROS 2) sisälle polymeerisu- latetta (KERROS 1) ja jäähdytettiin biokomposiit-ti. (. A porosity of 50%) of porous hydroxyapatite (HA) in pipelines (length 30 mm, an outer diameter of 2.6 mm, 25 inside diameter 1.6 mm) was prepared Figure 7b cylindrical accordance with, layered biocomposites and filling the tube interior polymeric component by the following methods: 30 (1) were cast tube (Layer 2) inside polymeerisu- latetta (Layer 1) and cooled biokomposiit-ti.
(2) Kastettiin itselujittunut resorboituva polymeeri-komposiitti tai biostabiileilla kuiduilla lujitet-35 tu polymeerikomposiittisauva (paksuus 1.5 mm, pituus 30 mm) resorboituvan polymeerin vahvaan liuokseen (n. 10% w/v liuos) ja työnnettiin sauva nopeasti HA-putkeen sekä kuivattiin biokom-posiitti. (2) was dipped in self-reinforced resorbable polymer composite or biostable fibers reinforces-35, TU polymeerikomposiittisauva (thickness: 1.5 mm, length 30 mm), a resorbable polymer, a strong solution (approx. 10% w / v solution), and was inserted into the rod quickly HA-tube and dried Biokom -posiitti.
32 80605 (3) Pinnoitettiin tämän esimerkin menetelmällä (2) valmistettu biokomposiittisauva resorboituvalla polymeerillä (KERROS 3) kastamalla se resor- 5 hoituvan polymeerin vahvaan liuokseen (> 5% w/v liuos) ja kuivaamalla putki. 32 80605 (3) coated by the process of this Example (2) biokomposiittisauva made of resorbable polymer (Layer 3) by immersing it in a 5 usefully treated melamine urea formaldehyde polymer solution of a strong (> 5% w / v solution) and drying tube. Toistettiin toimenpide, kunnes resorboituvan pintakalvon paksuus oli 0.1 mm. Repeated the process until the surface of the resorbable film had a thickness of 0.1 mm.
(4) Tehtiin samanlaisia biokomposiitteja kuin edelli- 10 sellä menetelmällä pinnoittamalla biokomposiitti sauva resorboituvan polymeerin liuokseen (5% w/v-liuos) ja hienoksi jauhetun ruokasuolan (hiukkaskoko keskimäärin 100 μιη) seoksella, jossa ruokasuolan pitoisuus oli 40 paino-% 15 polymeerin kuivapainosta. (4) It was similar to biocomposites as in the previous 10 by such a method by coating a biocomposite rod resorbable polymer solution (5% w / v solution) and finely powdered salt (particle size of approximately 100 μιη) with a mixture of table salt content of 40 wt% to 15 polymer dry weight basis . Tehtiin 0.15 mm paksu polymeeri-ruokasuolakerros. Was made 0.15 mm thick polymer-sodium chloride layer. Haihdutettiin liuotin. Evaporation of the solvent. Liuotettiin ruokasuola tislattuun veteen ja kuivattiin biokomposiitti, joka muodostui avointa huokoisuutta sisältävästä resorboituvan polymeerin 20 muodostamasta pintakerroksesta, huokoisesta HA- putkesta (keskikerroksesta) sekä itselujittuneesta ytimestä HA-putken sisällä. Salt was dissolved in distilled water and the biocomposite was dried, which formed an open porosity of resorbable polymer containing 20 formed by the surface layer of a porous HA-tube (middle layer) and a self-reinforced core inside the HA-tube.
Taulukossa 7 on esitetty valmistettujen biokomposiit-25 tien suhteelliset isku- ja taivutuslujuudet verrattuna HA-putken vastaaviin arvoihin. Table 7 produced biokomposiit-25, the relative path shown to impact and flexural strengths compared with the corresponding values ​​of the HA-tube.
33 80 605 to 3 3 •n 3 33 80 605 Thurs. March 3 • 3
r—I r-I
+j to vo o tn m + J to t o vo m
CD 3 rl rH VO VO VO CD 3 rl r H VO VO VO
Ό -P 3 3 3 > 1—1 ·Η 3 (0 H El Ό -P 3 3 3> 1-1 · Η 3 (0 H El
Φ to to •H 3 rH 3 oo in i—I -rt tn oo n σν <D 3 i—I CO rH CN f—i Φ • to to r H 3 H 3 in i oo I oo -RT probability of σν <D i 3-I CO r H CN F-I
CD i—I CD I-i
•P 3 Λ M 3 to • P 3 M 3 to Λ
Ό g " 3 Ό g "3
•n CO ft I • CO ft I
3 0 I = 3 0 I =
<—I 05 III η5 I <-I 05 III I η5
05 p ω (D « 05 p ω (D «
to •H • to H
1—( 1- (
CD cn 0) CD cn 0)
P CO P CO
Λ oiiii 3 05 < ss = - Λ oiiii March 05 <ss = -
to 05 05 II II Thurs., May 05 II II
w 3 « w 3 «
•H rt · H Tt to cn 3 • rt H · H TB to cn 3
OO i—I | OO i-I | I I
Gi 05 IMQ) m : : Gi 05 IMQ) m:
g 05 ft M ft II 05 g ft ft M II
OWQ -PI OWQ -pi
X « 05 H i-5 O •H Λ :td X '05 H-5 O • H Λ: TD
CD Ή CD Ή
P CD P CD
10 -P 10 -P
•H CD • H CD
:<0 3 g Q) •H g I iH CN cn <3 0 g Q) • I H g ​​H CN CN
•P i—I • Pi-I
C5 (0 •H !> C5 (0 • H!>
3 CD tH CN ro T* tn CD 3 CN tH ro T * tn
Ή +J Ή + J
3 >, to :fl 3>, to: fl
Eh Z eh Z
34 8 0 6 0 5 34 8 0 6 0 5
Valmistettiin esimerkin 7 mukaisia biokomposiittisau-voja (näytteet 1-5). Prepared according biokomposiittisau-Voja of Example 7 (samples 1-5). Tehtiin lisäksi ruiskupuristamalla 5 L-PLA + 30 paino-% HA-jauhetta (hiukkaskoko n. 10 μιη - 200 μιη) sisältäviä sylinterimäisiä sauvoja (pituus 30 mm, ulkohalkaisi ja 2.6 mm, näyte n:o 6). 5 by injection molding were carried out in addition to the L-PLA + 30 wt% HA-powder - containing cylindrical rods (length 30 mm outer diameter and 2.6 mm, sample No. 6) (particle size about 10 μιη 200 μιη.). Em. Em. näytteet sekä pelkkiä HA-putkia sijoitettiin kaniinien alaleukaan mylohyoid-lihaksen alle osteotomioitujen 10 alaleuan sisäreunojen välille pehmeän kudoksen läpi. samples and the pure HA-tubes placed in the lower jaw of the rabbits under the mylohyoid muscle osteotomioitujen between the inner edges of the lower jaw 10 through the soft tissue. Pelkät huokoiset HA-putket rikkoutuivat helposti leikkauksen yhteydessä ja osa rikkoutui myös leikkauksen jälkeisen seurannan alkuvaiheessa (1 viikon kuluessa leikkauksesta). Mere porous HA-tubes were broken easily in connection with surgery and some were broken in the early stages of post-surgery follow-up (within 1 week of surgery). Kaikki biokomposiittinäytteet 15 sekä näyte n:o 5 säilyivät rikkoutumattomina leikkauksen ja seurannan ajan (6 kk). All biokomposiittinäytteet 15, as well as sample No. 5 remained intact at the time of surgery and follow-up (6 months).
Uudisluun kasvu HA-putken ja biokomposiittien pinnalle ja sisään tapahtui alaleuan sisäreunojen osteotomioi-20 tujen kohtien ja sauvojen kontaktikohdista. Growth of new bone on the surface of the HA-tube and the biocomposites and occurred in the contact points 20 'command osteotomioi-lines and the inner edges of the rods of the lower jaw. Uudisluun kasvunopeudet sauvojen pinnalle noudattivat seuraavaa järjestystä: nopea_hidas 25 näyte 1 = näyte 2 = näyte 3 > näyte 5 > näyte 6 > näyte 4 The growth rates of new bone on the surface of the rods complied with the following sequence: nopea_hidas = 25 Sample 1 Sample 2 Sample 3 => Sample 5> Sample 6> Sample 4
Seuraavista biokeraameista valmistettiin huokoisia (H) 30 (avoin huokoisuus 40 - 60 %) ohuita ja tiiviitä (T) levymäisiä kappaleita (mitat (20 x 5 x 1 mm): hydroksi-apatiitti, trikalsiumfosfaatti, dikalsiumfosfaatti, alumiinioksidi, biolasi (Bioglass 45S) ja kalsiumkar-bonaatti. Levyt pinnoitettiin L-PLA:11a, joka sisälsi 35 40 paino-% lasikuituja (E-lasi) lujitteena (esimerkin 1 menetelmä 4). Biokomposiittilevyjen iskulujuudet olivat huokoisten (H) ja tiiviiden (T) biokeraamikom-ponenttimateriaalien tapauksessa 200 - 600 (H) ja 95 - 200 (T) kertaiset pelkkään vastaavaa biokeraamiin 35 80 605 verrattuna ja taivutuslujuudet 15 - 40 (H) ja 1.2 - 4 (T) kertaiset vastaavaan pelkkään biokeraamiin verrattuna . The following bioceramics were prepared porous (H) 30 (open porosity 40-60%) thin and tight (T) of plate-shaped pieces (dimensions (20 x 5 x 1 mm) of hydroxy-apatite, tricalcium phosphate, dicalcium phosphate, alumina, bioglass (Bioglass 45S) and of calcium-carbonate plates coated with L-PLA. 11a, containing 35 to 40% by weight of glass fibers (E-glass) with a reinforcement (Example 1, method 4) Biokomposiittilevyjen impact strengths were porous (H) and tight (T) in the case of biokeraamikom-element material. 200 - 600 (H) and 95 - 200 (T) times the corresponding pure bioceramics 35 80 605 and flexural strengths compared with 15-40 (H) and 1.2 - 4 (S) fold compared to the corresponding pure bioceramics.
5 Esimerkki 10 5 Example 10
Huokoisten hydroksiapatiitti(HA)-putkien (avoin huokoisuus n. 50%, putken ulkohalkaisija 11 mm, sisähalkaisija 9 mm ja pituus 60 mm) pinnalle kelattiin 10 DL-PLA: 11a pinnoitettua L-PLA-kuitukimppua (kuitukimpun paksuus 0.1 mm, DL-PLA/L-PLA suhde 50:50) eri suuntaisiksi kerroksiksi (kuvan 8c periaatteella) n. 150°C lämpötilassa 2 mm paksuksi kerrokseksi. Porous hydroxyapatite (HA) tubes (. Open porosity of 50%, the tube outer diameter of 11 mm, an inner diameter of 9 mm and a length of 60 mm) on the surface wound on a 10 DL-PLA 11a-coated L-PLA-fiber bundle (fiber bundle thickness of 0.1 mm, DL PLA / L-PLA 50-50) in different layers parallel to the (8c basis) approx. 150 ° C at 2 mm thick layer. Kuumapuristet-tiin pinnoite sileäksi sylinterimäisessä muotissa. Was hot compressed to a smooth coating on the cylindrical mold.
Valmistettiin vastaavanlainen 2 mm DL-PLA-kerroksella pinnoitettu HA-putki valamalla HA-putken päälle juoksevassa tilassa olevaa DL-PLA:ta muotissa. Prepared in a fluid state from the DL-PLA similar to 2 mm coated with DL-PLA-HA-layer tube by molding on the HA-tube as a mold. Määritettiin isku- ja taivutuslujuudet 1) HA-putkelle, 2) 20 DL-PLA-pinnoitetulle HA-putkelle ja 3) DL-PLA/L-PLA (kuituluj.) pinnoitetulle (kelatulle) HA-putkelle. Impact and flexural strengths determined by 1) the HA-tube, 2) 20 DL-PLA-coated HA-tube and 3) DL-PLA / L-PLA (kuituluj.) Coated (coil time) the HA-tube. Taulukossa 8 on annettu suhteelliset lujuusarvot. Table 8 shows the relative strength values ​​are given.
Taulukko 8. HA-PLA komposiittien suhteelliset lujuudet 25 Näyte Materiaali Iskulujuus Taivutusko lujuus 30 1 HA-putki 1 1 2 DL-PLA pinnoitettu HA-putki 40 8 3 DL-PLA/L-PLA (kuitulujitus) pinnoitettu HA-putki 760 75 35 Table 8. The relative strengths of HA-PLA composites 25 Sample Material Impact strength Taivutusko strength from 30 to 1 HA pipe 1 1 2 DL-PLA-coated HA-tube 40 March 8 DL-PLA / L-PLA (fiber reinforcement) coated HA-tube 760 75 35
36 8 0 6 0 5 36 8 0 6 0 5
1. Luukirurgiseen leikkaushoitoon tarkoitettu biokomposiittimateriaali, joka käsittää: 5 ainakin yhden biokeraamikappaleen (1) (biokeraami-komponentin) ja ainakin yhdestä polymeeristä tai vastaavasta valmistetun ainakin yhden materiaalikomponentin 10 (2), joka käsittää lujite-elementtejä ja jolla on ainakin yksi yhteinen rajapinta biokeraamikappaleen kanssa, tunnettu siitä, että 15 materiaalikomponentin (2) lujite-elementit on valmistettu olennaisesti resorboituvasta materiaalista kuten polymeeristä, sekapolymeerista, polymeeriseoksesta ja/tai keraamisesta materiaa-20 lista, että materiaalikomponentti (2) sisältää olennaisesti resorboituvasta polymeeristä, sekapolymeerista tai polymeeriseoksesta valmistettua sideainetta ja että 25. materiaalikomponentti (2) sisältää ainakin kudosolosuhteissa avointa huokoisuutta. 1. intended Luukirurgiseen surgery to treat biocomposite material, comprising: 5 at least one bioceramic (1) (bioceramic component) and made of at least one polymer, or the like, at least one of the material of the component 10 (2), which comprises reinforcing elements and has at least one common interface bioceramic with, characterized in that the 15 material component (2) the reinforcing elements are made of a substantially resorbable material like polymer, copolymer, polymer mixture and / or a ceramic material and 20 list the material component (2) comprises a substantially resorbable polymer, copolymer or polymer binder is prepared and 25 that the material component (2) comprises at least under tissue conditions of open porosity.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen biokomposiitti- materiaali, tunnettu siitä, että biokeraamikom- 30 ponentti (1) on ainakin osittain avoimesti huokoinen ja että materiaalikomponentti (2) on järjestetty biokeraamikomponentin yhteyteen siten, että ainakin osa avoimesta huokoisuudesta on vapaa materiaalikom-ponentista (2). 2. biokomposiitti- material according to claim 1, characterized in that the biokeraamikom- 30 component (1) is at least partially transparent porous and that the material component (2) is arranged in connection with the bioceramic component in such a way that at least a portion of the open porosity is free materiaalikom-component (2) . 35 37 80605 35 37 80605
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen biokomposiit-timateriaali, tunnettu siitä, että materiaalikom-ponentin (2) lujite-elementit ovat kuituja tai kalvo-kuituja tai niistä konstruoituja rakenteita, jotka 5 lujite-elementit on valmistettu ainakin yhdestä seuraavista resorboituvista polymeereistä: polyglyko-lidit (PGA), polylaktidit (PLA), glykolidi/laktidi sekapolymeerit (PGA/PLA), glykolidi/trimetyleenikar-bonaatti sekapolymeerit (PGA/TMC), poly-£-hydroksi-10 voihappo (PHBA), poly-P-hydroksipropionihappo (PHPA), poly-P-hydroksivaleriaanahappo (PHVA), PHBA/PHVA sekapolymeerit, poly-p-dioksanoni (PDS), poly-1,4-dioksanoni-2,5-dionit, polyesteriamidit (PEA), poly-G-kaprolaktoni, poly-6-valerolaktoni, polykarbonaatit, 15 oksaalihapon polyesterit, glykoliesterit, dihydropyraa- nipolymeerit, polyeetteriesterit, syanoakrylaatit tai kitiinipolymeerit. 3. claimed in claim 1 or claim 2 biokomposiit-component materials, characterized in that the materiaalikom-component (2) the reinforcing elements are fibers or film-fibers or the constructed structures which five reinforcing elements are made of at least one of the following resorbable polymers: polyglycol halides (PGA), polylactides (PLA), glycolide / lactide copolymers (PGA / PLA), glycolide / trimetyleenikar-carbonate copolymers (PGA / TMC), poly £ 10-hydroxy-butyric acid (PHBA), poly-p-hydroxy-propionic acid ( pHPA), poly-p-hydroxyvaleric acid (PHVA), PHBA / PHVA copolymers, poly-p-dioxanone (PDS), poly-1,4-dioxanone-2,5-diones, polyesteramides (PEA), poly-G-caprolactone , poly-6-valerolactone, polycarbonates, polyesters of oxalic acid to 15, glycol esters, dihydropyran polymer in, polyetheresters, cyanoacrylates or polymer chitin.
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen biokom- 20 posiittimateriaali, tunnettu siitä, että materiaa- likomponentin (2) sideaineena on käytetty ainakin yhtä seuraavista resorboituvista polymeereistä: polyglyko-lidit (PGA), polylaktidit (PLA), glykolidi/laktidi sekapolymeerit (PGA/PLA), glykolidi/trimetyleenikar-25 bonaatti sekapolymeerit (PGA/TMC), poly-/3-hydroksi- voihappo (PHBA), poly-P-hydroksipropionihappo (PHPA), poly-3-hydroksivaleriaanahappo (PHVA), PHBA/PHVA sekapolymeerit, poly-p-dioksanoni (PDS), poly-1,4-dioksanoni-2,5-dionit, polyesteriamidit (PEA), poly-30 G-kaprolaktoni, poly-6-valerolaktoni, polykarbonaatit, oksaalihapon polyesterit, glykoliesterit, dihydropyraa-nipolymeerit, polyeetteriesterit, syanoakrylaatit tai kitiinipolymeerit. 4. any one of claims 1 to 3 biocompo- composite material according to claim 20, characterized in that the material of metal component (2) a binder is used in at least one of the following resorbable polymers: polyglyko-halides (PGA), polylactides (PLA), glycolide / lactide copolymers (PGA / PLA), glycolide / trimetyleenikar 25-carbonate copolymers (PGA / TMC), poly / 3-hydroxybutyric acid (PHBA), poly-p-hydroxy-propionic acid (pHPA), poly-3-hydroxyvaleric acid (PHVA), PHBA / PHVA copolymers, poly-p-dioxanone (PDS), poly-1,4-dioxanone-2,5-diones, polyesteramides (PEA), poly-30 G-caprolactone, poly-6-valerolactone, polycarbonates, polyesters of oxalic acid, glycol esters, dihydropyran-polymer in, polyetheresters, cyanoacrylates or polymer chitin.
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen biokom- posiittimateriaali, tunnettu siitä, että biokeraa- mikomponentti (1) on konstruoitu ainakin yhdestä seuraavista biokeraameista: kalsiumfosfaatit, kuten trikalsiumfosfaatit, dikalsiumfosfaatit, apatiitit 38 80605 (kuten hydroksiapatiitit tai fluoriapatiitit) sekä magnesiumkalsiumfosfaatit; 5. any one of claims 1-4 in biocompo- composite material, characterized in that the biokeraa- liquor components (1) is constructed from at least one of the following bioceramics: calcium phosphates, including tricalcium phosphate, dicalcium phosphate, apatites 38 80605 (like hydroxyapatites or fluoroapatites) and magnesiumkalsiumfosfaatit; hydroksiapatiitin ja trikalsiumfosfaatin seokset; hydroxyapatite, tricalcium phosphate, and mixtures thereof; alumiinioksidikeraamit; alumina ceramics; biolasit, apatiittipitoiset lasikeraamit (kuten MgO-5 Ca0-Si02-P2-05~CaF) tai kalsiumkarbonaatti. bioglasses, glass ceramics apatiittipitoiset (such as the MgO-Si02 Ca0 5-P2-05 ~ CaF) or calcium carbonate.
6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen biokom- posiittimateriaali, tunnettu siitä, että biokom- posiitin biokeraamikomponentti (1) on muodoltaan 10 levy, sauva, särmiö (kuten kuutio tms.), sylinteri, putki tai kouru tai se on muotoiltu vastaamaan anatomisesti jotain ihmisen luuston luuta tai sen osaa. 6. any one of claims 1 to 5 according to biocompo- composite material, characterized in that the biocomposites bioceramic component (1) has a plate 10, rod, prism (like a cube or the like.), A cylinder, a tube or a chute or it is anatomically shaped to correspond to something human skeletal bone or any part of it.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen biokomposiitti- 15 materiaali erityisesti luunmurtumien, osteotomioiden ja artrodesin fiksaatioon tarkoitettu sauva tai ydinnaula, tunnettu siitä, että se muodostuu putkimaisesta tai sauvamaisesta keraamikomponentista (1) , jonka pinnalle on kelattu resorboituvan polymee- 20 risen sideaineen ja resorboituvan kuitumaisten lujite- elementtien muodostama materiaalikomponentti (2). 7. biokomposiitti- according to claim 1 15 Material in particular a rod or intramedullary nail intended for bone fractures, osteotomies and arthrodesis fixation, characterized in that it consists of a tubular or rod-shaped ceramic component (1) on which is wound a resorbable polymer 20 risen binder material and resorbable fibrous reinforcement elements formed of the material component (2).
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen biokomposiitti-materiaali luunmurtumien, osteotomioiden ja artrodesin 25 fiksoimiseen sekä luukudoksen rekonstruktioon, tunnettu siitä, että se muodostuu levymäisestä biokeraami-komponentista (1), jonka ylä- ja/tai alapinnalle ja/tai sivupinnoille on kiinnitetty resorboituvan polymeerisen sideaineen ja resorboituvan kuitumaisten 30 lujite-elementtien muodostama materiaalikomponentti (2) . 8. according to claim 1 biocomposite material of bone fractures, osteotomies and arthrodesis 25 fiksoimiseen and bone tissue reconstruction, characterized in that it consists of a plate-like bioceramic component (1), the upper and / or lower surface and / or the side surfaces is attached to the resorbable polymeric binder, and 30 formed resorbable fibrous reinforcement elements of material component (2).
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen biokomposiitti- materiaali, tunnettu siitä, että materiaali on 35 järjestetty kerrokselliseksi kappaleeksi, jossa biokeraamikomponentit (1) ja materiaalikomponentit (2) vuorottelevat. 9. claimed in claim biokomposiitti- material according to claim 8, characterized in that the material is arranged in a layered body 35 in which the bioceramic component (1) and material components (2) alternate. 39 80605 39 80605
10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen biokomposiitti-materiaali, tunnettu siitä, että biokeraamikom- ponentti (1) on uritettu (kuva 3). 10. claimed in claim 8 biocomposite material, characterized in that the biokeraamikom- component (1) is grooved (Figure 3).
11. Menetelmä patenttivaatimusten 1-10 mukaisen biokomposiittimateriaalin valmistamiseksi, jolloin mainittu materiaali käsittää biokeraamikappaleen (1) ja ainakin yhdestä polymeeristä tai vastaavasta valmistetun ainakin yhden materiaalikomponentin (2), 10 tunnettu siitä, että biokeraamikomponentti (1) materiaalikomponentin (2) aikaansaamiseksi pinnoitetaan ainakin osittain käyttäen pinnoitteena jatkuvaa, resorboituvasta materiaalista kuten polymeeristä, sekapolymeerista, polymeeriseoksesta ja/tai keraamises-15 ta materiaalista valmistettua lujitekuitua, lujitekui-tukimppua tai katkokuiduista konstruoitua lankaa materiaalikomponentin (2) lujite-elementtien aikaansaamiseksi, että mainittu lanka päällystetään tai kostutetaan biokeraamikomponentin (1) pinnalla olen-20 naisesti resorboituvalla polymeerillä, sekapolymeerilla tai polymeeriseoksella materiaalikomponentin (2) sideaineen aikaansaamiseksi ja että lujitekuitu, -kimppu tai lanka tuodaan biokeraamikomponentin (1) p 11. A method for preparing a biocomposite material according to claims 1-10, wherein said material comprises a bioceramic (1) and made of at least one polymer, or the like, at least one material component (2), 10 characterized in that the bioceramic component (1) to provide the material component (2) at least partly coated with a using a coating sustained, resorbable material such as a polymer, copolymer, polymer mixture and / or keraamises 15 of a material made of reinforcing fiber, lujitekui-bundles or staple fibers constructed of yarn material component (2) to provide the reinforcement elements, characterized in that said wire is coated or wetted with bioceramic component (1) on the surface I-20 substantially resorbable polymer, copolymer or polymer material of component (2) as a binder, and that the reinforcing fiber, or yarn bundles are imported bioceramic component (1) p innalle kelausmenetelmää hyväksikäyttäen siten, että 25 biokeraamikomponenttia (1) ja/tai lu jitekuitua syöttävä ohjain pyörii ainakin yhden akselin ympäri ja/tai liikkuu ainakin yhden akselin suunnassa. innalle coiler by utilizing such a way that 25 bioceramic component (1) and / or Iu jitekuitua supplying the driver rotates at least around one axis and / or moves at least in one axial direction. 40 80605 40 80605
FI864457A 1986-11-03 1986-11-03 Benkirurgisk biokompositmaterial. FI80605C (en)
FI864457 1986-11-03
FI864457A FI80605C (en) 1986-11-03 1986-11-03 Benkirurgisk biokompositmaterial.
ES8703124A ES2005049A6 (en) 1986-11-03 1987-11-02 biocomposite material, method of manufacture and their application in bone grafting.
CA000550777A CA1297795C (en) 1986-11-03 1987-11-02 Surgical biocomposite material
AT87907427T AT85225T (en) 1986-11-03 1987-11-03 Surgical biocomposite material and its production.
EP19870907427 EP0289562B1 (en) 1986-11-03 1987-11-03 Surgical biocomposite material and a method for producing the material
DE19873784060 DE3784060T2 (en) 1986-11-03 1987-11-03 Surgical biocomposite material and its production.
PCT/FI1987/000147 WO1988003417A1 (en) 1986-11-03 1987-11-03 Surgical biocomposite material and a method for producing the material
DE19873784060 DE3784060D1 (en) 1986-11-03 1987-11-03 Surgical biocomposite material and its production.
AU82357/87A AU606903B2 (en) 1986-11-03 1987-11-03 Surgical biocomposite material and a method for producing the material
US07/215,010 US5084051A (en) 1986-11-03 1987-11-03 Layered surgical biocomposite material
JP50677887A JPH01501289A (en) 1986-11-03 1987-11-03
SU884356247A RU1769715C (en) 1986-11-03 1988-07-01 Material for bone tissue implantation
FI864457A0 FI864457A0 (en) 1986-11-03
FI864457A FI864457A (en) 1988-05-04
FI80605B FI80605B (en) 1990-03-30
FI80605C true FI80605C (en) 1990-07-10
ID=8523429
US (1) US5084051A (en)
EP (1) EP0289562B1 (en)
JP (1) JPH01501289A (en)
AT (1) AT85225T (en)
AU (1) AU606903B2 (en)
CA (1) CA1297795C (en)
DE (2) DE3784060D1 (en)
ES (1) ES2005049A6 (en)
FI (1) FI80605C (en)
RU (1) RU1769715C (en)
WO (1) WO1988003417A1 (en)
SE465154B (en) * 1990-02-06 1991-08-05 Lars Strid Tillvaextfaktor associated with artificial graft
AU758844B2 (en) * 1996-08-08 2003-04-03 Trustees Of The University Of Pennsylvania, The Compositions useful in intervertebral disc reformation
MY114945A (en) * 1997-04-24 2003-02-28 Sunstar Inc Oral composition
CN1255473C (en) * 2000-02-16 2006-05-10 旭化成株式会社 Polyamide resin composition
1986-11-03 FI FI864457A patent/FI80605C/en not_active IP Right Cessation
1987-11-02 CA CA000550777A patent/CA1297795C/en not_active Expired - Fee Related
1987-11-02 ES ES8703124A patent/ES2005049A6/en not_active Expired
1987-11-03 WO PCT/FI1987/000147 patent/WO1988003417A1/en active IP Right Grant
1987-11-03 US US07/215,010 patent/US5084051A/en not_active Expired - Lifetime
1987-11-03 JP JP50677887A patent/JPH01501289A/ja active Pending
1987-11-03 DE DE19873784060 patent/DE3784060D1/en not_active Expired - Lifetime
1987-11-03 EP EP19870907427 patent/EP0289562B1/en not_active Expired - Lifetime
1987-11-03 AT AT87907427T patent/AT85225T/en not_active IP Right Cessation
1987-11-03 AU AU82357/87A patent/AU606903B2/en not_active Ceased
1987-11-03 DE DE19873784060 patent/DE3784060T2/en not_active Expired - Lifetime
1988-07-01 RU SU884356247A patent/RU1769715C/en active
US5084051A (en) 1992-01-28
DE3784060D1 (en) 1993-03-18
WO1988003417A1 (en) 1988-05-19
JPH01501289A (en) 1989-05-11
RU1769715C (en) 1992-10-15
EP0289562A1 (en) 1988-11-09
AU606903B2 (en) 1991-02-21
FI864457A0 (en) 1986-11-03
AT85225T (en) 1993-02-15
AU8235787A (en) 1988-06-01
CA1297795C (en) 1992-03-24
FI864457A (en) 1988-05-04
ES2005049A6 (en) 1989-02-16
DE3784060T2 (en) 1993-05-19
FI864457D0 (en)
EP0289562B1 (en) 1993-02-03
FI80605B (en) 1990-03-30
CA1263791A (en) 1989-12-05 Bioabsorbable polylactide bone fixation device
US20170348104A1 (en) 2017-12-07 Calcium Phosphate Polymer Composite and Method