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DE29914313U1 - Reaction systems for implantation in the human and animal body as a bone replacement Contain calcium and phosphorus - Google Patents

Reaction systems for implantation in the human and animal body as a bone replacement Contain calcium and phosphorus

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Publication number
DE29914313U1
DE29914313U1 DE29914313U DE29914313U DE29914313U1 DE 29914313 U1 DE29914313 U1 DE 29914313U1 DE 29914313 U DE29914313 U DE 29914313U DE 29914313 U DE29914313 U DE 29914313U DE 29914313 U1 DE29914313 U1 DE 29914313U1
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DE
Germany
Prior art keywords
reaction system
mixture
proportion
cahpo
cakpo
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DE29914313U
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German (de)
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Ivoclar Vivadent AG
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AUGMEN TECH GmbH
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Publication of DE29914313U1 publication Critical patent/DE29914313U1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L24/00Surgical adhesives or cements; Adhesives for colostomy devices
    • A61L24/02Surgical adhesives or cements; Adhesives for colostomy devices containing inorganic materials

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Description

Gebrauchsmuster Augmen-Tech GmbH Rahmengasse 9 35578 WetzlarUtility model Augmen-Tech GmbH Rahmengasse 9 35578 Wetzlar

Reaktionssysteme zur Implantation in den menschlichen undReaction systems for implantation in the human and

tierischen Körper als Knochenersatz die u.a. Calciumanimal body as a bone substitute which contains calcium

und Phosphor enthaltenand phosphorus

Beschreibung:Description:

Gegenstand der vorgeschlagenen Neuerung sind Reaktionssysteme entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1. Diese Reaktionssysteme bestehen aus Pulvermischungen und Anmischflüssigkeiten, die unmittelbar vor der Anwendung, d. h. der Implantation, zu aushärtenden Pasten vermischt werden. Ein wesentlicher Bestandteil der Pulvermischung bildet ein calziumphosphathaltiges Pulver unterschiedlicher Zusammensetzung. Die Anmischflüssigkeit ist entweder demineralisiertes Wasser oder eine wässrige Lösung, mit Zusatz von Stoffen, u. a.The subject of the proposed innovation are reaction systems according to the preamble of claim 1. These reaction systems consist of powder mixtures and mixing liquids which are mixed to form hardening pastes immediately before use, i.e. implantation. An essential component of the powder mixture is a calcium phosphate-containing powder of varying composition. The mixing liquid is either demineralised water or an aqueous solution with the addition of substances, amongst others.

&iacgr;&ogr; zur Verbesserung der biologischen Abbaubarkeit und/oder der Beschleunigung der Gewebeintegration. Dem Reaktionssystem können auch Antibiotika und/oder Desinfektiva zur Vermeidung von Infektionen beigemischt werden.&iacgr;&ogr; to improve biodegradability and/or accelerate tissue integration. Antibiotics and/or disinfectants can also be added to the reaction system to prevent infections.

Ziel der vorgeschlagenen Neuerung ist es, die Nachteile zu vermeiden, die bei den Implantationssystemen für Knochenersatz entsprechend dem Stand der Technik vorhanden sind. Diese Nachteile sind wie folgt:The aim of the proposed innovation is to avoid the disadvantages that exist in the state-of-the-art bone replacement implantation systems. These disadvantages are as follows:

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Bei der Verwendung von Knochenimplantaten aus festem Material ist folgendes nachteilig:The following disadvantages are encountered when using bone implants made of solid material:

- Es ist eine aufwendige Anpassung am Implantat oder am Knochengewebe erforderlich, damit die auszufüllende Lücke im Knochengewebe vollständig geschlossen wird.- Extensive adjustment of the implant or bone tissue is required to ensure that the gap in the bone tissue to be filled is completely closed.

Bei der Verwendung von Implantaten, die zu Pasten angemischt werden, ergibt sich der vorgenannte Nachteil zwar nicht, dafür sind hier aber eine Reihe anderer Nachteile wie folgt gegeben:When using implants that are mixed into pastes, the aforementioned disadvantage does not arise, but there are a number of other disadvantages, as follows:

- Die Aushärtezeiten der angemischten Pasten sind teilweise sehr kurz, was bei &iacgr;&ogr; komplizierten Operationen sehr hinderlich ist. Es gibt auch Pasten mit sehr langen Aushärtezeiten, was ebenfalls unerwünscht ist.- The curing times of the mixed pastes are sometimes very short, which is very inconvenient in complicated operations. There are also pastes with very long curing times, which is also undesirable.

- Die Pasten sind nach dem Einbringen in das Knochengewebe vor dem Aushärten zum Teil nicht beständig gegen Flüssigkeiten wie z. B. Blut, d. h sie nehmen Flüssigkeit auf und erweichen.- After being introduced into the bone tissue, the pastes are sometimes not resistant to liquids such as blood before they harden, i.e. they absorb liquid and soften.

- Die Festigkeiten der ausgehärteten Pasten sind zum Teil nur gering. Insbesondere die Anfangsfestigkeit ist in vielen Fällen zu niedrig.- The strength of the cured pastes is sometimes low. In particular, the initial strength is too low in many cases.

- Bei den bekanntgewordenen Implantaten auf Pastenbasis ist die Geschwindigkeit mit der die Gewebeintegration und Resorption erfolgt nur klein.- With the paste-based implants that have become known, the speed at which tissue integration and resorption occurs is only low.

- Die biologische Abbaubarkeit solcher Implantate ist entweder gar nicht gegeben oder nur gering.- The biodegradability of such implants is either non-existent or very low.

Details hierzu ergeben sich aus dem nachstehend beschriebenen Stand der Technik: Details can be found in the state of the art described below:

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Das im menschlichen und tierischen Körper vorkommende mineralische Knochenmaterial besteht in seinem überwiegenden Anteil aus einer hydroxylapatitartigen Struktur, wobei die im wesentlichen vorkommenden Elemente Calzium und Phosphor sind. Es kommen jedoch auch andere Elemente wie Natrium, Kalium, Magnesium und Barium in der Knochensubstanz vor.The mineral bone material found in the human and animal body consists predominantly of a hydroxyapatite-like structure, with the main elements being calcium and phosphorus. However, other elements such as sodium, potassium, magnesium and barium are also present in the bone substance.

Der Ersatz von verlorenem Knochengewebe durch natürliche Knochen stellt auch heute noch erhebliche Probleme dar. Insbesondere in der Chirurgie des Kiefers, in der Unfallchirurgie sowie in der Orthopädie trifft dies zu. Diese Probleme resultieren aus der begrenzten Verfügbarkeit von autologem Knochen bzw. dem Aufwand seiner &iacgr;&ogr; Gewinnung oder der unzureichenden Qualität bei Verwendung von allogenem Knochen, verbunden mit dem Risiko der Übertragung von Krankheiten.Replacing lost bone tissue with natural bone still poses significant problems today. This is particularly true in jaw surgery, trauma surgery and orthopedics. These problems result from the limited availability of autologous bone and the effort involved in obtaining it, or the inadequate quality when using allogenic bone, combined with the risk of disease transmission.

Aber auch die derzeit als feste Substanz verfügbaren synthetischen Knochenersatzmaterialien wie Bio-Oss, Synthacer oder die Biogläser haben erhebliche Nachteile. Diese bestehen z. B. darin, daß sie aufgrund ihrer präformierten, granulären Struktur nicht optimal in die knöchernen Defekte zu implantieren sind. Dies gilt insbesondere in der Zahnmedizin wegen der beengten Platzverhältnisse in der Mundhöhle, wo präformierter Knochenersatz nur sehr schwer zu plazieren ist. Ein weiterer Nachteil dieser zum Teil gesinterten Materialien besteht darin, daß diese zwar knöchern integriert, aber nicht vollständig abgebaut und durch natürlichen Knochen ersetzt werden.But the synthetic bone replacement materials currently available as solid substances, such as Bio-Oss, Synthacer or bioglasses, also have significant disadvantages. These include, for example, that they cannot be optimally implanted into bone defects due to their preformed, granular structure. This is particularly true in dentistry due to the limited space in the oral cavity, where preformed bone replacements are very difficult to place. Another disadvantage of these partially sintered materials is that although they are integrated into the bone, they are not completely broken down and replaced by natural bone.

Seit einiger Zeit werden jedoch auch calziumphosphathaltige Pulver benutzt, welche nach Anmischen mit Wasser oder wässrigen Lösungen zunächst als Paste vorliegen und nach einer gewissen Zeit aushärten. Nach der Aushärtung haben diese Materialien im Röntgendiffraktogramm eine strukturelle Ähnlichkeit mit der mineralisehen Phase von natürlichem Knochen. Probleme mit dem Einpassen in knöcherne Defekte des Patienten gibt es damit nicht mehr, da sich die Pasten den vorhandenen Strukturen genau anpassen.For some time now, however, calcium phosphate-containing powders have been used, which, after mixing with water or aqueous solutions, initially form a paste and then harden after a certain time. After hardening, these materials have a structural similarity to the mineral phase of natural bone in the X-ray diffractogram. This means that there are no longer any problems with fitting into the patient's bone defects, as the pastes adapt precisely to the existing structures.

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Nachteile bei den bekanntgewordenen Implantaten auf Pastenbasis, entsprechend dem Stand der Technik, ergeben sich bei den Aushärtezeiten, der Beständigkeit gegen von außen wirkende Flüssigkeiten, der Festigkeit nach dem Aushärten, der Gewebeintegration sowie bei der biologischen Abbaubarkeit. Im Detail wird auf diese Themen nachstehend, bei der weiteren Beschreibung des Standes der Technik, noch näher eingegangen.Disadvantages of the known paste-based implants, according to the state of the art, arise in the curing times, the resistance to external liquids, the strength after curing, the tissue integration and the biodegradability. These topics are discussed in more detail below, in the further description of the state of the art.

Eines der ersten Implantate auf Pulver- bzw. Pastenbasis ist das von Brown und Chow 1965 erfundene BoneSource™, bei welchem die Pulverkomponente aus CaHPO4 und Tetracalziumphosphat besteht. Nach Anmischen mit Wasser entstehtOne of the first powder or paste-based implants is BoneSource™, invented by Brown and Chow in 1965. The powder component consists of CaHPO 4 and tetracalcium phosphate. After mixing with water,

&iacgr;&ogr; daraus eine aushärtende Zementpaste deren ausgehärtetes Endprodukt ein nanokristalliner Hydroxylapatit mit einem Calzium/Phosphor-Verhältnis (Ca/P) von 1,67 ist (d. h auf 1,67 Calziumatome kommt ein Phosphoratom). Nachteil eines solchen Caiziumphosphat-Zementes ist seine relativ lange Aushärtedauer und die unvorteilhafte Eigenschaft in der Frühphase des Abbindens zu zerfallen, wenn direkter Kontakt mit Flüssigkeiten stattfindet. Dies gilt insbesondere beim direkten Einbringen in blutende Knochenwunden.This creates a hardening cement paste whose hardened end product is a nanocrystalline hydroxyapatite with a calcium/phosphorus ratio (Ca/P) of 1.67 (i.e. there is one phosphorus atom for every 1.67 calcium atoms). The disadvantage of such calcium phosphate cement is its relatively long hardening time and the disadvantageous property of disintegrating in the early phase of setting when there is direct contact with liquids. This is particularly true when it is applied directly to bleeding bone wounds.

In der Publikation von Driessens et al, Bioceramics VoI 9, 1996 werden amorphe Calziumphosphatzemente beschrieben deren Calzium/Phosphor-Verhältnis (Ca/P) < 1 ist. Diese Zementmischungen bestehen aus Ca(H2PO^H2O = Mono-Calziumphosphat-Monohydrat (MCPM) und CaKPO4 bzw. Mischungen aus MCPM und Ca2NaK(PO4J2. Derartige Zemente besitzen infolge ihrer relativ hohen Löslichkeit in Körperflüssigkeiten geringere Druckfestigkeiten als die vorher beschriebenen Zemente mit hohem Ca/P Verhältnis. Die verminderte Druckfestigkeit ist ein Nachteil bei diesem Implantat.In the publication by Driessens et al, Bioceramics Vol 9, 1996, amorphous calcium phosphate cements are described whose calcium/phosphorus ratio (Ca/P) is < 1. These cement mixtures consist of Ca(H 2 PO^H 2 O = mono-calcium phosphate monohydrate (MCPM) and CaKPO 4 or mixtures of MCPM and Ca 2 NaK(PO 4 J 2 . Due to their relatively high solubility in body fluids, such cements have lower compressive strengths than the previously described cements with a high Ca/P ratio. The reduced compressive strength is a disadvantage of this implant.

Erwünscht ist hingegen eine gewisse, wenn auch geringe, Löslichkeit solcher Materialien in den Körperflüssigkeiten, da die Materialien dann schneller durch Körperzellen erschlossen werden können, als dies bei Zementen der Fall ist, die in menschlichen bzw. in tierischen Körperflüssigkeiten unlöslich sind und im wesentlichen als osteotransduktiv bezeichnet werden müssen.However, a certain, albeit low, solubility of such materials in the body fluids is desirable, since the materials can then be accessed more quickly by body cells than is the case with cements, which are insoluble in human or animal body fluids and must essentially be described as osteotransductive.

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Das Systems aus MCPM und CaKPO4 hat außer dem Nachteil seiner geringen Druckfestigkeit nach dem Aushärten auch den Nachteil, daß seine Verarbeitungszeit weniger als 3 Minuten beträgt.The system of MCPM and CaKPO 4 has, in addition to the disadvantage of its low compressive strength after curing, also the disadvantage that its processing time is less than 3 minutes.

Diese Verarbeitungszeit ist bei schwierigen Implantat-Operationen eindeutig zu kurz. Das ebenfalls erwähnte System MCPM und Ca2NaK(PO4J2 weist zwar höhere Druckfestigkeiten auf, die Aushärtedauer ist im Vergleich zum System aus MCPM und CaKPO4 jedoch deutlich zu lang.This processing time is clearly too short for difficult implant operations. The system MCPM and Ca 2 NaK(PO 4 J 2 also mentioned has higher compressive strengths, but the curing time is clearly too long compared to the system made of MCPM and CaKPO 4 .

Solche Zementsysteme und die nach Aushärtung daraus hervorgehenden Produkte wie Ca(H2PO4J2H2O (= MCPM), Hydroxylapatit Ca10(PO4)6(OH)2, und andere sind &iacgr;&ogr; aus den Patenten US 4,678,355, US 5,053,212 oder EP 0543765 bekannt. Die Resorbierbarkeit dieser Materialien sowie die Handlingseigenschaften bezüglich der Aushärtedauer sind, wie erwähnt, jedoch noch nicht zufriedenstellend.Such cement systems and the products resulting from them after hardening, such as Ca(H 2 PO 4 J 2 H 2 O (= MCPM), hydroxyapatite Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 , and others are known from the patents US 4,678,355, US 5,053,212 or EP 0543765. However, the resorbability of these materials and the handling properties with regard to the hardening time are, as mentioned, not yet satisfactory.

Aus diesem Grund bestand weiterhin ein Bedarf neue Reaktionssysteme zu entwickeln, mit denen aushärtbare, calziumphosphathaltige Pasten angemischt werden können. Wichtig waren verbesserte biologische Eigenschaften für den klinischen Erfolg am Patienten, aber auch günstigere Handlings-Eigenschaften für den behandelnden Arzt z. B. bezüglich der Aushärtezeit. Das Reaktionssystem, entsprechend der vorgeschlagenen Neuerung, erfüllt diese Forderungen in idealer Weise.For this reason, there was still a need to develop new reaction systems with which hardenable pastes containing calcium phosphate could be mixed. Improved biological properties were important for clinical success in patients, but also more favorable handling properties for the treating doctor, e.g. with regard to the hardening time. The reaction system, according to the proposed innovation, meets these requirements in an ideal manner.

Es bietet insbesondere die folgenden Vorteile:In particular, it offers the following advantages:

- Da es zu aushärtenden Pasten angemischt wird, ergibt sich eine ideale Anpassung an die beim Patienten vorhandene Knochenstruktur.- Since it is mixed into hardening pastes, it adapts perfectly to the patient's existing bone structure.

- Durch Variation der Zusammensetzung kann die Aushärtezeit variiert werden, was bei der Anwendung außerordentlich vorteilhaft ist.- By varying the composition, the curing time can be varied, which is extremely advantageous during application.

- Während des Aushärtens ist das Reaktionssystem beständig gegen von außen einwirkende Flüssigkeiten, wie z. B. Blut, das bei blutenden Knochenwunden auftreten kann.- During curing, the reaction system is resistant to external fluids, such as blood, which can occur in bleeding bone wounds.

- Nach dem Aushärten der Implantatpaste ergibt sich sehr schnell eine hohe Anfangsfestigkeit des Implantats.- After the implant paste has hardened, the implant quickly achieves a high initial strength.

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- Durch Zusatzstoffe kann die Gewebeintegration wesentlich beschleunigt werden- Tissue integration can be significantly accelerated by additives

- Die besondere Zusammensetzung führt zu einer guten biologischen Abbaubarkeit, deren Geschwindigkeit durch die beigemischten Additive beeinflußbar ist.- The special composition leads to good biodegradability, the speed of which can be influenced by the additives added.

Bei den Implantaten entsprechend dem Stand der Technik, sind diese positiven Eigenschaften in Kombination miteinander nicht vorhanden, so daß das Reaktionssystem, entsprechend der vorgeschlagenen Neuerung, einen erheblichen technischen Fortschritt darstellt.In the case of implants according to the state of the art, these positive properties are not present in combination with one another, so that the reaction system, according to the proposed innovation, represents a considerable technical advance.

Gegenstand der vorliegenden Neuerung ist die Zusammenstellung geeigneter Mischungen von Calzium und Phosphor enthaltenden Pulvern, mit verschiedenen pulverförmigen Additiven und Anmischflüssigkeiten die aus Wasser oder wässrigen Lösungen mit verschiedenen Zusatzstoffen bestehen.The subject of the present innovation is the compilation of suitable mixtures of calcium and phosphorus-containing powders, with various powdered additives and mixing liquids consisting of water or aqueous solutions with various additives.

Hauptmerkmal bei den Calzium und Phosphor enthaltenen Pulvermischungen, entsprechend der vorgeschlagenen Neuerung ist, daß sie als wesentlichen Bestandteil spezielle Mischungen von CaKPO4, Ca2NaK(PO4)2 und Ca(H2PCM)2-H2O (=MCPM) enthalten, die als Basismischungen bezeichnet werden. Diesen Basismischungen werden vorzugsweise weitere calziumphosphathaltige Pulver beigemischt. Es ist jedoch auch die Beimengung anderer Stoffe vorgesehen. Mit den Reaktionsgemischen, entsprechend der vorgeschlagenen Neuerung, werden die vorstehend genannten Nachteile bei den Zementsystemen entsprechend dem Stand der Technik vermieden.The main feature of the calcium and phosphorus-containing powder mixtures according to the proposed innovation is that they contain as an essential component special mixtures of CaKPO 4 , Ca 2 NaK(PO 4 ) 2 and Ca(H 2 PCM) 2 -H 2 O (=MCPM), which are referred to as base mixtures. Other calcium phosphate-containing powders are preferably mixed into these base mixtures. However, the addition of other substances is also envisaged. With the reaction mixtures according to the proposed innovation, the above-mentioned disadvantages of the cement systems according to the state of the art are avoided.

Eine bevorzugte Pulvermischung des vorgeschlagenen Reaktionssystems besteht aus der Basismischung mit Beimischungen von CaHPO4H2O und/oder CaCO3, wobei noch weitere variable Anteile anderer calziumphosphathaltiger Substanzen und andere Additive beigemischt sein können. Durch Variation der Mengenverhältnisse der einzelnen genannten Komponenten, lassen sich die Eigenschaften des Reaktionssystems, entsprechend der vorgeschlagenen Neuerung, in einem weiten Bereich verändern und somit an den jeweiligen Bedarfsfall anpassen.A preferred powder mixture of the proposed reaction system consists of the base mixture with admixtures of CaHPO 4 H 2 O and/or CaCO 3 , whereby further variable proportions of other calcium phosphate-containing substances and other additives can be added. By varying the proportions of the individual components mentioned, the properties of the reaction system can be changed over a wide range in accordance with the proposed innovation and thus adapted to the respective requirements.

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Die zum Anmischen und Aushärten verwendeten Anmischflüssigkeiten können, wie erwähnt, Zusatzstoffe enthalten, mit denen die positiven Eigenschaften des Reaktionsgemisches ebenfalls entscheidend beeinflußt werden können. Dies gilt z. B. bezüglich der biologischen Zugänglichkeit des ausgehärteten Zementes für die körpereigenen Zellen, da hiervon ganz wesentlich die Gewebeintegration abhängt.As mentioned, the mixing liquids used for mixing and hardening can contain additives that can also have a decisive influence on the positive properties of the reaction mixture. This applies, for example, to the biological accessibility of the hardened cement for the body's own cells, since tissue integration depends to a large extent on this.

Die Anmischflüssigkeit enthält bei einer bevorzugten Rezeptur eine wässrige Lösung von Mannose-6-Phosphat (M-6-P). Bei einigen Rezepturen ist auch vorgesehen, daß der Anmischflüssigkeit Saccharose-Octasulfat beigemischt wird. Es sind auch Mischungen von Mannose-6-Phosphat und Saccharose-Octasulfat in der Anmischflüssigkeit vorgesehen. Die beiden genannten Stoffe können jedoch bei bestimmten Rezepturen auch der Pulverkomponente zugemischt werden. In einer bevorzugten Rezeptur wird das Saccharose-Octasulfat als Natrium- bzw. Kaliumkomplexsalz verwendet. In a preferred formulation, the mixing liquid contains an aqueous solution of mannose-6-phosphate (M-6-P). In some formulations, sucrose octasulfate is also added to the mixing liquid. Mixtures of mannose-6-phosphate and sucrose octasulfate are also provided in the mixing liquid. However, in certain formulations, the two substances mentioned can also be added to the powder component. In a preferred formulation, the sucrose octasulfate is used as a sodium or potassium complex salt.

Es ist auch vorgesehen, daß der Anmischflüssigkeit Antibiotika und Desinfektiva beigemischt werden, damit es nicht zu Infektionen kommt, solange das Implantat noch nicht in das Gewebe integriert ist. Durch die Implantation von zunächst noch unbelebtem Calzium-Phosphatzement, besteht immer das Risiko der Besiedlung mit Keimen, da der Zement noch nicht resorbiert und/oder zellulär bzw. vaskulär erschlossen ist. Es besteht deshalb eine begründete Forderung von der Anwenderseite, solehe Materialien mit Stoffen zu versehen, welche eine Keimbesiedelung hemmen, bzw. durch Abgabe keimhemmender oder -abtötender Wirkstoffe in die Implantatumgebung, diese vor Keimbesiedlung schützen oder die Umgebung durch Freisetzung von Medikamenten im Sinne eines Drug Delivery Systems, bzw. Wirkstoffdepots, therapieren.It is also planned that antibiotics and disinfectants are added to the mixing liquid to prevent infections until the implant is integrated into the tissue. When implanting calcium phosphate cement that is initially inanimate, there is always a risk of colonization with germs, as the cement has not yet been reabsorbed and/or cellular or vascularized. There is therefore a justified demand from users that such materials be provided with substances that inhibit the colonization of germs, or that protect the implant environment from colonization by releasing germ-inhibiting or germ-killing agents into the implant environment, or that treat the environment by releasing medication in the form of a drug delivery system or drug depot.

Die erfinderische Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem Zementpulver Antibiotika oder andere keimhemmende und/oder abtötende Stoffe wie z. B. Biguanide (z.B. Chlorhexidin) zugemischt werden. Die Antibiotika und/oder Desinfektiva können aber auch der Anmischflüssigkeit, die zum Aushärten des Zementpulvers verwendet wird beigegeben werden.The inventive problem is solved by adding antibiotics or other germ-inhibiting and/or killing substances such as biguanides (e.g. chlorhexidine) to the cement powder. The antibiotics and/or disinfectants can also be added to the mixing liquid used to harden the cement powder.

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Es ist auch möglich Antibiotika enthaltende bzw. desinfizierende wässrige Lösungen, wie sie auch kommerziell erhältlich sind, als Anmischflüssigkeiten zu verwenden. In diesem Zusammenhang werden vorzugsweise folgende Stoffe benutzt:It is also possible to use aqueous solutions containing antibiotics or disinfectants, which are also commercially available, as mixing liquids. In this context, the following substances are preferably used:

Gentamicin enthaltende Injektionslösungen wie z. B. Duragentamicin 80 und Duragentamicin 160 (von Fa. Durachemie), Tobramycin-Lösungen oder Clindamycin enthaltende Lösungen wie z. B. Sobelin Solubile 300, 600 und 900mg, oder die Metronidazol enthaltenden Lösungen wie z. B. Clont i. v. (von Fa. Bayer) oder auch Metronidazol i.v. (von Fa. Braun). Als desinfizierende Lösung ist eine mit NaCI angesetzte Lavasept Lösung (von Fa. Fresenius) ebenfalls geeignet.Injection solutions containing gentamicin such as Duragentamicin 80 and Duragentamicin 160 (from Durachemie), tobramycin solutions or clindamycin-containing solutions such as Sobelin Solubile 300, 600 and 900mg, or solutions containing metronidazole such as Clont i.v. (from Bayer) or Metronidazol i.v. (from Braun). A Lavasept solution prepared with NaCl (from Fresenius) is also suitable as a disinfectant solution.

&iacgr;&ogr; Das Reaktionssystem, entsprechend der vorgeschlagenen Neuerung, bestehend aus der Pulverkomponente und der Anmischflüssigkeit, hat den Vorteil, daß sich insbesondere durch Variation der Mengenverhältnisse von CaKPO4 und Ca2NaK(PCM)2 zusammen mit MCPM und CaHPO4H2O die Aushärtegeschwindigkeit und die Druckfestigkeit der ausgehärteten Masse im gewünschten Sinne beeinflußbar ist. Hohe Anteile von CaKPO4 und MCPM ergeben kurze Aushärtezeiten mit einer etwas geringerer Druckfestigkeit. Umgekehrt läßt sich durch höhere Anteile von Ca2NaK(PO4J2 und MCPM eine größere Druckfestigkeit erzielen, wobei sich etwas längere Aushärtezeiten ergeben.&iacgr;&ogr; The reaction system, according to the proposed innovation, consisting of the powder component and the mixing liquid, has the advantage that the curing speed and the compressive strength of the cured mass can be influenced in the desired direction, in particular by varying the proportions of CaKPO 4 and Ca 2 NaK(PCM) 2 together with MCPM and CaHPO 4 H 2 O. High proportions of CaKPO 4 and MCPM result in short curing times with a slightly lower compressive strength. Conversely, higher proportions of Ca 2 NaK(PO 4 J 2 and MCPM can achieve a greater compressive strength, which results in slightly longer curing times.

Weitere Möglichkeiten zur Einflußnahme auf die Systemeigenschaften ergeben sich durch die Zugabe variabler Anteile von CaCO3 und/oder nanopartikulärem Hydroxylapatit (entsprechend der EP 0 664 133 A1). Höhere Anteile von nanopartikulärem Hydroxylapatit ergeben die gewünschte gute biologische Abbaubarkeit des ausgehärteten Reaktionssystems im Körper des Patienten. Höhere Anteile von CaCO3 führen zu einer hohen Festigkeit nach dem Aushärten, wobei sich die Aushärtezeit etwas verlängert.Further possibilities for influencing the system properties arise from the addition of variable proportions of CaCO 3 and/or nanoparticulate hydroxyapatite (according to EP 0 664 133 A1). Higher proportions of nanoparticulate hydroxyapatite result in the desired good biodegradability of the cured reaction system in the patient's body. Higher proportions of CaCO 3 lead to high strength after curing, although the curing time is slightly longer.

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Ferner zeigte sich, daß die Aushärtegeschwindigkeit der Pulver-ZFlüssig-keitsmischung durch die Zugabe von wässriger Na2HPO4-Lösungen mit Konzentrationen zwischen 0 und 5 % deutlich ansteigt, so daß der Operateur die Möglichkeit hat, eine für den vorliegenden Fall optimale Aushärtegeschwindigkeit auszuwählen.Furthermore, it was shown that the curing rate of the powder-liquid mixture increases significantly by the addition of aqueous Na 2 HPO4 solutions with concentrations between 0 and 5%, so that the surgeon has the opportunity to select an optimal curing rate for the given case.

Aus der Publikation von Martinez et al, J-Cell-Biochem, 59(2), 1995, geht hervor, daß Osteoblasten einen Rezeptor für Mannose-6-Phosphat (M-6-P) besitzen, wobei durch intrazelluläre Signalübermittlung die Knochenneubildung durch Osteoblasten stimuliert wird. Von Young et al., Invest. Radiol. 26(5), 1991, wurde über eine verbesserte Frakturheilung bei Kaninchen durch die Gabe von Saccharose-OctasulfatThe publication by Martinez et al, J-Cell-Biochem, 59(2), 1995, shows that osteoblasts have a receptor for mannose-6-phosphate (M-6-P), whereby the formation of new bone by osteoblasts is stimulated by intracellular signaling. Young et al, Invest. Radiol. 26(5), 1991, reported improved fracture healing in rabbits through the administration of sucrose octasulfate.

&iacgr;&ogr; berichtet. Die Wirkung des Saccharose-Octasulfates soll dabei über die Bindung lokal vorhandener Wachstumsfaktoren wie EGF und FGF (Szabo et al, Scand-J-Gastroenterol, 185, 1991) und/oder Stimulation des endogenen Prostaglandinsystems erfolgen (Stern et al, Am-J-Med, 83(3B), 1987). Die positive Wirkung des Saccharose-Octasulfates auf das Knochenwachstum wurde in der Literatur bisher jedoch noch nicht im Zusammenhang mit Reaktionssystemen für Knochenersatz erwähnt. Insofern ist die Zugabe dieses Stoffes zu dem Reaktionssystem eines der wesentlichen Merkmale der vorgeschlagenen Neuerung.&iacgr;&ogr; reported. The effect of sucrose octasulfate is said to occur via the binding of locally present growth factors such as EGF and FGF (Szabo et al, Scand-J-Gastroenterol, 185, 1991) and/or stimulation of the endogenous prostaglandin system (Stern et al, Am-J-Med, 83(3B), 1987). However, the positive effect of sucrose octasulfate on bone growth has not yet been mentioned in the literature in connection with reaction systems for bone replacement. In this respect, the addition of this substance to the reaction system is one of the essential features of the proposed innovation.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der vorgeschlagenen Neuerung bezieht sich auf die Kombination von M-6-P und Saccharose-Octasulfat als Additive für die Basismischung (CaKPO4, Ca2NaK(PO4J2, MCPM) in Kombination mit CaHPO4H2O und CaCOß. Das Saccharose-Octasulfat wird in Form einer wässrigen Lösung als flüssige Komponente in den Zement eingebracht oder in Pulverform der mineralischen Pulverkomponente zugefügt. Dadurch wird die erfinderische Aufgabe gelöst, einen Calziumphosphat-Zement mit den erwähnten anwenderoptimierten Aushärteeigenschäften und guter Festigkeit nach dem Aushärten zusammenzustellen, der gleichzeitig über die Fähigkeit verfügt, Wachstumsfaktoren zu binden.Another important feature of the proposed innovation relates to the combination of M-6-P and sucrose octasulfate as additives for the base mixture (CaKPO 4 , Ca 2 NaK(PO 4 J 2 , MCPM) in combination with CaHPO 4 H 2 O and CaCOß. The sucrose octasulfate is introduced into the cement in the form of an aqueous solution as a liquid component or added in powder form to the mineral powder component. This solves the inventive problem of compiling a calcium phosphate cement with the aforementioned user-optimized curing properties and good strength after curing, which at the same time has the ability to bind growth factors.

Dadurch wird ein zellulärer Aufschluß des Implantats über die Neubildung von Blutgefäßen ermöglicht. Zusätzlich werden noch Osteoblasten zur Neubildung von Knochen stimuliert.This allows the implant to be broken down cellularly via the formation of new blood vessels. In addition, osteoblasts are stimulated to form new bone.

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Durch diese Kombination wird eine verstärkte biologische Aktivität und damit auch Resorbierbarkeit des synthetischen Knochenersatzmaterials erreicht. Die Beständigkeit gegen Flüssigkeiten wie z. B. Blut ergibt sich aus der Kohäsion der benutzten Komponenten.This combination results in increased biological activity and thus resorbability of the synthetic bone replacement material. The resistance to liquids such as blood results from the cohesion of the components used.

Als besonders geeignete Rezepturen für die Basismischung (CaKPO4, Ca2NaK(PO4)2 und MCPM) haben sich Pulvermischungen mit folgenden relativen Gewichtsanteilen herausgestellt:Powder mixtures with the following relative weight proportions have proven to be particularly suitable recipes for the base mixture (CaKPO 4 , Ca2NaK(PO4)2 and MCPM):

- Der Anteil von CaKPO4 und Ca2NaK(PO4)2 an der Gesamtbasismischung liegt zwischen 80% und 65%.- The proportion of CaKPO 4 and Ca2NaK(PO 4 ) 2 in the total base mixture is between 80% and 65%.

&iacgr;&ogr; - Der Anteil von MCPM beträgt dementsprechend 20% bis 35%&iacgr;&ogr; - The proportion of MCPM is accordingly 20% to 35%

- Das Verhältnis von CaKPO4 zu Ca2NaK(PO4J2, bezogen auf die Gesamtmenge dieser beiden Stoffe, kann dabei in weiten Grenzen variiert werden. So kann der Anteil von CaKPO4 zwischen 1% und 99% liegen, wobei dementsprechend der Anteil von Ca2NaK(PO4)2 zwischen 99% und 1% liegt.- The ratio of CaKPO 4 to Ca 2 NaK(PO 4 J 2 , based on the total amount of these two substances, can be varied within wide limits. The proportion of CaKPO 4 can be between 1% and 99%, whereby the proportion of Ca 2 NaK(PO 4 ) 2 is correspondingly between 99% and 1%.

Bei der Berechnung der relativen Anteile der drei Stoffe des Basisgemischs sind jedoch immer deren molare Verhältnisse in Betracht zu ziehen, d. h. 2 Mol CaKPO4 und 1 Mol Ca2NaK(PO4)2 entsprechen 1 Mol MCPM.However, when calculating the relative proportions of the three substances of the base mixture, their molar ratios must always be taken into account, ie 2 moles of CaKPO 4 and 1 mole of Ca 2 NaK(PO 4 ) 2 correspond to 1 mole of MCPM.

Die Herstellung der beiden für das vorgeschlagene Reaktionssystem benutzten Komponenten CaKPO4 und Ca2NaK(PO4^ wird wie nachstehend beschrieben durchgeführt und ist ein wesentlicher Bestandteil der vorliegenden, vorgeschlagenen Neuerung.The preparation of the two components CaKPO 4 and Ca 2 NaK(PO 4 ^ used for the proposed reaction system is carried out as described below and is an essential part of the present proposed innovation.

Herstellung von CaKPO4 Production of CaKPO 4

Zunächst wird 1 Mol K2CO3 mit 2 Molen CaHPO4 gemischt und die Pulvermischung bei 100O0C ca. 1 Stunde lang gebrannt. An das Brennen schließt sich ein rasches Abkühlen auf Temperaturen <700°C an. Die Abkühlzeit darf nicht größer als 1 Minute sein.First, 1 mole of K2CO3 is mixed with 2 moles of CaHPO4 and the powder mixture is fired at 1000° C for about 1 hour. Firing is followed by rapid cooling to temperatures <700°C. The cooling time must not be longer than 1 minute.

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Herstellung von Ca2NaK(PO4J2 Production of Ca 2 NaK(PO 4 J 2

Das Ca2NaK(PO4)2 wird analog zu dem CaKPO4 hergestellt, d. h. es werden für das Brennen und das Abkühlen die gleichen Verfahrensparameter benutzt. Die Pulvermischung vor dem Brennen besteht aus 1 Mol K2CO3, 1 Mol Na2CO3 und 4 Molen CaHPO4.Ca2NaK(PO 4 )2 is produced analogously to CaKPO 4 , ie the same process parameters are used for firing and cooling. The powder mixture before firing consists of 1 mole of K 2 CO 3 , 1 mole of Na 2 CO 3 and 4 moles of CaHPO 4 .

Verschiedene Rezepturen haben sich für die unterschiedlichen Anwendungen als besonders vorteilhaft erwiesen. Nachstehend werden einige der besonders vorteilhaften Rezepturen in den Beispielen 1-10 beschrieben. Es sind jedoch auch andere Rezepturen vorgesehen.Different formulations have been found to be particularly advantageous for different applications. Some of the particularly advantageous formulations are described below in Examples 1-10. However, other formulations are also envisaged.

&iacgr;&ogr; BeispieM: &iacgr;&ogr; Example:

Basismischung bestehend aus 13,92g CaKPO4 und 19,93g Ca2NaK(PO4J2 (entsprechend 41,1 Gewichtsprozenten bzw. 58,9 Gewichtsprozenten des Gemisches der beiden Stoffe) und 10,41g Ca(H2PO4)H2O (=MCPM) (entsprechend 23,5 Gewichtsprozenten MCPM an der Gesamtmenge der Basismischung).Basic mixture consisting of 13.92g CaKPO 4 and 19.93g Ca 2 NaK(PO 4 J 2 (corresponding to 41.1% by weight and 58.9% by weight of the mixture of the two substances respectively) and 10.41g Ca(H 2 PO 4 )H 2 O (=MCPM) (corresponding to 23.5% by weight MCPM of the total amount of the basic mixture) .

Die Pulvermischung wird intensiv vermischt, wobei eine Vorvermahlung der einzelnen
Pulverbestandteile in einer Kugelmühle erfolgt. Die Aushärtecharakteristik der
Zementmischung ergibt sich nach Anmischen von 2g Pulver mit 1ml Wasser in Anlehnung an die ASTM C266-89 (Norm zur Bestimmung der Verfestigung von Leim,
Zement und Gips) wie folgt:
The powder mixture is mixed intensively, whereby a pre-grinding of the individual
Powder components in a ball mill. The curing characteristics of the
Cement mixture is obtained by mixing 2g powder with 1ml water in accordance with ASTM C266-89 (standard for determining the setting of glue,
Cement and gypsum) as follows:

1. Aushärtezeit (1 .Azt), gemessen mit der leichten Gillmore-Nadel nach 4 Min. 5 Sek. 2, Aushärtezeit (2.Azt), gemessen mit schwerer Gillmore-Nadel, nach 8 Min. 40 Sek.1. Curing time (1st degree), measured with the light Gillmore needle after 4 min. 5 sec. 2. Curing time (2nd degree), measured with the heavy Gillmore needle, after 8 min. 40 sec.

Mit der oben beschriebenen Rezeptur und dem gleichen Pulver/Flüssigkeitsverhältnis erreichen zylindrische Prüfkörper der Dimension 0 6mm &khgr; Höhe 12mm nach 24stündiger Inkubation in Ringerlösung die Druckfestigkeit mit 10,6 MPa.With the recipe described above and the same powder/liquid ratio, cylindrical test specimens of dimension 0 6 mm x height 12 mm achieve a compressive strength of 10.6 MPa after 24 hours of incubation in Ringer's solution.

Diese Rezeptur zeigt somit eine sehr gute Reaktionszeit beim Aushärten und ergibt gute Druckfestigkeiten.This recipe therefore shows a very good reaction time during curing and results in good compressive strength.

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Beispiel 2:Example 2:

Basismischung hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben. Als Anmischflüssigkeit zur Herstellung einer implantierbaren Paste wird jedoch auf 2g Pulver 1 ml einer wässrigen Lösung aus 5mM Mannose-6-Phosphat (M-6-P) der Firma Sigma verwendet, welche zusätzlich 100pg Saccharose-Octasulfat pro 1ml enthält. Die I.Azt beträgt in diesem Fall 4 Min. und die 2.Azt 8 Min. 10 Sek.Base mixture prepared as described in example 1. However, as a mixing liquid for the preparation of an implantable paste, 1 ml of an aqueous solution of 5 mM mannose-6-phosphate (M-6-P) from Sigma is used per 2 g of powder, which also contains 100 pg sucrose octasulfate per 1 ml. In this case, the first time is 4 minutes and the second time is 8 minutes 10 seconds.

Beispiel 3Example 3

Außer den in Beispiel 1 und 2 dargestellten und vorher beschriebenen Pulvermischungen werden weitere Mischungen aus der Basismischung (CaKPO4, Ca2NaK(PO4)2 und MCPM ) sowie CaHPO4H2O, CaCO3 und CaHPO4 vorgeschlagen. Als besonders geeignete Pulvermischungen erwiesen sich Kombinationen aus der Basismischung mit Beimischungen von CaHPO4H2O in Mengen von 1 bis 60 Gewichtsprozenten, bezogen auf die Gesamtpulvermenge, bzw. Beimischungen von CaCO3 in Mengen von 1 bis 60 Gewichtsprozenten, bezogen auf die Gesamtpulvermenge. In addition to the powder mixtures shown in Examples 1 and 2 and previously described, further mixtures of the base mixture (CaKPO 4 , Ca 2 NaK(PO 4 ) 2 and MCPM ) as well as CaHPO 4 H 2 O, CaCO 3 and CaHPO 4 are proposed. Combinations of the base mixture with admixtures of CaHPO 4 H 2 O in amounts of 1 to 60 percent by weight, based on the total powder quantity, or admixtures of CaCO 3 in amounts of 1 to 60 percent by weight, based on the total powder quantity, have proven to be particularly suitable powder mixtures.

Vorteilhaft ist auch die Beimischung von Kombinationen aus CaHPO4H2O und CaCO3 zu der Basismischung, wobei der Anteil in Gewichtsprozenten von CaHPO4-H2O zwischen 1% bis 30% und der Anteil von CaCO3 zwischen 30% bis 1% liegt, bezogen auf die Gesamtmischung.It is also advantageous to add combinations of CaHPO 4 H 2 O and CaCO 3 to the base mixture, whereby the proportion in weight percent of CaHPO 4 -H 2 O is between 1% and 30% and the proportion of CaCO 3 is between 30% and 1%, based on the total mixture.

Beispiel 4:Example 4:

Mischung der folgenden Zusammensetzung: Basismischung bestehend aus: 13,92g CaKPO4 + 19,93g Ca2NaK(PO4)2 + 10,4IgMCPM mit Zusatz von 11,5g CaHPO4H2OMixture of the following composition: Base mixture consisting of: 13.92g CaKPO 4 + 19.93g Ca 2 NaK(PO 4 ) 2 + 10.4IgMCPM with addition of 11.5g CaHPO 4 H 2 O

Die genannten Komponenten werden in einer Kugelmühle gemischt und gemahlen. Beim Anmischen von 2g dieses Pulvers mit 0,9 ml Wasser ergibt sich eine I.Azt von 4 Min. 30 Sek. und eine 2.Azt von 11 Min. 15 Sek.The above components are mixed and ground in a ball mill. When 2g of this powder is mixed with 0.9 ml of water, the result is an I.Azt of 4 min. 30 sec. and a 2.Azt of 11 min. 15 sec.

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Die Paste kann anstelle von Wasser auch mit 0,9 ml einer wässrigen, 2%igen Na2HPO4 Lösung angemischt werden. Die 1.Azt beträgt dann 2 Min. 45 Sek. und die 2.Azt 7 Min. 25 Sek.Instead of water, the paste can also be mixed with 0.9 ml of an aqueous, 2% Na 2 HPO 4 solution. The 1st infusion time is then 2 min. 45 sec. and the 2nd infusion time is 7 min. 25 sec.

Durch das Zumischen von CaHPO4H2O (DCPD) erhöht sich die Kompressionsfestigkeit eines Prüfzylinders (siehe Beispiel 1) auf 16 MPa. Dies ist ein deutlich höherer Wert als in Beispiel 1 erwähnt, bei dem die Rezeptur ohne CaHPO4H2O angegeben war.By adding CaHPO 4 H 2 O (DCPD), the compression strength of a test cylinder (see Example 1) increases to 16 MPa. This is a significantly higher value than mentioned in Example 1, where the recipe was given without CaHPO 4 H 2 O.

Beispiel 5:Example 5:

Hier handelt es sich um eine ähnliche Pulvermischung wie in Beispiel 4 beschrieben, &iacgr;&ogr; Anstelle des CaHPO4H2O (DCPD) wird jedoch sein Anhydrid (CaHPO4) verwendet, die übrigen Bestandteile bleiben gleichThis is a similar powder mixture as described in Example 4, but instead of CaHPO 4 H 2 O (DCPD) its anhydride (CaHPO 4 ) is used, the other components remain the same

Bei der Anmischung von 2g des Pulvers mit 0,9ml einer wässrigen 2% Na2HPO4 Lösung werden die gleichen Aushärtezeiten erreicht, wie unter Beispiel 4 beschrieben, jedoch verringert sich die Kompressionsfestigkeit auf 6,9 MPa (gemessen wie in Beispiel 1 beschrieben).When mixing 2 g of the powder with 0.9 ml of an aqueous 2% Na 2 HPO 4 solution, the same curing times are achieved as described in Example 4, but the compression strength is reduced to 6.9 MPa (measured as described in Example 1).

Beispiel 6:Example 6:

Hierbei handelt es sich um eine Pulvermischung wie in Beispiel 1 beschrieben, mit einer Zugabe von 10% CaCO3.This is a powder mixture as described in Example 1, with an addition of 10% CaCO 3 .

Die 1. Azt beträgt 2 Min, die 2. Azt beträgt 7 Min 45 Sek. Die Kompressionsfestigkeit ergibt sich zu 7,3 MPa nach Inkubation in Ringerlösung über 24 Stunden bei 37°C.The 1st Azt is 2 min, the 2nd Azt is 7 min 45 s. The compression strength is 7.3 MPa after incubation in Ringer's solution for 24 hours at 37°C.

Beispiel 7:Example 7:

Bei dieser Rezeptur handelt es sich zunächst um eine Pulvermischung wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch mit zusätzlicher Zugabe von 6g CaHPO4-H2O und 6g CaCO3. Nach Anmischen von 2g des Pulvers mit 1ml Wasser ergibt sich eine I.Azt von 6 Min. 30 Sek. und eine 2.Azt von 12 Minuten.This recipe is a powder mixture as described in example 1, but with the additional addition of 6g CaHPO 4 -H 2 O and 6g CaCO 3 . After mixing 2g of the powder with 1ml of water, the result is an I.Azt of 6 min. 30 sec. and a 2.Azt of 12 minutes.

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Bei Verwendung der gleichen Pulvermischung, jedoch mit einer 4%igenUsing the same powder mixture but with a 4%

Lösung anstelle des Wassers wird eine I.Azt von 3 Min. 30 Sek. und eine 2.Azt von 9 Min. 15 Sek. erhalten.Solution instead of water will give a first reaction time of 3 min. 30 sec. and a second reaction time of 9 min. 15 sec.

Beispiel 8:Example 8:

Bei dieser Rezeptur werden 2g Pulvermischung, mit einer Zusammensetzung entsprechend Beispiel 1, mit 1ml Sobelin Solubile 600mg-Lösung angemischt. Die Aushärtezeiten sind im Vergleich zu den in Beispiel 1 genannten Zeiten etwas verlängert. Die I.Azt ist 6 Min. 30 Sek. und die 2.Azt ist 13 Minuten.In this recipe, 2g of powder mixture, with a composition corresponding to Example 1, is mixed with 1ml of Sobelin Solubile 600mg solution. The curing times are slightly longer than those given in Example 1. The first curing time is 6 min. 30 sec. and the second curing time is 13 minutes.

Beispiel 9:Example 9:

&iacgr;&ogr; Bei dieser Rezeptur werden 2g Pulvermischung, mit einer Zusammensetzung entsprechend Beispiel 1, mit 1ml Duragentamicin 160 mg angemischt. Das Anmischen ergibt bereits nach 15 Sekunden eine Paste guter Konsistenz, die beim Kontakt mit weiterer Flüssigkeit nicht mehr zur Entmischung oder Aufweichung führt. Die Aushärtezeiten im Vergleich zu Beispiel 1 sind unverändert.&iacgr;&ogr; In this recipe, 2g of powder mixture, with a composition corresponding to Example 1, is mixed with 1ml of Duragentamicin 160 mg. After just 15 seconds, mixing produces a paste of good consistency, which does not separate or soften when it comes into contact with additional liquid. The curing times are unchanged compared to Example 1.

Beispiel 10:Example 10:

Bei dieser Rezeptur werden 2g Pulvermischung, mit einer Zusammensetzung entsprechend Beispiel 1, mit 1ml Clont i.v. Infusionslösung (von Fa. Bayer) angemischt. Bereits 15 Sekunden nach Beginn des Anmischens wird eine geschmeidige, fest adherierende Paste erhalten, die bei Kontakt mit Wasser nicht mehr dispergiert. Die Aushärtezeiten sind im Vergleich zu Beispiel 1 etwas verkürzt. Die 1. Azt ist 3 Min 55 Sek und die 2. Azt ist 8 Min.In this recipe, 2g of powder mixture, with a composition corresponding to Example 1, is mixed with 1ml of Clont i.v. infusion solution (from Bayer). Just 15 seconds after mixing begins, a smooth, firmly adhering paste is obtained that no longer disperses when it comes into contact with water. The curing times are slightly shorter compared to Example 1. The 1st curing time is 3 min 55 sec and the 2nd curing time is 8 min.

Um die biologischen Eigenschaften der in dieser Neuerung offenbarten Reaktionssysteme weiter zu verbessern, können sowohl den Pulvermischungen, als auch den Anmischflüssigkeiten biologisch aktive Proteine wie Wachstumsfaktoren z. B. Fibroblasten Wachstumsfaktor (FGF) oder Bone Morphogenetic Proteins (BMP's), oder Schmelzamelogenine, EMDOGAIN®, oder Elastase Inhibitoren wie z. B. AEBSF (P 2714, von Fa. Sigma) zugemischt werden.In order to further improve the biological properties of the reaction systems disclosed in this innovation, biologically active proteins such as growth factors, e.g. fibroblast growth factor (FGF) or bone morphogenetic proteins (BMPs), or enamel amelogenins, EMDOGAIN®, or elastase inhibitors such as AEBSF (P 2714, from Sigma) can be added to both the powder mixtures and the mixing liquids.

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Die zu den vorgeschlagenen Reaktionssystemen gehörenden Pulvermischungen und Anmischflüssigkeiten ergeben Implantationspasten die sowohl bei Raum- als auch bei Körper-temperaturen abbinden.The powder mixtures and mixing liquids belonging to the proposed reaction systems produce implantation pastes that set at both room and body temperatures.

Die ausgehärteten Implantationspasten haben Kompressionsfestigkeiten die abhängig sind von ihrer Zusammensetzung und mehr als 5 MPa betragen können. Sie zeichnen sich durch eine für den Anwender in weiten Bereichen einstellbare Aushärtezeit aus. Eine besondere Ausführungsform stellt die Verwendung einer Pulvermischung nach Beispiel 2 dar, wodurch die Erschließung des zunächst zellulär unbelebten Materials, durch Zellen des menschlichen oder tierischen Körpers sehr positiv beeinflußt wird.The hardened implantation pastes have compression strengths that depend on their composition and can be more than 5 MPa. They are characterized by a hardening time that can be adjusted by the user within a wide range. A special embodiment is the use of a powder mixture according to Example 2, which has a very positive effect on the development of the initially cellularly inanimate material by cells of the human or animal body.

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Claims (16)

1. Reaktionssysteme zur Implantation in den menschlichen und tierischen Körper als Knochenersatz die u. a. Calzium und Phosphor enthalten und aus Mischungen von Pulvern und Anmischflüssigkeiten bestehen, die geeignet sind zur Herstellung von Calziumphosphat-Zementpasten die bei Raum- und/oder Körpertemperatur aushärten dadurch gekennzeichnet, daß sie eine pulverförmige Basismischung enthalten, die aus CaKPO4, Ca2NaK(PO4)2 und Ca(H2PO4)2.H2O besteht und daß der Basismischung weitere pulverförmige Komponenten beigemischt werden und daß das CaKPO4 und das Ca2NaK(PO4)2, jedes für sich, bei 1000°C gebrannt und dann durch schnelles Abkühlen innerhalb einer Minute auf eine Temperatur < 700°C gebracht werden und daß die Pulvermischung mit einer wässrigen Anmischflüssigkeit zu einer implantierbaren Paste anmischbar ist. 1. Reaction systems for implantation in the human and animal body as bone substitutes which contain, among other things, calcium and phosphorus and consist of mixtures of powders and mixing liquids which are suitable for producing calcium phosphate cement pastes which harden at room and/or body temperature, characterized in that they contain a powdery base mixture which consists of CaKPO 4 , Ca 2 NaK(PO 4 ) 2 and Ca(H 2 PO 4 ) 2 .H 2 O and that further powdery components are mixed into the base mixture and that the CaKPO 4 and the Ca 2 NaK(PO 4 ) 2 are each fired at 1000°C and then brought to a temperature of < 700°C within one minute by rapid cooling and that the powder mixture can be mixed with an aqueous mixing liquid to form an implantable paste. 2. Reaktionssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Basismischung als weitere pulverförmige Komponenten CaHPO4 H2O und/oder CaCO3 und/oder CaSO4 und/oder CaSO4.0,5H2O und/oder CaSO4.2H2O und/oder CaHPO4 und/oder nanopartikulärer Hydroxylapatit und/oder Mannose-6-Phosphat und/oder Saccharose-Octasulfat beigemischt werden. 2. Reaction system according to claim 1, characterized in that CaHPO 4 H 2 O and/or CaCO 3 and/or CaSO 4 and/or CaSO 4 .0.5H 2 O and/or CaSO 4 .2H 2 O and/or CaHPO 4 and/or nanoparticulate hydroxyapatite and/or mannose-6-phosphate and/or sucrose octasulfate are added to the base mixture as further powdered components. 3. Reaktionssystem nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der beiden Komponenten CaKPO4 und Ca2NaK(PO4)2 an der Gesamtbasismischung zwischen 80% und 65% liegt, während der Anteil an Ca(H2PO4)2.H2O zwischen 20% und 35% liegt. 3. Reaction system according to claim 1 and 2, characterized in that the proportion of the two components CaKPO 4 and Ca 2 NaK(PO 4 ) 2 in the total base mixture is between 80% and 65%, while the proportion of Ca(H 2 PO 4 ) 2 .H 2 O is between 20% and 35%. 4. Reaktionssystem nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf die Gesamtmenge von CaKPO4 und Ca2NaK(PO4)2 der Anteil von CaKPO4 zwischen 1% und 99% liegt, während der Anteil von Ca2NaK(PO4)2 zwischen 99% und 1% liegt. 4. Reaction system according to claim 1 to 3, characterized in that, based on the total amount of CaKPO 4 and Ca 2 NaK(PO 4 ) 2, the proportion of CaKPO 4 is between 1% and 99%, while the proportion of Ca 2 NaK(PO 4 ) 2 is between 99% and 1%. 5. Reaktionssystem nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß eine Pulvermischung bestehend aus der Basismischung mit Beimischungen von CaHPO4.H2O und CaCO3 gebildet wird, wobei der Anteil von CaHPO4.H2O an der Gesamtmischung zwischen 1% und 30% liegt, während der Anteil von CaCO3 an der Gesamtmischung zwischen 30% und 1% liegt und weitere Additive vorgesehen sind. 5. Reaction system according to claim 1 to 4, characterized in that a powder mixture consisting of the base mixture with admixtures of CaHPO 4 .H 2 O and CaCO 3 is formed, the proportion of CaHPO 4 .H 2 O in the total mixture being between 1% and 30%, while the proportion of CaCO 3 in the total mixture is between 30% and 1% and further additives are provided. 6. Reaktionssystem nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß eine Pulvermischung bestehend aus der Basismischung mit Beimischung von CaHPO4.H2O gebildet wird, wobei der Anteil von CaHPO4.H2O an der Gesamtmischung zwischen 1% und 60% liegt und weitere Additive vorgesehen sind. 6. Reaction system according to claim 1 to 4, characterized in that a powder mixture consisting of the base mixture with admixture of CaHPO 4 .H 2 O is formed, wherein the proportion of CaHPO 4 .H 2 O in the total mixture is between 1% and 60% and further additives are provided. 7. Reaktionssystem nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß eine Pulvermischung bestehend aus der Basismischung mit Beimischung von CaCO3 gebildet wird, wobei der Anteil von CaCO3 an der Gesamtmischung zwischen 1% und 60% liegt und weitere Additive vorgesehen sind. 7. Reaction system according to claim 1 to 4, characterized in that a powder mixture consisting of the base mixture with admixture of CaCO 3 is formed, the proportion of CaCO 3 in the total mixture being between 1% and 60% and further additives being provided. 8. Reaktionssystem nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß als Anmischflüssigkeit demineralisiertes Wasser vorgesehen ist. 8. Reaction system according to claims 1 to 7, characterized in that demineralized water is provided as the mixing liquid. 9. Reaktionssystem nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß als Anmischflüssigkeit eine wässrige Lösung von Mannose-6-Phosphat vorgesehen ist, wobei es sich vorzugsweise um Lösungen mit Konzentration > 0 bis maximal 2 molar handelt. 9. Reaction system according to claims 1 to 8, characterized in that an aqueous solution of mannose-6-phosphate is provided as the mixing liquid, preferably solutions with a concentration of > 0 to a maximum of 2 molar. 10. Reaktionssystem nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß als Anmischflüssigkeit eine wässrige Lösung von Saccharose-Octasulfat vorgesehen ist, wobei es sich vorzugsweise um Lösungen mit Konzentration > 0 bis maximal 1 molar handelt. 10. Reaction system according to claims 1 to 8, characterized in that an aqueous solution of sucrose octasulfate is provided as the mixing liquid, preferably solutions with a concentration of > 0 to a maximum of 1 molar. 11. Reaktionssystem nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß als Anmischflüssigkeit eine wässrige Lösung von Mannose-6-Phosphat vorgesehen ist, wobei es sich vorzugsweise um Lösungen mit Konzentration > 0 bis maximal 1 molar handelt, die zusätzlich Saccharose-Octasulfat enthält. 11. Reaction system according to claims 1 to 8, characterized in that an aqueous solution of mannose-6-phosphate is provided as the mixing liquid, preferably solutions with a concentration of > 0 to a maximum of 1 molar, which additionally contains sucrose octasulfate. 12. Reaktionssystem nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß als Anmischflüssigkeit eine wässrige Lösung von Na2HPO4 vorgesehen ist, wobei die Konzentrationen > 0% aber < 5% sind. 12. Reaction system according to claims 1 to 8, characterized in that an aqueous solution of Na 2 HPO 4 is provided as mixing liquid, the concentrations being > 0% but < 5%. 13. Reaktionssystem nach Anspruch 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß als Anmischflüssigkeit wässrige Lösungen mit verschiedenen darin gelösten Komponenten vorgesehen sind, die zusätzlich mindestens ein Antibiotikum und/oder Desinfektiva enthalten. 13. Reaction system according to claims 1 to 12, characterized in that aqueous solutions with various components dissolved therein are provided as mixing liquid, which additionally contain at least one antibiotic and/or disinfectant. 14. Reaktionssystem nach Anspruch 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß als Anmischflüssigkeit wässrige Lösungen benutzt werden, die unterschiedliche Anteile von Mannose-6-Phosphat, Saccharose-Octasulfat, Na2HPO4, Antibiotika und Desinfektiva enthalten. 14. Reaction system according to claims 1 to 13, characterized in that aqueous solutions containing different proportions of mannose-6-phosphate, sucrose octasulfate, Na 2 HPO 4 , antibiotics and disinfectants are used as mixing liquid. 15. Reaktionssystem nach Anspruch 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß das Saccharose-Octasulfat als Natrium- und/oder Kaliumkomplexsalz der Gesamtmischung in gelöster oder fester Form beigemischt wird. 15. Reaction system according to claim 1 to 14, characterized in that the sucrose octasulfate is added as sodium and/or potassium complex salt to the total mixture in dissolved or solid form. 16. Reaktionssystem nach Anspruch 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtmischung biologisch aktive Proteine in flüssiger oder fester Form beigemischt werden, wobei vorzugsweise Wachstumsfaktoren und/oder Bone Morphogenetic Proteins und/oder Schmelzamelogenine und/oder Elastase Inhibitoren vorgesehen sind. 16. Reaction system according to claims 1 to 15, characterized in that biologically active proteins in liquid or solid form are added to the total mixture, preferably growth factors and/or bone morphogenetic proteins and/or enamel amelogenins and/or elastase inhibitors being provided.
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