ИМПЛАНТАТ, СОДЕРЖАЩИЙ ИНГИБИРУЮЩИЙ КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ Российский патент 2021 года по МПК A61L27/40 A61L27/44 A61L27/50 C01F11/18 C08J3/20 C09C1/00 C09C1/02 

Настоящее изобретение относится к применению ингибирующего карбоната кальция в качестве добавки для композиции, содержащей по меньшей мере один полимер, отличный от целлюлозы, к композиции, содержащей по меньшей мере один полимер, отличный от целлюлозы, и ингибирующий карбонат кальция, используемой в имплантате, и к указанному имплантату, используемому в частности в области нейрохирургии, челюстно-лицевой хирургии, в хирургии уха, горла, носа, а также в хирургии кистей, стоп, органов грудной клетки, ребер и плечевых суставов.

Изобретение не относится к подготовке исходного материала для имплантата, а также к использованию в целях, отличных от производства имплантата, в частности того, который изготовлен для использования в области нейрохирургии, челюстно-лицевой хирургии, в хирургии уха, горла, носа, а также в хирургии кистей, стоп, органов грудной клетки, ребер и плечевых суставов.

Карбонат кальция СаСО₃ является кальциевой солью угольной кислоты, используемой в настоящее время в различных областях повседневной жизни. Его используют в частности как добавку или модификатор для бумаги, красителей, пластмассы, чернил, клея и фармацевтических препаратов. В пластмассах карбонат кальция преимущественно служит наполнителем для замены сравнительно дорогого полимера.

Также известен карбонат кальция, стабилизированный кислотой. В патенте США 5043017, например, описана форма карбоната кальция, которая стабилизирована кислотой путем добавления к мелко измельченным частицам карбоната кальция комплексообразователя для кальция и/или по меньшей мере одного сопряженного основания, такого как гексаметафосфат натрия, и затем слабой кислоты, такой как фосфорная кислота. При использовании в нейтральной и/или кислой бумаге полученный материал закрепляет улучшенные оптические характеристики бумаги. Однако полимеры не указаны в этом документе.

Кроме того, уже были описаны составы, содержащие по меньшей мере один полимер, а также композитные материалы, содержащие по меньшей мере один полимер. Композитный материал представляет собой материал, состоящий из двух или более связанных материалов и имеющий свойства, отличные от свойств его компонентов. Свойства композитных материалов определяются свойствами и геометрией компонентов. В частности, эффекты размера часто играют важную роль. Соединение обычно производят путем склеивания или геометрического замыкания или сочетанием того и другого.

Дополнительно также уже известны микроструктурированные композитные частицы, содержащие соли кальция, в частности карбонат кальция.

Например, в WO 2012/126600 А2 описаны микроструктурированные композитные частицы, которые можно получить способом, позволяющим связать крупные частицы с мелкими частицами, причем

- крупные частицы имеют средний диаметр в диапазоне от 0,1 мкм до 10 мм,

- средний диаметр мелких частиц не превышает 1/10 среднего диаметра крупных частиц,

- крупные частицы содержат по меньшей мере один полимер,

- мелкие частицы содержат карбонат кальция,

- мелкие частицы расположены на поверхности крупных частиц и/или неоднородно распределены среди крупных частиц,

при этом мелкие частицы содержат осажденные частицы карбоната кальция, средний размер которых лежит в диапазоне от 0,01 мкм до 1,0 мм.

Дополнительно в WO 2012/126600 А2 описаны микроструктурированные композитные частицы, которые можно получить способом, позволяющим связать крупные частицы с мелкими частицами, причем

- крупные частицы имеют средний диаметр в диапазоне 0,1-10 мкм,

- средний диаметр мелких частиц не превышает 1/10 среднего диаметра крупных частиц,

- крупные частицы содержат по меньшей мере один полимер,

мелкие частицы содержат по меньшей мере одну соль кальция,

- мелкие частицы расположены на поверхности крупных частиц и/или неоднородно распределены среди крупных частиц,

при этом крупные частицы содержат по меньшей мере один абсорбируемый полиэфир, имеющий среднечисленную молекулярную массу в диапазоне 500-1000000 г/моль.

Композитные частицы, показанные в WO 2012/126600 А2, предназначены для использования главным образом в качестве добавки, в частности в качестве полимерной добавки, в качестве присадки или исходного материала для изготовления частей компонента, для использования в медицинской технике и/или в микромашиностроении и/или для изготовления вспененных изделий.

Однако свойства композиций, получаемых в соответствии с WO 2012/126600 А2, которые содержат по меньшей мере один полимер, нуждаются в улучшении. Например, желательно иметь улучшенные возможности для повышения термостабильности композиции, содержащей по меньшей мере один полимер. Особенно желательно повышение пиковой температуры композиции. Кроме того, желательно улучшение механических свойств композиции, особенно модуля упругости. Дополнительно композиция должна быть биосовместимой и кислотостойкой. Особенно желательным является усовершенствование имплантатов, в частности для использования в области нейрохирургии, челюстно-лицевой хирургии, в хирургии уха, горла, носа, а также в хирургии кистей, стоп, органов грудной клетки, ребер и плечевых суставов.

Таким образом, целью настоящего изобретения является получение имплантата с более высокими эксплуатационными характеристиками. При этом следует использовать возможности повышения термостабильности композиции, содержащей по меньшей мере один полимер, отличный от целлюлозы. Особенно желательным является увеличение пиковой температуры композиции. Дополнительно предпочтительным представляется улучшение механических свойств композиции, особенно модуля упругости. Композиция дополнительно должна быть биосовместимой и кислотостойкой.

Эту задачу, а также другие задачи, которые здесь не были конкретизированы, но могут быть сформулированы непосредственно исходя из вышеизложенного контекста, решают путем использования ингибирующего карбоната кальция в имплантате по п. 1. Независимый пункт формулы изобретения на продукт относится к имплантату, имеющему, в частности, надлежащую композицию, содержащую по меньшей мере один полимер, отличный от целлюлозы, и ингибирующий карбонат кальция. В подпунктах, связанных с независимым пунктом формулы изобретения на продукт, описаны имплантаты, содержащие особенно полезные варианты этой композиции.

При использовании ингибирующего карбоната кальция в качестве добавки к композиции, используемой в имплантате, причем композиция содержит по меньшей мере один полимер, отличный от целлюлозы, а ингибирующий карбонат кальция получают способом, в котором частицы карбоната кальция покрывают композицией, содержащей смесь по меньшей мере 0,1 масс. % по отношению к общей массе композиции по меньшей мере одного комплексообразователя для кальция и/или по меньшей мере одного сопряженного основания, представляющего собой соль щелочного металла или кальциевую соль слабой кислоты, вместе по меньшей мере с 0,1 масс. % по отношению к общей массе композиции по меньшей мере одной слабой кислоты, можно не очевидно предсказуемым образом продемонстрировать возможность повышения термостабильности композиции, содержащей по меньшей мере один полимер, отличный от целлюлозы. Таким образом, в частности, достигают повышения пиковой температуры композиции. Дополнительно предпочтительно улучшаются механические свойства композиции, особенно модуль упругости. Кроме того, получают неплохую биосовместимость и кислотостойкость композиции.

Композиции, получаемые таким способом, требуют несложной обработки для изготовления изделий, имеющих улучшенный набор свойств. В особенности возможно изготовление изделий с улучшенным качеством и чистотой поверхности, а также с улучшенной плотностью изделия. В то же время полученные изделия демонстрируют более подходящие характеристики усадки и улучшенную стабильность размеров. Также обычно улучшаются характеристики, связанные с теплопроводностью.

Кроме того, указанная процедура позволяет более эффективно изготавливать изделия. Изделия, получаемые из указанных композиций, отличаются исключительно высоким качеством и по сравнению с изделиями, изготовленными с использованием традиционных материалов, имеют значительно меньше дефектов, более высокую плотность, предпочтительно более 95%, в частности более 97%, а также меньшую пористость. В то же время содержание продуктов разрушения в полученных изделиях заметно меньше, а биосовместимость изделий является чрезвычайно высокой.

Другие свойства изделий, получаемых таким способом, также являются очень хорошими. Изделия демонстрируют очень хорошие механические свойства, а также превосходную стабильность рН. В то же время биосовместимость изделий значительно улучшена. Сопоставимые изделия не могут быть получены при использовании чистых полимеров.

Другим преимуществом настоящего изобретения является то, что свойствами композиции, в частности термостабильностью композиции, можно надлежащим образом управлять, изменяя используемое количество и свойства полимера и ингибирующего карбоната кальция, в частности изменяя свойства ингибирующего карбоната кальция, прежде всего размер ингибирующих частиц карбоната кальция, а также их количество.

В частности, сочетание с полилактидом в качестве полимера в соответствии с изобретением позволяет получить указанные далее преимущества.

Использование ингибирующего карбоната кальция дает возможность изготавливать способные к разложению медицинские изделия, т.е. имплантаты, имеющие контролируемую кинетику рассасывания и регулируемые механические свойства. Полилактиды, которые предпочтительно содержатся в указанной композиции, представляют собой биоразрушаемые полимеры на основе молочной кислоты. В организме полилактиды разрушаются в результате гидролиза. Соли кальция, в частности фосфат кальция и карбонат кальция, являются минеральными материалами на основе кальция и разрушаются в организме в ходе естественного процесса регенерации костей. Карбонат кальция обладает особенно привлекательным свойством буферировать кислотную среду, которая может быть токсичной для костных клеток, когда полилактиды разрушаются. По сравнению с фосфатом кальция (рН 4) карбонат кальция образует буферный раствор уже при значении рН около 7, т.е. близко к физиологическому значению 7,4. Время до полного разрушения может быть подобрано путем выбора длины молекулярных цепей и химического состава полимера, в частности полилактида. Это возможно также для механических свойств полимера.

Указанная композиция может быть использована для формирования имплантатных конструкций с помощью способа генеративного изготовления путем селективного лазерного спекания (СЛС). Здесь возможна специфическая адаптация материала и способа изготовления друг к другу и к медицинским требованиям. Использование генеративного изготовления и сопутствующей свободы геометрии дает возможность создать имплантат с внутренней и открытой структурой пор, соответствующей запросам хирурга, что гарантирует потребность в таких имплантатах. Дополнительно индивидуально адаптированные в процессе генеративного изготовления имплантаты, требуемые для устранения больших дефектов костей в черепно-лицевой области, могут быть изготовлены быстро и экономично. Преимущество указанной композиции для обработки способом СЛС, в частности, заключается в том, что полимер может быть расплавлен лазерным излучением при относительно низкой температуре, предпочтительно менее 300°С, которую ингибирующие частицы карбоната кальция нормально выдерживают. Таким образом, путем специально подобранного синтеза указанной композиции ингибирующие частицы карбоната кальция могут быть равномерно введены в матрицу из полилактида во всем объеме имплантата без теплового повреждения лазерным излучением. Прочность имплантата определяется, с одной стороны, полилактидной матрицей, а, с другой стороны, морфологией частиц карбоната кальция и также предпочтительно отношением смеси используемых компонентов. Кроме того, эти имплантаты являются биологически активными, поскольку они активно стимулируют окружающую костную ткань к остеогенезу и замене структуры скелета посредством отбора материала и последующего покрытия стимулирующим рост белком (rhBMP-2).

Существенные преимущества имплантатов, изготовленных из указанной композиции, предпочтительно в форме композитного порошка, создаваемых в процессе генеративного изготовления с помощью способа СЛС, в частности, заключаются в следующем:

• Использование биоразрушаемых остеокондуктивных материалов активно стимулирует рост костей через имплантат, и даже при дефектах большой площади происходит полное разрушение имплантата, в то время как кость полностью заново формируется в дефекте кости, подлежащей восстановлению. Благодаря структуре соединяющихся пор покрытие из BMP (костный морфогенетический белок) может быть активным во всем "объеме" имплантата.

• Прорастание костной ткани. Создание надлежащей структуры пор способствует прорастанию новой костной ткани в имплантат. Генеративный процесс изготовления помогает ввести определенную структуру пор в компоненты воспроизводимым образом.

• Предлагаемое решение позволяет также наилучшим образом предотвратить медицинские осложнения при устанавливаемых на продолжительный срок имплантатах, улучшить самочувствие пациента, устраняя постоянное ощущение инородного тела, и - что важно, прежде всего, для детей и молодых людей - наилучшим образом реализовать "адаптивный" имплантат.

• Оптимальная буферизация. При использовании карбоната кальция кислотное разрушение полилактида забуферено уже при значении рН около 7, благодаря чему могут быть предотвращено образование кислотной среды в окружении имплантата и, таким образом, воспалительное или цитотоксическое действие. Дополнительно наилучшим образом происходит сдерживание процессов разрушения полимера, особенно полимера молочной кислоты.

• Высокая прочность. Процесс СЛС позволяет получить полностью расплавленный состав и, таким образом, высокую плотность компонентов и их прочность, что позволяет устранять дефекты даже большой площади с помощью индивидуально адаптированных имплантатов, изготовленных из биоразрушаемого материала с открытопористой структурой.

Соответственно, предметом настоящего изобретения является использование ингибирующего карбоната кальция в качестве добавки к композиции имплантата, причем композиция содержит по меньшей мере один полимер, отличный от целлюлозы. Ингибирующий карбонат кальция предпочтительно используют для повышения термостабильности композиции, в особенности для повышения пиковой температуры композиции, которая предпочтительно выше 320°С, предпочтительно выше 325°С, в особенности предпочтительно выше 330°С, еще более предпочтительно выше 335°С, особенно выше 340°С. Кроме того, ингибирующий карбонат кальция предпочтительно используют для улучшения механических свойств композиции. Использование ингибирующего карбоната кальция увеличивает модуль упругости (Е-модуль), который предпочтительно составляет более 3500 Н/мм², предпочтительно более 3750 Н/мм², в особенности предпочтительно более 4000 Н/мм², еще более предпочтительно более 4250 Н/мм², в особенности более 4500 Н/мм². Кроме того, композиция надлежащим образом демонстрирует соответствующую прочность на трехточечный изгиб, которая предпочтительно выше 50 МПа, предпочтительно выше 55 МПа, в особенности предпочтительно выше 60 МПа, еще более предпочтительно выше 65 МПа, в особенности предпочтительно выше 70 МПа, в особенности выше 75 МПа.

Еще одним предметом настоящего изобретения является имплантат, содержащий композицию, имеющую по меньшей мере один полимер, отличный от целлюлозы и ингибирующий карбонат кальция.

В рамках настоящего изобретения композиция содержит полимер, отличный от целлюлозы, причем какие-либо дополнительные ограничения в основном отсутствуют. Однако предпочтительно это - термопластичный полимер, соответственно биополимер, эластомер, в особенности натуральный каучук или синтетический каучук и/или полиуретан.

Термин "термопластичный полимер" в данном контексте относится к пластмассе, которую можно (термопластически) деформировать в определенном температурном диапазоне, предпочтительно в диапазоне 25-350°С. Эта операция является обратимой, т.е. ее можно повторять любое количество раз путем охлаждения и повторного нагрева до расплавленного состояния, если только из-за перегрева материала не начинается его так называемое термическое разложение. Этим свойством термопластичные полимеры отличаются от термореактивных пластмасс и эластомеров.

Термином "биополимер" обозначают материал, который состоит из биогенного сырья (возобновляемое сырье) и/или является биоразрушаемым (биогенный и/или биоразрушаемый полимер). Таким образом, этот термин охватывает биополимеры на биологической основе, которые являются биоразрушаемыми или не являются таковыми, а также биоразрушаемые полимеры на нефтяной основе. Таким образом, проводят границу в отношении обычных материалов на нефтяной основе и, соответственно, пластмасс, которые не являются биоразрушаемыми, таких как, например, полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП) и поливинилхлорид (ПВХ).

Термин "эластомер" обозначает высокомолекулярный несшитый полимерный материал, имеющий эластичные свойства каучука при комнатной температуре (25°С). При более высокой температуре или под действием деформирующих сил эластомер демонстрирует усиливающееся вязкостное течение и, таким образом, может изменять форму в соответствующих условиях.

Каучуко-упругое поведение (поведение при упругом нагружении, проявляемое эластомером) характеризуется относительно низким модулем сдвига при довольно слабой зависимости от температуры. Это вызвано изменением энтропии. При растяжении каучуко-упругий материал вынужден принимать более упорядоченную конфигурацию, что ведет к уменьшению энтропии. После прекращения действия силы полимеры возвращаются в свое исходное положение, и энтропия снова увеличивается.

Термин "полиуретан" (PU, сокращение стандарта DIN: PUR) обозначает пластичный или синтетический полимер, образованный при реакции аддитивной полимеризации (полиприсоединения) диолов или полиолов с полиизоцианатами. Уретановая группа характерна для полиуретана.

В рамках настоящего изобретения особенно предпочтительным является использование термопластичных полимеров. Особенно подходящими полимерами являются следующие полимеры: сополимер акрилонитрил-этилен-пропилен (диен)-стирол, сополимер акрилонитрил-метакрилат, сополимер акрилонитрил-метилметакрилат, сополимер акрилонитрил-хлорированный полиэтилен-стирол, сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирол, сополимер акрилонитрил-этилен-пропилен-стирол, ароматические полиэфиры, сополимер акрилонитрил-стирол-акрилат, сополимер бутадиен-стирол, поливинилхлорид, сополимер этилен-акриловая кислота, сополимер этилен-бутилакрилат, сополимер этилен-хлортрифторэтилен, сополимер этилен-этилакрилат, сополимер этилен-метакрилат, сополимер этилен-метилакриловая кислота, сополимер этилен-тетрафторэтилен, сополимер этилен-виниловый спирт, сополимер этилен-бутен, полистирол, полифторэтилен-пропилен, сополимер метилметакрилат-акрилонитрил-бутадиен-стирол, сополимер метилметакрилат-бутадиен-стирол, полиамид 11, полиамид 12, полиамид 46, полиамид 6, полиамид 6-3-Т, сополимер полиамид 6-терефталевая кислота, полиамид 66, полиамид 69, полиамид 610, полиамид 612, полиамид 61, полиамид MXD 6, полиамид PDA-T, полиамид, полиариловый эфир, полиарилэфиркетон, полиамидоимид, полиариламид, полиамин бисмалеимид, полиарилаты, полибутен-1, полибутиларилат, полибензимидазол, polybismaleimide, полиоксадиазол бензимидазол, полибутилентерефталат, поликарбонат, полихлортрифторэтилен, полиэтилен, полиэфиркарбонат, полиарилэфиркетон, полиэфирэфиркетон, полиэфирный имид, полиэфиркетон, полиэтиленоксид, полиарилэфирсульфон, полиэтилентерефталат, полиимид, полиизобутилен, полиизоцианурат, полиимидсульфон, полиметакрилимид, полиметакрилат, поли-4-метилпентен-1, полиацеталь, полипропилен, полифениленоксид, полипропиленоксид, полифениленсульфид, полифениленсульфон, полистирол, полисульфон, политетрафторэтилен, полиуретан, поливинилацетат, поливинилалкоголь, поливинилбутираль, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, поливинилиденфторид, поливинилфторид, поливинилметиловый эфир, поливинилпирролидон, сополимер стирол-бутадиен, сополимер стирол-изопрен, сополимер стирол-ангидрид малеиновой кислоты, сополимер стирол-ангидрид малеиновой кислоты-бутадиен, сополимер стирол-метилметакрилат, сополимер стирол-метилстирол, сополимер стирол-акрилонитрил, сополимер винилхлорид-этилен, сополимер винилхлорид-метакрилат, сополимер винилхлорид-ангидрид малеиновой кислоты, сополимер винилхлорид-малеимид, сополимер винилхлорид-метилметакрилат, сополимер винилхлорид-октилакрилат, сополимер винилхлорид-винилацетат, сополимер винилхлорид-винилиденхлорид и сополимер винилхлорид-винилиденхлорид-акрилонитрил.

Кроме того, также особенно полезным является использование следующих эластомеров: натуральный полиизопрен, в особенности цис-1,4-полиизопрен (натуральный каучук; NR) и транс-1,4-полиизопрен (гуттаперча), главным образом натуральный каучук; нитрильный каучук (сополимер бутадиена и акрилонитрила); поли(акрилонитрил-ко-1,3-бутадиен; NBR; т.н. буна N-каучук); бутадиеновый каучук (полибутадиен; BR); акриловый каучук (полиакриловый каучук; ACM, ABR); фторкаучук (FPM); стирол-бутадиеновый каучук (сополимер стирола и бутадиена; SBR); стирол-изопрен-бутадиеновый каучук (сополимер стирола, изопрена и бутадиена; SIBR); полибутадиен; синтетический изопреновый каучук (полиизопрен; IR), этилен-пропиленовый каучук (сополимер этилена и пропилена; ЕРМ); этилен-пропилен-диеновый каучук (тройной сополимер этилена, пропилена и диена; EPDM); бутилкаучук (сополимер изобутилена и изопрена; IIR); этиленвинилацетатный каучук (сополимер этилена и винилацетата; EVM); этиленметакрилатный каучук (сополимер этилена и метакрилата; АЕМ); эпоксидный каучук, такой как полихлорметилоксиран (эпихлоргидриновый полимер; СО), этиленоксид (оксиран) - хлорметилоксиран (полимер эпихлоргидрина); ЕСО), тройной сополимер эпихлоргидрин - этиленоксид аллилглицидиловый эфир (GECO), сополимер эпихлоргидрин - аллилглицидиловый эфир (GCO) и сополимер пропиленоксид - аллилглицидиловый эфир (GPO); полинорборненовый каучук (полимер бицикло[2.2.1]гепт-2-ен (2-норборнен); PNR); полиалкенилен (полимер циклоолефинов); силиконовый каучук (Q), такой как силиконовый каучук, но с метальными заместителями в полимерной цепи (MQ; например, диметилполисилоксан), силиконовый каучук с метилвинильными и винильными замещающими группами в полимерной цепи (VMQ), силиконовый каучук с фенильными и метальными заместителями в полимерной цепи (PMQ), силиконовый каучук с фторсодержащими и метальными группами в полимерной цепи (FMQ), силиконовый каучук с фторсодержащими, метальными и винильными заместителями в полимерной цепи (FVMQ); полиуретановый каучук; полисульфидный каучук; галогенсодержащий бутилкаучук, такой как бромбутилкаучук (BIIR) и хлорбутилкаучук (CUR); хлорсодержащий полиэтилен (СМ); хлорсульфонильный полиэтилен (CSM); гидратированный нитрильный каучук (HNBR); и полифосфазен.

Особенно предпочтительные нитрильные каучуки включают статистические терполимеры акрилонитрила, бутадиена и карбоновой кислоты, такой как метакриловая кислота. В этом контексте нитрильный каучук предпочтительно содержит следующие основные компоненты в расчете на общую массу полимера: 15,0-42,0 масс. % акрилонитрильный полимер; 1,0-10,0 масс. % карбоновая кислоты, остальное составляет в основном бутадиен (например, 38,0-75,0 масс. %). Обычно состав следующий: 20,0-40,0 масс. % акрилонитрильный полимер, 3,0-8,0 масс. % карбоновая кислота и от 40,0 до 65,0 или 67,0 масс. % бутадиен. Особенно предпочтительные нитрильные каучуки включают в себя терполимер акрилонитрила, бутадиена и карбоновой кислоты, в котором содержание акрилонитрила составляет менее 35,0 масс. %, карбоновой кислоты - менее 10,0 масс. %, остальное - бутадиен. Еще более предпочтительные нитрильные каучуки могут содержать следующие количества: 20,0-30,0 масс. % акрилонитрильный полимер, 4,0-6,0 масс. % карбоновая кислота и основная часть остатка бутадиен.

Использование азотистых полимеров, в частности полиамидов, является особенно благоприятным в рамках объема настоящего изобретения. Особенно предпочтительными являются полиамид 11, полиамид 12, полиамид 46, полиамид 6, полиамид 6-3-Т, сополимер полиамида 6-терефталевой кислоты, полиамид 66, полиамид 69, полиамид 610, полиамид 612, полиамид 61, полиамид MXD 6 и/или полиамид PDA-T, особенно полиамид 12.

Кроме того, сверхвысокомолекулярные полиэтилены (СВМПЭ) особенно полезны для целей настоящего изобретения, особенно те, которые имеют среднюю молярную массу более 1000 кг/моль, предпочтительно более 2000 кг/моль, особенно предпочтительно более 3000 кг/моль, особенно более 5000 кг/моль. Средняя молекулярная масса предпочтительно должна быть не более 10000 кг/моль. Плотность особенно подходящих сверхвысокомолекулярных полиэтиленов находится в диапазоне 0,94-0,99 г/см³. Кристалличность особенно подходящих сверхвысокомолекулярных полиэтиленов находится в диапазоне 50-90%. Прочность на растяжение особенно подходящих сверхвысокомолекулярных полиэтиленов находится в диапазоне 30-50 Н/мм². Модуль упругости на растяжение особенно подходящих сверхвысокомолекулярных полиэтиленов находится в диапазоне 800-2700 Н/мм². Диапазон плавления особенно подходящих сверхвысокомолекулярных полиэтиленов находится в диапазоне 135-155°С.

Кроме того, также использование абсорбируемых полимеров является особенно подходящим. Под термином "абсорбция/резорбция" (лат. Resorbere - "сосать") понимают впитывание вещества в биологических системах, в частности в организме человека. Текущий интерес представляют особенно те материалы, которые можно использовать для изготовления абсорбируемых (рассасывающихся) имплантатов.

Абсорбируемые полимеры, особенно предпочтительные в соответствии с изобретением, содержат повторяющиеся звенья молочной кислоты, гидроксимасляной кислоты и/или гликолевой кислоты, предпочтительно молочной кислоты и/или гликолевой кислоты, особенно молочной кислоты. Полимолочные кислоты являются особенно предпочтительными.

Под "полимолочной кислотой" (полилактиды) понимают полимеры, которые состоят из звеньев молочной кислоты. Указанные полимолочные кислоты обычно получают конденсацией молочных кислот, но также их получают во время полимеризации лактидов с раскрытием цикла в подходящих условиях.

Абсорбируемые полимеры, особенно подходящие согласно изобретению, включают в себя поли(гликолид-ко-L-лактид), поли(L-лактид), поли(L-лактид-ко-ε-капролактон), поли(L-лактид-ко-гликолид), поли(L-лактид-ко-D,L-лактид), поли(D,L-лактид-ко-гликолид), а также поли(диоксанон), при этом полимеры молочной кислоты, особенно поли-D-, поли-L- или поли-D,L-молочные кислоты, прежде всего поли-L-молочные кислоты (PLLA) и поли-D,L-молочные кислоты, являются особенно предпочтительными в соответствии с изобретением, при этом особенно использование поли-L-молочных кислот (PLLA) является чрезвычайно благоприятным.

В соответствии с изобретением поли-L-молочная кислота (PLLA) предпочтительно имеет следующую структуру

где n представляет собой целое число, предпочтительно больше 10.

Поли-D,L-молочная кислота предпочтительно имеет следующую структуру

где n представляет собой целое число, предпочтительно больше 10.

Полимерами молочной кислоты, подходящими для целей настоящего изобретения, являются, например, коммерчески доступные продукты компании Evonik Nutrition & Care GmbH под товарными знаками:

Resomer® GL 903, Resomer® L 206 S, Resomer® L 207 S, Resomer® R 208 G, Resomer® L 209 S, Resomer® L 210, Resomer® L 210 S, Resomer® LC 703 S, Resomer® LG 824 S, Resomer® LG 855 S, Resomer® LG 857 S, Resomer® LR 704 S, Resomer® LR 706 S, Resomer® LR 708, Resomer® LR 927 S, Resomer® RG 509 S и Resomer® X 206 S.

Абсорбируемые полимеры, особенно полезные для целей настоящего изобретения, которые предпочтительно представляют собой абсорбируемые сложные полиэфиры, предпочтительно полимеры молочной кислоты, особенно предпочтительно поли-D-, поли-L- или поли-D,L-молочные кислоты, особенно поли-L-молочные кислоты, имеют среднечисленную молекулярную массу (Mn), предпочтительно определяемую гель-проникающей хроматографией в отношении узко распределенных полистирольных стандартов или методом конечного группового титрования, более 500 г/моль, предпочтительно более 1000 г/моль, особенно предпочтительно более 5000 г/моль, соответственно более 10000 г/моль, особенно более 25000 г/моль. С другой стороны, среднечисленная молекулярная масса предпочтительных абсорбируемых полимеров составляет менее 1000000 г/моль, соответственно менее 500000 г/моль, предпочтительно менее 100000 г/моль, особенно не более 50000 г/моль. Среднечисленная молекулярная масса в диапазоне 500-50000 г/моль особенно положительно проявила себя в рамках объема настоящего изобретения.

Средневесовая молекулярная масса (Mw) предпочтительных абсорбируемых полимеров, которые предпочтительно являются абсорбируемыми полиэфирами, предпочтительно полимерами молочной кислоты, особенно предпочтительно поли-D-, поли-L- или поли-D,L-молочными кислотами, особенно поли-L-молочными кислотами, предпочтительно определяемая гель-проникающей хроматографией по отношению к узко распределенным полистирольным стандартам, находится предпочтительно в диапазоне 750-5000000 г/моль, предпочтительно 750-1000000 г/моль, особенно предпочтительно 750-500000 г/моль, особенно 750-250000 г/моль, а полидисперсность указанных полимеров находится предпочтительно в диапазоне 1,5-5.

Характеристическая вязкость особенно подходящих абсорбируемых полимеров, которые предпочтительно являются полимерами молочной кислоты, особенно предпочтительно поли-D-, поли-L- или поли-D,L-молочными кислотами, особенно поли-L-молочными кислотами, измеренная в хлороформе при 25°С при концентрации полимера 0,1%, находится в диапазоне 0,3-8,0 дл/г, предпочтительно 0,5-7,0 дл/г, особенно предпочтительно 0,8-2,0 дл/г, особенно 0,8-1,2 дл/г.

Дополнительно характеристическая вязкость особенно подходящих абсорбируемых полимеров, являющихся предпочтительно полимерами молочной кислоты, особенно предпочтительно поли-D-, поли-L- или поли-D,L-молочными кислотами, особенно поли-L-молочными кислотами, измеренная в гексафторо-2-пропаноле при 30°С при концентрации полимера 0,1%, находится в диапазоне 1,0-2,6 дл/г, особенно 1,3-2,3 дл/г.

Кроме того, в рамках настоящего изобретения являются чрезвычайно полезными полимеры, преимущественно термопластичные полимеры, предпочтительно полимеры молочной кислоты, особенно предпочтительно поли-D-, поли-L- или поли-D,L-молочные кислоты, особенно поли-L-молочные кислоты, имеющие температуру стеклования более 20°С, преимущественно более 25°С, предпочтительно более 30°С, особенно предпочтительно более 35°С, особенно более 40°С. В рамках особо предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения температура стеклования полимера находится в диапазоне 35-70°С, преимущественно в диапазоне 55-65°С, особенно в диапазоне 60-65°С.

Кроме того, особенно подходят полимеры, предпочтительно термопластичные полимеры, предпочтительно полимеры молочной кислоты, особенно предпочтительно поли-D-, поли-L- или поли-D,L-молочные кислоты, особенно поли-L-молочные кислоты, имеющие температуру плавления более 50°С, преимущественно по меньшей мере 60°С, предпочтительно более 150°С, особенно предпочтительно в диапазоне 130-210°С, особенно в диапазоне 175-195°С.

Температуру стеклования и температуру плавления полимера определяют предпочтительно с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии, сокращенно ДСК (differential scanning calorimetry=DSC). В этом контексте особенно зарекомендовала себя следующая процедура:

Проведение ДСК-измерения в атмосфере азота на оборудовании Mettler-Toledo DSC 30S. Калибровку предпочтительно выполняют с помощью индия. Измерения проводят предпочтительно в атмосфере сухого азота без примеси кислорода (скорость потока: предпочтительно 40 мл/мин). Вес образца выбирают предпочтительно в диапазоне 15-20 м²/г. Образцы сначала нагревают от 0°С до температуры предпочтительно выше температуры плавления испытываемого полимера, затем охлаждают до 0°С и второй раз нагревают от 0°С до указанной температуры при скорости нагрева 10°С/мин.

Полиамиды, сверхвысокомолекулярные полиэтилены (СВМПЭ), а также абсорбируемые полимеры, прежде всего абсорбируемые сложные полиэфиры, такие как полимасляная кислота, полигликолиевая кислота (PGA), полимеры молочной кислоты (PLA) и сополимеры молочной кислоты, являются особенно предпочтительными в качестве термопластичных полимеров и с полимерами молочной кислоты и сополимерами молочной кислоты, особенно поли-L-лактидом, поли-D,L-лактидом, сополимерами D,L-PLA и PGA, особенно хорошо зарекомендовали себя в соответствии с изобретением.

Для целей настоящего изобретения особенно подходят следующие полимеры:

1) Поли-L-лактид (PLLA), имеющий характеристическую вязкость предпочтительно в диапазоне 0,5-2,5 дл/г, преимущественно в диапазоне 0,8-2,0 дл/г, особенно в диапазоне 0,8-1,2 дл/г (измерение проводят каждый раз при концентрации полимера 0,1% в хлороформе при 25°С), имеющий температуру стеклования предпочтительно в диапазоне 60-65°С, дополнительно имеющий температуру плавления предпочтительно в диапазоне 180-185°С и, кроме того, предпочтительно имеющий концевой эфир;

2) Поли(D,L-лактид) с характеристической вязкостью предпочтительно в диапазоне 1,0-3,0 дл/г, преимущественно в диапазоне 1,5-2,5 дл/г, особенно в диапазоне 1,8-2,2 дл/г (измерение проводят каждый раз при концентрации полимера 0,1% в хлороформе при 25°С), имеющий температуру стеклования предпочтительно в диапазоне 55-60°С,

при этом наилучшие результаты получены при использовании поли-L-лактида, имеющего характеристическую вязкость предпочтительно в диапазоне 0,5-2,5 дл/г, преимущественно в диапазоне 0,8-2,0 дл/г, особенно в диапазоне 0,8-1,2 дл/г (измерение проводят каждый раз при концентрации полимера 0,1% в хлороформе при 25°С), имеющего температуру стеклования предпочтительно в диапазоне 60-65°С, дополнительно имеющего температуру плавления предпочтительно в диапазоне 180-185°С, и, кроме того, предпочтительно имеющего концевой эфир.

В рамках настоящего изобретения композиция содержит ингибирующий карбонат кальция, причем ингибирующий карбонат кальция можно получить способом, в котором частицы карбоната кальция покрывают композицией, содержащей смесь по меньшей мере 0,1 масс. % по отношению к общей массе композиции по меньшей мере одного комплексообразователя для кальция и/или по меньшей мере одного сопряженного основания, представляющего собой соль щелочного металла или кальциевую соль слабой кислоты, вместе по меньшей мере с 0,1 масс. % по отношению к общей массе композиции по меньшей мере одной слабой кислоты.

"Ингибирующий карбонат кальция" в данном контексте означает карбонат кальция, который в качестве добавки в полимерах замедляет, а в лучшем случае полностью подавляет термическое разложение полимера, особенно катализируемое кислотой разложение, по сравнению с тем же полимером без добавки.

Форма частиц карбоната кальция, особенно частиц осажденного карбоната кальция, не имеет каких-либо дополнительных ограничений и может быть адаптирована к конкретному применению. Однако предпочтительно использовать скаленоэдрические, ромбоэдрические, игольчатые, пластинчатые или шаровидные (сферические) частицы.

В рамках чрезвычайно предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения в имплантате используют сферические осажденные частицы карбоната кальция, так как они обычно демонстрируют изотропный профиль свойств. Соответственно, целесообразно, чтобы композиция также отличалась предпочтительно изотропным профилем свойств.

В соответствии с изобретением термин "частицы карбоната кальция" также включает фрагменты частиц, которые можно получить, например, путем измельчения карбоната кальция. Доля фрагментов, особенно фрагментов шариков, составляет предпочтительно менее 95%, предпочтительно менее 75%, особенно предпочтительно менее 50%, особенно менее 25%; каждое значение относится к общему количеству предпочтительно осажденного карбоната кальция.

Отношение геометрических размеров (соотношение сторон) карбоната кальция, особенно частиц осажденного карбоната кальция, составляет предпочтительно менее 5, предпочтительно менее 4, особенно предпочтительно менее 3, преимущественно менее 2, еще более предпочтительно менее 1,5, чрезвычайно предпочтительно в диапазоне 1,0-1,25, предпочтительно менее 1,1, особенно менее 1,05.

Отношение геометрических размеров (соотношение сторон) карбоната кальция, особенно частиц осажденного карбоната кальция, в этом контексте обозначает отношение максимального и минимального диаметров частиц. Его определяют предпочтительно с помощью электронно-микроскопических изображений как среднее значение (среднечисленное значение). В этом контексте для сферических частиц карбоната кальция предпочтительно рассматривать только частицы, имеющие размер в диапазоне 0,1-40,0 мкм, особенно в диапазоне 0,1-30,0 мкм. Для ромбоэдрических частиц карбоната кальция предпочтительно рассматривать только частицы, имеющие размер в диапазоне 0,1-30,0 мкм, особенно в диапазоне 0,1-20,0 мкм. Для других частиц карбоната кальция предпочтительно рассматривать только частицы, имеющие размер в диапазоне 0,1-2,0 мкм.

Кроме того, предпочтительно по меньшей мере 90%, преимущественно по меньшей мере 95% всех частиц имеет отношение геометрических размеров (отношение сторон) менее 5, предпочтительно менее 4, особенно предпочтительно менее 3, преимущественно менее 2, еще более предпочтительно менее 1,5, чрезвычайно предпочтительно 1,0-1,25, предпочтительно менее 1,1, особенно менее 1,05.

Дополнительно сферические частицы карбоната кальция являются особенно подходящими.

В соответствии с изобретением предпочтительно сферические частицы карбоната кальция целесообразно размещать преимущественно отдельно друг от друга. Кроме того, допускаются небольшие отклонения от идеальной формы частицы, особенно от идеальной формы сферы, если свойства частиц при этом в основном не изменяются. Таким образом, поверхность частиц может содержать случайные дефекты или дополнительные осаждения.

В пределах объема особенно предпочтительного варианта настоящего изобретения частицы карбоната кальция, особенно осажденные частицы карбоната кальция, являются предпочтительно сферическими и по существу аморфными. Термин "аморфный" в данном контексте относится к таким модификациям карбоната кальция, в которых атомы по меньшей мере частично образуют не упорядоченную, а нерегулярную структуру и, следовательно, имеют только ближний порядок, а не дальний. От них следует отличать кристаллические модификации карбоната кальция, такие как, например, кальцит, ватерит и арагонит, в которых атомы имеют как ближний, так и дальний порядок.

В пределах объема этого предпочтительного варианта настоящего изобретения наличие кристаллических частей не исключается категорически. Однако предпочтительно доля кристаллического карбоната кальция составляет менее 50 масс. %, особенно предпочтительно менее 30 масс. %, еще более предпочтительно менее 15 масс. %, особенно менее 10 масс. %. В пределах объема особенно предпочтительного варианта настоящего изобретения доля кристаллического карбоната кальция составляет менее 8,0 масс. %, предпочтительно менее 6,0 масс. %, более предпочтительно менее 4,0 масс. %, особенно предпочтительно менее 2,0 масс. %, весьма предпочтительно менее 1,0 масс. %, особенно менее 0,5 масс. %; указанная массовая доля относится к общей массе карбоната кальция.

Для определения аморфной и кристаллической фракций особенно хорошо себя зарекомендовала дифракция рентгеновских лучей с внутренним стандартом, предпочтительно кварцем, в сочетании с уточнением по Ритвельду.

В рамках этого предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения частицы аморфного карбоната кальция предпочтительно стабилизируют по меньшей мере одним веществом, в особенности по меньшей мере одним поверхностно-активным веществом, расположенным предпочтительно на поверхности предпочтительно сферических частиц карбоната кальция. "Поверхностно-активными веществами" в соответствии с настоящим изобретением целесообразно называть органические соединения, способные адсорбироваться из их раствора на границе раздела фаз (вода / частицы карбоната кальция) и, таким образом, уменьшать поверхностное натяжение, предпочтительно измеряемое при 25°С.За дополнительной информацией обращайтесь, в частности, к Rompp-Lexikon Chemie / издатель Юрген Фальбе, Манфред Регитц. Редактор Экард Амелингмайер; Штутгарт, Нью-Йорк; Тиме; Том 2: Cm-G; 10-е издание (1997); ключевое слово: "поверхностно-активные вещества".

Предпочтительно рассматриваемое вещество, особенно поверхностно-активное вещество, имеет молярную массу более 100 г/моль, предпочтительно более 125 г/моль, особенно более 150 г/моль и соответствует формуле R-X_n.

Остаток R обозначает остаток, включающий по меньшей мере 1, предпочтительно по меньшей мере 2, предпочтительно по меньшей мере 4, особенно предпочтительно по меньшей мере 6, особенно по меньшей мере 8 атомов углерода, предпочтительно алифатический или циклоалифатический остаток, который может содержать дальнейшие остатки X при необходимости и который может иметь одну или несколько эфирных связей при необходимости.

Остаток X обозначает группу, содержащую по меньшей мере один атом кислорода, а также по меньшей мере один атом углерода, атом серы, атом фосфора и/или атом азота, предпочтительно по меньшей мере один атом фосфора и/или по меньшей мере один атом углерода. Особенно предпочтительными являются следующие группы:

группы карбоновой кислоты ~СООН,

карбоксилатные группы ~СОО^-,

сульфоновые группы ~SO₃H,

сульфонатные группы ~SO₃^-,

сероводородные группы ~OSO₃H,

сульфатные группы ~OSO₃^-,

группы фосфоновой кислоты ~РО₃Н₂,

фосфонатные группы ~PO₃H^-, ~PO₃^2-,

аминогруппы ~NR¹R², а также

аммониевые группы ~N ⁺R¹R²R³,

особенно группы карбоновой кислоты, карбоксилатные группы, группы фосфоновой кислоты и фосфонатные группы.

Остатки R¹, R² и R³ в этом контексте означают независимо друг от друга водород или алкильную группу, имеющую от 1 до 5 атомов углерода. Один из остатков R¹, R² и R³ может также быть остатком R.

Предпочтительными противоионами для вышеупомянутых анионов являются катионы металлов, особенно катионы щелочных металлов, предпочтительно Na ⁺и K ⁺, а также ионы аммония.

Предпочтительными противоионами для вышеупомянутых катионов являются гидроксионы, гидрокарбонатные ионы, карбонатные ионы, сероводородные ионы, сульфатные ионы и галогенидные ионы, особенно хлоридные и бромидные ионы.

n обозначает предпочтительно целое число в диапазоне 1-20, предпочтительно в диапазоне 1-10, особенно в диапазоне 1-5.

Вещества, особенно подходящие для целей настоящего изобретения, включают алкилкарбоновые кислоты, алкилкарбоксилаты, алкилсульфоновые кислоты, алкилсульфонаты, алкилсульфаты, алкилэфирсульфаты, имеющие предпочтительно от 1 до 4 этиленгликольэфирных звеньев, этоксилат жирного спирта, имеющий предпочтительно от 2 до 20 простых эфирных звенье этиленгликоля, этоксилат алкилфенола, возможно замещенные алкилфосфоновые кислоты, возможно замещенные алкилфосфонаты, эфиры сорбита и жирных кислот, алкилполиглюкозиды, N-метилглюкамиды, гомополимеры и сополимеры акриловой кислоты и соответствующие солевые формы и их блок-сополимеры.

Первой группой особенно предпочтительных веществ являются возможно замещенные алкилфосфоновые кислоты, особенно амино-три-(метиленфосфоновой кислоты), 1-гидроксиэтилен-(1,1-дифосфоновой кислоты), этилендиамин-тетра-(метиленфосфоновой кислоты), гексаметилендиамин-тетра-(метиленфосфоновой кислоты), диэтилентриамин-пента-(метиленфосфоновой кислоты), а также возможно замещенные алкилфосфонаты, особенно из вышеупомянутых кислот. Указанные соединения известны как многофункциональные средства секвестрации для ионов металлов и как ингибиторы образования камней.

Кроме того, особенно хорошо зарекомендовали себя также гомополимеры и сополимеры, предпочтительно гомополимеры акриловой кислоты, а также их соответствующие солевые формы, особенно те, которые имеют среднемассовую молекулярную массу в диапазоне 1000-10000 г/моль.

Дополнительно особенно целесообразно использование блок-сополимеров, предпочтительно двойных гидрофильных блок-сополимеров, особенно полиэтиленоксида или полипропиленоксида.

Долю предпочтительно поверхностно-активных веществ можно в основном выбирать произвольно и конкретно подбирать для соответствующего применения. Однако предпочтительно, чтобы она находилась в диапазоне 0,1-5,0 масс. %, особенно в диапазоне 0,3-1,0 масс. % в расчете на содержание частиц карбоната кальция.

Предпочтительно сферические, предпочтительно аморфные частицы карбоната кальция могут быть получены известным способом, например, путем гидролиза диалкилкарбоната или алкиленкарбоната в растворе, содержащем катионы кальция.

Получение нестабилизированных сферических частиц карбоната кальция подробно описано, например, в заявке на патент WO 2008/122358, раскрытие которой, в частности касающееся особенно целесообразных вариантов получения указанных нестабилизированных сферических частиц карбоната кальция, явно введено здесь посредством ссылки.

Гидролиз диалкилкарбоната или алкиленкарбоната целесообразно проводить в присутствии гидроксида.

Вещества, предпочтительные для целей настоящего изобретения, которые содержат ионы Са^{2 +}, представляют собой галогениды кальция, предпочтительно CaCl₂, CaBr₂, особенно CaCl₂, а также гидроксид кальция. В рамках первого особенно предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения используют CaCl₂. В следующем особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения используют Са(ОН)₂.

В рамках первого особенно предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения используют диалкилкарбонат. В частности подходящие диалкилкарбонаты содержат от 3 до 20, предпочтительно от 3 до 9 атомов углерода, особенно диметилкарбонат, диэтилкарбонат, ди-н-пропилкарбонат, диизопропилкарбонат, ди-н-бутилкарбонат, ди-втор-бутил карбонат и ди-трет-бутилкарбонат, причем диметилкарбонат является чрезвычайно предпочтительным в этом контексте.

В другом особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения используют алкиленкарбонат. Особенно целесообразные алкиленкарбонаты содержат от 3 до 20, предпочтительно от 3 до 9, особенно предпочтительно от 3 до 6 атомов углерода и особенно предпочтительно включают в себя соединения, имеющие кольцо, содержащее от 3 до 8, предпочтительно от 4 до 6, особенно предпочтительно 5 атомов, среди которых предпочтительно 2 атома кислорода, а остальное - атомы углерода. Пропиленкарбонат (4-метил-1,3-диоксолан) особенно хорошо зарекомендовал себя в этом контексте.

Гидроксиды щелочных металлов, особенно NaOH и гидроксид кальция, оказались особенно подходящими гидроксидами. В рамках первого особенно предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения используют NaOH. В рамках другого особенно предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения используют Са(ОН)₂.

Дополнительно молярное отношение Са²⁺, предпочтительно хлорида кальция, к ОН^-, предпочтительно гидроксида щелочного металла, в реакционной смеси предпочтительно превышает 0,5:1 и особенно предпочтительно находится в диапазоне от 0,5:1 до 1:1, особенно в диапазоне от 0,6:1 до 0,9:1.

Молярное отношение Са²⁺, предпочтительно хлорида кальция, к диалкилкарбонату и/или алкиленкарбонату в реакционной смеси предпочтительно находится в диапазоне от 0,9:1,5 до 1,1:1, особенно предпочтительно в диапазоне от 0,95:1 до 1:0,95. В рамках особенно целесообразного варианта настоящего изобретения дикилкарбонат и/или алкиленкарбонат и Са²⁺, особенно хлорид кальция, используют в эквимолярных количествах.

В первом особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в качестве источника ОН^- не используют Са(ОН)₂. Компоненты для реакции используют предпочтительно в следующей концентрации:

a) Са²⁺: 10-50 ммоль/л, предпочтительно 15-45 ммоль/л, особенно 17-35 ммоль/л;

b) диалкилкарбонат и/или алкиленкарбонат: 10-50 ммоль/л, предпочтительно 15-45 ммоль/л, особенно 17-35 ммоль/л;

c) ОН^-: 20-100 ммоль/л, предпочтительно 20-50 ммоль/л, особенно предпочтительно 25-45 ммоль/л, особенно 28-35 ммоль/л.

Соответствующие указанные концентрации относятся к концентрациям данных компонентов в реакционной смеси.

Еще в одном особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в качестве источника ОН^- используют Са(ОН)₂, предпочтительно в виде известковой воды, особенно в виде насыщенной известковой воды. Компоненты для реакции используют предпочтительно в следующей концентрации:

a) Са(ОН)₂: 5-25 ммоль/л, предпочтительно 7,5-22,5 ммоль/л, особенно 8,5-15,5 ммоль/л;

b) диалкилкарбонат и/или алкиленкарбонат: 5-25 ммоль/л, предпочтительно 7,5-22,5 ммоль/л, особенно 8,5-15,5 ммоль/л.

Соответствующие указанные концентрации относятся к концентрации указанных компонентов в реакционной смеси.

Реакцию, в которой участвуют указанные компоненты, проводят при температуре предпочтительно в диапазоне 15-30°С.

Размером частиц карбоната кальция можно управлять через перенасыщение хорошо известным способом.

Частицы карбоната кальция осаждают из реакционной смеси в вышеуказанных условиях.

Предпочтительно аморфные частицы карбоната кальция целесообразно стабилизировать добавлением предпочтительно поверхностно-активного вещества к реакционной смеси.

Указанное добавление вещества должно происходить только после начала реакции, ведущей к образованию частиц карбоната кальция, т.е. только после добавления исходных веществ, предпочтительно не ранее, чем через 1 минуту, предпочтительно не ранее, чем через 2 минуты, целесообразно не ранее, чем через 3 минуты, особенно предпочтительно не ранее, чем через 4 минуты, особенно не ранее, чем через 5 минут, после смешивания исходных веществ. Кроме того, момент времени добавления должен быть выбран так, чтобы поверхностно-активное вещество было добавлено предпочтительно незадолго до окончания осаждения и перед началом превращения предпочтительно аморфного карбоната кальция в кристаллическую модификацию, как можно ближе по времени к этому началу, поскольку тогда выход и чистота "стабилизированных сферических аморфных частиц карбоната кальция" могут быть максимизированы. Если указанное предпочтительно поверхностно-активное вещество добавляют раньше, то обычно получают бимодальный продукт, который помимо желательных стабилизированных сферических частиц аморфного карбоната кальция содержит ультрамелкие частицы аморфного карбоната кальция в качестве побочного продукта. Если указанное предпочтительно поверхностно-активное вещество добавляют позже, то к этому моменту уже начинается превращение желаемых "стабилизированных частиц карбоната кальция" в кристаллические модификации.

По этой причине предпочтительно поверхностно-активное вещество добавляют предпочтительно при значении рН, меньшем или равном 11,5, предпочтительно меньшем или равном 11,3, особенно меньшем или равном 11,0. Особенно благоприятным является добавление при значении рН в диапазоне 11,5-10,0, предпочтительно в диапазоне 11,3-10,5, особенно в диапазоне 11,0-10,8, каждое измерение происходит при температуре реакции, предпочтительно при 25°С.

Полученные в результате стабилизированные предпочтительно сферические частицы аморфного карбоната кальция могут быть обезвожены и высушены хорошо известным способом, например, центрифугированием. Промывка ацетоном и/или сушка в вакуумном сушильном шкафу больше не являются абсолютно необходимыми.

При сушке "частицы карбоната кальция, имеющие низкое содержание структурной воды," получают из "частиц стабилизированного карбоната кальция".

Для целей настоящего изобретения полученные частицы карбоната кальция сушат предпочтительно так, чтобы они имели желаемое остаточное содержание воды. Для этого используют процедуру, при которой частицы карбоната кальция предварительно сушат сначала при температуре предпочтительно до 150°С, а затем частицы карбоната кальция сушат при температуре предпочтительно в диапазоне 150-250°С, предпочтительно в диапазоне 170-230°С, особенно предпочтительно в диапазоне 180-220°С, особенно в диапазоне 190-210°С. Сушку проводят предпочтительно в сушильном шкафу с циркуляцией воздуха. Соответственно, частицы карбоната кальция целесообразно сушить в течение по меньшей мере 3 часов, особенно предпочтительно в течение по меньшей мере 6 часов, особенно в течение по меньшей мере 20 часов.

В рамках другого особенно предпочтительного варианта настоящего изобретения предпочтительно осажденные частицы карбоната кальция являются в основном кристаллическими, особенно в основном кальцитовыми. В пределах объема этого предпочтительного варианта настоящего изобретения присутствие других, особенно аморфных частей, категорически не исключается. Однако доля других некристаллических модификаций карбоната кальция составляет предпочтительно менее 50 масс. %, особенно предпочтительно менее 30 масс. %, особенно предпочтительно менее 15 масс. %, особенно менее 10 масс. %. Кроме того, доля некальцитовых модификаций карбоната кальция составляет предпочтительно менее 50 масс. %, особенно предпочтительно менее 30 масс. %, особенно предпочтительно менее 15 масс. %, особенно менее 10 масс. %.

Для определения аморфных и кристаллической фракций особенно хорошо зарекомендовала себя дифракция рентгеновских лучей с внутренним стандартом, предпочтительно оксидом алюминия, в сочетании с уточнением по Ритвельду.

Средний диаметр частиц карбоната кальция находится предпочтительно в диапазоне 0,01 мкм - 1,0 мм, предпочтительно в диапазоне 0,05-50,0 мкм, особенно в диапазоне 2,5-30,0 мкм.

В рамках особенно предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения средний диаметр частиц карбоната кальция составляет более 3,0 мкм, предпочтительно более 4,0 мкм, целесообразно более 5,0 мкм, целесообразно более 6,0 мкм, предпочтительно более 7,0 мкм особенно предпочтительно более 8,0 мкм, еще более предпочтительно более 9,0 мкм, особенно предпочтительно более 10,0 мкм, еще более предпочтительно более 11,0 мкм, прежде всего более 12,0 мкм, особенно более 13,0 мкм.

Для скаленоэдрических частиц карбоната кальция средний диаметр частиц карбоната кальция находится предпочтительно в диапазоне 0,05-5,0 мкм, предпочтительно в диапазоне 0,05-2,0 мкм, предпочтительно менее 1,75 мкм, особенно предпочтительно менее 1,5 мкм, особенно менее 1,2 мкм. Кроме того, средний диаметр частиц в этом случае составляет предпочтительно более 0,1 мкм, предпочтительно более 0,2 мкм, особенно более 0,3 мкм.

Кроме того, особенно хорошо зарекомендовали себя также скаленоэдрические частицы карбоната кальция, имеющие средний диаметр частиц карбоната кальция предпочтительно в диапазоне 1,0-5,0 мкм, предпочтительно менее 4,5 мкм, особенно предпочтительно менее 4,0 мкм, особенно менее 3,5 мкм. Кроме того, средний диаметр частиц в этом случае составляет предпочтительно более 1,5 мкм, предпочтительно более 2,0 мкм, особенно более 3,0 мкм.

Для ромбоэдрических частиц карбоната кальция средний диаметр частиц карбоната кальция находится предпочтительно в диапазоне 0,05-30,0 мкм, предпочтительно в диапазоне 0,05-2,0 мкм, предпочтительно менее 1,75 мкм, особенно предпочтительно менее 1,5 мкм, особенно менее 1,2 мкм. Кроме того, средний диаметр частиц в этом случае составляет предпочтительно более 0,1 мкм, предпочтительно более 0,2 мкм, особенно более 0,3 мкм.

Кроме того, особенно хорошо зарекомендовали себя также ромбоэдрические частицы карбоната кальция, имеющие средний диаметр, предпочтительно в диапазоне 1,0-30,0 мкм, предпочтительно в диапазоне 1,0-20,0 мкм, предпочтительно менее 18,0 мкм, особенно предпочтительно менее 16,0 мкм, особенно менее 14,0 мкм. Кроме того, в этом случае средний диаметр частиц составляет предпочтительно более 2,5 мкм, предпочтительно более 4,0 мкм, особенно более 6,0 мкм.

Для игольчатых частиц карбоната кальция средний диаметр частиц карбоната кальция находится предпочтительно в диапазоне 0,05-2,0 мкм, предпочтительно менее 1,5 мкм, особенно предпочтительно менее 1,0 мкм, особенно менее 0,75 мкм. Кроме того, средний диаметр частиц в этом случае составляет предпочтительно более 0,1 мкм, предпочтительно более 0,2 мкм, особенно более 0,3 мкм.

Для игольчатых частиц соли кальция, особенно игольчатых частиц карбоната кальция, отношение геометрических размеров частиц составляет предпочтительно более 2, предпочтительно более 5, особенно предпочтительно более 10, особенно более 20. Кроме того, длина иглы находится предпочтительно в диапазоне 0,1-100,0 мкм, предпочтительно в диапазоне 0,3-85,0 мкм, особенно в диапазоне 0,5-70,0 мкм.

Для пластинчатых частиц карбоната кальция средний диаметр частиц карбоната кальция находится предпочтительно в диапазоне 0,05-2,0 мкм, предпочтительно составляет менее 1,75 мкм, особенно предпочтительно менее 1,5 мкм, особенно менее 1,2 мкм. Кроме того, средний диаметр частиц в этом случае составляет предпочтительно более 0,1 мкм, предпочтительно более 0,2 мкм, особенно более 0,3 мкм.

Для сферолитовых (сферических) частиц карбоната кальция средний диаметр частиц карбоната кальция составляет предпочтительно более 2,5 мкм, предпочтительно более 3,0 мкм, предпочтительно более 4,0 мкм, особенно предпочтительно более 5,0 мкм, особенно более 6,0 мкм. Кроме того, средний диаметр частиц составляет предпочтительно менее 30,0 мкм, предпочтительно менее 20,0 мкм, предпочтительно менее 18,0 мкм, особенно предпочтительно менее 16,0 мкм, особенно менее 14,0 мкм.

Вышеупомянутые средние размеры частиц карбоната кальция целесообразно устанавливать в рамках настоящего изобретения путем оценки изображений сканирующего электронного микроскопа (изображения SEM), при этом рассматривают предпочтительно только частицы, имеющие размер по меньшей мере 0,01 мкм, а среднечисленное значение определяют, используя предпочтительно по меньшей мере 20, особенно предпочтительно по меньшей мере 40 частиц. Кроме того, главным образом для игольчатых частиц карбоната кальция хорошо зарекомендовали себя также способы седиментационного анализа, при этом в данном контексте использование прибора Sedigraph 5100 (Micromeritics GmbH) дает особое преимущество.

В случае несферических частиц карбоната кальция предпочтительно рассматривают размер эквивалентных сферических частиц.

Распределение частиц карбоната кальция по размеру является сравнительно узким и предпочтительно таким, чтобы по меньшей мере 90,0 масс. % всех частиц карбоната кальция имело диаметр частиц в диапазоне от "среднего диаметра частиц -50%", предпочтительно в диапазоне от "среднего диаметра частиц -40%", особенно в диапазоне от "среднего диаметра частиц -30%" до "среднего диаметра частиц +70%", предпочтительно "среднего диаметра частиц +60%", особенно "среднего диаметра частиц +50%". Соответственно, распределение по размеру определяют предпочтительно с помощью сканирующей туннельной микроскопии.

Коэффициент формы частиц карбоната кальция, определяемый здесь как отношение минимального диаметра частиц и максимального диаметра частиц, целесообразно составляет более 0,90, особенно предпочтительно более 0,95 целесообразно по меньшей мере для 90%, предпочтительно по меньшей мере для 95% всех частиц. В этом контексте для сферических частиц карбоната кальция рассматривают предпочтительно только частицы, имеющие размер частиц в диапазоне 0,1-30,0 мкм. Для ромбоэдрических частиц карбоната кальция рассматривают предпочтительно только частицы, имеющие размер частиц в диапазоне 0,1-20,0 мкм. Для других частиц карбоната кальция предпочтительно рассматривать только частицы, имеющие размер в диапазоне 0,1-2,0 мкм.

Частицы карбоната кальция преимущественно отличаются также сравнительно низким содержанием воды. Целесообразно, чтобы содержание воды (остаточная влажность при 200°С) в них в расчете на их общую массу было не более 5,0 масс. %, предпочтительно не более 2,5 масс. %, предпочтительно не более 1,0 масс. %, особенно предпочтительно не более 0,5 масс. %, еще более предпочтительно менее 0,4 масс. %, целесообразно менее 0,3 масс. %, предпочтительно менее 0,2 масс. %, особенно в диапазоне от>0,1 масс. % до<0,2 масс. %.

В рамках настоящего изобретения содержание воды в частицах соли кальция, особенно в частицах карбоната кальция, определяют предпочтительно с помощью термогравиметрии или с помощью быстрой инфракрасной сушилки, например, МА35 или МА45 от компании Sartorius, или с помощью галогенового анализатора влажности НВ43 от компании Mettler Toledo, при этом измерение проводят предпочтительно в атмосфере азота (скорость потока азота составляет предпочтительно 20 мл/мин) и целесообразно в диапазоне температуры от 40°С или менее до 250°С или более. Дополнительно измерение проводят при скорости нагрева предпочтительно 10°С/мин.

Удельная поверхность частиц карбоната кальция составляет предпочтительно 0,1-100 м²/г, особенно предпочтительно 0,1-20,0 м²/г, особенно 4,0-12,0 м²/г. Для ромбоэдрических частиц карбоната кальция удельная поверхность в пределах объема особенно предпочтительного варианта настоящего изобретения составляет менее 1,0 м²/г, предпочтительно менее 0,75 м²/г, особенно менее 0,5 м²/г, при этом средний диаметр ромбоэдрических частиц карбоната кальция составляет предпочтительно более 2,5 мкм, предпочтительно более 4,0 мкм, особенно более 6,0 мкм.

Для сферических частиц карбоната кальция удельная поверхность в пределах объема особенно предпочтительного варианта настоящего изобретения составляет менее 3,0 м²/г, предпочтительно менее 2,0 м²/г, особенно менее 1,5 м²/г. Кроме того, удельная поверхность в этом случае предпочтительно составляет более 0,25 м²/г, предпочтительно более 0,5 м²/г, особенно более 0,75 м²/г.

Особенно предпочтительными в этом контексте являются частицы карбоната кальция, удельная поверхность которых остается относительно постоянной во время сушки и изменяется предпочтительно не более чем на 200%, предпочтительно не более чем на 150%, особенно не более чем на 100%; каждое указанное изменение относится к исходному значению.

Щелочность частиц карбоната кальция является сравнительно низкой. Их значение рН, измеренное в соответствии с EN ISO 787-9, составляет предпочтительно менее 11,5, предпочтительно менее 11,0, особенно менее 10,5.

Сферические частицы карбоната кальция могут быть получены предпочтительно карбонизацией водной суспензии гидроксида кальция (Са(ОН)₂). Для этого целесообразно подавать СО₂ или содержащую СО₂ газовую смесь в суспензию гидроксида кальция.

Процедура, в которой

a. имеется водная суспензия гидроксида кальция,

b. в эту суспензию этапа а. вводят двуокись углерода или газовую смесь, содержащую двуокись углерода, и

c. отделяют образующиеся частицы карбоната кальция,

особенно хорошо зарекомендовала себя, при этом дополнительно вводят 0,3-0,7 масс. %, предпочтительно 0,4-0,6 масс. %, особенно 0,45-0,55 масс. % по меньшей мере одной аминотриалкиленфосфоновой кислоты.

Концентрация суспензии гидроксида кальция не имеет каких-либо особых ограничений. Однако особенно благоприятной является концентрация в диапазоне 1-100 г СаО/л, предпочтительно в диапазоне 10-90 г СаО/л, особенно в диапазоне 50-80 г СаО/л.

В качестве аминотриалкиленфосфоновой кислоты предпочтительно добавляют аминотриметиленфосфоновую кислоту, аминотриэтиленфосфоновую кислоту, аминотрипропиленфосфоновую кислоту и/или аминотрибутиленфосфонову кислоту, особенно аминотриметиленфосфоновую кислоту.

Ходом реакции можно управлять, изменяя количество введенного СО₂. Однако введение двуокиси углерода или газовой смеси, содержащей двуокись углерода, проводят предпочтительно до тех пор, пока значение рН реакционной смеси не станет менее 9, предпочтительно менее 8, особенно менее 7,5.

Кроме того, двуокись углерода или содержащую двуокись углерода газовую смесь целесообразно вводить в суспензию гидроксида кальция при скорости потока газа в диапазоне 0,02-2,0 л CO₂/(ч*г Са(ОН)₂), предпочтительно в диапазоне 0,04-1,0 л CO₂/(ч*г Са(ОН)₂), особенно предпочтительно в диапазоне 0,08-0,4 л CO₂/(ч*г Са(ОН)₂), особенно в диапазоне 0,12-0,2 л CO₂/(ч*г Са(ОН)₂).

В этой связи, обработку суспензии гидроксида кальция с помощью двуокиси углерода или газовой смеси, содержащей двуокись углерода, проводят при температуре предпочтительно менее 25°С, предпочтительно менее 20°С, особенно менее 15°С.С другой стороны, температура реакции составляет предпочтительно более 0°С, предпочтительно более 5°С, особенно более 7°С.

Указанную по меньшей мере одну аминотриалкиленфосфоновую кислоту целесообразно добавлять в ходе реакции, предпочтительно после резкого падения проводимости реакционной смеси. Целесообразно добавлять эту кислоту, как только проводимость реакционной смеси уменьшается более чем на 0,5 мСм/см/мин. Снижение проводимости реакционной смеси составляет предпочтительно по меньшей мере 0,25 мСм/см в течение 30 секунд, особенно по меньшей мере 0,5 мСм/см в течение 60 секунд. В рамках особенно предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения указанную по меньшей мере одну аминотриалкиленфосфоновую кислоту добавляют в конце осаждения основного карбоната кальция (ВСС; 2СаСО₃*Са(ОН)₂*nH₂O).

Частицы карбоната кальция осаждают из реакционной смеси в вышеупомянутых условиях; они могут быть отделены и высушены хорошо известным способом.

В рамках предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения композиция согласно изобретению содержит смесь, включающую ингибирующий карбонат кальция и другие соли кальция, особенно фосфаты кальция, особенно Са₃(PO₄)₂, CaHPO₄, Са(H₂PO₄)₂ and/or Са₅(PO₄)₃(ОН). Массовое отношение карбоната кальция к фосфату кальция находится предпочтительно в диапазоне от 99:1 до 1:99, особенно в диапазоне от 50:50 до 99:1.

В рамках настоящего изобретения ингибирующий карбонат кальция может быть получен способом, в котором частицы карбоната кальция покрывают композицией, содержащей смесь по меньшей мере 0,1 масс. % по отношению к общей массе композиции по меньшей мере одного комплексообразователя для кальция и/или по меньшей мере одного сопряженного основания, являющегося солью щелочного металла или кальциевой солью слабой кислоты, вместе по меньшей мере с 0,1 масс. % по отношению к общей массе композиции по меньшей мере одной слабой кислоты.

Анионы комплексообразователя для кальция и сопряженного основания могут быть одинаковыми, хотя это не является абсолютным требованием.

Фосфаты натрия, т.е. натриевые соли фосфорных кислот, особенно натриевые соли ортофосфорной кислоты, метафосфорной кислоты и полифосфорной кислоты, оказались особенно предпочтительными в качестве комплексообразователей для кальция. Предпочтительные фосфаты натрия включают в себя ортофосфаты натрия, такие как первичный дигидрофосфат натрия NaH₂PO₄, вторичный дигидрофосфат натрия Na₂HPO₄ и третичный тринатрийфосфат Na₃PO₄; изополифосфаты натрия, такие как дифосфат натрия (пирофосфат натрия) Na₄P₂O₇, трифосфат натрия (триполифосфат натрия) Na₅P₃O₁₀; а также высокомолекулярные фосфаты натрия, такие как метафосфаты натрия и полифосфаты натрия, такие как плавленые фосфаты или термофосфаты, соль Грэма (примерный состав Na₂O*P₂O₅, иногда называют также гексаметафосфатом натрия), соль Куррола и соль Мадрелла, Особенно предпочтительным является использование гексаметафосфата натрия согласно изобретению. Использование вышеупомянутых фосфатов особенно ценно в композициях для применения в медицинской технике, так как в этом случае фосфаты дополнительно способствуют образованию костной структуры.

Другие подходящие комплексообразователи для кальция включают в себя комплексные полидентатные хелатообразующие лиганды, особенно этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА), триэтилентетрамин, диэтилентриамин, о-фенантролин, щавелевую кислоту и их смеси.

Слабые кислоты, особенно подходящие для целей настоящего изобретения, имеют значение pKa, измеренное при 25°С, более 1,0, предпочтительно более 1,5, особенно более 2,0. В то же время значение pKa подходящих слабых кислот, измеренное при 25°С, составляет предпочтительно менее 20,0, предпочтительно менее 10,0, особенно предпочтительно менее 5,0, целесообразно менее 4,0, особенно менее 3,0. Слабыми кислотами, чрезвычайно подходящими по данному изобретению, являются фосфорная кислота, метафосфорная кислота, гексаметафосфорная кислота, лимонная кислота, борная кислота, серная кислота, уксусная кислота и их смеси. Фосфорная кислота является здесь особенно предпочтительной в качестве слабой кислоты.

Сопряженные основания, предпочтительные согласно изобретению, включают в себя особенно соли натрия или кальция вышеупомянутых слабых кислот, причем особенно предпочтительным является гексаметафосфат натрия.

Ингибирующие частицы карбоната кальция могут быть получены хорошо известным способом, по которому частицы карбоната кальция покрывают композицией, содержащей по меньшей мере один комплексообразователь для кальция и/или по меньшей мере одно сопряженное основание, представляющее собой соль щелочного металла или кальциевую соль слабой кислоты, вместе по меньшей мере с одной слабой кислотой.

Полезно получить водную суспензию частиц карбоната кальция, подлежащих покрытию, которая, исходя из ее общей массы, преимущественно имеет содержание частиц карбоната кальция в диапазоне 1,0-80,0 масс. %, предпочтительно в диапазоне 5,0-50,0 масс. %), особенно в диапазоне 10,0-25,0 масс. %.

Покрытие частиц карбоната кальция благоприятно осуществлять путем добавления указанных веществ в чистом виде или в водном растворе, причем водные растворы указанных компонентов оказались особенно полезными в соответствии с изобретением для получения как можно более однородного покрытия частиц карбоната кальция.

Дополнительно в рамках настоящего изобретения особенно предпочтительно добавлять комплексообразователь для кальция и/или сопряженное основание, представляющее собой соль щелочного металла или кальциевую соль слабой кислоты, перед добавлением слабой кислоты.

Комплексообразователь для кальция или сопряженное основание используют в количестве предпочтительно в диапазоне 0,1-25,0 масс, частей, предпочтительно в диапазоне 0,5-10,0 масс, частей, особенно в диапазоне 1,0-5,0 масс, частей; здесь каждый диапазон относится к 100 весовым частям частиц карбоната кальция, подлежащих покрытию. Количество комплексообразователя для кальция или сопряженного основания целесообразно выбирать так, чтобы получить полное покрытие поверхности частиц карбоната кальция комплексообразователем для кальция или сопряженным основанием.

Слабую кислоту используют в количестве предпочтительно в диапазоне 0,1-30,0 масс, частей, предпочтительно в диапазоне 0,5-15,0 масс, частей, особенно предпочтительно в диапазоне 1,0-10,0 масс, частей, особенно в диапазоне 4,0-8,0 масс, частей; здесь каждый диапазон относится к 100 весовым частям частиц карбоната кальция, подлежащих покрытию.

Частицы ингибирующего карбоната кальция, получаемые таким способом, являются стабильными в умеренно кислой среде. Эта способность обусловлена буферным действием абсорбированного или преобразованного комплексообразователя для кальция или сопряженного основания на поверхности частиц карбоната кальция и слабой кислоты в растворе, при этом нанесение комплексообразователя для кальция и/или сопряженного основания на поверхность частиц карбоната кальция, в свою очередь, снижает растворимость поверхности частиц карбоната кальция и, таким образом, стабилизирует частицы карбоната кальция. Следует отметить, что настоящее изобретение не должно быть ограничено этой теорией.

Массовый процент ингибирующих частиц карбоната кальция, предпочтительно ингибирующих осажденных частиц карбоната кальция, особенно ингибирующих сферических частиц карбоната кальция по отношению к общей массе композиции составляет предпочтительно по меньшей мере 0,1 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 1,0 масс. %, особенно предпочтительно по меньшей мере 5,0 масс. % и целесообразно находится в диапазоне 5,0-80,0 масс. %, особенно предпочтительно в диапазоне 10,0-60,0 масс. %, предпочтительно в диапазоне 20,0-50,0 масс. %. Для предпочтительно сферических частиц карбоната кальция, среди которых - по отношению к общему количеству предпочтительно сферических частиц карбоната кальция - более 15,0 масс. % частиц имеет размер менее 20 мкм и/или имеет размер более 250 мкм, общее количество предпочтительно сферических частиц карбоната кальция в диапазоне 35,0-45,0 масс. % чрезвычайно хорошо себя проявило. Для предпочтительно сферических частиц карбоната кальция, среди которых - по отношению к общему количеству предпочтительно сферических частиц карбоната кальция - не более 15,0 масс. % частиц имеет размер менее 20 мкм и/или имеет размер более 250 мкм, общее количество предпочтительно сферических частиц карбоната кальция в диапазоне 20,0-30,0 масс. % чрезвычайно хорошо себя проявило.

Массовая доля полимера, предпочтительно термопластичного полимера, по отношению к общей массе композиции составляет предпочтительно по меньшей мере 0,1 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 1,0 масс. %, особенно предпочтительно по меньшей мере 5,0 масс. % и целесообразно находится в диапазоне 20,0-95 масс. %, предпочтительно в диапазоне 40,0-90,0 масс. %, преимущественно в диапазоне 50,0-80,0 масс. %).

Для имплантата, имеющего композицию, которая содержит предпочтительно сферические частицы карбоната кальция, среди которых - по отношению к общему количеству предпочтительно сферических частиц карбоната кальция - более 20,0 масс. % частиц имеет размер менее 20 мкм и/или имеет размер более 250 мкм, общее количество полимера в диапазоне 55,0-65,0 масс. % чрезвычайно хорошо себя проявило. Для композиции, которая содержит предпочтительно сферические частицы карбоната кальция, среди которых - по отношению к общему количеству предпочтительно сферических частиц карбоната кальция - не более 20,0 масс. % частиц имеет размер менее 20 мкм и/или имеет размер более 250 мкм, общее количество полимера в диапазоне 70,0-80,0 масс. % особенно хорошо себя проявило.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения имплантат, имеющий указанную композицию, состоит только из ингибирующего карбоната кальция и по меньшей мере одного полимера и не содержит дополнительных компонентов. Такие композиции отвечают очень строгим требованиям к изделиям медицинского назначения, в которых обычно не допускается дополнительных добавок. Что касается особенно предпочтительных ингибирующих частиц карбоната кальция и особенно предпочтительных полимеров, то вышеприведенные утверждения применяются mutatis mutandis (с учетом необходимых изменений).

Ингибирующие частицы карбоната кальция, особенно осажденные частицы карбоната кальция, способны специфически действовать на свойства полимера, особенно термопластичного полимера, и управлять ими. Так, ингибирующие частицы карбоната кальция, особенно осажденные частицы карбоната кальция, обеспечивают превосходную буферизацию и стабилизацию рН полимера, особенно термопластичного полимера. Кроме того, биосовместимость полимера, особенно термопластичного полимера, благодаря частицам карбоната кальция, особенно благодаря осажденным частицам карбоната кальция, значительно улучшается. Кроме того, наблюдается значительное сдерживание термического разложения полимера, особенно термопластичного полимера.

Указанная композиция отличается очень хорошим набором свойств, что предполагает ее использование особенно в процессах термопластичной обработки, таких как экструзия и литье под давлением. Ее свойства позволяют изготавливать изделия с высокими качеством и чистотой поверхности, а также с улучшенной плотностью изделия. В то же время указанная композиция демонстрирует очень хорошие характеристики усадки, а также отличную стабильность размеров. Кроме того, имеет место улучшение теплопроводности.

Также указанная композиция обладает сравнительно высокой изотропностью, что обеспечивает чрезвычайно равномерное плавление композиции. Такое поведение может быть использовано в процессах термопластичной обработки для изготовления высококачественных изделий, имеющих высокую плотность, низкую пористость и мало дефектов.

Кроме того, наличие в композиции предпочтительно сферических частиц карбоната кальция обеспечивает превосходную стабилизацию значения рН (буферизацию) в дальнейших применениях, особенно в тех полимерах, которые содержат кислотные группы или высвобождают кислоты при определенных условиях. К ним относятся, например, поливинилхлорид и полимолочная кислота.

Кроме того, указанная композиция может заменить возможно другие более дорогие материалы, чтобы добиться снижения стоимости конечного изделия.

Согласно изобретению свойствами композиции, особенно ее текучестью, также можно управлять через влажность композиции, и специально их настраивать требуемым образом. С одной стороны, текучесть композиции в основном увеличивается с увеличением влажности, что облегчает возможность обработки композиции. С другой стороны, более высокая влажность композиции может повлечь за собой термическое разложение или гидролиз полимера, а также нарушение процесса, особенно при термической обработке композиции, главным образом в присутствии примесей и/или в присутствии очень мелких частиц.

Поэтому влажность композиции согласно изобретению составляет предпочтительно менее 2,5 масс. %, предпочтительно менее 1,5 масс. %, особенно предпочтительно менее 1,0 масс. %, еще более предпочтительно менее 0,9 масс. %, преимущественно менее 0,8 масс. %, целесообразно менее 0,6 масс. %, особенно предпочтительно менее 0,5 масс. %, особенно менее 0,25 масс. %. С другой стороны, влажность композиции согласно изобретению составляет предпочтительно более 0,000 масс. %), предпочтительно более 0,010 масс. %, особенно более 0,025 масс. %.

Использование ингибирующего карбоната кальция в имплантате в этом контексте обеспечивает улучшенную термическую обрабатываемость композиции для формирования указанного имплантата. Диапазон параметров обработки (температурное окно) здесь определенно больше, чем при использовании обычного карбоната кальция, а термическое разложение или гидролиз полимера оказываются в значительной степени ослабленными.

Требуемая влажность композиции может быть достигнута путем предварительной сушки композиции хорошо известными способами перед обработкой, причем сушку рекомендуется проводить в процессе производства. Для стабильного управления процессом в этом контексте сушка до содержания влаги в диапазоне 0,01-0,1 масс. % оказалась особенно благоприятной. Кроме того, особенно хорошо проявило себя использование микроволновой вакуумной сушилки.

Указанная композиция может быть получена хорошо известным способом путем смешивания компонентов. Она может быть приготовлена заблаговременно или непосредственно перед дальнейшей обработкой композиции, имеющей целью создание требуемого конечного изделия. Соответственно, смешивание компонентов является преимуществом, если его проводят не ранее чем за 24 часа, предпочтительно не ранее чем за 12 часов, особенно предпочтительно не ранее чем за 6 часов, особенно предпочтительно не ранее чем за 3 часа, целесообразно не ранее чем за 1 час до предпочтительно дальнейшей термопластической обработки композиции и проводят предпочтительно в начале дальнейшей термопластической обработки непосредственно в устройстве для дальнейшей термопластической обработки, особенно в экструдере или в устройстве для литья под давлением. Этот процесс предоставляет оператору больше степеней свободы и особенно позволяет оператору специфически выбирать компоненты и требуемые количества, а также быстро менять их, чтобы настроить свойства конечного изделия на требуемое применение. Кроме того, таким образом можно оптимизировать затраты на приобретение материала и на хранение.

Добавление дополнительных технологических добавок, особенно специфических растворителей, обычно не требуется для обработки композиции согласно изобретению. Это расширяет возможные области применения композиции, особенно в фармацевтической и пищевой отраслях.

Затем данную композицию обычно можно дополнительно обрабатывать, в частности гранулировать, измельчать, экструдировать, отливать под давлением, вспенивать или использовать в способах трехмерной печати.

Кроме того, данная композиция может быть дополнительно обработана и/или использована непосредственно, т.е. без добавления дополнительных полимеров.

Преимущества указанной композиции можно наблюдать особенно при гранулировании, экструдировании, литье под давлением, прессовании расплава, вспенивании и/или 3D-печати композитного порошка.

Кроме того, указанная композиция особенно подходит для изготовления имплантатов, адаптированных для замены обычных имплантатов, изготовленных из металла, в случае переломов костей. Эти имплантаты служат для фиксации костей до заживления перелома. В то время как металлические имплантаты обычно остаются в теле или их удаляют при дальнейшей операции, имплантаты, которые можно получить из композитного порошка в соответствии с изобретением, действуют как временные вспомогательные средства. Они целесообразным образом содержат полимеры, которые сам организм может разлагать, и вещества, дающие кальций и ценные фосфорсодержащие вещества для остеогенеза. Преимущества для пациента очевидны: отсутствуют дальнейшие операции по удалению имплантата, и происходит ускоренная регенерация костей.

В соответствии с особенно предпочтительным вариантом настоящего изобретения указанную композицию используют для изготовления имплантатов путем селективного лазерного спекания. Согласно изобретению, порошковый слой композиции целесообразно локально слегка оплавить на поверхности или расплавить (только полимер) с помощью лазерного сканера, непосредственно отклоняемого электронного пучка или инфракрасного нагрева с маской, отображающей геометрию. Полимеры композиции согласно изобретению затвердевают при охлаждении за счет теплопроводности и, таким образом, объединяются, образуя твердый слой. Гранулы порошка, не оплавленные на поверхности, остаются в качестве поддерживающего материала внутри компонента, и их предпочтительно удаляют после завершения процесса изготовления. При повторном покрытии композицией согласно изобретению дополнительные слои аналогично первому слою могут быть отверждены и связаны с первым слоем.

Типами лазеров, особенно подходящими для способов лазерного спекания, являются те, которые вызывают спекание, расплавление или сшивание полимера указанной композиции, особенно углекислотные лазеры (10 мкм), ND-YAG-лазеры (1060 нм), гелий-неоновые лазеры (633 нм) или лазеры на красителях (350-1000 нм). Предпочтительно используют углекислотный лазер.

Плотность энергии в наполнителе во время облучения находится предпочтительно в диапазоне 0,1-10 Дж/мм³.

Активный диаметр лазерного луча предпочтительно составляет 0,01-0,5 нм, предпочтительно 0,1-0,5 нм в зависимости от применения.

Предпочтительным является использование импульсных лазеров, у которых высокая частота импульсов, особенно от 1 кГц до 100 кГц, оказалась особенно подходящей.

Предпочтительный процесс может быть описан следующим образом: Лазерный луч направляют на самый верхний слой наполнения упомянутого материала, подлежащего использованию, и при этом луч спекает материал с предварительно заданной толщиной слоя. Толщина указанного слоя может составлять 0,01-1 мм, предпочтительно 0,05-0,5 мм. Таким образом изготавливают первый слой требуемого компонента. Затем рабочее пространство опускают на величину, которая меньше толщины спеченного слоя. Рабочее пространство заполняют до исходной высоты дополнительным полимерным материалом. При повторном облучении лазером происходит спекание второго слоя компонента и его связывание с предыдущим слоем. Повторяя операцию, создают дальнейшие слои до тех пор, пока компонент не будет изготовлен.

Скорость движения луча во время лазерного сканирования составляет предпочтительно 1-1000 мм/с. Обычно применяют скорость около 100 мм/с.

В настоящем случае для оплавления поверхности или плавления полимера особенно хорошо проявил себя нагрев до температуры в диапазоне 60-250°С, предпочтительно в диапазоне 100-230°С, особенно в диапазоне 150-200°С.

Изделия, получаемые с использованием указанной композиции, соответственно обладают следующими свойствами:

- отличное качество поверхности,

- отличная чистота поверхности,

- отличная плотность продукта, предпочтительно более 95%, особенно более 97%,

- отличные характеристики усадки,

- отличная стабильность размеров,

- очень малое количество дефектов,

- очень низкая пористость,

- очень низкое содержание продуктов разложения,

- отличная прочность на трехточечный изгиб, предпочтительно более 60 мПа, особенно предпочтительно более 65 мПа, особенно более 70 мПа,

- отличный модуль упругости, предпочтительно 3420 Н/мм², особенно предпочтительно более 3750 Н/мм², предпочтительно более 4000 Н/мм², особенно более 4500 Н/мм²,

- отличная стабильность рН,

- отличная биосовместимость,

- отличная остеокондукция,

- отличная способность к рассасыванию,

- отличная биоразлагаемость.

Применение указанных композиций для бумаги не является предметом настоящего изобретения.

В рамках предпочтительного варианта настоящего изобретения указанная композиция представляет собой композитный порошок, содержащий микроструктурированные частицы (композитный порошок), который можно получить способом, при котором крупные частицы связывают с мелкими частицами.

В настоящем изобретении термин "микроструктура" относится к микроскопическим свойствам материала. Они включают в себя, среди прочего, разрешимую тонкую структуру и структуру общего порядка. В жидкостях, а также в газах такие структуры отсутствуют. Здесь отдельные атомы или молекулы находятся в неупорядоченном состоянии. Аморфные твердые вещества в основном имеют структурный ближний порядок в области соседних атомов, но дальний порядок у них отсутствует. Кристаллические твердые вещества, с другой стороны, имеют упорядоченную решетчатую структуру не только в ближней зоне, но и далее.

В рамках этого предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения крупные частицы содержат по меньшей мере один полимер, отличный от целлюлозы, на который в основном не действуют какие-либо дополнительные ограничения, а мелкие частицы содержат ингибирующие частицы карбоната кальция.

Композитный порошок предпочтительно получают способом, по которому крупные частицы связывают с мелкими частицами, причем

- крупные частицы имеют средний диаметр частиц в диапазоне 0,1 мкм-10 мм, предпочтительно в диапазоне 5 мкм-10 мм, особенно предпочтительно в диапазоне 10 мкм-10 мм, предпочтительно в диапазоне 20 мкм-10 мм, преимущественно в диапазоне 30 мкм-2,0 мм, особенно в диапазоне 60,0-500,0 мкм,

- средний диаметр мелких частиц составляет предпочтительно не более 1/5, предпочтительно не более 1/10, особенно предпочтительно не более 1/20, особенно не более 1/1000 от среднего диаметра крупных частиц.

Мелкие частицы расположены предпочтительно на поверхности крупных частиц и/или неоднородно распределены среди крупных частиц.

Однако отличные результаты - особенно для абсорбируемых полимеров и для СВМПЭ - достигаются, когда мелкие частицы расположены на поверхности крупных частиц и предпочтительно не полностью покрывают последние.

"Неоднородное" распределение мелких частиц или их фрагментов среди крупных частиц в этом случае означает неоднородное (неравномерное) распределение мелких частиц или их фрагментов среди крупных частиц. Предпочтительно среди частиц композитного порошка имеется по меньшей мере первая область, включающая по меньшей мере две, предпочтительно по меньшей мере три, предпочтительно по меньшей мере четыре, особенно по меньшей мере пять небольших частиц или их фрагментов, и, по меньшей мере, другая область среди частиц композитного порошка, которая, хотя имеет тот же объем и такую же форму, что и первая область, содержит иное количество мелких частиц.

В пределах объема предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения массовое отношение полимера, особенно полиамида, к карбонату кальция, особенно к осажденному карбонату кальция, внутри частиц больше массового отношения полимера, особенно полиамида, к карбонату кальция, особенно к осажденному карбонату кальция, во внешней области частиц. Целесообразным образом массовое отношение полимера, особенно полиамида, к карбонату кальция, особенно к осажденному карбонату кальция, внутри частиц превышает 50:50, предпочтительно выше 60:40, предпочтительно выше 70:30, особенно предпочтительно выше 80:20, еще более предпочтительно выше 90:10, особенно предпочтительно выше 95:5, особенно выше 99:1. Кроме того, массовое отношение карбоната кальция, особенно осажденного карбоната кальция, к полимеру, особенно полиамиду, во внешней области частиц, предпочтительно в предпочтительной внешней области частиц, превышает 50:50, предпочтительно выше 60:40, предпочтительно выше 70:30, особенно предпочтительно выше 80:20, еще более предпочтительно выше 90:10, особенно предпочтительно выше 95:5, особенно выше 99:1.

В рамках другого предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения мелкие частицы расположены на поверхности крупных частиц и предпочтительно не полностью покрывают крупные частицы. Целесообразно, чтобы по меньшей мере 0,1%, предпочтительно по меньшей мере 5,0%, особенно 50,0% поверхности крупных частиц было не покрыто указанными предпочтительно сферическими частицами карбоната кальция. Этот эффект предпочтительно усиливается за счет предпочтительно возникающих промежутков между отдельными частицами карбоната кальция, приводящих к образованию соответствующих микроканалов для жидких веществ, особенно для расплава полимера крупных частиц. Указанная структура особенно полезна для применения композитного порошка в способах лазерного спекания, поскольку это обеспечивает равномерное и быстрое плавление полимера, содержащегося в композитном порошке, предпочтительно термопластичного полимера, особенно предпочтительно абсорбируемого полимера, особенно полимера молочной кислоты.

В рамках особенно предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения композитный порошок в соответствии с изобретением характеризуется определенным распределением частиц по размерам. С одной стороны, частицы композитного порошка имеют средний размер d₅₀ предпочтительно в диапазоне 10-200 мкм, предпочтительно в диапазоне 20-200 мкм, особенно предпочтительно в диапазоне 20-150 мкм, предпочтительно в диапазоне 20-100 мкм, особенно в диапазоне 35-70 мкм.

Кроме того, мелкая фракция композитного порошка составляет предпочтительно менее 50,0 объемн. %, предпочтительно менее 45,0 объемн. %, особенно предпочтительно менее 40,0 объемн. %, еще более предпочтительно менее 20,0 объемн. %, преимущественно менее 15,0 объемн. %) %, целесообразно менее 10,0 объемн. %), особенно менее 5,0 объемн. %. Мелкая фракция в соответствии с изобретением обозначает долю частиц наименьшего размера в би- или мультимодальном распределении частиц по размеру, отнесенную к общему количеству на интегральной кривой распределения. В одномодальном (монодисперсном) распределении частиц по размеру мелкая фракция составляет 0,0 объемн. % в соответствии с изобретением. В этом контексте рассматривают все частицы, присутствующие в продукте, включая несвязанный исходный материал, особенно мелкие частицы в соответствии с изобретением, а также фрагменты крупных и/или мелких частиц в соответствии с изобретением.

Для композитных порошков, имеющих средний размер частиц d₅₀ в диапазоне 40-200 мкм, мелкой фракцией является предпочтительно такая, у которой доля частиц, имеющих размер частиц менее 20 мкм, в продукте составляет предпочтительно менее 50,0 объемн. %, предпочтительно менее 45,0 объемн. %, особенно предпочтительно менее 40,0 объемн. %, еще более предпочтительно менее 20,0 объемн. %, преимущественно менее 15,0 объемн. %), целесообразно менее 10,0 объемн. %), особенно менее 5,0 объемн. %), причем "частицы" в данном контексте в особенности включают частицы композитного порошка в соответствии с изобретением, мелкие частицы в соответствии с изобретением, а также фрагменты крупных и/или мелких частиц в соответствии с изобретением, если они имеют указанный размер частиц.

Для композитных порошков, имеющих средний размер частиц d₅₀ в диапазоне 10-40 мкм, мелкой фракцией является предпочтительно такая, у которой доля частиц, имеющих размер частиц менее 5 мкм, в продукте составляет предпочтительно менее 50,0 объемн. %, предпочтительно менее 45,0 объемн. %, особенно предпочтительно менее 40,0 объемн. %, еще более предпочтительно менее 20 объемн. %, преимущественно менее 15,0 объемн. %), целесообразно менее 10,0 объемн. %), особенно менее 5,0 объемн. %), причем "частицы" в данном контексте в особенности включают частицы композитного порошка в соответствии с изобретением, мелкие частицы в соответствии с изобретением, а также фрагменты крупных и/или мелких частиц в соответствии с изобретением, если они имеют указанный размер частиц.

Кроме того, плотность мелкой фракции составляет предпочтительно менее 2,6 г/см³, предпочтительно менее 2,5 г/см³, особенно предпочтительно менее 2,4 г/см³, особенно в диапазоне 1,2-2,4 г/см³, причем указанное значение определяют предпочтительно путем отделения мелкой фракции посредством фильтрации и последующей денситометрии на отделенной фракции.

Частицы композитного порошка имеют размер d₉₀ предпочтительно менее 350 мкм, предпочтительно менее 300 мкм, предпочтительно менее 250 мкм, особенно предпочтительно менее 200 мкм, особенно менее 150 мкм. Дополнительно размер частиц d₉₀ составляет предпочтительно более 50 мкм, предпочтительно более 75 мкм, особенно более 100 мкм.

Соответственно, отношение d₂₀/d₅₀ составляет менее 100%, предпочтительно менее 75%, предпочтительно менее 65%, особенно предпочтительно менее 60%, особенно менее 55%. Кроме того, отношение d₂₀/d₅₀ составляет, соответственно, более 10%, предпочтительно более 20%, предпочтительно более 30%, особенно предпочтительно более 40%), особенно более 50%.

Вышеупомянутые переменные d₂₀, d₅₀ и d₉₀ определяют следующим образом в рамках объема настоящего изобретения:

d₂₀ обозначает размер частиц в распределении частиц по размеру, при котором 20% частиц имеет размер частиц меньше заданного значения, а 80% частиц имеет размер частиц больше заданного значения или равный ему.

d₅₀ обозначает средний размер частиц в распределении частиц по размеру. 50% частиц имеет размер частиц меньше заданного значения, а 50% частиц имеет размер частиц больше заданного значения или равный ему.

d₉₀ обозначает размер частиц в распределении частиц по размеру, при котором 90% частиц имеют размер частиц меньше заданного значения, а 10% частиц имеют размер частиц больше заданного значения или равный ему.

Распределение частиц по размеру в указанном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения может быть получено хорошо известным способом путем сортировки композитного порошка по размеру, т.е. путем разделения дисперсной твердой смеси на фракции. Предпочтительно сортировку проводят в соответствии с размером частиц или плотностью частиц. Особенно полезными являются сухое просеивание, мокрое просеивание и воздухоструйное просеивание, особенно воздухоструйное просеивание, а также поточная сортировка, особенно посредством воздушного разделения.

В особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения композитный порошок сортируют на первом этапе, чтобы предпочтительно удалить крупную фракцию более 800 мкм, предпочтительно более 500 мкм, особенно более 250 мкм. В этом контексте особенно хорошо проявило себя сухое просеивание через грубое сито, имеющее размер, т.е. размер отверстий, предпочтительно в диапазоне 250-800 мкм, предпочтительно в диапазоне 250-500 мкм, особенно 250 мкм.

На следующем этапе композитный порошок сортируют так, чтобы предпочтительно удалить мелкую фракцию <20 мкм. В этом контексте воздухоструйное просеивание и воздушное разделение оказались особенно подходящими.

Средние диаметры частиц композитного порошка, крупных и мелких частиц, размеры частиц d₂₀, d₅₀, d₉₀, а также вышеупомянутые значения длины определены согласно изобретению соответствующим образом посредством изображений с оптического и электронного микроскопов там, где это необходимо. Для определения средних диаметров крупных и мелких частиц, а также частиц композитного порошка и размеров частиц d₂₀, d₅₀, d₉₀ особенно ценны также способы седиментационного анализа, при этом использование прибора Sedigraph 5100 (Micromeritics GmbH) является особенно полезным в данном случае. Для частиц композитного порошка особенно хорошо проявил себя также анализ размеров частиц с помощью лазерной дифракции; в этом контексте использование лазерного дифракционного анализатора HELOS/F компании Sympatec GmbH является особенно ценным. Этот прибор предпочтительно имеет систему сухого диспергирования RODOS.

Попутно: эти указания, а также все другие указания, приведенные в настоящем описании, относятся к температуре 23°С, если не указано иное.

Композитный порошок этого варианта осуществления настоящего изобретения является преимущественно сравнительно плотным. Доля областей внутри частиц композитного порошка, имеющих плотность менее 0,5 г/см³, особенно менее 0,25 г/см³, составляет предпочтительно менее 10,0%, предпочтительно менее 5,0%, особенно менее 1,0%; при этом каждое значение относится к общему объему композитного порошка.

Композитный порошок по этому варианту осуществления настоящего изобретения отличается, среди прочего, превосходным связыванием первого материала со вторым материалом. Прочность связывания первого материала со вторым материалом может быть проверена предпочтительно путем механического нагружения композитного порошка, особенно путем встряхивания композитного порошка с нерастворителем для полимера и предпочтительно сферических частиц карбоната кальция при 25°С, предпочтительно в соответствии с процедурой, описанной в Organikum, 17-е издание, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin, 1988, раздел 2.5.2.1 von bzw. Suspensionen" ("Встряхивание растворов и суспензий"), стр. 56-57. Продолжительность встряхивания составляет предпочтительно по меньшей мере одну минуту, предпочтительно по меньшей мере 5 минут, особенно 10 минут, и предпочтительно не приводит к существенному изменению формы, размера и/или состава частиц композитного порошка. Согласно испытанию на встряхивание, особенно предпочтительно по меньшей мере 60 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 70 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 80 масс. %, особенно предпочтительно по меньшей мере 90 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 95 масс. %, особенно по меньшей мере 99 масс. % частиц композитного порошка не изменяется в отношении их состава, их размера и предпочтительно их формы. Нерастворителем, особенно подходящим в этом контексте, является вода, особенно для композитного порошка, содержащего полиамид.

Кроме того, частицы композитного порошка по этому варианту осуществления настоящего изобретения обычно проявляют сравнительно изотропную форму частиц, что особенно ценно для применения композитного порошка в методах селективной лазерной плавки (СЛС). Обычно почти сферическая форма частиц композитного порошка ведет, как правило, к отсутствию или, по меньшей мере, уменьшению отрицательных явлений, таких как коробление или усадка. Поэтому обычно можно наблюдать также очень благоприятное поведение композитного порошка при плавлении и затвердевании.

В противоположность этому обычные частицы порошка, полученные, например, криогенным измельчением, имеют неправильную (аморфную) зернистую форму с острыми краями и углами. Указанные порошки, однако, являются неудобными для способов селективной лазерной плавки (СЛС) из-за неблагоприятной формы их частиц, а также из-за сравнительно широкого распределения частиц по размеру и сравнительно большой доли мелких частиц (<20 мкм).

Композитный порошок по этому варианту осуществления настоящего изобретения может быть получен хорошо известным способом, например, одностадийным способом, особенно осаждением или нанесением покрытия, предпочтительно путем нанесения продукта размола. Кроме того, является особенно подходящей даже процедура, при которой частицы полимера осаждают из раствора полимера, содержащего дополнительно мелкие частицы в соответствии с изобретением, предпочтительно в суспендированной форме.

Однако особенно хорошо проявила себя процедура, при которой полимерные частицы и предпочтительно сферические частицы карбоната кальция приведены в соприкосновение друг с другом и связаны друг с другом механическими силами. Соответственно, это осуществляют в подходящем смесителе или в мельнице, особенно в ударной мельнице, штифтовой мельнице или ультрароторной мельнице. Скорость ротора составляет предпочтительно более 1 м/с, предпочтительно более 10 м/с, особенно предпочтительно более 25 м/с, особенно в диапазоне 50-100 м/с.

Температура, при которой готовят композитный порошок, в основном может быть выбрана произвольно. Однако особенно предпочтительными являются температуры более -200°С, предпочтительно более -100°С, предпочтительно более -50°С, особенно предпочтительно более -20°С, особенно более 0°С.С другой стороны, температура составляет предпочтительно менее 120°С, предпочтительно менее 100°С, предпочтительно менее 70°С, особенно предпочтительно менее 50°С, особенно менее 40°С. Температура в диапазоне 0-50°С, особенно в диапазоне 5-40°С проявила себя исключительно хорошо.

В рамках особенно предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения смеситель или мельница, особенно ударная мельница, штифтовая мельница или ультрароторная мельница, имеют возможность охлаждения во время приготовления композитного порошка в соответствии с этим вариантом осуществления изобретения, чтобы рассеивать выделяемую энергию. Охлаждение осуществляют охлаждающей жидкостью, имеющей температуру предпочтительно менее 25°С, предпочтительно в диапазоне от менее 25°С до -60°С, особенно предпочтительно в диапазоне от менее 20°С до -40°С, соответственно в диапазоне от менее 20°С до -20°С, особенно в интервале от менее 15°С до 0°С. Кроме того, охлаждение рассчитано предпочтительно так, что в конце операции смешивания или измельчения, предпочтительно операции измельчения, температура в камере смешивания или измельчения, особенно в камере измельчения, меньше 120°С, предпочтительно меньше 100°С, предпочтительно меньше 70°С, особенно предпочтительно меньше 50°С, особенно меньше 40°С.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения эта процедура - особенно при использовании полиамидов - приводит к тому, что предпочтительно сферические частицы карбоната кальция проникают внутрь частиц полимера и предпочтительно полностью покрыты полимером так, что они не видны снаружи. Такие частицы можно обрабатывать и использовать так же, как полимер без указанных предпочтительно сферических частиц карбоната кальция, но они обладают улучшенными свойствами композитного порошка в соответствии с этим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Композитный порошок может быть приготовлен в соответствии с процедурой, описанной в заявке на патент JP 62083029 А. Первый материал (так называемые "несущие" частицы) покрыт на поверхности вторым материалом, состоящим из более мелких частиц (так называемые "внедряемые" частицы). Для этой цели используют предпочтительно устройство для модификации поверхности ("гибридизатор"), содержащее высокоскоростной ротор, статор и сферический сосуд, предпочтительно имеющий внутренние ножи. Использование гибридизационных систем NARA, предпочтительно имеющих внешний диаметр ротора 118 мм, особенно гибридизированной системы, обозначенной как NHS-0 или NHS-1 NARA Machinery Co., Ltd., в этом контексте особенно хорошо показало себя.

Несущие частицы и внедряемые частицы смешивают, предпочтительно тщательно распределяют и вводят в гибридизатор. Там смесь предпочтительно продолжают тщательно перемешивать и предпочтительно многократно подвергать механическим воздействиям, особенно ударам, сжатию, трению и сдвигу, а также обеспечивать взаимодействие частиц с целью равномерного встраивания внедряемых частиц в несущие частицы.

Предпочтительная скорость ротора находится в диапазоне 50-100 м/с, что является окружной скоростью.

Дополнительные подробности, относящиеся к этому способу, приведены в документе JP 62083029 А, описание которого, включая особенно подходящие варианты способа, прямо включено в настоящую заявку посредством ссылки.

В рамках другого особенно предпочтительного варианта композитный порошок готовят в соответствии с процедурой, описанной в заявке на патент DE 4244254 А1. Соответственно, способ приготовления композитного порошка путем нанесения некоторого вещества на поверхность термопластичного материала особенно предпочтителен, когда этот термопластичный материал имеет средний диаметр частиц от 100 мкм до 10 мм, а рассматриваемое вещество содержит частицы меньшего диаметра и имеет более высокую термостойкость, чем данный термопластичный материал, особенно когда способ включает следующие этапы:

• сначала нагрев вещества, содержащего частицы меньшего диаметра и имеющего более высокую термостойкость, чем данный термопластичный материал, до температуры предпочтительно не ниже точки размягчения термопластичного материала во время перемешивания в устройстве, которое предпочтительно содержит мешалку и нагреватель;

• добавление термопластичного материала в аппарат; и

• прикрепление вещества, имеющего более высокую термостойкость, к поверхности термопластичного материала.

Дополнительные подробности, относящиеся к этому способу, приведены в документе DE 4244254 А1, описание которого, включая особенно подходящие варианты способа, прямо включено в настоящую заявку посредством ссылки.

Композитный порошок может быть также приготовлен в соответствии с процедурой, описанной в заявке на патент ЕР 0922488 А1 и/или в патенте US 6403219 В1. Соответственно, способ получения композитного порошка путем прикрепления или связывания мелких частиц на поверхности твердой частицы, действующей в качестве ядра, с использованием удара и последующим обеспечением роста одного или нескольких кристаллов на поверхности ядра является особенно предпочтительным.

Дополнительные подробности, касающиеся этого способа, относятся к патентной заявке ЕР 0922488 А1 и/или к патенту US 6403219 В1, описание которых, включая особенно подходящие варианты способов, прямо включено в настоящую заявку посредством ссылки.

Композитный порошок может быть подвергнут операции нанесения покрытия в соответствии с процедурой, описанной в заявке на патент ЕР 0523372 А1. Эта процедура полезна особенно для композитного порошка, полученным в соответствии со способом, описанным в заявке на патент JP 62083029 А. На частицы композитного порошка наносят покрытие предпочтительно путем термического плазменного напыления, при этом используют предпочтительно устройство для плазменного напыления при пониженном давлении мощностью предпочтительно по меньшей мере 30 кВт, в особенности устройство, описанное в ЕР 0523372 А1.

Дополнительные подробности, касающиеся этого способа, относятся к патентной заявке ЕР 0523372 А1, описание которой, включая особенно подходящие варианты способа, прямо включено в настоящую заявку посредством ссылки.

Упомянутый композитный порошок имеет замечательный набор свойств, особенно подходящий для использования в способах лазерного спекания. Его превосходные сыпучесть и текучесть (при лазерном спекании) позволяют изготавливать изделия с высокими качеством и чистотой поверхности, а также с повышенной плотностью. В то же время указанный композитный порошок демонстрирует очень хорошие характеристики усадки, а также превосходную стабильность размеров. Кроме того, за пределами области, обработанной лазером, имеет место улучшенная теплопроводность.

Особенно предпочтительными областями применения указанной композиции являются шовный материал, винты, штифты, антибактериальные салфетки для ран, которые определяют как относящиеся к имплантатам:

Следовательно, имплантаты, особенно шовные материалы, винты, штифты, пластины и стенты, изготовленные из композиций, содержащих полимолочную кислоту, являются чрезвычайно полезными для применения в медицинской технике.

Дополнительно композиции, содержащие полимолочную кислоту, особенно в форме связующего материала, предпочтительно используют для получения композитных материалов. Соответственно, особенно путем связывания композиций, содержащих полимолочную кислоту, с натуральными волокнами, из возобновляемого сырья могут быть получены биоразрушаемые композитные материалы, имеющие в частности улучшенную экологичность и более привлекательный набор свойств по сравнению с обычными пластмассами, армированными или наполненными стекловолокном. Благодаря своей термопластичной природе композиции, содержащие полимолочную кислоту, подходят прежде всего для использования в области экструзии и литья под давлением. Добавление предпочтительно обладающих значительной эластичностью натуральных волокон также помогает заметно улучшить механические свойства композитного материала. Кроме того, добавление или использование правовращающих полимеров молочной кислоты помогает дополнительно улучшить термостойкость композитного материала.

Наконец, композиции, содержащие полимолочную кислоту, особенно ценны для 3D-печати, особенно способом послойного наплавления.

Далее настоящее изобретение дополнительно проиллюстрировано несколькими исследуемыми образцами и контрольными образцами без намерения ограничить таким образом объем изобретения.

- Использованные материалы:

- гранулят 1 (поли(L-лактид); характеристическая вязкость: 0,8-1,2 дл/г (0,1% в хлороформе, 25°С)); Tg: 60-65°С; Тm: 180-185°С

- гранулят 2 (поли(L-лактид); характеристическая вязкость: 1,5-2,0 дл/г (0,1% в хлороформе, 25°С)); Tg: 60-65°С;

- гранулят 3 (поли(D,L-лактид); характеристическая вязкость: 1,8-2,0 дл/г (0,1% в хлороформе, 25°С)); Tg: 55-60°С; аморфный полимер без точки плавления

Средний диаметр частиц каждого из полилактидных гранулятов 1-3 находился в диапазоне 1-6 мм.

В рамках настоящих примеров были определены следующие характеристики:

- Содержание СаСО₃. Содержание СаСО₃ было определено методом термогравиметрии с помощью прибора STA 6000 Perkin Elmer в атмосфере азота в диапазоне 40-1000°С при скорости нагрева 20°С/мин. Потерю массы определяли в интервале примерно 550-1000°С, и из этого рассчитывали содержание СаСО₃ в процентах через коэффициент 2,274 (отношение молярных масс СаСО₃:СО₂).

- Содержание β-трикальцийфосфата (содержание β-ТСР). Содержание β-ТСР было определено методом термогравиметрии с помощью прибора STA 6000 Perkin Elmer в атмосфере азота в диапазоне 40-1000°С при скорости нагрева 20°С/мин. Массовый процент, имеющийся при 1000°С, соответствует содержанию β-ТСР в процентах.

- Т_Р. Пиковая температура Т_Р была определена методом термогравиметрии с помощью прибора STA 6000 Perkin Elmer в атмосфере азота в диапазоне 40-1000°С при скорости нагрева 20°С/мин. Пиковая температура первой производной кривой потери массы соответствует температуре максимальной потери массы при разложении полимера.

- d₂₀, d₅₀, d₉₀. Гранулометрический состав (распределение частиц по размеру) композитного порошка, содержащего карбонат кальция, был определен с помощью лазерной дифракции (диапазон измерения R5 анализатора HELOS с дисперсионной системой RODOS от Sympatec). Гранулометрический состав для порошка карбоната кальция был определен с помощью прибора Sedigraph 5100 с Master Tech 51 от Micromeretics. Используемый диспергирующий раствор представлял собой 0,1% раствор полифосфата натрия (NPP).

- Фракция (доля) <20 мкм: определение аналогично d₅₀. Оценка фракции<20 мкм.

- Влага. Содержание воды в композитном порошке, содержащем карбонат кальция, было определено кулонометром Karl Fischer С30 компании Mettler Toledo при 150°С. Содержание воды в порошках карбоната кальция было определено галогенным влагоанализатором НВ43 компании Mettler Toledo при 130°С (взвешенный образец: 6,4-8,6 г порошка; время измерения: 8 минут).

- Характеристическая вязкость. Характеристическая вязкость (дл/г) была определена с помощью вискозиметра Ubbelohde Viscosimeter Kapillare 0с в хлороформе при 25°С и концентрации полимера 0,1%.

- Текучесть. Текучесть образцов была определена с помощью электроприводного устройства нанесения пленки от компании Erichsen. Для этой цели использовали ракельный нож размером 200 мкм и, соответственно, 500 мкм. Скорость нанесения на фольгу типа 255 (Leneta) составляла 12,5 мм/с. Оценка проходила следующим образом: 1=отлично, 2=хорошо, 3=удовлетворительно, 4=достаточно, 5=плохо.

Определение механических свойств образцов, полученных литьем под давлением:

Прочность на трехточечный изгиб и модуль упругости определяли анализатором текстуры TA.XTplus (Stable Micro Systems, Godalming (Великобритания)). Допустимая нагрузка использованного тензодатчика составляла 50 кг. Было применено программное обеспечение Exponent 6.1.9.0. Детали измерения показаны в следующей таблице 1:

Образцы были изготовлены с помощью экструдера HAAKE MiniLab II и, соответственно, литья под давлением с помощью аппарата HAAKE MiniJet П. Условия изготовления образцов приведены в следующей таблице 2:

Тест на цитотоксичность

Тест на цитотоксичность (FDA/GelRed) был проведен как описано далее.

В качестве эталона и, соответственно, отрицательного контроля использовали полистирол для тканевой культуры (TCPS). Для каждого образца использовали 4 репликата, а для контроля использовали четыре TCPS (4×).

Процедура теста

1. Нестерильные образцы были помещены в 24-луночный планшет для микротитрования. Далее образцы, а также планшеты TCPS были простерилизованы (не денатурированы) 70% этанолом, затем 2×30 минут промыты в 1×PBS (фосфатно-солевой буферный раствор) и после этого уравновешены стерильной α-средой. Затем образцы были засеяны клетками МС3Т3-Е1 с инокуляционным покрытием 25000 клеток/см² (50000 клеток/мл).

Частичная замена среды (1:2) была проведена на второй день.

2. Через 1 день и через 4 дня в культуре клеток определяли цитотоксичность.

3. Прижизненное окрашивание проводили в 1-й и 4-й день в соответствии со стандартным протоколом посредством комбинированного окрашивания FDA и GelRed.

4. Изображения были получены на микроскопе Observer Zlm/LSM 700.

Объектив: ЕС Plan-Neofluar 10×;

Снимки сделаны камерой AxioCam HRc:

Возбуждение зеленой флуоресценции: светодиод Colibri 470; набор фильтров FS10 (AF488)

Возбуждение красной флуоресценции: светодиод Colibri 530; набор фильтров FS14 (AF546)

Изображения, отсканированные в режиме лазерного сканирования:

Трек 1: лазер: 488 нм, DBS 560 нм, РМТ1: 488-560 нм,

Трек 2: лазер 555 нм, DBS 565 нм, РМТ2: 565-800 нм

5. Оценка была проведена по следующей шкале цитотоксичности:

Одобрение: материал не цитотоксичен (макс. 5% мертвых клеток)

Небольшое ингибирование: материал слегка токсичен (5-20% мертвых клеток)

Значительное ингибирование: материал умеренно токсичен (20-50% мертвых клеток)

Токсичность: материал является сильно цитотоксичным (>50-100% мертвых клеток)

6. Номера клеток относятся к деталям изображения, снятым или отсканированным.

Результаты приведены в таблице 3.

Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ)

СЭМ-изображения были получены с помощью высоковольтного электронного микроскопа (Zeiss, DSM 962) при 15 кВ. На образцы был напылен слой золота и палладия.

Исследуемый образец 1

Смесь CO₂-газа, содержащая 20% CO₂ и 80% N₂, была введена в 4 литра суспензии гидроксида кальция, имеющей концентрацию СаО 75 г/л, при начальной температуре 10°С. Расход газа составлял 300 л/ч. Реакционную смесь перемешивали при 350 об/мин, и тепло реакции рассеивалось во время реакции. При резком падении проводимости (падение более 0,5 мСм/см/мин и снижение проводимости более чем на 0,25 мСм/см в течение 30 секунд) в суспензию добавляли 0,7% аминотри(метиленфосфоновой кислоты) в расчете на СаО (как теоретическая опорная переменная). Реакция преобразования в сферические частицы карбоната кальция была завершена, когда реакционная смесь количественно была карбонизирована в сферические частицы карбоната кальция, причем реакционная смесь затем показывала значение рН между 7 и 9. В данном случае реакция была завершена примерно через 2 часа, и реакционная смесь имела значение рН 7 в конце реакции.

Полученные сферические частицы карбоната кальция были отделены и высушены обычным способом. Они показали средний диаметр частиц 12 мкм. Типичное СЭМ-изображение показано на фиг. 1.

Исследуемый образец 2

500 мл деминерализованной воды было налито в лабораторный стакан на 1000 мл. 125 г сферических частиц карбоната кальция для исследуемого образца 1 было добавлено при перемешивании, и полученную смесь перемешивали в течение 5 минут. Затем было медленно добавлено 37,5 г 10% раствора метафосфата натрия (NaPO₃), и полученную смесь перемешивали в течение 10 минут. Затем было медленно добавлено 75,0 г 10% фосфорной кислоты, и полученную смесь перемешивали в течение 20 часов. Выпавший осадок был отделен и высушен в сушильном шкафу в течение ночи при 130°С. Полученные сферические частицы карбоната кальция в равной степени имели средний диаметр частиц 12 мкм.

СЭМ-изображение сферических частиц карбоната кальция показано на фиг. 2. На поверхности сферических частиц карбоната кальция виден тонкий фосфатный слой.

Исследуемый образец 3

Композитный порошок из сферических частиц карбоната кальция и из полилактида (PLLA) был приготовлен в соответствии со способом, описанным в JP 62083029 А, с использованием аппарата NHS-1. Он охлаждался водой при 12°С. В качестве несущих частиц был использован полилактидный гранулят 1, а в качестве внедряемых частиц (наполнитель) были использованы сферические частицы карбоната кальция исследуемого образца 1.

39,5 г полилактидного гранулята было смешано с 26,3 г порошка СаСО₃ и обработано при 6400 об/мин. Скорость ротора установки была 6400 об/мин (80 м/с), а обработка отдозированных материалов продолжалась 10 минут. Максимальная температура, достигнутая в камере измельчения NHS-1, составляла 35°С. Всего было выполнено 7 повторов с одинаковым количеством материалов и одинаковыми настройками машины. Всего было получено 449 г композитного порошка. Полученный композитный порошок был просеян вручную через сито 250 мкм для просушки. Остаток на сите (фракция >250 мкм) составил 0,4%.

СЭМ-изображение полученного композитного порошка показано на фиг. 3а.

Исследуемые образцы 4-7

Другие композитные порошки были приготовлены аналогично исследуемому образцу 3, причем охлаждение образца 5 происходило при температуре около 20°С. В каждом случае 30 г гранулята полилактида было смешано с 20 г порошка СаСО₃. Максимальная температура, достигнутая в камере измельчения NHS-1, составляла 33°С для исследуемого образца 4, 58°С для образца 5, 35°С для образца 6 и 35°С для образца 7. Продукты были просеяны для удаления крупной фракции (>250 мкм), где это было возможно (ручное сухое просеивание через сито 250 мкм). У исследуемых образцов 4, 6 и 7 дополнительно фракция <20 мкм была отделена, где это возможно, при помощи потока воздуха (воздушное разделение) или путем просеивания (с помощью воздухоструйной просеивающей машины). Использованные материалы, осуществление приготовления порошка с просеиванием и/или воздушным разделение или без них, а также свойства полученных композитных порошков приведены в следующей таблице 3.

На фиг. 3а, фиг. 3b и фиг. 3с показаны изображение, полученное с помощью СЭМ на исследуемом образце 3, и изображения нескольких нанесенных ракельным ножом слоев (12,5 мм/с) для исследуемого образца 3. (Фиг. 3b: ракельный нож 200 мкм; фиг. 3c: ракельный нож 500 мкм).

СЭМ-изображение полученного композитного порошка показано на фиг. 3а. В отличие от частиц порошков, полученных криогенным измельчением, имеющих как правило неправильную форму и острые резкие кромки, частицы полученного композитного порошка имеют округлую форму и, соответственно, высокую сферичность, что очень ценно для способов селективной лазерной плавки (СЛС). Поверхность PLLA частично занята сферическими частицами карбоната кальция и их фрагментами. Образец имеет определенно сравнительно узкое распределение частиц по размеру с повышенным количеством мелкой фракции.

Порошок имеет заметно сниженную текучесть (фиг. 3b и 3с). Перед ракельным ножом образуется валик порошка. Пониженная текучесть, причиной которой является, вероятно, высокая доля мелких частиц, позволяет сформировать только очень тонкие слои при использовании обоих ракельных ножей.

На фиг 4а, фиг. 4b и фиг. 4с показаны изображение, полученное с помощью СЭМ на исследуемом образце 4, и изображения нескольких нанесенных ракельным ножом слоев (12,5 мм/с) для исследуемого образца 4. (Фиг. 4b: ракельный нож 200 мкм; фиг. 4с: ракельный нож 500 мкм).

СЭМ-изображение полученного композитного порошка показано на фиг. 4а. В отличие от частиц порошков, полученных криогенным измельчением, имеющих как правило неправильную форму и острые резкие кромки, частицы полученного композитного порошка имеют округлую форму и, соответственно, высокую сферичность, что очень ценно для способов селективной лазерной плавки (СЛС). Поверхность PLLA частично занята сферическими частицами карбоната кальция и их фрагментами. Образец имеет существенно более узкое распределение частиц по размеру с небольшим количеством мелкой фракции.

Порошок имеет надлежащую текучесть и может быть использован на практике (фиг. 4b и 4с). Он позволяет нанести также тонкие слои (200 мкм), на большей части поверхности которых отсутствуют следы ракельного ножа (канавки от проводки ножа). Слой порошка толщиной 500 мкм является однородным, плотным, гладким и не имеет следов ракельного ножа.

На фиг. 5а, фиг. 5b и фиг. 5с показаны изображение, полученное с помощью СЭМ на исследуемом образце 5, и изображения нескольких нанесенных слоев (12,5 мм/с) для исследуемого образца 5. (Фиг. 5b: ракельный нож 200 мкм; фиг. 5с: ракельный нож 500 мкм). Порошок имеет заметно сниженную текучесть. Перед ракельным ножом образуется валик порошка. Из-за недостаточной текучести, что вызвано, вероятно, более высокой долей мелких частиц, оба ракельных ножа в состоянии сформировать только очень тонкие слои.

На фиг. 6а, фиг. 6b и фиг. 6с показаны изображение, полученное с помощью СЭМ на исследуемом образце 6, и изображения нескольких нанесенных слоев (12,5 мм/с) для исследуемого образца 6. (Фиг. 6b: ракельный нож 200 мкм; фиг. 6с: ракельный нож 500 мкм). Порошок имеет надлежащую текучесть и может быть использован на практике. Могут быть нанесены также тонкие слои (200 мкм). Видны отдельные следы ракельного ножа, вызванные, вероятно, слишком крупными частицами порошка. Слой порошка толщиной 500 мкм имеет не вполне приемлемую плотность, но на нем отсутствуют следы ракельного ножа.

На фиг. 7а, фиг. 7b и фиг. 7с показаны изображение, полученное с помощью СЭМ на исследуемом образце 7, и изображения нескольких нанесенных слоев (12,5 мм/с) для исследуемого образца 7. (Фиг. 7b: ракельный нож 200 мкм; фиг. 7с: ракельный нож 500 мкм). Порошок является текучим и может быть использован на практике. Могут быть нанесены также тонкие слои (200 мкм). Они являются неоднородными и имеют значительное количество следов ракельного ножа. Некоторое снижение текучести вызвано, вероятно, слишком крупными частицами порошка. Слой порошка толщиной 500 мкм является однородным, и на нем отсутствуют следы ракельного ножа.

Контрольный образец 1

Микроструктурированные композитные частицы, содержащие сферические частицы карбоната кальция исследуемого образца 1 и аморфный полилактид (PDLLA), были получены в соответствии со способом, описанным в JP 62083029 А, с использованием аппарата NHS-1. Он охлаждался водой при 12°С. В качестве несущих частиц был использован полилактидный гранулят 3, а в качестве внедряемых частиц были использованы сферические частицы карбоната кальция исследуемого образца 1.

39,5 г полилактидного гранулята было смешано с 10,5 г порошка СаСО₃ и обработано при 8000 об/мин. Скорость ротора установки была 8000 об/мин (100 м/с), и обработка отдозированных материалов продолжалась 1,5 минуты. Максимальная температура, достигнутая в камере измельчения NHS-1, составляла 71°С. Всего было выполнено 49 повторов с одинаковым количеством материалов и одинаковыми настройками машины. Всего было получено 2376 г структурированных композитных частиц. Полученные структурированные композитные частицы были вручную просеяны через сито 800 мкм для измерения распределения частиц по размеру. Остаток на сите (фракция >800 мкм) составил 47%.

Свойства полученных микроструктурированных композитных частиц приведены в следующей таблице 3.

На фиг. 8а, фиг. 8b и фиг. 8с показаны изображение, полученное с помощью СЭМ на контрольном образце 1, и изображения нескольких нанесенных слоев (12,5 мм/с) для контрольного образца 1. (Фиг. 8b: ракельный нож 200 мкм; фиг. 8с: ракельный нож 500 мкм). Порошок имеет плохую текучесть и не может быть использован для формирования слоя толщиной 200 мкм и, соответственно, толщиной 500 мкм. Слишком крупные нерегулярные частицы застревают во время нанесения слоя. Возникают неоднородные слои с очень частыми и отчетливыми следами ракельного ножа.

Анализ изображений, полученных на СЭМ, показывает, что на поверхности структурированных композитных частиц сравнительно редко расположены частицы сферического карбоната кальция и их фрагменты. По сравнению с исследуемыми образцами 3-7 здесь частицы имеют менее правильную геометрию.

Исследуемый образец 8

Композитный порошок из частиц β-трикальцийфосфата и из полилактида (PDLLA) был приготовлен в соответствии со способом, описанным в JP 62083029 А, с использованием аппарата NHS-1. Он охлаждался водой при 12°С. В качестве несущих частиц был использован полилактидный гранулят 3, а в качестве внедряемых частиц был использован β-трикальцийфосфат (β-ТСР; d₂₀=30 мкм; d₅₀=141 мкм; d₉₀=544 мкм). СЭМ-изображение используемого β-ТСР показано на фиг. 9а и фиг. 9b.

30,0 г полилактидного гранулята было смешано с 20,0 г порошка β-ТСР и обработано при 6400 об/мин. Скорость ротора установки была 6400 об/мин (80 м/с), и обработка отдозированных материалов продолжалась 10 минут. Всего было выполнено 5 повторов с одинаковым количеством материалов и одинаковыми настройками машины. Всего было получено 249 г композитного порошка. Продукт был просеян для удаления крупной фракции (>250 мкм), где это было возможно (ручное сухое просеивание через сито 250 мкм). Затем мелкая фракция <20 мкм была отделена через сито 20 мкм с помощью воздухоструйной просеивающей машины.

Исследуемый образец 9

Композитный порошок из ромбоэдрических частиц карбоната кальция и из полилактида (PDLLA) был приготовлен в соответствии со способом, описанным в JP 62083029 А, с использованием аппарата NHS-1. Он охлаждался водой при 12°С. В качестве несущих частиц был использован полилактидный гранулят 3, а в качестве внедряемых частиц были использованы ромбоэдрические частицы карбоната кальция (d₂₀=11 мкм; d₅₀=16 мкм; d₉₀=32 мкм).

30,0 г полилактидного гранулята было смешано с 20,0 г ромбоэдрических частиц карбоната кальция и обработано при 6400 об/мин. Скорость ротора установки была 6400 об/мин (80 м/с), и обработка отдозированных материалов продолжалась 10 минут. Всего было выполнено 5 повторов с одинаковым количеством материалов и одинаковыми настройками машины. Всего было получено 232 г композитного порошка. Продукт был просеян для удаления крупной фракции (>250 мкм), где это было возможно (ручное сухое просеивание через сито 250 мкм). Затем мелкая фракция <20 мкм была отделена через сито 20 мкм с помощью воздухоструйной просеивающей машины.

Исследуемый образец 10

Композитный порошок из измельченных частиц карбоната кальция и из полилактида (PDLLA) был приготовлен в соответствии со способом, описанным в JP 62083029 А, с использованием аппарата NHS-1. Он охлаждался водой при 12°С. В качестве несущих частиц был использован полилактидный гранулят 3, а в качестве внедряемых частиц был использован измельченный карбонат кальция (GCC; d₂₀=15 мкм; d₅₀=46 мкм; d₉₀=146 мкм).

30,0 г полилактидного гранулята было смешано с 20,0 г измельченного карбоната кальция и обработано при 6400 об/мин. Скорость ротора установки была 6400 об/мин (80 м/с), а обработка отдозированных материалов продолжалась 10 минут. Всего было выполнено 5 повторов с одинаковым количеством материалов и одинаковыми настройками машины. Всего было получено 247 г композитного порошка. Продукт был просеян для удаления крупной фракции (>250 мкм), где это было возможно (ручное сухое просеивание через сито 250 мкм). Затем мелкая фракция <20 мкм была отделена через сито 20 мкм воздухоструйной просеивающей машиной.

Изобретение относится к применению ингибирующего карбоната кальция в качестве добавки для композиции, содержащей абсорбируемый сложный полиэфир, в имплантате. Ингибирующий карбонат кальция получают способом, в котором частицы карбоната кальция покрывают композицией, содержащей, по отношению к общей массе, смесь по меньшей мере 0,1 мас.% по меньшей мере одного сопряженного основания, представляющего собой соль щелочного металла или кальциевую соль слабой кислоты, вместе по меньшей мере с 0,1 мас.% по меньшей мере одной слабой кислоты. Технический результат - повышение термостабильности и пиковой температуры композиции, а также улучшение ее механических свойств, в особенности модуля упругости. 8 з.п. ф-лы, 3 табл., 10 пр., 15 ил.

1. Применение ингибирующего карбоната кальция в качестве добавки для композиции, содержащей абсорбируемый сложный полиэфир, в имплантате, характеризующееся тем, что ингибирующий карбонат кальция получают способом, в котором частицы карбоната кальция покрывают композицией, содержащей, по отношению к общей массе, смесь по меньшей мере 0,1 мас.% по меньшей мере одного сопряженного основания, представляющего собой соль щелочного металла или кальциевую соль слабой кислоты, вместе по меньшей мере с 0,1 мас.% по меньшей мере одной слабой кислоты.

2. Применение по п. 1 для повышения термостабильности композиции и/или для повышения пиковой температуры композиции и/или для улучшения механических свойств композиции.

3. Применение по п.1 или 2, характеризующееся тем, что слабую кислоту выбирают из группы, состоящей из фосфорной кислоты, метафосфорной кислоты, гексаметафосфорной кислоты, лимонной кислоты, борной кислоты, серной кислоты, уксусной кислоты и их смесей, и/или тем, что сопряженное основание представляет собой натриевую соль или кальциевую соль слабой кислоты, и/или тем, что сопряженное основание представляет собой гексаметафосфат натрия, а слабая кислота представляет собой фосфорную кислоту.

4. Применение по меньшей мере по одному из пп. 1-3, характеризующееся тем, что содержание сопряженного основания находится в диапазоне 0,1-25,0 мас. частей в расчете на 100 мас. частей частиц карбоната кальция, а содержание слабой кислоты находится в диапазоне 0,1-30,0 мас. частей из расчета на 100 мас. частей частиц карбоната кальция.

5. Применение по меньшей мере по одному из пп. 1-4, характеризующееся тем, что частицы карбоната кальция имеют отношение геометрических размеров менее 5 и/или частицы карбоната кальция содержат сферические частицы карбоната кальция.

6. Применение по меньшей мере по одному из пп. 1-5, характеризующееся тем, что композиция содержит поли-D-, поли-L- и/или поли-D,L-молочную кислоту.

7. Применение по меньшей мере по одному из пп. 1-6, характеризующееся тем, что композиция содержит по меньшей мере один абсорбируемый сложный полиэфир, имеющий среднечисленную молекулярную массу в диапазоне 500-1 000 000 г/моль.

8. Применение по меньшей мере по одному из пп. 1-7, характеризующееся тем, что процентное содержание по массе ингибирующего карбоната кальция по отношению к общей массе композиции составляет по меньшей мере 0,1 мас.%.

9. Применение по меньшей мере по одному из пп. 1-8, характеризующееся тем, что композиция в расчете на общую массу композиции содержит 40,0-80,0 PLLA и 20,0-60,0 мас.% ингибирующего карбоната кальция.