GEFTA - Gesellschaft für Thermische Analyse e. V.Thermoanalytische Untersuchungen an Knochen und Knochenersatzstoffen
Fabian Peters, Karsten Schwarz, Matthias Epple
Institut für Anorganische und Angewandte Chemie, Universität
Hamburg, Martin-Luther-King-Platz 6, 20146 Hamburg
Menschlicher Knochen besteht zu etwa 30 % aus organischen Anteilen (hauptsächlich Kollagen) und zu etwa 70 % aus Calciumphosphaten (Hydroxylapatit, Ca10(PO4)6(OH)2; Brushit CaHPO4·2 H2O; amorphe Calciumphosphate, ACP). Durch strukturelle Analytik und Thermische Analyse an unterschiedlichen humanen Knochenproben konnten wir zeigen daß das Knochenmineral aus einem carbonathaltigen Apatit (Dahllit, Ca10-y(CO3)y(PO4)6-y(OH)2-y) mit einem CaCO3-Gehalt von 4-6 % besteht. Hochauflösende Röntgenpulverdiffraktometrie am HASYLAB zeigte, daß das Calciumphosphat in nanometerkleinen Kristallen vorliegt.
Carbonatapatite treten in zwei Typen auf: der A-Typ, bei dem OH durch CO32--Gruppen ersetzt ist (Herstellung durch trockenes Erhitzen von Hydroxylapatit im CO2-Strom; Staffelit) und der B-Typ, bei dem PO43- durch CO32- ersetzt ist (Herstellung durch Fällung aus carbonathaltiger Lösung; Dahllit).
In unserem Bemühen, ein Knochenersatzmaterial zu entwickeln, das die Erfordernisse der Biokompatibilität und der Bioresorbierbarkeit erfüllt, haben wir carbonathaltige amorphe Calciumphosphate vom B-Typ mit verschiedenen Carbonatanteilen hergestellt und thermoanalytisch untersucht. Diese Carbonat-ACP's sollten durch langsame Kristallisation/Reorganisation nach dem Prinzip der Ostwald-Reifung einen Einbau in das Knochengerüst (vom Mediziner "Remodeling" genannt) ermöglichen.
Wir danken Prof. Dr. G. Delling,
Hamburg, für die Bereitstellung der Knochenproben.
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