CZ2014688A3 - Způsob povrchové úpravy artikulačních ploch kovových komponent kloubních implantátů - Google Patents
Způsob povrchové úpravy artikulačních ploch kovových komponent kloubních implantátů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2014688A3 CZ2014688A3 CZ2014-688A CZ2014688A CZ2014688A3 CZ 2014688 A3 CZ2014688 A3 CZ 2014688A3 CZ 2014688 A CZ2014688 A CZ 2014688A CZ 2014688 A3 CZ2014688 A3 CZ 2014688A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- polishing
- surface treatment
- nitric acid
- phosphoric acid
- titanium dioxide
- Prior art date
Links
Landscapes
- Prostheses (AREA)
Abstract
Způsob povrchové úpravy artikulačních ploch kovových komponent kloubních implantátů, zejména hlavice totální endoprotézy kyčelního kloubu, při kterém se po provedeném broušení a leštění povrch artikulačních ploch kovových komponent podrobuje chemicko-mechanickému opracování, spočívajícím v jejich koncovém mechanickém přeleštění za současného spolupůsobení na jejich povrch nanášené suspenze, tvořené směsi kyseliny dusičné, kyseliny fosforečné, vody a nanočástic oxidu titaničitého. Na 100 hmotn. dílů nanočástic oxidu titaničitého tato suspenze přitom obsahuje 1 až 150 hmotn. dílů směsi kyseliny dusičné a kyseliny fosforečné, jakož i 70 až 200 hmotn. dílů vody, a velikost nanočástic oxidu titaničitého v suspenzi se pohybuje v rozmezí 5 až 500 nm.
Description
Způsob povrchové úpravy artikulačních ploch kovových komponent kloubních implantátů
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu povrchové úpravy artikulačních ploch kovových komponent kloubních implantátů, zejména hlavice totální endoprotézy kyčelního kloubu.
Dosavadní stav techniky
Pod pojmem artikulačni plochy se obecně rozumí takové plochy implantátů, které jsou navzájem v kontaktu a vůči sobě se pohybuji. V současné době se tyto artikulačni plochy kovových komponent kloubních implantátů při konečném opracování na požadovaný rozměr podrobují postupnému broušeni v několika brousících krocích, načež se strojně leští obvykle grafitovým kotoučem a pro dosažení co nejmenší drsnosti se případně ještě ručně dolešfují leštícími pastami. Tyto leštící pasty přitom obsahují obvykle jemně mletá přírodní i umělá brusivá s přídavkem např. mastku nebo plavené křídy, přičemž jako pojivá v obsahu zhruba 15 až 25% hmotn. se v nich používá např. parafinu, stearinu, různých tuků apod.. Nicméně i v případě dodržení výrobního postupu však v praxi dochází k tomu, že zejména u hlavic z korozlvzdomé oceli mohou brousící zrna pevně ulpět v broušeném povrchu a následně v průběhu leštícího procesu mohou být překryta základním materiálem. Po provedené implantaci pak může docházet k uvolnění těchto zm v důsledku pohybu kloubní hlavice v kloubní jamce, což způsobuje zrychlené opotřebení obou těchto artikulačních komponent, projevující se jak absolutním nárůstem počtu a objemu otěrových částic , tak i následným vznikem nežádoucích doprovodných jevů jako je granulom, metalóza apod..
Další nevýhodou tohoto postupu výroby je, že může docházet k nedoleštění povrchu artikulačních ploch, na němž mohou zůstat poměrně hluboké a ostré rýhy, které rovněž snižují životnost zavedeného kloubního implantátu. -2- Z patentových spisů, týkajících se této problematiky je známo např. řešení dle spisu EP 202031, jehož předmětem je způsob leštění chirurgických implantátů, vytvořených z biokompatibilního titanu nebo titanové slitiny a který spočívá v kontaktu leštícího roztoku s pohybujícím se implantátem, přičemž leštící roztok obsahuje kyselinu mléčnou, kyselinu fluorovodíkovou a kyselinu dusičnou, a v následném promytí implantátu pro očištění jeho povrchu. Z patentového spisu US 2008/0014243 je rovněž známý způsob ošetřování kovových implantátů roztokem kyseliny fluorovodíkové o hodnotě pH mezi 1,6 až 3,0. Obdobné řešení je pak popsáno ve spisu US 7,048,870.
Nicméně ani tyto známé způsoby leštění chirurgických implantátů resp. způsobů ošetřování povrchu artikulačních ploch mnohdy nezaručují co nejmenší otěr kloubní jamky v důsledku v ní se pohybující hlavice implantátu.
Podstata vynálezu
Tyto nevýhody dosavadního stavu techniky jsou do značné míry odstraněny způsobem povrchové úpravy artikulačních ploch kovových komponent kloubních implantátů, zejména hlavice totální endoprotézy kyčelního kloubu, podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že po provedeném broušení a leštění se povrch artikulačních ploch kovových komponent podrobuje chemicko-mechanickému opracování, spočívajícím v jejich koncovém mechanickém přeleštěni za současného spolupůsobení na jejich povrch nanášené suspenze, tvořené směsí kyseliny dusičné, kyseliny fosforečné, vody a nanočástic oxidu titaničitého. Na 100 hmotn. dílů nanočástic oxidu titaničitého přitom tato suspenze obsahuje 1 až 150 hmotn. dílů směsi kyseliny dusičné a kyseliny fosforečné, jakož i 70 až 200 hmotn. dílů vody, a velikost nanočástic oxidu titaničitého v suspenzi se pohybuje v rozmezí 5 až 500 nm.
Podstata tohoto způsobu povrchové úpravy podle vynálezu spočívá dále v tom, že hmotnostní poměr kyseliny dusičné a kyseliny fosforečné v suspenzi se pohybuje v rozmezí 1:100 až 1:1. -3- » « I » ♦* · ♦ ·· ♦ · • · » » ·« * · * · » « · * · · * · · ♦ *·** ··· * • * « » ·«··· « ·
Podstata tohoto způsobu povrchové úpravy podle vynálezu pak rovněž spočívá v tom, že koncentrace kyseliny dusičné v suspenzi je v rozmezí 0,05 až 20 % a koncentrace kyseliny fosforečné v suspenzi v rozmezí 0,5 až 40 %.
Mechanické koncové přeleštění se přitom s výhodou provádí přítlakem leštícího nástroje na artikulační plochy kovových komponent kloubních implantátů o velikosti 0,01 až 0,3 MPa a pohybem leštícího nástroje po těchto artikulačních plochách rychlostí 0,01 až 0,1 m/s po dobu 1 až 20 min.
Metoda je efektivní zejména v případě, že výchozí drsnost povrchu před zahájením tohoto chemicko-mechanického opracování je méně než Ra = 0,2pm. Největším přínosem tohoto způsobu povrchové úpravy artikulačních ploch kovových komponent kloubních implantátů je přitom téměř úplné odstranění brusných zrn ulpívajících v jejich površích po předchozích operacích broušení a odstranění většiny ostrých povrchových hran popř. jejich vyhlazení ph současném snížení drsností povrchu artikulačních ploch až o 50% a tím snížení otěru s ní artikulujících druhých ploch, obvykle kloubních jamek až o 50 % oproti dosud vyráběným kloubním implantátům, což podstatně přispívá k prodloužení životnosti implantátů, jakož i ke snížení zánětlivých procesů v důsledku výskytu otěrových částic v místech styku implantátů s kostní tkáni. Přehled obrázků na výkrese
Vynález je dále blíže objasněn schematickým naznačením příkladného provedení způsobu povrchové úpravy artikulačních ploch kovových komponent kloubních implantátů podle vynálezu. Příklad provedení vynálezu
Způsob povrchové úpravy artikulačních ploch kovových implantátů, v tomto příkladném provedení vynálezu způsob povrchové úpravy hlavice totální endoprotézy kyčelního kloubu, vyrobené ze slitiny CoCrMo, spočívá v tom, že po provedeném broušení a leštění na drsnost Ra = 0,2pm se artikulační plocha hlavice, která je po -4- provedené implantaci ve styku sartikulační plochou kloubní jamky, zhotovené z plastu, podrobuje chemicko-mechanickému opracování, spočívajícím v jejím koncovém mechanickém přeleštění za současného spolupůsobení na povrch hlavice nanášené suspenze, která na 100 hmotn. dílů nanočástic oxidu titaničitého o velikosti 20 až 200 nm obsahuje dále 40 hmotn. dílů směsi kyseliny dusičné a kyseliny fosforečné a 100 hmotn. dílů vody.
Hmotnostní poměr kyseliny dusičné a kyseliny fosforečné v suspenzi je v tomto příkladném provedení 10:90, přičemž koncentrace kyseliny dusičné v suspenzi je 1,5% a koncentrace kyseliny fosforečné v suspenzi 15%.
Mechanické koncové přeleštění se pak provádí přítlakem leštícího nástroje na hlavici kloubního implantátu o velikosti 0,05 až 0,15 MPa, a to pohybem leštícího nástroje na hlavici kloubního implantátu o relativní rychlosti 0,05 až 0,08 m/s po dobu 10 min.
Tento způsob je zároveň naznačen na přiloženém vyobrazeni, kde je znázorněna leštěná hlavice 1 kloubního implantátu s dříkem 2, která se pohybuje svojí artikulační plochou po výměnném polštářku 3 s nanesenou suspenzí. Přítlak výměnného polštářku 3 na artikulační plochu hlavice 1 kloubního implantátu pak vytváří pěnová podložka 4, pohybující se společně s výměnným polštářkem 3 po artikulační ploše hlavice 1 kloubního implantátu nepravidelně ve všech směrech. Pohyby dříku 2 s leštěnou hlavicí 1 kloubního implantátu, jakož i pohyby pěnové podložky 4 s výměnným polštářkem 3 jsou naznačeny šipkami.
Průmyslová využitelnost
Způsob povrchové úpravy artikulačních ploch kovových komponent kloubních implantátů podle vynálezu lze zejména použít u kovových komponent kloubních implantátů pro náhradu velkých kloubů, tj. vedle hlavice totální endoprotézy kyčelního kloubu, rovněž i u všech typů artikulačních ploch kovových komponent náhrad velkých kloubů, například ramenního a kolenního kloubu.
Claims (5)
- -5- PATENTOVÉ NÁROKY 1. Způsob povrchové úpravy artikulačních ploch kovových komponent kloubních implantátů, zejména hlavice totální endoprotézy kyčelního kloubu, vyznačující se tím, že po provedeném broušení a leštění se povrch artikulačních ploch kovových komponent podrobuje chemicko-mechanickému opracování, spočívajícím v jejich koncovém mechanickém přeleštěni za současného spolupůsobení na jejich povrch nanášené suspenze, tvořené směsí kyseliny dusičné, kyseliny fosforečné, vody a nanočástic oxidu titaničitého, přičemž na 100 hmotn. dílů nanočástic oxidu titaničitého tato suspenze obsahuje 1 až 150 hmotn. dílů směsi kyseliny dusičné a kyseliny fosforečné, jakož i 70 až 200 hmotn. dílů vody, a velikost nanočástic oxidu titaničitého v suspenzi se pohybuje v rozmezí 5 až 500 nm.
- 2. Způsob povrchové úpravy artikulačních plodí podle nároku 1, vyznačující se tím, že hmotnostní poměr kyseliny dusičné a kyseliny fosforečné v suspenzi se pohybuje v rozmezí 1:100 až 1:1.
- 3. Způsob povrchové úpravy artikulačních ploch podle nároku 2, vyznačující se tím, že koncentrace kyseliny dusičné v suspenzi je v rozmezí 0,05 až 20 % a koncentrace kyseliny fosforečné v suspenzi v rozmezí 0,5 až 40 %.
- 4. Způsob povrchové úpravy artikulačních ploch podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že mechanické koncové přeleštění se provádí přítlakem leštícího nástroje na artikulační plochy kovových komponent kloubních implantátů o velikosti 0,1 až 0,3 MPa.
- 5. Způsob povrchové úpravy artikulačních plodí podle alespoň jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že mechanické koncové přeleštění se provádí pohybem leštícího nástroje po artikulačních plochách rychlostí 0,01 až 0,1 m/s po dobu 1až 20 min.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2014-688A CZ307096B6 (cs) | 2014-10-08 | 2014-10-08 | Způsob povrchové úpravy artikulačních ploch kovových komponent kloubních implantátů |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2014-688A CZ307096B6 (cs) | 2014-10-08 | 2014-10-08 | Způsob povrchové úpravy artikulačních ploch kovových komponent kloubních implantátů |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ2014688A3 true CZ2014688A3 (cs) | 2016-05-11 |
CZ307096B6 CZ307096B6 (cs) | 2018-01-10 |
Family
ID=56020095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2014-688A CZ307096B6 (cs) | 2014-10-08 | 2014-10-08 | Způsob povrchové úpravy artikulačních ploch kovových komponent kloubních implantátů |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ307096B6 (cs) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7048870B1 (en) * | 1993-12-20 | 2006-05-23 | Astrazeneca Ab | Metallic implant and process for treating a metallic implant |
FR2899226B1 (fr) * | 2006-04-04 | 2008-07-04 | Snecma Propulsion Solide Sa | Piece en materiau composite a matrice ceramique contenant du silicium, protegee contre la corrosion. |
-
2014
- 2014-10-08 CZ CZ2014-688A patent/CZ307096B6/cs unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ307096B6 (cs) | 2018-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6466377B2 (ja) | 生体活性材料 | |
Hashmi et al. | A comprehensive review on surface post-treatments for freeform surfaces of bio-implants | |
Sampaio et al. | Comparison between PEEK and Ti6Al4V concerning micro-scale abrasion wear on dental applications | |
JP2011036692A (ja) | 人工補装器具用の現場酸化テクスチャ加工表面およびその製造方法 | |
CA2947445C (en) | Implant fixation assemblies having a screw and c-shaped fixation collar | |
WO2011127873A2 (en) | Manufacturing method of grinding surface on glass cosmetics | |
US7892071B2 (en) | Orthopaedic component manufacturing method and equipment | |
JP2009189817A (ja) | 金属製インプラント | |
Dantas et al. | Bioactive materials driven primary stability on titanium biocomposites | |
US20160074167A1 (en) | Taper protection system for orthopedic implants during polishing phases by tribofinishing | |
AU2020202960A1 (en) | Corpectomy implants with roughened bioactive lateral surfaces | |
EP1459845B1 (en) | Surface treatment of metal | |
CZ2014688A3 (cs) | Způsob povrchové úpravy artikulačních ploch kovových komponent kloubních implantátů | |
Thomas et al. | Nanofinishing of biomedical implants | |
Kumar et al. | Abrasive based finishing method applied on biomedical implants: A review | |
Naji et al. | Challenges and opportunities in nano finishing of titanium alloys for biomedical applications: A review | |
Heng et al. | A novel methodology of MAF process via a multi-axis/multi-faceted polishing technique for enhancing surface quality of artificial hip joint component | |
Nanda et al. | Effect of mechanical tumbling parameters on surface roughness and edge radius of medical grade cobalt chromium alloy | |
US7614938B1 (en) | Reconditioned medical devices | |
Crackau et al. | Microstructure and surface investigations of TiAl6V4 and CoCr28Mo6 orthopaedic femoral stems | |
Mamalis et al. | Perfection of contemporary hip joint endoprostheses by using a sapphire-sapphire friction pair | |
Kalliecharan et al. | Surface modification of medical grade titanium alloy by forced pulsed water jet (FPWJ) | |
Samion et al. | Machining pits on the curvature surface cup using spark process | |
CZ306816B6 (cs) | Kloubní implantát a způsob jeho výroby | |
Uklejewski et al. | Technological issues of additive manufacturing of preprototypes of the multispiked connecting scaffold for non-cemented resurfacing arthroplasty endoprostheses |