CZ29276U1 - Co-Cr-Mo slitina pro ortopedické účely - Google Patents
Co-Cr-Mo slitina pro ortopedické účely Download PDFInfo
- Publication number
- CZ29276U1 CZ29276U1 CZ2015-31965U CZ201531965U CZ29276U1 CZ 29276 U1 CZ29276 U1 CZ 29276U1 CZ 201531965 U CZ201531965 U CZ 201531965U CZ 29276 U1 CZ29276 U1 CZ 29276U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- alloy
- weight
- alloys
- mpa
- elements
- Prior art date
Links
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 title claims description 7
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000007943 implant Substances 0.000 claims description 14
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 claims description 2
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 60
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 60
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 16
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 10
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 10
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 9
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical group [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000002639 bone cement Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- -1 chromium carbides Chemical class 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000037408 Device failure Diseases 0.000 description 1
- 206010058314 Dysplasia Diseases 0.000 description 1
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001362 Ta alloys Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- MTHLBYMFGWSRME-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Co].[Mo] Chemical compound [Cr].[Co].[Mo] MTHLBYMFGWSRME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013566 allergen Substances 0.000 description 1
- 230000000172 allergic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 208000010668 atopic eczema Diseases 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 231100000024 genotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001738 genotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000033687 granuloma formation Effects 0.000 description 1
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
Oblast techniky
Technické řešení se týká Co-Cr-Mo slitiny pro ortopedické účely, která je určena zejména pro kovové kloubní a kostní implantáty, například pro výrobu totálních náhrad kyčelních nebo kolenních kloubů, resp. jejich komponent.
Dosavadní stav techniky
V současné době se pro výrobu těchto implantátů, používaných v ortopedii, běžně používají vysoce ušlechtilé nerezavějící oceli, titanové slitiny nebo i stále ve větší míře slitiny na bázi kobaltu, například kobalto-chrom-molybdenové (Co-Cr-Mo) slitiny se zlepšenými mechanickými vlastnostmi a zvýšenou biokompatibilitou. Tyto Co-Cr-Mo slitiny obecně obsahují, v hmotnostním množství, obvykle kolem zhruba 20 až 30 % Cr, 4,5 až 7 % Mo, O až 0,35 % C, max. 1 % jednotlivých příměsí, jako je např. Mn, Fe, Ni, Si, zbytek pak tvoří kobaltová matrice, což je CoCr-Mo slitiny dle ISO 8532-4.
Konkrétně pak z patentových spisů, týkajících se těchto Co-Cr-Mo slitin, je známé například řešení dle spisu US 6,539,607, jehož předmětem je biokompatibilní implantát a slitina k jeho výrobě, která obsahuje, v hmotnostním množství, 26 až 28 % Cr; 5 až 6 % Mo, max. 1 % Mn, max. 1 % Ni, max. 0,75 % Fe, max. 0,07 % C, přičemž zbytek jsou Co a nečistoty. Tato slitina může dále případně v hmotnostním množství, obsahovat max. 0,25 % N, méně než 0,10 % Si a méně než 0,02 % Ti.
Ze spisu GB 250437 je rovněž známá slitina, která obsahuje, v hmotnostním množství, 23 až 33 % Cr, od asi 8 do asi 20 % Mo, 0,05 až 1,5 % Si, 0,35 až 3,5 % C, 40 až 60 % Co, a náhodné nečistoty.
Z patentových spisů jsou dále známé i Co-Cr-Mo slitiny, obsahující další legující prvky, jako je například slitina dle spisu US 4,253,869, obsahující, v hmotnostním množství, 48 až 58 % Co, 17 až 27 % Cr, 7 až 15 % W, 7 až 15 % Ru, 1 až 4 % Mo, 0,5 až 1,5 % Mn, 0,5 až 1,5 % Nb, 0,1 až 0,2 % B, 0,5 až 1,5 % Fe a 0,5 až 2 % Cu.
Další takovouto slitinou je slitina dle spisu MX 2012012781, obohacená o precipitáty na bázi B a kombinace dalších biokompatibilních prvků (Ti, Ta, Nb, Zr, Pt), které mění mechanické a zejména tribologické vlastnosti, přičemž přidáním boru se snižuje bod tání slitiny a zlepšuje zabíhavost při lití. Podle hlavního patentového nároku tato slitina obsahuje, v hmotnostním množství, 25 až 30 % Cr, 4 až 10 % Mo, 0,6 až 4 % B, max. 1 % Si, max. 0,5 % Fe, max. 0,5 % AI, max. 0,35 % C a 0,05 až 1 % Zr, zbytek Co. Dalšími obdobnými spisy je pak spis US 3,960,552, US 3,432,294 a US 3,837,838.
Obecně se dá říci, že se jedná o typicky používané a normami US, resp. EU, schválené slitiny jsou např. ASTM F-90, F-688, F-75, ISO 5832-4, 5, 6, 7, 8 a 12 atd. Tyto slitiny (lité nebo tvářené) jsou celosvětové využívané a vyhovují požadavkům normy ISO 10993-1. Tyto známé kobaltové slitiny ale vyhovují jen podmíněně, a to jak z pohledu biokompatibility a pevnostních charakteristik (včetně únavových vlastností), tak i otěruvzdomosti. Podobně lze mluvit i o možnostech využití z pohledu výrobních technologií.
Problémem jsou (a neplatí to pouze o slitině ISO 5832-4) především částice, uvolňující se při otěru na rozhraní komponenta x kostní cement a z prostoru artikulujících částí. Tyto částice jsou cytotoxické, genotoxické, alergizující atd.
Dosud používané slitiny mající nedostatečnou mez pevnosti a mez únavy tak neumožňují výrobci návrh optimálních rozměrů a tvarů implantátu.
Zároveň, co se týče například pozdního selhání totální endoprotézy (TEP), je jeho nejčastějšl příčinou tzv. aseptické uvolnění způsobené degradací kostní tkáně v okolí komponent, které způsobí nutnost reoperace u cca 9 % implantovaných náhrad.
-1 CZ 29276 Ul
Jedním z důvodů tohoto stavu je, že tyto známé slitiny dostatečně nezajišťují snížení produktů otěru, které jsou hlavní příčinou degradace (vznik granulomů).
Co se týče problému pronikání produktů otěru do okolních tkání a do krve, je tento problém dobře znám a je častou příčinou odborných diskuzí na mnoha kongresech. Zajímavé je, že přes všechna „objektivní zjištění“ o významném zvýšení hladiny kovových iontů v krevním séru, které jednoznačně souvisí s konkrétním implantátem (např. Co a Cr), se tyto slitiny stále používají. Argumentem i přes značnou toxicitu a potenciál působit jako silné alergeny (Ni, Co, Cr) (zkoušky podle ISO 10993-1) je především to, že se dosud jednoznačně klinicky neprokázal nepříznivý dopad kontaminace tkání a dále, že snahou výrobců (zpřesňování výroby, párování dílů až po „zabíhání“ artikulujících komponent) se daří postupně snižovat množství uvolňovaných otěrových částic.
Co se týče pevnostních požadavků na implantáty, tyto jsou dány biomechanickými poměry, které jsou pro největší dva klouby (kyčel a koleno) upřesněny normou ISO 7206-4, resp. ISO 14879-1. Pevnost materiálu a jeho odolnost proti únavě přitom zásadním způsobem ovlivňuje možnosti konstrukce a v mnoha případech znesnadňuje, popř. znemožňuje, navrhnout design implantátu, odpovídající konkrétním poměrům v těle pacienta, zvláště u dysplazií. Navržený implantát je buď příliš masivní a poškozuje okolní kostní struktury, popř. ho není možné naimplantovat, nebo je naopak poddimenzovaný a dochází k jeho nadměrným deformacím vedoucím k destrukci kostní tkáně nebo únavovému lomu implantátu. V každém případě jsou obě tyto situace pro pacienta fatální a vedou k časnému selhání implantátu a nutnosti revizní operace. Jedinou možností, jak podobným problémům předcházet, je využití materiálu s potřebnými pevnostními a únavovými, které slitina Co-Cr-Mo podle ISO 5832-4(12) pro konkrétní uvedené případy nemá.
Problém vzniku produktů otěru (v kombinaci s korozí) je navázán na charakteristické prvky konstrukčních řešení konkrétních náhrad. Nejdůležitější jsou dva mechanismy, a to jednak artikulace dvou komponent zajištujících současně přenos síly (zde je nutné rozlišovat artikulaci kov-kov akov-plast např. UHMWPE), popř. pohyb mezi dvěma nosnými prvky náhrady, a potom mikropohyby mezi kotvícím povrchem kovové komponenty a okolím (zejména kostním cementem obsahujícím velmi tvrdé částice ZrO2). Oba uvedené mechanismy jsou vždy umocněné působením korozního prostředí.
JO Podstata technického řešení
Výše uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky v této oblasti jsou do značné míry vyřešeny Co-Cr-Mo slitinou pro ort ortopedické účely, obsahující, v hmotnostním množství, min. 50 % Co, podle předkládaného technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že dále obsahuje, v hmotnostním množství, 20 až 35 % Cr, 3 až 10 % Mo, 0,01 až 0,5 % C, jakož i celkem 1 až 10 % ale35 spoň jednoho z prvků, vybraných ze skupiny Zr, Nb, Ta, a doprovodné příměsi v množství max. 2%.
Co-Cr-Mo slitina dle tohoto technického řešení v tomto základním provedení tak může obsahovat, v hmotnostním množství, 1 až 10 % buď jen Zr, nebo Nb, nebo Ta jednotlivě, nebo 1 až 10 % nejrůznějších kombinací dvou či všech tří těchto prvků. Optimální je nicméně obsah těchto prvků v součtu pouze 1 až 5 % hmotn., neboť při zvyšování horní hranice obsahu těchto prvků nad celkem 5 % hmotn., např. až na uváděných celkem 10 % hmotn., může v některých případech v závislosti na obsazích dalších prvků, obsažených ve slitině podle technického řešení, a na podmínkách jejího odlévání a tepelného zpracování, docházet k nepříznivému zvýšení teploty tání této slitiny a ke zvýšené křehkosti.
Podstata technického řešení spočívá v tom, že tato slitina může dále s výhodou obsahovat/ v hmotnostním množství, 1 až 5 % Ti za účelem zvýšení její korozivzdornosti.
Výhodou Co-Cr-Mo slitiny podle technického řešení je pak vyšší pevnost, otěruvzdomost, korozivzdornost a biokompatibilita z této slitiny vyrobených kostních a kloubních implantátů nebo jejich komponent.
-2CZ 29276 Ul
Další zvýšení pevnosti optimalizováním technologického procesu umožňuje např. konstrukci menších náhrad pro dysplasické klouby. Takovéto zásadní zlepšení mechanických vlastností, které jsou tak docíleny u Co-Cr-Mo slitiny dle technického řešení, pak umožňuje i návrh subtilnějších implantátů.
Zlepšení uvedených užitných vlastností je způsobeno následujícími mechanismy:
Zpevnění dosud existujících slitin na bázi Co-Cr-Mo je způsobeno převážně karbidickým skeletem tvořeným zejména karbidy chrómu. Úprava chemického složení Co-Cr-Mo slitiny podle technického řešení spočívá v legování dalšími karbidotvomými prvky, a to zároveň i biokompatibilními prvky, které částečně nahradí chrom v karbidech, čímž dojde k vyššímu obsahu chrómu v matrici a tím k vyšší korozní odolnosti. Tyto další prvky přitom tvoří s kobaltem uspořádané koherentní intermetalické fáze, např. Co2Nb, Co3Ta, Co3Ti a Co2Zr, které přispívají ke zpevnění slitiny.
Prvky Ti, Zr, Ta a Nb vykazují vyšší teplotu tání než slitiny Co-Cr-Mo. Tyto prvky vykazují při nízkém obsahu s kobaltem eutektickou reakci, která vede k nižší teplotě tání slitiny než je teplota tání čistého kobaltu. Proto přísada uvedených prvků v uvedeném rozmezí umožňuje použít stávající technologii (včetně teploty tavení a lití) přesného lití slitiny Co-Cr-Mo pro ortopedické implantáty. Zároveň je hmotnostní obsah uvedených přísad volen tak, aby nevzniklo přílišné množství zpevňujících intermetalických fází, které by vedlo ke zvýšené křehkosti.
Způsob výroby nové slitiny je velmi snadný. Byla použita technologie přesného lití do keramické skořepiny. Legování přidáním Ta, Nb, Zr, a/nebo Ti je možné přímo do tavícího kelímku k odpovídajícímu množství polotovaru ze slitiny Co-Cr-Mo dle ISO 5832 - 4.
Struktura a mechanické vlastnosti výsledné slitiny také mohou být dále modifikovány tepelným zpracováním. Například rozpouštěcí žíhání, které vede například k homogenizaci struktury (karbidů, nežádoucí fáze sigma, žádoucích intermetalik) a tím k vyšší tažnosti a korozní odolnosti. Nyní bylo použito tepelné zpracování ve formě rozpouštěcího žíhání při teplotě v rozmezí 1220 až 1230 °C po dobu jedné hodiny.
Objasnění výkresu
Řešení dle technického řešení je dále přiblíženo pomocí grafického znázornění průběhu potenciodynamických křivek u Co-Cr-Mo slitin pro ortopedické účely dle následujících konkrétních příkladů provedení technického řešení.
Příklady uskutečnění technického řešení
Příklad 1
Co-Cr-Mo slitina v prvním příkladném provedení technického řešení obsahuje, v hmotnostním množství, 61,4 % Co, 27,48 % Cr, 5,86 % Mo, 0,19 % C, jakož i doprovodné příměsi v množství max. 2 %.
Dále pak tato slitina obsahuje, v hmotnostním množství, 3,1 % Ta, přičemž u ní bylo dosaženo následujících mechanických vlastností: mez kluzu při 20 °C Rp02 = 602 MPa, mez pevnosti Rm = 904 MPa a tažnost A = 5,5 %.
Při použití výše uvedeného rozpouštěcího žíhání pak bylo dosaženo meze kluzu při 20 °C Rpo2 = 542 MPa, meze pevnosti Rm = 1001 MPa a tažnosti A = 20,1 %.
Příklad 2
Co-Cr-Mo slitina ve druhém příkladném provedení technického řešení obsahuje, v hmotnostním množství, 61,35 % Co, 27,45 % Cr, 5,86 % Mo, 0,19 % C, jakož i doprovodné příměsi v množství max. 2 %.
Dále pak tato slitina obsahuje, v hmotnostním množství, 3,19 % Nb, přičemž u této slitiny bylo dosaženo následujících mechanických vlastností: mez kluzu při 20 °C Rpo2 = 600 MPa, mez pevnosti Rm = 850 MPa, tažnost A = 3 %.
CZ 29276 Ul
Při použití výše uvedeného rozpouštěcího žíhání pak bylo dosaženo meze kluzu při 20 °C Rp02 = 550 MPa, meze pevnosti Rm = 890 MPa a tažnosti A = 11 %.
Příklad 3
Co-Cr-Mo slitina ve třetím příkladném provedení technického řešení obsahuje, v hmotnostním množství, 61,35 % Co, 27,45 % Cr, 5,86 % Mo, 0,19 % C, jakož i doprovodné příměsi v množství max. 2 %.
Dále pak tato slitina obsahuje, v hmotnostním množství, 3,19 % Zr, přičemž u ní bylo dosaženo následujících mechanických vlastností: mez kluzu při 20 °C Rpo2 = 598 MPa, mez pevnosti Rm = 853 MPa, tažnost A = 4 %.
ío Při použití výše uvedeného rozpouštěcího žíhání pak bylo dosaženo meze kluzu při 20 °C Rp02 = 526 MPa, meze pevnosti Rm = 920 MPa a tažnosti A = 14 %.
Příklad 4
Co-Cr-Mo slitina ve čtvrtém příkladném provedení technického řešení obsahuje, v hmotnostním množství, 61,35 % Co, 27,45 % Cr, 5,86 % Mo, 0,19 % C, jakož i doprovodné příměsi v množíš stvímax. 2%.
Dále pak tato slitina obsahuje, v hmotnostním množství, 1,6 % Zr, 1,6 % Nb a 0,2 % Ta, přičemž u ní bylo dosaženo obdobných mechanických vlastností jako v předchozích příkladech provedení. Příklad 5
Co-Cr-Mo slitina v pátém příkladném provedení technického řešení obsahuje, v hmotnostním množství, 60,44 % Co, 27,48 % Cr, 5,86 % Mo, 0,19 % C, jakož i doprovodné příměsi v množství max. 2 %.
Dále pak tato slitina obsahuje, v hmotnostním množství, 3,1 % Ta a 1,0 % Ti, přičemž u ní bylo dosaženo následujících mechanických vlastností: mez kluzu při 20 °C Rp02 = 600 MPa, mez pevnosti Rm = 920 MPa a tažnost A = 7 %.
Při použití výše uvedeného rozpouštěcího žíhání pak bylo dosaženo meze kluzu při 20 °C Rp02 = 530 MPa, meze pevnosti Rm = 970 MPa a tažnosti A = 15,3 %.
Přídavek titanu do slitiny Co-Cr-Mo výrazně zvyšuje korozní odolnost, nesmí ho však být příliš, neboť způsobuje křehkost ve větším množství.
Z výše uvedených příkladů vyplývá, že nové slitiny mají vyšší hodnoty meze pevnosti a meze kluzu, a to cca o 100 MPa, a porovnatelnou tažnost oproti běžným slitinám Co-Cr-Mo, odlitých za stejných podmínek. Provedené rozpouštěcí žíhání u slitiny dle technického řešení pak výrazně zvedne tažnost, při mírném poklesu meze kluzu a nárůstu meze pevnosti.
U výše uvedených slitin, příklady 1 až 3, byly ověřovány následující vlastnosti, oproti dosavadní slitině Co-Cr-Mo, a to tvrdost, otěruvzdomost, korozivzdornost. Získané hodnoty jsou uvedeny
J5 v následující tabulce a jsou patrné i z průběhu potenciodynamických křivek na přiloženém vyobrazení.
| KV30 | Otěr | |
| CoCrMo | 232 | 8,7 |
| CoCrMo+Nb litý | 398 | 4,35 |
| CoCrMo+Ta litý | 353 | 53 |
| CoGMo+Tl | 528 | 8,1 |
| CoCrMo+Zr | 468 | 8.4 |
Z tabulky je patrné, že nové slitiny mají lepší parametry ve všech ohledech. Mají vyšší tvrdost, vyšší otěnivzdomost, nižší korozní proud v umělém fyziologickém roztoku.
-4CZ 29276 U1
Co se pak týče průběhu zobrazených potenciodynamických křivek, znázorňuje na přiloženém vyobrazení:
křivka a - průběh u stávajících Co-Cr-Mo slitin, křivka b - průběh u Co-Cr-Mo-Nb slitiny podle technického řešení, křivka c - průběh u Co-Cr-Mo-Ta slitiny podle technického řešení, křivka d - průběh u Co-Cr-Mo-Ti slitiny podle technického řešení, křivka e - průběh u Co-Cr-Mo-Zr slitiny podle technického řešení.
Jak je z gráfa patrno, slitiny podle technického řešení mají nižší korozní proud, a tudíž korozní rychlost než stávající Co-Cr-Mo slitiny, zejména pak u slitiny s přídavkem titanu.
io Průmyslová využitelnost
Slitinu dle technického řešení lze široce použít pro výrobu kostních a kloubních implantátů nebo jejich komponent, vyráběných z dosud známých Co-Cr-Mo slitin, resp. z jiných známých kovových materiálů.
Claims (2)
15 1. Co-Cr-Mo slitina pro ortopedické účely, určená zejména pro kovové kloubní a kostní implantáty, například pro výrobu totálních náhrad kyčelních nebo kolenních kloubů, resp. jejich komponent, obsahující, v hmotnostním množství, min. 50 % Co, vyznačující se tím, že dále obsahuje, v hmotnostním množství, 20 až 35 % Cr, 3 až 10 % Mo, 0,01 až 0,5 % C, jakož i celkem 1 až 10 % alespoň jednoho z prvků, vybraných ze skupiny Zr, Nb, Ta, a doprovodné
20 příměsi v množství max. 2 %.
2. Co-Cr-Mo slitina podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje, v hmotnostním množství, 1 až 5 % Ti.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-31965U CZ29276U1 (cs) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Co-Cr-Mo slitina pro ortopedické účely |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-31965U CZ29276U1 (cs) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Co-Cr-Mo slitina pro ortopedické účely |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ29276U1 true CZ29276U1 (cs) | 2016-03-15 |
Family
ID=55642965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-31965U CZ29276U1 (cs) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Co-Cr-Mo slitina pro ortopedické účely |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ29276U1 (cs) |
-
2015
- 2015-12-29 CZ CZ2015-31965U patent/CZ29276U1/cs not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Krishna et al. | Functionally graded Co–Cr–Mo coating on Ti–6Al–4V alloy structures | |
| EP1627091B1 (en) | Methods of making cobalt alloys, and implants and articles of manufacture made therefrom | |
| España et al. | Design and fabrication of CoCrMo alloy based novel structures for load bearing implants using laser engineered net shaping | |
| Gepreel et al. | Biocompatibility of Ti-alloys for long-term implantation | |
| Nielsen | Corrosion of metallic implants | |
| CA3165489A1 (en) | Metal powder for an additive manufacturing process, uses of the metal powder, method for producing a component, and component | |
| Semlitsch et al. | Properties of implant alloys for artificial hip joints | |
| CN101128164B (zh) | 由钛合金制备的关节假体 | |
| Cooper | Diagnosis and treatment of adverse local tissue reactions at the head-neck junction | |
| AU2006218031B2 (en) | Method for producing a medical implant made of a beta-titanium molybdenum alloy, and a corresponding implant | |
| Szala et al. | Microstructural characterisation of Co-Cr-Mo casting dental alloys | |
| Thoemmes et al. | Microstructure and mechanical properties of binary Ti-Nb alloys for application in medicine | |
| Yates et al. | Fractures of modern high nitrogen stainless steel cemented stems: cause, mechanism, and avoidance in 14 cases | |
| CZ29276U1 (cs) | Co-Cr-Mo slitina pro ortopedické účely | |
| GB2504372A (en) | A surgical implant made from a Co-Cr-Mo-Si-C alloy | |
| CZ306784B6 (cs) | Slévárenská Co-Cr-Mo slitina pro orthopedické účely | |
| JP2024546146A (ja) | 冷間加工され表面硬化された本質的にＣｏを含まないステンレス鋼合金から製造された物品およびその製造方法 | |
| KR100653160B1 (ko) | 생체 적합성이 우수한 저탄성계수 티타늄기 합금소재 및 그제조방법 | |
| GB2630026A (en) | A strong and low-stiffness bio-compatible titanium alloy | |
| Oksiuta et al. | Analysis of microstructural aspects of a hip stem failure made of the REX 734 stainless steel | |
| Kurtz et al. | Contemporary total hip arthroplasty: Hard-on-hard bearings and highly crosslinked UHMWPE | |
| González-Carrasco | Metals as bone repair materials | |
| KR101541455B1 (ko) | Ｃｏ－Ｃ 모합금의 유도용해 방법을 이용한 Ｃｏ－Ｃｒ－Ｍｏ 의료용 합금의 제조방법 및 이로 제조된 Ｃｏ－Ｃｒ－Ｍｏ 의료용 합금 | |
| Mierzejewska | Case study and failure analysis of a total hip stem fracture | |
| Gratton et al. | Failure modes of biomedical implants |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20160315 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20191229 |