DD298737A5 - ONE-PIECE CEMENT FREE IMPLANTABLE JOINT PAN - Google Patents
ONE-PIECE CEMENT FREE IMPLANTABLE JOINT PAN Download PDFInfo
- Publication number
- DD298737A5 DD298737A5 DD33864090A DD33864090A DD298737A5 DD 298737 A5 DD298737 A5 DD 298737A5 DD 33864090 A DD33864090 A DD 33864090A DD 33864090 A DD33864090 A DD 33864090A DD 298737 A5 DD298737 A5 DD 298737A5
- Authority
- DD
- German Democratic Republic
- Prior art keywords
- titanium
- piece
- polymer matrix
- composite material
- glassy
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/32—Joints for the hip
- A61F2/34—Acetabular cups
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/3094—Designing or manufacturing processes
- A61F2/30965—Reinforcing the prosthesis by embedding particles or fibres during moulding or dipping
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
- A61F2002/3085—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves with a threaded, e.g. self-tapping, bone-engaging surface, e.g. external surface
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/3094—Designing or manufacturing processes
- A61F2/30942—Designing or manufacturing processes for designing or making customized prostheses, e.g. using templates, CT or NMR scans, finite-element analysis or CAD-CAM techniques
- A61F2002/30957—Designing or manufacturing processes for designing or making customized prostheses, e.g. using templates, CT or NMR scans, finite-element analysis or CAD-CAM techniques using a positive or a negative model, e.g. moulds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/3094—Designing or manufacturing processes
- A61F2002/30968—Sintering
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/3094—Designing or manufacturing processes
- A61F2002/30971—Laminates, i.e. layered products
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/32—Joints for the hip
- A61F2/34—Acetabular cups
- A61F2002/3445—Acetabular cups having a number of shells different from two
- A61F2002/3446—Single cups
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
- A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
- A61F2310/00011—Metals or alloys
- A61F2310/00023—Titanium or titanium-based alloys, e.g. Ti-Ni alloys
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
- A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
- A61F2310/00179—Ceramics or ceramic-like structures
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
- A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
- A61F2310/00329—Glasses, e.g. bioglass
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
- A61F2310/00389—The prosthesis being coated or covered with a particular material
- A61F2310/00592—Coating or prosthesis-covering structure made of ceramics or of ceramic-like compounds
- A61F2310/00598—Coating or prosthesis-covering structure made of compounds based on metal oxides or hydroxides
- A61F2310/00616—Coating made of titanium oxide or hydroxides
Abstract
Die Erfindung betrifft einteilige zementfrei implantierbare Gelenkpfannen bestehend aus einem Grundkoerper aus Titanium oder einer Titaniumlegierung, welcher allseitig mit einer Titaniumoxidhaut bedeckt ist. Die Laufflaeche fuer das konvexe Gegenstueck wird gebildet von einem Kompositwerkstoff bestehend aus einer Polymermatrix mit eingelagerten glasigkristallinen anorganischen Biomaterialien, der im Kontakt mit dem titaniumoxidbedeckten Grundkoerper durch Polyaddition entsteht. Die Erfindung kann in der Humanmedizin Verwendung finden.{zementfrei implantierbare Gelenkpfanne; Endoprothese; Reinsttitanium; Titaniumoxidhaut; Titanium-Kompositwerkstoff-Verbund; Polymermatrix; glasigkristallines anorganisches Biomaterial; Polyurethan; Epoxidharz}The invention relates to one-piece cementless implantable joint sockets consisting of a basic body made of titanium or a titanium alloy, which is covered on all sides with a Titaniumoxidhaut. The tread for the convex counterpart is formed by a composite material consisting of a polymer matrix with embedded glassy-crystalline inorganic biomaterials, which arises in contact with the titanium oxide-covered basic body by polyaddition. The invention can be used in human medicine. {Cementless implantable acetabulum; endoprosthesis; Reinsttitanium; Titaniumoxidhaut; Titanium composite material composite; Polymer matrix; glassy crystalline inorganic biomaterial; polyurethane; epoxy}
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine einteilige zementfrei implantierbare Gelenkpfanne hoher Biokompatibilität, die im Knochen form- und kraftschlüssig verankert wird und als Endoprothese in der Humanmedizin Verwendung findet.The invention relates to a one-piece cementless implantable joint socket high biocompatibility, which is anchored positively and non-positively in the bone and is used as an endoprosthesis in human medicine.
Als zementfrei verankerbare Gelenkpfannen kommen bisher vor allem mehrteilige Systeme zum Einsatz. Moist besteht ein solches System aus einer biokompatiblen metallischen Schale, welche form- und kraftschlüssig im Knochenbett verankert wird und einem Polymerinlay vorzugsweise aus hochmolekularem Polyethylen als den konkaven Gleitpartner im Gelenk, der wiederum nur form- und kraftschlüssig mit der metallischen Schale verbunden ist. Im Falle der Hüftgelenkendoprothesenschalen gibt es viele technische Lösungen, um die Lockerung sowohl der Metallschale im Knochenbett als auch des Inlays in der Schale infolge großer Scherkräfte zu begegnen. So werden z. B. in der PS WO 85/02535 zur Verankerung der Schale im Knochenbett ein perforiertes einseitig geöffnetes zylindrisches Verankerungsteil sowie zur Verankerung des Polymerinlays ineinander einrastbare Rastmittel (Rastelemente) vorgeschlagen. In der OS DE OS 3630276 wird eine zementfrei implantierbare Gelenkpfanne beschrieben, die die in der Praxis auftretenden Pfannenlockerungen durch eine Selbstspanneinrichtung beheben soll und bei der die formschlüssig eingepaßte Innenpfanne durch Vortrieb in die Außenpfanne letztere aufweitet und an das Knochenlager preßt.As a cement-free anchored joint pans previously mainly multi-part systems are used. Moist consists of such a system of a biocompatible metallic shell, which is anchored positively and non-positively in the bone bed and a polymer inlay preferably made of high molecular weight polyethylene as the concave sliding partner in the joint, which in turn is only positively and non-positively connected to the metallic shell. In the case of the hip joint endoprosthesis shells, there are many technical solutions to counteract the loosening of both the metal shell in the bone bed and the inlay in the shell due to high shear forces. So z. B. in WO 85/02535 for anchoring the shell in the bone bed a perforated unilaterally open cylindrical anchoring part and for anchoring the Polymerinlays interlocking latching means (locking elements) proposed. In OS DE OS 3630276 a cementless implantable acetabulum is described, which is intended to remedy the pan loosening occurring in practice by a self-tensioning device and in which the form-fitting fitted inner pan expands by driving into the outer pan latter and presses against the bone stock.
Bei den Tibiaplateaus von Kniegelenkschlittenprothesen wird die Polymerlauffläche ebenfalls nur form- und kraftschlüssig auf der meist gegossenen aus einer Kobalt-Chrom-Molybdän-Legierung bestehenden Metallunterlage befestigt (Schlittenprothese der Firma Link).In the tibial plateau of knee joint prostheses, the polymer tread is also only positive and non-positively attached to the most cast metal substrate consisting of a cobalt-chromium-molybdenum alloy (slide prosthesis from Link).
Die Nachteile all dieser Lösungen sind vor allem darin begründet, daß zwischen dem Polymerteil und dem Metallteil Spalten vorhanden 3ind, die als potentielle Brutstätte für Infektionen anzusehen sind und zwar unabhängig davon, ob das System bereits vor der Operation komplettiert ist, oder während der Operation zusammengesetzt wird. Außerdem können fertigungsbedingte Paßungenauigkeiten zu einem lockeren SiU des Inlays im Metallgehäuse oder auf der Metallunterlage führen, was zu einer röntgenologisch schlecht kontrollierbaren Relativbewegung Inlay-Metallmantel mit Abrieb und Luxationsneigung des Inlays und der Metallschale führen.The disadvantages of all these solutions are mainly due to the fact that there are gaps between the polymer part and the metal part, which are to be regarded as a potential hotbed for infections, regardless of whether the system is completed before the operation, or assembled during the operation becomes. In addition, manufacturing-related Paßungenauigkeiten can lead to a loose SiU of the inlay in the metal housing or on the metal pad, resulting in a radiologically poorly controlled relative movement inlay metal jacket with abrasion and dislocation tendency of the inlay and the metal shell.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, einteilige zementfrei implantierbare Gelenkpfannen zu entwickeln, die eine lange Liegedauer garantieren, die Reoprationsrate herabsetzen und auf relativ unkomplizierte Weise hergestellt werden können.The aim of the invention is to develop one-piece cementless implantable joint sockets, which guarantee a long period of time, reduce the rate of reopration and can be produced in a relatively uncomplicated way.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Dio Aufgabe der Erfindung besteht darin, einteilige zementfrei implantierbare Gelenkpfannen mit hoher Biokompatibilität und mechanischer Stabilität sowie Verschleißfestigkeit der Gleitflächen zu entwickeln, die eine Relativbewegung von Teilen der Pfannen untereinander auschließt.Dio object of the invention is to develop one-piece cementless implantable joint sockets with high biocompatibility and mechanical stability and wear resistance of the sliding surfaces, which precludes a relative movement of parts of the pans with each other.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein spanend oder spanlos hergestellter Grundkörper aus Reinsttitanium oder einer biokompatiblen Titaniumlegierung allseitig eine mittels anodischer Funkentladung hergestellte Oxidhaut aus teilkristallinem Titaniumoxid trägt, welche als Kontaktfläche sowohl knochenseitig als auch zu einem die Lauffläche bildenden Kompositwerkstoff, bestehend aus einer Polymermatrix mit eingelagerten glasigkristallinen anorganischen Biomaterialien, dient und dadurch ein unlösbarer, dichter biokompatibler Titanium-Komposit-Verbund aufgebaut ist.According to the invention this object is achieved in that a machined or non-cutting produced body made of pure titanium or a biocompatible T itanium alloy on all sides wearing an oxide produced by anodic radio discharge oxide of semicrystalline titanium oxide, which serves as a contact surface both on the bone side and to a tread composite material consisting of a Polymer matrix with embedded glassy crystalline inorganic biomaterials, serves and thereby an insoluble, dense biocompatible Titanium composite composite is constructed.
Die Oxidhaut hat eine Dicke von 3μηπ bis zu 10um, besteht aus mindestens 20% Rutil und/oder Anatas, sowie mindestens 20% röntgenamorpher Bestandteile.The oxide skin has a thickness of 3μηπ up to 10um, consists of at least 20% rutile and / or anatase, and at least 20% X-ray amorphous constituents.
Ein weiteres Merkmal dieser Titaniumoxidhaut ist, das mittels der anodischen Oxidation unter Funkenentladung (ANOF-Verfahren) erzeugte typische Oberflächenprofil mit mindestens 10* Poren pro Quadratmillimeter, die einen Durchmesser größer 1 Mm und eine maximale Porentiefe von Va der Titaniumoxidhautdicke aufweisen.Another feature of this titanium oxide skin is the typical surface profile produced by anodic oxidation under spark discharge (ANOF) method with at least 10 * pores per square millimeter having a diameter greater than 1 μm and a maximum pore depth of Va of the titanium oxide skin thickness.
Sowohl für die Ausbildung eines möglichst festen knochenseitigen Verbundes des Implantates als auch für den Verbund mit dem Kompositwerkstoff erweist es sich als vorteilhaft, daß die Titaniumoxidhaut Calzium- und Phosphationen enthält.Both for the formation of a solid as possible bone-side composite of the implant as well as for the composite with the composite material, it proves to be advantageous that the Titaniumoxidhaut contains calcium and phosphate ions.
Diese Ionen stammen aus dem ANOF-Elektrolyten und werden während der Bildung der Titaniumoxidhaut bis zu 20% in die Oxidhaut mit eingebaut.These ions originate from the ANOF electrolyte and are incorporated into the oxide skin by up to 20% during the formation of the titanium oxide skin.
Erfindungsgemäß ist die Kontaktfläche des titaniumoxidbeschichteten Titaniumgrundkörpers zu dem Kompositwerkstoff ausgebildet, in dem eine Polyaddition im Kontakt mit der ANOF-Titaniumoxidhaut und in Gegonwart von 20 bis 70% eines glasigkristallinen anorganischen Biomaterials, bezogen aiif die Polymerkomponente, mit einer Körnung von 50 bis 500Mm, vorzugsweise 63 bis 200 pm stattfindet.According to the invention, the contact surface of the titanium oxide-coated titanium base body is formed into the composite material in which a polyaddition in contact with the ANOF titanium oxide skin and in contrast from 20 to 70% of a glassy crystalline inorganic biomaterial, based on the polymer component, with a grain size of 50 to 500 μm, preferably 63 to 200 pm takes place.
Das glasigkristalline anorganische Biomaterial gehört in seiner chemischen Zusammensetzung zum Grundsystem P2Oi-CaO-SiO2. Es versteht sich von selbst, daß natürlich noch weitere Zusätze enthalten sein können insbesondere Stoffe, die die Hydrolysestabilität des Biomaterials verbessern wie AI2Oj, ZrO2, TiO2 etc. Untersuchungen haben ergeben, daß es sich als vorteilhaft erweist, wenn das Biomaterial nicht rein glasig, sondern in glasigki 'stalliner Form vorliegt. Als kristalline Hauptphasen werden in diesem Fall Apatit und/oder Wollastonit mit Vorteil eingesetzt. MeK · oder weniger bedingt durch die, die Hydroiysestabilität heraufsetzenden Substanzen, treten Nebenkristallphasen auf, die bis zu einem Mengengehalt von 25% toleriert werden können'.The glassy-crystalline inorganic biomaterial belongs in its chemical composition to the basic system P 2 Oi-CaO-SiO 2 . It goes without saying that, of course, other additives may be included in particular substances that improve the hydrolytic stability of biomaterials such as Al 2 Oj, ZrO 2 , TiO 2, etc. Studies have shown that it proves to be advantageous if the biomaterial not purely glassy, but in glasigki 'stalliner form present. Apatite and / or wollastonite are used with advantage in this case as crystalline main phases. MeK · or less due to the, the hydrosis stability increasing substances occur, secondary crystal phases, which can be tolerated up to a content of 25% '.
Untersuchungen zeigten, daß es gleichgültig ist, auf welchem Verfahrensweg das glasigkristalline Biomaterial hergestellt wurde, d.h. im Sinne der vorliegenden Erfindung ist es möglich eine Glaskeramik und/oder eine Keramik und/oder eine Sinterglaskeramik mit oben genannten Merkmalen einzusetzen.Investigations showed that it does not matter by which route the glassy-crystalline biomaterial was produced, i. For the purposes of the present invention, it is possible to use a glass ceramic and / or a ceramic and / or a sintered glass ceramic with the features mentioned above.
Als Polymermatrixmaterial werden vorzugsweise Polyurethane oder Epoxidharze eingesetzt. Der Gehalt an funktioneilen Gruppen, die eine feste Bindung zwischen dem Polymermaterial und dem teilkristallinen Titaniumoxid auf dem Titaniumgrundlcörper einerseits sowie der eingelagerten ebenfalls teilkristallinen Bioglaskeramik andererseits bewirken, muß mindestens 10% betragen.The polymer matrix material used is preferably polyurethanes or epoxy resins. The content of functional groups, which cause a firm bond between the polymer material and the partially crystalline titanium oxide on the Titaniumgrundlcörper on the one hand and the embedded semi-crystalline Bioglaskeramik on the other hand, must be at least 10%.
Als solche Gruppen fungieren in Polyurethanen die zur Wasserstoffbrückenbindung befähigten Urethangruppen, während in Epoxidharzen die bei Verwendung von Polyaminen als Härter gebildeten Hydroxylgruppen, bzw. bei Verwendung vonThe urethane groups capable of hydrogen bonding act as such groups in polyurethanes, whereas in epoxy resins the hydroxyl groups formed as hardeners when using polyamines, or when using
Anhydriden die gebildeten Estergruppen, derartige Wechselwirkungen ausüben. 'Anhydrides exert the ester groups formed, such interactions. '
Es liegt im Wesen der Erfindung, daß die elastische Polymermatrix vernetzt ist und eine Glastemperatur oberhalb der Körpertempei atur aufweist. Hierzu ist erforderlich, bei Verwendung von Polyurethan-Gießharzen die Polyolfunktionalität zwischen 2, ι und 4,0, vorzugsweise zwischen 3,3 und 3,6 einzustellen. Aus gleichem Grund ist es notwendig, daß das Hydroxyläquivalentgewicht des Polyols zwischen 100 und 300g Komponente pro Mol OH vorzugsweise auf 150g/Mol bis 220g/Mol eingestellt wird.It is in the nature of the invention that the elastic polymer matrix is crosslinked and has a glass transition temperature above body temperature. For this purpose, when using polyurethane casting resins, the polyol functionality between 2, ι and 4.0, preferably between 3.3 and 3.6 set. For the same reason, it is necessary that the hydroxyl equivalent weight of the polyol between 100 and 300 g of component per mole of OH is preferably set to 150 g / mol to 220 g / mol.
Als Diisocyanate sind aromatische und cycloaliphatische Diisocyanate als vernetzende Komponenten bevorzugt einzusehen.As diisocyanates, aromatic and cycloaliphatic diisocyanates are preferred as crosslinking components.
Bei Epoxidharzen wird die Glastomperatur durch Verwendung von Diglycidethern der aromatischen Diphenole oder auch durch Verwendung von Isocyanurattriglycidether sowie durch Einsatz von Phalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid und ähnlichen üblichen Epoxidharzhärtern erreicht.In the case of epoxy resins, the glass tautness is achieved by using diglycidyl ethers of the aromatic diphenols or else by using isocyanurate triglycidyl ether and by using phaloic anhydride, hexahydrophthalic anhydride and similar conventional epoxy resin hardeners.
Es wurde gefunden, daß durch die Kombination der mit einer teilkristallinen titaniumoxidbedeckten Titaniumoberfläche und dem durch Polyaddition reagierenden Gießharz, bei Anwesenheit von ebenfalls teilkristalliner Biokeramik, ein fester stoffschlüssiger Verbund entsteht. Dabei fungiert die Titaniumoxidhaut nicht nur als haftvermittelnde Zwischenschicht und die anorganische Biokeramik in der Polymermatrix nicht nur als Füllmaterial, sondern es kommt nachweislich zur Ausbildung von Bindungen sowohl zwischen den anorganischen und den organischen Phasen einerseits aber auch zwischen den morphologisch und chemiech ähnlichen anorganischen Phasen der Titaniumoxidhaut und der glasigkristallinen Biokeramik untereinander.It has been found that the combination of the titanium oxide-coated titanium surface with a partially crystalline titanium oxide and the casting resin reacting by polyaddition, in the presence of likewise semi-crystalline bioceramics, results in a solid cohesive bond. The titanium oxide skin acts not only as an adhesion-promoting intermediate layer and the inorganic bioceramics in the polymer matrix not only as a filler, but it is shown to form bonds both between the inorganic and the organic phases on the one hand but also between the morphologically and chemiech similar inorganic phases of Titaniumoxidhaut and the glassy-crystalline bioceramics with each other.
Der Gesamtverbund wird besonders fest, wenn die Biokeramikkonzentration in der Nähe der kritischen Pigmentvolumenkonzentration liegt. Dies garantiert, daß die Wechselwirkungen zwischen den sich berührenden Keramikteilchen einem Herauslösen aus dem Verbund entgegenwirken. Außerdem gibt es gleichzeitig viele Berührungspunkte und damit Wechselwirkungen zwischen den glasigkristallinen Biokeramikteilchen und der titaniumoxidbedeckten Titaniumoberfläche.The overall composite becomes particularly strong when the bioceramic concentration is close to the critical pigment volume concentration. This guarantees that the interactions between the contacting ceramic particles counteract leaching out of the composite. In addition, there are many points of contact and thus interactions between the glassy-crystalline bioceramic particles and the titanium-oxide-covered titanium surface.
Es bilden sich erfindungsgemäß auf diese Weise eine dichte Folge von stabilen Verbindungen vom Titanium über das amorphkristalline Titaniumoxid bis zu dem letzten Biomaterialkorn in der Polymermatrix an der konkaven Lauffläche für das konvexe Gegenstück des Gelenkes aus, die eine gute Verbundstabilität garantieren.According to the invention, in this way, a dense series of stable compounds of titanium over the amorphous-crystalline titanium oxide up to the last biomaterial grain in the polymer matrix forms on the concave running surface for the convex counterpart of the joint, which guarantee good composite stability.
in der Polymermatrix bzw. das teilweise Eindringen von Polymermaterial in die poröse Titaniumoxidhaut desin the polymer matrix or the partial penetration of polymer material into the porous titanium oxide skin of the
dynamischen Belastungen minimiert werden.be minimized dynamic loads.
mit eingelagerten glasigkristallinen anorganischen Biomaterialien bestimmt.determined with incorporated glassy crystalline inorganic biomaterials.
teilkristallinen Titaniumoxidbestandteile in dem Maße in der Polymermatrix abnehmen, wie das ebenfalls Calzium undpartially crystalline titanium oxide components decrease in the extent in the polymer matrix, as well as the calcium and
Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be described below with reference to two embodiments. The accompanying drawings show
Ein Formkörper laus EMO-Ti 140 für eine zementfrei implantiorbare Hüftschalenprothese mit Außengewinde gemäß Fig. 1 wird fettfrei gewaschen und 10 Sekunden bei Zimmertemperatur in einer Mischung aus gleichen Teilen einer 65%igen Salpetersäure und 40%igen Fluorwasserstoffsäure chemisch geglänzt und anschließend mit Wasser säurefrei gespült, Die allseitige ANOF-Beschichtung erfolgt sodann auf dem anodisch gepolten Formkörper 1 in einer an Calziumdihydrogenphosphat gesättigten wäßrigen Lösung mittels einer gepulsten Gleichspannung mit Spannungsspitzen größer 220V solange, bis der Beschichtungsstrom auf kleiner 10% des Anfangswertes gefallen ist.1 is washed fat-free and chemically shined for 10 seconds at room temperature in a mixture of equal parts of a 65% nitric acid and 40% hydrofluoric acid and then rinsed acid-free with water The all-round ANOF coating then takes place on the anodically poled molded body 1 in a saturated aqueous solution of calcium dihydrogen phosphate by means of a pulsed DC voltage with voltage peaks greater than 220V until the coating flow has fallen to less than 10% of the initial value.
Nach einer sorgfältigen Spülung des Formkörpers 1 mit destilliertem Wasser und nachfolgender Trocknung bei 200°C wird der Formkörper 1 auf eine Gießvorrichtung mit einer Halbkugel als Kern aufgesteckt.After thorough rinsing of the molded body 1 with distilled water and subsequent drying at 200 ° C, the molded body 1 is placed on a casting device with a hemisphere as the core.
Der erfindungsgemäße Titanium-Kompositwerkstoff-Verbund entsteht durch ein blasenfreies Ausgießen des Hohlraumes zwischen dem ANOF-beschichteten Formkörper 1 und dem Kern der Gießvorrichtung bei 4O0C mit einer reagierenden Mischung die wie folgt hergestellt wird:The composite titanium composite according to the invention is produced by a bubble-free pouring of the cavity between the ANOF-coated molded body 1 and the core of the casting apparatus at 4O 0 C with a reacting mixture which is prepared as follows:
20g eines durch Vermischen von Ricinolsäuretrimethylpropanesters mit Trimethylolpropan hergestellten Polyolgemisches mit dem Hydroxyläquivalentgewicht 190g Ester pro Mol OH und einer Funktionalität von 3,0 sowie einer Viskosität bei 4O0C von 10OOmPas werden zuerst mit 20g des glasigkristallinen anorganischen Biomaterials 4 ILMAPLANT*-L1 der Körnung 63pm bis 200 μσι innig gemischt. Dabei muß das ILMAPLANT-Pulver vorher mindestens eine Stunde bei 2000C vorgetrocknet worden sein. In der so hergestellten Suspension aus Polyester, Polyol und ILMAPLANT^-Li Pulver werden 10g frisch destilliertes Toluylendiisocyanat (Äquivalentgewicht 90g/Mol NCO) gegeben, worauf die bei 4O0C gießfähige reagierende Mischung entsteht. Die Aushärtugn erfolgt bei Temperaturen zwischen 40°C und 80°C und ist nach 12 Stunden abgeschlossen. Nach dieser Zeit wird der Kern entfernt und der Kompositwerkstoff 2 einer Qualitätskontrollo auf evtl. entstandene Gießfehler unterzogen. Fig. 2 zeigt im Querschnitt den Gesamtaufbau der so entstandenen Gelenkpfanne mit der erfindungsgemäßen Kombination titanoxidbeschichtetes Titanium 1/Polyaddukt 3 mit eingelagerten glasigkristallinen anorganischen Biomaterialien 4, wobei das Polyaddukt 3 mit dem eingelagerten glasigkristallinen anorganischen Biomaterial 4 den Kompositwerkstoff 2 bilden und die allseitig den Titaniumgrundkörper 1 bedeckende Titaniumoxidhaut 5 Calzium und Phosphat enthält.20g of a polyol mixture prepared by mixing Ricinolsäuretrimethylpropanesters with trimethylolpropane with the hydroxyl equivalent 190g ester per mole of OH and a functionality of 3.0 and a viscosity at 4O 0 C of 10OOmPas are first coated with 20 g of the vitreous-crystalline inorganic Biomaterials 4 ILMAPLANT * -L1 grit 63pm intimately mixed up to 200 μσι. Here, the ILMAPLANT powder must be previously pre-dried for at least one hour at 200 0 C. In the suspension thus prepared polyester polyol and ILMAPLANT ^ -Li powder 10g freshly distilled toluene diisocyanate (equivalent weight 90 g / mol NCO) were added, after which the at 4O 0 C pourable reacting mixture. The curing takes place at temperatures between 40 ° C and 80 ° C and is completed after 12 hours. After this time, the core is removed and the composite material 2 subjected to a quality control on possibly resulting casting defects. Fig. 2 shows in cross-section the overall structure of the resulting joint socket with the inventive combination titanoxidbeschichtetes titanium 1 / polyadduct 3 with embedded glassy crystalline inorganic biomaterials 4, the polyadduct 3 with the embedded glassy inorganic biomaterial 4 form the composite material 2 and the sides of the titanium main body. 1 covering titanium oxide skin contains 5 calcium and phosphate.
Ein Formkörper 1 aus EMO-Ti 140 für eine zementfrei implantierbare Hüftschalenprothese wird gemäß Ausführungsbeispiel 1 mit einer Titanoxidhaut 5 allseitig bedeckt und anschließend der erfindungsgemäße Titanium-Kompositwerkstoff-Verbund mit der nachfolgend beschriebenen reagierenden Mischung analog dem Ausführungsbeispiel 1 hergestellt. 14g eines kristallinen Epoxidharzes auf der Basis von Isocyanursäure werden mit 20g frisch destilliertem Hexahydrophthalsäureanhydrid sowie 35g des glasigkristallinen anorganischen Biomaterials ILMAPLANT^-L 1 der Körnung 63pm bis 200Mm bei 1100C zur Polyaddition gebracht. Nach einer 20minütigen Vorreaktion erfolgt das Ausgießen in die auf 100°C vorgewärmte mit derTitanoxidhaut 5 versehenen Titaniumgrundkörper 1 gemäß Ausführungsbeispiel 1. Die Aushärtung ist bei einer Temperatur von 110°C nach 24 h beendet.A shaped body 1 made of EMO-Ti 140 for a cementless implantable hip shell prosthesis is covered on all sides according to exemplary embodiment 1 with a titanium oxide skin 5, and then the composite titanium composite according to the invention with the reactive mixture described below is produced analogously to exemplary embodiment 1. 14 g of a crystalline epoxy resin based on isocyanuric acid are brought to polyaddition with 20 g of freshly distilled hexahydrophthalic anhydride and 35 g of the glassy crystalline inorganic biomaterial ILMAPLANT ^ -L 1 of grain size 63pm to 200mm at 110 0 C. After a 20-minute pre-reaction pouring takes place in the preheated to 100 ° C provided with the Titanoxidhaut 5 titanium basic body 1 according to embodiment 1. The curing is completed at a temperature of 110 ° C after 24 h.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD33864090A DD298737A5 (en) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | ONE-PIECE CEMENT FREE IMPLANTABLE JOINT PAN |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD33864090A DD298737A5 (en) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | ONE-PIECE CEMENT FREE IMPLANTABLE JOINT PAN |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD298737A5 true DD298737A5 (en) | 1992-03-12 |
Family
ID=5617031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD33864090A DD298737A5 (en) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | ONE-PIECE CEMENT FREE IMPLANTABLE JOINT PAN |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD298737A5 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999030634A2 (en) * | 1997-12-13 | 1999-06-24 | Ceramtec Ag Innovative Ceramic Engineering | Hip joint socket |
EP2149351A1 (en) * | 2008-07-29 | 2010-02-03 | DERU GmbH | Endoprosthesis component |
FR2950524A1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-04-01 | Jean-Jacques Lallement | Cotyloidal implant for treating e.g. iliacus bone of patient, has hemispherical cup comprising polar part and equatorial part, where portion of surface external of polar part is covered by osteo-conductive porous coating |
-
1990
- 1990-03-13 DD DD33864090A patent/DD298737A5/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999030634A2 (en) * | 1997-12-13 | 1999-06-24 | Ceramtec Ag Innovative Ceramic Engineering | Hip joint socket |
WO1999030634A3 (en) * | 1997-12-13 | 2000-10-05 | Ceramtec Ag | Hip joint socket |
EP2149351A1 (en) * | 2008-07-29 | 2010-02-03 | DERU GmbH | Endoprosthesis component |
FR2950524A1 (en) * | 2009-09-28 | 2011-04-01 | Jean-Jacques Lallement | Cotyloidal implant for treating e.g. iliacus bone of patient, has hemispherical cup comprising polar part and equatorial part, where portion of surface external of polar part is covered by osteo-conductive porous coating |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0006544B1 (en) | Implantable material for bone replacement based on calcium phosphate ceramics in a matrix and method of preparing same | |
DE3447583C2 (en) | ||
EP0023608A1 (en) | Bone implant for prostheses and bone fixation parts and process for its manufacture | |
DE2127843A1 (en) | Metallic implants | |
DE3325111A1 (en) | IMPLANTATION MATERIALS | |
DE2502884A1 (en) | Synthetic bone or joint prosthesis - incorporates zones which are gradually absorbed by the body | |
DE202005005405U1 (en) | Implant for insertion into a human or animal body includes an intermediate layer between a bone-abutting surface and an osteointegrative layer | |
EP0502082B1 (en) | Joint endoprosthesis with Al2O3 ceramic head and a composite socket and process for making it | |
DE2810129A1 (en) | IMPLANTABLE METAL PIN | |
DE102014211725A1 (en) | Ceramic components for replacement of joint surfaces | |
DE102020116929A1 (en) | Endoprosthesis, method for the production thereof and use of an endoprosthesis | |
DD298737A5 (en) | ONE-PIECE CEMENT FREE IMPLANTABLE JOINT PAN | |
DE3928845A1 (en) | PROSTHESIS | |
DE4411974C2 (en) | Implants made of titanium materials with accelerated bone ingrowth and process for their production | |
DE3005264C2 (en) | ||
DE2708917A1 (en) | Bone prosthesis with fibre-reinforced duroplastic core - has outer layer contg. bioactive substance e.g. phosphate glass or glass ceramic | |
DE3917035C2 (en) | ||
DE2857621C2 (en) | ||
EP2558134B1 (en) | Implant and method for producing an implant | |
EP2296584B1 (en) | Socket having physiological load transmission | |
EP1140237B1 (en) | Bioactive implants and method for the production thereof | |
DE3403589A1 (en) | Method of producing an implant | |
DE4012048A1 (en) | Metal implant for medical uses - has glass barrier coating to avoid ion absorption into the body | |
Fink | Metallische Werkstoffe für orthopädische Implantate | |
DD295827A5 (en) | FORMKOERPER FOR CONTACT WITH HARD FIBER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee | ||
WVSA | Restitution into prior status due to demand |