DE102004008687A1 - Prothese aus Titan oder Titanlegierungen und Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer solchen Prothese - Google Patents

Prothese aus Titan oder Titanlegierungen und Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer solchen Prothese Download PDF

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Abstract

Bei einer Prothese aus Titan oder Titanlegierungen ist vorgesehen, dass wenigstens ein Teil der Oberfläche durch Trockeneis-Strahlen behandelt ist.

Description

  • Die Erfindung richtet sich auf eine Prothese aus Titan oder Titanlegierungen, wie z. B. TiAl6V4 oder TiAl6Nb7, und auf ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer solchen Prothese. Eine gattungsgemäße Prothese ist bekannt aus DE 195 17 275 .
  • Die Oberfläche von Titanprothesen ist für deren Implantations- und Trageeigenschaften von außerordentlicher Bedeutung. So haben beispielsweise Untersuchungen an modularen Hüftgelenksprothesen gezeigt, dass über die Kegelflächen bzw. Konusflächen erhebliche Wechselbelastungen übertragen werden, wenn die Prothese implantiert ist und der Patient sich bewegt. Insbesondere kommt es entlang der Oberfläche zu Verschleißerscheinungen, die auf diese Relativbewegung der Teile zueinander zurückzuführen sind. Ausgehend von diesen Verschleißgebieten kommt es zu Spannungsrissen.
  • Gemäß der vorstehend genannten DE 195 17 275 C2 ist dementsprechend vorgesehen, dass wenigstens die mechanisch beanspruchten Oberflächen der Prothesen durch Kugelstrahlen mit Stahlkugeln behandelt werden und zur Entfernung der durch das Kugelstrahlen mit Stahlkugeln an der Oberfläche verbliebenen Stahlpartikel anschließend ein Kugelstrahlen mit Glaskugeln durchgeführt wird.
  • Ein derartiges Kugelstrahlen mit Stahlkugeln ist im Übrigen für hochbeanspruchte technische Teile aus Titan oder Titanlegierungen bekannt.
  • Das Kugelstrahlen mit Stahlkugeln weist den Nachteil auf, dass Rückstände der Stahlkugeln verbleiben können bzw. selbst dann, wenn eine Nachbehandlung mit Glaskugeln stattfindet, diese Stahl-Rückstände unter Umständen nicht vollständig entfernt werden. Darüber hinaus ist ein zweiter Arbeitsgang mit Glaskugeln zeit- und kostenaufwändig.
    •
  • Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Implantat und ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Implantats anzugeben, wodurch Oberflächen erhalten werden, die speziell im Hinblick auf die Implantation vorteilhafte Eigenschaften aufweisen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Oberflächen mit Trockeneis-Teilchen bestrahlt werden.
  • Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Strahlungsintensität über den Druck von ca. 2 bis 5 bar geregelt wird.
  • Die zum Einsatz kommenden Trockeneispellets können einen Durchmesser von 1 bis 2,5 mm und günstigerweise ein Längen-Durchmesserverhältnis bis zu 2,5 haben.
  • Durch das erfindungsgemäß vorgesehene Trockeneisstrahlen kann eine definierte Oberflächenrauhigkeit der Knochenkontaktoberflächen bei zementfreien Implantaten hergestellt werden. Dabei wird eine Kontaminierung der Oberfläche vollständig vermieden. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich aus der Kombination des Trockeneisstrahlens mit Titanoberflächen besonders vorteilhafte Oberflächeneigenschaften ergeben.
  • Grundsätzlich kann auch vorgesehen sein, dass das Trockeneisstrahlen in Kombination mit anderen Partikelstrahl-Verfahren eingesetzt wird, z. B. nach einer Stahlbestrahlung.
  • Ausführungsbeispiel:
  • Bei dem Implantat handelt es sich um eine Hüftgelenkprothese, wobei der Schaft zementlos implantiert wird.
  • Die Oberfläche des Prothesenschafts wird mit Trockeneispellets von 2 mm Durchmesser bei einem Druck von 3 bar zehn Minuten lang bestrahlt.
  • Die Oberfläche weist dann eine definierte Oberflächenrauhigkeit auf, d. h. Risskeime, die zu Spannungsrissen oder zu Bruch führen könnten, werden verschlossen, stärkere Unrauhigkeiten werden beseitigt und gleichzeitig wird eine Mikrorauhigkeit geschaffen, die eine optimale Festigkeit des Implantats im Knochen gewährleistet.
    •

Claims (5)

  1. Prothese aus Titan oder Titanlegierungen mit einer wenigstens teilweise durch Kugelstrahlen behandelten Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche durch Trockeneis-Strahlen behandelt ist.
  2. Verfahren zur Herstellung einer Prothese aus Titan oder Titanlegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Oberfläche durch Trockeneis-Bestrahlen behandelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsintensität über den Druck von ca. 2 bis 5 bar geregelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilchen-Durchmesser 1 bis 2,5 mm beträgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen ein Längen-Durchmesserverhältnis bis zu 2,5 haben.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102008026557A1 (de) 2008-06-03 2009-12-17 Königsee Implantate und Instrumente zur Osteosynthese GmbH Elektrochemisch hergestellte, biologisch degradationsstabile, duktile und haftfeste Titanoxid-Oberflächenschicht auf Titan oder Titanbasislegierungen
DE102008026558A1 (de) 2008-06-03 2010-01-14 Königsee Implantate und Instrumente zur Osteosynthese GmbH Elektrochemisches Tauchverfahren in einem wässrigen Elektrolyt zur Erzeugung einer biologisch degradationsstabilen Oberflächenschicht auf Grundkörpern aus Titan oder Titanbasislegierungen

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