DE102010028432B4 - Verfahren zur Herstellung eines Raumstruktur-Implantates aus Reintitan oder Titanlegierungen - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Raumstruktur-Implantates aus Reintitan oder Titanlegierungen mit einer seine Oberfläche zumindest teilweise bedeckenden offenmaschigen, dreidimensionalen Raumnetzstruktur mit Maschenweiten im Bereich von 1,5 mm bis 6 mm, bei dem zunächst unter Anwendung des Metallpulver-Spritzgießens (MIM) ein Grünling hergestellt wird, der Grünling durch Entbinderung zu einem Braunling umgeformt wird und bei dem durch Sinterung des Braunlings das fertige Implantat erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass nur die die dreidimensionale Raumnetzstruktur ausbildenden Teile aus Reintitan oder Titanlegierungen durch Metallpulver-Spritzgießen hergestellt werden, die durch Entbinderung zu Braunlingen verarbeitet werden und auf einem massiven Implantatgrundkörper aus Reintitan oder Titanlegierungen verhaftet werden, und dass das Implantat durch Sinterung des Implantatgrundkörpers mit den darauf verhafteten Braunlingen fertiggestellt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Raumstruktur-Implantates mit einer seine Oberfläche zumindest teilweise bedeckenden offenmaschigen, dreidimensionalen Raumnetzstruktur.
  • Ein derartiges Verfahren ist bekannt beispielsweise aus der DE 41 06 971 C1 . Darin wird ein derartiges Verfahren beschrieben, bei welchem ein Positivmodell angewandt wird, das aus einem veraschbaren oder schmelzbaren Basismodell sowie aus mit diesem verhafteten veraschbaren oder schmelzbaren Partikeln besteht, welche die später strukturierten Oberflächenbereiche des Implantates bedecken. Das Positivmodell wird als Ganzes in eine keramische Einbettmasse eingebettet, wonach das Modell erhitzt wird, wobei das Basismodell verascht oder schmilzt, die Partikel veraschen oder schmelzen und die keramische Einbettmasse gebrannt wird. In die verbleibenden Hohlräume wird geschmolzenes Material gefüllt. Nach dessen Erstarren wird die keramische Einbettmasse entfernt.
  • Die mit diesem Verfahren hergestellten Implantate haben sich in der Praxis bewährt. Üblicherweise wird als Implantatmaterial eine Kobalt-Chrom-Legierung verwendet.
  • Die Entfernung der keramischen Einbettmasse erfolgt üblicherweise durch Eintauchen des Implantates in Flusssäure, Salzsäure, Zitronensäure etc. oder durch mechanische Verfahren wie beispielsweise Sandstrahlen.
  • Titan als Implantatmaterial auf der anderen Seite ist bekannt und weist viele Vorteile auf. Es ist sehr biokompatibel und weist einen Elastizitätsmodul auf, welcher jenem von Knochenmaterial ähnlicher ist als jener der Kobalt-Chrom-Legierung. Titan jedoch lässt sich mit dem eingangs erwähnten Verfahren zwar auch gießtechnisch behandeln, die damit hergestellten Raumstruktur-Implantate sind jedoch nicht praxistauglich. Dies liegt daran, dass auf der Oberfläche des Implantates Rückstände zurückbleiben, die aus der keramischen Einbettmasse stammen. Diese Rückstände sind unter Umständen karzinogen. Eine Behandlung mit Flusssäure, Salzsäure, Zitronensäure etc. des Implantates aus Titan ist jedoch nicht möglich, da dies zum Auflösen des Titans führen würde. Damit aber ist eine feingießtechnische Herstellung von Raumstruktur-Implantaten aus Reintitan oder Titanlegierungen nicht möglich.
  • Vor diesem Hintergrund ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Raumstruktur-Implantates aus Reintitan oder Titanlegierungen anzugeben, welches die Nachteile des beschriebenen Gießverfahrens nicht aufweist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Demnach wird ein Verfahren zur Herstellung eines Raumstruktur-Implantates aus Reintitan oder Titanlegierung mit einer seine Oberfläche zumindest teilweise bedeckenden offenmaschigen, dreidimensionalen Raumnetzstruktur mit Maschenweiten im Bereich von 1,5 mm bis 6 mm vorgeschlagen, bei dem zunächst unter Anwendung des Metallpulver-Spritzgießens (MIM) ein Grünling hergestellt wird, der Grünling durch Entbinderung zu einem Braunling umgeformt wird und bei dem durch Sinterung des Braunlings das fertige Implantat erzeugt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass nur die die dreidimensionale Raumnetzstruktur ausbildenden Teile durch Metallpulver-Spritzgießen hergestellt werden, die durch Entbinderung zu Braunlingen verarbeitet werden und auf einem massiven Implantatgrundkörper aus Reintitan oder Titanlegierung verhaftet werden, und bei dem das Raumstruktur-Implantat durch Sinterung des Implantatgrundkörpers mit den darauf verhafteten Braunlingen fertiggestellt wird. Die Verhaftung der Braunlinge auf dem Implantatgrundkörper gelingt mittels eines geeigneten Klebers, der bei der Versinterung rückstandsfrei beseitigt wird.
  • Erstmalig wird das per se bekannte MIM-Verfahren angewandt zur Herstellung eines Raumstruktur-Implantates mit einer dreidimensionalen Raumnetzstruktur an der Oberfläche mit den angegebenen Maschenweiten. Zwar ist der WO 2008/077263 A2 ebenfalls ein MIM-Verfahren zu entnehmen zur Herstellung eines Implantates, insbesondere Dentalimplantates, allerdings wird bei diesem Verfahren lediglich eine makroporöse Oberfläche auf dem Implantat erzeugt dadurch, dass der Grünling nach dem Spritzen und vor der Entbinderung und dem Sintern durch Strahlen der Oberflächen mit verschiedenen geeigneten Strahlmitteln der Oberfläche des Grünlings modifiziert wird, aber eben keine in die räumliche Tiefe gehende Raumnetzstruktur, in welche und durch welche hindurch nach der Implantation des Implantates Knochenmaterial wächst und so zur Sekundärfixation beiträgt bzw. diese erst ermöglicht.
  • Dadurch dass keinerlei Einbettmasse zur Anwendung kommt, entstehen auf der Oberfläche des Raumstruktur-Implantates auch keine Stellen mit Verunreinigungen, beispielsweise aus Füllstoffen einer Einbettmasse. Die Oberfläche des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Implantates ist nicht verunreinigt und wird ausschließlich von Titan bzw. Titanlegierung gebildet. Die Raumform des Implantates kann identisch sein zu jener eines mit einem feingießtechnischen Verfahren hergestellten Raumstruktur-Implantates.
  • Gemäß einer Variante des Verfahrens ist vorgesehen, die Oberfläche des fertiggestellten Raumstruktur-Implantates mit einem Titan-Plasma zu besprühen. Hierdurch wird eine makroporöse Oberfläche ausgebildet, an die vorteilhaft Knochenmaterial heranwachsen kann, um dann in die räumliche Tiefe der Raumnetzstruktur weiter wachsen zu können. Neben der Erhöhung der Rauhigkeit der Implantatoberfläche hat die Plasmabeschichtung auch noch eine stabilisierende Funktion für die die dreidimensionale Raumnetzstruktur ausbildenden Teile bzw. Partikel.
  • Bei den zuletzt beschriebenen Verfahren liegt die Schichtdicke der Titanbeschichtung vorzugweise im Bereich von 1 μm bis 10 μm.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Raumstruktur-Implantates aus Reintitan oder Titanlegierungen mit einer seine Oberfläche zumindest teilweise bedeckenden offenmaschigen, dreidimensionalen Raumnetzstruktur mit Maschenweiten im Bereich von 1,5 mm bis 6 mm, bei dem zunächst unter Anwendung des Metallpulver-Spritzgießens (MIM) ein Grünling hergestellt wird, der Grünling durch Entbinderung zu einem Braunling umgeformt wird und bei dem durch Sinterung des Braunlings das fertige Implantat erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass nur die die dreidimensionale Raumnetzstruktur ausbildenden Teile aus Reintitan oder Titanlegierungen durch Metallpulver-Spritzgießen hergestellt werden, die durch Entbinderung zu Braunlingen verarbeitet werden und auf einem massiven Implantatgrundkörper aus Reintitan oder Titanlegierungen verhaftet werden, und dass das Implantat durch Sinterung des Implantatgrundkörpers mit den darauf verhafteten Braunlingen fertiggestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Oberfläche des fertiggestellten Raumstruktur-Implantates mit einem Titan-Plasma besprüht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Schichtdicke der Titanbeschichtung im Bereich von 1 μm bis 10 μm liegt.
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