DE102020101852A1 - Coated medical articles and processes for their manufacture - Google Patents
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Abstract
Ein beschichteter medizinischer Artikel umfasst ein Substrat und eine auf dem Substrat abgeschiedene Beschichtung. Die Beschichtung umfasst eine nicht-reflektierende, durch Lichtbogenverdampfen abgeschiedene äußerste Schicht aus Silber. Die Silberschicht weist insbesondere eine mittlere Rauheit Ravon 0,3 bis 0,9 µm auf. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung des beschichteten Artikels durch Lichtbogenverdampfen angegeben. Der beschichtete Artikel kann insbesondere als Scanabutment verwendet werden.A coated medical article includes a substrate and a coating deposited on the substrate. The coating comprises a non-reflective arc vapor deposited outermost layer of silver. The silver layer in particular has an average roughness of 0.3 to 0.9 μm. A method for producing the coated article by means of electric arc evaporation is also specified. The coated article can in particular be used as a scan abutment.
Description
Die Erfindung betrifft einen beschichteten medizinischen Artikel, insbesondere ein Scanabutment, und ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a coated medical article, in particular a scan abutment, and a method for its production.
Zur Herstellung dentaler Implantate wird häufig die CAD/CAM-Technologie eingesetzt. Mit Hilfe von Scanabutments oder Scanbodies wird die Implantat- und Restzahnsituation im Patientenmund digital abgeformt, und der so erhaltene Datensatz zur Anfertigung der Implantate verwendet. Scanabutments sind zylinderförmige Vorrichtungen aus einem Kunststoff oder einem Metallsubstrat, die mit den Implantaten verschraubt werden. Über einen optischen Scan wird mit Hilfe eines Tisch- oder Intraoralscanners die dreidimensionale Lage der mit den Implantaten verbundenen Scanabutments im Kiefer vermessen. Die Scanabutments sind üblicherweise aus Kunststoffen wie PEEK gefertigt, die eine nicht-reflektierende Oberfläche aufweisen.CAD / CAM technology is often used to manufacture dental implants. With the help of scan abutments or scan bodies, the implant and remaining tooth situation in the patient's mouth is digitally shaped and the data set obtained in this way is used to manufacture the implants. Scan abutments are cylindrical devices made of a plastic or a metal substrate that are screwed to the implants. The three-dimensional position of the scan abutments connected to the implants in the jaw is measured via an optical scan with the aid of a table or intraoral scanner. The scan abutments are usually made of plastics such as PEEK, which have a non-reflective surface.
Aus Metallen oder Metalllegierungen geformte Scanabutments können jedoch nicht oder nur schwer optisch erfasst werden. Diese Scanabutments müssen deshalb durch einen Strahlprozess oberflächenbehandelt oder mit einer relativ hellen Beschichtung, beispielsweise aus Zirkoniumnitrid, versehen werden. Die so erhaltenen Scanabutments weisen ebenfalls eine helle, nicht-reflektierende Oberfläche auf.However, scan abutments formed from metals or metal alloys cannot be optically detected or only with difficulty. These scan abutments must therefore be surface-treated by a blasting process or provided with a relatively light coating, for example made of zirconium nitride. The scan abutments obtained in this way also have a bright, non-reflective surface.
Durch das Strahlen der Oberfläche erfolgt jedoch ein unerwünschter Abtrag von Substratmaterial. Außerdem muss das Substrat aufwändig maskiert werden, um die Bereiche des Artikels zu schützen, die nicht gestrahlt werden sollen. Die durch Strahlen des Substrats und Beschichten mit Zirkoniumnitrid erhaltene Oberfläche hat ein hellgraues bis hellgelbes Aussehen. Für eine verbesserte optische Erfassung sind jedoch weiße Oberflächen von Vorteil. Scanabutments aus PEEK oder anderen Spezialkunststoffen sind relativ teuer und weisen eine chargenabhängige Variation von Materialeigenschaften auf.However, the blasting of the surface results in an undesirable removal of substrate material. In addition, the substrate has to be masked in a complex manner in order to protect the areas of the article that are not to be blasted. The surface obtained by blasting the substrate and coating it with zirconium nitride has a light gray to light yellow appearance. However, white surfaces are advantageous for improved optical detection. Scan abutments made of PEEK or other special plastics are relatively expensive and have a lot-dependent variation of material properties.
Desweiteren sind Scanabutments bekannt, die zur Verbesserung der optischen Erfassbarkeit mit einer mehrlagigen Beschichtung versehen sind. Bei dieser Beschichtung handelt es sich um ökonomisch aufwändige Mehrschichtsysteme, die Zirkonium, Zink, Titan und deren Oxide enthalten.Furthermore, scan abutments are known which are provided with a multi-layer coating to improve optical detection. This coating is an economically complex multi-layer system that contains zirconium, zinc, titanium and their oxides.
Aus der
Das Patent
Aus der
Die
Aus der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen medizinischen Artikel, insbesondere ein Scanabutment, mit einer kostengünstigen Beschichtung bereitzustellen, die optisch leicht erfasst werden kann. Insbesondere soll die Beschichtung eine sehr helle Oberfläche und eine gute Haftfestigkeit am Substrat aufweisen.It is the object of the present invention to provide a medical article, in particular a scan abutment, with an inexpensive coating that can easily be detected optically. In particular, the coating should have a very bright surface and good adhesion to the substrate.
Diese Aufgabe wird durch einen beschichteten medizinischen Artikel gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung nach Anspruch 8 gelöst.This object is achieved by a coated medical article according to claim 1 and a method for its production according to claim 8.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben, die wahlweise miteinander kombiniert werden können.Advantageous embodiments are specified in the subclaims, which can optionally be combined with one another.
Erfindungsgemäß wird ein beschichteter medizinischer Artikel mit einem Substrat und einer auf dem Substrat abgeschiedenen Beschichtung bereitgestellt. Die Beschichtung umfasst eine nicht-reflektierende, durch Lichtbogenverdampfen abgeschiedene äußerste Silberschicht aus Reinsilber oder einer Silberlegierung mit bis zu 10 Gew.-% an Zusatzelementen.According to the invention, a coated medical article having a substrate and a coating deposited on the substrate is provided. The coating comprises a non-reflective, outermost silver layer, deposited by arc evaporation, made of pure silver or a silver alloy with up to 10% by weight of additional elements.
Eine durch Lichtbogenverdampfen (Arc-PVD) erzeugte metallische Silberbeschichtung lässt sich schnell, kostengünstig und mit hoher Prozesssicherheit und Reproduzierbarkeit herstellen.A metallic silver coating produced by arc evaporation (Arc-PVD) can be produced quickly, inexpensively and with high process reliability and reproducibility.
Beim Lichtbogenverdampfen können sogenannte „Droplets“ gebildet und auf der Substratoberfläche abgeschieden werden. Dieser zumeist unerwünschte Nebeneffekt des Arc-PVD-Verfahrens wird erfindungsgemäß zu einer Ablagerung von Silberpartikeln an der Oberfläche der metallischen Silberbeschichtung genutzt, die dadurch eine mikroraue, nicht-reflektierende Oberfläche erhält. Durch die an der Oberfläche der Beschichtung abgeschiedenen Silberpartikel wird die Lichtbrechung bei Reflektion verändert und eine entspiegelte Erscheinung mit weißer Oberfläche erzeugt.With arc evaporation, so-called “droplets” can be formed and deposited on the substrate surface. This mostly undesirable side effect of the arc PVD process is used according to the invention to deposit silver particles on the surface of the metallic silver coating, which thereby receives a microrough, non-reflective surface. The silver particles deposited on the surface of the coating change the refraction of light upon reflection and create an anti-reflective appearance with a white surface.
Der beschichtete Artikel ist autoklavierbar und weist antibakterielle Eigenschaften auf.The coated article is autoclavable and has antibacterial properties.
Insbesondere weist die durch Lichtbogenverdampfen abgeschiedene Silberschicht eine mittlere Rauheit Ra von 0,3 µm bis 0,9 µm auf. Die Messung der mittleren Rauheit Ra kann nach
Der Begriff „Reinsilber“ bezeichnet chemisch reines Silber mit unvermeidbaren Verunreinigungen.The term “pure silver” describes chemically pure silver with unavoidable impurities.
Das zur Abscheidung der Silberschicht verwendete Silbertarget und damit auch die auf dem Substrat abgeschiedene Silberschicht besteht vorzugsweise aus Reinsilber mit einer Reinheit von 99,99 % oder mehr. Dadurch können Verunreinigungen in der Beschichtung vermieden und die Bioverträglichkeit des Artikels erhöht werden.The silver target used to deposit the silver layer and thus also the silver layer deposited on the substrate preferably consists of pure silver with a purity of 99.99% or more. This avoids contamination in the coating and increases the biocompatibility of the article.
Alternativ kann zur Abscheidung der Silberschicht ein Target aus einer Silberlegierung mit bis zu 10 Gew.-% an metallischen Zusatzelementen verwendet werden. Die Zusatzelemente sind bevorzugt aus der aus Ti, Zr, Cr, Nb, Ta und Si sowie Kombinationen davon bestehenden Gruppe ausgewählt.Alternatively, a target made of a silver alloy with up to 10% by weight of additional metallic elements can be used to deposit the silver layer. The additional elements are preferably selected from the group consisting of Ti, Zr, Cr, Nb, Ta and Si and combinations thereof.
Die Schichtdicke der Silberschicht kann bis zu 12 µm betragen, insbesondere bis zu 10 µm. Bevorzugt liegt die Schichtdicke der Silberschicht in einem Bereich von 1 µm bis 3 µm, insbesondere 1 µm bis 2 µm. Dickere Schichten sind zur Verbesserung der Scanbarkeit des Substrats nicht notwendig.The layer thickness of the silver layer can be up to 12 μm, in particular up to 10 μm. The layer thickness of the silver layer is preferably in a range from 1 μm to 3 μm, in particular 1 μm to 2 μm. Thicker layers are not necessary to improve the scannability of the substrate.
Die Anbindung der Silberschicht an dem Metallsubstrat kann durch Abscheiden einer Anbindungsschicht aus Titan oder einer Titanlegierung auf der Substratoberfläche verbessert werden, auf welcher danach die Silberschicht durch Lichtbogenverdampfen abgeschieden wird. Die Anbindungsschicht kann eine Schichtdicke von bis zu 0,5 µm aufweisen.The connection of the silver layer to the metal substrate can be improved by depositing a connection layer made of titanium or a titanium alloy on the substrate surface, on which the silver layer is then deposited by arc evaporation. The bonding layer can have a layer thickness of up to 0.5 µm.
Geeignete Titan-Legierungen für die Anbindungsschicht umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Titan-Aluminium-Vanadium-Legierung wie Ti-3AI-2,5V oder Ti-6AI-4V.Suitable titanium alloys for the tie layer include, but are not limited to, a titanium-aluminum-vanadium alloy such as Ti-3AI-2.5V or Ti-6AI-4V.
Als Anbindungsschicht kann ferner eine Schicht aus Chrom oder einer Chromlegierung verwendet werden.A layer of chromium or a chromium alloy can also be used as the connecting layer.
Die Gesamtschichtdicke der Beschichtung, einschließlich der Anbindungsschicht, liegt somit bevorzugt in einem Bereich von 1,5 bis 12,5 µm, insbesondere 1,5 bis 10,5 µm. Besonders bevorzugt beträgt die Gesamtschichtdicke von 1,5 bis 3,5 µm, insbesondere 1,5 bis 2,5 µm. Beschichtungen mit einer höheren Schichtdicke erzeugen höhere Kosten, sind weniger stabil und neigen zum Abplatzen von dem Substrat.The total layer thickness of the coating, including the connection layer, is therefore preferably in a range from 1.5 to 12.5 μm, in particular 1.5 to 10.5 μm. The total layer thickness is particularly preferably from 1.5 to 3.5 μm, in particular from 1.5 to 2.5 μm. Coatings with a higher layer thickness generate higher costs, are less stable and tend to flake off the substrate.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Beschichtung aus der Silberschicht und wahlweise der Anbindungsschicht, die aus Titan, einer Titanlegierung, Chrom oder einer Chromlegierung ausgewählt sein kann. Zwischen der Substratoberfläche und der Beschichtung sind in diesem Fall keine weiteren funktionalen Schichten vorhanden.According to a preferred embodiment, the coating consists of the silver layer and optionally the bonding layer, which can be selected from titanium, a titanium alloy, chromium or a chromium alloy. In this case, there are no further functional layers between the substrate surface and the coating.
Das Aufbringen der Silberschicht durch Lichtbogenverdampfen ermöglicht die Bereitstellung von nicht-reflektierenden Schichten mit geringer Oberflächenrauheit. Bevorzugt liegt die mittlere Oberflächenrauheit Ra in einem Bereich von 0,3 µm bis 0,9 µm, besonders bevorzugt von 0,5 µm bis 0,9 µm. Die Messung der mittleren Oberflächenrauheit Ra erfolgt durch taktile Messung nach
Das Substrat ist bevorzugt ein Metallsubstrat, insbesondere ein Substrat aus Stahl, einer Titanlegierung, einer Cobalt-Basis-Legierung, beispielsweise aus einer Cobalt-Chrom-Legierung, oder aus einer Nickel-Titan-Legierung wie Nitinol. Ein als Substratmaterial für den erfindungsgemäßen Artikel geeigneter Stahl ist beispielsweise Edelstahl 1.4301 (X5CrNi18-10), 1.4404 (X2CrNiMo18-14-3) und 1.4435 (X2CrNiMo18-14-3). Geeignete Titanlegierungen sind Ti-3AI-2,5V, Ti-6AI-4V und Titan Grade 2/3.7035. Das Substratmaterial kann je nach Einsatzzweck des medizinischen Artikels ausgewählt werden und ist nicht in irgendeiner Weise eingeschränkt.The substrate is preferably a metal substrate, in particular a substrate made of steel, a titanium alloy, a cobalt-based alloy, for example a cobalt-chromium alloy, or a nickel-titanium alloy such as nitinol. A steel suitable as a substrate material for the article according to the invention is, for example, stainless steel 1.4301 (X5CrNi18-10), 1.4404 (X2CrNiMo18-14-3) and 1.4435 (X2CrNiMo18-14-3). Suitable titanium alloys are Ti-3AI-2.5V, Ti-6AI-4V and titanium grade 2 / 3.7035. The substrate material can be selected depending on the intended use of the medical article and is not limited in any way.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des beschichteten medizinischen Artikels umfasst die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines Substrats mit einer Oberfläche
- Bereitstellen eines Targets aus Reinsilber oder einer Silberlegierung mit bis zu 10 Gew.-% an Zusatzelementen;
- Abscheiden einer Silberschicht aus dem Reinsilber oder der Silberlegierung auf wenigstens einem Teil der Substratoberfläche durch Lichtbogenverdampfen bei einer Bias-Spannung von 120 bis 180 V zwischen dem Substrat und dem Target sowie bei einer Temperatur von 280 bis 350 °C,
- Providing a substrate with a surface
- Providing a target made of pure silver or a silver alloy with up to 10% by weight of additional elements;
- Deposition of a silver layer from the pure silver or the silver alloy on at least part of the substrate surface by arc evaporation at a bias voltage of 120 to 180 V between the substrate and the target and at a temperature of 280 to 350 ° C,
Die Verwendung des Lichtbogenverdampfens zur Abscheidung einer nicht-reflektierenden Silberschicht ermöglicht eine sehr einfache Prozessführung unter Rückgriff auf konventionelle Verfahren. Im Gegensatz zu den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren zur Abscheidung von Mehrschichtsystemen muss nur ein einziger Verfahrensschritt durchgeführt werden. Der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältliche beschichtete Artikel zeigt im unbehandelten Zustand, unmittelbar nach dem Abscheiden der Silberschicht, eine weiße Oberfläche mit matter, mikrostrukturierter Oberflächenmorphologie. Die Beschichtung besteht vollständig aus Silber oder der Silberlegierung mit bis zu 10 Gew.-% an Zusatzelementen, abgesehen von unvermeidbaren Verunreinigungen, und zeigt nicht-reflektierende Eigenschaften, die durch eine Ablagerung von Silberpartikeln an der Oberfläche der Beschichtung entstehen. Im Sinne der Erfindung bedeutet „unmittelbar nach der Abscheidung“, dass auf eine mechanische Nachbearbeitung der Beschichtung durch Strahlen oder Polieren verzichtet wird, die zu einer Glättung der Oberfläche und zu einem silbrigen Erscheinungsbild führen würde. Durch den Verzicht auf eine subtraktive Bearbeitung oder Nachbehandlung der beschichteten Oberfläche durch Strahlen treten auch keine Kantenverrundung und kein Materialabtrag auf, und die Bauteilgeometrie kann beibehalten werden.The use of arc evaporation to deposit a non-reflective silver layer enables a very simple process control with recourse to conventional methods. In contrast to the processes described in the prior art for the deposition of multilayer systems, only a single process step has to be carried out. The coated article obtainable by the process according to the invention shows, in the untreated state, immediately after the deposition of the silver layer, a white surface with a matt, microstructured surface morphology. The coating consists entirely of silver or the silver alloy with up to 10% by weight of additional elements, apart from unavoidable impurities, and shows non-reflective properties that result from the deposition of silver particles on the surface of the coating. In the context of the invention, “immediately after deposition” means that no mechanical post-processing of the coating by blasting or polishing, which would lead to a smoothing of the surface and a silvery appearance, is dispensed with. By dispensing with subtractive processing or post-treatment of the coated surface by blasting, there is also no edge rounding and no material removal, and the component geometry can be retained.
Das Lichtbogenverdampfen kann in einer handelsüblichen PVD-Beschichtungsanlage durchgeführt werden. Bevorzugt erfolgt das Lichtbogenverdampfen unter Argon bei einem Kammerdruck in einem Bereich von 0,002 bis 0,030 mbar (0,2 bis 3 Pa), insbesondere 5 × 10-3 mbar (0,5 Pa).The arc evaporation can be carried out in a commercially available PVD coating system. The arc evaporation is preferably carried out under argon at a chamber pressure in a range from 0.002 to 0.030 mbar (0.2 to 3 Pa), in particular 5 × 10 -3 mbar (0.5 Pa).
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Beschichtung erhalten werden, die bevorzugt eine Haftfestigkeit nach
Zur Verbesserung der Anhaftung der Silberschicht kann das Substrat vor der Abscheidung der Silberschicht insbesondere mit einer Anbindungsschicht aus Titan, einer Titanlegierung, Chrom oder einer Chromlegierung versehen werden. Die Anbindungsschicht kann ebenfalls durch Lichtbogenverdampfen unter Verwendung eines entsprechenden Metalltargets auf dem Substrat abgeschieden werden. Ferner ist es möglich, wenigstens einen Teil der Substratoberfläche vor dem Beschichten mit der Silberschicht und wahlweise der Anbindungsschicht durch Strahlen mit einem Hartstoffpulver, beispielsweise Korundpulver, vorzubehandeln.To improve the adhesion of the silver layer, the substrate can in particular be provided with a bonding layer made of titanium, a titanium alloy, chromium or a chromium alloy before the deposition of the silver layer. The connection layer can also be deposited on the substrate by arc evaporation using an appropriate metal target. Furthermore, it is possible to pretreat at least part of the substrate surface by blasting with a hard material powder, for example corundum powder, before coating with the silver layer and, optionally, the bonding layer.
Der beschichtete medizinische Artikel kann insbesondere als Scanabutment für den intraoralen optischen Scan verwendet werden.The coated medical article can in particular be used as a scan abutment for the intraoral optical scan.
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient der näheren Erläuterung und soll nicht in einem einschränkenden Sinn verstanden werden.The following description of a preferred embodiment of the invention serves for a more detailed explanation and is not to be understood in a restrictive sense.
Herstellung einer erfindungsgemäßen SilberbeschichtungProduction of a silver coating according to the invention
Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde ein Substrat für ein Scanabutment aus einer Titanlegierung Ti-6AI-4V mit der erfindungsgemäßen Beschichtung versehen.In the exemplary embodiment described here, a substrate for a scan abutment made of a titanium alloy Ti-6Al-4V was provided with the coating according to the invention.
Durch Zünden des Plasmas und Anlegen einer hohen Beschleunigungsspannung an das Substrat wurde die Substratoberfläche gereinigt. Auf der gereinigten Substratoberfläche wurde zunächst eine 0,5 µm dicke Ti-Anbindungsschicht durch Lichtbogenverdampfen von einem Ti-Target abgeschieden. Auf diese Anbindungsschicht wurde ebenfalls durch Lichtbogenverdampfen im gleichen Beschichtungszyklus eine erfindungsgemäße Silberbeschichtung abgeschieden.The substrate surface was cleaned by igniting the plasma and applying a high acceleration voltage to the substrate. First, a 0.5 μm thick Ti bonding layer was deposited on the cleaned substrate surface by arc evaporation from a Ti target. A silver coating according to the invention was also deposited on this bonding layer by arc evaporation in the same coating cycle.
Die Abscheidung der Silberschicht erfolgte von einem Ag-Target mit einer Reinheit von 99,99% bei einer Substratspannung (Bias) von 120 bis 180 V unter Argon und bei einem Kammerdruck von etwa 0,3 Pa. Die Abscheidungstemperatur betrug etwa 300 °C. Die Stromstärke am Silbertarget wurde auf etwa 70 bis 90 A eingestellt. Es wurde eine Silberschicht mit einer Schichtdicke von etwa 1,5 µm erhalten. Die Silberschicht hatte ein weißes Erscheinungsbild mit einer matten, nicht-reflektierenden Oberflächenmorphologie.The silver layer was deposited from an Ag target with a purity of 99.99% at a substrate voltage (bias) of 120 to 180 V under argon and at a chamber pressure of about 0.3 Pa. The deposition temperature was about 300 ° C. The current intensity on the silver target was set to about 70 to 90 A. A silver layer with a layer thickness of about 1.5 μm was obtained. The silver layer had a white appearance with a matte, non-reflective surface morphology.
An der so erhaltenen Beschichtung wurden verschiedene Messungen zur Ermittlung der Oberflächenrauheit, der Schichtdicke, und der Haftfestigkeit durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle dargestellt.
Tabelle: Schichteigenschaften
Durch das erfindungsgemäße Verfahren gelingt es, eine haftfeste matt-weiße Silberschicht für Implantate und andere medizinische Artikel kostengünstig herzustellen. Die Beschichtung zeigt weiterhin antibakterielle Eigenschaften.The method according to the invention makes it possible to cost-effectively produce a firm, matt-white silver layer for implants and other medical articles. The coating also shows antibacterial properties.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102012018816 A1 [0006]DE 102012018816 A1 [0006]
- EP 1361837 B1 [0007]EP 1361837 B1 [0007]
- EP 2240212 B1 [0008]EP 2240212 B1 [0008]
- EP 2240631 B1 [0009]EP 2240631 B1 [0009]
- WO 2015/107224 A1 [0010]WO 2015/107224 A1 [0010]
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1361837B1 (en) | 2001-02-19 | 2006-10-11 | Implantcast GmbH | Endoprothesis with galvanised silver layer |
EP2240631B1 (en) | 2008-02-11 | 2012-11-14 | Stryker Trauma GmbH | Antimicrobial provision of titanium and titanium alloys with silver |
DE102012018816A1 (en) | 2012-09-25 | 2014-03-27 | Mdi Dental- Und Implantattechnik Gmbh | Pharmaceutical coating for dental implant abutments |
WO2015107224A1 (en) | 2014-01-20 | 2015-07-23 | Ceramtec-Etec Gmbh | Ceramic substrate with a functional coating |
EP2240212B1 (en) | 2008-01-31 | 2016-04-27 | Wallwork Cambridge Limited | Coated articles |
-
2020
- 2020-01-27 DE DE102020101852.5A patent/DE102020101852A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1361837B1 (en) | 2001-02-19 | 2006-10-11 | Implantcast GmbH | Endoprothesis with galvanised silver layer |
EP2240212B1 (en) | 2008-01-31 | 2016-04-27 | Wallwork Cambridge Limited | Coated articles |
EP2240631B1 (en) | 2008-02-11 | 2012-11-14 | Stryker Trauma GmbH | Antimicrobial provision of titanium and titanium alloys with silver |
DE102012018816A1 (en) | 2012-09-25 | 2014-03-27 | Mdi Dental- Und Implantattechnik Gmbh | Pharmaceutical coating for dental implant abutments |
WO2015107224A1 (en) | 2014-01-20 | 2015-07-23 | Ceramtec-Etec Gmbh | Ceramic substrate with a functional coating |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DIN EN ISO 26443 |
DIN EN ISO 4287 |
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