DE112015002263T5

DE112015002263T5 - Implantat

Info

Publication number: DE112015002263T5
Application number: DE112015002263.5T
Authority: DE
Inventors: Jun Honda; Takamitsu Sakamoto
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2017-03-02
Also published as: JP6253528B2; WO2015198625A1; US9636160B2; CN106470624B; CN106470624A; US20170086897A1; JP2016007479A

Abstract

Ein Implantat (1) gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schraubenkörper (3), der aus reinem Magnesium oder einer Magnesiumlegierung besteht und ein Außengewinde aufweist (2), und umfasst auch eine eloxierte Membran (4), die eine Außenfläche des Schraubenkörpers (3) bedeckt. Das Außengewinde (2) weist eine Abstandsflanke (21) und eine Druckflanke (22) auf. Während eines Schraubprozesses des Schraubenkörpers (3) ist die Abstandsflanke (21) in einer Bewegungsrichtung nach vorne gerichtet und die Druckflanke (22) ist in der Bewegungsrichtung nach hinten gerichtet. Der Zeitraum des biologischen Abbaus der eloxierten Membran (41) auf der Abstandsflanke (21) ist kürzer als der Zeitraum des biologischen Abbaus der eloxierten Membran (42) auf der Druckflanke (22).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Implantate und insbesondere ein schraubenartiges biologisch abbaubares Implantat zur Knochenfixation.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein bekanntes Implantat zur Knochenfixation in der verwandten Technik weist ein bioresorbierbares Grundmaterial auf, das aus reinem Magnesium oder einer Magnesiumlegierung besteht (siehe beispielsweise die Patentschriften 1 und 2). Da sich Magnesium zersetzt, indem es einfach mit Wasser reagiert, ist die äußere Oberfläche des Implantats mit einer eloxierten Membran zum Zweck der Steuerung der biologischen Abbaurate des Implantats, nachdem es implantiert wurde, versehen.
LITERATURSTELLEN
Patentschriften

PTL 1: Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Anmeldung, Druckschrift Nr. 2014-505528
PTL 2: Japanische Offenlegungsschrift, Druckschrift Nr. 2008-142523

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Ein biologisch abbaubares Implantat muss mit Bezug auf einen Knochen eine hohe Fixationskraft aufweisen, bis der Knochen verheilt ist, und zerfällt im Idealfall, indem es schnell biologisch abgebaut wird, nachdem der Knochen verheilt ist. Es besteht jedoch das Problem, dass ein Magnesiumimplantat, das mit einer eloxierten Membran beschichtet ist, normalerweise einen langen Zeitraum von fünf bis zehn Jahren benötigt, um durch biologischen Abbau zu zerfallen.
Des Weiteren beginnt der biologische Abbau eines Magnesiumimplantats ausgehend von einem freigelegten Bereich eines Grundmaterials, der dadurch zustande kommt, dass die eloxierte Membran durch biologischen Abbau zerfällt, und das Implantat verliert von diesem Ausgangspunkt aus an Festigkeit. Bei dem Implantat gemäß jeder der Patentschriften 1 und 2 ist jedoch unklar, welcher Teil der eloxierten Membran zuerst zerfällt. Daher kann der biologische Abbau an einem Bereich beginnen, der benötigt wird, damit das Implantat die Fixationskraft aufweist. Dadurch besteht das Problem, dass das Implantat gegebenenfalls keine ausreichende Fixationskraft über den Zeitraum vor dem Verheilen des Knochens bewahren kann.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der zuvor beschriebenen Umstände erdacht, und eine Aufgabe derselben besteht darin, ein Implantat bereitzustellen, dass schnell zerfallen kann, nachdem der Knochen verheilt ist, und dabei weiter eine hohe Fixationskraft mit Bezug auf den Knochen bewahrt, bis der Knochen verheilt ist.
Problemlösung
Um die zuvor erwähnte Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Lösungen bereit.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Implantat bereit, das einen Schraubenkörper, der aus reinem Magnesium oder einer Magnesiumlegierung besteht und ein Außengewinde aufweist, und eine eloxierte Membran, die eine Außenfläche des Schraubenkörpers bedeckt, umfasst. Das Außengewinde weist eine Abstandsflanke und eine Druckflanke auf. Während eines Schraubprozesses des Schraubenkörpers ist die Abstandsflanke in einer Bewegungsrichtung nach vorne gerichtet und die Druckflanke ist in der Bewegungsrichtung nach hinten gerichtet. Der Zeitraum des biologischen Abbaus der eloxierten Membran auf der Abstandsflanke ist kürzer als der Zeitraum des biologischen Abbaus der eloxierten Membran auf der Druckflanke.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Schraubenkörper, der in den Knochen eines biologischen Organismus eingeschraubt wird, vor dem biologischen Abbau durch die eloxierte Membran, die den Schraubenkörper bedeckt, geschützt, so dass die Fixationskraft des Außengewindes mit Bezug auf den Knochen über einen gewissen Zeitraum ständig vorliegen kann.
In diesem Fall zerfällt die eloxierte Membran auf der Abstandsflanke des Außengewindes auf Grund des biologischen Abbaus in einem frühzeitigen Stadium, so dass der biologische Abbau des Schraubenkörpers von der Abstandsflanke ausgehend beginnt. Da jedoch die Abstandsflanke nicht zu der Fixationskraft mit Bezug auf den Knochen beiträgt und die eloxierte Membran auf der Druckflanke immer noch vorhanden ist, bleibt die Fixationskraft des Außengewindes mit Bezug auf den Knochen weiter bestehen, selbst wenn der biologische Abbau der Abstandsflanke beginnt. Folglich kann das Implantat schnell zerfallen, nachdem der Knochen verheilt ist, während weiterhin eine hohe Fixationskraft mit Bezug auf den Knochen bewahrt wird, bis der Knochen verheilt ist.
Bei der obigen Erfindung ist ein durchschnittlicher Lochdurchmesser der eloxierten Membran auf der Abstandsflanke bevorzugt größer als ein durchschnittlicher Lochdurchmesser der eloxierten Membran auf der Druckflanke. Ferner wird es weiter bevorzugt, dass der durchschnittliche Lochdurchmesser der eloxierten Membran auf der Abstandsflanke zwischen 1 μm und einschließlich 100 μm liegt, und dass der durchschnittliche Lochdurchmesser der eloxierten Membran auf der Druckflanke zwischen 0,1 μm und einschließlich 10 μm liegt.
Je größer der durchschnittliche Lochdurchmesser der eloxierten Membran, desto einfacher tritt das Körperfluid in die eloxierte Membran ein, was somit zu einer erhöhten biologischen Abbaurate der eloxierten Membran führt. Je kleiner dagegen der durchschnittliche Lochdurchmesser der eloxierten Membran, desto einfacher bilden sich Fibrinfasern auf ihrer Oberfläche, was somit zu einer erhöhten Bindekraft mit Bezug auf den Knochen führt. Daher kann dadurch, dass der durchschnittliche Lochdurchmessers der eloxierten Membran auf jeder Flanke wie zuvor beschrieben ausgelegt wird, der Zeitraum des biologischen Abbaus der eloxierten Membran auf der Abstandsflanke verkürzt werden, während die Bindekraft zwischen der Druckflanke und dem Knochen erhöht werden kann.
Bei der obigen Erfindung ist der Phosphorgehalt der eloxierten Membran auf der Druckflanke bevorzugt höher als der Phosphorgehalt der eloxierten Membran auf der Abstandsflanke. Ferner wird es weiter bevorzugt, dass der Phosphorgehalt der eloxierten Membran auf der Druckflanke zwischen 10 Gew.-% und einschließlich 30 Gew.-% liegt, und dass der Phosphorgehalt der eloxierten Membran auf der Abstandsflanke zwischen 2 Gew.-% und einschließlich 20 Gew.-% liegt.
Ein höherer Phosphorgehalt in der eloxierten Membran beschleunigt die Erzeugung von Hydroxylapatit (HA) auf der eloxierten Membran, so dass die Bindekraft zwischen der Flanke und dem Knochen anhand des HA erhöht wird. Daher kann dadurch, dass der Phosphorgehalt der eloxierten Membran auf jeder Flanke wie zuvor beschrieben ausgelegt wird, die Bindekraft zwischen der Druckflanke und dem Knochen erhöht werden, während die Bindung zwischen der Abstandsflanke und dem Knochen unterdrückt werden kann.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist dadurch vorteilhaft, dass das Implantat schnell zerfallen kann, nachdem der Knochen verheilt ist, wobei es weiterhin eine hohe Fixationskraft mit Bezug auf den Knochen bewahrt, bis der Knochen verheilt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 eine senkrechte Teilansicht im Schnitt, die ein Implantat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbildet.
2 das Implantat aus 1, das in einen Knochen eingeschraubt ist.
3 eine anodische Oxidation bei einem Verfahren zum Herstellen des Implantats aus 1.
4 ein Bild unter einem Rasterelektronenmikroskop, das einen Querschnitt einer eloxierten Membran zeigt, die mit einer hohen elektrischen Stromdichte (Spannung: 400 V) gebildet wird.
5 ein Bild unter einem Rasterelektronenmikroskop, das einen Querschnitt einer eloxierten Membran zeigt, die mit einer niedrigen elektrischen Stromdichte (Spannung: 350 V) gebildet wird.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend wird ein Implantat 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Implantat 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Schraubenkörper 3, der ein Außengewinde 2 aufweist, und umfasst auch eine eloxierte Membran 4, welche die gesamte Außenfläche des Schraubenkörpers 3 bedeckt.
Der Schraubenkörper 3 besteht aus reinem Magnesium (Mg) oder einer Magnesiumlegierung, die Mg als Hauptbestandteil aufweist.
Das Außengewinde 2 weist eine Abstandsflanke 21 und eine Druckflanke 22 auf, die Gewindespitzen und Fußpunkte verbinden. Die Abstandsflanke 21 ist eine Oberfläche, die in der Bewegungsrichtung nach vorne gerichtet ist, wenn der Schraubenkörper 3 eingeschraubt wird, wohingegen die Druckflanke 22 eine Oberfläche ist, die in der Bewegungsrichtung nach hinten gerichtet ist, wenn der Schraubenkörper 3 eingeschraubt wird. Obwohl das Außengewinde 2 bei dieser Ausführungsform als Sägezahngewinde vorausgesetzt wird, das die Abstandsflanke 21, die mit Bezug auf eine Schraubenachse A geneigt ist, und die Druckflanke 22, die zu der Schraubenachse A im Wesentlichen orthogonal ist, aufweist, ist die Form des Außengewindes 2 nicht darauf eingeschränkt.
2 bildet das Implantat 1 ab, das in einen Knochen B eingeschraubt ist. Wie in 2 gezeigt, nimmt in dem Zustand, in dem das Implantat 1 in den Knochen B eingeschraubt ist, die Druckflanke 22 eine Last (siehe Pfeile in der Zeichnung) in der Richtung der Schraubenachse A von dem Knochen B auf. Insbesondere ist eine Fixationskraft, die von dem Außengewinde 2 auf den Knochen B ausgeübt wird, als Ergebnis eines engen Kontakts zwischen der Abstandsflanke 21 und dem Knochen B gegeben.
Die Eigenschaften der eloxierten Membran 4 variieren zwischen denen auf der Abstandsflanke 21 und denen auf der Druckflanke 22. Der Zeitraum des biologischen Abbaus der eloxierten Membran 4 (nachstehend auch als eloxierte Membran 41 bezeichnet) auf der Abstandsflanke 21 ist kürzer als der Zeitraum des biologischen Abbaus der eloxierten Membran 4 (nachstehend auch als eloxierte Membran 42 bezeichnet) auf der Druckflanke 22. Genauer gesagt unterscheiden sich die eloxierte Membran 41 und die eloxierte Membran 42 mit Bezug auf die Membrandicke, den durchschnittlichen Lochdurchmesser, die Oberflächenrauigkeit, den Phosphor-(P)Gehalt und den Kohlenstoff-(C)Gehalt voneinander.
Mit Bezug auf die Membrandicke ist die Membrandicke der eloxierten Membran 41 auf der Abstandsflanke 21 kleiner als die Membrandicke der eloxierten Membran 42 auf der Druckflanke 22.
Mit Bezug auf den durchschnittlichen Lochdurchmesser und die Oberflächenrauigkeit sind der durchschnittliche Lochdurchmesser und die maximale Oberflächenrauigkeit der eloxierten Membran 41 auf der Abstandsflanke 21 jeweils größer als der maximale durchschnittliche Lochdurchmesser und die Oberflächenrauigkeit der eloxierten Membran 42 auf der Druckflanke 22. Genauer gesagt weist die eloxierte Membran 41 bevorzugt einen durchschnittlichen Lochdurchmesser, der zwischen 1 μm und einschließlich 100 μm liegt, und eine maximale Oberflächenrauigkeit, die zwischen 0,4 μm und einschließlich 10 μm liegt, auf, und die eloxierte Membran 42 weist bevorzugt einen durchschnittlichen Lochdurchmesser, der zwischen 0,1 μm und einschließlich 10 μm liegt, und eine maximale Oberflächenrauigkeit, die zwischen 0,01 μm und einschließlich 1,0 μm liegt, auf.
Je rauer die eloxierte Membran 4 und je größer der durchschnittliche Lochdurchmesser und die maximale Oberflächenrauigkeit derselben, desto einfacher tritt das Körperfluid in die eloxierte Membran 4 ein, was somit zu einer erhöhten Korrosionsrate der eloxierten Membran 4 im Innern des Körpers führt. Daher wird bewirkt, dass die eloxierte Membran 41 auf der Abstandsflanke 21 schneller korrodiert als die eloxierte Membran 42 auf der Druckflanke 22.
Je dichter dagegen die eloxierte Membran 4 und je kleiner der durchschnittliche Lochdurchmesser und die maximale Oberflächenrauigkeit derselben, desto einfacher bilden sich Fibrinfasern, die als Haftmittel mit Bezug auf den Knochen B dienen, an der Oberfläche der eloxierten Membran 4. Insbesondere erreicht die eloxierte Membran 4, deren Oberfläche eine Oberflächenrauigkeit aufweist, die zwischen 1 μm und 2 μm liegt, eine verbesserte Benetzbarkeit und kann die Fibrinfasern mühelos daran festhalten. Ferner ist bekannt, dass die eloxierte Membran 4, deren Oberfläche eine Oberflächenrauigkeit aufweist, die zwischen mehreren zehn Nanometern und mehreren hundert Nanometern liegt, eine Wirkung des Beschleunigens der Zellenhaftung und des Erhöhens der Sekretion von Knochenaktivitätssubstanzen aus osteoblastischen Zellen sowie eine erhöhte Kalziumablagerung aufweist. Insbesondere wird die Druckflanke 22 durch die Fibrinfasern und die Knochenbildung anhand der eloxierten Membran 42 sicher mit dem angrenzenden Knochen B verbunden.
Mit Bezug auf den P-Gehalt ist der P-Gehalt der eloxierten Membran 42 auf der Druckflanke 22 höher als der P-Gehalt der eloxierten Membran 41 auf der Abstandsflanke 21. Genauer gesagt weist die eloxierte Membran 42 bevorzugt einen P-Gehalt auf, der zwischen 10 Gew.-% und einschließlich 30 Gew.-% liegt, und die eloxierte Membran 41 weist bevorzugt einen P-Gehalt auf, der zwischen 1 Gew.-% und einschließlich 20 Gew.-% liegt.
Der P in der eloxierten Membran 4 stammt von Phosphorsäure ab. Ein höherer P-Gehalt in der eloxierten Membran 4 beschleunigt die Entstehung von Hydroxylapatit (HA) gemäß einer Reaktion zwischen Phosphosäureionen und Kalziumionen im Körperfluid an der Oberfläche der eloxierten Membran 4. Insbesondere wird die Entstehung von HA auf der eloxierten Membran 42 auf der Druckflanke 22, die einen hohen P-Gehalt aufweist, beschleunigt, so dass eine hohe Bindekraft zwischen der Druckflanke 22 und dem Knochen B anhand des HA erzielt wird. Falls der P-Gehalt höher als 30 Gew.-% ist, sind der Gehalt an Magnesiumoxid und der Gehalt an Magnesiumhydroxid, die Funktionen aufweisen, um den Angriff von Chlorionen zu verhindern, zu gering, was zu dem Risiko einer reduzierten Korrosionsbeständigkeit der eloxierten Membran 4 führt.
Dagegen ist es weniger wahrscheinlich, dass sich die Abstandsflanke 21 mit der eloxierten Membran 4 mit niedrigem P-Gehalt mit dem Knochen B verbindet. Daher kann für den Fall, dass das Implantat 1 im anfänglichen Implantationsstadium des Implantats 1 entfernt werden muss, das Implantat 1 ohne Weiteres entfernt werden. Falls der P-Gehalt niedriger als 2 Gew.-% ist, ist es schwierig, mit der Phosphorsäure einen ausreichenden Opferschutzeffekt zu erreichen.
Mit Bezug auf den C-Gehalt ist der C-Gehalt der eloxierten Membran 41 auf der Abstandsflanke 21 höher als der C-Gehalt der eloxierten Membran 42 auf der Druckflanke 22. Genauer gesagt weist die eloxierte Membran 41 bevorzugt einen C-Gehalt auf, der höher als 0 Gew.-% und niedriger als 3 Gew.-% ist, und die eloxierte Membran 42 weist bevorzugt einen C-Gehalt auf, der höher als 0 Gew.-% und niedriger als 1 Gew.-% ist.
Der C, das in der eloxierten Membran 4 enthalten ist, stammt von Carbid ab, das durch Feuchtigkeit entsteht, die in der eloxierten Membran 4 verbleibt und mit dem Kohlendioxid in der Luft reagiert. Falls es kein Carbid auf der äußeren Oberfläche des Implantats 1 gibt, verschlechtern sich die hydrophilen Eigenschaften der äußeren Oberfläche des Implantats 1. Dadurch wird es schwierig, dass das Blut in dem biologischen Organismus in Kontakt mit dem Implantat 1 kommt, was somit zu einer reduzierten Knochenleitfähigkeit führt. Insbesondere wird die Knochenbildung an der eloxierten Membran 42 beschleunigt, die höhere hydrophile Eigenschaften aufweist, so dass die Druckflanke 22 anhand der eloxierten Membran 42 sicher mit dem angrenzenden Knochen B verbunden wird.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen des Implantats 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, umfasst das Verfahren zum Herstellen des Implantats 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine anodische Oxidation, die das Eloxieren des Schraubenkörpers 3 umfasst, um die eloxierte Membran 4 auf der gesamten äußeren Oberfläche des Schraubenkörpers 3 zu bilden. Die anodische Oxidation erfolgt durch Eintauchen des Schraubenkörpers 3 und einer Kathode 5, die beispielsweise aus Edelstahl besteht, in eine Elektrolytlösung E, die Phosphorsäureionen enthält, und Anlegen einer Spannung zwischen dem Schraubenkörper 3 und der Kathode 5, wobei der Schraubenkörper 3 als Anode verwendet wird.
Die Kathode 5 ist mit Bezug auf die Schraubenachse A des Schraubenkörpers 3 derart geneigt, dass der Abstand von der Schraubenachse A in Richtung auf das distale Ende (Schraubenende) des Schraubenkörpers 3 allmählich abnimmt. Des Weiteren ist ein Winkel α, der zwischen der Abstandsflanke 21 und der Kathode 5 gebildet ist, kleiner als ein Winkel β, der zwischen der Druckflanke 22 und der Kathode 5 gebildet ist. Eine derartige Kathode 5 kann aus einer Vielzahl von plattenartigen Elektroden bestehen, die einander gegenüber angeordnet sind, wobei der Schraubenkörper 3 in der radialen Richtung dazwischen eingeschoben ist, oder können aus einer konisch röhrenförmigen Elektrode bestehen, deren Durchmesser allmählich von einem Ende zum anderen Ende derselben abnimmt.
Genauer gesagt liegt der Winkel α, der zwischen der Abstandsflanke 21 und der Kathode 5 gebildet ist, bevorzugt zwischen 0° und einschließlich 45°. In der Abstandsflanke 21, die im Wesentlichen parallel zu der Kathode 5 ist, konvergiert der elektrische Strom ohne Weiteres, so dass die elektrische Stromdichte ansteigt, was zu einer erhöhten Entwicklungsrate der eloxierten Membran 41 führt. Bei dem Prozess, bei dem sich die eloxierte Membran 41 schnell entwickelt, werden Luftblasen in der Elektrolytlösung E einfach in die eloxierte Membran 41 übernommen, so dass sich eine raue eloxierte Membran 41 mit einem großen Lochdurchmesser bildet. Obwohl ferner die eloxierte Membran 4 Mg, O (Sauerstoff) und P als Hauptbestandteile enthält, ist die Elektronegativität von O größer als die Elektronegativität von P. Somit wird zwischen P und O in der Elektrolytlösung E eine größere Menge von O in Richtung auf die Abstandsflanke 21 angezogen. Dadurch ist das Bestandteilsverhältnis (Mg + O)/P der eloxierten Membran 41 größer als das der eloxierten Membran 42.
Andererseits liegt der Winkel α, der zwischen der Druckflanke 22 und der Kathode 5 gebildet ist, bevorzugt zwischen 45° und einschließlich 90°. In der Druckflanke 22, die sich von der Kathode 5 aus gesehen hinter der Abstandsflanke 21 befindet, ist die elektrische Stromdichte niedriger als die in der Abstandsflanke 21, was zu einer niedrigeren Entwicklungsrate der eloxierten Membran 42 führt. Bei dem Prozess, bei dem sich die eloxierte Membran 42 langsam entwickelt, ist es weniger wahrscheinlich, dass Luftblasen in der Elektrolytlösung E in die eloxierte Membran 42 übernommen werden, so dass sich eine dichte eloxierte Membran 42 mit einem kleinen Lochdurchmesser bildet. Ferner ist in der Druckflanke 22, in der es weniger wahrscheinlich ist, dass der elektrische Strom zusammenfließt, schwierig, den O aus der Elektrolytlösung E zu übernehmen, so dass das Bestandteilsverhältnis (Mg + O)/P der eloxierten Membran 42 kleiner als das der eloxierten Membran 41 ist.
Wenn die Phosphorsäurekonzentration der Elektrolytlösung E zwischen 0,05 mol/L und einschließlich 0,2 mol/L liegt, die elektrische Stromdichte zwischen 10 A/dm² und einschließlich 30 A/dm² liegt, und die Spannung zwischen 350 V und einschließlich 400 V liegt, können die eloxierten Membranen 41 und 42, welche die zuvor beschriebenen Eigenschaften aufweisen, jeweils auf der Abstandsflanke 21 und der Druckflanke 22 gebildet werden, indem der elektrische Strom zwischen den Elektroden unterbrochen wird.
4 und 5 bilden ein Bild unter einem Rasterelektronenmikroskop von eloxierten Membranen ab, die unter verschiedenen elektrischen Stromdichten durch Variieren der angelegten Spannung gebildet wurden. Insbesondere bildet 4 ein Ergebnis ab, das unter Verwendung einer Spannung von 400 V erzielt wird, und 5 bildet ein Ergebnis ab, das unter Verwendung einer Spannung von 350 V erzielt wird. Wie in 4 und 5 gezeigt, bildet sich eine dichte eloxierte Membran, die einen kleinen Lochdurchmesser aufweist, für den Fall, dass die Spannung von 350 V angelegt wird, statt des Falls, dass die Spannung von 400 V angelegt wird, d. h. wenn die elektrische Stromdichte geringer ist. Aus diesen Ergebnissen ist klar, dass sich verschiedene eloxierte Membranen 41 und 42 jeweils auf der Abstandsflanke 21 und der Druckflanke 22 mit verschiedenen elektrischen Stromdichten bilden.
Als Nächstes wird nachstehend die Funktionsweise des Implantats 1 beschrieben.
Das Implantat 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Frakturfixationsinstrument zum Fixieren eines gebrochenen Bereichs und ist dazu gedacht, in ein Loch eingeschraubt zu werden, das in dem Knochen B gebildet wird. Das Implantat 1, das in dem Knochen B festgehalten wird, wird durch die eloxierte Membran 4, welche die äußerste Seite Implantats 1 bedeckt, vor schneller Korrosion geschützt und wird allmählich biologisch abgebaut.
In diesem Fall weist die eloxierte Membran 42 auf der Druckflanke 22 einen langen Zeitraum des biologischen Abbaus auf, weil sie dick ist und einen kleinen Lochdurchmesser aufweist. Daher besteht die eloxierte Membran 42 weiter, ohne zu zerfallen, zumindest bis der gebrochene Bereich verheilt ist. Da des Weiteren die eloxierte Membran 42 eine chemische Zusammensetzung aufweist, die sich einfach mit dem Knochen B verbindet, verbindet sich die Druckflanke 22 sicher mit dem angrenzenden Knochen B.
Dagegen weist die eloxierte Membran 41 auf der Abstandsflanke 21 einen kurzen Zeitraum des biologischen Abbaus auf, weil sie dünn ist und einen großen Lochdurchmesser aufweist, und zerfällt somit frühzeitig auf Grund des biologischen Abbaus. Wenn die eloxierte Membran 41 zerfällt und die Abstandsflanke 21 des Schraubenkörpers 3 freigelegt wird, beginnt der biologische Abbau des Schraubenkörpers 3 ausgehend von diesem freigelegten Bereich (d. h. einem Bereich, der in 2 gestrichelt umrandet ist) der Abstandsflanke 21. Da jedoch die Abstandsflanke 21 nicht zu der Fixationskraft des Außengewindes 2 mit Bezug auf den Knochen B beiträgt, wird die Fixationskraft des Implantats 1 mit Bezug auf den Knochen B bewahrt, selbst wenn die Abstandsflanke 21 biologisch abgebaut wird.
Entsprechend weist bei dem Implantat 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die eloxierte Membran 41 auf der Abstandsflanke 21, die keine Wirkung auf die Fixationskraft mit Bezug auf den Knochen B aufweist, einen kurzen Zeitraum des biologischen Abbaus auf, und der biologische Abbau des Schraubenkörpers 3 beginnt schnell, und zwar ausgehend von der Abstandsflanke 21. Dies ist dadurch vorteilhaft, dass die Zeit, die benötigt wird, damit das ganze Implantat 1 biologisch abgebaut wird, verkürzt werden kann, wobei die Fixationskraft des Implantats 1 mit Bezug auf den Knochen bewahrt wird, und es kann bewirkt werden, dass das Implantat 1 schnell zerfällt, nachdem der Knochen verheilt ist. Insbesondere wird eine sichere Bindung mit dem Knochen B an der Druckflanke 22 erreicht, welche die Fixationskraft des Implantats 1 mit Bezug auf den Knochen B aufweist, was dadurch vorteilhaft ist, dass die Fixationskraft des Implantats 1 mit Bezug auf den Knochen B auf einem hohen Niveau gehalten werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Implantat
2: Außengewinde
21: Abstandsflanke
22: Druckflanke
3: Schraubenkörper
4, 41, 42: Eloxierte Membran
5: Kathode
A: Schraubenachse
B: Knochen
E: Elektrolytlösung

Claims

Implantat, umfassend: einen Schraubenkörper, der aus reinem Magnesium oder einer Magnesiumlegierung besteht und ein Außengewinde aufweist; und eine eloxierte Membran, die eine Außenfläche des Schraubenkörpers bedeckt, wobei das Außengewinde eine Abstandsflanke und eine Druckflanke aufweist, wobei während eines Schraubprozesses des Schraubenkörpers die Abstandsflanke in einer Bewegungsrichtung nach vorne gerichtet ist und die Druckflanke in der Bewegungsrichtung nach hinten gerichtet ist, und wobei ein Zeitraum des biologischen Abbaus der eloxierten Membran auf der Abstandsflanke kürzer als ein Zeitraum des biologischen Abbaus der eloxierten Membran auf der Druckflanke ist.
Implantat nach Anspruch 1, wobei ein durchschnittlicher Lochdurchmesser der eloxierten Membran auf der Abstandsflanke größer als ein durchschnittlicher Lochdurchmesser der eloxierten Membran auf der Druckflanke ist.
Implantat nach Anspruch 2, wobei der durchschnittliche Lochdurchmesser der eloxierten Membran auf der Abstandsflanke zwischen 1 μm und einschließlich 100 μm liegt, und wobei der durchschnittlicher Lochdurchmesser der eloxierten Membran auf der Druckflanke zwischen 0,1 μm und einschließlich 10 μm liegt.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Phosphorgehalt der eloxierten Membran auf der Druckflanke höher als der Phosphorgehalt der eloxierten Membran auf der Abstandsflanke ist.
Implantat nach Anspruch 4, wobei der Phosphorgehalt der eloxierten Membran auf der Druckflanke zwischen 10 Gew.-% und einschließlich 30 Gew.-% liegt, und wobei der Phosphorgehalt der eloxierten Membran auf der Abstandsflanke zwischen 2 Gew.-% und einschließlich 20 Gew.-% liegt.