DE19517275C2 - Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer Prothese aus Titan oder Titanlegierungen - Google Patents

Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer Prothese aus Titan oder Titanlegierungen

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Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer Prothese aus Titan oder Titanlegierungen.
Titan und Titanlegierungen, wie z. B. TiAl6Nb7, haben in der modernen Prothesentechnik eine große Bedeutung erlangt, weil sie wegen ihrer guten Körperverträglichkeit allen anderen Materialien, die für mechanisch bean­ spruchte Prothesen in Betracht kommen, überlegen sind. Beispiele für Pro­ thesen aus Titan und Titanlegierungen sind Hüftgelenkprothesen oder Kniegelenkprothesen, wobei darüber hinaus, wenn im vorliegenden Fall von Prothesen die Rede ist, dies im weitesten Sinn auch dahingehend zu verstehen ist, daß es sich um auch nur temporär in den Körper implan­ tierte Stütz- und Verstärkungsteile handeln kann.
So sehr die Körperverträglichkeit Titan und Titanlegierungen als Werkstoff auszeichnet, so wurde doch auch festgestellt, daß bei besonders intensiv belasteten Teilen, z. B. aufgrund von Belastungen durch Wechsel-Biege- Belastungen, die mechanische Oberflächenfestigkeit von Prothesen, die her­ kömmlicherweise geschmiedet werden und anschließend spanend fertigbear­ beitet werden, zuweilen nicht ausreicht, um eine zuverlässige Haltbarkeit über die gesamte Lebensdauer von Patienten zu gewährleisten.
Aus der DE 43 20 086 A1 der Anmelderin ist bei­ spielsweise eine modulare Hüftgelenkprothese bekannt, wobei die einzelnen Module über Kegel-Konus-Verbindungen zusammengesetzt werden, und wobei über die Kegelflächen bzw. Konusflächen erhebliche Wechselbelastungen übertragen werden, wenn die Prothese implantiert ist und der Patient sich bewegt. Untersuchungen haben gezeigt, daß es dabei insbesondere entlang der Oberfläche zu Verschleißerscheinungen kommt, die auf die Relativbe­ wegung der Teile zueinander zurückzuführen sind. Ausgehend von diesen Verschleißgebieten kommt es zu Spannungsrissen.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren und damit eine nach dem Verfahren hergestellte Prothese zu schaffen, womit im Belastungsbereich der Oberflächen eine höhere Haltbarkeit erreicht wird, so daß Spannungsrisse von beachtlichem Umfang jedenfalls inner­ halb der üblichen Lebensdauer von Patienten vermieden werden, wobei die physiologische Kompatibilität nicht beeinträchtigt werden soll.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens die mechanisch beanspruchten Oberflächen 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 im Größenbereich zwischen 40 und 150 µm und mit einer Strahlenbedeckung <200% durchgeführt wird.
Es ist zwar aus dem Stand der Technik (vgl. beispielsweise US-PS 4 287 740) grundsätzlich bekannt, hochbeanspruchte technische Teile aus Titan oder Titanlegierungen durch Beschießen mit Stahlkugeln zu verfestigen. Bei Prothesen wurde dieses Verfahren bisher jedoch nicht angewandt.
Weiterhin ist es aus dem Stand der Technik (Wohlfahrt, H.: "Unter Korn­ beschuß verfestigt", Industrieanzeiger Extra, Heft 83, 1987, S. 10-17) bekannt, zusätzlich zu einem Beschießen mit Stahlkugeln auch noch ein Beschießen mit Glaskugeln vorzunehmen, um eine Verringerung der Oberflächenrauhigkeit zu erzielen.
Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, daß die Oberfläche des Ti­ tans und der Titanlegierung durch den Beschuß mit Stahlkugeln in gewis­ sem Umfang mit Eisen kontaminiert wird, wodurch eine Körperunverträg­ lichkeit bedingt ist. Deshalb wird im Anschluß an den Stahlkugelbeschuß noch ein Beschuß mit Glasperlen durchgeführt.
Vorteilhafterweise werden für das erfindungsgemäße Verfahren Stahlkugeln vom Typ S 110, eine Bedeckung größer als 150% und eine Intensität zwischen 0,1 und 0,25 Almen-A eingesetzt.
Die Bestrahlung mit Glasperlen führt dazu, daß nach dem Bestrahlen eine Kontaminierung mit Eisen nicht nachweisbar ist, und daß der Eisen-Flä­ chenanteil kleiner als 0,1% und die maximal verbleibende Partikelgröße kleiner als 20 µm ist. Dementsprechend ist die entstehende Oberflächen­ qualität dann auch physiologisch unbedenklich.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß durch die erfindungsgemäßen Maß­ nahmen eine Qualitätsverbesserung erreicht wird, welche durch Dauer­ schwingversuche nachgewiesen werden konnte. So wurden beispielsweise 14 Revisionshüftgelenkprothesen mittels Dauerschwingversuchen untersucht. Dabei wurde eine Erhöhung der Gestaltfestigkeit von behandelten Prothesen gegenüber unbehandelten Prothesen von bis zu 70% erreicht, so daß eine erhebliche Sicherheitsverbesserung in Bezug auf einen möglicherweise in vivo stattfindenden Bruch erzielt werden konnte.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbei­ spieles in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 eine Ansicht eines Revisionshüftprothesen-Schaftes und
Fig. 2 einen Schnitt des einen mittleren Moduls des Schaftes nach Fig. 1.
Ein in der Zeichnung dargestellter Revisionshüftprothesenschaft 1, wie er aus der DE 43 20 086 A1 bekannt ist, umfaßt einen Veranke­ rungsabschnitt 2 und einen abgekröpften Gelenkkugelabschnitt 3 sowie einen Verlängerungsabschnitt 4 des Verankerungsabschnitts 2. Die Verbin­ dung der einzelnen Elemente der modular aufgebauten Prothese erfolgt über Konusabschnitte, d. h. Konusansätze 6 und Konusausnehmungen 7.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Hülsen-Element 5, also das in Fig. 2 dargestellte mittlere modulare Element, einen Konuszapfen 6 und eine Konusausnehmung 7 auf, wobei der Konusabschnitt 6 gegenüber der Mantelfläche 8 unter Ausbildung einer Ringschulter 9 derart verjüngt ist, daß im zusammengesetzten Zustand (vgl. Fig. 1) die Mantelfläche 8 im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist. Eine Längsbohrung 10, von der in Fig. 2 der Abschnitt 10c dargestellt ist, durchsetzt in axialer Richtung die einzelnen modularen Elemente.
Bei einer derartigen Prothese werden beispielsweise die Konusflächen der Konusansätze 6 und die Konusflächen der Konusausnehmungen 7 durch Wechselbelastungen besonders stark beansprucht. Diese Flächen werden er­ findungsgemäß durch Kugelstrahlen behandelt.
Nachfolgend werden die Parameter für bevorzugte Ausführungsbeispiele angegeben:
Düsendurchmesser: 15 mm
Düsenanzahl: 1
Abstand Düse-Bauteil: 100-120 mm
Strahlzeit: 60 s
Strahldruck: 1.6 bar
Strahlwinkel: 70°
Durchsatz: 2.5 kg/min
Tischdrehzahl: 4 U/min
Stahlkugelstrahlen:
Stahlkugeltyp: S 110
Bedeckung <150%
Intensität: 1.0.1-0.15 Almen A
2.0.2-0.25 Almen-A
Glasperlenstrahlen:
Strahlmittel: 1. MTH 243,40-80 µm
2. MTH 244,90-150 µm
Bedeckung: <200%
Intensität: 1.0.15-0.2 Almen N 2.0.2-0.25 Almen N.
Erfindungsgemäß wird also zunächst eine Bestrahlung mit Stahlkugeln durchgeführt und anschließend eine Bestrahlung mit Glasperlen, wobei durch die Kombination beider Bestrahlungstechniken eine mechanisch opti­ mal verbesserte, physiologisch unbedenkliche Oberfläche des Prothesenma­ terials erzielt wird.

Claims (5)

1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer Prothese aus Titan oder Titanlegierungen durch Bestrahlen mit Strahlmittel, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die mechanisch beanspruchten Oberflächen 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 im Größenbereich zwischen 40 und 150 µm und mit einer Strahlenbedeckung größer als 200% durch­ geführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Stahlkugeln in der Größenordnung des Typs S 110 verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrah­ lungs-Bedeckung mit Stahlkugeln größer als 150% ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrah­ lungs-Intensität zwischen 0,1 und 0,25 Almen-A liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ strahlungsintensität mit Glaskugeln zwischen 0,15 und 0,25 Almen N liegt.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004060882A1 (de) * 2004-12-17 2006-06-29 Holzwarth, Ulrich, Dr.-Ing. Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines medizinischen Implantats, insbesondere aus Titan, Titanlegierungen oder Kobaltlegierungen
DE102007028276A1 (de) * 2007-06-15 2008-12-18 Alstom Technology Ltd. Verfahren zur Oberflächenbehandlung ferritisch/martensitischer 9 bis 12% Cr-Stähle
DE10144865B4 (de) * 2001-09-12 2009-04-09 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Schutz eines elektrischen Heizkörpers und Heizkörper
DE102008014726A1 (de) * 2008-03-18 2009-09-24 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Kugelstrahlbehandlung von integral beschaufelten Rotoren
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

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0985384A1 (de) * 1998-09-10 2000-03-15 Buechel-Pappas Trust Verfahren zur Verbesserung von Prothesenkomponenten
US6613092B1 (en) * 2000-07-19 2003-09-02 Centerpulse Orthopedics Inc. Stem taper adapter
DE602005024496D1 (de) * 2004-06-10 2010-12-16 Yamaha Motor Co Ltd Titanlegierungsteil und herstellungsverfahren dafür
EP2855084B1 (de) * 2012-06-01 2021-09-29 Smith&Nephew, Inc. Verfahren zur endbearbeitung eines orthopädischen implantats
AU2013306050C1 (en) 2012-08-20 2018-05-24 Zimmer, Inc. Trochanter attachment device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4287740A (en) * 1978-09-12 1981-09-08 Rockwell International Corporation Method of increasing the fatigue life of titanium alloy parts
DE4320086C3 (de) * 1993-06-17 2002-05-16 Peter Brehm Modularer Schaft für ein Revisionshüftprothesensystem

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10144865B4 (de) * 2001-09-12 2009-04-09 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Schutz eines elektrischen Heizkörpers und Heizkörper
DE102004060882A1 (de) * 2004-12-17 2006-06-29 Holzwarth, Ulrich, Dr.-Ing. Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines medizinischen Implantats, insbesondere aus Titan, Titanlegierungen oder Kobaltlegierungen
DE102004060882B4 (de) * 2004-12-17 2007-05-31 Holzwarth, Ulrich, Dr.-Ing. Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines medizinischen Implantats, insbesondere aus Titan, Titanlegierungen oder Kobaltlegierungen
DE102007028276A1 (de) * 2007-06-15 2008-12-18 Alstom Technology Ltd. Verfahren zur Oberflächenbehandlung ferritisch/martensitischer 9 bis 12% Cr-Stähle
DE102008014726A1 (de) * 2008-03-18 2009-09-24 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Kugelstrahlbehandlung von integral beschaufelten Rotoren
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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