DE3005264C2 - - Google Patents

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DE3005264C2
DE3005264C2 DE19803005264 DE3005264A DE3005264C2 DE 3005264 C2 DE3005264 C2 DE 3005264C2 DE 19803005264 DE19803005264 DE 19803005264 DE 3005264 A DE3005264 A DE 3005264A DE 3005264 C2 DE3005264 C2 DE 3005264C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Prothese.The invention relates to a method for producing a Prosthesis.

In der US-PS 37 89 029 ist ein Verfahren zum Herstellen eines speziellen Knochenzements beschrieben, welcher Poly­ methylmethacrylat (PMMA) als Kunststoff-Basismaterial, gemahlenes Knochenmaterial, ein Schäummittel sowie N-Tribu­ tylphosphat enthält. Ein derartiger Knochenzement kann auch zum Beschichten metallischer Grundkörper verwendet werden. Nach Aushärten des aufgetragenen Knochenzementes bei einer Temperatur von etwa 415 K in etwa 30 Min. und nach Entfernen der Oberflächenhaut des Knochenzementes durch Sandstrahlen erhält man insgesamt eine Prothese, welche an ihrer außenliegenden Oberfläche hohe Porosität aufweist. Dies erleichtert das Einwachsen in menschliches Gewebe.In US-PS 37 89 029 is a method for manufacturing a special bone cement described which poly methyl methacrylate (PMMA) as a plastic base material, ground bone material, a foaming agent and N-Tribu contains tylphosphat. Such a bone cement can also used for coating metallic body become. After hardening of the applied bone cement at a temperature of about 415 K in about 30 minutes and after removing the surface skin of the bone cement By sandblasting you get a total of a prosthesis, which on its outer surface high porosity having. This facilitates the ingrowth into human Tissue.

Metalle, aus denen Prothesen-Grundkörper üblicherweise hergestellt werden, sind Cr-Co-Mo-Legierungen, rostfreier Stahl und Titanlegierungen. Als weitere Ausgangsmaterialien für Prothesen-Grundkörper kommen auch Polymere, z. B. Ultra­ hochpolymer-Polyäthylen (UHMWPE=ultra high molecular weight polyethylene) zum Einsatz.Metals that make up prosthetic bases commonly are made Cr-Co-Mo alloys, stainless Steel and titanium alloys. As further starting materials for prosthesis basic body also polymers, eg. B. Ultra high polymer polyethylene (UHMWPE = ultra high molecular weight polyethylene) are used.

In der Regel werden Schaftprothesen unter Verwendung von Knochenzement in einem Knochen befestigt, wobei dieser Zement eine Mischung aus PMMA-Polymer und Methylmethacrylat- Monomer ist und zusätzlich noch ein Styrencopolymer von PMMA enthalten kann.As a rule, shaft prostheses are using Bone cement attached in a bone, this one Cement a mixture of PMMA polymer and methyl methacrylate Monomer is and additionally a styrene copolymer of PMMA may contain.

In der Praxis zeigt sich, daß die Klebverbindung zwischen Prothesenschaft und Knochenzement aufbrechen kann. Um diese Gefahr zu verkleinern, kann man den mechanischen Kraftschluß zu verbessern suchen, z. B. durch schwalben­ schwanzähnliche Gestaltung des Schaftes oder kleine Zusatz­ stifte. Diese Lösungen führen aber zu einer Spannungsver­ teilung im Knochen, die nicht der physiologischen Kraft­ verteilung entspricht. Auch die Festigkeit des Knochen­ zementes wird überfordert.In practice it turns out that the adhesive bond between Denture stem and bone cement can break. Around  To reduce this risk, one can use the mechanical To improve adhesion to improve, for. B. by swallows tail-like design of the shaft or small addition pencils. But these solutions lead to a Spannungsver division in the bone, not the physiological force distribution corresponds. Also, the strength of the bone Cement is overwhelmed.

Es wurde nun erkannt, daß die Festigkeit der Verbindung zwischen einer implantierten Prothese und dem Knochenzement durch mechanisch schwache Grenzschichten begrenzt ist, welche auf Grund der Materialzusammensetzung der Prothese oder bedingt durch den Prothesen-Herstellungsprozeß an der Prothesenoberfläche entstehen. Im Falle metallischer Prothesen-Grundkörper hat man mechanisch schwach belastbare Grenzschichten, die auf Verunreinigungen und Metall­ oxiden auf der Oberfläche des Prothesen-Grundkörpers beruhen. Bei Prothesen-Grundkörpern aus Kunststoffen sind schwache Grenzschichten zurückzuführen auf Monomere, nur partiell polymerisierte oder nur geringes Molekulargewicht aufweisende Polymere und durch Form-Trennmittel eingeschleppte Verunreinigungen. Schließlich spielt auch eine Rolle, daß eine Prothese mit Luft, Blut und Wasser in Berührung kommt, bevor sie in einen Knochen eingesetzt wird. Auch dies führt zu mechanisch nur schwach belastbaren Grenzschichten.It has now been recognized that the strength of the compound between an implanted prosthesis and the bone cement is limited by mechanically weak boundary layers, which due to the material composition of the prosthesis or due to the prosthesis manufacturing process the prosthesis surface arise. In the case of metallic Prosthesis basic body has mechanically weak resilient Boundary layers on impurities and metal oxides are based on the surface of the prosthesis basic body. For denture basic bodies made of plastics are weak Boundary layers attributed to monomers, only partially polymerized or low molecular weight having Polymers and introduced by mold release agent Impurities. Finally, it also plays a role that a prosthesis with air, blood and water in contact comes before it is inserted into a bone. Also This leads to mechanically only weakly resilient boundary layers.

Das Problem der Schaffung einer festen Verbindung zwischen Prothese und Knochen bedingte bisher eine solche Formgebung des in dem Knochen implantierten Prothesenteiles, daß eine gute mechanische Verzahnung mit dem Knochen erhalten wird. Dies bedeutet, daß man zum Wiederherstellen eines geschädigten Gelenkes, z. B. eines durch Arthritis unbrauchbar gewordenen Hüftgelenkes, nicht nur einfach die schadhafte Gelenk­ oberfläche reparieren kann. Vielmehr muß man den ganzen Gelenkkopf des Knochens entfernen, damit man eine Prothese anbringen kann, welche den im Hinblick auf eine gute mecha­ nische Verankerung notwendigen Schaft aufweist. Durch Verbesserung der direkten mechanischen Verbindung zwischen einer flächigen Prothese und unter dieser liegendem Knochen­ material nur über eine Knochenzement-Schicht wäre es dagegen möglich, die Gelenkfläche für sich allein zu reparieren.The problem of creating a solid connection between Denture and bone previously conditioned such a design of the prosthetic part implanted in the bone, that a good mechanical gearing with the bone is obtained. This means that you can restore a damaged one Joint, z. B. become become unusable due to arthritis Hip joint, not just the damaged joint surface can repair. Rather, you have the whole  Remove the condyle of the bone to allow a prosthesis can attach, which in terms of a good mecha Niche anchoring necessary shaft. By Improvement of the direct mechanical connection between a flat prosthesis and underlying this bone material only about a bone cement layer would be against it possible to repair the articular surface on its own.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Verfahren zum Herstellen einer Prothese angegeben werden, bei welcher nach dem Implantieren keine mechanisch schwachen Grenzschichten die Gesamtbelastbarkeit der Verbundstruktur Knochenzement/ Prothesen-Grundkörper beeinträchtigen.The present invention is therefore a method for producing a prosthesis, in which no mechanically weak boundary layers after implantation the total load capacity of the composite bone cement / Impair denture body.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Herstellungs­ verfahren gemäß Anspruch 1.This object is achieved by a manufacturing according to the invention Method according to claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf den von Grenz­ schichten gereinigten Grundkörper ein, verglichen mit Knochenzement, nur wenig Polymethyl­ methacrylat enthaltender Lack auflackiert. Die Lackschicht wird also dünn. Da der Lack bei einer Temperatur von mehr als 70°C ausgehärtet wird, enthält die gehärtete Lackschicht allenfalls noch geringe Restanteile an nicht polymerisierten oder niedermolekularen Anteilen. Auf Grund der langsamen Abkühlung von Grundkörper und Lackschicht von der Aushärte­ temperatur bis zumindest herab zu 80°C ist gewährleistet, daß in der gehärteten Lackschicht keine großen thermischen Spannungen auftreten, die zu einer Rißbildung oder teilweisem Ablösen des Lackfilms führen könnte.In the method according to the invention is based on that of The purified bodies did not polymethylate much as compared to bone cement lacquer coated with methacrylate. The paint layer So it gets thin. Because the paint at a temperature of more when cured at 70 ° C contains the cured varnish layer at most, still small residual amounts of unpolymerized or low molecular weight fractions. Due to the slow Cooling of base body and lacquer layer from the hardening temperature down to at least 80 ° C is ensured that in the cured lacquer layer no large thermal Tensions occur that lead to cracking or partial cracking Abolish the paint film could result.

Bei der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Prothese bildet der in dünner Schicht aufgebrachte ausgehärtete Lack zum einen einen hervorragenden Haftvermittler für den später bei dem Implantation aufgebrachten Knochenzement. Er schützt darüber hinaus den Grundkörper gegen Oxidation und Verunreinigung. Verunreinigungen, welche nach der Herstellung auf die Oberfläche einer nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren hergestellten Prothese gelangen, haben überraschenderweise nur einen ganz geringen Einfluß auf die mechanische Belastbarkeit der Verbindung zwischen Knochenzement und Prothese.When produced by the process according to the invention Prosthesis forms the hardened applied in a thin layer Lack for an excellent bonding agent for the bone cement applied later during the implantation. It also protects the body against oxidation  and pollution. Impurities, which after the Production on the surface of a fiction invention come prosthesis manufactured according to the method Surprisingly, only a very small influence the mechanical strength of the connection between Bone cement and prosthesis.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter­ ansprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in sub specified claims.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:Hereinafter, the invention with reference to Ausführungsbei play with reference to the drawing explained in more detail. In this show:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine komplette Hüftge­ lenks-Prothese, bei welcher die bei der Implantation mit Knochenzement in Berührung kommenden Oberflächenabschnitte mit einem PMMA-Film versehen sind; Fig. 1 shows a longitudinal section through a complete Hüftge Lenk prosthesis, wherein provided in the implantation with bone cement in contact surface portions with a PMMA-film;

Fig. 2: einen stark vergrößerten Ausschnitt durch den Randbereich der Oberschenkel-Prothese gemäß Fig. 1 sowie benachbarter Bereiche des Knochen­ zementes und des Oberschenkelknochens nach der Implantation; Figure 2 is a greatly enlarged section through the edge region of the femoral prosthesis according to Figure 1 as well as adjacent regions of the bone cement and the femur after implantation;..

Fig. 3: eine seitliche Ansicht menschlichen Femurs, der eine angegriffene Gelenkfläche aufweist; Fig. 3 is a side view of a human femur having an affected articular surface;

Fig. 4: eine perspektivische Ansicht einer schaftfreien Gelenkflächen-Prothese, die zur Wiederherstellung des Gelenkkopfes des Femurs nach Fig. 3 dient, und Fig. 4 is a perspective view of a shaft-free articular surface prosthesis, which serves to restore the condyle of the femur of Fig. 3, and

Fig. 5: einen stark vergrößerten Schnitt durch die schaft­ freie Prothese gemäß Fig. 4 und darunter liegendes Knochenmaterial nach Implantation der Gelenkflä­ chen-Prothese. Fig. 5: a greatly enlarged section through the shaft-free prosthesis of FIG. 4 and underlying bone material after implantation of Gelenkflä chen prosthesis.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine vollständige Hüftgelenkendoprothese, die aus einer Oberschenkel-Schaftprothese 1 und einer Hüft­ gelenkpfanne 4 besteht. Fig. 1 is a longitudinal section through a complete hip joint endoprosthesis, which consists of a femoral shaft prosthesis 1 and a hip joint socket 4 .

Die Oberschenkel-Schaftprothese 1 hat einen Grundkörper 2 mit einem Schaft zur Einführung in einen Knochenkanal, welcher aus einer Metallegierung oder einem Polymer­ material wie UHMWPE gefertigt ist. Über den Grundkörper 2 ist ein hochfester PMMA-Film 3 gelegt. Die Hüftgelenkpfanne 4 hat einen kalottenförmigen Grundkörper 5 aus einem festen, prothetischen Material über dessen Innenfläche ein PMMA-Film 6 aufgebracht ist.The femoral shaft prosthesis 1 has a base body 2 with a shaft for insertion into a bone canal, which is made of a metal alloy or a polymer material such as UHMWPE. Over the main body 2 , a high-strength PMMA film 3 is placed. The acetabular cup 4 has a dome-shaped basic body 5 of a solid, prosthetic material on the inner surface of a PMMA film 6 is applied.

Die Prothesen-Grundkörper 2 und 5 können z. B. aus Titanlegierungen, rostfreiem Stahl, Kobalt-Chrom oder Kobalt-Chrom-Molybdän-Legie­ rungen, MP-35 (Protozol) oder aus einem polymeren Ma­ terial wie beispielsweise sehr hohes Molekulargewicht aufweisenden Polyäthylen (UHMWPE=ultra high molecular weight polyethylene) gefertigt werden.The prosthesis basic body 2 and 5 , z. Example of titanium alloys, stainless steel, cobalt-chromium or cobalt-chromium-molybdenum alloys, MP-35 (protozole) or from a polymeric Ma material such as very high molecular weight polyethylene (UHMWPE = ultra high molecular weight polyethylene) made become.

Um nun einen hochfesten PMMA-Film auf die Prothesen-Grundkörper aufzubringen, müssen diese zuerst dafür vorbehandelt werden. Diese Vorbehandlung beinhaltet das Entfernen von Verunreinigungen, welche als mechanisch schwache Grenzschichten wirken können. Bei Metall werden diese schwachen Grenzschichten von an der Ober­ fläche haftendem Schmutz und Öl und dann zusätzlich noch von feinen Metalloxidschichten herbeigeführt. Bei Kunststoff sind für die schwachen Grenzschichten typischerweise Verun­ reinigungen wie Rest-Monomer, Antioxidantien und Form-Trennmittel verantwortlich. Auch niedermolekulare Anteile des Kunststoffes haben eine ähnliche Wirkung.Order a high-strength PMMA film now To apply the prosthesis basic body, this must first be pretreated for it. This pretreatment includes the removal of impurities, which can act as mechanically weak boundary layers. For metal These weak boundary layers are at the top surface sticking dirt and oil and then additionally still caused by fine metal oxide layers. at  Plastic are for the weak boundary layers typically Verun purifications such as residual monomer, antioxidants and mold release agents. Also low molecular weight fractions of the plastic have a similar effect.

Das Entfernen der schwachen Grenzschichten bei Metall- Grundkörpern beinhaltet als ersten Schritt ein Entfetten. Die feinen Oxidschichten werden in einem weiteren Schritt mittels Säure entfernt. Dann folgt eine Reinigung und Passivierung des Metalls. Dabei können auch Behandlungen angewendet werden, die Verunreinigungen und leichte Oxidschichten des Metalls entfernen.The removal of weak boundary layers in metal Primary bodies includes degreasing as a first step. The fine oxide layers are in another Removed step by means of acid. Then follows a cleaning and passivation of the metal. there treatments can also be used the impurities and light oxide layers of the metal remove.

Die Entfettungsbehandlung kann mit wäßriger, alkali­ scher Lösung, beispielsweise einer wäßrigen Lösung von Natriumhydroxyd, durchgeführt werden. Dabei wird der Grundkörper in eine bis zum Siedepunkt erwärmte 1 N wäßrige Lösung von Natriumhydroxyd während 30 Min. eingetaucht. Bei einer weiteren Entfettungsbehandlung kann der Grundkörper Trichloräthylendämpfen ausgesetzt werden. Um zu prüfen, ob die Entfettung vollständig ist oder nicht, kann der sogenannte "Wasserperlen-Test" durchgeführt werden. Hierbei wird der entfettete Grundkörper mit destilliertem Wasser abgespült. Rinnt das Wasser in weniger als 30 Sek. perlend ab, so ist die Oberfläche nicht sauber genug. Die Wasserschicht auf der Oberfläche darf nicht reißen, noch prickeln oder verrunzeln. The degreasing treatment can be carried out with aqueous, alkali shear solution, such as an aqueous solution of sodium hydroxide. It is the Body in a heated to the boiling point 1 N aqueous solution of sodium hydroxide for 30 min. immersed. In a further degreasing treatment, the Basic body be exposed to trichlorethylene fumes. To check if the degreasing is complete or not, the so-called "water pearl test" be performed. This is the degreased body rinsed with distilled water. runs soaking up the water in less than 30 seconds the surface is not clean enough. The water layer on the surface must not tear, nor tingling or frowning.  

Anschließend an die Entfettungsbehandlung wird bei metallischen Grundkörpern die o. a. Säureätz­ behandlung durchgeführt, um leicht gebundenes Metall­ oxid zu entfernen. Dies erfolgt durch Ein­ tauchen in eine Schwefelsäure-Wasser-Mischung bei er­ höhter Temperatur, beispielsweise 60°C über eine Zeit von ungefähr 30 Min. Andere Behand­ lungen bestehen im Eintauchen des Grundkörpers in eine wäßrige Chrom- Schwefel-Lösung oder in Lösungen anderer Säuren.Subsequent to the degreasing treatment is at metallic basic bodies the o. a. Säureätz Treatment performed to lightly bound metal remove oxide. This is done by On dive into a sulfuric acid-water mixture at he elevated temperature, for example 60 ° C over a period of time about 30 min. Other treatment lungs are immersed of the main body into an aqueous chromium Sulfur solution or in solutions of others Acids.

Die Ätzbehandlung wird beendet, bevor größere Oberflächenveränderungen eintreten oder sichtbar werden. Im Falle von legierten Grundkörpern, welche beispielsweise in einer Schwefelsäurelösung, wie oben beschrieben, geätzt wurden, kann durch die Ätzreaktion die Oberfläche schwarz verfärbt werden. Der Grund dafür ist das Zurückbleiben von Kohlenstoff, welcher eine Kom­ ponente der Metallegierung ist. Das Sichtbarwerden von Kohlenstoff zeigt, daß die Oberfläche genügend angeätzt ist. Um eine größere Oberflächenveränderung zu vermeiden, sollte der Grundkörper innerhalb von 10 Sek. nach Auftreten vom Oberflächen­ kohlenstoff aus dem Bad herausgenommen werden. Er kann dann mit Hilfe eines Hobsyn Tally Oberflächen­ profils oder mit einem SEM kontrolliert werden, um sicher zu gehen, daß keine größeren Oberflächenveränderungen eingetreten sind.The etching treatment terminates before major surface changes occur or become visible. In the case of alloyed bodies, which for example, in a sulfuric acid solution as above described, can be etched by the etching reaction the surface will be stained black. The reason for this is the remaining of carbon, which is a com component of the metal alloy. The becoming visible of carbon shows that the surface enough is etched. To a larger surface change too  should avoid the body within 10 seconds after occurrence of the surface carbon are removed from the bath. He Can then use a Hobsyn tally surfaces profiles or with a SEM to be sure to go that no major surface changes occurred.

Auf der Oberfläche verbleibender Kohlen­ stoff muß mit Hilfe einer Reinigungs- und Passivierungs­ behandlung entfernt werden, z. B. durch Eintauchen in eine wäßrige, auf ca. 60°C erwärmte Flußsäure/Salpetersäure- Mischung. Es können aber auch andere, stark oxidierende Reagenzien angewendet werden. Wenn der angeätzte Grundkörper in diese Lösung eingetaucht wird, so erfolgt innerhalb von Sekunden eine Reaktion, die sich durch ein Aufbrausen der Lösung anzeigt und bei der der Kohlenstoff weggelöst wird. Ein darauf nachfolgendes, weiteres Aufbrausen in der Lösung zeigt eine zweite Reaktion an. An diesem Punkt sollte der Grundkörper aus der Lösung herausgenommen werden. Diese Behandlung entfernt nicht nur den an der Oberfläche sichtbaren Kohlenstoff, zusätzlich entsteht auch eine gut haftende, einheitliche, hochbelastbare Oxidoberfläche.Coals remaining on the surface fabric must be cleaned with the help of a cleaning and passivation be removed treatment, for. B. by Immersion in one aqueous, heated to about 60 ° C hydrofluoric acid / nitric acid Mixture. But there can be others, too oxidizing reagents are used. If the etched basic body is immersed in this solution, so within seconds a reaction takes place indicated by a effervescence of the solution and in the Carbon is dissolved away. A subsequent, further effervescence in the solution shows a second Reaction to. At this point, the main body should be removed from the solution. This treatment not only removes the visible on the surface Carbon, in addition, a well-adherent, uniform, heavy-duty oxide surface.

Das Entfernen von schwachen Grenzschichten ist nicht nur mit chemischen Mitteln möglich, wie bei­ spielsweise Entfettung und Säureätzung, auch mechanische Mittel können zum Erfolg führen. Dabei wird der Grundkörper z. B. einer Sandstrahlbehandlung mit Alu­ miniumoxid unterworfen. Weitere mechanische Behandlungen wie Schleifen, Honen, Polieren können ebenfalls angewendet wer­ den.The removal of weak boundary layers is not only possible with chemical agents, as with For example, degreasing and acid etching, including mechanical Funds can lead to success. It is the Basic body z. B. a sandblast treatment with aluminum subjected to miniumoxid. Other mechanical treatments such as grinding,  Honing, polishing can also be applied the.

Anschließend an eine solche mechanische Behandlung muß der Grundkörper sofort, spätestens nach 1 Min., in eine Passivierungs­ lösung eingetaucht werden. Dies sind beispielsweise Sal­ peter- und Flußsäuren, wie schon oben beschrieben.Subsequent to such a mechanical treatment of the main body immediately, at the latest after 1 min., in a passivation be dipped in solution. These are Sal, for example peteric and hydrofluoric acids, as already described above.

Nachher wird der so behandelte Grundkörper in Wasser gespült, bis das Wasser einen neutralen pH aufweist. Dann wird er getrocknet, beispielsweise in einem Trockenschrank oder Ofen oder aber durch Anblasen der Oberfläche mit trockener, warmer Luft.Subsequently, the base body thus treated is rinsed in water, until the water has a neutral pH. Then he will dried, for example in one Drying oven or oven or by blowing the Surface with dry, warm air.

Sobald der Grundkörper getrocknet ist, kann er auf Raumtemperatur abgekühlt werden, um dann einen PMMA-Film aufzubringen. Vorsicht muß angewendet werden, damit die gereinigten Oberflächen nicht wieder während des Trocknens und Küh­ lens verunreinigt werden. Vor der Beschichtung müssen sogenannte Haftvermittler wie Siloxanderivate auf­ gebracht werden.Once the base has dried, it can reach room temperature are cooled to then apply a PMMA film. Care must be taken so that the cleaned Do not touch surfaces again while drying and cooling lens are contaminated. Before the coating must so-called adhesion promoters such as siloxane derivatives to be brought.

Darauffolgend wird der PMMA-Film auf den Grundkörper appliziert. Dies kann durch Aufmalen oder Aufspritzen eines PMMA-Lackes oder Ein­ tauchen in einen solchen Lack erfolgen. Subsequently, the PMMA film is applied to the main body applied. This can be done by painting or spraying a PMMA lacquer or A dive into such a paint done.  

Der aufgebrachte Lack besteht hauptsächlich aus PMMA, enthält daneben noch Vernetzungsmittel, freie Radikale als Katalysatoren, Aktivierungsmittel, Plastizierungsmittel, Inhibitoren, plastizierende Co­ polymere, sowie auch Adhäsionsförderer in Form von Co­ polymeren, wie beispielsweise Acrylsäure oder andere frei orientierbare polare Moleküle.The applied paint mainly consists of PMMA, contains besides, crosslinking agents, free radicals as catalysts, activating agents, Plasticizers, inhibitors, plasticizing co polymers, as well as adhesion promoters in the form of Co polymers, such as acrylic acid or others freely orientable polar molecules.

Der PMMA-Lack wird durch Lösen von hochmolekularem PMMA in einem Lösungsmittel, wie beispielsweise Dichlor­ methan hergestellt. Eine kleine Menge von Bariumsulfat kann dem Lack zugegeben werden, um einem Rissigwerden des Films vorzubeugen, wodurch der Film zugleich noch erhöhte absorbierende Eigenschaften für kurzwellige elektromagnetische Strahlen erhält. Die Konzentration der Polymerlösung liegt innerhalb des Bereiches von 0,01 g pro ml bis 0,8 g pro ml; vorzugsweise wird eine Konzentration von 0,2 bis 0,4 g pro ml angewendet, die besten Resultate erhält man mit Konzentrationen zwischen 0,25 und 0,35 g pro ml.The PMMA paint is made by dissolving high molecular weight PMMA in a solvent such as dichloro produced methane. A small amount of barium sulfate can be added to the paint to cracking prevent the film, which at the same time the film increased absorbing properties for short-wave receives electromagnetic radiation. The concentration the polymer solution is within the range of 0.01 g per ml to 0.8 g per ml; preferably, a concentration from 0.2 to 0.4 g per ml applied, the best results is obtained with concentrations between 0.25 and 0.35 g per ml.

Bei Tauchlackierung kann die Tauchzeit 5 Sek. bis 60 Min. betragen, vorteilhaft sind Eintauchzeiten zwischen 15 und 60 Min., am besten solche zwischen 25 und 35 Min. When dipping, the dive time can be 5 sec. To 60 Min., Are advantageous immersion times between 15 and 60 minutes, preferably those between 25 and 35 minutes  

Ein abgewandelter PMMA-Lack enthält PMMA, welches in Methylmethacrylat (MMA), welches zu­ sätzlich noch einen konventionellen Härter enthält, gelöst ist. Ein nochmals abgewandelter PMMA-Lack enthält PMMA zusammen mit MMA und einem Kataly­ sator. In den Fällen, in denen MMA ver­ wendet wird, ist nach dem Aufbringen des Lackes eine Härtung bei höherer Temperatur notwendig, wie nachfolgend beschrieben wird.Contains a modified PMMA paint PMMA, which in methyl methacrylate (MMA), which zu additionally contains a conventional hardener, is solved. A further modified PMMA paint contains PMMA together with MMA and a Kataly sator. In cases where MMA ver is used, is one after application of the paint Curing at higher temperature necessary, such as will be described below.

Nach Abschluß der PMMA-Beschichtung wird der PMMA-Film durch Erwärmen des beschichteten Grundkörpers gehärtet, wobei Temperaturen oberhalb der Umwand­ lungstemperatur des amorphen Bereiches von PMMA, bei­ spielsweise bei 343 bis 363 K (70°C bis 90°C), vorzugsweise bei 353 K (80°C), verwendet werden. Die Härtebehandlung ist notwendig, um eine Durchpolymerisierung sowie ein Ab­ dampfen der flüchtigen Komponenten aus dem Film zu sichern. Durch erhöhten Druck (mehr als 7 bar) wird eine Blasenbildung vermieden. Beim Erwärmen des Films über die Umwand­ lungstemperatur des PMMA hinaus werden mechanische Spannungen, welche sich während der Trocknung im Film bilden, eliminiert.After completion of the PMMA coating The PMMA film is heated by heating the coated base cured, with temperatures above the conversion temperature of the amorphous region of PMMA For example, at 343 to 363 K (70 ° C to 90 ° C), preferably at 353 K (80 ° C). The hardness treatment is necessary to a Durchpolymerisierung as well as an Ab evaporate the volatile components from the film to back up. Due to increased pressure (more than 7 bar) will blister avoided. When heating the film over the conversion temperature of the PMMA become mechanical Tensions, which develop during the drying in the film form, eliminated.

Die Abkühlrate, mit der ein beschichteter Grundkörper nach dem Aushärtevorgang abgekühlt wird, muß sorgfältig über­ wacht werden, um sicherzugehen, daß der Wert von 1,5 K pro Min. bei Temperaturen oberhalb von 353 K nicht überschritten wird. Damit treten während der Kühlung nur minimale Spannungen im Film auf. So es gewünscht ist, kann der Film entweder chemisch oder durch Bestrahlung noch zusätzlich vernetzt werden. The cooling rate with which a coated base body after the Curing process is cooled, must be carefully over To ensure that the value of 1.5 K per min. at temperatures above 353 K. is not exceeded. This occurs during cooling only minimal tensions in the film. So it is desired The film can be either chemically or by irradiation be additionally networked.  

Die Dicke des hergestellten Filmes ist nicht von kritischer Wichtigkeit, so immer die bevorzugte minimale Dicke des Films von 2,5 · 10-3 mm nicht unterschritten wird, wobei bevorzugt 25 · 10-3 mm oder noch besser 50 · 10-3 mm Schichtdicke vorliegen sollten.The thickness of the film produced is not critical, so long as the preferred minimum thickness of the film is not less than 2.5 x 10 -3 mm, preferably 25 x 10 -3 mm, or more preferably 50 x 10 -3 mm, in thickness should be available.

Nach Abschluß der Aushärtung des PMMA-Films ist der beschichtete Grundkörper fertig zur Verwendung als Prothese. Wird diese Prothese als Knochenimplantat verwendet, muß der Knochen entsprechend ausgehöhlt gereinigt und anschließend mit PMMA-Knochenzement ver­ sehen werden. Danach wird der zu implantierende Teil der Prothese, welcher wie oben beschrieben beschichtet wurde, in das Innere des Knochens einge­ führt. So es erwünscht ist, kann die Beschichtung vor dem Einführen in den Knochen mit einem Lösungsmittel wie MMA-Monomer etwas aufgeweicht werden. Dies bewirkt, daß der PMMA-Film anfängt aufzuquellen und weich zu werden, was eine bessere, mechanische und chemische Wechselwirkung zwischen dem Überzug und dem Knochen­ zement erlaubt.After completion of the curing of the PMMA film is the coated body ready for use as a prosthesis. Will this prosthesis be a bone implant used, the bone must be eroded accordingly cleaned and then mixed with PMMA bone cement ver will see. Thereafter, the part to be implanted the prosthesis, which as described above coated in the interior of the bone leads. So it may be desired, the coating may be before insertion into the bone with a solvent how MMA monomer softened a bit. This causes, that the PMMA film begins to swell and soften What better, mechanical and chemical Interaction between the coating and the bone cement allowed.

In Fig. 2 wird der Ausschnitt einer Vergrößerung einer beschichteten Prothese, welche mit Hilfe von PMMA-Knochen­ zement am Knochen fixiert wurde, gezeigt. Der Schaft des Grundkörpers 2 steht über den PMMA-Film 3 mit der Knochen­ zementschicht 7 in Verbindung. Der Knochen bzw. das Knochengewebe 8 ist dabei innig an die Knochenzement­ schicht 7 adhäriert. Die Zwischenschicht 9 zwischen dem PMMA-Film und dem Grundkörper zeigt keine Defekte oder irgendwelche schwachen Zwischenschichten, die durch die Behandlung des Grundkörpers vor seiner Beschichtung bedingt waren. Die Zwischenschicht 10 zwischen dem PMMA-Film und dem Knochenzement zeigt eine mechanische wie auch eine chemische Haftung. Die Bläschen 11 im Knochen­ zement 7 sind dabei von der Zwischenschicht 9 fernge­ halten durch die Wechselwirkung zwischen Film und Zement.In Fig. 2, the section of an enlargement of a coated prosthesis, which was fixed by means of PMMA bone cement to the bone, shown. The shaft of the base body 2 is about the PMMA film 3 with the bone cement layer 7 in conjunction. The bone or the bone tissue 8 is intimately adhered to the bone cement layer 7 . The intermediate layer 9 between the PMMA film and the base shows no defects or any weak interlayers due to the treatment of the base before its coating. The intermediate layer 10 between the PMMA film and the bone cement exhibits mechanical as well as chemical adhesion. The bubbles 11 in the bone cement 7 are held by the intermediate layer 9 fernge by the interaction between film and cement.

Werden Prothesen-Grundkörper aus einem Polymer, speziell aus UHMWPE, gefertigt, so ist eine etwas abweichende Behandlung zur Entfernung der schwachen Grenzschichten nötig. Diese Behandlung enthält entweder eine Oxidations­ behandlung oder eine Behandlung, die mit dem Akronym "Casing" (cross-linking by activated species of inert gases) bezeichnet wird. Die Oxidationsbehandlung kann durch Coronaentladung, Flammenbehandlung oder Säurebe­ handlung, wie beispielsweise Chromsäure, usw. durchge­ führt werden. Die Oxidationsbehandlung bewirkt eine Entfernung von kontaminierenden Substanzen und nieder­ molekularen Polymeren, wie beispielsweise Polyäthylen.Be prosthesis body of a polymer, especially made of UHMWPE, so is a slightly different Treatment to remove the weak boundary layers necessary. This treatment contains either an oxidation treatment or treatment with the acronym "Casing" (cross-linking by activated species of inert gases). The oxidation treatment can by corona discharge, flame treatment or acid treatment action, such as chromic acid, etc. durchge be led. The oxidation treatment causes a Removal of contaminants and low molecular polymers, such as polyethylene.

Vor der Oxidation oder Casingbehandlung wird der Kunststoff- oder Polymer-Grundkörper entfettet, indem er einige Sekunden in Trichloräthylenlösung eingetaucht wird.Before oxidation or casing treatment is the plastic or polymer base body degreased, by giving some Seconds immersed in trichlorethylene solution.

Bei der Casing-Behandlung läßt man durch Elektronenstrahlen angeregte Edelgase auf die Oberfläche des Polymers einwirken. Sobald dieses metastabile und ionisierte Gas in Kontakt mit dem Kunststoff kommt, wird eine Abspaltung von Wasser­ stoffatomen und damit die Bildung von Polymerradikalen in und an der Oberfläche des Polymers erhalten. Diese Radikale verbinden sich vernetzend mit ungesättigten Gruppen, ohne dabei eine nennenswerte Spaltung der Polymerketten herbeizuführen. Die mechanische Festigkeit der Oberflächenregion wird dabei durch die Bildung einer Gelmatrix bemerkenswert erhöht. Dabei wird eine schwache Grenzschicht in eine starke Grenzschicht überführt. Die Benetzbarkeit der Oberfläche wird dabei praktisch nicht beeinträchtigt. Der Kontakt des aktivierten Gases mit der Kunststoff­ oberfläche während einer Zeitdauer von weniger als 1 Sek. bewirkt eine gute Verbesserung der Adhäsionsfähigkeit. Längere Einwirkzeiten können nötig werden, wenn stärker inerte Kunststoffe, wie beispielsweise Polytetra­ fluoräthylen, für den Grundkörper verwendet werden.When casing treatment one leaves excited by electron beams Noble gases on the surface of the polymer. Once this metastable and ionized gas in contact with the plastic comes, is a splitting off of water atoms and thus the formation of polymer radicals obtained in and on the surface of the polymer. These  Radicals combine crosslinking with unsaturated groups, without losing one cause significant cleavage of the polymer chains. The mechanical strength of the surface region is notable thereby by the formation of a gel matrix elevated. This is a weak boundary layer in one strong boundary layer transferred. The wettability of the Surface is practically not affected. The contact of the activated gas with the plastic surface for less than 1 second. causes a good improvement of adhesion. Longer exposure times may be needed if stronger inert plastics, such as polytetra fluoroethylene, used for the basic body.

Ersetzt man die Casing-Behandlung durch eine Oxidationsbehandlung erhält man aber auf der Oberfläche später einen besseren PMMA-Film.If you replace the Casing treatment by one Oxidation treatment is obtained later on the surface a better PMMA movie.

Nach dem Durchführen der Oxidations- und/oder Casing- Behandlung der Oberfläche des Kunststoff-Grundkörpers wird in der gleichen Weise wie vorher schon beschrieben, eine PMMA-Schicht aufgebracht. Der PMMA-Film wird anschließend ausgehärtet, wie es auch beim metalli­ schen Grundkörper beschrieben wurde. Die Aushärtung bei einer Temperatur von ungefähr 373 K ist bei einem UHMWPE Prothesen-Grundkörper ausreichend.After carrying out the oxidation and / or casing Treatment of the surface of the plastic base body is in the same As previously described, a PMMA layer applied. The PMMA movie will follow Hardened, as it is the metalli rule body was described. Curing at a temperature of about 373 K is at one UHMWPE prosthesis basic body sufficient.

Wenn also ein PMMA-Film wie oben beschrieben auf einen Prothesen-Grundkörper aufgebracht wurde, so entsteht eine Prothese, welche, wenn sie mit Knochenzement in Verbindung gebracht wird, eine markante höhere Haftung aufweist als die gleiche Prothese ohne einen solchen Überzug. Die Haftfähigkeit ist auch besser als bei einer mit PMMA beschichteten Prothese, bei der keine Vorbehandlung vor dem Beschichten und keine Härtung nach dem Beschichten durchgeführt wurde. So if a PMMA movie as described above a prosthesis basic body was applied, then arises a prosthesis which, when used with bone cement in Is associated, a striking higher liability has as the same prosthesis without such Coating. The adhesion is also better than one with PMMA coated denture, in which no pre-treatment before coating and no curing after coating was carried out.  

Die verbesserte Haftfähigkeit zwischen Prothese und Knochenzement bringt nicht nur einen verbesserten Sitz eines Implantats im Knochengewebe, es kann auch in einigen Fällen von einer Schaltprothese abgesehen werden. Schäfte werden normalerweise benützt, um Stahlimplantate sicher im Knochen zu fixieren. Der eigentliche Grund für solche Implantationen sind an sich Abbauerscheinungen an der Ober­ fläche eines Gelenkes, beispielsweise durch Arthritis. Eine Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit der Gelenk­ oberfläche ist aber bisher nicht leicht durchzuführen, weil dabei Fixationsprobleme auftreten.The improved adhesion between Prosthesis and bone cement not only brings an improved fit of an implant in bone tissue, it can also be used in some cases a switching prosthesis be dispensed with. Shafts are usually used to secure steel implants in To fix bones. The real reason for such Implantations are per se degradation symptoms on the upper surface of a joint, for example by arthritis. A restoration of the functioning of the joint Surface is not yet easy to perform, because it is Fixation problems occur.

Jüngste Fortschritte in der Anwendung von Zementen auf Knochen beinhalten eine Druckbehandlung des Zementes, um ihn tief in die Poren des Knochens einzubringen und so eine gute Haftfähigkeit durch mechanische Verzahnung herbeizuführen. Dennoch verbleibt das Problem des Anbringens einer metallischen Oberfläche auf einem Knochen, ohne Zuhilfenahme eines Schaftes. Dieses Problem kann durch PMMA-beschichtete Prothesen gelöst werden.Recent advances in the application of cements Bones contain a pressure treatment of the cement, to bring him deep into the pores of the bone and so on a good adhesion through mechanical gearing bring about. Nevertheless, the problem remains Applying a metallic surface to a bone, without the help of a shaft. This problem can by PMMA-coated prostheses be solved.

Fig. 3 zeigt einen menschlichen Femur 21 in seitlicher Ansicht, dessen Gelenkkopf eine beschädigte Oberfläche 22 aufweist. Nach der herkömmlichen Technik wird der gesamte Kopf des Femur entfernt und durch einen künstlichen Kopf ersetzt, welcher einen Schaft aufweist. Fig. 3 shows a human femur 21 in a side view, the condyle has a damaged surface 22 . According to the conventional technique, the entire head of the femur is removed and replaced with an artificial head having a shaft.

Fig. 4 zeigt eine die zerstörte, natürliche Kopf-Oberfläche ersetzende schalenförmige Prothese. Diese hat einen Grundkörper 23, welcher aus einer Legierung bestehen kann, und einen auf die Schaleninnenfläche 24 aufgebrachten PMMA-Film. Diese Prothese, die wie oben für die Schaftprothese beschrieben beschichtet ist, kann fest auf dem Kopf des Femur fixiert werden. Fig. 4 shows a shell-shaped prosthesis replacing the destroyed, natural head surface. This has a base body 23 , which may consist of an alloy, and a PMMA film applied to the shell inner surface 24 . This prosthesis, which is coated as described above for the shaft prosthesis, can be fixed firmly on the head of the femur.

Fig. 5 ist ein vergrößerter Schnitt durch den Femur­ kopf nach Aufsetzen der schalenförmigen Prothese. Der Knochenzement 25 ist einerseits tief in die Oberfläche des Knochens 26 eingedrungen und andererseits mit dem PMMA-Film 24 verbunden. Eine Zwischen­ schicht 27 besteht aus einer molekularen Bindung von PMMA/ PMMA-Knochenzement. Der Grundkörper 23 ist somit über einen PMMA-Film und Knochenzement mit der zu ersetzenden Knochen­ oberfläche verbunden. Fig. 5 is an enlarged section through the femur head after placing the cup-shaped prosthesis. On the one hand, the bone cement 25 has penetrated deep into the surface of the bone 26 and, on the other hand, has been connected to the PMMA film 24 . An intermediate layer 27 consists of a molecular binding of PMMA / PMMA bone cement. The main body 23 is thus connected via a PMMA film and bone cement surface to be replaced with the bone.

Derartige schaftfreie, schalenförmige Prothesen können nicht nur für zerstörte Kugelgelenke und Gelenke mit Gelenkpfannen verwendet werden, sondern auch generell für irgendwelche beschädigten Gelenkoberflächen, beispielsweise ein Kniegelenk.Such shaft-free, shell-shaped prostheses can not only be destroyed Ball joints and joints with sockets used be, but also generally for any damaged Articular surfaces, for example a knee joint.

Die nachfolgenden Beispiele zeigen die Herstellung von PMMA-beschichteten Prothesen noch detaillierter:The following examples show the preparation of PMMA-coated prostheses in more detail:

Beispiel 1Example 1 Vorbehandlung und Beschichtung eines metallischen GrundkörpersPretreatment and coating of a metallic base body Herstellung eines PMMA-LackesProduction of a PMMA lacquer

30 g hochmolekulare PMMA-Perlen werden in 100 ml Dichlormethan unter Rühren gelöst. Sobald sich alle Perlen gelöst haben, wird 1 g Bariumsulfat zugegeben. Das Bariumsulfat wird suspendiert und trübt die Lösung. Dieser Ansatz wird während einer halben Stunde stehenge­ lassen, wobei sich das Bariumsulfat am Boden absetzt. Nach einer halben Stunde wird die Lösung mit dem suspen­ dierten Bariumsulfat vom Bodensatz abdekantiert.30 g high molecular weight PMMA beads in 100 ml of dichloromethane with stirring solved. Once all the beads have dissolved, 1 g Barium sulfate added. The barium sulfate is suspended and clouds the solution. This Approach is standing for half an hour let, with the barium sulfate settles to the bottom. After half an hour, the solution with the suspen  decanted barium sulfate from the sediment.

Vorbehandlung eines Kobalt-Chrom-Prothesen-Grundkörpers mit SchaftPretreatment of a cobalt-chrome prosthesis basic body with shaft

Die Oberfläche eines trocken sandgestrahlten Kobalt- Chrom-Prothesen-Grundkörpers soll beschichtet werden. Der Grundkörper wird zuerst durch ca. 30minütiges Eintauchen in eine kochende 1 N Natriumhydroxydlösung entfettet. Er wird dann mit warmem Wasser so lange abgespült, bis das abrinnende Wasser neutral ist.The surface of a dry sandblasted cobalt Chromium prosthesis basic body should be coated. The Body is first immersed in a boiling water for about 30 minutes 1 N sodium hydroxide solution degreased. He is then rinsed with warm water for so long, until the draining water is neutral.

Der Grundkörper wird dann in einer 50 Vol.-%­ igen, wäßrigen Schwefelsäurelösung geätzt. Die Temperatur beträgt dabei 333 Kelvin. Wenn sich nach ca. 30 Minuten durch verbleibenden Kohlenstoff die Oberfläche schwärzt, wird der Grundkörper aus der Säurelösung herausgenommen und mit destilliertem Wasser abgespült.The main body is then in a 50 vol .-% etched aqueous, sulfuric acid solution. The temperature is 333 Kelvin. If after about 30 minutes through remaining carbon blackens the surface, the main body is removed from the acid solution and rinsed with distilled water.

Dann wird der Grundkörper in eine Reinigungs­ lösung gegeben, welche aus einer Mischung von 15 Vol.-% einer 52%igen Fluorwasserstofflösung und 45 Vol.-% einer 40 Vol.-%igen wäßrigen Salpetersäurelösung be­ steht. Die Temperatur dieser Lösung liegt zwischen 323 und 333 Kelvin. Etwa 10 Sekunden nach dem Eintauchen des Grundkörpers erscheint ein Schwall von Bläschen, welche anzeigen, daß der Kohlenstoff abgelöst wurde. Gleich darauf folgt ein plötzlicher zweiter Schwall von Bläschen, was eine zweite Reaktion anzeigt. An diesem Punkt wird der Grundkörper aus der Reinigungslösung herausgenommen und sofort kräftig mit destilliertem Wasser abgespült, bis das ablaufende Wasser eine neutrale Reaktion zeigt. Darauf wird der Grundkörper in einem Ofen bei einer Temperatur von 383 K während ungefähr 5 bis 10 Minuten getrocknet. Dann wird er außerhalb des Ofens auf Raumtemperatur abgekühlt.Then the main body is in a cleaning given solution, which consists of a mixture of 15 vol .-% a 52% hydrogen fluoride solution and 45% by volume a 40 vol .-% aqueous nitric acid solution be stands. The temperature of this solution is between 323 and 333 Kelvin. About 10 seconds after immersion of the body appears a torrent of bubbles, which indicate that the carbon has been released. Immediately after, a sudden second barrage of Bubbles, indicating a second reaction. At this Point is the main body of the cleaning solution taken out and immediately rinsed vigorously with distilled water,  until the draining water shows a neutral reaction. Then the main body is in an oven at a temperature of 383 K during dried for about 5 to 10 minutes. Then he will outside the oven to room temperature cooled.

Aufbringen des ÜberzugsApplying the coating

Der so vorbehandelte Grundkörper wird in den wie oben beschrieben hergestellten PMMA-Lack eingetaucht. Nach 30 Min. wird er wieder herausgenommen und in einem Ofen mit einer Temperatur von 333 K während 2 Stunden erwärmt.The thus pretreated base body is in the manner described above submerged PMMA paint prepared. After 30 minutes will be he took it out again and in an oven with heated at a temperature of 333 K for 2 hours.

Härtunghardening

Der überzogene Grundkörper wird dann anschließend in einem Ofen während 18 Stunden bei 433 K gehalten. Nach dieser Zeit wird er aus dem Ofen genommen und mit einer Kühlrate von 1,5 K pro Minute bis zu einer Temperatur von 343 K abgekühlt. Anschließend kann der Grundkörper bei Umgebungstemperatur fertig abgekühlt werden. Es ist wichtig, daß der überzogene Grundkörper nicht zu schnell abgekühlt wird, da dadurch Unterschiede in der thermischen Kontraktion zwischen Überzug und Unterlage auftreten. Der auf diese Art hergestellte PMMA-Film weist eine Dicke zwischen 25 bis 40 · 10-3 mm auf. The coated body is then subsequently held in an oven at 433 K for 18 hours. After this time it is taken out of the oven and cooled at a cooling rate of 1.5 K per minute up to a temperature of 343 K. Subsequently, the body can be cooled down at ambient temperature. It is important that the coated body is not cooled too quickly as this will cause differences in thermal contraction between the coating and the substrate. The PMMA film produced in this way has a thickness of between 25 to 40 × 10 -3 mm.

Beispiel 2example 2 Vorbehandlung und Beschichtung eines Polyäthylen-GrundkörpersPretreatment and coating of a polyethylene base

Ein UHMWPE Prothesen-Grundkörper soll beschichtet werden. Der Grundkörper wird zunächst so durch eine Butan-Sauerstoffflamme gezogen, daß die ganze Oberfläche der Flamme aus­ gesetzt ist. Dann wird der Grundkörper aktiviertem Argongas ausgesetzt, welches mit Hilfe einer Hochspannungs-Entladung in einer Vakuumkammer aktiviert wurde. Der derart behandelte Polyäthylen-Grundkörper wird anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt und mit PMMA-Lack beschichtet, wie im Beispiel 1 beschrieben. Der beschichtete Grundkörper wird in einem Ofen bei einer Temperatur von 333 K während 2 Stunden getrocknet. Dann wird der Überzug durch Erwärmen des beschichteten Grundkörpers in einem Ofen bei 373 K während 2 Stunden gehärtet. Schließlich wird der Grundkörper langsam ab­ gekühlt, wie es im Beispiel 1 beschrieben wurde.A UHMWPE prosthesis base body should be coated. The The main body is initially so by a butane-oxygen flame pulled out that whole surface of the flame is set. Then the main body activated argon gas, which with the help of a High voltage discharge in a vacuum chamber has been activated. The thus treated polyethylene body is then cooled to room temperature and with Coated PMMA paint, as described in Example 1. The coated body is placed in an oven at a temperature of 333 K for 2 hours dried. Then the coating is heated by heating coated body in an oven at 373 K during Hardened for 2 hours. Finally, the body is slowly starting cooled, as described in Example 1.

Die Bedeutung der Vorbehandlung und Beschichtung des Grund­ körpers gemäß Beispiel 1 und 2 veranschaulichen die nachstehenden Vergleichsversuche:The importance of pretreatment and coating of the reason Body according to Example 1 and 2 illustrate the following Comparative tests:

Versuch 1Trial 1 (metallischer Grundkörper: mit/ohne PMMA-Film)(metallic base body: with / without PMMA film)

Ein Schaft-Testkörper wird gemäß Beispiel 1 hergestellt. Dieser Testkörper und ein entsprechender nicht beschichteter Testkörper werden unter Raumbedingungen an den Oberflächen gleichermaßen mit Knochenzement versehen. Die Scherfestigkeit der Zwischenschicht wird mit Hilfe eines Zylinderscherkraft­ tests für beide Testkörper gemessen. Man erhält:A shaft test body is according to Example 1 prepared. This test body and a corresponding uncoated test bodies are under room conditions on the surfaces Equally provided with bone cement. The shear strength of Interlayer is using a cylinder shear force tests were measured for both test bodies. You get:

PMMA-FilmPMMA film Scherfestigkeit (MPa)Shear strength (MPa) unbeschichtetuncoated 2,12.1 gemäß Beispiel 1according to Example 1 15,215.2

Der Zylinderscherkrafttest wird folgendermaßen durch­ geführt: Ein zylindrischer Testkörper wird in eine ring­ förmige Form, welche PMMA/MMA-Knochenzement enthält, getan. Der Zement wird ausgehärtet, und die Form wird dann weggenommen. Der zylindrische Testkörper trägt nun einen Ring aus Knochenzement. Der Testkörper wird über den Zementring in eine Klemmvorrichtung gespannt. Dann wird auf das vom Zementring abliegende Ende des Prüfkörpers eine axiale Kraft ausgeübt, und die Größe der Kraft wird gemessen, welche nötig ist, um die Verbindung zwischen dem zylindrischen Testkörper und dem Ring aus Knochenzement aufzu­ brechen.The cylinder shear force test is performed as follows guided: A cylindrical test body is in a ring shaped mold containing PMMA / MMA bone cement done. The cement is cured, and the form is then taken away. The cylindrical one Test body now carries a ring of bone cement. The test piece is clamped over the cement ring in a clamping device. Then, on the remote from the cement ring end of the specimen an axial force exercised, and the magnitude of the force is measured, which is necessary is to the connection between the cylindrical test body and the ring of bone cement break.

Versuch 2Trial 2 (metallischer Grundkörper: Härtungstemperatur PMMA-Film)(metallic base body: curing temperature PMMA film)

Ein metallischer Schaftprothesen-Testkörper wird entfettet, mit PMMA beschichtet und gehärtet, wie im Beispiel 1 beschrieben. Für Vergleichszwecke wird ein anderer Testkörper auf die gleiche Weise behandelt, außer daß an Stelle der Aushärtebehandlung bei 433 K der PMMA-Film bei Raumtemperatur gehärtet wird. Anschließend werden die Testkörper unter Raumbedingungen mit Knochenzement ver­ sehen. Die Zwischenschicht-Scherfestigkeit wird wie vorher beschrieben gemessen, wobei sich für die beiden Testkörper folgende Werte ergeben:A metallic stem prosthesis test body is degreased, with PMMA coated and cured, as in Example 1 described. For comparison purposes will be another Test body treated in the same way, except that in place of the cure at 433 K, the PMMA film Room temperature is cured. Subsequently, the Test body under room conditions with bone cement ver see. The interlayer shear strength becomes measured as previously described, for the two test bodies give the following values:

PMMA-FilmPMMA film Scherfestigkeit (MPa)Shear strength (MPa) ähnlich Beispiel 1, aber getrocknet bei Raumtemperatursimilar to Example 1, but dried at room temperature 3,93.9 gemäß Beispiel 1 (Härtung bei 433 K)according to Example 1 (hardening at 433 K) 6,26.2

Versuch 3Trial 3 (PMMA-Film: Schutz gegen Verunreinigungen)(PMMA film: protection against impurities)

PMMA-beschichtete Prothesenschaft-Testkörper werden, wie im Beispiel 1 angegeben, hergestellt. Einer davon wird unter Raumbedingungen mit Knochenzement ver­ bunden, während ein anderer intermedulärer Substanz ausgesetzt, mit einer Salzlösung abgewaschen und an­ schließend mit Knochenzement verbunden wird. Die Zwischenschicht-Scherfestigkeit beider Testkörper wird gemessen. Dabei wird keine statistisch signifikante Abweichung der Werte gefunden.PMMA-coated prosthesis stem test bodies are, as indicated in Example 1, prepared. One of them is ver under room conditions with bone cement ver bound, while another intermediary substance exposed, washed off with a saline solution and on closing is connected to bone cement. The Interlayer shear strength of both test bodies becomes measured. There will be no statistically significant Deviation of the values found.

Die obigen Tests werden auch an unbeschichteten Prothesenschaft- Testkörpern durchgeführt. Die Zwischenschicht-Scherfestigkeit eines unbeschichteten und unkontaminierten Testkörpers ist danach signifikant kleiner als die eines be­ schichteten Testkörpers und darüber hinaus ist die Zwischenschicht-Scherfestigkeit eines kontaminierten Testkörpers um 50% kleiner als bei einem unbe­ schichteten, unkontaminierten Testkörper.The above tests are also carried out on uncoated prosthesis stem Test bodies performed. The interlayer shear strength an uncoated and uncontaminated test specimen is then significantly smaller than that of a be layered test specimen and beyond that is the Interlayer shear strength of a contaminated test specimen 50% smaller than an unbe layered, uncontaminated test body.

Damit ist deutlich, daß Prothesen, welche wie oben beschrieben mit einem PMMA-Film versehen sind, durch Kontamina­ tion nicht beeinflußt werden, während nicht beschichtete Prothesen von Kontaminationen sehr stark beeinflußt werden.This is clear that prostheses, which as described above with a PMMA film are provided by Kontamina tion are not affected, while uncoated Prostheses of Contaminants are greatly affected.

Versuch 4Trial 4 (UHMWPE Grundkörper mit/ohne PMMA-Film)(UHMWPE base body with / without PMMA film)

Ein UHMWPE Testkörper wird in einer Flamme behandelt, mit PMMA beschichtet, getrocknet und gehärtet, wie im Beispiel 2 beschrieben. Dieser Testkörper und ein unbe­ schichteter UHMWPE Testkörper werde unter Raumbe­ dingungen mit Knochenzement verbunden. Die Block-Scherfestigkeiten für die Testkörper sind: A UHMWPE test specimen is treated in a flame with PMMA coated, dried and cured, as in Example 2 described. This test body and an unbe layered UHMWPE test body under Raumbe conditions associated with bone cement. The block shear strengths for the test bodies are:  

PMMA-FilmPMMA film Block-Scherfestigkeit (MPa)Block shear strength (MPa) unbeschichtetuncoated <0,1<0.1 gemäß Beispiel 2according to example 2 5,15.1

Die oben angesprochenen Block-Scherfestigkeiten werden folgendermaßen gemessen: Ein kubischer oder quader­ förmiger Testkörper wird auf einer seiner ebenen Flächen wie beschrieben beschichtet, der Referenz-Testkörper bleibt unbeschichtet. Ein Würfel oder Quader aus Knochenzement wird mit Hilfe einer Form hergestellt. Der Testkörper wird mit dem Knochenzementblock mittels Knochenzement verbunden, und nach dem Aushärten des Knochenzements wird die Kraft gemessen, die aufge­ wendet werden muß, um die Knochenzementverbindung zwi­ schen dem Testkörper und dem Knochenzementblock aufzubrechen.The above-mentioned block shear strengths are measured as follows: A cubic or cuboid shaped test piece is coated on one of its flat surfaces as described, the reference test body remains uncoated. A cube or cuboid of bone cement is using a mold manufactured. The test specimen is with the bone cement block connected by bone cement, and after curing of the bone cement, the force is measured, the up must be used to the bone cement connection zwi the test body and the bone cement block break.

Claims (8)

1. Verfahren zum Herstellen einer Prothese (1, 4), die einen Grundkörper (2, 5) und einen Polymethylmethacrylat-Film (3, 6) auf­ weist, der zumindest einen Teil der Oberfläche des Grundkörpers (2, 5) bedeckt, bei dem
  • a) der Grundkörper (2, 5) von Grenzschichten gereinigt wird,
  • b) auf den Grundkörper (2, 5) ein Polymethylmethacrylat-Lack mit 0,01 bis 0,8 g Polymethylmethacrylat pro ml auflackiert wird,
  • c) der Lack bei einer Temperatur von mehr als 70°C ausge­ härtet wird, und
  • d) Grundkörper (2, 5) und Lackschicht von der Aushärtetemperatur zumindest bis herab zu 80°C mit einer Geschwindigkeit von maximal 1,5°C pro Minute abgekühlt wird.
A method of manufacturing a prosthesis ( 1, 4 ) comprising a base body ( 2, 5 ) and a polymethyl methacrylate film ( 3, 6 ) covering at least part of the surface of the base body ( 2, 5 ) the
  • a) the base body ( 2, 5 ) is cleaned of boundary layers,
  • b) a polymethyl methacrylate lacquer with 0.01 to 0.8 g of polymethyl methacrylate per ml is applied to the base body ( 2, 5 ),
  • c) the paint is cured at a temperature of more than 70 ° C, and
  • d) the base body ( 2, 5 ) and lacquer layer is cooled from the curing temperature at least down to 80 ° C at a maximum rate of 1.5 ° C per minute.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Grundkörper (2, 5) der Prothese (1, 4) aus Metall besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zum Reinigen des Grundkörpers von Grenzschichten der Grundkörper mit alkalischen Mitteln und anschließender Säurebehandlung gereinigt wird.2. The method of claim 1, wherein the base body ( 2, 5 ) of the prosthesis ( 1, 4 ) consists of metal, characterized in that is cleaned to clean the body of boundary layers of the body with alkaline agents and subsequent acid treatment. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfetten bei einer Temperatur zwischen 93°C und 104°C erfolgt.3. The method according to claim 2, characterized in that degreasing at a temperature between 93 ° C and 104 ° C takes place. 4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurebehandlung eine Säureätzung gefolgt von einer Passivierungsbehandlung ist.4. The method according to claim 2 and 3, characterized that the acid treatment followed by acid etching from a passivation treatment. 5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Grundkörper (1, 4) aus Ultrahochmolekular-Polyäthylen besteht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Grundkörper (1, 4) zur Reinigung von Grenz­ schichten an der Oberfläche oxidiert wird. 5. The method according to claim 1, wherein the base body ( 1, 4 ) consists of ultra-high molecular weight polyethylene, characterized in that the base body ( 1, 4 ) for the purification of boundary layers on the surface is oxidized. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenoxidierung aus einer Säurebehandlung und einer Flammbehandlung oder Koronaentladungsbehandlung besteht.6. The method according to claim 5, characterized in that the surface oxidation from an acid treatment and a flame treatment or corona discharge treatment consists. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel des Polymethyl­ methacrylat-Lackes Dichlormethan ist.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the solvent of polymethyl methacrylate varnish is dichloromethane. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polymethylmethacrylat-Lack noch Bariumsulfat zuge­ geben wird.8. The method according to claim 7, characterized in that the polymethyl methacrylate paint still barium sulfate added will give.
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