DE4012731A1 - Verfahren zur herstellung von implantaten mit definierter rauher oberflaeche - Google Patents
Verfahren zur herstellung von implantaten mit definierter rauher oberflaecheInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Implantaten mit definierter rauher Oberfläche und findet
Anwendung bei der Herstellung medizinischer Implantate für die
Implantologie vorwiegend für die Dentalimplantologie.
In den letzten Jahren sind mehrere Verfahren zum dauerhaften
Befestigen von Implantaten vorgeschlagen worden, bei denen die
An- und Einwachsfähigkeit des umgebenden Knochengewebes
ausgenutzt wird. Beispiele für derartige Verfahren sind:
- - Kerben, konkave oder konvexe Rundungen, Löcher, gerippte oder mit Drahtgeflechten belegte Implantatoberflächen über bzw. in die das Knochenmaterial einwachsen kann (Makroreten tionen),
- - der Einsatz biologisch aktiver Materialien, vorzugsweise Keramiken, die mit dem Knochengewebe reagieren können und so eine tragfähige Verbindung herstellen,
- - die Verwendung poröser oder aufgerauhter Oberflächen (Mik roretentionen) an die der Knochen des Implantates gegeben ist.
Zur Erzeugung von Mikroretentionen auf metallischen Implantaten
sind verschiedene Verfahren bekannt. Am häufigsten wird ein
Plasma-Sprühverfahren angewendet, bei dem Metall- oder Kera
mik-Pulver in einem Plasmastrahl auf das Implantat aufgesintert
wird / Kirsch, A.; Ackermann, K. L.; Das IMZ-Implantat-System,
ZWR 11/86, S. 1134-1144/. Ein billiges Verfahren zum Überflä
chenaufrauhen ist das Sandstrahlen; die dabei entstehenden
Rauheiten sind schollen- und scherbenförmig und erlauben im
Vergleich zum vorher genannten Verfahren nur geringe Oberflä
chenvergrößerungen. Die Beschichtung des Implantates mit
einer ANOF-Schicht (Anodische Oxidation unter Funkenentla
dung) ist eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung von Oberflä
chenrauheiten. Das Implantat wird in einem Elektrolyten durch
einen wandernden Funken lokal aufgeschmolzen und dabei oxi
diert. Es werden dabei Rauhtiefen bis 20 µm erreicht / Kurze,
P.; Krysmann, W.; ANOF - ein neues Beschichtungsverfahren für
die Medizintechnik, Z. Klin. Med. 41 (1986) 3, S. 219-222;
Kurze, P.; Krysmann, W.; Knoefler, W.; Graf, H.-L. Keramisier
tes Metallimplantat DD - WP A 61 F/286 973/. Nachteile sind die
geringe Verbiegestabilität der ANOF-Schichten sowie einzelne
lokale Oberflächenbereiche oder geschlossene Schichten.
Ein entscheidender Nachteil der beschriebenen Verfahren besteht
darin, daß zur Erzeugung der Oberflächen-Rauheiten ein von
der Herstellung des Implantatkörpers unabhängiger, weiterer
technologischer Schritt erforderlich ist, wodurch sich der
Zeit- und Kostenaufwand wesentlich erhöht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Implantate mit hoher
Bioverträglichkeit in reproduzierbaren beliebigen Formen mit
möglichst wenigen Arbeitsschritten und mit definierten, dem
speziellen Anwendungsfall abgepaßten Rauhtiefen herzustellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem in einem
Einstufenverfahren mittels eines funkenerosiven Abtragverfah
rens Implantate in beliebigen Formen mit Rauheiten zwischen
1 µm und 100 µm hergestellt werden. Für die Herstellung von
Implantaten kommen als funkenerosive Abtragverfahren das fun
kenerosive Schneiden unter Verwendung von Titanium-Draht als
Elektrode oder das funkenerosive Senken unter Verwendung von
Kohleelektroden zur Anwendung.
Funkenerosive Abtragverfahren werden bisher vorwiegend unter
Verwendung von Kupfer- oder Messing-Elektroden eingesetzt.
Es ist bekannt, daß diese Verfahren auf den bearbeiteten
Oberflächen prozeßbedingt verdampftes Elektrodenmaterial zu
rücklassen, welches bei den verwendeten Elektroden einen Ein
satz für medizinische Zwecke ausschließt. Nun hat es sich
überraschenderweise gezeigt, daß man bei Anwendung des fun
kenerosiven Abtragverfahren mit Titanium-Elektroden in einem
Einstufenverfahren die geforderte Form des als bioinert bekann
ten Titaniums erstellen kann, aber gleichzeitig die Oberfläche
bioverträglich bleibt und die für das entsprechende Implantat
geforderte Rauhtiefe erzeugt wird. Damit entfallen zusätzliche
Prozesse zur Säuberung der Implantate von toxischem Elektro
denmaterial und zur Erzeugung der notwendigen Rauhtiefe. Es ist
möglich, jede beliebige Form eines Implantates in großen
Stückzahlen zu erzeugen, gleichzeitig aber in diesem Herstel
lungsprozeß die Rauheit zu erzielen, die für den Anwendungs
fall des Implantates notwendig ist. Diese Änderungen der Rau
heit werden durch die Parameter des funkenerosiven Abtragver
fahrens eingestellt.
Die bei Anwendung des Verfahrens eingesetzte dielektrische
Flüssigkeit ist entionisiertes Wasser oder eine dielektrische
Flüssigkeit mit bioaktiven Zusätzen zur Stimulierung des
Anwachsprozesses, die sich auf der Oberfläche des Implantates
anlagern.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zwischen Implan
tatkörper und erzeugter definierter Oberflächenrauheit keine
physikalisch-chemische Grenzfläche vorhanden ist, die auf-
bzw. eingebrachte Bereiche mit unterschiedlichen physikalischen
Parametern trennt, so daß ein Abplatzen der Rauheiten verhin
dert wird, und daß die Herstellung von Implantaten mit defi
nierter rauher Oberfläche in einem Arbeitsschritt realisiert
ist.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher er
läutert. Um ein Blattimplantat herzustellen, wird ein Titanium-
Stab von 2 cm × 3 cm Grundfläche, 10 cm lang, mit einem
Titanium-Draht vom Durchmesser 0,29 mm funkenerosiv geschnit
ten. Dabei beträgt die Generatorleerlaufspannung 200 V und der
mittlere Arbeitsstrom 2,5 A. Als dielektrische Flüssigkeit
wird entionisiertes Wasser mit einer Leitfähigkeit von
18 µS/cm benutzt.
Der geeignete Generator ist ein RC-Generator mit einer
Abtragsleistung von15 mm2/min. Der Arbeitskondensator hat eine
Kapazität von 500 nF. Im Herstellungsprozeß wird erst das
Profil erzeugt und dann werden die Implantate vereinzelt. Bei
Verwendung der genannten Parameter wird eine Rauhtiefe von
20 µm erzielt, und die so hergestellten Implantate zeigen ein
sehr gutes Einwachsverhalten.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von Implantaten mit definierter
rauher Oberfläche zur Anwendung in der Implantologie und
unter Verwendung von Titanium als Implantatmaterial, dadurch
gekennzeichnet, daß in einem Einstufenverfahren mittels
eines funkenerosiven Abtragverfahrens Implantate in beliebi
gen Formen mit Rauhtiefen zwischen 1 µm und 100 µm herge
stellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
funkenerosive Abtragverfahren funkenerosives Schneiden oder
funkenerosives Senken angewendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß beim funkenerosiven Schneiden Titanium-Draht oder mit
Titanium beschichteter Draht mit einem Durchmesser zwischen
0,20 mm und 0,35 mm verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zum funkenerosiven Schneiden mit Titanium-Draht die
Generatorleerlaufspannung oberhalb 150 V liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß bei den funkenerosiven Abtragverfahren als dielektri
sche Flüssigkeit entionisiertes Wasser oder eine mit bioak
tiven Zusätzen versehene dielektrische Flüssigkeit verwen
det wird.
Applications Claiming Priority (1)
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DD32796789 | 1989-04-26 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Country Status (1)
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DE (1) | DE4012731A1 (de) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |