DE4032570A1 - Verfahren zum herstellen von implantaten - Google Patents
Verfahren zum herstellen von implantatenInfo
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- A61F2310/00592—Coating or prosthesis-covering structure made of ceramics or of ceramic-like compounds
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von
Implantaten, bestehend aus einem festen, insbesondere
metallischen, dem zu substituierenden Teil nachgebildeten
Kern, mit einem gewebefreundlichen Überzug; die Erfindung
betrifft weiterhin ein verfahrensgemäß ausgebildetes
Implantat, das als Dental-, Kiefer- oder Gelenkimplantat
eingesetzt werden kann.
Die gewebeverträglichen Eigenschaften von Hydroxylapatit
sind bekannt. Daher werden seit langem Implantate mit einer
äußeren Schicht aus Hydroxylapatit versehen, um das
Anwachsen- und Bindegewebe an das Ersatzerteil zu
begünstigen.
So schlägt die DE-PS 20 08 010 ein Verfahren zum Herstellen
von Dentalimplantaten vor, bei dem Eutektoid aus
Tricalciumphosphat und Tretracalciumphosphat heiß auf den
metallischen Kern eines nachgebildeten Zahnes aufgespritzt
wird, wobei während des Heißspritzens Hydroxylapatit
entstehen soll. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Überzug
dabei bei 1000°C in einer wasserdampfhaltigen Atmosphäre
geglüht werden muß, damit das Überzugsmaterial vollständig
in das Hydroxylapatit überführt wird.
Auch die DE-OS 26 59 591 schlägt vor, ein Implantat für
Knochen, Gelenke oder Zahnwurzeln, das einen metallischen
Kern aufweist, mit einer Hydroxylapatitschicht zu versehen.
Gemäß dieser Druckschrift muß jedoch weiterhin eine thermisch
aufgedampfte Bindemittelschicht auf den metallischen Kern
aufgebracht werden, damit die Hydroxylapatitschicht
ausreichende Hafteigenschaften aufweist.
Gemäß der DE-PS 34 47 583 hat sich jedoch für alle
derartigen Verfahren bzw. durch diese Verfahren
hergestellten Implantate herausgestellt, daß Haftvermittler
grundsätzlich erforderlich sind, um eine ausreichende
Haftung auf den Implantaten zu erzielen. Dabei besteht die
Gefahr, daß die Haftvermittler sich gewebefeindlich
verhalten. Daher wird in dieser Druckschrift vorgeschlagen,
eine poröse Schicht aus Hydroxylapatit auf den metallischen
Kern aufzubringen und diese durch isostatisches Heißpressen
porenfrei zu verdichten, wobei jedoch das Zersetzen des
Hydroxylapatites vermieden werden soll. Zwar kann durch
diese Maßnahme eine befriedigende Haftung der Hydroxylapatitschicht
auf dem metallischen Kern erreicht werden, jedoch
wird das Einwachsen des Implantates wegen der fehlenden
Porösität erschwert.
Ungeachtet dessen wird auch nach der DE-PS 37 11 426 darauf
abgestellt, eine nicht poröse Hydroxylapatitschicht auf
einen metallischen oder nicht metallischen Implantatkörper
aufzubringen. Dazu wird durch ein geeignetes Verfahren,
beispielsweise thermisches Spritzen, Bedampfen, oder
Sputtern, Tricalciumphosphat auf den metallischen Körper
aufgebracht und anschließend durch Reaktionen mit Wasser bei
erhöhten Temperaturen in Hydroxylapatit umgewandelt. Hier
ist wiederum bedenklich, ob nach dem vorgeschlagenen
Verfahren die erforderlichen Hafteigenschaften erreicht
werden können.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren zum Herstellen von Implantaten zur Verfügung zu
stellen, bei dem gut haftende bioaktive Schichten direkt auf
den Implantatkern aufgebracht werden, ohne daß
Zwischenschichten oder ein Nachverdichten der Schichten
notwendig ist.
Diese Aufgabe wird von einem Verfahren mit den Merkmalen des
Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind
Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 6. Nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellte Implantate sind Gegenstand der
Ansprüche 7 bis 9, die Verwendung des Implantates ist in
Anspruch 10 angegeben.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst die
Oberfläche des Kernes aufgerauht und dann bei einer
geeigneten Temperatur thermisch weiterbehandelt, wobei auf
der Oberfläche des Kernes eine Oxidhaut gebildet wird,
woraufhin auf den Kern direkt eine Schicht aus Hydroxylapatit
aufgebracht wird. Die Oxidhaut bewirkt eine Art Versiegelung
der Oberfläche des Implantatkernes, so daß verhindert
wird, daß beim späteren Einsatz Metallionen aus dem
Untergrund der Implantatbeschichtung in das Knochenlager
gelangen können.
Bevorzugt wird die Schicht aus Hydroxylapatit durch
Plasmaspritzen aufgebracht. Dabei wird das pulverförmige
Hydroxylapatit beispielsweise über ein Fördersystem so in
die Plasmaflamme gegeben, daß es zwar aufschmilzt, jedoch
keine chemischen Veränderungen erfährt.
Es hat sich gezeigt, daß gute Haftungsergebnisse erzielt
werden, wenn die Oberfläche eine Rauhigkeit von 3 bis 8 µm,
vorzugsweise 5 µm, aufweist. Dies kann beispielsweise
dadurch erreicht werden, daß die Oberfläche durch
Sandstrahlen mit Sand einer geeigneten Körnung aufgerauht
wird.
Es kann für das erfindungsgemäße Verfahren sowohl
synthetisch hergestelltes als auch natürliches
Hydroxylapatit verwendet werden. Es hat sich gezeigt, daß
aus Algen hergestelltes Hydroxylapatitpulver besonders
geeignet ist. Die Pulver werden durch geeignete Technologien
so präpariert, daß sie gut rieselfähig sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich bewährt zur
Herstellung von Implantaten, bei denen der metallische Kern
aus einem Leichtmetall, beispielsweise Titan, einer
Leichtmetallegierung, Stahl oder einer Stahllegierung
besteht. Der Direktauftrag des Hydroxylapatitpulvers auf
derartige Metallsubstrate bewirkt eine ausreichende Haftung
bei Schichtdicken im Bereich von 0,05 mm und 0,15 mm.
Dabei wurde gefunden, daß die Porösität der Hydroxylapatitschichten
7 bis 10% beträgt, was für das Einwachsen des
Knochengewebes in die Porenstruktur und damit für die
gewünschte Verankerung des Implantat-Knochen-Verbundes
ausgesprochen vorteilhaft ist. Das Implantat findet seine
Verwendung als Dentalimplantat, Kieferimplantat oder
Gelenkimplantat.
Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Beispieles
näher erläutert werden.
Ein Metallplättchen mit den Abmessungen 30 mm×30 mm
Abstand 5 mm aus Titan mit einer Reinheit von 99,2% wurde
durch Feinstsandstrahlen aufgerauht, wobei sich eine
Oberflächenrauhigkeit vom Ra=5 µm ergab. Anschließend
wurde die aufgerauhte Oberfläche thermisch mit Hilfe eines
Brenners behandelt, so daß sich eine dünne Oxidhaut aus TiO₂
auf der Oberfläche ausbildete. Danach wurde mittels
Plasmaspritzen eine 0,06 mm Dicke Hydroxylapatitschicht
aufgebracht. Die Haftfestigkeit der Schicht auf dem
Titansubstrat ergab im Stirnzugversuch in Anlehnung an DIN
50 106 Werte von 10 N/mm².
Die in der vorstehenden Beschreibung, in dem Beispiel sowie
in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können
sowohl einzeln aus auch in beliebiger Kombination für die
Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen
Ausführungsformen wesentlich sein.
Claims (10)
1. Verfahren zum Herstellen von Implantaten, bestehend
aus einem festen, insbesondere metallischen, dem zu
substituierenden Teil nachgebildeten Kern, mit einem
gewebefreundlichen Überzug, bei dem die Oberfläche des
Kernes zunächst aufgerauht und dann bei einer geeigneten
Temperatur thermisch weiterbehandelt wird, wobei
auf der Oberfläche eine Oxidhaut gebildet wird, woraufhin
auf den Kern direkt eine Schicht aus Hydroxylapatit aufgebracht
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schicht aus Hydroxylapatit durch Plasmaspritzen
aufgebracht wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Oberfläche mit einer Rauhigkeit
von 3 bis 8 µm, vorzugsweise 5 µm, erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Oberfläche durch Sandstrahlen aufgerauht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß synthetisch hergestelltes oder
natürliches Hydroxylapatitpulver verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
natürliches, aus Algen hergestelltes Hydroxylapatitpulver
verwendet wird.
7. Implantat, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische
Kern aus Leichtmetall, einer Leichtmetallegierung,
Stahl oder einer Stahllegierung besteht.
8. Implantat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Hydroxylapatit eine Schichtdicke zwischen 0,05 mm und
0,15 mm aufweist.
9. Implantat nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schicht aus Hydroxylapatit eine Porösität von 7%
bis 10% aufweist.
10. Verwendung des Implantates nach einem der Ansprüche 7 bis
9 als Dentalimplantat. Kieferimplantat oder Gelenkimplantat.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904032570 DE4032570A1 (de) | 1990-10-13 | 1990-10-13 | Verfahren zum herstellen von implantaten |
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DE19904032570 DE4032570A1 (de) | 1990-10-13 | 1990-10-13 | Verfahren zum herstellen von implantaten |
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Publication Number | Publication Date |
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DE4032570A1 true DE4032570A1 (de) | 1992-04-16 |
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ID=6416244
Family Applications (1)
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Country | Link |
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