DE4210801A1 - Verfahren zur herstellung einer nickel-titanum (niti)-legierung mit dem effekt der formenwiederherstellung zur herstellung von reparaturteilen und prothesen fuer den menschlichen koerper - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer nickel-titanum (niti)-legierung mit dem effekt der formenwiederherstellung zur herstellung von reparaturteilen und prothesen fuer den menschlichen koerper

Info

Publication number
DE4210801A1
DE4210801A1 DE4210801A DE4210801A DE4210801A1 DE 4210801 A1 DE4210801 A1 DE 4210801A1 DE 4210801 A DE4210801 A DE 4210801A DE 4210801 A DE4210801 A DE 4210801A DE 4210801 A1 DE4210801 A1 DE 4210801A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
niti
metal alloy
alloy
resistant
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE4210801A
Other languages
English (en)
Inventor
Vladimir Kuzmitc Pr Polenickin
Jurij Gennadevic Dr Med Kulev
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ROSSAR INGENEERING GbR GES FUE
Original Assignee
ROSSAR INGENEERING GbR GES FUE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ROSSAR INGENEERING GbR GES FUE filed Critical ROSSAR INGENEERING GbR GES FUE
Priority to DE4210801A priority Critical patent/DE4210801A1/de
Publication of DE4210801A1 publication Critical patent/DE4210801A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/72—Intramedullary devices, e.g. pins or nails
    • A61B17/7233—Intramedullary devices, e.g. pins or nails with special means of locking the nail to the bone
    • A61B17/7258—Intramedullary devices, e.g. pins or nails with special means of locking the nail to the bone with laterally expanding parts, e.g. for gripping the bone
    • A61B17/7266—Intramedullary devices, e.g. pins or nails with special means of locking the nail to the bone with laterally expanding parts, e.g. for gripping the bone with fingers moving radially outwardly
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/064—Surgical staples, i.e. penetrating the tissue
    • A61B17/0642—Surgical staples, i.e. penetrating the tissue for bones, e.g. for osteosynthesis or connecting tendon to bone
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28—Bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/02—Inorganic materials
    • A61L27/04—Metals or alloys
    • A61L27/06—Titanium or titanium alloys
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/02—Inorganic materials
    • A61L31/022—Metals or alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/006—Resulting in heat recoverable alloys with a memory effect
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/80—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates
    • A61B17/8004—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates with means for distracting or compressing the bone or bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws or setting implements
    • A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
    • A61B17/80—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates
    • A61B17/8061—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates specially adapted for particular bones
    • A61B17/8071—Cortical plates, i.e. bone plates; Instruments for holding or positioning cortical plates, or for compressing bones attached to cortical plates specially adapted for particular bones for the jaw
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B2017/00831—Material properties
    • A61B2017/00867—Material properties shape memory effect
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/064—Surgical staples, i.e. penetrating the tissue
    • A61B2017/0647—Surgical staples, i.e. penetrating the tissue having one single leg, e.g. tacks
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28—Bones
    • A61F2/2803—Bones for mandibular reconstruction
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/28—Bones
    • A61F2/2875—Skull or cranium
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
    • A61F2002/30003—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis
    • A61F2002/3006—Properties of materials and coating materials
    • A61F2002/30092—Properties of materials and coating materials using shape memory or superelastic materials, e.g. nitinol
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
    • A61F2002/30108—Shapes
    • A61F2002/3011—Cross-sections or two-dimensional shapes
    • A61F2002/30159—Concave polygonal shapes
    • A61F2002/30177—W-shaped, M-shaped or sigma shaped
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2210/00—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2210/0014—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof using shape memory or superelastic materials, e.g. nitinol
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2210/00—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2210/0014—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof using shape memory or superelastic materials, e.g. nitinol
    • A61F2210/0019—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof using shape memory or superelastic materials, e.g. nitinol operated at only one temperature whilst inside or touching the human body, e.g. constrained in a non-operative shape during surgery, another temperature only occurring before the operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2230/00—Geometry of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
    • A61F2230/0002—Two-dimensional shapes, e.g. cross-sections
    • A61F2230/0028—Shapes in the form of latin or greek characters
    • A61F2230/0056—W-shaped, e.g. M-shaped, sigma-shaped
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00011—Metals or alloys
    • A61F2310/00023—Titanium or titanium-based alloys, e.g. Ti-Ni alloys
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2400/00—Materials characterised by their function or physical properties
    • A61L2400/16—Materials with shape-memory or superelastic properties

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Description

Die Metallegierung NiTi wurde für die Bereiche Medizin, Maschinenbau Radioelektronik und Raumfahrt entwickelt.
Stand der Technik
Es ist bekannt, daß NiTi-Legierungen im medizinischen Bereich verwendet werden, jedoch besitzen keine bis jetzt bekannten Legierungen die Fähigkeit bei Körpertemperatur ihre Ausgangsform wieder herzustellen, wenn sie vorher in einem Bereich niedrigerer Temperatur verformt wurden. Die Eigenschaften der Legierung läßt die Verwendung z. B. in allen Bereichen des menschlichen Körpers zu, sie ist hierfür geradezu prädes­ tiniert. Insbesondere ist die Behandlung von Frakturen aller Lokali­ sationen mit NiTi-Legierung B bis 10 mal billiger, als in der tradi­ tionellen Verfahrensweise.
Besonders gravierende Vorteile sind:
  • 1. minimales Spezifisches Gewicht von 0,3 gr bis 0,81 gr. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Reparatur von Kieferfrakturen usw.
  • 2. Technische Estethik.
  • 3. Möglichkeit der konstanten Fixierung.
  • 4. Die Implantate können im Körper belassen werden. Nach traditioneller Methode müssen Implantate später durch eine weitere Operation entfernt werden.
  • 5. Die volle Funktion der Reparatur von Knochenfrakturen mit Materialien aus NiTi-Legierung ist unmittelbar nach der Operation hergestellt.
Herstellung
Für die Herstellung der NiTi-Legierung wird die selbstausbreitende Hochtemperatur-Synthese herangezogen.
Es gibt 2 Regime zur Herstellung von NiTi-Stammlegierung und weitere Legierungen aus dieser Basis unter Zuhilfenahme des Brennprozesses. Dies sind:
Regime 1
Synthese in "Regime des Schichtenbrennens" sieht vor die Erwärmung der gepreßten Aufbereitung, und zwar so lange, bis die gewählte Temperatur von 500°C bis 820°C, in Verbindung mit einer lokalen Entzündung.
Herstellung der Aufbereitung
Nickel-Pulver PNK-1VL7 und Titan-Pulver PT EM-1 werden über eine Zeit­ spanne von 8 Std. bei 60°C bis 70°C im Vakuumschrank getrocknet. Danach erfolgt die Mischung, trocken, ohne Mörser und Kugel, im Laufe von 8 bis 10 Std gemischt. Aus dieser Mischung werden cylinderförmige Teile, ⌀ 2 bis 3 sm, mit einer Ausgangsporigkeit von 40% gepreßt. Die Synthese wird in eine Konstantdruckbombe geführt. Die Temperatur, die beim komprimieren dieser Mischung aus NiTi erreicht wird, beträgt 1270°C. Sie ist höher, als der Schmelzpunkt bei Titan. Aus diesem Grund ist das Endprodukt schmelzflüssig. Diese Aufbereitung dient als Ausgangsmaterial für eine weitere Verarbeitung.
Das Endprodukt nach der Verarbeitung der Aufbereitung im Regime 1 läßt die Brennwellesynthese und die Schmelzung der Aufbereitung mittels der Preßformenfüllung beobachten und die Kristallisierung der Schmel­ zung erkennen. Das Endprodukt ist NiTi barre. Die Brenntemperatur beträgt 1280°C. Sie ist nicht abhängig von der Erwärmungstemperatur vor der Entzündung und der Teilchendispersion. Die Brenngeschwindig­ keit wächst mit Vervielfachung der Anfangstemperatur und der Disper­ sität des Pulvers.
Bei Verwendung der Synthese Titanpulver PTM-1 mit einer Teilchengröße von 400 bis 500 My, ist die Brenngeschwindigkeit 1,4 sm/sek. und die Brenntemperatur 1265°C.
Ist die Größe der Teilchen kleiner als 63 My, und die Ausgangstempe­ ratur 500°C, erhöht sich die Brenngeschwindigkeit bis 3 sm/Sek., wobei die Brenntemperatur bei 1265°C bleibt.
Die Untergrenze der Vorwärmung (500°C bis 550°C ist abhängig von der Qualität des Komponentenpulvers), ist wie folgt definiert:
Ist die Anfangstemperatur niedriger als 500°C schmilzt das Aufberei­ tungspulver nicht und bei Beendigung des Brennprozesses ergibt sich ein gebackener, poriger Kern aus NiTi-Phase. Hierbei sind die Phasen Ti2 Ni und TiNi3 zu beachten.
Regime 2 der Herstellung der NiTi-Legierung "Synthese in Regime der Wärmeexplosion"
Schnelle Erwärmung der Aufbereitung von 820°C bis 830°C, darauf folgt die eksotermische Reaktion in der systematischen Selbsterwärmung. Als Endprodukt nach der Wärmeexplosion und Kristallisation bildet sich NiTi barre oder NiTi-Legierungen.
Herstellung von NiTi-Barren mit einem Gewicht von 300 gr
Vorwärmung bei 800°C in Argon mit Tigelmaterial Graphit. Erwärmung auf 900°C und walzen in der Luft, bis zu einer Blechstärke von 1 mm.
Herstellung der NiTi-Legierung mit Formenwiederherstellung
Bei der Herstellung der NiTi-Legierung mit Formenwiederherstellung hat der Phasenbestand der Verbindung eine entscheidende Bedeutung, damit die eingegebenen Parametren der Formenveränderung gewährleistet ist. Für die Anwendung ist die Herstellung des Mono-NiTi angestrebt.
Die Besonderheit bzw. die Unterschiede zwischen NiTi-Legierung mit Formenwiederherstellung im Vergleich zu NiTi-Legierungen bestehen darin, daß die Pulvermischung bis zu einer Temperatur von 0,5 bis 0,9% der Schmelztemperatur des Endprodukts erwärmt wird. Die Ausgangspulver Ni und Ti werden gemischt und gepreßt bis zu einer Porigkeit von 40% und in einem termischen Druckkontainer eingesetzt. Der Kontainer wird mit Argon gefüllt, bis ein Überdruck von 0,5 atü steigend bis 50 atü entsteht. Diese Aufbereitung wird von 550°C steigend bis 820°C erwärmt und einer elektrischen Molybden-Spirale entzündet. Diese Molybden-Spirale dient der Synthese im Brennregime als Katalysator.
Die vorgesehene Temperatur von 550°C bis 820°C im Brennprozeß gewährleistet, daß die Temperatur für die Schmelzung der neu entstan­ denen NiTi-Legierung ausreicht. Danach tritt die Reaktion in die "flüssige Phase" ein und die Diffusionsprozesse werden beschleunigt.
Endprodukt ist Mono-Nickelidtitanum mit einer Abweichung des Bestandes von Stecheometrie bis 0,5%.
Die Formenwiederherstellung bei einer NiTi-Legierung wird demnach erreicht durch folgende Beimischungen: O2, H2, N2, C, und zwar in folgenden Proportionen: (%)
O2 - 0,017%, H2 - 0,0005%, N2 - 0,015%, C - 0,13%. Die zusätzliche Beimischung - Einfügung - von Fe, Co, Cu, V, Si, Mo, Ag ist spezifisch für die Verwendung der NiTi-Legierung mit Formenwieder­ herstellung im medizinischen Bereich, für die Reparatur bzw. Behand­ lung von Frakturen aller Lokalisationen im menschlichen Körper und durch die Arbeit in verschiedenen Temperaturbereichen bedingt.
Porige NiTi-Legierung mit Formenwiederherstellung
Ni 55,5%, Ti 49,5% (m%),
Porigkeit = von 8% bis 60%,
koeff. Durchdringigkeit = 2·1013-3·10-6/mm2
Anwendung
Es ist bekannt, daß nach der traditionellen Methode der Reparatur von Knochenfrakturen im Gesichts- und Schädelbereich, mittels Drähten (Zeichnung 1, 4) und Metallstäben (Zeichnung 2) ausgeführt wird. Entscheidend nachteilig sind zwangsläufig spätere nachfolgende Operationen, um die Drahtimplantate wieder zu entfernen. Ebenso verhält es sich bei den Rohrknochenfrakturen.
Der im Anspruch 1 und 2 angegebene Erfindung liegt das Problem zugrunde solche Implantate zu schaffen, die über eine eigene Kraft zur Fixierung verfügen und außerdem aus solchem Material bestehen, daß sie fortdauernd als Implantat im Körper verbleiben können. Ein weiteres Problem ist darin zu sehen, daß die Implantate über eine solche Stabilität in der Fixierung verfügen, daß z. B. Kiefer­ knochen unmittelbar nach der Operation wieder voll funktionsfähig sind.
Weiter ist die Oberflächenstruktur traditioneller Implantate, Nägel Drähte aus Stahl von glatter Oberfläche, schon weil die spätere Entfernung aus dem Knochen möglich sein muß.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Implantate, mit einer niedrigeren, als der Körper­ temperatur in die Knochen eingesetzt werden und dabei leicht verform­ bar und damit zur späteren Fixierung genau einzupassen sind, ohne spanabhebende oder strukturverändernde Maßnahmen am Implantat. Bei Erreichung der Körpertemperatur kommt bei den, durch das Einsetzen in den Knochen deformierten Implantate die Formenwiederherstellung zur Wirkung, wodurch eine Eigendruck- bzw. Zugfixierung erfolgt (Zeichnung Nr. 3, 5, 6) Die Grundformen der Implantate für Schädel- bzw. Kieferknochen sind in den Zeichnungen Nr. 7, 8, 9 dargestellt. Bei Rohrknochenfrakturen werden Implantate nach Zeichnung Nr. 10, 11 implantiert. Es besteht hier der gleiche Wirkungseffekt wie bei den Implantaten für Schädel- bzw. Kieferfrakturen.
Das Material, NiTi-Metallegierung mit dem Effekt der Formenwiederher­ stellung, ist u. a. absolut korrosionsbeständig, voll biologisch, anti­ allergisch, gegen Tumorreaktionen neutral, verschleißbeständig, ohne erkennbare Materialermüdung, superelastisch, chemisch völlig neutral, sowie säure- und laugenbeständig. Implantate verbleiben im Körper bzw. Knochen. Die Oberflächenstruktur ist porig und erlaubt, zusammen mit den metallurgischen Vorteilen, problemlose Verwachsungen mit dem Knochen.
Technische Werte u. a. über die zur Verfügung stehenden Kraft zur Formenwiederherstellung sind in der Tabelle, Blatt 5, aufgelistet.
Die Implantate aus NiTi sind gegenüber den traditionellen Implantaten in Verbindung mit dem notwendigen Aperationsaufwand 8 bis 10 mal billiger, was einen erheblichen wirtschaftlichen und auch volks­ wirtschaftlichen Vorteil bedeutet.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Titanum (NiTi)-Legierung mit dem Effekt der Formenwiederherstellung zur Herstellung von Reparaturteilen und Prothesen für den menschlichen Körper, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallegierung NiTi mit Veränderung der Temperaturen (-) verformt werden kann und bei Erwärmung seine Ausgangsform wieder zwingend erreicht.
2. Metallegierung NiTi nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Grundfarbe, abhängig von der Temperatur verändert,
die Metallegierung NiTi absolut korrosionsbeständig ist,
die Metallegierung NiTi voll biologisch ist,
die Metallegierung NiTi keine Tumorreaktionen auslösen kann,
die Metallegierung NiTi antiallergisch ist,
die Metallegierung NiTi verschleißbeständig d. h. abriebfest ist,
die Metallegierung NiTi antimagnetisch ist,
die Metallegierung NiTi Superelastizität, ohne Temperaturein­ schränkung besitzt,
die Metallegierung NiTi keine Schrumpfung bzw. Substanzreduzierung zuläßt,
die Metallegierung NiTi chemisch völlig neutral ist,
die Metallegierung NiTi säure-und laugenbeständig ist.
DE4210801A 1992-04-01 1992-04-01 Verfahren zur herstellung einer nickel-titanum (niti)-legierung mit dem effekt der formenwiederherstellung zur herstellung von reparaturteilen und prothesen fuer den menschlichen koerper Ceased DE4210801A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4210801A DE4210801A1 (de) 1992-04-01 1992-04-01 Verfahren zur herstellung einer nickel-titanum (niti)-legierung mit dem effekt der formenwiederherstellung zur herstellung von reparaturteilen und prothesen fuer den menschlichen koerper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4210801A DE4210801A1 (de) 1992-04-01 1992-04-01 Verfahren zur herstellung einer nickel-titanum (niti)-legierung mit dem effekt der formenwiederherstellung zur herstellung von reparaturteilen und prothesen fuer den menschlichen koerper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4210801A1 true DE4210801A1 (de) 1992-11-05

Family

ID=6455704

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4210801A Ceased DE4210801A1 (de) 1992-04-01 1992-04-01 Verfahren zur herstellung einer nickel-titanum (niti)-legierung mit dem effekt der formenwiederherstellung zur herstellung von reparaturteilen und prothesen fuer den menschlichen koerper

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4210801A1 (de)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4316971A1 (de) * 1993-05-21 1994-11-24 Georg Dr Berg Ventileinrichtung zum Einsetzen in ein Hohlorgan, ein Gefäß oder dergleichen
DE29500933U1 (de) * 1994-11-22 1995-03-23 Jonkers Data B.V., Nieuwleusen Vorrichtung mit Untersuchungsspitze für zahnmedizinische Untersuchungen
FR2718634A1 (fr) * 1994-04-13 1995-10-20 Dynamique Sante Sarl Implant à mémoire de forme en W.
FR2722975A1 (fr) * 1994-07-28 1996-02-02 Dynamique Sante Sarl Systeme implantable de fixation d'endoprothese notamment d'un implant ligamentaire
FR2725126A1 (fr) * 1994-10-04 1996-04-05 Mai Christian Implant ligamentaire a memoire de forme
EP0743045A3 (de) * 1995-04-28 1996-12-27 Gazzani Romolo Igino
DE19707420A1 (de) * 1997-02-25 1998-08-27 Hinze Manfred Dr Med Habil Knochennagel für die Markraumnagelung langer Röhrenknochen
EP0882431A1 (de) * 1997-06-05 1998-12-09 Claudio Di Bartolomei Vorrichtung zur elastischen intramedullären Synthese von Knochenfracturen
WO1999034845A1 (en) * 1997-12-31 1999-07-15 Biorthex Inc. Porous nickel-titanium alloy article
FR2778082A1 (fr) * 1998-05-04 1999-11-05 Internova International Innova Clou d'agrafage de tissus vivants a verouillage dynamique, son dispositif de conditionnement et son appareil de mise en place
FR2787313A1 (fr) * 1998-12-17 2000-06-23 Orsco International Implant d'osteosynthese
WO2000064366A1 (en) * 1999-04-21 2000-11-02 Romolo Igino Gazzani Semi-rigid compressive clamp for use in sternotomy, and forceps for its application
WO2001013969A1 (en) * 1999-08-23 2001-03-01 Shinhan Machinery Co., Ltd. Apparatus and method for manufacturing an artificial porous titanium nickel medulla by using a hot rotational synthesis method
EP1082941A1 (de) * 1999-09-10 2001-03-14 Bristol-Myers Squibb Company Bindeelement zur Wundheilung
EP1133956A1 (de) * 2000-03-17 2001-09-19 René Gourmet Kiefer-Gesichts-Verschlussprothese
EP1293219A1 (de) * 2001-09-17 2003-03-19 Matthias Prof. Dr. Epple Biomedizinisches Erzeugnis mit einem eine Nickel-Titan-Legierung enthaltenden Substrat und einer Calciumphosphat enthaltenden überdeckenden Schicht
US6558388B1 (en) 1999-08-30 2003-05-06 Sulzer Orthopedics Ltd. Intramedullary nail for the humerus
FR2846545A1 (fr) * 2002-10-30 2004-05-07 Bouali Amara Implant d'osteosynthese intramedullaire
RU2301642C1 (ru) * 2005-11-30 2007-06-27 Валерий Александрович Новиков Имплантат для реконструктивной пластики обширных дефектов
DE102008010476A1 (de) * 2008-02-21 2009-08-27 T & W Implant-Service-Vertriebs- Gmbh Osteosyntheseklammer

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CH-Z: Technische Rundschau 5/91, S. 30-39 *
DE-Z: Neue Hütte, 36. Jg., Heft 2, S. 63-66 *
DE-Z: Neue Hütte, 37. Jg., Heft 1/92, S. 30-33 *

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4316971A1 (de) * 1993-05-21 1994-11-24 Georg Dr Berg Ventileinrichtung zum Einsetzen in ein Hohlorgan, ein Gefäß oder dergleichen
FR2718634A1 (fr) * 1994-04-13 1995-10-20 Dynamique Sante Sarl Implant à mémoire de forme en W.
FR2722975A1 (fr) * 1994-07-28 1996-02-02 Dynamique Sante Sarl Systeme implantable de fixation d'endoprothese notamment d'un implant ligamentaire
FR2725126A1 (fr) * 1994-10-04 1996-04-05 Mai Christian Implant ligamentaire a memoire de forme
DE29500933U1 (de) * 1994-11-22 1995-03-23 Jonkers Data B.V., Nieuwleusen Vorrichtung mit Untersuchungsspitze für zahnmedizinische Untersuchungen
EP0743045A3 (de) * 1995-04-28 1996-12-27 Gazzani Romolo Igino
EP0873718A2 (de) 1995-04-28 1998-10-28 Gazzani, Romolo Igino Vorrichtungen zur Osteosynthese
EP0873718A3 (de) * 1995-04-28 1998-11-04 Gazzani, Romolo Igino Vorrichtungen zur Osteosynthese
DE19707420A1 (de) * 1997-02-25 1998-08-27 Hinze Manfred Dr Med Habil Knochennagel für die Markraumnagelung langer Röhrenknochen
WO1998036699A2 (de) 1997-02-25 1998-08-27 Manfred Hinze Knochennagel für die markraumnagelung langer röhrenknochen
EP0882431A1 (de) * 1997-06-05 1998-12-09 Claudio Di Bartolomei Vorrichtung zur elastischen intramedullären Synthese von Knochenfracturen
WO1999034845A1 (en) * 1997-12-31 1999-07-15 Biorthex Inc. Porous nickel-titanium alloy article
FR2778082A1 (fr) * 1998-05-04 1999-11-05 Internova International Innova Clou d'agrafage de tissus vivants a verouillage dynamique, son dispositif de conditionnement et son appareil de mise en place
FR2787313A1 (fr) * 1998-12-17 2000-06-23 Orsco International Implant d'osteosynthese
WO2000064366A1 (en) * 1999-04-21 2000-11-02 Romolo Igino Gazzani Semi-rigid compressive clamp for use in sternotomy, and forceps for its application
US6969391B1 (en) 1999-04-21 2005-11-29 Romolo Igino Gazzani Semi-rigid compressive clamp for use in sternotomy, and forceps for its application
WO2001013969A1 (en) * 1999-08-23 2001-03-01 Shinhan Machinery Co., Ltd. Apparatus and method for manufacturing an artificial porous titanium nickel medulla by using a hot rotational synthesis method
US6558388B1 (en) 1999-08-30 2003-05-06 Sulzer Orthopedics Ltd. Intramedullary nail for the humerus
EP1082941A1 (de) * 1999-09-10 2001-03-14 Bristol-Myers Squibb Company Bindeelement zur Wundheilung
EP1133956A1 (de) * 2000-03-17 2001-09-19 René Gourmet Kiefer-Gesichts-Verschlussprothese
FR2806294A1 (fr) * 2000-03-17 2001-09-21 Rene Gourmet Prothese obturatrice maxillo-faciale
EP1293219A1 (de) * 2001-09-17 2003-03-19 Matthias Prof. Dr. Epple Biomedizinisches Erzeugnis mit einem eine Nickel-Titan-Legierung enthaltenden Substrat und einer Calciumphosphat enthaltenden überdeckenden Schicht
FR2846545A1 (fr) * 2002-10-30 2004-05-07 Bouali Amara Implant d'osteosynthese intramedullaire
RU2301642C1 (ru) * 2005-11-30 2007-06-27 Валерий Александрович Новиков Имплантат для реконструктивной пластики обширных дефектов
DE102008010476A1 (de) * 2008-02-21 2009-08-27 T & W Implant-Service-Vertriebs- Gmbh Osteosyntheseklammer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69831976T2 (de) Poröser gegenstand aus einer nickel-titan legierung
DE10207161B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Implantaten
DE69916435T2 (de) Verfahren zur verbesserung der ductilität von nitinol
DE2404214A1 (de) Knochenprothese
DE2711219A1 (de) Keramische massen
DE10107795A1 (de) Verfahren zur Verringerung von Folgekomplikationen bei der Implantation von Gefäßstützen
DE2755762A1 (de) Chirurgische prothesenvorrichtung oder implantat
DE60310776T2 (de) Biokompatibles poröses ti-ni material
EP0383773A1 (de) Verfahren zur herstellung eines knochenersatzmaterials.
CN100451144C (zh) 一种具有梯度孔隙率镍钛形状记忆合金的制备方法
Li et al. Microstructure and superelasticity of porous NiTi alloy
DE4120706C2 (de) Verfahren zur Herstellung poröser oder dichter Sinterwerkstücke
EP1529494B1 (de) Instrument zur Behandlung von osteopathisch veränderten Bereichen von menschlichen oder tierischen Knochen
DE19915395B4 (de) Knochenimplantatvorrichtung zur Gewebegenerierung mittels Knochenersatzmaterialien sowie Verfahren zur Herstellung der Knochenimplantatvorrichtung
EP1695675A1 (de) Gelenkprothese aus einer Titan-Molybdän-Legierung
DE3740732C2 (de)
AT510770B1 (de) Verfahren zur herstellung eines gegenstandes aus einem metall oder einer legierung, daraus hergestellter gegenstand sowie presswerkzeug hierfür
EP1885278A1 (de) Verfahren zur herstellung von zahnteilen aus dentalmetallpulver
EP0455071A1 (de) Elektrode für medizinische Anwendungen
DE3914163C1 (de)
DE102004022458B4 (de) Kaltumformbare Formkörper aus Titanbasislegierungen und Verfahren zu deren Herstellung
KR102687970B1 (ko) 다공성 의료용 임플란트의 제조방법
EP3636289B1 (de) Resorbierbares implantatmaterial aus magnesium oder einer magnesiumlegierung mit dotierten nanodiamanten
EP3621664B1 (de) Resorbierbares implantatmaterial aus magnesium oder einer magnesiumlegierung
DE10163763B4 (de) Verfahren zum Herstellen von Erzeugnissen wie Bauteile oder Halbzeuge aus pulverförmigen Werkstoffen auf der Basis von Magnesium oder Magnesiumlegierungen

Legal Events

Date Code Title Description
OAV Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8122 Nonbinding interest in granting licences declared
8131 Rejection