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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Implantat für zahnmedizinische oder medizinische
Zwecke mit einer Oberflächenzusammensetzung
aus einem Kompositmaterial mit einer Formulierung zur Verbesserung
der Stabilität des
Implantats und zur Stimulation des Knochenwachstums nachdem es chirurgisch
in den Knochen eingesetzt wurde.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Ein
Implantat ist eine Prothese, die chirurgisch in Skelettknochen eingesetzt
wird. Im Dentalbereich stellt das Implantat die Verankerung zur
Befestigung von Dentalrestaurationen dar. Das Dentalimplantat wird chirurgisch
in eine Ausnehmung eingesetzt, die in einem zahnlosen Bereich des
alveolaren Kieferknochens ausgebildet wird, um ein integraler Teil
der Knochenstruktur zu werden. Anschließend wird zur Vorbereitung einer
herkömmlichen
Dentalrestauration als Ersatz für
einen extrahierten natürlichen
Zahn ein Anschlusselement an dem Implantat befestigt. In medizinischen
Anwendungen wird das Implantat üblicherweise
als orthopädisches
Mittel zum Reparieren oder Ersetzen von beschädigten Skelettteilen und zum
Stimulieren der Bruchheilung von Knochen verwendet. Nach dem chirurgischen
Einsetzen des Implantats bedarf es einer längeren Heilungsperiode, um
Knochenwachstum zu gewährleisten
und die klinische Osseointergration zwischen Implantat und Knochen
zu gewährleisten.
Zu den Faktoren, welche die Assimilation des Implantats im Knochen
und die Stimulation von neuem Knochenwachstum beeinflussen gehören die
Dauer des Heilungszeitraums, das durchgeführte chirurgische Verfahren
und die Konstruktion und Zusammensetzung des Implantats. Das Implantat
muss aus biokompatiblem Material bestehen und ausreichend stabil
für den
beabsichtigten zahnmedizinischen oder medizinischen Einsatzbereich
sein. Zu den herkömmlichen
biokompatiblen Materialien, die zur Herstellung von Implantaten
verwendet werden, gehören
Edelstahl, Titan und deren Legierungen. Titanimplantate begünstigen
nach chirurgischem Einbau in den Knochen nicht ohne Weiteres die
Knochenregeneration an der Grenzfläche zwischen dem Implantat
und dem Knochen und, falls ein ausreichender Zwischenraum vorhanden
ist, kann es durch mikrobielle Lecks zu einer Anreicherung von Bakterien
kommen, was letztlich zum klinischen Versagen des Implantats führt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wurde
festgestellt, dass die Stabilität
eines Implantats und dessen Fähigkeit,
Knochenwachstum insbesondere an der Grenzfläche zwischen Knochen und Implantat
zu stimulieren beträchtlich verbessert
werden kann, wenn man das Implantat aus einer biokompatiblen Materialzusammensetzung
herstellt, die eine Außenfläche aufweist,
welche aus wenigstens zwei unterschiedlichen biokompatiblen Metallkomponenten
oder Metalllegierungskomponenten besteht, die sich in innigem Kontakt
miteinander befinden. Im Hinblick auf die vorliegende Erfindung
muss jede der unterschiedlichen Metallkomponenten oder Metalllegierungskomponenten,
welche die Außenflächen des
Implantats bilden, eine elektromotorische Kraft („EMK") aufweisen, die
ausreicht, um zwischen den unterschiedlichen Metallkomponenten eine
Potentialdifferenz von mehr als wenigstes 25 mV und vorzugsweise
mehr als 100 mV zu erzeugen. Die unterschiedlichen Metallkomponenten
müssen
sich in innigem Kontakt miteinander befinden und wenigstens einen
Teil der Oberfläche
des Implantats umgeben, wobei jedoch vorzugsweise der gesamte Außenumfang
des Implantats aus dieser Zusammensetzung besteht. Die Zusammensetzung
der Außenfläche des
Implantats sollte vorzugsweise wenigstens zwei oder mehr unterschiedliche
Metalle oder Metalllegierungszuammensetzungen umfassen, von denen wenigstens
50 Gew.% Edelmetalle sind, wobei bevorzugt zwischen 50 und 100 Gew.%
Edelmetalle sind. Die Edelmetalle sollten ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend
aus Gold, Palladium, Platin und Iridium, wobei der Rest der unterschiedlichen
Metallzusammensetzungen vorzugsweise ausgewählt ist aus den Elementen der
3 und. 4. Gruppe des Periodensystems der Elemente. Die elektromotorische
Kraft von wenigstens 25 mV und optimalerweise mehr als 100 mV sollte
zwischen den unterschiedlichen biokompatiblen Metallkomponenten
und Metalllegierungskomponenten vorhanden sein. Es versteht sich,
dass ein lebender Knochen porös
ist und dass das Fluid, welches lebende Knochen durchdringt, bekanntermaßen elektrolytisch
ist. Erfindungsgemäß fördert die
Anwesenheit einer Kompositoberfläche
derartiger unterschiedlicher Metalle die Integration in dem Knochen
und beschleunigt neues Knochenwachstum an der Grenzfläche zwischen
dem Implantat und dem Knochen.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung können in der Oberflächenzusammensetzung
des Implantats im Hinblick auf eine weitere Stimulation des Knochenwachstums
geeignete keramische und/oder nichtmetallische Bestandteile enthalten
sein.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Andere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden an Hand
der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung deutlich
werden, wenn diese zusammen mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird,
in denen
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1 ein
Querschnitt einer Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Implantats
ist;
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2 ein
Querschnitt entsprechend der 1 ist, wo
zwei unterschiedliche Kompositlegierungen aneinandergrenzend auf
der äußeren Oberfläche des
Implantats verwendet werden;
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3 eine
schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Implantats
ist, welches aus zwei unterschiedlichen Kompositlegierungen besteht,
die relativ zueinander in einer bevorzugten Anordnung auf der Außenfläche des
Implantats angeordnet sind;
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3A ein
vergrößertes Detail
eines Abschnitts der Oberfläche
der 3 zeigt;
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4 eine
alternative Oberflächengeometrie
der erfindungsgemäßen Komposit-Oberflächenzusammensetzung
ist;
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4A und 4B verschiedene
Muster der Komposit-Oberflächenzusammensetzung
der 4 zeigen
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5A, 5B und 5C verschiedene
Partikelanordnungen auf der Oberfläche des erfindungsgemäßen Implantatkörpers zeigen;
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6 eine
Darstellung einer bevorzugten Oberflächenmorphologie für die beschichteten
Partikel des Oberflächenkomposits
auf dem erfindungsgemäßen Implantat
ist;
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7A, 7B, 7C, 7D, 7E und 7F verschiedene
Oberflächentexturen
des Kompositmaterials zeigen, welche erfindungsgemäß unterschiedlichste
Muster von Oberflächenquerschnitten
bilden; und
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8 eine
graphische Darstellung des Potentials von 5 verschiedenen erfindungsgemäßen Kompositmaterialproben
von unterschiedlichen Metallkomponenten zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis
einschließlich 8 beschrieben.
In 1 erkennt man ein Implantat 10 im Querschnitt
mit einem Körper 12 aus
einem biokompatiblen Material, wie beispielsweise Titan, und einer
Oberflächenbeschichtung 14 aus
einer Kompositzusammensetzung aus wenigstens zwei unterschiedlich
leitfähigen
Metallen. Das Implantat kann jede beliebige gewünschte Geometrie aufweisen,
damit es leichter chirurgisch in den Skelettknochen eingesetzt werden
kann. Es versteht sich, dass obwohl die Ausbildung einer Oberflächenschicht 14 bevorzugt
ist, auch das gesamte Implantat aus einer Kompositmaterialzusammensetzung
aus unterschiedlichen Metallen oder Metalllegierungen hergestellt sein
kann. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch bevorzugt,
wenn auch nicht wesentlich, dass die Oberflächenbeschichtung 14 die
gesamte Außenfläche des
Implantatkörpers 12 umgibt.
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Die
Oberflächenbeschichtung 14 sollte
aus wenigstens zwei unterschiedlichen biokompatiblen Metallkomponenten
oder Metalllegierungskomponenten bestehen, die sich in innigem Kontakt
miteinander befinden und die elektrisch leitfähig sind. Die Verteilung der
Komponenten auf der Oberfläche
des Implantats kann homogen oder inhomogen sein. Die Zusammensetzung
jeder der Komponenten kann aus elementarem Metall (elementaren Metallen)
oder aus Metalllegierungen bestehen und sollte wenigstens 50 Gew.%
Edelmetalle umfassen, wobei zwischen 50 und 100 Gew.% bevorzugt
sind. Die Edelmetalle sollten hauptsächlich auf eines oder mehrere
der folgenden Metalle beschränkt
sein: Gold, Palladium, Platin und Iridium. Der Rest der Zusammensetzung
kann jedes Element oder eine Kombination der Elemente aus der 3.
oder 4. Gruppe des Periodensystems der Elemente umfassen. Zusätzlich kann
die Oberfläche
geeignete keramische und/oder nicht metallische Bestandteile umfassen,
die mit dem Elektrolyten reagieren können, um das Knochenwachstum weiter
zu stimulieren und weitere Eigenschaften, wie beispielsweise die
Festigkeit fördern.
Die Oberflächenbeschichtung 14,
wie sie oben definiert wurde, kann so über den Implantatkörper 12 geformt
werden, das verschiedene geometrische Anordnungen bereitgestellt
und verschiedene unterschiedliche Oberflächenmuster mit unterschiedlichen
Oberflächentexturen
gebildet werden, wie im Zusammenhang mit den 1 bis einschließlich 7 dargestellt ist. Darüber hinaus kann die Zusammensetzung
der Oberflächenbeschichtung 14 ausgehend
von zwei oder mehr zusammengepressten oder zusammengesinterten Metallpulverzusammensetzungen
ausgehen oder, alternativ, von einer der Komponenten als Teil einer
homogenen Matrix der anderen Komponente oder von den Komponenten,
die als schichtartige Struktur der verschiedenen unterschiedlichen Schichtzusammensetzungen
verbunden sind.
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In 1 ist
eine einzelne Beschichtung einer Oberflächenzusammensetzung 14 dargestellt,
die ein Implantat 10 umgibt, wobei die Komposit-Oberflächenzusammensetzung 14 zwei
oder mehr unterschiedliche Metalle oder Metallzusammensetzungen
in innigem Kontakt miteinander enthält, wie dies oben bereits erläutert wurde,
wobei jedes der unterschiedlichen Metalle oder der Metallzusammensetzungen
eine elektromotorische Kraft „EMK" aufweist, die ausreicht,
eine Potentialdifferenz zwischen den Metallen oder den Metallzusammensetzungen
von wenigsten 25 mV und bevorzugt mehr als 100 mV zu erzeugen. 2 ist
ein Beispiel eines Implantats 10, das mit zwei separaten,
aneinandergrenzenden Oberflächenkomposits 1 und 2 beschichtet
ist. Jedes Oberflächenkomposit
ist eine Zusammensetzung der Elemente der oben erläuterten
Oberflächenzusammensetzung 14,
die demnach zwei oder mehr unterschiedliche Metalle oder Metalllegierungen
in innigem Kontakt miteinander enthält, die eine Potentialdifferenz
von vorzugsweise wenigstes 25 mV zwischen beiden unterschiedlichen
Metallen oder Metalllegierungen in dem Komposit, sowie zwischen
den Kompositzusammensetzungen 1 beziehungsweise 2 hervorrufen.
Anders ausgedrückt
kann die Potentialdifferenz nicht nur zwischen den unterschiedlichen
Metallen in jeder Kompositzusammensetzung 1 und 2,
sondern auch zwischen zwei Kompositzusammensetzungen 1 beziehungsweise 2 auftreten.
Die unterschiedliche Zusammensetzung zwischen den Oberflächenkomposits 1 und 2 sorgt
für eine
unterschiedliche EMK durch Veränderung der
Auswahl der unterschiedlichen Metalle und ihres Anteils zueinander
und kann ebenfalls unterschiedliche Oberflächenmuster und Oberflächentexturen
aufweisen.
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In 3 werden
zwei verschiedene Kompositlegierungen 3 und 4 als
separate Schichten auf das Implantat 10 aufgetragen, um
eine Anordnung zu bilden, bei der die zweite aufgezogene Legierung 4 schichtartige
Bänder
der Legierung 4 bildet, die so voneinander getrennt sind,
dass die erste aufgezogene Legierung freigelegt wird. Die schichtartigen
Bänder 4 können gleichmäßig voneinander
beabstandet sein, so dass Abschnitte der Legierung 3 auf
jeder gegenüberliegenden
Seite freigelegt werden, wie dies in 3a dargestellt ist.
Alternativ können
die schichtartigen Bänder
der Legierung 4 in einer kontinuierlichen spiralförmigen Anordnung über der
Oberfläche
der Legierung 3 angeordnet sein.
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In 4 ist
das Implantat 10 mit einer Oberflächenbeschichtung aus drei unterschiedlichen
Schichten verschiedener Kompositlegierungen 5, 6 und 7 beschichtet,
welche nacheinander als aneinandergrenzende Schichten, beispielsweise
durch Verkleiden usw. gebildet werden. Die Oberflächenmuster
jeder Beschichtung 5, 6 und 7 sind, wie
aus den 4a beziehungsweise 4b hervorgeht,
unterschiedlich.
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Das
Verfahren zur Herstellung der Oberflächenzusammensetzung 14 ist
für die
vorliegende Erfindung nicht entscheidend und folglich kann jegliche
bekannte Technik zur Herstellung einer Beschichtung eingesetzt werden,
einschließlich,
aber nicht eingeschränkt
auf: Umhüllen,
Platieren, thermisches Sintern, Drucksintern, Plasmasprühen, Eindringen
von Schmelzen oder deren Kombinationen. Das verwendete Beschichtungsverfahren
beeinflusst die Teilchengröße der unterschiedlichen
aufgezogenen Metalle und deren topographische Verteilung und Oberflächentextur.
In dieser Hinsicht kann eine homogene oder inhomogene Verteilung
der Kompositkomponenten auf der Oberfläche des Implantats vorliegen.
Die Partikel jeder Kompositkomponente können in ihrer Größe zwischen
0,1 μm und einigen
Millimeter variieren. Folglich kann jede Schicht einer Komposit-Oberflächenkomponente
in der Dicke von 0,1 μm
bis zu einigen Millimetern variieren.
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Die 5A – 5C zeigen
unterschiedlich beschichtete Partikelanordnungen auf der Oberfläche des
Implantats 10. Es versteht sind, dass die Metallpartikel
zur Beschichtung vorzugsweise eine irreguläre blättchenartige Morphologie haben
sollten, wie dies in 6 gezeigt ist, und aus einem
Metall oder mehreren unterschiedlichen Metallen in einer Metall-
oder Metalllegierungsmatrix bestehen. Die 7A – 7F zeigen unterschiedliche
Oberflächentexturen
mit verschiedenen Erhebungen im Querschnitt, die entweder inhärent durch
das verwendete Beschichtungsverfahren oder durch Modellieren der
Oberfläche
nach der Beschichtung gebildet werden können. Die Textur an der Oberfläche des
Implantats kann glatt, rau, granular, gerillt oder gehämmert sein
und kann jegliche Oberflächenkonfiguration
und/oder irreguläre
Oberflächengeometrie
aufweisen.
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Eine
freistehende Struktur eines erfindungsgemäßen Oberflächenkomposits kann aus einem
Gemisch von unterschiedlichen Metallen oder Metalllegierungen in
partikulärer
Form gebildet werden, welche dazu in die gewünschte geometrische Form kompaktiert
oder druckgesintert werden. Wie oben beschrieben können zusätzliche
Schichten auf der Oberfläche
aufgebracht werden.
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Die
folgenden fünf
separaten Proben von Edelmetalllegierungszusammensetzungen wurden
zur Messung der elektromotorischen Kraft EMK, die aus unterschiedlichen
Legierungszusammensetzungen erzeugt werden kann und zur Überprüfung, ob
die Potentiale sich wesentlich voneinander unterscheiden, getestet:
Legierungsprobe 98/1 ist eine homogene Edelmetalllegierung der folgenden
Zusammensetzung in Gew.%: Gold 35%; Palladium 32%; Platin 27%; Iridium
4% und Silber 2%.
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Legierungsprobe
98/2 ist eine homogene Edelmetalllegierungszusammensetzung der folgenden
Zusammensetzung in Gew.%: Gold 65%; Palladium 32%; Ruthenium 2%;
Silber 0,5%; andere 0,5%.
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Legierungsprobe
98/3 ist eine homogene Edelmetalllegierung der folgenden Zusammensetzung
in Gew.%: Gold 94,5%; Palladium 1,5%; Silber 3% und Kupfer 1,0%.
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Legierungsprobe
98/4 ist eine homogene Edelmetalllegierungszusammensetzung der folgenden
Zusammensetzung in Gew-%: Gold 85%; Palladium 4,7%; Platin 4,0%;
Silber 2,5%; andere 0,3%; und
Legierungsprobe 98/5 ist eine
homogene Edelmetalllegierung der folgenden Zusammensetzung in Gew.%: Gold
97% und Silber 3%.
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Die
Bestimmung der EMK für
jede der oben genannten Legierungszusammensetzungen bezüglich einer
Referenzelektrode basierte auf potentiodynamischen Anodenplots der
fünf Legierungen
in einer Standardzelle für
elektrochemische Messungen. Diese Art der Bestimmung in einer Standardzelle
stellt die Basis zur Messung der EMK für jede unterschiedliche Metallkomponente
in der Oberflächenzusammensetzung 14,
die das Implantat 10 umgibt, dar, und kann dazu dienen,
die minimale Potentialdifferenz zwischen dem unterschiedlichen Metallkomponenten
zu berechnen und das Vorliegen einer Potentialdifferenz von wenigsten
25 mV zu überprüfen.
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Die
Standardzelle wurde so konstruiert, dass der Einbau einer Testelektrode
der Probenlegierung in eine Lösungskammer,
zweier stangenförmiger
Graphit-Hilfselektroden,
einer Luggin-Kapillare mit Salzbrückenverbindung zu einer Calomel-Bezugselektrode (SCE)
und eines Einlasses und Auslasses für Inertgas, sowie eines Thermometer
ermöglicht
wurde. Die aufgebaute elektrochemische Standardzelle wurde zum Test von
jeder der fünf
Legierungen unter Bedingungen verwendet, wie sie durch ASTM F746-94
empfohlen werden. Die Zelle wurde mittels eines Thermostates auf
konstanter Temperatur gehalten. Das experimentelle Verfahren lief
wie folgt ab:
- 1. Die verwendete Elektrolytlösung war
eine 0,9%ige NaCl-Lösung,
wobei für
jeden Test eine frische Lösung
verwendet wurde.
- 2. Die Graphit-Hilfselektroden, die Salzbrücke und andere Komponenten
wurden in der Testzelle angeordnet.
- 3. Die Temperatur der Lösung
wurde auf 37 ± 1 °C durch Eintauchen
in ein Wasserbad mit kontrollierter Temperatur eingestellt.
- 4. Vor dem Eintauchen jeder Testprobe wurde der Sauerstoffgehalt
in der Lösung
reduziert, indem Argon für
0,5 Stunden eingeperlt wurde.
- 5. Die Oberfläche
der Arbeitselektrode wurde durch Nassschleifen mit SiC-Papier einer Körnigkeit
von 240 und Nasspolieren mit Papier einer Körnigkeit von 66 und Spülen mit
deionisiertem Wasser und anschließendem Trocknen vorbereitet.
- 6. Die Testproben wurden an einem Elektrodenhalter montiert
und in die Lösung
getaucht.
- 7. Die Zelle wurde mit einem computergesteuerten Potentiostaten
verbunden und das Korrosionspotential wurde 1 Stunde lang gemessen;
nach diesem Zeitraum wurde ein Potentialscan gestartet. Der Strom
wurde kontinuierlich aufgezeichnet, während das Potential vom Korrosionspotential
hinauf bis auf +1V gegenüber der
Calomel-Bezugselektrode geändert
wurde. Es versteht sich, das die Anordnung der Standardzelle, wie sie
zur Bestimmung der EMK für
die erfindungsgemäße Metallkomponente
oder Metalllegierungskomponente verwendet wurde, auch jede herkömmliche
Standardzellenanordnung sein kann.
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Aufzeichnungen
des Potentials über
der Zeit für
jede der fünf
Probenlegierungszusammensetzungen sind in
8 dargestellt
und das am Ende von 1 Stunde nach Eintauchen in den Elektrolyt erreichte
Gleichgewichtspotential ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst: TABELLE
| Getestete
Probe | EMK
(im Gleichgewichtszustand) in mV |
| Probenlegierung
98/1 | –136 |
| Probenlegierung
98/2 | 98 |
| Probenlegierung
98/3 | 197 |
| Probenlegierung
98/4 | 174 |
| Probenlegierung
98/5 | 147 |
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Die
obige Tabelle belegt das EMK-Niveau, das in einer elektrochemischen
Zelle unter Verwendung von unterschiedlichen Metalllegierungszusammensetzungen
als Testelektrode erreicht werden kann. Um zu überprüfen, ob erfindungsgemäß eine Potentialdifferenz
zwischen unterschiedlichen Metallzusammensetzungen in einer Kompositlegierung
erzeugt werden kann, wurde ein weiterer Test durchgeführt, bei
dem eine Kompositlegierung aus Partikeln der Probenlegierung 98/4
in einer amorphen Matrix der Probenlegierung 98/3 hergestellt wurde.
Partikel der Probenlegierung 98/4 haben eine Größe von etwa 5 μm (Dicke) × 20 μm (mittlere Breite) × 30 μm (mittlere
Länge)
und wurden in eine amorphe Matrix der Probenlegierung 98/3 einlegiert.
Diese Zusammensetzung wurde dann in der gleichen elektrolytischen
Zelle, wie sie für
jede der obigen Probenlegierungszusammensetzungen aufgebaut wurde,
getestet, wobei das oben beschriebene Verfahren verwendet wurde.
Die EMK Potentialdifferenz zwischen zwei Komponenten wurde zu 23
mV (Millivolt) bestimmt, wenn sie 1 Stunde nach Eintauchen in 0,9%ige
wässrige
NaCl-Lösung
gemessen wurde. Um die Reaktion von Knochen und weichem Gewebe auf
ein Implantat, das eine Oberfläche
mit einer derartigen Zusammensetzung aufweist, im Vergleich zu einem
herkömmlichen
Metallimplantat zu testen, wurde die Oberfläche eines konventionellen Implantats
unter Verwendung dieser Kompositlegierung bedeckt und das Implantat
in ein Versuchstier eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass der
Knochen und das weiche Gewebe günstiger
auf eine derartige Oberfläche
im Vergleich zu einer herkömmlichen
Oberfläche
reagieren.
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Es
wurden weitere Studien unter Verwendung von zwei unterschiedlichen
Implantatoberflächenzusammensetzungen
durchgeführt,
wobei die erste eine Kompositlegierung war, die aus Partikeln der
Probenlegierung 98/2 in einer amorphen Matrix der Probenlegierung
98/5 hergestellt wurde. Genauer gesagt bestanden die Partikel der
Probenlegierung 98/2 aus Flocken mit einer allgemeinen Teilchengröße von 2μm (Dicke) × 30μm (mittlere
Breite) × 80μm (mittlere
Länge),
die in eine Matrix der Probenlegierung 98/5 einlegiert wurden. Zwischen
den beiden Komponenten wurde ein EMK Potentialdifferenz von 99 mV
gemessen. Ein herkömmliches
Implantat mit einer Oberflächenzusammensetzung
gemäß der obigen
Kompositlegierung wurde hergestellt und an einem Tier getestet.
Die Reaktion des Knochens und des weichen Gewebes wurden um die
Implantatoberflächen
herum als gut festgestellt. Eine zweite Kompositlegierung aus zwei
Komponenten wurde aus Partikeln der Probenlegierung 98/1 in einer
amorphen Matrix der Probenlegierung 98/5 hergestellt. Die Partikel der
Probenlegierung 98/1 waren Flocken mit einer allgemeinen Partikelgröße von 0,1μm (Dicke) × 15μm (mittlere
Breite) × 35μm (mittlere
Länge).
Die zweite Kompositlegierung aus zwei Komponenten erzeugten eine EMK
Potentialdifferenz zwischen den beiden Komponenten von 283 mV. Wieder
wurde ein herkömmliches
Implantat mit einer Oberflächenzusammensetzung
gemäß des obigen
zweiten Komposits hergestellt und an einem Tier getestet. Der Knochen
und das weiche Gewebe zeigten eine exzellente Reaktion in dem an
die zweite Zusammensetzung angrenzenden Bereich. Auf der Grundlage
dieser Ergebnisse ist es offensichtlich, dass die EMK zwischen unterschiedlichen
Metallkomponenten wenigsten 25 mV und vorzugsweise mehr als 100 mV
und optimalerweise mehr als 250 mV betragen sollte. Das bevorzugte
Implantat umfasst einen Kern mit wenigstens zwei unterschiedlichen
Oberflächenzusammensetzungen
wobei die ersten und zweiten Oberflächenzusammensetzungen aus einem
Komposit aus mehreren Metallpartikeln bestehen, wobei die Partikel
der ersten Oberflächenzusammensetzung
eine so geringe Größe aufweisen,
dass mehrere Partikel (wenigstens 10 Partikel und vorzugsweise mehr
als 100 Partikel) in jedem Quadratmillimeter der Oberfläche des
Kerns vorkommen und eine Geometrie mit einer mittleren Länge von
weniger als 100 μm
aufweisen, so dass eine EMK-Potentialdifferenz von wenigstens 25
mV zwischen den Partikeln der ersten und zweiten Zusammensetzung
in jedem Quadratmillimeter der Kernoberfläche erzeugt werden.