DE69732005T2

DE69732005T2 - Implantat mit bioaktiven Partikeln und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69732005T2
Application number: DE69732005T
Authority: DE
Inventors: Osamu Fuchu-Shi Hayashi; Takamasa Yokohama-shi Sasoh; Fumisada Urawa-shi Ozawa; Isao Toyama-shi Furuta; Toshitake Furusawa; Eiji Ichida
Original assignee: Brainbase Corp
Current assignee: Brainbase Corp
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2017-10-01
Also published as: ES2297319T3; DE69738492D1; EP1516602A2; EP0832619A1; EP1516602A3; DE69732005D1; US20020143404A1; US20020128723A1; EP1516602B1; EP0832619B1; US5934287A; DE69738492T2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Implantat wie z.B. ein in Knochen eingebettetes Implantat und ein zahntechnisches Implantat und ein Verfahren zur Herstellung desselben, und insbesondere ein Implantat mit anhaftenden bioaktiven Partikeln und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Als Material von Implantaten wie z.B. einem in Knochen eingebetteten Implantat und einem zahntechnischen Implantat wird gegenwärtig im Allgemeinen Titan oder Titanlegierung verwendet. Dies liegt daran, dass bei eingesetztem Implantat das Material des Implantats einen "Osteointegration" genannten Zustand hat, in dem das Implantat den Knochen direkt berührt. Die Osteointegration bedeutet den Zustand, in dem es kein verbindendes Gewebe zwischen dem Knochen und dem Implantat gibt. Wird ein anderes Material verwendet, gibt es den Fall, dass die Osteointegration nicht verwirklicht wird und verbindendes Fasergewebe zwischen dem Implantat und dem Knochen zu liegen kommt. Aus diesem Grunde wird das ganze Implantat schließlich mit dem verbindenden Fasergewebe bedeckt, so dass die Fluktuation des Implantats beginnt. Daher muss das Implantat herausgezogen werden.
Um die Wirkung der Osteointegration weiter zu steigern, könnte man erwägen, die Oberfläche des Implantats aufzurauhen. Es könnte verschiedene Verfahren geben, die Implantatoberfläche aufzurauhen. Als eines der Verfahren gibt es zum Beispiel ein Verfahren, bei dem Perlen aus metallischem Titan in Plasma gesprüht werden, so dass die Oberfläche des Implantats auf mikroskopischer Ebene viele halbkugelförmige Titan(Ti)-Vorsprünge hat und die Oberfläche des Implantats vergrößert wird. Diese Technik ermöglicht es auch, die Biokompatibilität des Implantats mit Knochenzellen zu steigern. Ein anderes Verfahren ist ein Sandstrahlverfahren unter Verwendung von Schleifpartikeln aus Aluminiumoxid und so weiter. Bei diesem Verfahren wird die Oberfläche des Implantats vergrößert und spiegelt die Größe der Schleifpartikel wider. Außerdem wird eine Verankerungswirkung erzielt, da Knochen in konkave Bereiche des Implantats eintritt.
Außerdem ist im Handel ein Implantat erhältlich, bei dem die Oberfläche des Implantats aus Titan mit einer Hydroxylapatit(HAP)-Schicht beschichtet ist. Bei so einem Implantat wird der Verbindungszustand zwischen dem Knochen und der Hydroxylapatitschicht Biointegration genannt, und das Implantat und der Knochen gelten als chemisch miteinander gekoppelt. Die Biointegration hat eine größere Kopplungsstärke als die Osteointegration. Bei einem Verfahren zum Auftragen der Hydroxylapatitschicht wird durch ein Plasmathermosprühverfahren und so weiter ein Pulver aus Hydroxylapatit an die Oberfläche des Implantats geheftet. Da die Hydroxylapatitschicht des Implantats eine Anhäufung von Pulver ist, hat die Oberfläche des Implantats Bereiche mit sehr geringer Unebenheit und hat die oben erwähnten Verankerungswirkung.
Bei den oben erwähnten konventionellen Implantaten gibt es jedoch die folgenden Probleme. Bei dem Implantat mit der Oberfläche, bei der die Titanperlen in das Plasma gesprüht sind, werden die End-Implantatkosten sehr hoch, da das Plasmasprühverfahren eine sehr fortgeschrittene Technik ist, die hohe Kosten benötigt. Andererseits kann man das Implantat mit der Oberfläche, die der Sandstrahlbehandlung unter Verwendung der Aluminiumoxid-Schleifpartikel unterzogen wurde, mit niedrigen Kosten herstellen. Jedoch gibt es das Problem, dass es schwierig ist, die anhaftenden Aluminiumoxid-Schleifpartikel zu entfernen, so dass bioinerte Aluminiumoxidpartikel auf der Oberfläche des Implantats zurückbleiben. Daher wird die Bildung von Osteointegration verhindert.
Weiterhin gilt in der gegenwärtigen Situation, dass es als im Handel erhältliche Produkte wenig Implantat gibt, das mit der Hydroxylapatitschicht beschichtet ist. Der Grund ist, dass eine fortgeschrittene Technik beim Hydroxylapatitbeschichten nötig ist und sie kostspielig ist. Der Grund ist auch, dass das Implantat mit einer Titanoberfläche dem Implantat mit der Hydroxylapatitschicht letztlich überlegen ist, da der Knochenkopplungszustand durch Delaminierung der Hydroxylapatit-Beschichtungsschicht zerstört wird.
Ein Implantat und ein Verfahren wie im Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 9 definiert ist sind in der US-A-5 251 468 offenbart.
Kurze Darstellung der Erfindung
Angesichts dieser Punkte haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung verschiedene Arten von Studien und Experimenten bezüglich der Implantatoberfläche gemacht, welche geeignete Rauhigkeit für den Knochen hatte und welche Osteointegration verwirklichen könnte. Als Ergebnis haben die Erfinder ein Verfahren zum Bilden eines Implantats mit einer stabilen Oberfläche entdeckt, bei dem das Implantat die gute Eigenschaft des Implantat mit der Titanoberfläche und die gute Eigenschaft des Implantats mit der HAP-beschichteten Oberfläche hat. Das Implantat kann mit niedrigen Kosten und ohne bioinerte Verunreinigung wie z. B. Aluminiumoxidpartikel einfach aus bioaktiven Partikeln mit Osteokonduktion hergestellt werden.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Implantat, das die gute Eigenschaft eines Implantat mit einer Titanoberfläche und die gute Eigenschaft eines Implantats mit einer Hydroxylapatit-beschichteten Oberfläche hat, und ein Verfahren zur Herstellung desselben bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von bioaktiven Strahlpartikeln bereitzustellen.
Noch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Implantat mit bioaktiven Partikeln auf seiner Oberfläche und ein Verfahren zur Herstellung desselben bereitzustellen.
Zur Lösung eines Aspekts der vorliegenden Erfindung enthält ein Implantat die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
Es ist wünschenswert, dass die behandelte Oberfläche eine Oberflächenrauhigkeit in einem Bereich von 5 bis 50 μm und noch besser 15 bis 30 μm aufweist. Außerdem ist es wünschenswert, dass wenigstens ein Teil der behandelten Oberfläche eine aus Titan, einer Titanlegierung oder Titanoxid gebildete Oberfläche enthält.
Der der behandelten Oberfläche entsprechende Bereich enthält einen Gewindebereich, der über den gesamten Bereich vorgesehen ist. In diesem Fall hat der Gewindebereich in einem Bereich nahe einem Ende des Bereichs eine niedrige Höhe und in einem Bereich entfernt vom Ende des Bereichs eine große Höhe. Alternativ kann der der behandelten Oberfläche entsprechende Bereich einen Gewindebereich enthalten, der in einem Bereich entfernt von einem Ende des Bereichs vorgesehen ist.
Außerdem weisen die Partikel Osteokonduktion auf. Zum Beispiel enthalten die Partikel ein Material, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus gesinterten Substanzen von Hydroxylapatit, α-Tricalciumphosphat, β-Tricalciumphosphat, Tetracalciumphosphat, eine Einzelsubstanz aus amorphem Calciumphosphat, Monetit, Brushit, 45S4-Glas und eine Mischung daraus. Jedes von wenigstens Partikeln der Partikel kann eine Hydroxylapatitschicht an dem vorstehenden Teil aufweisen.
Zur Lösung eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Implantats die in Anspruch 9 angegebenen Schritte.
Wenigstens ein Teil der behandelten Oberfläche enthält eine aus Titan oder einer Titanlegierung gebildete Oberfläche. Außerdem weisen die Partikel Osteokonduktion auf. Zum Beispiel enthalten die Partikel ein Material, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus gesinterten Substanzen von Hydroxylapatit, α-Tricalciumphosphat, β-Tricalciumphosphat, Tetracalciumphosphat, eine Einzelsubstanz aus amorphem Calciumphosphat, Monetit, Brushit, 45S4-Glas und eine Mischung daraus.
Die Verteilung der Partikel kann erzielt werden, indem unter Verwendung der Partikel eine primäre Sandstrahlbehandlung an der behandelten Oberfläche durchgeführt wird. In diesem Fall wird die primäre Sandstrahlbehandlung durchgeführt, während das Hauptkörperelement gedreht wird.
Die Bildung der Titanoxidschicht kann erreicht werden, indem die hydrothermische Behandlung wenigstens an der behandelten Oberfläche durchgeführt wird. In diesem Fall wird eine bei der hydrothermischen Behandlung verwendete Lösung aus einer Gruppe ausgewählt, die aus Pseudo-Humor, Suspension oder gesättigte Lösung von Calciumphosphat und eine Mischlösung daraus besteht.
Das Verfahren kann weiterhin den Schritt umfassen, unter Verwendung von sekundären Strahlpartikeln, die aus bioaktivem Material gebildet sind, eine sekundäre Sandstrahlbehandlung an der behandelten Oberfläche durchzuführen, derart, dass jedes der sekundären Strahlpartikel einen in die behandelte Oberfläche eingebetteten Teil und einen von der behandelten Oberfläche vorstehenden Teil hat.
In diesem Fall werden die Partikel durch die folgenden Schritte gebildet. Das heißt, der Schritt des Bildens der Partikel umfasst:
Herstellen von amorphem Calciumphosphat durch ein Fällungsverfahren durch Hinzugeben von Phosphorsäurelösung zu einer Calciumhydroxidsuspension;
Sintern des amorphen Calciumphosphats bei einer vorbestimmten Temperatur; und
Brechen des gesinterten amorphen Calciumphosphats zum Auswählen der gesinterten Hydroxylapatitpartikel unter Verwendung eines Siebs.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine Vorderansicht eines zahntechnischen Implantats in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1B ist eine teilweise vergrößerte vertikale Querschnittsansicht des in 1A gezeigten zahntechnischen Implantats;
2A ist eine Abbildung, die ein Beispiel zeigt, in dem ein zahntechnisches Implantat in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird;
2B ist eine Abbildung, die ein Beispiel zeigt, in dem ein zahntechnisches Implantat in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird;
3 ist eine Abbildung, die ein Beispiel zeigt, in dem ein Implantat in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf einen Femur angewandt wird;
4 ist eine Abbildung, die eine Elektronenmikroskopaufnahme der Oberfläche eines Implantats nach Durchführung einer Sandstrahlbehandlung zeigt;
5 ist eine Abbildung, die eine Elektronenmikroskopaufnahme der Sandstrahlpartikel zeigt, die Osteokonduktion aufweisen und die für die Sandstrahlbehandlung verwendet werden;
6 ist eine Abbildung einer Elektronenmikroskopaufnahme, die den Zustand zeigt, in dem ein Sandstrahlpartikel in ein Hauptkörperelement als Originalimplantat geheftet ist;
7 ist eine Abbildung, die eine Elektronenmikroskopaufnahme der Oberfläche eines Implantats nach Durchführung einer Sandstrahlbehandlung zeigt;
8 ist eine Abbildung, die ein Messergebnis eines in 7 gezeigten Bereichs mittels eines EPMA zeigt;
9 ist ein Schaubild, erhalten als Messergebnis des Originalimplantats durch ein Röntgendiffraktometer nach Durchführung einer Sandstrahlbehandlung unter Verwendung von bioaktiven β-Tricalciumphosphat(TCP)-Partikeln mit einem Hauptgipfel bei ungefähr 2θ = 31,0°;
10 ist ein Schaubild, erhalten als Messergebnis des Originalimplantats durch ein Röntgendiffraktometer, nachdem das für die in 9 gezeigte Messung verwendete Originalimplantat eine Minute lang mit 2N-Salzsäure gespült worden ist;
11 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung eines Implantats der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine schematische Vorderansicht eines Implantats vom Blatt-Typ, wenn das Herstellungsverfahren auf das Implantat vom Blatt-Typ angewandt wird;
13 ist eine schematische Vorderansicht eines zahntechnischen Implantats, wenn das Herstellungsverfahren auf das zahntechnische Implantat angewandt wird; und
14 ist eine Querschnittsansicht eines Implantats, auf das das Herstellungsverfahren angewandt wird.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Das Implantat der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben.
1A zeigt den Aufbau eines zahntechnischen Implantats in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 1A ist ein zahntechnisches Implantat 1 aus einem Material mit Biokompatibilität wie z.B. Titan oder einer Titanlegierung gebildet. Das zahntechnische Implantat 1 besteht aus einem eingebetteten Abschnitt 3, der in Kieferknochen 2 eingebettet ist, einem das Zahnfleisch durchdringenden Abschnitt 5 zur Anordnung im Zahnfleisch und einem balligen Abschnitt 6, der auf dem das Zahnfleisch durchdringenden Abschnitt 5 angeordnet ist. Auf der Oberfläche des eingebetteten Abschnitts 3 ist ein Gewinde gebildet. Wie in 1B gezeigt, hat das Gewinde eines oberen Bereichs, der einem kortikalen Knochenabschnitt entspricht, einen dreieckigen Querschnitt, und hat das Gewinde eines unteren Bereichs, der einem Knochenmarkabschnitt entspricht, einen trapezförmigen Querschnitt. Daher ist das Gewinde des oberen Bereichs um eine vorbestimmte Höhe, z.B. 0,1 mm, höher als das Gewinde des unteren Bereichs. Diese Höhendifferenz erleichtert das Einsetzen des Implantats. In diesem Beispiel sind die Höhen der Gewindebereiche stufenweise verschieden. Jedoch kann sich die Höhe des Gewindes auf eine kontinuierliche Weise ändern. Das heißt, die Höhe des Gewindes kann im untersten Bereich am kleinsten sein und kann in Richtung auf den obersten Bereich allmählich größer werden.
2A zeigt den Aufbau eines zahntechnischen Implantats 1' in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 2A ist ein zahntechnisches Implantat 1' aus biokompatiblem Material wie z.B. Titan oder einer Titanlegierung gebildet, wie in der ersten Ausführungsform. Das Implantat 1' besteht aus einem eingebetteten Abschnitt 3, der in Kieferknochen 2 eingebettet ist, und einem das Zahnfleisch durchdringenden Abschnitt 5, der in Zahnfleisch 23 anzuordnen ist. Es gibt keinen balligen Abschnitt 6. Auf der ganzen Oberfläche des eingebetteten Abschnitts 3 ist ein Gewinde gebildet. In dem das Zahnfleisch durchdringenden Abschnitt 5 ist ein konkaver Bereich gebildet, so dass ein Fundament 21 in den konkaven Bereich eingefügt werden kann, um einen balligen Abschnitt 6 auszubilden.
2B zeigt den Aufbau eines zahntechnischen Implantats 1'' in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 2B ist ein zahntechnisches Implantat aus biokompatiblem Material wie z.B. Titan oder einer Titanlegierung gebildet, wie in der ersten Ausführungsform. Anders als das in 2A gezeigte Implantat ist bei dem Implantat der dritten Ausführungsform ein Gewinde nur im oberen Bereich des eingebetteten Abschnitt 3 gebildet, der dem kortikalen Knochenabschnitt entspricht. Im das Zahnfleisch durchdringenden Abschnitt 5 ist ein konkaver Bereich gebildet, so dass ein Fundament 21 als ein balliger Abschnitt 6 in den konkaven Bereich eingefügt werden kann.
3 zeigt ein Verwendungsbeispiel eines Implantats 1''' in Übereinstimmung mit der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist das Implantat 1''' in Femur-Abschnitte eingebettet, um Femur-Abschnitte zu koppeln.
Bei den in 1A, 2A und 2B gezeigten Implantaten ist die ganze Oberfläche des eingebetteten Abschnitts 3 des Implantat-Hauptkörperelements als Originalimplantat aufgerauht, und an die ganze Oberfläche des eingebetteten Abschnitts 3 sind bioaktive Partikel mit Osteokonduktion angeheftet. Jedoch kann es sein, dass der rauhe Oberflächenbereich mit anhaftenden Partikeln nur unterhalb des oberen Bereichs des Gewindebereichs gebildet ist.
Unter Bezugnahme auf 11 wird nachfolgend ein Verfahren zur Herstellung des Implantats 1 in der ersten Ausführungsform beschrieben.
In einem Schritt S2 werden der das Zahnfleisch durchdringende Abschnitt 5 und der ballige Abschnitt 6 des Hauptkörperelements aus Titan als Originalimplantat 1 abgedeckt, um nicht von Schleifpartikeln getroffen zu werden. Während das Originalimplantat gedreht wird, wird dann eine primäre Sandstrahlbehandlung an der Oberfläche des eingebetteten Abschnitts 3 des Originalimplantats 1 durchgeführt, wobei die als die ersten Sandstrahlpartikel verwendeten Schleifpartikel einen mittleren Korndurchmesser von 0,2 mm haben, wie z.B. Aluminiumoxidkeramikpartikel, Siliziumdioxidpartikel und Glasperlenpartikel. Als Folge wird die Oberfläche des eingebetteten Abschnitts 3 des Originalimplantats 1 aufgerauht. In diesem Fall liegt die Rauhigkeit der Oberfläche des eingebetteten Abschnitts 3 wünschenswert in einem Bereich von 5 bis 50 μm und noch wünschenswerter 15 bis 50 μm, was zu der Größe von Osteozyt passt. Danach wird eine Ultraschallreinigung durchgeführt, so dass die Schleifpartikel wie z.B. Aluminiumoxidkeramikpartikel, Siliziumdioxidpartikel und Glasperlenpartikel physikalisch so weit wie möglich entfernt werden können. Die primäre Sandstrahlbehandlung ist sehr wirksam, wenn das Originalimplantat 1 aus hartem Material wie z.B. Titan-Nickel-Legierung gebildet ist.
Als Nächstes, in einem Schritt S4, werden bioaktive Sandstrahlpartikel hergestellt, bevor eine sekundäre Sandstrahlbehandlung durchgeführt wird.
Wenn in den zweiten Sandstrahlpartikeln gesinterte Hydroxylapatitpartikel enthalten sind, werden die gesinterten Hydroxylapatitpartikel auf die folgende Weise hergestellt. Dieses Verfahren wird Fällungsverfahren genannt. Amorphes Calciumphosphat wird synthetisiert, indem Phosphorchlorsäure zu Calciumhydroxidsuspension hinzugegeben wird, um stöchiometrisch zu Hydroxylapatit zu sein. Das amorphe Calciumphosphat wird dehydriert, gefiltert und bei einer Temperatur von ungefähr 120°C getrocknet. Danach wird es mittels einer Brechmaschine gebrochen und dann bei einer Temperatur von ungefähr 800°C 1 Stunde lang kalziniert. Dabei werden die Temperaturerhöhungs- und -senkungsgeschwindigkeiten auf ungefähr 100°C/Std. eingestellt. Als Nächstes wird wässrige Lösung von Polyvinylalkohol mit ungefähr 3 Gewichtsprozent zu dem Pulver hinzugegeben, das durch diese Kalzinierung erhalten wurde, um äquivalent zu sein. Weiterhin wird Triethylenglycol mit ungefähr 1 Gewichtsprozent hinzugegeben. Es wird dann mittels eines automatischen Mörsers gut gemischt und geknetet. Die Mischung wird zusammen mit dem Mörser bei einer Temperatur von ungefähr 60°C getrocknet und dann fein gemahlen, um Pulver zu bilden. Das fein gemahlene Pulver wird dann unter Verwendung eines Siebs mit Maschenzahl 200 klassiert, und das klassierte Pulver unter dem Sieb wird als Granulationspulver verwendet. Das auf diese Weise erhaltene Granulationspulver wird 1-Achsen-Bildung bei ungefähr 60 bis 80 MPa unterzogen, um einen Kuchen zu bilden, und bei einer Temperatur von ungefähr 1100°C gesintert. Schließlich wird der gesinterte Kuchen gemahlen und unter Verwendung von Sieben mit Maschenzahl 80 bis 200 klassiert. Somit erhält man die gesinterten Hydroxylapatitpartikel oder -stücke mit der Korngröße von ungefähr 50 bis 200 μm als die Sandstrahlpartikel.
Alternativ wird das amorphe Calciumphosphat dehydriert, gefiltert und bei einer Temperatur von ungefähr 120°C getrocknet. Danach wird das amorphe Calciumphosphat bei einer Temperatur von ungefähr 1250°C 1 gesintert. Schließlich wird das gesinterte Calciumphosphat gebrochen und unter Verwendung von Sieben mit Maschenzahl 16 bis 280 klassiert. Somit erhält man die gesinterten Hydroxylapatitpartikel mit der Korngröße von ungefähr 50 μm bis 1 mm als die Sandstrahlpartikel. Die so erhaltenen Sandstrahlpartikel oder -stücke sind in einer Elektronenmikroskopaufnahme von 4 gezeigt.
Das Verfahren zum Bilden von gesinterten Tricalciumphosphatpartikeln ist im Wesentlichen dasselbe wie das Verfahren zum Bilden von gesinterten Hydroxylapatit(HAP)-Partikeln. In dem Schritt, amorphes Calciumphosphat zu synthetisieren, wird jedoch Phosphorsäurelösung hinzugegeben, um stöchiometrisch zu Tricalciumphosphat zu sein Außerdem, wenn die Kristallstruktur der Zielpartikel β-Tricalciumphosphat ist, wird zum Beispiel die Kalzinierungstemperatur in einem Bereich von ungefähr 730 bis 780°C eingestellt und die Sintertemperatur in einem Bereich von ungefähr 950 bis 1130°C eingestellt. Vorzugsweise wird zum Beispiel die Kalzinierungstemperatur auf ungefähr 750°C eingestellt und die Sintertemperatur auf ungefähr 1000°C eingestellt. Andererseits, wenn die Kristallstruktur der Zielpartikel α-Tricalciumphosphat ist, wird zum Beispiel die Kalzinierungstemperatur in einem Bereich von ungefähr 1100 bis 1200°C eingestellt und die Sintertemperatur in einem Bereich von ungefähr 1200 bis 1280°C eingestellt. Vorzugsweise wird zum Beispiel die Kalzinierungstemperatur auf ungefähr 1150°C eingestellt und die Sintertemperatur auf ungefähr 1250°C eingestellt. Schließlich wird ein gesinterter Kuchen gebrochen und unter Verwendung von Sieben mit Maschenzahl 80 bis 200 klassiert. Somit erhält man die gesinterten Tricalciumphosphatpartikel oder -stücke mit der Korngröße von ungefähr 50 bis 200 μm als die Sandstrahlpartikel.
Als Nächstes, in einem Schritt S6, wird die sekundäre Sandstrahlbehandlung durchgeführt, während das Originalimplantat 1, das der primären Sandstrahlbehandlung unterzogen wurde, gedreht wird. Die sekundäre Sandstrahlbehandlung wird unter Verwendung von Calciumphosphatkeramikpartikeln durchgeführt, die kleiner als die Schleifpartikel wie zum Beispiel Aluminiumoxidkeramikpartikel sind, wobei zum Beispiel α-Tricalciumphosphatkeramikpartikel mit einem mittleren Korndurchmesser von 0,05 bis 0,2 mm verwendet werden. Als Folge werden die Schleifpartikel wie z.B. die Aluminiumoxidkeramikpartikel von der Oberfläche des Originalimplantats 1 entfernt. In diesem Fall erhält man ein Originalimplantat, das eine Titanoberfläche mit einer Oberflächenrauhigkeit aufweist, die auf Basis der primären Sandstrahlbehandlung festgelegt ist, und das auf der Titanoberfläche zurückgebliebene α-Tricalciumphosphatkeramikpartikel aufweist.
5 zeigt eine Elektronenmikroskopaufnahme des Originalimplantats 1 nach Durchführung der sekundären Sandstrahlbehandlung unter Verwendung von Tricalciumphosphatkeramikpartikeln. Es ist zu erkennen, dass die rauhe Oberfläche auf einem Teil des eingebetteten Abschnitts 3 des Originalimplantats 1 gebildet ist.
6 zeigt eine Elektronenmikroskopaufnahme eines Teils des Originalimplantats 1 nach Durchführung der sekundären Sandstrahlbehandlung unter Verwendung der gesinterten Tricalciumphosphatkeramikpartikel. Im mittleren Bereich ist gezeigt, dass die gesinterten Tricalciumphosphatkeramikpartikel eng an den eingebetteten Abschnitt 3 des Titan-Originalimplantats 1 gekoppelt sind. Das heißt, ein Spitzenbereich der gesinterten Tricalciumphosphatkeramikpartikel ist in den eingebetteten Abschnitt 3 geheftet, und der andere Bereich liegt von dem eingebetteten Abschnitt 3 frei.
7 zeigt eine Elektronenmikroskopaufnahme eines Teils des Originalimplantats 1 nach Durchführung der sekundären Sandstrahlbehandlung unter Verwendung der gesinterten Tricalciumphosphatkeramikpartikel. 8 zeigt das Messergebnis des Teils des Originalimplantats 1 mittels eines Elektronensonden-Mikroanalysators (EPMA). In 8 zeigen helle Punkte die Gegenwart von Calcium an. Da Calcium aus einer Position oben links nachgewiesen wird, gibt es einen Bereich des Gewindeabschnitts, in dem kein Calcium nachgewiesen wird. Jedoch ist aus 8 zu erkennen, dass Calcium, d.h. Hydroxylapatit oder Calciumphosphat, auf der ganzen Oberfläche des eingebetteten Abschnitts 3 des Originalimplantats 1 existiert.
9 zeigt das Messergebnis des Originalimplantats 1 durch ein Röntgendiffraktometer. Das Originalimplantat 1 wird unter Verwendung von gesinterten β-Tricalciumphosphatpartikeln der sekundären Sandstrahlbehandlung unterzogen. Wie man aus 9 erkennt, erscheinen die Gipfel von β-Tricalciumphosphat zusammen mit einem Gipfel von Titan. Das Calciumphosphat hat den Hauptgipfel bei ungefähr 2θ = 31 Grad. Das Messergebnis durch das Röntgendiffraktometer nach eine Minute langem Spülen des Originalimplantats 1 mit 2N-Salzsäure ist in 10 gezeigt. Wie man aus 10 erkennt, lösen sich die gesinterten R-Tricalciumphosphatpartikel auf und sind fort.
Wenn sie gegen das Originalimplantat 1 gestrahlt werden und die Oberfläche des Originalimplantats 1 erreichen, werden die sekundären Sandstrahlpartikel zerbrochen und in die Oberfläche des Originalimplantats 1 geheftet. Als Folge wird ein Teil der zerbrochen Partikel in das Originalimplantat 1 eingebettet, und ein anderer Bereich steht von der Oberfläche des Originalimplantats 1 vor. Diese anhaftenden feinen Partikel werden durch gebräuchliche Ultraschallreinigung nicht entfernt und bleiben auf der Oberfläche zurück. Wenn diese zurückbleibenden feinen Partikel Aluminiumoxid sind, werden sie im lebenden Körper als bioinertes Material erkannt, so dass Osteointegration behindert wird. Wenn aber diese feinen Partikel Hydroxylapatit (HAP) und Tricalciumphosphat sind, das Bioaktivität aufweist, und aus dem Material gebildet sind, das von Knochen absorbiert wird, wie bei der vorliegenden Erfindung, weisen diese Partikel Osteointegration auf und tragen gleich nach der Implantation des vollständigen Implantats zur Bildung von Knochen bei und wirken als Hilfe bei der Osteointegration.
Außerdem ist es wünschenswert, das bei ungefähr 30 Sekunden bis 1 Minute langer Durchführung der primären Sandstrahlbehandlung die sekundäre Sandstrahlbehandlung ungefähr doppelt so lange wie die primäre Sandstrahlbehandlung durchgeführt wird, d.h. ungefähr 1 bis 2 Minuten. Aus diesem Grunde können die bioinerten Schleifpartikel wie z.B. Aluminiumoxidpartikel vollständig entfernt werden, obgleich in Abhängigkeit von den Bedingungen der Sandstrahlbehandlungen.
Das Material der bei der sekundären Sandstrahlbehandlung verwendeten Partikel umfasst wünschenswert gesinterte Substanzen von Hydroxylapatit, α-Tricalciumphosphat, β-Tricalciumphosphat, Tetracalciumphosphat oder dergleichen, eine Einzelsubstanz aus amorphem Calciumphosphat, Monetit, Brushit, 45S4-Glas, andere bioaktive Materialien oder dergleichen, oder Mischungen daraus.
Da die gesinterten Calciumphosphatkeramikpartikel weich sind verglichen mit Schleifsänden aus Aluminiumoxid oder Glas, die bei gebräuchlichen Sandstrahlbehandlungen von Metall verwendet werden, ist es wünschenswert, dass der Strahldruck auf einen etwas höheren Wert als bei den gebräuchlichen Sandstrahlbehandlungen eingestellt wird, wenn die gesinterten Calciumphosphatkeramikpartikel oder dergleichen verwendet werden.
In Anbetracht der übrigen Wirkung der sekundären Sandstrahlbehandlungspartikel wie z.B. Calciumphosphatkeramiken und so weiter ist das Material der Partikel wünschenswert α-Tricalciumphosphat, β-Tricalciumphosphat oder bioaktives Glas wie z.B. 45S4-Glas, welche Osteokonduktion aufweisen und in einem lebenden Körper vollständig absorbiert werden. Da es aber relativ schwierig ist, aus einer Einzelphase davon harte Partikel zu bilden, könnte man in Erwägung ziehen, dass die Sandstrahlbehandlung durchgeführt wird, eutektische Partikel mit Hydroxylapatit gebildet werden oder Mischpartikel mit Hydroxylapatit gebildet werden.
Man beachte, dass die Größe der obigen Aluminiumoxidkeramikpartikel und α-Tricalciumphosphatkeramikpartikel so gewählt werden kann, dass sie verschiedene Durchmesser haben, zum Beispiel ungefähr 0,1 bis 0,5 mm im Falle der primären Sandstrahlbehandlung und ungefähr 0,01 bis 0,1 mm im Falle der sekundären Sandstrahlbehandlung.
Unter Bezugnahme auf 11 wird in einem nächsten Schritt S8 eine hydrothermische Behandlung am Originalimplantat 1 durchgeführt, das der sekundären Sandstrahlbehandlung unterzogen wurde. Die hydrothermische Behandlung wird in α-Tricalciumphosphatsuspension bei einer Temperatur von 130°C 60 Stunden lang durchgeführt, so dass die Titanoberfläche des Originalimplantats 1 in eine Titanoxidoberfläche umgewandelt wird. Andererseits werden in dem Bereich, in dem die sekundären α-Tricalciumphosphatkeramikpartikel zurückbleiben, die Oberflächen der Partikel in Hydroxylapatitschichten umgewandelt. Auf diese Weise erhält man ein zahltechnisches Implantat, bei dem die Metall-Allergie extrem unterdrückt ist und das eine Oberfläche mit hoher Biokompatibilität hat. Man beachte, dass die Temperatur und Zeit der obigen hydrothermischen Behandlung in Übereinstimmung mit den Bedingungen geeignet gewählt werden können.
Für die hydrothermische Behandlung können verschiedene Arten von Pseudo-Humor wie z.B. Hanksche ausgeglichene Salzlösung, verschiedene Arten von Suspension oder gesättigter Lösung von Calciumphosphat und eine Mischlösung daraus verwendet werden. In Abhängigkeit von der Behandlungstemperatur, der Behandlungszeit und der Art der Lösung können unterschiedliche Titanoxidschichten auf der Oberfläche des Originalimplantats gebildet werden. Es wird jedoch bevorzugt, dass die Behandlungstemperatur in einem Bereich von ungefähr 60 bis 200°C liegt und die Behandlungszeit in einem Bereich von ungefähr 24 Stunden bis 48 Stunden liegt. Die Calciumphosphatkeramikpartikel und so weiter, die bei der Strahlbehandlung auf der Oberfläche des Originalimplantats zurückgeblieben sind, werden unter diesen Behandlungsbedingungen in den ganzen Partikeln oder auf den Oberflächen in das Hydroxylapatit umgewan delt. Als Folge werden sie stabile Calciumphosphatkeramiken.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf 11 wird in einem nächsten Schritt S10 die dritte Sandstrahlbehandlung mit einem niedrigen Strahldruck in einem Bereich von ungefähr 0,2 bis 0,3 Pa durchgeführt. Als Folge werden auf der Oberfläche des Originalimplantat, das der sekundären Sandstrahlbehandlung oder zusätzlich dazu der hydrothermischen Behandlung unterzogen wurde, die dritten Sandstrahlpartikel zum Beispiel aus α-Tricalciumphosphat, β-Tricalciumphosphat und bioaktivem Glas und so weiter gebildet, welche Osteokonduktion aufweisen.
Als Nächstes werden spezielle Beispiele 1 bis 3 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
<Beispiel 1>
Es wird nur die sekundäre Sandstrahlbehandlung am eingebetteten Abschnitt 3 des blattförmigen Originalimplantats 1 aus Titan mit einem Strahldruck von 0,7 Pa unter Verwendung von 45S5-Glaspartikeln mit einem mittleren Korndurchmesser von 0,1 mm durchgeführt. Wie in 12 gezeigt, erhält man dadurch ein aus Titan gebildetes blattförmiges Implantat, das anfängliche Osteokonduktion aufweist, die für Knochen geeignete Oberflächenrauhigkeit aufweist und eine geringe Menge 45S5-Glas 7 enthält. In diesem Fall werden der das Zahnfleisch durchdringende Abschnitt 5 und der ballige Abschnitt 6 so abgedeckt, dass die Strahlpartikel nicht auftreffen. Jedoch kann die sekundäre Sandstrahlbehandlung an dem das Zahnfleisch durchdringenden Abschnitt 5 und dem balligen Abschnitt 6 durchgeführt werden. In diesem Beispiel wird das Originalimplantat nicht gedreht. Jedoch kann es während der Sandstrahlbehandlung gedreht werden, wie oben beschrieben.
<Beispiel 2>
Ein Titanimplantat-Originalimplantat 1 in Zylinderform mit einem Durchmesser von 4 mm wird mit der Drehzahl von 100 U/min gedreht. Die primäre Sandstrahlbehandlung wird am eingebetteten Abschnitt 3 mit einem Strahldruck von 0,4 Pa unter Verwendung von Aluminiumoxidkeramikpartikeln mit einem mittleren Korndurchmesser von 0,2 mm durchgeführt. In diesem Fall werden der das Zahnfleisch durchdringende Abschnitt 5 und der ballige Abschnitt 6 so abgedeckt, dass die Aluminiumoxidkeramikpartikel die Abschnitte nicht treffen. Nach Ultraschallreinigung und -trocknung wird die sekundäre Sandstrahlbehandlung mit einem Strahldruck von 0,7 Pa unter Verwendung einer Partikelmischung durchgeführt, in der 45S5-Glaspartikel, β-Tricalciumphosphatkeramikpartikel und gesinterte Hydroxylapatitkeramikpartikel im Verhältnis 1:1:1 gemischt sind und einen mittleren Korndurchmesser von 0,05 mm aufweisen. Wie in 13 gezeigt, erhält man somit ein aus Titan gebildetes End-Implantat, das eine Oberfläche 8 mit einer für Knochen geeigneten Oberflächenrauhigkeit aufweist. Das End-Implantat weist Osteokonduktion auf und enthält bioaktive Glaspartikel und Calciumphosphatkeramikpartikel 9, die auf der Oberfläche zurückgeblieben sind und schließlich vollständig im lebenden Körper absorbiert werden.
<Beispiel 3>
Die primäre Sandstrahlbehandlung wird am eingebetteten Abschnitt eines aus einer Legierung von Titan und Nickel gebildeten Blatt-Implantats mit einem Strahldruck von 0,4 Pa unter Verwendung von Aluminiumoxidkeramikpartikeln mit einem mittleren Korndurchmesser von 0,2 mm durchgeführt. In diesem Fall werden der das Zahnfleisch durchdringende Abschnitt 5 und der ballige Abschnitt 6 so abgedeckt, dass die Strahlpartikel die abgedeckten Abschnitte nicht treffen.
Nach Ultraschallreinigung und -trocknung wird die sekundäre Sandstrahlbehandlung mit einem Strahldruck von 0,7 Pa unter Verwendung von α-Tricalciumphosphatkeramikpartikeln 10 mit einem mittleren Korndurchmesser von 0,05 mm durchgeführt. Danach wird eine hydrothermische Behandlung in α-Tricalciumphosphatsuspension bei einer Temperatur von 130°C durchgeführt. Als Folge wird ein Titanoxidfilm 11 auf der Titanoberfläche gebildet, und auf den übrigen Tricalciumphosphatpartikel-Oberflächen werden Hydroxylapatitschichten 12 gebildet. In diesem Fall werden einige der Tricalciumphosphatpartikel in Hydroxylapatitpartikel umgewandelt.
Weiterhin wird die dritte Sandstrahlbehandlung mit einem Strahldruck von ungefähr 0,3 Pa unter Verwendung von α-Tricalciumphosphatkeramikpartikeln durchgeführt. Wie in 14 gezeigt, erhält man dadurch ein aus einer Titan-Nickel-Legierung gebildetes Blatt-Implantat, das eine für Knochen geeignete Oberflächenrauhigkeit aufweist. Außerdem weist das Blatt-Implantat eine auf der Titanoberfläche gebildete stabile Titanoxidschicht auf und enthält Hydroxylapatit mit hoher Biokompatibilität. Als Folge bleibt α-Tricalciumphosphat mit Osteokonduktion auf der Oberfläche zurück.
Bei der vorliegenden Erfindung ist zu beachten, dass das "bioaktive" Material ein Material bedeutet, auf das der lebende Körper keine Abstoßungssymptome zeigt, das sich durch Biointegration chemisch an Knochen koppeln kann und das Biokonduktion aufweist, was die Fähigkeit ist, Osteoblaste anzuziehen und die Bildung von neuem Knochen zu fördern. Die bei der vorliegenden Erfindung benutzten Partikel weisen "Bioaktivität" auf, um Biointegration zu verwirklichen. Daher verhindern die bioaktiven Partikel Osteointegration zwischen dem Implantat aus Titan und dem Knochen nicht, sondern helfen bei der Verwirklichung der Osteointegration.
In den obigen Ausführungsformen und Beispielen sind außerdem nur zahntechnische Implantate beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auf ein Implantat angewandt werden, dass Knochen miteinander koppelt, wie in 3 gezeigt, In diesem Fall wird wenigstens eine der Sandstrahlbehandlungen auf wenigstens einen Teil des Implantats angewandt. Speziell ist es wünschenswert, die vorliegende Erfindung auf das ganze Implantat anzuwenden.
Weiterhin ist in den obigen Ausführungsformen und Beispielen das ganze Originalimplantat aus Titan oder einer Titanlegierung gebildet. Das Originalimplantat kann jedoch aus Edelstahl und Platin gebildet sein, und es kann sein, dass nur ein dem eingebetteten Abschnitt entsprechender Teil des Originalimplantats oberflächlich oder ganz aus Titan, einer Titanlegierung oder Titanoxid gebildet ist. Alternativ kann das Originalimplantat so gebildet sein, dass es teilweise oder ganz eine Calciumphosphatkeramik-Beschichtungsschicht aufweist.
Außerdem weist in dem obigen Beispiel das Implantat den balligen Abschnitt auf. Es kann jedoch sein, dass das Implantat den balligen Abschnitt wie in 2A und 2B gezeigt nicht aufweist. In diesem Fall wird ein Fundament angebracht, wenn das Implantat eingesetzt wird.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein aus Titan oder einer Titanlegierung gebildetes Implantat einer oder mehreren Sandstrahlbehandlungen unter Verwendung von Partikeln unterzogen, die gesintertes Hydroxylapatit, gesintertes Tricalciumphosphat oder bioaktives Glas oder eine Mischung daraus enthalten. Die obigen Materialien außer dem gesinterten Hydroxylapatit sind das im Knochen absorbierte oder durch den Knochen ersetzte Material.
Diese durch die Sandstrahlbehandlung in die Implantatoberfläche gehefteten Partikel regen zur Bildung von neuem Knochen rund um das Implantat an, gleich nachdem das Implantat in den Knochen eingebettet worden ist. Das Material der Partikel wird während der Bildung von neuem Knochen allmählich absorbiert und dann vollständig durch den neuen Knochen ersetzt, und schließlich wird die Osteointegration verwirklicht. Daher wird das Implantat in dem frühen Stadium, nachdem es im Knochen eingebettet ist, am Knochen fixiert. Und nach der Absorption des Materials wird ein Implantat geschaffen, das mit stabiler Osteointegration an den Knochen gekoppelt ist.
Außerdem wird die primäre Sandstrahlbehandlung an der aus Titan oder einer Titanlegierung gebildeten Oberfläche des Originalimplantats unter Verwendung der aus hartem Material wie z.B. Aluminiumoxidkeramiken und Siliziumdioxid gebildeten Partikel durchgeführt. Als Folge hat die Implantatoberfläche eine vorbestimmte Oberflächenrauhigkeit. Die sekundäre Sandstrahlbehandlung wird noch einmal unter Verwendung der Strahlpartikel durchgeführt, die bioaktives Glas oder gesintertes Hydroxylapatit, gesintertes Tricalciumphosphat oder eine Mischung daraus enthalten. Bei Titan oder einer Titanlegierung, d.h. einer Legierung aus Titan und einem Material wie z.B. Nickel, Aluminium, Vanadium, ist es schwierig, nur mit den Strahlpartikeln aus Calciumphosphatkeramiken und so weiter eine rauhe Oberfläche von Titan oder einer Titanlegierung zu bilden. Indem die primäre Sandstrahlbehandlung verwendet wird, wird es jedoch möglich, die rauhe Oberfläche wirksam auf einer Titan- oder Titanlegierungsoberfläche zu bilden. Im Falle der sekundären Sandstrahlbehandlung mit den Strahlpartikeln aus Calciumphosphatkeramiken und so weiter wird die sekundäre Sandstrahlbehandlung für eine längere Zeit als die primäre Sandstrahlbehandlung durchgeführt, wenn die bei der sekundären Sandstrahlbehandlung benutzten Partikel kleiner sind als die bei der primären Sandstrahlbehandlung benutzten Schleifpartikel. Als Folge können die Schleifpartikel aus Aluminiumoxidkeramiken und so weiter entfernt werden.
Außerdem wird die Titan- oder Titanlegierungsoberfläche mit einer rauhen Oberfläche durch Calciumphosphatkeramiken, bioaktives Glas und so weiter der hydrothermischen Behandlung bei einer Temperatur von 60 bis 200°C in verschiedenen Arten von Pseudo-Humor- und Tricalciumphosphat-Sättigungslösung oder einer Mischlösung daraus unterzogen. Als Folge wird eine stabile Schicht des Titanoxidfilms für die gestrahlte Titanoberfläche geschaffen. Gleichzeitig wird auf der übrigen Calciumphosphatkeramikstrahlpartikel-Oberfläche eine Hydroxylapatitschicht gebildet. Dadurch hat die hauptsächlich aus Titanoxid gebildete dünne stabile Schicht auf der Titan- oder Titanlegierungsoberfläche die Funktion, Osteointegration zu fördern. Gleichzeitig wird die Oberfläche der in der Titan- oder Titanlegierungsoberfläche zurückgebliebenden Calciumphosphatkeramikpartikel zu einer stabilen Hydroxylapatitschicht. Auf diese Weise wird ein Implantat geschaffen, dass in einem früheren Schritt mit Knochen verbindet.
Weiterhin kann unter Verwendung der bioaktives Glas, gesintertes Hydroxylapatit und Tricalciumphosphat oder eine Mischung daraus enthaltenden Partikel die dritte Sandstrahlbehandlung an der Implantatoberfläche durchgeführt werden. Als Folge wird die ganze Oberfläche oder Masse mit einer rauhen Oberfläche versehen. Außerdem werden die bioaktiven Partikel in die Oxidfilm-Schicht geheftet, damit genug Knochenbildung gefördert werden kann. So ein Implantat wird geschaffen.
Wie oben beschrieben, wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Bereich aus Titan oder einer Titanlegierung des Implantats, der Knochen berührt, der Sandstrahlbehandlung mit Partikeln wie z.B. bioaktiven Glas unterzogen. Statt dessen wird der Bereich von Titan oder einer Titanlegierung der primären Sandstrahlbehandlung mit den harten Partikeln aus Aluminiumoxidkeramiken und so weiter und der sekundären Sandstrahlbehandlung mit den Partikeln aus Calciumphosphatkeramiken und so weiter unterzogen. Oder der Bereich aus Titan oder einer Titanlegierung wird einer hydrothermischen Behandlung unterzogen, so dass die Titanoberfläche in Titanoxid umgewandelt wird und ein Teil aus Calciumphosphatkeramiken in Hydroxylapatit umgewandelt wird. Statt dessen wird die Sandstrahlbehandlung unter Verwendung des zweiten Strahlmaterials weiter an der Titanoxidoberfläche durchgeführt. Auf diese Weise kann man ein Implantat erhalten, dessen Titanoberfläche die Partikel enthält, die zur Bildung von Knochen beitragen und hohe Biokompatibilität aufweisen. Außerdem kann man durch dieses Verfahren ein stabiles und sicheres Implantat aus Titan oder einer Titanlegierung mit niedrigem Preis schaffen.

Claims

Implantat, umfassend: ein Hauptkörperelement (1) mit Biokompatibilität; und Partikel (10), die aus bioaktivem Material gebildet und auf einer Oberfläche eines behandelten Bereichs des Hauptkörperelements (1) derart verteilt vorgesehen sind, dass jedes der Partikel einen in die Oberfläche des behandelten Bereichs eingebetteten Teil und einen von der Oberfläche des behandelten Bereichs vorstehenden Teil hat, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Oberfläche des behandelten Bereichs aus Titan oder einer Titanlegierung gebildet ist, eine dünne stabile Titanoxidschicht (11) durch hydrothermische Behandlung auf der Oberfläche des behandelten Bereichs gebildet ist, wo die Partikel nicht vorgesehen sind, und dass wenigstens einige Partikel aus einem Material hergestellt sind, das Calciumphosphat enthält, das durch die hydrothermische Behandlung in Hydroxylapatit umgewandelt ist, und an dem vorstehenden Teil eine Hydroxylapatitschicht (12) aufweisen.
Implantat nach Anspruch 1, wobei die behandelte Oberfläche eine Oberflächenrauhigkeit in einem Bereich von 15 bis 30 μm aufweist.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der behandelte Bereich einen Gewindebereich enthält, der über den gesamten behandelten Bereich vorgesehen ist.
Implantat nach Anspruch 3, wobei der Gewindebereich in einem Abschnitt nahe einem Ende des Hauptkörperelements eine niedrige Höhe hat, und in einem Abschnitt entfernt vom Ende des Hauptkörperelements eine große Höhe hat.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der behandelte Bereich einen Gewindebereich enthält, der in einem Abschnitt entfernt von einem Ende des behandelten Bereichs vorgesehen ist.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Partikel Osteokonduktion aufweisen.
Implantat nach Anspruch 6, wobei die Partikel ein Material enthalten, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus gesinterten Substanzen von Hydroxylapatit, α-Tricalciumphosphat, β-Tricalciumphosphat, Tetracalciumphosphat, eine Einzelsubstanz aus amorphem Calciumphosphat, Monetit, Brushit, 45S4-Glas, und eine Mischung daraus.
Implantat nach Anspruch 6 oder 7, wobei jedes der Partikel eine Hydroxylapatitschicht an dem vorstehenden Teil aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Implantats, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Hauptkörperelements (1) mit Biokompatibilität; und verteiltes Vorsehen von Partikeln aus einem bioaktiven Material an einer Oberfläche eines behandelten Bereichs des Hauptkörperelements (1) derart, dass jedes der Partikel einen in die Oberfläche des behandelten Bereichs eingebetteten Teil und einen von der Oberfläche des behandelten Bereichs vorstehenden Teil hat, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Oberfläche des behandelten Bereichs aus Titan oder einer Titanlegierung gebildet ist, und dass der Schritt des verteilten Vorsehens von Partikeln umfaßt: Durchführen einer Sandstrahlbehandlung an der Oberfläche des behandelten Bereichs unter Verwendung der Partikel, die aus einem Calciumphosphat enthaltenden Material hergestellt sind, und Durchführen einer hydrothermischen Behandlung an der Oberfläche des behandelten Bereichs derart, dass eine Titanoxidschicht auf der Oberfläche des behandelten Bereichs und eine Hydroxylapatitschicht auf einer vorstehenden Oberfläche jedes der Partikel gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Partikel Osteokonduktion aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Partikel ein Material enthalten, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus gesinterten Substanzen von Hydroxylapatit, α-Tricalciumphosphat, β-Tricalciumphosphat, Tetracalciumphosphat, eine Einzelsubstanz aus amorphem Calciumphosphat, Monetit, Brushit, 45S4-Glas, und eine Mischung daraus.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner umfassend den Schritt des Aufrauhens der Oberfläche des behandelten Bereichs durch den Schritt des verteilten Vorsehens der Partikel.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner umfassend den Schritt des Aufrauhens der Oberfläche des behandelten Bereichs vor dem Schritt des verteilten Vorsehens der Partikel.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Oberfläche des behandelten Bereichs eine Oberflächenrauhigkeit in einem Bereich von 5 bis 50 μm hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Schritt des Aufrauhens der Oberfläche des behandelten Bereichs die Durchführung einer Schleifpartikelstrahlbehandlung an der Oberfläche des behandelten Bereichs unter Verwendung von Schleifpartikeln enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei eine bei der hydrothermischen Behandlung verwendete Lösung ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Pseudo-Humor, Suspension oder gesättigte Lösung von Calciumphosphat, und eine Mischlösung daraus.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend den Schritt des Bildens der gesinterten Hydroxylapatitpartikel, und wobei der Schritt des Bildens der gesinterten Hydroxylapatitpartikel umfasst: Herstellen von amorphem Calciumphosphat durch ein Fällungsverfahren durch Hinzugeben von Phosphorsäurelösung zu einer Calciumhydroxidsuspension; Sintern des amorphen Calciumphosphats bei 1250°C; und Brechen des gesinterten amorphen Calciumphosphats zum Auswählen der gesinterten Hydroxylapatitpartikel unter Verwendung eines Siebs.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend den Schritt des Bildens der gesinterten Tricalciumphosphatpartikel und wobei der Schritt des Bildens der gesinterten Tricalciumphosphatpartikel umfaßt: Herstellen von amorphem Calciumphosphat durch ein Fällungsverfahren durch Hinzugeben von Phosphorsäurelösung zu einer Calciumhydroxidsuspension; Sintern des amorphen Calciumphosphats bei 750°C oder 1150°C; und Brechen des gesinterten amorphen Calciumphosphats zum Auswählen der gesinterten Tricalciumphosphatpartikel unter Verwendung eines Siebs.