WO2020049033A1 - Verfahren zur behandlung von oberflächen - Google Patents

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WO2020049033A1
WO2020049033A1 PCT/EP2019/073560 EP2019073560W WO2020049033A1 WO 2020049033 A1 WO2020049033 A1 WO 2020049033A1 EP 2019073560 W EP2019073560 W EP 2019073560W WO 2020049033 A1 WO2020049033 A1 WO 2020049033A1
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WO
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blasting material
preferred
present
blasting
water
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PCT/EP2019/073560
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English (en)
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Inventor
Marc Hogg
Original Assignee
LUTZ, Margot
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C11/00—Selection of abrasive materials or additives for abrasive blasts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/003—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods using material which dissolves or changes phase after the treatment, e.g. ice, CO2
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/06—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for producing matt surfaces, e.g. on plastic materials, on glass

Definitions

  • the invention relates to a method for treating surfaces, in particular medical-technical surfaces, by means of a blasting material.
  • the present invention relates in particular to a method for treating surfaces by means of a shot, in order to preferably obtain a roughened surface, in which at least one water-soluble shot is used as the shot.
  • the invention also relates to a workpiece obtainable by the method.
  • Roughened surfaces are advantageous for many technical applications.
  • a microstructurally roughened surface can also be technically advantageous in a cell culture of adherent cells, since the cells can adhere better.
  • a roughened surface can be technically advantageous for other reasons. So it can lead to an optically desired matting or can lead to better bondable areas.
  • implants in particular their endosseous parts, such as implant screws, are often of particular interest for the surface to be roughened microstructurally in order to improve the growth of the body's own cells and tissues.
  • implants are increasingly being used in dentistry to permanently compensate for the complete loss of a tooth.
  • implants are artificially manufactured “replacement teeth” that are anchored or to be anchored in the jawbone and can also be viewed as endo-exo-prostheses (hence endo-prostheses). These replacement teeth can fulfill their permanent and complication-free function if they grow together with the jawbone firmly, resiliently and without inflammation.
  • the implants often, but not necessarily, have a conical shape and screw-like spiral grooves (see FIG. 1).
  • the part of an implant anchored in the jawbone often consists of a metal (eg titanium) or a ceramic material (eg zirconium dioxide). Waxing in, therefore entering into a firm connection between the implant screw and the jawbone, is a complex process in which bone cells (osteocytes) are firmly and tightly attached to the surface molecules of the implant. Ceramic or plastic materials play an increasingly important role in recent medical technology development. For better tissue growth, they require a roughened, but high-purity and germ-free surface. This poses special challenges for surface processing, since increased purity is usually a contradictory objective in abrasive processing.
  • a metal eg titanium
  • ceramic material eg zirconium dioxide
  • the surface can by means of various coating processes can be changed, etched with acids, treated with gases by means of plasma etching, irradiated with laser or treated with a blasting material.
  • a coating is technically complex, cost-intensive and leads to a material boundary layer between the carrier material and the coating which is undesirable in many areas of use and which, depending on the technical area of use, can represent a mechanical weak point.
  • Etching with acids has the technical disadvantage that caustic and possibly incompatible chemicals have to be used. Because it is necessary to etch the workpieces, for example using highly aggressive and environmentally harmful acids and alkalis, for example hydrofluoric acid or sulfuric acid, in order to remove abrasive residues. This is disadvantageous in handling and often undesirable contaminants, e.g. the acids or reaction products formed on the surface of the treated workpiece. Plasma etching with gases is also often associated with the formation of undesirable reagents and by-products and is technically complex and cost-intensive. The residues remaining on the surface are detrimental to the treated and the success of the therapy. In addition, such processes are often environmentally harmful and difficult to use. This is often disadvantageous, particularly in the field of endoprostheses.
  • Treatment with laser beams is also technically very complex and can lead to undesirable inhomogeneous oxidation of the surface and is also cost-intensive.
  • blasting seems to be preferable.
  • a large number of methods for blasting treatment of different workpieces are known from the prior art, different blasting media or different blasting material being used.
  • Blasting and abrasives such as high-grade corundum, zirconium dioxide, steel particles, glass particles or the like are often used for the irradiation.
  • An artificial blasting medium based on zirconium dioxide is known from DE 693 14 709 T2.
  • the blasting medium consists of sintered particles based on zirconium dioxide, each particle consisting of a sintered body of, for example, stabilized zirconium dioxide.
  • WO 2009/101025 A1 discloses a method for producing a cutting insert, in which a blasting treatment with, for example, steel, glass or ZrÜ2 as the blasting medium is carried out as the blasting medium.
  • US 2013/013082 A1 teaches the treatment of a bioimplant with a metal surface using borax as an abrasive.
  • DE 10 2004 023 246 B3 teaches to treat a surface by means of a water-soluble abrasive and higher air pressure.
  • One focus is on the blasting device.
  • DE 43 27 925 A1 teaches to use alkali metal silicate-containing abrasives for dry blasting. These documents do not teach how to use non-toxic and ecologically harmless abrasives.
  • DE 11 2008 000 816 B4 focuses on a device for conveying an ice-based blasting medium.
  • the workpieces can, for example, be components of mechanical engineering or also medical technology, for example dental technology.
  • the workpiece is a component of dental technology, it can be, for example, a denture system according to WO 2018/046148 A1, which is made of ceramic and comprises an implant for osseointegration in a jawbone.
  • the blasting material used remains as a waste product or has to be reprocessed by complex processes or decomposed during the blasting treatment. Furthermore, the machined workpieces can have abrasive residues that have to be removed at great expense.
  • endoprosthesis e.g. an implant screw
  • etching e.g. minerals, metals and etchants, i.e. gases, acids or bases
  • Processes for blasting treatment are known in which the blasting material used can be reprocessed and / or decomposed by different processes.
  • a decomposition of the blasting material used directly on the workpiece surface is advantageous to avoid blasting material residues.
  • DE 10 2016 011 808 A1 discloses a method for treating a surface with a blasting agent, the blasting material containing dry ice.
  • a chemical compound which decomposes into gaseous constituents when a decomposition temperature is exceeded is admixed as a jet additive.
  • the aim here is that no or only minor abrasive residues remain on the workpiece to be treated.
  • the surface to be treated must therefore be brought to a temperature above the decomposition temperature of the blasting additive before, during or after blasting with the blasting medium.
  • the jet additive breaks down into its gaseous components and does not have to be removed from the workpiece in complex cleaning procedures.
  • the method taught in DE 10 2016 011 808 has the technical disadvantage, among other things, that greatly elevated temperatures are necessary in order to effectively enable the blasting material to be decomposed into gaseous reaction products.
  • this method is optimized for removing comparatively soft residues in the production of plastic parts that should not be damaged and is therefore hardly suitable for roughening surfaces, especially hard surfaces.
  • the object of the invention is therefore to propose a method for blasting treatment in which easily removable, in particular also ecologically justifiable and simple to manufacture blasting media are used and with which blasting media residues which cannot be removed or used are avoided as waste products. Furthermore, it is an object of the invention to provide a method with which blasting material residues can be removed from the surface of the treated workpieces, in particular in medical technology, simply and quickly without the use of highly aggressive and environmentally harmful cleaning agents.
  • the present invention relates to a method for treating a surface by means of a shot, in order to preferably obtain a roughened surface, at least one water-soluble shot being used as the shot.
  • the invention also relates to a method for the abrasive treatment of surfaces, preferably medical-technical surfaces, by means of a blasting material.
  • the present invention therefore also relates to methods for the (abrasive) treatment of surfaces by means of a blasting material, characterized in that at least one water-soluble blasting material, preferably a water-soluble and crystal-based blasting material, is used as the blasting material.
  • the invention also relates to a method for the abrasive treatment of surfaces, in particular medical-technical surfaces such as dental implants, by means of a blasting material. It is therefore proposed that a water-soluble blasting material is used as the blasting material, preferably water-soluble and crystals are used as the blasting material.
  • the blasting material can thus be dissolved very easily by means of water and for better solubility at elevated temperature, for example 50 ° C. and more, and can be washed off a surface after processing. This means that an aggressive cleaning process can be dispensed with and a very clean and residue-free surface can be obtained very easily and quickly after the roughening process.
  • the surface is preferably a surface of a workpiece that has a handy format so that this workpiece can be placed in a water bath after the blasting treatment.
  • the surface can be a surface of a medical technology product.
  • the workpiece can be made of different materials. For example, ceramic, steel, plastic or even titanium are possible.
  • blasting material is to be understood in the broadest sense as any material that is suitable for treating a surface by means of radiation, in particular roughening a surface by means of radiation.
  • the person skilled in the art knows that the blasting material is typically particulate.
  • the blasting material typically and preferably represents solid particles. Alternatively, colloidal particles or liquid droplets can in principle also be used.
  • the blasting material represents solid or colloid particles. According to a preferred embodiment of the present invention, the blasting material represents solid particles.
  • the application according to the invention is preferably an abrasive treatment of the surface.
  • abrasive is understood in the broadest sense as a process in which surface material is removed by irradiation with the blasting material.
  • An abrasive procedure can therefore also be called a subtractive procedure.
  • the treatment according to the invention can also be a mere deformation of the surface, for example by the blasting material deforming when it hits the surface, for example indenting or scratching it.
  • the term “irradiation” can be understood in the broadest sense as any application of a particle beam to a surface. Typically this is a spray treatment, hence the spraying of particles for surface treatment.
  • the radiation is preferably able to change the treated surface, for example to roughen it and / or to remove corrosive spots. You can also Grease, paint or varnish layers are removed.
  • water-soluble will be generally understood by the person skilled in the art as the property of the described blasting material, in (pure) water (pH 7.0 (typically before the blasting material is dissolved)) at room temperature (therefore 20 ° C.) and normal pressure (1013 hPa) have a solubility of at least 1 g / l.
  • the pH in connection with the solubility typically refers to the pH of the water before the blasting material is dissolved. It will be understood that this can change if the blasting material itself changes the pH.
  • the blasting material has a solubility of at least 10 g / l water (at 20 ° C., pH 7.0 and 1013 hPa).
  • the blasting material has a solubility of at least 50 g / l water (at 20 ° C., pH 7.0 and 1013 hPa).
  • the blasting material has a solubility of at least 100 g / l water (at 20 ° C., pH 7.0 and 1013 hPa). According to a preferred embodiment of the present invention, the blasting material has a solubility of at least 1000 g / l water (at 20 ° C., pH 7.0 and 1013 hPa).
  • the entire blasting material used in the process has a solubility of at least 10 g / l water, at least 50 g / l water, at least 100 g / l water or at least 1000 g / l water (at 20 ° C. pH 7.0 and 1013 hPa).
  • the entire blasting material used in the process consists exclusively of one or more species of particles which have a water solubility of at least 10 g / l water at 20 ° C. and 1013 hPa and / or their vapor pressure at 20 ° C is over 1013 hPa.
  • a water-soluble blasting material can also optionally be combined with one or more further species of water-soluble blasting material and / or with one or more species of a blasting material which evaporates rapidly at normal temperature (20 ° C., 1013 hPa).
  • the entire blasting material used in the process consists exclusively of one or more species of particles which have a water solubility of at least 10 g / l water at 20 ° C. and 1013 hPa.
  • such a vaporizing blasting material has a vapor pressure at 0 ° C. of over 1013 hPa.
  • such a vaporizing blasting material has a vapor pressure at ⁇ 20 ° C. of over 1013 hPa.
  • such a vaporizing blasting material has a vapor pressure of over -50 ° C. 1013 hPa. Therefore, such a vaporizing blasting material preferably has a boiling or sublimation temperature of 1013 hPa of less than 0 ° C., in particular less than -20 ° C. or less than -50 ° C.
  • such a vaporizing blasting material is dry ice particles.
  • the blasting material comprises or consists of a mixture of a water-soluble blasting material and dry ice particles.
  • the entire blasting material used in the process consists exclusively of one or more species of particles which have a water solubility of at least 10 g / l water at 20 ° C. and 1013 hPa and / or their vapor pressure at 20 ° C. is over 1013 hPa.
  • particles are generally solid particles. Accordingly, when step (ii) is carried out, they are generally in a solid state of matter. According to a preferred embodiment of the present invention, the entire blasting material used in the process consists exclusively of one or more species of particles which have a water solubility of at least 10 g / l water at 20 ° C. and 1013 hPa.
  • roughness can include the microstructure (micro-roughness, micro-structural) and / or the macro-structure (macro-roughness, macroscopic) of the surface.
  • Microroughness can be understood in the broadest sense as indentations and / or corrugations of the surface in the size range from 0.1 to 100 pm (approximately visually microscopic).
  • Macro roughness can be understood in the broadest sense as indentations and / or corrugations of the surface in the size range from 0.1 to 1 mm (approximately microscopic or visually visible without aids).
  • the roughness can also be adjusted by selecting the steel material used.
  • the roughness is a micro-roughness and represents a surface roughness in the range from 0.5 to 10 pm, in particular in the range from 1 to 3 pm.
  • the blasting material is distributed in a carrier medium.
  • the method according to the invention also comprises a step of washing the irradiated surface obtained with an aqueous solvent.
  • the method according to the invention comprises the following steps:
  • step (iii) optionally washing the irradiated surface obtained from step (ii) with an aqueous solvent.
  • the step of irradiating the surface with the at least one abrasive material which abuts against the surface by means of the carrier medium can also be described as irradiating the surface with the at least one abrasive material distributed in the carrier medium.
  • an aqueous solvent is broadly to be understood as any water-based solvent. It may optionally contain one or more further water-soluble constituents, such as, for example, those selected from the group consisting of salts, alcohols (for example one or more readily evaporable alcohols, such as those selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol and butanol) and buffer substances . According to a preferred embodiment of the present invention, the aqueous solvent is non-toxic.
  • the aqueous solvent is water.
  • the aqueous solvent is an aqueous buffer solution.
  • the aqueous solvent is an aqueous alcoholic solution (for example containing one or more readily vaporizable alcohols, such as those selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol and butanol).
  • An aqueous solvent preferably contains at least 50% by weight of water, at least 75% by weight of water, at least 90% by weight of water, at least 95% by weight of water, at least 98% by weight of water, or at least 99% by weight. -% Water.
  • the aqueous solvent preferably has a pH in the range from pH 2 to pH 13, pH 3 to pH 12, pH 4 to pH 11, pH 5 to pH 10 or pH 6 to pH 9.
  • the aqueous solvent has a pH in the range from pH 6 to pH 8, for example from (approximately) pH 7.
  • the water used can have any hardness. Tap water, (partially) deionized water or distilled water can be used as water.
  • the hardness range in the area of tap water can be in the range of 8.4 to 14.0 ° dH.
  • the blasting material in accordance with a preferred embodiment of the present invention represents solid particles. In principle, these can have any properties. So the size can be arbitrary.
  • the abrasive has a mean particle size d 5 o, based on the total mass of particles of the blasting material corresponding species (hence mass average particle size d 5 o), pm in the range of 1 to 2000th
  • the value of the (mass) mean particle size d 5 o denotes the particle size for which 50% by weight of the total mass of blasting material particles is a size ⁇ d 5 o and the 50% by weight of the total mass of blasting material Particles have a size> d 5 o.
  • the particle size can be set and determined using sieves.
  • the abrasive has a weight-average particle size d 5 o in the range of 10 to 2000 pm, from 20 to 1000 pm, from 30 to 500 pm, 50 to 200 pm, or 75 to 150 pm.
  • the mass average particle size can be reduced by grinding.
  • a certain mass-median particle size can optionally be selected by sieving.
  • the blasting material can have any shape. It can be crystalline, colloidal, or amorphous. According to a preferred embodiment of the present Invention, at least one blasting material is a crystalline blasting material. According to a preferred embodiment of the present invention, the (entire) shot is crystalline shot.
  • the treatment of the surface can be brought about, among other things, by the physicochemical properties and / or the kinetic energy of the steel material (e.g. of blasted particles)
  • the hardness of the blasting material can be arbitrary. According to a preferred embodiment of the present invention, the blasting material has a greater hardness (approximately Mohs or Rockwell hardness) than the surface.
  • the blasting material has a hardness that is less than or equal to that of the surface and the treatment of the surface is achieved by the kinetic energy of the blasting material. If the hardness of the blasting material is less than / equal to that of the surface, the treatment of the surface (e.g. forming / indentation / abrasion) can also mainly (possibly even (almost) exclusively) through the kinetic energy of the steel material (e.g. of blasted particles) be brought about.
  • the surface can be irradiated with the blasting material in any way.
  • the blasting material is applied to the surface to be treated by means of a stream of a carrier medium, preferably with a kinetic energy which is sufficient to treat the surface.
  • the blasting material can be distributed in a carrier gas stream or distributed in a carrier liquid.
  • the carrier medium is a carrier gas stream.
  • the carrier medium is a carrier gas stream and the blasting material distributed in the carrier gas stream is blown onto the surface.
  • the carrier medium is a gas, therefore used as a gas stream.
  • the carrier medium is an inert gas stream (for example nitrogen or noble gas stream (for example helium, neon or argon) stream) or a compressed air stream. The blowing of a carrier gas stream can occur in done in any way and can be adjusted accordingly by a specialist.
  • any blowing pressure (“spray pressure” in a spraying method) can be used when carrying out the method according to the invention.
  • a blowing pressure of 0.1 to 100 bar is used.
  • a blowing pressure of 0.25 to 20 bar, 0.5 to 10 bar, 1 to 5 bar or 1.5 to 2 bar is used.
  • the carrier medium is an inert gas stream or a compressed air stream and is blown onto the surface to be treated with a blowing pressure of 0.1 to 100 bar (also “sprayed” in a spraying process).
  • the carrier medium is an inert gas stream or a compressed air stream and is blown onto the surface to be treated with a blowing pressure of 0.25 to 20 bar, 0.5 to 10 bar, 1 to 5 bar or 1.5 to 2 bar. It can be sprayed for any length of time, for example until the desired result is achieved. According to a preferred embodiment of the present invention, for a time in the range between 0.1 s (seconds) and 6 h (hours), for a time in the range between 0.5 s and 60 min (minutes), for a time in the range sprayed between 1 s and 10 min or for a time in the range between 2 s and 1 min. Any spray angle and distance between the nozzle and the surface can be used.
  • a spray angle between 10 ° and 90 ° is used.
  • a spray angle between 15 ° and 80 °, between 20 ° and 50 ° or between 25 ° and 35 ° is used.
  • the method according to the invention also leads to material compression ((partial) hardening) of the implant screw.
  • material compression ((partial) hardening) of the implant screw.
  • the (partial) curing can be achieved, for example, by the mechanical pressure load during the irradiation.
  • a distance between the nozzle and the surface is in the range of 0.1 mm and 50 cm, in Range of 0.5 mm and 10 mm or in the range of 0.5 mm and 5 mm.
  • a blowing process also “spraying process”
  • an inert gas stream or a compressed air stream is used as the carrier medium, the carrier medium preferably being passed through a nozzle.
  • a nozzle can have any geometry and size.
  • the nozzle can be round, oval, rectangular or flat and slit-shaped.
  • it can preferably have a diameter of less than 0.1 mm, a diameter in the range of 0.1 mm to 10 cm, a diameter in the range of 0.2 mm to 5 cm, a diameter in the range of 0.5 mm up to 2 cm, have a diameter in the range of 0.6 mm to 1 cm or a diameter of over 10 cm.
  • the surface can be turned in relation to the blasting material jet.
  • the irradiation is carried out at a surface temperature in the region of room temperature (therefore about 18 to 30 ° C., preferably about 20 to 25 ° C.). According to an alternative preferred embodiment of the present invention, the irradiation is carried out at a surface temperature in the range from 5 to 25 ° C. According to an alternative preferred embodiment of the present invention, the irradiation is carried out at an elevated surface temperature of above 25 ° C.
  • the surface to be irradiated can optionally be preheated. According to a preferred embodiment of the present invention, the irradiation is carried out at an elevated surface temperature in the range from 25 to 200 ° C., 50 to 100 ° C. or 60 to 75 ° C.
  • the irradiation is carried out at a reduced surface temperature of below 18 ° C.
  • the surface to be irradiated can be cooled in advance.
  • the irradiation is carried out at a reduced surface temperature in the range from -25 to 18 ° C, -20 to 10 ° C or -18 to 0 ° C.
  • any air humidity can be used when irradiating the surface.
  • the air humidity is in the range from 5 to 90% relative air humidity, in the range from 5 to 75% relative air humidity, in the range from 30 to 70% relative air humidity or in the range from 50 to 65% relative air humidity.
  • Any air pressure can prevail when the surface is irradiated. Typically, this will be in the range from 400 to 1100 hPa, preferably in the range from 500 to 1060 hPa.
  • the air pressure will particularly preferably correspond to the natural external pressure.
  • the surface can be any surface.
  • the surface is typically and preferably a solid surface.
  • a surface that is non-toxic is preferred.
  • a surface is one that can be used as an endoprosthesis, including endosseous parts of dental implants.
  • an endoprosthesis is to be understood in the broadest sense as an implant that remains permanently in the body.
  • an endoprosthesis is preferably an artificial implant, therefore, for example, no donor organ or no donor tissue.
  • an endo-prosthesis can be an endo-exo-prosthesis, hence an implant that is partially incorporated into the body and partially looks out.
  • an endoprosthesis can be, for example, a dental implant or a cochlear implant.
  • the surface to be treated in the sense of the present invention is preferably the endosseous part of a dental implant. Accordingly, in the case of a dental implant, the surface to be treated in the sense of the present invention is preferably the endosseous part of a dental implant. According to a further preferred embodiment of the present invention, the surface is the surface of a vertebral body (vertebral implant) or a bone implant.
  • an endoprosthesis can also be an artificial joint (such as a hip joint, knee joint, shoulder joint, ankle joint, elbow joint, or finger joint) or a part thereof.
  • an endoprosthesis can also be an artificial bone (such as a vertebral body, femoral neck or part of the hip bone) or part of it.
  • an endoprosthesis can also be an artificial heart or venous valve or a stent.
  • an endoprosthesis is a less elastic material.
  • an endoprosthesis is a dental implant, an artificial joint or part thereof or an artificial bone or part thereof.
  • the surface is selected from the group consisting of:
  • a ceramic surface can be any ceramic surface. This can optionally already be cured at the time of the irradiation or can only be cured in a subsequent step, thus being sintered in a further step.
  • a ceramic surface is preferably one that is non-toxic.
  • a ceramic surface is one that can be used as an endoprosthesis, including endosseous parts of dental implants.
  • a ceramic surface is made of a ceramic mixed substance.
  • a ceramic surface is a surface consisting of or comprising zirconium dioxide (Z1O2).
  • Z1O2 zirconium dioxide
  • a ceramic surface is a surface consisting of or comprising unsintered (therefore not sintered) Z1O2.
  • a metal surface can be any metal surface.
  • a metal surface is preferably one that is non-toxic.
  • a metal surface is one that can be used as an endoprosthesis, including endosseous parts of dental implants.
  • a metal surface is selected from the group consisting of titanium, a titanium alloy, a CoCrMo alloy, and a CoNiCrMo alloy.
  • a metal surface can also be any other metal surface, for example a copper, steel, stainless steel or aluminum surface.
  • a plastic surface can be any plastic surface.
  • a plastic surface is preferably one that is free of incompatible or toxic substances.
  • Plastic will be understood in the broadest sense in the light of the general understanding of the expert. Typically there is a plastic largely (therefore> 50% by weight, typically> 75% by weight,> 80% by weight,> 85% by weight,> 90% by weight,> 95% by weight or ( almost) 100% by weight) of organic macromolecules, which were generally obtained by polymerizing monomers (polymers). Such polymers typically have a molecular mass of> 5 kDa,> 10 kDa,> 50 kDa or> 100 kDa. Plastics can include one or more types of organic polymers (blends).
  • plastics can optionally also contain one or more additives (for example reinforcements (for example fiber reinforcements), fillers, plasticizers, mold release agents, flame retardants, stabilizers, light stabilizers, etc.).
  • additives for example reinforcements (for example fiber reinforcements), fillers, plasticizers, mold release agents, flame retardants, stabilizers, light stabilizers, etc.
  • Polymers can consist of one or more types of monomers.
  • a plastic surface is one that can be used as an endoprosthesis, including endosseous parts of dental implants.
  • a plastic surface is selected from the group consisting of a polyether ether ketone (PEEK) surface, a polyethylene (PE) surface, a polylactide (PLA) surface and a polylactide-co- Glycolide (PLGA) surface.
  • Polyether ether ketone can be made up of 4-hydroxyphenyl (4-phenoxyphenyl) methanone monomers or contain residues derived from them. This can be obtained commercially, for example, as KetaSpire, Victrex, Gatone or Vestakeep.
  • the surface is selected from the group consisting of:
  • (B2) a metal surface, in particular a surface of a metal or a metal alloy selected from the group consisting of titanium, a titanium alloy, a CoCrMo alloy, and a CoNiCrMo alloy; and
  • the surface can be a surface of a medical technology product.
  • the medical technology product is advantageously made of ceramic, steel, platinum, gold, plastic or titanium or coated with it and represents, for example, a medical, surgical or dental implant that can be used in one place on the body.
  • the medical technology product can be a dental implant, or an artificial joint, a stent, bone screws, dowels, for example for the spine, or other body parts
  • the surface is therefore a surface of a medical technology product, in particular an endoprosthesis.
  • the surface is therefore a surface of a medical technology product, in particular an endosseous surface of a dental implant.
  • the surface can be an endosseous surface of a dental implant.
  • the workpiece can, for example, be an element of a denture system and consist of ceramic or titanium.
  • the endosseous implant is a common term for an implant located inside the jawbone or a dental implant protruding into the bone.
  • endosseous, rotationally symmetrical implants are preferably used, which are inserted, screwed or inserted into the jawbone and are usually made of titanium (titanium implants) or of ceramic materials (ceramic implants) such as the "zirconium implants".
  • An endosseous implant is an implant that lies within the jawbone, because "endosseous implants” or tooth implants are bony anchors, as are the extension implants as endodontic implants, which can be cylinder implants with additional retention wings or leaf implants.
  • An example of this is an implant for osseointegration in a jawbone, which has to be roughened on the surface in order to ensure growth in the jawbone. Such roughening can be achieved with a method according to the invention.
  • the implant is advantageously only placed in a water bath, as a result of which the blasting material residues separate from the roughened surface independently. This can be done by moving the workpieces, for example the implants, or of the water within the water bath can be accelerated and optimized in time.
  • the blasting material can be a crystalline blasting material.
  • the solubility in water can be implemented particularly advantageously by using a crystalline blasting material.
  • the blasting material can be a salt.
  • Salt is particularly soluble in water without the need for particularly pronounced circulation of the water.
  • salt with crystals of different sizes can also be used, so that a blasting medium with particles of different sizes is formed.
  • the salt can be subsequently removed from the water bath by suitable processes and used again as blasting material.
  • a blasting material used according to the invention is largely non-toxic, therefore it preferably has an average lethal dose LD 50 of> 10 mg / kg body weight.
  • the blasting material is biodegradable in a neutral manner. It is therefore preferably not a xenobiotic in the environment.
  • the blasting material is ecologically usable. Therefore, it can preferably be used by organisms for physiological metabolic processes.
  • the blasting material can have any chemical structure. According to a preferred embodiment of the present invention, at least one of the blasting material species used according to the invention is selected from the group consisting of:
  • (A1) a blasting material consisting of at least one salt or comprising at least one salt
  • A2 a blasting material consisting of at least one crystalline sugar or comprising at least one crystalline sugar
  • (A3) a blasting material consisting of at least one crystalline sweetener or comprising at least one crystalline sweetener.
  • each of the blasting material species used according to the invention is selected from the group consisting of: (A1) a blasting material consisting of at least one salt or comprising at least one salt;
  • A2 a blasting material consisting of at least one crystalline sugar or comprising at least one crystalline sugar
  • (A3) a blasting material consisting of at least one crystalline sweetener or comprising at least one crystalline sweetener.
  • any combination of one or more salts, one or more twitching and / or one or more sweeteners can also be used.
  • the blasting material comprises or is a salt.
  • a salt can be any salt.
  • a salt used according to the invention is largely non-toxic, and therefore preferably has an average lethal dose LD 50 of> 10 mg / kg body weight.
  • a salt comprises an anion selected from the group consisting of chlorides (CI), carbonates (CO 3 2 ), hydrogen carbonates (HCO 3 ), nitrates (N0 4 ), sulfates (S0 4 2 ) and acetates (Ac-, CH 3 COO).
  • the salt consists of at least one of the groups of nitrates, chlorides or sulfates, or a mixture thereof.
  • a salt comprises a cation selected from the group consisting of sodium (Na + ), potassium (K + ) and ammonium (NH 4 + ).
  • a salt comprises an anion selected from the group consisting of chlorides, carbonates, hydrogen carbonates, nitrates, sulfates and acetates and a cation selected from the group consisting of sodium, potassium and ammonium.
  • a salt is selected from the group consisting of NaCl, NaHCOs, Na 2 C0 3 , NaN0 3 , Na 2 S0 4 , NaAc, KCl, KHCO 3 , K 2 C0 3 , KNO s , K 2 S0 4 , KAc, NH 4 CI, NH 4 HC0 3 , (NH 4 ) 2 C0 3 , NH 4 N0 3 , (NH 4 ) 2 S0 4 and NH 4 Ac.
  • the salt at least comprises or is sodium chloride and / or sodium carbonate and / or sodium hydrogen carbonate.
  • At least one salt sodium chloride (NaCl) used according to the invention as blasting material at least one salt sodium chloride (NaCl) used according to the invention as blasting material.
  • any other salts in particular salts which are well tolerated by the body, can also be used, such as Schüssler salts.
  • a salt which can be used according to the present invention can also be part of a more complex composition.
  • a salt can be part of a tooth polish.
  • NaHCOs can be contained in some swallowable tooth polishing powders such as Air-N-Go in addition to other soluble abrasives such as sodium saccharin, hydrophobized silica and auxiliaries (acetone North America, or ACTEAN, France).
  • the blasting material comprises a sugar, in particular sucrose, or is a sugar.
  • a crystalline sugar can in principle be any crystalline sugar.
  • a crystalline sugar used according to the invention is largely non-toxic, and therefore preferably has an average lethal dose LD 50 of> 10 mg / kg body weight. Small molecular sugars in particular mostly have a crystalline form.
  • the sugar therefore has a molecular weight of not more than 1000 Da.
  • the sugar is a crystalline mono- or disaccharide.
  • the sugar is a naturally occurring sugar in the body of a mammal, in particular a human.
  • the sugar is selected from the group consisting of sucrose, lactose, glucose, maltose, mannose, fructose, ribose, deoxyribose, galactose, fucose, rhamnose, lactulose and trehalose.
  • the sugar is selected from the group consisting of sucrose, lactose, glucose, maltose, mannose and fructose.
  • the sugar is sucrose.
  • a sweetener can be any sweetener.
  • a sweetener used according to the invention is largely non-toxic, and therefore preferably has an average lethal dose LD 50 of> 10 mg / kg body weight.
  • the sweetener is selected from the group consisting of acesulfame, advantame, aspartame, aspartame / acesulfame, cyclamate, neohesperidin, neotame, saccharin, sucralose, stevioside, thamatin, alitame, brazzein, dulcin, hernandulcin, lugdunam, Monellin, pentadine and 5-nitro-2-propoxyaniline.
  • sweeteners this can be a sweetener anion or cation, for example saccharin salts (e.g. sodium saccharin).
  • At least one of the blasting material species used according to the invention is selected from the group consisting of:
  • (A1) a blasting material consisting of at least one salt or comprising at least one salt, in particular wherein the salt comprises an anion selected from the group consisting of chlorides, carbonates, bicarbonates, nitrates, sulfates and acetates and / or the salt selected a cation from the group consisting of sodium, potassium and ammonium;
  • A2 a blasting material consisting of at least one crystalline sugar or comprising at least one crystalline sugar, in particular wherein the sugar is a crystalline mono- or disaccharide;
  • (A3) a jet material consisting of at least one crystalline sweetener or comprising at least one crystalline sweetener, in particular wherein the sweetener is selected from the group consisting of acesulfame, advantam, aspartame, aspartame / acesulfame, cyclamate, neohesperidin, neotame, saccharin, sucralose, stevioside , Thamatin, Alitam, Brazzein, Dulcin, Hernandulcin, Lugdunam, Monellin, Pentadin and 5-nitro-2-propoxyaniline.
  • the sweetener is selected from the group consisting of acesulfame, advantam, aspartame, aspartame / acesulfame, cyclamate, neohesperidin, neotame, saccharin, sucralose, stevioside , Thamatin, Alitam
  • the at least one blasting material consists of sodium chloride crystals or crystals containing sodium chloride. According to a preferred embodiment of the In the present invention, the at least one blasting material consists of
  • the at least one blasting material consists of
  • the at least one blasting material consists of sucrose.
  • blasting material species can optionally be combined with one another.
  • the salt can consist of at least one of the groups of nitrates, chlorides or sulfates, or a mixture thereof.
  • the salt can advantageously be at least sodium chloride and / or sodium carbonate and / or sodium hydrogen carbonate.
  • Sodium bicarbonate is also known as sodium bicarbonate or sodium bicarbonate.
  • the abovementioned salts are available inexpensively in large quantities and can be clarified in sewage treatment plants without any risk to the environment, so that they do not pose any environmental pollution.
  • Sodium bicarbonate in particular has an exceptionally good beam processing quality.
  • the blasting material can comprise a sugar, in particular sucrose, or a sugar.
  • Sugar also has crystalline properties and is residue-free and biodegradable. Since sugar can be obtained from renewable raw materials, the ecological food print is extremely low, so that in particular an ecologically advantageous blasting material can be provided.
  • the water-soluble blasting material can be mixed with dry ice particles or have dry ice particles. Especially when processing medical-technical surfaces, a mixture of water-soluble blasting material combined with an improved cleaning effect of dry ice particles is a good combination of producing high-purity and rough surfaces.
  • the blasting material can be biodegradable. This enables a particularly environmentally friendly process to be provided.
  • the blasting material can be used ecologically. This enables a particularly environmentally friendly process to be carried out.
  • water-soluble and crystals are used as the blasting material and the surface is a plastic surface.
  • the at least one blasting material is a (largely) non-toxic salt and the surface is a plastic surface.
  • the at least one blasting material is a (largely) non-toxic salt and the surface is a plastic surface selected from a polyether ether ketone surface (PEEK surface), a polyethylene surface, a polylactide surface and a polylactide -co-glycolide surface.
  • the at least one blasting material comprises or is a salt and the surface is a polyether ether ketone surface (PEEK surface).
  • the at least one blasting material is a salt comprising an anion selected from the group consisting of chlorides, carbonates, hydrogen carbonates, nitrates, sulfates and acetates and a cation selected from the group consisting of sodium, potassium and ammonium, and the surface is a plastic surface.
  • the at least one blasting material is a salt selected from the group consisting of sodium chloride, sodium carbonate and sodium hydrogen carbonate
  • the surface is a plastic surface, in particular a surface selected from the group consisting of selected from a polyether ether ketone.
  • Surface PEEK surface
  • a polyethylene surface a polylactide surface and a polylactide-co-glycolide surface.
  • the at least one blasting material is sodium chloride and the surface is a polyether ether ketone surface (PEEK surface).
  • the at least one blasting material consists of sodium chloride crystals with a mass-average crystal size of 10 to 2,000 and the surface is a polyether ether ketone surface.
  • no residues of the blasting material remain on the surface.
  • no residues of the blasting material remain on the surface.
  • no blasting material residues must remain within the roughened surface, since they are inserted and grown in the jawbone, which would make blasting material residues contaminants and foci of inflammation. Due to the water solubility of the blasting material and the insertion of the workpiece after the blasting material treatment in a water bath, all blasting material residues can be removed in a simple and ecological process.
  • residues of the blasting material can be removed by washing with an aqueous solvent.
  • the step of washing with an aqueous solvent can be done in any manner.
  • the surface can be rinsed off with an aqueous solvent.
  • the surface (hence the workpiece containing the workpiece in whole or in part) can be placed in a bath of the aqueous solvent.
  • the surface can be wiped with an aqueous solvent.
  • the surface after the surface has been placed in a water bath for a period of time t (largely) no (measurable) residues of the blasting material remain on the surface.
  • the skilled person will determine the time and the temperature accordingly. So the surface (hence the workpiece containing the workpiece completely or partially) for example for a period t of up to 5 min (minutes), from 5 to 20 min, from 15 min to 1 h (hour (s)), from 1 to 6 h, from 6 to 12 h, from 12 to 24 hours or more than 24 hours in a bath of the aqueous solvent so that (largely) no (measurable) residues of the blasting material remain on the surface.
  • the aqueous solvent can optionally also be changed one or more times, the same or a different aqueous solvent optionally being used in each case. This can be done at any temperature.
  • This step is typically carried out in a temperature range from 1 to 100 ° C.
  • the washing is carried out in a temperature range from 2 to 60 ° C., 5 to 50 ° C., 10 to 30 ° C. or 15 to 25 ° C.
  • no residues of the blasting material can remain on the surface after the surface has been placed in a water bath for a period of time t.
  • time period t has been determined beforehand, so that assembly line production can take place with regard to carrying out the blasting process and placing it in a water bath.
  • the period t can be from 10 minutes or more to several hours or even days in order to ensure increased purity.
  • Distilled, germ-free water can preferably be used and / or the cleaning can be carried out under antibacterial UV light or electromagnetic radiation.
  • a roughened surface can arise. Accordingly, a targeted roughening of at least a partial area of the surface of the workpiece is carried out by the method according to the invention.
  • the method according to the invention can be used to remove corrosion from a surface.
  • Corrosion is often more fragile and / or less solid than an underlying solid from which it comes, such as a metal. Corrosion can thus be effectively removed while the solid remains largely intact and, depending on the application, is only roughened, hardly roughened or not roughened.
  • another aspect of the present invention relates to the removal of a corrosion layer using a method as described herein. The removal can lead to a visually demanding and / or technically advantageous surface. For example, metal surfaces can be carefully renovated, ignition contacts improved, etc.
  • the surface (or a workpiece containing it, for example an endoprosthesis or a part thereof) is suitable for medical use. Therefore, the surface (or a workpiece containing it, for example an endoprosthesis or a part thereof) is preferably process-free (largely) aseptically and contains no toxic or immunogenic agents.
  • the surface can optionally be wiped and / or brushed and / or cleaned using a liquid shower, for example in order to remove residues from the removed surface material.
  • the surface (or a workpiece containing it, for example an endoprosthesis or a part thereof) is (largely) germ-free at the end of the method.
  • the method preferably comprises a step of sterilizing. This can take place, for example, by means of heating, by means of UV light, by means of substances having an antimicrobial action or by means of electromagnetic radiation.
  • the surface (or a workpiece containing it, for example an endoprosthesis or a part thereof) is packaged with low germs.
  • the surface can optionally also be coated by means of a method known in the prior art, such as, for example, using hydroxyapatite (HA), calcium phosphate and / or a titanium plasma coating.
  • HA hydroxyapatite
  • the surface can optionally also be coated by means of a method known in the prior art, such as, for example, using hydroxyapatite (HA), calcium phosphate and / or a titanium plasma coating.
  • the method according to the invention is fundamentally suitable for treating hard surfaces, in particular also for roughening hard surfaces.
  • the person skilled in the art will select a corresponding blasting material and a corresponding blowing pressure.
  • the method according to the invention is also suitable for treating soft surfaces.
  • the person skilled in the art will select a corresponding blasting material and a corresponding blowing pressure.
  • the method according to the invention is therefore also suitable for treating surfaces which have not yet cured (therefore: uncured).
  • the surface to be treated is uncured during the irradiation and the method comprises a step of curing the surface after the irradiation.
  • the surface to be treated is unhardened when irradiated and the method comprises a step of hardening the surface after washing the irradiated surface with an aqueous solvent.
  • the surface is hardened by means of sintering.
  • sintering is to be understood in the broadest sense as hardening at mostly elevated temperatures, especially of ceramic surfaces. Sintering can include heating to a temperature that corresponds to the firing of ceramic. Depending on the material, sintering can be carried out, for example, at temperatures in the range from 500 to 2500.degree. It will be understood that sintering may be preceded by debinding in accordance with a preferred embodiment. As a rule, the surface is cooled after sintering.
  • an optional step of debinding takes place at a temperature in the range from 100 to 1000 ° C., 200 to 900 ° C., 400 to 800 ° C. or 600 to 750 ° C. This temperature can be reached via a curve. Temperature increase rates of 20 to 100 ° C. per hour, approximately 30 to 75 ° C., for example (approximately) 50 ° C., can preferably be used here.
  • the maximum temperature during debinding can be maintained for any period of time, for example 15 minutes to 24 hours or more, 30 minutes to 12 hours or 1 to 6 hours, for example 2 hours. The specialist will adapt the times and temperatures to the respective material.
  • an optional step of sintering takes place at a temperature in the range from 500 to 2500 ° C., 750 to 2000 ° C., 1000 to 1800 ° C. or 1400 to 1500 ° C. This temperature can be reached via a curve. Temperature increase rates of 50 to 200 ° C. per hour, approximately 75 to 150 ° C., for example (approximately) 100 ° C., can preferably be used here.
  • the maximum temperature during debinding can be maintained for any period of time, for example 15 minutes to 24 hours or more, 30 minutes to 12 hours or 1 to 6 hours, for example 2 hours.
  • the specialist will adapt the times and temperatures to the respective material.
  • an optional step of cooling takes place at temperature reduction rates of 50 to 500 ° C. per hour, approximately 100 to 300 ° C., for example (approximately) 200 ° C.
  • the person skilled in the art will adapt the rate of temperature reduction to the respective material.
  • a surface obtained, in particular a roughened surface can be particularly advantageous for medical applications, in particular endoprostheses.
  • the treated surface is roughened in such a way that it enables cells to grow (in vivo and / or in vitro). Accordingly, according to a preferred embodiment of the present invention, the treated surface is roughened in such a way that it is suitable, after the implantation of a workpiece having the surface into a body, to allow ingrowth or the adhesion of body cells (e.g. osteocytes).
  • body cells e.g. osteocytes
  • the invention relates to the use of the method for surfaces of dental implants in order to achieve a roughening of the surface. This can advantageously ensure that growth of the dental implant can be ensured within a jawbone.
  • the present invention therefore also relates to an (in V / fro) method for producing an endoprosthesis with improved waxability in the body, at least one surface of the endoprosthesis being treated by means of a method according to the present invention.
  • the present invention thus also relates to an (in V / fro) method for producing an endoprosthesis with improved waxability in the body, at least one surface of the endoprosthesis being treated with a blasting material, with at least one water-soluble blasting material as the blasting material is used.
  • the invention relates to the use of a method according to one of the aforementioned embodiments for processing endosseous surfaces of dental implants in order to achieve a roughening of the surface.
  • the method according to the invention can also be combined with one or more further methods for processing surfaces, such as one or more methods selected from the group consisting of any radiation, etching (eg acid etching) and laser radiation.
  • etching eg acid etching
  • laser radiation e.g., laser radiation.
  • such methods are preferably dispensed with.
  • a further aspect of the present invention therefore relates to a surface which can be obtained (or obtained) by a method according to the invention, the surface having no water-insoluble residues of blasting material, in particular no residues of blasting material.
  • the roughened surface obtainable (or obtained) according to the invention is (particularly good) suitable for growing cells.
  • the present invention therefore also relates to a method for producing (roughened) surfaces which are suitable for growing cells.
  • the growth of cells can take place in vivo (for example in the body of an implant recipient) or in vitro (for example in a cell culture. Therefore the surface can also be that of a cell culture vessel (for example a cell culture dish, a multiwell plate, a slide or a matrix for tissue culture) It will be understood that this relates in particular to cell culture vessels for the cultivation of adherent cells.
  • the roughened surface obtainable (or obtained) according to the invention is optically matt.
  • the roughened surface obtainable (or obtained) according to the invention is (particularly good) suitable for applying new layers of paint and varnish thereon.
  • the present invention therefore also relates to a method for producing (roughened) surfaces which are suitable for applying new layers of paint and varnish.
  • the method according to the invention can accordingly include the application of new coloring and lacquer layers as a further optional method step.
  • This step preferably follows the process steps (i) and (ii) described above and optionally (iii) and optionally further steps.
  • the roughened surface obtainable (or obtained) according to the invention is (particularly good) suitable for gluing.
  • the present invention therefore also relates to a method for producing (roughened) surfaces, in particular metal, plastic and glass surfaces, which are suitable for bonding.
  • the method according to the invention can accordingly comprise, as a further optional method step, gluing to another surface. This step preferably follows the process steps (i) and (ii) described above and optionally (iii) and optionally further steps.
  • the surface here is that of an endoprosthesis. According to a preferred embodiment of the present invention, the surface here is an endosteal surface of a dental implant.
  • a further aspect of the present invention therefore relates to a workpiece with at least one surface which can be obtained (or obtained) by a method according to the invention, the surface having no water-insoluble residues of blasting material, in particular no residues of blasting material.
  • the workpiece is an endo prosthesis.
  • the workpiece is an endosseous part of a dental implant.
  • the workpiece is a cell culture vessel in which at least one surface or a part thereof is roughened according to the method according to the invention.
  • a cell culture vessel can, for example, be selected from the group consisting of a cell culture dish, a multiwell plate, a slide and a matrix for tissue culture. It will be understood that this relates in particular to cell culture vessels for the cultivation of adherent cells.
  • the method according to the invention is also suitable for removing a coloring and / or lacquer layer from a surface.
  • a further aspect of the present invention therefore also relates to a method for removing a layer of paint and / or lacquer from a surface by means of a blasting material, at least one water-soluble blasting material being used as the blasting material.
  • This method can also be used if the surface is hardly roughened or not roughened.
  • the blasting material in this case has a lower hardness than the surface. Then a comparatively gentle removal of the coloring and / or lacquer layer from a surface can be achieved without the surface being changed significantly.
  • a method for the (abrasive) treatment of surfaces 10 by means of a blasting material characterized in that at least one water-soluble blasting material, preferably a water-soluble and temperature-soluble crystal-based blasting material, is used as the blasting material.
  • the blasting material is a crystalline blasting material. 5. The method according to one of the aforementioned embodiments, characterized in that the blasting material comprises a salt or is a salt.
  • the salt consists of at least one of the groups of nitrates, chlorides or sulfates, or a mixture thereof.
  • the salt is at least sodium chloride and / or sodium carbonate and / or sodium hydrogen carbonate.
  • blasting material comprises a sugar, in particular sucrose, or is a sugar.
  • the blasting material comprises or consists of a mixture of a water-soluble blasting material and dry ice particles.
  • a water-soluble blasting material is used for the process for the passive treatment of surfaces.
  • salt is used as the blasting material.
  • Blasting material of this type which jams after the application of the method, for example on the surface or also inside the thread, can be easily dissolved by inserting the dental implant 3 into a water bath. As a result, no blasting material residues remain on the surface 2 of the dental implant 3.
  • each tooth implant 3 which is arranged within the jaw bone 7 is treated with a method according to the invention before insertion of the tooth implant 3, water-soluble blasting material being used.
  • the entire surface 2 of the dental implant 3 can also be treated with the method.
  • dental implants as well as other medical technology products, such as artificial joints, stents, or other implants, which are preferably implanted within an area of the body, can be treated with the method according to the invention in order to produce a roughened surface, which prevents the implant from growing within of the body.
  • Figure 1a, b shows a comparison of a natural tooth and a dental implant in a jawbone
  • Figure 2 shows a plurality of dental implants used in a jawbone.
  • FIGS. 1 and 2 identical or similar components are numbered with the same reference numerals.
  • FIG. 1 a shows a comparison of a natural tooth 4 with a tooth implant 3.
  • the broken line shows the separation of the illustration, a tooth 4 with a tooth root 5 in a jaw bone 7 being shown on the left side with respect to the broken line.
  • a dental implant 3 is shown inserted into a jawbone 7 below the gums 6.
  • the area of the tooth implant 3 which is arranged inside the jaw bone 7 has a surface 2 which represents a surface 10 which can be treated by an inventive method for abrasive radiation treatment.
  • the surface 2, on which the method according to the invention is preferably applied, can likewise have an introduced thread or can also be formed with a smooth surface (not shown).
  • FIG. 1 b Only the dental implant 3 is shown in FIG. 1 b. It is conceivable to treat the entire surface 2 of the dental implant 3 with a radiation treatment, or even only the area which is installed in a jaw bone 7 within this jaw bone 7.
  • FIG. 3 shows an unsintered implant screw (green body, also: green body) of a dental implant before the irradiation (20-fold magnification). As can be seen, the surface is undesirably smooth and shiny.
  • the white scale bar corresponds to 1.00 mm).
  • FIG. 4 shows a corresponding unsintered implant screw (green body) of a dental implant as shown in FIG. 3 after irradiation with tooth polishing powder (“AIR-N-GO Classic”) and with an unwashed surface (20 times Enlargement). As can be seen, the surface is clearly rough and matt as desired.
  • the white scale bar corresponds to 1.00 mm.
  • FIG. 5 shows a corresponding unsintered implant screw (green compact) of a dental implant as shown in FIGS. 3 and 4 after irradiation with tooth polishing powder (“AIR-N-GO Classic”) and subsequent washing in a water bath (20 ⁇ magnification). As can be seen, the surface is clearly rough and matt as desired.
  • the white scale bar corresponds to 1.00 mm.
  • FIG. 6 shows a greatly enlarged part of a thread of an unsintered implant screw (green body) of a tooth implant as shown in FIG. 4 after irradiation with tooth polishing powder (“AIR-N-GO Classic”) and with an unwashed surface (100-fold enlargement) ).
  • the surface has clear unevenness in the middle micrometer range, as desired.
  • the white scale bar corresponds to 100 pm.
  • FIG. 7 shows a greatly enlarged part of a thread of an unsintered implant screw (green compact) of a dental implant as shown in FIG. 5 after irradiation with tooth polishing powder (“AIR-N-GO Classic”) and subsequent washing in a water bath (100 times magnification) .
  • the surface has clear unevenness in the middle micrometer range, as desired.
  • the white scale bar corresponds to 100 pm.
  • FIG. 8 shows coarse-grained sodium chloride crystals (NaCl crystals) as can be used according to the invention.
  • the white scale bar corresponds to 1.00 mm.
  • FIG. 9 shows fine-grained NaCl crystals as can be used according to the invention.
  • the white scale bar corresponds to 100 pm.
  • FIG. 10 and FIG. 11 show the particle size determination of NaCl crystals using automated microscopy.
  • the measuring microscope uses the object recognition program used to separate the group of objects under consideration into individual objects.
  • the white scale bar corresponds to 100 pm.
  • their area, area perimeter and their largest and smallest horizontal diameter are determined.
  • the data is automatically recorded and documented by the computer program.
  • FIG. 12 shows a copper surface which was left partially untreated (left side) and partially subjected to the radiation method according to the invention, here when sprayed with NaCl crystals, according to the present invention (right side). Corrosion was effectively removed from the copper surface.
  • the white scale bar corresponds to 1.00 mm.
  • FIG. 13 shows an apparatus for irradiation with the designation TR17DK from Sigg Strahltechnik GmbH (79787 Lauchringen, Germany) which can be used by way of example according to the invention, as was used for the irradiations with the blasting material NaCl used here.
  • FIG. 14 shows an apparatus for irradiation (blasting system), which can be used by way of example according to the invention, with the designation Mikrotip I from W + I Surface Systems GmbH (40721 Hilden, Germany), as used for the irradiations used here with the “AIR-N-GO” blasting material Classic ”was used.
  • - salts containing complex compositions, crystalline sweeteners or the like such as tooth polishing powder “AIR-N-GO Classic” (ACTEAN, France), comprising sodium carbonate with a (mass) average grain size of about 80 to 110 miti, sodium saccharin, hydrophobized silica and auxiliaries.
  • An apparatus for irradiation (blasting system 1): TR17DK from Sigg Strahltechnik GmbH (79787 Lauchringen, Germany) (cf. FIG. 11) equipped with a round hard metal irradiation nozzle with an inner diameter of 10 mm and a rotatable object holder was used for irradiation with NaCI .
  • the surfaces to be irradiated were preheated to 67 ° C.
  • An unsintered implant screw (green body) made of ZrÜ2 was attached to a rotatable support and at a spray pressure of 1.6 bar and a spray angle of 30 ° six times from different sides (rotation around the longitudinal axis) for 6 seconds each from a distance of about 6 cm irradiated / sprayed.
  • the other surfaces were irradiated accordingly.
  • the implant screw made of titanium was irradiated like the unsintered implant screw (green body) made of ZrÜ2.
  • the PEEK vertebral implant was also irradiated from different sides.
  • the copper block, the aluminum sheet and the steel surface were only irradiated on one side and not rotated.
  • the irradiated surfaces were examined optically, sometimes also microscopically.
  • the surfaces were placed in a water bath (tap water of medium hardness from 8.4 to 14 ° dH) at 25 ° C for about 10 min. They were then dried and examined again optically, sometimes also microscopically. Alternatively, distilled water was used as a comparison. d) results
  • the roughness recognized by microscopic visual inspection suggests that the implant can grow in quickly and firmly. It was also observed that the irradiation according to the invention also led to a technically advantageous material compression (hardening) of the implant screw due to the mechanical pressure load caused by the jet pressure.
  • the results achieved with the tooth polishing powder “AIR-N-GO Classic” and also with NaCI as a spray are technically so advantageous that from the point of view of the person skilled in the art, advantageous clinical results can be expected.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Oberflächen mittels eines Strahlguts, um bevorzugt eine aufgeraute Oberfläche zu erhalten, wobei als Strahlgut zumindest ein wasserlösliches Strahlgut eingesetzt wird. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein nach dem Verfahren erhältliches Werkstück.

Description

Verfahren zur Behandlung von Oberflächen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Oberflächen, insbesondere medizintechnischer Oberflächen, mittels eines Strahlguts. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Behandlung von Oberflächen mittels eines Strahlguts, um bevorzugt eine aufgeraute Oberfläche zu erhalten, bei dem als Strahlgut zumindest ein wasserlösliches Strahlgut eingesetzt wird. Zudem betrifft die Erfindung ein nach dem Verfahren erhältliches Werkstück.
STAND DER TECHNIK
Behandlungen von Oberflächen sind für zahlreiche technische Anwendungen von Interesse. So sind aufgeraute Oberflächen für viele technische Anwendungen vorteilhaft. Insbesondere im medizinischen Bereich, etwa bei Endo-Prothesen bzw. Implantaten, die über längere Zeit oder dauerhaft im Körper verbleiben, kann es vorteilhaft sein, eine raue Oberfläche zu erhalten, um das Anwachsen von körpereigenen Zellen und Geweben zu verbessern. Es ist bekannt, dass solche Endo-Prothesen mit rauer Oberfläche oftmals besser mit dem Gewebe verwachsen als vergleichbare Endo-Prothesen mit glatter Oberfläche. Auch in einer Zellkultur adhärenter Zellen kann eine mikrostrukturell aufgeraute Oberfläche technisch vorteilhaft sein, da die Zellen verbessert anhaften können. Zudem kann eine aufgeraute Oberfläche auch aus anderen Gründen technisch vorteilhaft sein. So kann sie zu einer optisch erwünschten Mattierung führen oder kann zu verbessert verklebbaren Stellen führen. Auch die schonende Beseitigung von Korrosion von Oberflächen, etwa bei Metall-Oberflächen, sowie die Entfernung von Fett- und/oder Lack-/Farbschichten, ist regelmäßig von technischem Interesse. In medizintechnischen Anwendungen wie Zahnimplantaten, künstlichen Gelenken, Stents etc. ist eine hochreine und in vielen Fällen zwecks verbesserter Anwachsbarkeit des biologischen Materials erhöhte Rauigkeit der medizintechnischen Oberfläche erforderlich oder zumindest erwünscht. Eine angeraute Oberfläche kann etwa die primäre Zellanhaftung auf der Mikrostruktur (mikrostrukturell) der Oberfläche aktivieren. Die Eigenschaften der
Materialoberfläche sind ausschlaggebend für die Anwendbarkeit eines Materials in biomedizinischen Anwendungen. Zur Herstellung von Implantaten werden heute Materialien verwendet, die die wichtige Forderung nach Biokompatibilität und Festigkeit erfüllen. Die meisten enossalen Implantate werden aus Reintitan oder Titan-Legierungen hergestellt. Dieses in der Medizin (Orthopädie) seit Jahren für Implantate (Endo-Prothesen) benutzte Metall wird vom Körper angenommen, wobei ungünstige Reaktionen wie z.B. Allergien oder Abstoßungsreaktionen nur in geringem Maße auftreten.
Besonders bei Endo-Prothesen, wie z.B. Zahnimplantaten, insbesondere deren enossalen Teilen, wie etwa Implantat-Schrauben, ist es häufig von besonderem Interesse, dass die Oberfläche mikrostrukturell aufgeraut wird, um das Anwachsen von körpereigenen Zellen und Geweben zu verbessern. Beispielhaft werden in der Zahnheilkunde zunehmend häufig Implantate verwendet, um den vollständigen Verlust eines Zahnes dauerhaft zu kompensieren. Implantate sind in diesem Zusammenhang künstlich hergestellte und im Kieferknochen verankerte oder zu verankernde „Ersatzzähne“, die auch als Endo-Exo-Prothesen (daher Endo- Prothesen) betrachtet werden können. Ihre dauerhafte und komplikationsfreie Funktion können diese Ersatzzähne dann erfüllen, wenn sie fest, belastbar und entzündungsfrei mit dem Kieferknochen verwachsen. Die Implantate haben oftmals, aber nicht zwingend, eine konische Formgebung und schraubenartige Spiralrillen (siehe Fig. 1 ).
Sie werden z.B. von einem Implantologen mechanisch eingebracht, daher „eingedreht“. Der im Kieferknochen verankerte Teil eines Implantates (enossaler Teil), die Implantatschraube, besteht oft aus einem Metall (z.B. Titan) oder aus keramischem Material (z.B. Zirkoniumdioxid). Das Einwachsen, daher das Eingehen einer festen Verbindung der Implantatschraube mit dem Kieferknochen, ist ein komplexer Prozess, bei dem Knochenzellen (Osteozyten) an die Oberflächenmoleküle des Implantates fest und dicht angelagert werden. In der neueren medizintechnischen Entwicklung spielen Keramik- oder Kunststoffmaterialien eine immer bedeutendere Rolle. Sie erfordern zwecks besserer Gewebeanwachsung eine aufgeraute, jedoch hochreine und keimfreie Oberfläche. Dies stellt die Oberflächenbearbeitung vor besondere Herausforderungen, da erhöhte Reinheit bei abrasiver Bearbeitung meist konträre Zielsetzungen darstellen.
Prinzipiell sind alle Implantat-Hersteller bemüht, die Kontaktfläche durch eine mikrostrukturelle Vergrößerung der Implantat-Oberfläche auszudehnen. Dabei kommen Oberflächenstrukturierungen durch mechanische Bearbeitung z.B. Sandstrahlen, Ätztechniken oder Beschichtungen zum Einsatz. Als Strahlgut wird üblicherweise ein mineralisches oder metallbasiertes Strahlgut wie Aluminiumoxid (AI2O3) eingesetzt.
Zahlreiche Faktoren können die Geschwindigkeit und die Festigkeit der Knochenanlagerung bestimmen. Im Wesentlichen sind es, die Implantatschraube selbst betreffend, unter anderem die folgenden drei Faktoren (I) bis (III):
(I) Die geometrische Form der Implantatschraube, die jedoch im Formgebungsprozess bestimmt wird und anatomisch und therapeutisch weitgehend vorgegeben ist.
(II) Die Feinstruktur (Rauigkeit) der Oberfläche der Implantatschraube. Sie ist häufig von entscheidender Bedeutung, denn sie bestimmt, insbesondere in mikroskopischem Maßstab, die Größe der Kontaktfläche. Zudem kann das Maß ihrer Hydrophilie das Osteozytenwachstum im molekularen Bereich beeinflussen.
(III) Die Menge und die Art körperfremder Partikel an der Implantatschraube zum Zeitpunkt der Verankerung im Kieferknochen.
Daher spielt die Feinstruktur (Rauigkeit) und die Reinheit der Oberfläche von schädlichen Stoffen eine entscheidende Rolle für den Erfolg bei der Verwendung von Endo-Prothesen, wie etwa Zahnimplantaten. Dies gilt entsprechend auch für andere Endo-Prothesen. Eine vorteilhafte Behandlung von Oberflächen ist daher von besonderem technischem Interesse.
Für die Behandlung von Oberflächen, etwa deren Aufrauhung, stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung. So kann die Oberfläche mittels verschiedener Beschichtungsverfahren verändert werden, mit Säuren geätzt, mittels Plasmaätzen mit Gasen behandelt, mit Laser bestrahlt oder mit einem Strahlgut behandelt werden.
Eine Beschichtung ist technisch aufwendig, kostenintensiv und führt zu einer, bei vielen Einsatzgebieten unerwünschten Material-Grenzschicht zwischen dem Trägermaterial und der Beschichtung, die je nach technischem Einsatzgebiet, eine mechanische Schwachstelle darstellen kann.
Die Ätzung mit Säuren hat u.a. den technischen Nachteil, dass ätzende und ggf. unverträgliche Chemikalien eingesetzt werden müssen. Denn es ist notwendig die Werkstücke beispielsweise mittels hochaggressiver und umweltbelastender Säuren und Laugen, beispielsweise Flusssäure oder Schwefelsäure zu ätzten, um Strahlmittelrückstände zu entfernen. Dies ist in der Handhabung nachteilig und oftmals verbleiben unerwünschte Verunreinigungen, z.B. der Säuren oder entstandener Reaktionsprodukte auf der Oberfläche des behandelten Werkstücks. Ebenso ist das Plasmaätzen mit Gasen häufig mit der Bildung unerwünschter Reagenzien und Nebenprodukte verbunden und technisch aufwendig und kostenintensiv. Die auf der Oberfläche verbleibenden Rückstände sind für den Behandelten und den Therapieerfolg abträglich. Zudem sind derartige Verfahren häufig umweltschädlich und schwer zu handhaben. Dies ist besonders im Bereich der Endo-Prothesen häufig nachteilig.
Auch die Behandlung mit Laserstrahlen ist technisch sehr aufwendig kann zu einer unerwünschten inhomogenen Oxidation der Oberfläche führen und ist zudem kostenintensiv.
Für viele Anwendungen scheint daher eine Strahlbehandlung vorzuziehen. Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Verfahren zur Strahlbehandlung unterschiedlicher Werkstücke bekannt, wobei unterschiedliche Strahlmittel bzw. unterschiedliches Strahlgut zum Einsatz kommen. So wird häufig mit Strahl- und Schleifmitteln wie Edelkorund, Zirkoniumdioxid, Stahlpartikeln, Glaspartikeln oder Ähnlichem bestrahlt.
Aus der DE 693 14 709 T2 ist ein künstliches Strahlmedium auf der Basis von Zirkoniumdioxid bekannt. Dabei besteht das Strahlmedium aus gesinterten Teilchen, die auf Zirkoniumdioxid basieren, wobei jedes Teilchen aus einem gesinterten Körper von beispielsweise stabilisiertem Zirkoniumdioxid besteht. In der WO 2009/101025 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Schneideinsatzes bekannt, bei welchem eine Strahlbehandlung mit beispielsweise Stahl, Glas oder ZrÜ2 als Strahlmittel als Strahlmittel erfolgt.
In US 2013/013082 A1 wird die Behandlung eines Bioimplantats mit einer Metalloberfläche mittels Borax als Abrasiv gelehrt. In DE 10 2004 023 246 B3 wird gelehrt, mittels eines wasserlöslichen Strahlmittels und höherem Luftdruck eine Oberfläche zu behandeln. Ein Fokus liegt hierbei auf der Strahlvorrichtung. DE 43 27 925 A1 lehrt, Alkalimetallsilikat-haltige Abrasive zum Trockenstrahlen einzusetzen. Es wird in diesen Dokumenten nicht gelehrt, ungiftige und ökologisch unbedenkliche Strahlmittel einzusetzen. DE 11 2008 000 816 B4 ist auf eine Vorrichtung zum Fördern eines Eis-basierten Strahlmediums fokussiert.
Die Werkstücke können beispielsweise Bauelemente des Maschinenbaus oder auch der Medizintechnik, beispielsweise Zahnmedizintechnik, sein.
Handelt es sich bei dem Werkstück um Bauteile der Zahnmedizintechnik, so kann es sich beispielsweise um ein Zahnersatzsystem nach der WO 2018/046148 A1 handeln, welches aus Keramik gefertigt ist und ein Implantat zur Osseointegration in einem Kieferknochen umfasst.
Nach Anwendung der oben beschriebenen Verfahren bleibt entweder das verwendete Strahlgut als Abfallprodukt zurück oder muss durch aufwändige Verfahren wiederaufbereitet bzw. während der Strahlbehandlung zersetzt werden. Des Weiteren können die bearbeiteten Werkstücke Strahlmittelrückstände aufweisen, die aufwendig entfernt werden müssen.
Aus Sicht eines umweit- und gesundheitsbewussten Technikers sind diese etablierten Verfahren, wie Sandstrahlen, Bestrahlen mit Mineralien (Strahl behandlung), wie etwa Edelkorund, Zirkoniumdioxid, Aluminiumoxid, Stahl, Glas usw.. bzw. das Ätzen wie oben dargelegt technisch nachteilig. Zum einen sind die Belastungen für den Anwender dieser Verfahren sowie auch für die Umwelt vergleichsweise hoch. Zum anderen können die molekularen Strahlgut- und Ätzmittel reste auf der Oberfläche etwa einer Endo-Prothese (z.B. einer Implantatschraube) die Zellgesundheit im umliegenden Gewebe unerwünscht beeinträchtigen und zu Entzündungsreaktionen führen. Nachteilig an diesen Verfahren des Standes der Technik ist auch, dass Rückstände des verwendeten Strahlguts schlecht oder nicht vollständig beseitigt werden können. So können in das bestrahlte Material selbst teilweise oder in Ritzen dieses eingedrungene Strahlgut-Partikel und Fragmente davon, nur mit großem technischem Aufwand wieder entfernt werden.
Bei zahlreichen Anwendungen, insbesondere etwa bei medizinischen Anwendungen, wie bei Endo-Prothesen, sind derartige Verunreinigungen unerwünscht. Daher erfordern bekannte Verfahren in der Regel eine äußerst sorgfältige Nachbehandlung, weil die Endo-Prothese (z.B. eine Implantat- Schraube) restlos von den beim Sandstrahlen oder Ätzen verwendeten körperfremden Substanzen (z.B. Mineralien, Metallen und Ätzstoffen, also Gasen, Säuren oder Basen) befreit werden muss.
Somit sind neue Verfahren erwünscht, die einfach angewandt werden können und bei denen weniger Rückstände entstehen oder diese leicht entfernt werden können.
Es sind Verfahren zur Strahlbehandlung bekannt, bei welchem das verwendete Strahlgut durch unterschiedliche Verfahren wieder aufbereitet und/oder zersetzt werden kann. Ein Zersetzen des verwendeten Strahlguts direkt auf der Werkstückoberfläche ist von Vorteil, um Strahlgutrückstände zu vermeiden.
In der DE 10 2016 011 808 A1 ist ein Verfahren zum Behandeln eine Oberfläche mit einem Strahlmittel bekannt, wobei das Strahlgut Trockeneis enthält. Zusätzlich ist eine sich bei Überschreiten einer Zersetzungstemperatur in gasförmige Bestandteile zersetzende chemische Verbindung als Strahlzusatz beigemischt. Ziel ist es dabei, dass keine oder lediglich geringfügige Strahlmittelrückstände an dem zu behandelnden Werkstück Zurückbleiben. Die zu behandelnde Oberfläche muss daher vor, während oder nach dem Bestrahlen mit dem Strahlmittel auf eine Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur des Strahlzusatzes gebracht werden. So zerlegt sich spätestens bei einer Erwärmung der Oberfläche auf eine Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur der Strahlzusatz in seine gasförmigen Bestandteile und muss nicht in aufwändigen Reinigungsprozeduren vom Werkstück entfernt werden. Das in DE 10 2016 011 808 gelehrte Verfahren hat jedoch u.a. den technischen Nachteil, dass stark erhöhte Temperaturen notwendig sind, um die Zersetzung des Strahlguts in gasförmige Reaktionsprodukte wirksam zu ermöglichen. Zudem ist dieses Verfahren zur Entfernung von vergleichsweise weichen Rückständen bei der Herstellung von Kunststoffteilen optimiert, die selbst nicht beschädigt werden sollen und ist somit für die Aufrauhung von Oberflächen, insbesondere von härteren Oberflächen, kaum geeignet.
Es besteht daher ein Bedürfnis für technisch gut einsetzbare Verfahren zur Behandlung von Oberflächen, insbesondere abrasive Verfahren, bei denen Rückstände auf der Oberfläche vermieden werden können und die bevorzugt auch bei moderaten Temperaturen durchgeführt werden können. Zudem war es wünschenswert, technisch besonders effektiv umsetzbare Verfahren einer Oberflächen-Behandlung bereitzustellen, bei dem Belastungen für die Umwelt und die Gesundheit von Implantat-Empfängern minimiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Strahlbehandlung vorzuschlagen, bei welchem gut entfernbare, insbesondere auch ökologisch vertretbare, sowie einfache herstellbare Strahlmittel verwendet werden und mit welchem nicht weiter entfernbare oder verwertbare Strahlmittelrückstände als Abfallprodukte vermieden werden. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem Strahlgutrückstände von der Oberfläche der behandelten Werkstücke, insbesondere in der Medizintechnik, einfach und schnell ohne den Einsatz von hochaggressiven und umweltbelastenden Reinigungsmitteln entfernt werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Überraschend wurde ein Verfahren gefunden, bei dem eine Oberfläche behandelt werden kann und das Strahlgut mit einer wässrigen Lösung weggewaschen werden kann.
Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche mittels eines Strahlguts, um bevorzugt eine aufgeraute Oberfläche zu erhalten, wobei als Strahlgut zumindest ein wasserlösliches Strahlgut eingesetzt wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur abrasiven Behandlung von Oberflächen, bevorzugt medizintechnische Oberflächen, mittels eines Strahlguts. Daher betriff die vorliegende Erfindung auch Verfahren zur (abrasiven) Behandlung von Oberflächen mittels eines Strahlguts, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlgut zumindest ein wasserlösliches Strahlgut, bevorzugt ein wasserlösliches und kristallbasiertes Strahlgut eingesetzt wird.
Die Erfindung betrifft ein auch Verfahren zur abrasiven Behandlung von Oberflächen, insbesondere medizintechnische Oberflächen wie Zahnimplantate, mittels eines Strahlguts. Es wird daher vorgeschlagen, dass als Strahlgut ein wasserlösliches Strahlgut eingesetzt wird, vorzugsweise als Strahlgut wasserlösliche und Kristalle eingesetzt werden. Das Strahlgut kann somit mittels Wasser und zwecks besserer Löslichkeit bei erhöhter Temperatur, beispielsweise 50°C und mehr sehr leicht gelöst und nach der Bearbeitung von einer Oberfläche abgewaschen werden. Somit kann auf einen aggressiven Reinigungsprozess verzichtet und nach Aufrau-Prozess sehr einfach und schnell eine hochreine und rückstandsfreie Oberfläche erhalten werden. Bevorzugt handelt es sich bei der Oberfläche um eine Oberfläche eines Werkstücks, dass ein handliches Format aufweist, sodass dieses Werkstück nach der Strahlbehandlung in ein Wasserbad gelegt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Oberfläche eine Oberfläche eines Medizintechnikproduktes sein. Das Werkstück kann dabei aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein. Möglich sind beispielsweise Keramik, Stahl, Kunststoff oder auch Titan.
Durch den Einsatz eines wasserlöslichen Strahlguts wird ermöglicht, dass nach Einlegen des Werkstücks in ein Wasserbad sämtliche Strahlmittelrückstände bzw. Strahlgutrückstände allein durch die Einwirkung des Wasserbads gelöst werden können. Insbesondere auf einer durch das Verfahren aufgerauten Oberfläche, in welche sich das Strahlgut nach der Behandlung verhakt, bleiben somit keine Rückstände des Strahlguts zurück. Durch die Wasserlöslichkeit des Strahlguts kann auf aufwändige und chemische Verfahren zur Entfernung der Rückstände verzichtet werden.
Mit anderen Worten wird ein einfach anwendbares Verfahren, das ohne chemische Zusatzstoffe bzw. ohne den Einsatz chemischer Elemente einsetzbar ist, bereitgestellt, mit welchem die Oberfläche eines Werkstücks aufgeraut werden kann und Rückstände des Strahlguts auf der Oberfläche einfach und schnell entfernt werden können. Des Weiteren ermöglicht der Einsatz eines wasserlöslichen Strahlguts ein umweltverträgliches sowie ressourcenschonendes Verfahren. Wie hierin verwendet, ist der Begriff „Strahlgut“ im weitesten Sinne zu verstehen als jegliches Material, dass dazu geeignet ist, eine Oberfläche mittels Bestrahlung zu behandeln, insbesondere eine Oberfläche mittels Bestrahlung aufzurauen. Der Fachmann weiß, dass das Strahlgut typischerweise partikulär ist. Typischerweise und bevorzugt stellt das Strahlgut Feststoffpartikel dar. Alternativ können grundsätzlich auch Kolloidpartikel oder Flüssigkeitströpfchen eingesetzt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt das Strahlgut Feststoff- oder Kolloidpartikel dar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt das Strahlgut Feststoffpartikel dar.
Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Anwendung eine abrasive Behandlung der Oberfläche. Wie hierin verwendet, wird der Begriff „abrasiv“ im weitesten Sinne verstanden als ein Verfahren, bei dem Material der Oberfläche durch Bestrahlung mit dem Strahlgut abgetragen wird. Ein abrasives Verfahren kann daher auch als substraktives Verfahren bezeichnet werden. Alternativ kann die erfindungsgemäße Behandlung auch eine bloße Umformung der Oberfläche darstellen, indem etwa das Strahlgut beim Auftreffen auf die Oberfläche diese verformt, daher etwa eindellt oder einritzt.
Der Begriff„Bestrahlung“ kann im Sinne der vorliegenden Erfindung im weitesten Sinne als jedes Applizieren eines Teilchenstrahls auf eine Oberfläche verstanden werden. Typischerweise handelt es sich hierbei um eine Sprühbehandlung, daher das Versprühen von Teilchen zur Oberflächenbehandlung. Bevorzugt ist die Bestrahlung in der Lage die behandelte Oberfläche zu verändern, etwa aufzurauen und/oder korrosive Stellen zu entfernen. Auch können u.a. Fett-, Farb- oder Lackschichten entfernt werden.
Wie hierin verwendet, wird der Begriff „wasserlöslich“ vom Fachmann allgemein verstanden werden als Eigenschaft des beschriebenen Strahlguts, in (reinem) Wasser (pH 7.0 (typischerweise vor der Lösung des Strahlguts)) bei Raumtemperatur (daher 20°C) und Normaldruck (1013 hPa) eine Löslichkeit von mindestens 1 g/l aufzuweisen.
Es wird verstanden werden, dass der pH-Wert sich im Zusammenhang mit der Löslichkeit typischerweise auf den pH-Wert des Wassers vor der Lösung des Strahlguts bezieht. Es wird verstanden werden, dass dieser sich ändern kann, wenn das Strahlgut selbst den pH-Wert ändert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Strahlgut eine Löslichkeit von mindestens 10 g/l Wasser (bei 20°C, pH 7,0 und 1013 hPa) auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Strahlgut eine Löslichkeit von mindestens 50 g/l Wasser (bei 20°C, pH 7,0 und 1013 hPa) auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Strahlgut eine Löslichkeit von mindestens 100 g/l Wasser (bei 20°C, pH 7,0 und 1013 hPa) auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Strahlgut eine Löslichkeit von mindestens 1000 g/l Wasser (bei 20°C, pH 7,0 und 1013 hPa) auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das gesamte im Verfahren verwendete Strahlgut eine Löslichkeit von mindestens 10 g/l Wasser, mindestens 50 g/l Wasser, mindestens 100 g/l Wasser oder mindestens 1000 g/l Wasser (bei 20°C, pH 7,0 und 1013 hPa) auf.
Vorzugsweise kann das gesamte im Verfahren eingesetzte Strahlgut leicht entfernt werden. Daher besteht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das gesamte im Verfahren eingesetzte Strahlgut ausschließlich aus einer oder mehreren Spezies von Partikeln, die eine Wasserlöslichkeit von mindestens 10 g/l Wasser bei 20°C und 1013 hPa aufweisen und/oder deren Dampfdruck bei 20°C bei über 1013 hPa liegt.
Daher kann erfindungsgemäß ein wasserlösliches Strahlgut auch optional mit einer oder mehrerer weiterer Spezies von wasserlöslichem Strahlgut und/oder mit einer oder mehrerer Spezies von einem bei Normaltemperatur (20°C, 1013 hPa) rasch verdampfenden Strahlgut kombiniert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das gesamte im Verfahren eingesetzte Strahlgut ausschließlich aus einer oder mehreren Spezies von Partikeln, die eine Wasserlöslichkeit von mindestens 10 g/l Wasser bei 20°C und 1013 hPa aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein solches verdampfendes Strahlgut einen Dampfdruck bei 0°C von über 1013 hPa auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein solches verdampfendes Strahlgut einen Dampfdruck bei -20°C von über 1013 hPa auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein solches verdampfendes Strahlgut einen Dampfdruck bei -50°C von über 1013 hPa auf. Daher weist ein solches verdampfendes Strahlgut bevorzugt eine Siede- oder Sublimationstemperatur bei 1013 hPa von unter 0°C liegt, insbesondere von unter -20°C oder von unter -50°C auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein solches verdampfendes Strahlgut Trockeneispartikel dar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Strahlgut eine Mischung eines wasserlöslichen Strahlguts und Trockeneispartikeln, oder besteht aus diesem.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das gesamte im Verfahren eingesetzte Strahlgut ausschließlich aus einer oder mehreren Spezies von Partikeln, die eine Wasserlöslichkeit von mindestens 10 g/l Wasser bei 20°C und 1013 hPa aufweisen und/oder deren Dampfdruck bei 20°C bei über 1013 hPa liegt.
Wie hierin verwendet stellen Partikel in der Regel Festkörperpartikel dar. Sie sind demnach bei der Durchführung von Schritt (ii) in der Regel in einem festen Aggregatzustand. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das gesamte im Verfahren eingesetzte Strahlgut ausschließlich aus einer oder mehreren Spezies von Partikeln, die eine Wasserlöslichkeit von mindestens 10 g/l Wasser bei 20°C und 1013 hPa aufweisen.
Wie hierin verwendet, kann eine Rauigkeit der Mikrostruktur (Mikrorauigkeit, mikrostrukturell) und/oder der Makrostruktur (Makrorauigkeit, makroskopisch) der Oberfläche umfassen. Mikrorauigkeit kann im weitesten Sinne verstanden werden als Einkerbungen und/oder Wellungen der Oberfläche im Größenbereich von 0,1 bis 100 pm (etwa mikroskopisch visuell sichtbar). Makrorauigkeit kann im weitesten Sinne verstanden werden als Einkerbungen und/oder Wellungen der Oberfläche im Größenbereich von 0,1 bis 1 mm (etwa mikroskopisch oder ohne Hilfsmittel visuell sichtbar).
Die Rauigkeit kann auch mittels der Auswahl des verwendeten Stahlguts eingestellt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Rauigkeit eine Mikrorauigkeit und stellt eine Flächenrauigkeit im Bereich von 0,5 bis 10 pm, insbesondere im Bereich von 1 bis 3 pm, dar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Strahlgut in einem Trägermedium verteilt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren auch einen Schritt des Waschens der erhaltenen bestrahlten Oberfläche mit einem wässrigen Lösungsmittel.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte:
(i) Bereitstellen:
(A) mindestens eines wasserlöslichen Strahlguts,
(B) eines Trägermediums, insbesondere eines Trägergasstroms, und
(C) der zu behandelnden Oberfläche;
(ii) Bestrahlen der Oberfläche mit dem mittels des Trägermediums gegen die Oberfläche stoßenden mindestens einen Strahlguts; und
(iii) optional Waschen der aus Schritt (ii) erhaltenen bestrahlten Oberfläche mit einem wässrigen Lösungsmittel.
Der Schritt des Bestrahlens der Oberfläche mit dem mittels des Trägermediums gegen die Oberfläche stoßenden mindestens einen Strahlguts kann auch als Bestrahlen der Oberfläche mit dem in dem Trägermedium verteilten mindestens einen Strahlguts beschrieben werden.
Wie hierin verwendet ist ein wässriges Lösungsmittel im weitesten Sinne als ein beliebiges Lösungsmittel auf Basis von Wasser zu verstehen. Es kann optional ein oder mehrere weitere wasserlösliche Bestandteile enthalten, wie beispielsweise solche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Salzen, Alkoholen (z.B. einen oder mehrere gut verdampfbare Alkohole, wie etwa solche ausgewählt aus der Gruppe aus Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol) und Puffersubstanzen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das wässrige Lösungsmittel nicht toxisch.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das wässrige Lösungsmittel Wasser. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das wässrige Lösungsmittel eine wässrige Pufferlösung. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das wässrige Lösungsmittel eine wässrige alkoholische Lösung (z.B. enthaltend einen oder mehrere gut verdampfbare Alkohole, etwa solche ausgewählt aus der Gruppe aus Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol). Bevorzugt enthält ein wässriges Lösungsmittel mindestens 50 Gew.-% Wasser, mindestens 75 Gew.-% Wasser, mindestens 90 Gew.-% Wasser, mindestens 95 Gew.-% Wasser, mindestens 98 Gew.-% Wasser, oder mindestens 99 Gew.-% Wasser. Bevorzugt weist das wässrige Lösungsmittel einen pH-Wert im Bereich von pH 2 bis pH 13, pH 3 bis pH 12, pH 4 bis pH 11 , pH 5 bis pH 10 oder pH 6 bis pH 9 auf. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das wässrige Lösungsmittel einen pH-Wert im Bereich von pH 6 bis pH 8, beispielsweise von (etwa) pH 7, auf. Das verwendete Wasser kann eine beliebige Härte aufweisen. Als Wasser kann Leitungswasser, (teil)entionisiertes Wasser oder destilliertes Wasser verwendet werden. Beispielhaft kann der Härtebereich im Bereich von Leitungswasser im Bereich von 8,4 bis 14,0°dH liegen.
Wie oben beschrieben stellt das Strahlgut gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Feststoffpartikel dar. Diese können grundsätzlich beliebige Eigenschaften aufweisen. So kann etwa die Größe beliebig sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat das Strahlgut eine mittlere Partikelgröße d5o, bezogen auf die Gesamtmasse an Partikeln der entsprechenden Strahlgut-Spezies (daher massenmittlere Partikelgröße d5o), im Bereich von 1 bis 2000 pm. Gemäß dem üblichen Verständnis bezeichnet hierbei der Wert der (massen)mittleren Partikelgröße d5o die Partikelgröße bei der 50 Gew.-% der Gesamtmasse an Strahlgut-Partikeln eine Größe <d5o und der 50 Gew.-% der Gesamtmasse an Strahlgut-Partikeln eine Größe >d5o aufweisen. Die Partikelgröße kann mittels Sieben eingestellt und ermittelt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat das Strahlgut eine massenmittlere Partikelgröße d5o im Bereich von 10 bis 2000 pm, 20 bis 1000 pm, 30 bis 500 pm, 50 bis 200 pm oder 75 bis 150 pm.
Die massenmittlere Partikelgröße kann durch Mahlen verkleinert werden. Eine bestimmte massenmittlere Partikelgröße kann optional durch Sieben ausgewählt werden.
Das Strahlgut kann jegliche Zustandsform aufweisen. Es kann kristallin, kolloidal, oder amorph sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein Strahlgut ein kristallines Strahlgut. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das (gesamte) Strahlgut kristallines Strahlgut.
Die Behandlung der Oberfläche (z.B. Umformung/Eindellung/Abrasion) kann unter anderem durch die physikochemischen Eigenschaften und/oder die kinetische Energie des Stahlguts (z.B. von gestrahlten Partikel) herbeigeführt werden
Die Härte des Strahlguts kann beliebig sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Strahlgut eine größere Härte (etwa Mohs- oder Rockwell-Härte) als die Oberfläche auf.
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Strahlgut eine kleinere oder gleiche Härte als die Oberfläche auf und die Behandlung der Oberfläche wird durch die kinetische Energie des Strahlguts erzielt. Wenn die Härte des Strahlguts kleiner/gleich ist als jene der Oberfläche, kann die Behandlung der Oberfläche (z.B. Umformung/Eindellung/Abrasion) auch hauptsächlich (ggf. sogar (beinahe) ausschließlich) durch die kinetische Energie des Stahlguts (z.B. von gestrahlten Partikel) herbeigeführt werden.
Die Oberfläche kann in beliebiger Weise mit dem Strahlgut bestrahlt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Strahlgut mittels eines Stromes eines Trägermediums auf die zu behandelnde Oberfläche aufgebracht, vorzugsweise mit einer kinetischen Energie, die ausreicht die Oberfläche zu behandeln. So kann das Strahlgut etwa in einem Trägergasstrom verteilt werden oder in einer Trägerflüssigkeit verteilt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trägermedium ein Trägergasstrom. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trägermedium ein Trägergasstrom und das im Trägergasstrom verteilte Strahlgut wird auf die Oberfläche geblasen.
Als Trägermedium kann ein beliebiges Medium verwendet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trägermedium ein Gas, daher eingesetzt als ein Gasstrom. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trägermedium ein Inertgasstrom (z.B. Sickstoff- oder Edelgas- (z.B. Helium-, Neon- oder Argon-) - Strom) oder ein Druckluftstrom. Das Blasen eines Trägergasstroms kann in beliebiger Weise erfolgen und kann vom Fachmann entsprechend eingestellt werden.
Erfindungsgemäß kann bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein beliebiger Blasdruck (bei einem Sprühverfahren auch„Sprühdruck“) verwendet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Blasdruck von 0,1 bis 100 bar verwendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Blasdruck von 0,25 bis 20 bar, 0.5 bis 10 bar, 1 bis 5 bar oder 1 ,5 bis 2 bar verwendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trägermedium ein Inertgasstrom oder ein Druckluftstrom und mit einem Blasdruck von 0,1 bis 100 bar auf die zu behandelnde Oberfläche geblasen (bei einem Sprüh verfahren auch„gesprüht“).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trägermedium ein Inertgasstrom oder ein Druckluftstrom und mit einem Blasdruck von 0,25 bis 20 bar, 0.5 bis 10 bar, 1 bis 5 bar oder 1 ,5 bis 2 bar auf die zu behandelnde Oberfläche geblasen. Es kann für beliebig lange Zeit gesprüht werden, etwa bis das gewünschte Ergebnis erzielt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird für eine Zeit im Bereich zwischen 0,1 s (Sekunden) und 6 h (Stunden), für eine Zeit im Bereich zwischen 0,5 s und 60 min (Minuten), für eine Zeit im Bereich zwischen 1 s und 10 min oder für eine Zeit im Bereich zwischen 2 s und 1 min gesprüht. Es kann ein beliebiger Sprühwinkel und ein beliebiger Abstand zwischen Düse und Oberfläche verwendet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Sprühwinkel zwischen 10° und 90° verwendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Sprühwinkel zwischen 15° und 80°, zwischen 20° und 50° oder zwischen 25° und 35° verwendet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt das erfindungsgemäße Verfahren zudem zu einer Materialverdichtung ((Teil)härtung) der Implantatschraube. Dies ist technisch vorteilhaft, da bei vielen Anwendungen, etwa bei Endo-Prothesen, härtere und stabilerer Materialien und Oberflächen wünschenswert sind. Die (Teil)härtung kann etwa durch die mechanische Druckbelastung während der Bestrahlung erzielt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Abstand zwischen Düse und Oberfläche im Bereich von 0,1 mm und 50 cm, im Bereich von 0,5 mm und 10 mm oder im Bereich von 0,5 mm und 5 mm verwendet.
Bei einem Blasverfahren (auch „Spühverfahren“) wird als Trägermedium ein Inertgasstrom oder ein Druckluftstrom verwendet, wobei das Trägermedium bevorzugt über eine Düse geleitet. Eine solche Düse kann eine beliebige Geometrie und Größe aufweisen. So kann die Düse etwa rund, oval, rechteckig oder flach und schlitzförmig sein. Sie kann je nach Anwendungsgebiet bevorzugt einen Durchmesser von unter 0,1 mm, einen Durchmesser im Bereich von 0,1 mm bis 10 cm, einen Durchmesser im Bereich von 0,2 mm bis 5 cm, einen Durchmesser im Bereich von 0,5 mm bis 2 cm, einen Durchmesser im Bereich von 0,6 mm bis 1 cm oder einen Durchmesser von über 10 cm aufweisen. Optional kann die Oberfläche gegenüber dem Strahlgut-Strahl gedreht werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bestrahlung bei einer Oberflächen-Temperatur im Bereich der Raumtemperatur (daher etwa 18 bis 30°C, bevorzugt etwa 20 bis 25°C) durchgeführt. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bestrahlung bei einer Oberflächen-Temperatur im Bereich von 5 bis 25°C durchgeführt. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bestrahlung bei einer erhöhten Oberflächen- Temperatur von über 25°C durchgeführt. Optional kann die zu bestrahlende Oberfläche vorgewärmt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bestrahlung bei einer erhöhten Oberflächen- Temperatur im Bereich von 25 bis 200°C, 50 bis 100°C oder 60 bis 75°C durchgeführt. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bestrahlung bei einer abgesenkten Oberflächen- Temperatur von unter 18°C durchgeführt. Optional kann die zu bestrahlende Oberfläche vorab gekühlt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bestrahlung bei einer abgesenkten Oberflächen- Temperatur im Bereich von -25 bis 18°C, -20 bis 10°C oder -18 bis 0°C durchgeführt.
Bei der Bestrahlung der Oberfläche kann eine beliebige Luftfeuchtigkeit verwendet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Luftfeuchtigkeit im Bereich von 5 bis 90% relativer Luftfeuchtigkeit, im Bereich von 5 bis 75% relativer Luftfeuchtigkeit, im Bereich von 30 bis 70% relativer Luftfeuchtigkeit oder im Bereich von 50 bis 65% relativer Luftfeuchtigkeit. Bei der Bestrahlung der Oberfläche kann ein beliebiger Luftdruck herrschen. Typischerweise wird dieser im Bereich von 400 bis 1 100 hPa liegen, bevorzugt im Bereich von 500 bis 1060 hPa. Besonders bevorzugt wird der Luftdruck dem natürlichen Außendruck entsprechen.
Die Oberfläche kann im Sinne der Erfindung eine beliebige Oberfläche sein. Typischerweise und bevorzugt ist die Oberfläche eine Festkörperoberfläche. Bevorzugt ist eine Oberfläche eine solche, die ungiftig ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Oberfläche eine solche, die als Endo-Prothese, einschließlich enossalen Teilen von Zahnimplantaten, verwendbar ist.
Wie hierin verwendet, ist der Begriff „Endo-Prothese“ im weitesten Sinne zu verstehen als ein Implantat, das dauerhaft im Körper verbleibt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Endo-Prothese bevorzugt eine künstliches Implantat, daher etwa kein Spenderorgan oder kein Spendergewebe. Beispielsweise kann eine Endo-Prothese eine Endo-Exo-Prothese sein, daher ein Implantat, das teilweise im Körper inkorporiert wird und teilweise hinausschaut. Demgemäß kann eine Endo-Prothese beispielsweise ein Zahnimplantat oder ein Cochlea-Implantat sein.
Bei einer Endo-Exo-Prothese ist die im Sinne der vorliegenden Erfindung zu behandelnde Oberfläche bevorzugt der enossale Teil eines Zahnimplantats. Demgemäß ist bei einem Zahnimplantat die im Sinne der vorliegenden Erfindung zu behandelnde Oberfläche bevorzugt der enossale Teil eines Zahnimplantats. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche die Oberfläche eines Wirbelkörpers (Wirbelimplantats) oder eines Knochenimplantats. Beispielsweise kann eine Endo-Prothese auch ein künstliches Gelenk (wie zum Beispiel Hüftgelenk, Kniegelenk, Schultergelenk, Sprunggelenk, Ellbogengelenks, oder Fingergelenk) oder ein Teil davon sein. Beispielsweise kann eine Endo-Prothese auch ein künstlicher Knochen (wie zum Beispiel Wirbelkörper, Oberschenkelhals oder ein Teil des Hüftknochens) oder ein Teil davon sein. Beispielsweise kann eine Endo-Prothese auch eine künstliche Herz- oder Venenklappe oder ein Stent sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Endo-Prothese ein weniger elastisches Material. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Endo-Prothese ein Zahnimplantat, ein künstliches Gelenk oder Teil davon oder ein künstlicher Knochen oder Teil davon. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
(B1 ) einer Keramik-Oberfläche;
(B2) einer Metall-Oberfläche; und
(B3) einer Kunststoff-Oberfläche.
Eine Keramik-Oberfläche kann jede beliebige Keramik-Oberfläche sein. Diese kann zum Zeitpunkt der Bestrahlung optional bereits ausgehärtet sein oder erst in einem nachträglichen Schritt ausgehärtet werden, somit etwa in einem weiteren Schritt gesintert werden. Bevorzugt ist eine Keramik-Oberfläche eine solche, die ungiftig ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Keramik-Oberfläche eine solche, die als Endo-Prothese, einschließlich enossalen Teilen von Zahnimplantaten, verwendbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Keramik-Oberfläche aus einer keramischen Mischsubstanz. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Keramik- Oberfläche eine Oberfläche bestehend aus oder umfassend Zirkoniumdioxid (Z1O2). In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine Keramik- Oberfläche eine Oberfläche bestehend aus oder umfassend ungesintertes (daher nicht gesintertes) Z1O2.
Eine Metall-Oberfläche kann jede beliebige Metall-Oberfläche sein. Bevorzugt ist eine Metall-Oberfläche eine solche, die ungiftig ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Metall-Oberfläche eine solche, die als Endo-Prothese, einschließlich enossalen Teilen von Zahnimplantaten, verwendbar ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Metall-Oberfläche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titan, einer Titanlegierung, einer CoCrMo-Legierung, und einer CoNiCrMo- Legierung. Alternativ kann eine Metall-Oberfläche auch eine beliebige andere Metall-Oberfläche sein, etwa eine Kupfer-, Stahl-, Edelstahl, oder Aluminium-Oberfläche.
Eine Kunststoff-Oberfläche kann jede beliebige Kunststoff-Oberfläche sein. Bevorzugt ist eine Kunststoff-Oberfläche eine solche, die frei von unverträglichen bzw. giftigen Stoffen ist.
Kunststoff wird im weitesten Sinne im Lichte des allgemeinen Verständnisses des fachkundigen verstanden werden. Typischerweise besteht ein Kunststoff weitgehend (daher zu >50 Gew.-%, typischer weise >75 Gew.-%, >80 Gew.-%, >85 Gew.-%, >90 Gew.-%, >95 Gew.-% oder zu (nahezu) 100 Gew.-%) aus organischen Makromolekülen, die in der Regel durch die Polymerisation von Monomeren erhalten wurden (Polymere). Typischerweise weisen solche Polymere eine Molekülmasse von >5 kDa, >10 kDa, >50 kDa oder >100 kDa auf. Kunststoffe können ein oder mehrere Typen von organischen Polymeren (Blends) umfassen. Optional können Kunststoffe neben organischen Polymeren noch ein oder mehrere Zusatzstoffe (z.B. Verstärkungen (etwa Faserverstärkungen), Füllmaterialien, Weichmacher, Entformungsmittel, Flammschutzmittel, Stabilisatoren, Lichtschutzmittel usw.) enthalten. Polymere können aus einem oder mehreren Typen an Monomeren bestehen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Kunststoff-Oberfläche eine solche, die als Endo-Prothese, einschließlich enossalen Teilen von Zahnimplantaten, verwendbar ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Kunststoff-Oberfläche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Polyetheretherketon- (PEEK)- Oberfläche, einer Polyethylen- (PE-)Oberfläche, einer Polylactid- (PLA- )Oberfläche und einer Polylactid-co-Glycolid- (PLGA-)Oberfläche.
Polyetheretherketon (PEEK) kann etwa aus 4-Hydroxyphenyl(4- phenoxyphenyl)methanon-Monomeren aufgebaut sein bzw. aus solchen abgeleitete Reste enthalten. Dies kann beispielsweise kommerziell erhalten werden als KetaSpire, Victrex, Gatone oder Vestakeep.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
(B1 ) einer Keramik-Oberfläche, insbesondere ungesintertes Z1O2;
(B2) einer Metall-Oberfläche, insbesondere einer Oberfläche eines Metalls oder einer Metalllegierung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titan, einer Titanlegierung, einer CoCrMo-Legierung, und einer CoNiCrMo- Legierung; und
(B3) einer Kunststoff-Oberfläche, insbesondere einer Polyetheretherketon- Oberfläche, einer Polyethylen-Oberfläche, einer Polylactid-Oberfläche und einer Polylactid-co-Glycolid-Oberläche. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Oberfläche eine Oberfläche eines Medizintechnikproduktes sein. Das Medizintechnikprodukt ist dabei vorteilhafterweise aus Keramik, Stahl, Platin, Gold, Kunststoff oder Titan ausgebildet oder damit beschichtet und stellt beispielsweise ein medizinisches, chirurgisches oder zahntechnisches Implantat dar, das an einer Stelle des Körpers eingesetzt werden kann. Das Medizintechnikprodukt kann ein zahnmedizinisches Implantat, oder ein künstliches Gelenk, ein Stent, Knochenschrauben, Dübel beispielsweise für die Wirbelsäule oder sonstige Körperersatzteile sein
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche daher eine Oberfläche eines Medizintechnikproduktes, insbesondere einer Endo-Prothese. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche daher eine Oberfläche eines Medizintechnikproduktes, insbesondere einer enossalen Oberfläche eines Zahnimplantates.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Oberfläche eine enossale Oberfläche eines Zahnimplantates sein. Das Werkstück kann beispielsweise ein Element eines Zahnersatzsystems sein und aus Keramik oder Titan bestehen. Im Zusammenhang mit den verschiedenen Implantats-Verfahren ist das enossale Implantat ein gebräuchlicher Begriff für ein im Inneren vom Kieferknochen befindliches Implantat oder in den Knochen hineinragendes Zahnimplantat. In der Zahnmedizin werden vorzugsweise enossale, rotationssymmetrische Implantate verwendet, die in den Kieferknochen eingesetzt, eingedreht oder eingesteckt und sind üblicherweise aus Titan (Titanimplantate) oder aus keramischen Materialien (Keramikimplantate) wie die "Zirkonimplantate".
Ein enossales Implantat ist ein Implantat das innerhalb vom Kieferknochen liegt, denn "Enossale Implantate" bzw. Zahnimplantate sind knöcherne Verankerungen, so auch die Extensionsimplantate als endodontische Implantate, das Zylinderimplantate mit zusätzlichen Retensionsflügeln oder auch Blattimplantate sein können. Ein Beispiel hierfür ist ein Implantat zur Osseointegration in einem Kieferknochen, das auf der Oberfläche aufgeraut werden muss, um ein Anwachsen im Kieferknochen sicherzustellen. Ein derartiges Aufrauen kann mit einem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt werden. Vorteilhafterweise wird das Implantat nach der Strahlbehandlung lediglich in ein Wasserbad gelegt, wodurch sich die Strahlgutrückstände eigenständig von der aufgerauten Oberfläche lösen. Dies kann durch Bewegen der Werkstücke, beispielsweise der Implantate, oder des Wassers innerhalb des Wasserbads zeitlich beschleunigt sowie optimiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Strahlgut ein kristallines Strahlgut sein. Durch den Einsatz eines kristallinen Strahlguts kann besonders vorteilhaft die Wasserlöslichkeit umgesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Strahlgut ein Salz sein. Salz ist besonders gut in Wasser löslich, ohne dass eine besonders ausgeprägte Umwälzung des Wassers erforderlich ist. Es kann beispielsweise auch Salz mit unterschiedlich großen Kristallen eingesetzt werden, sodass ein Strahlgut mit unterschiedlich großen Partikeln entsteht. Durch geeignete Verfahren kann das Salz nachträglich wieder aus dem Wasserbad gelöst werden und erneut als Strahlgut eingesetzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erfindungsgemäß eingesetztes Strahlgut weitgehend ungiftig, daher weist es bevorzugt eine mittlere letale Dosis LD50 von >10 mg/kg Körpergewicht auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Strahlgut biologisch neutral abbaubar. Somit stellt es in der Umwelt bevorzugt kein Xenobiotikum dar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Strahlgut ökologisch verwertbar. Daher kann es bevorzugt von Organismen für physiologische Stoffwechselvorgänge verwendet werden.
Das Strahlgut kann jede chemische Struktur aufweisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens einer der erfindungsgemäß verwendeten Spezies des Strahlguts ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
(A1 ) einem aus mindestens einem Salz bestehenden oder mindestens ein Salz umfassenden Strahlgut;
(A2) einem aus mindestens einem kristallinen Zucker bestehenden oder mindestens einen kristallinen Zucker umfassenden Strahlgut; und
(A3) einem aus mindestens einem kristallinen Süßstoff bestehenden oder mindestens einen kristallinen Süßstoff umfassenden Strahlgut.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jede der erfindungsgemäß verwendeten Spezies des Strahlguts ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: (A1 ) einem aus mindestens einem Salz bestehenden oder mindestens ein Salz umfassenden Strahlgut;
(A2) einem aus mindestens einem kristallinen Zucker bestehenden oder mindestens einen kristallinen Zucker umfassenden Strahlgut; und
(A3) einem aus mindestens einem kristallinen Süßstoff bestehenden oder mindestens einen kristallinen Süßstoff umfassenden Strahlgut.
Es wird verstanden werden, dass auch beliebige Kombinationen von einem oder mehreren Salzen, einem oder mehreren Zucken und/oder einem oder mehreren Süßstoffen verwendet werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Strahlgut ein Salz oder ist ein Salz. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Salz grundsätzlich ein beliebiges Salz sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erfindungsgemäß eingesetztes Salz weitgehend ungiftig, daher weist bevorzugt eine mittlere letale Dosis LD50 von >10 mg/kg Körpergewicht auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Salz ein Anion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chloriden (CI ), Carbonaten (CO3 2 ), Hydrogencarbonaten (HCO3 ), Nitraten (N04 ), Sulfaten (S04 2 ) und Acetaten (Ac-, CH3COO ). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das Salz aus zumindest einem der Gruppen der Nitrate, der Chloride oder der Sulfate, oder eine Mischung hieraus. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Salz ein Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium (Na+), Kalium (K+) und Ammonium (NH4 +). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Salz ein Anion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chloriden, Carbonaten, Hydrogencarbonaten, Nitraten, Sulfaten und Acetaten und ein Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium, Kalium und Ammonium.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Salz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus NaCI, NaHCOs, Na2C03, NaN03, Na2S04, NaAc, KCl, KHCO3, K2C03, KNOs, K2S04, KAc, NH4CI, NH4HC03, (NH4)2C03, NH4N03, (NH4)2S04 und NH4Ac. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Salz zumindest oder ist Natriumchlorid und/oder Natriumcarbonat und/oder Natriumhydrogencarbonat. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein als Strahlgut erfindungsgemäß eingesetztes Salz Natriumchlorid (NaCI). Alternativ oder zusätzlich können auch beliebige andere Salze, insbesondere vom Körper gut verträgliche Salze, eingesetzt werden, wie etwa Schüssler-Salze eingesetzt werden. Es wird verstanden werden, dass ein gemäß der vorlegenden Erfindung verwendbares Salz auch Bestandteil einer komplexeren Zusammensetzung sein kann. So kann ein Salz etwa Bestandteil einer Zahnpolitur sein. So kann NaHCOs etwa in manchen verschluckbaren Zahnpolier-Pulvern wie zum Beispiel Air-N-Go neben weiteren löslichen Abrasiven wie etwa Natriumsaccharin, hydrophobierter Kieselsäure und Hilfsstoffen (Aceton North America, bzw. ACTEAN, Frankreich) enthalten sein.
Auch diese komplexen Zusammensetzungen sind demnach im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Strahlgut einen Zucker, insbesondere Saccharose, oder ist ein Zucker. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein kristalliner Zucker grundsätzlich ein beliebiger kristalliner Zucker sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erfindungsgemäß eingesetzter kristalliner Zucker weitgehend ungiftig, und daher weist bevorzugt eine mittlere letale Dosis LD50 von >10 mg/kg Körpergewicht auf. Insbesondere kleinmolekulare Zucker weisen meist kristalline Form auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Zucker daher ein Molekulargewicht von nicht mehr als 1000 Da auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zucker ein kristallines Mono- oder Disaccharid.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zucker ein natürlich im Körper eines Säugetiers, insbesondere eines Menschen vorkommender Zucker. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zucker ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Saccharose, Lactose, Glucose, Maltose, Mannose, Fructose, Ribose, Desoxyribose, Galactose, Fucose, Rhamnose, Lactulose und Trehalose. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zucker ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Saccharose, Lactose, Glucose, Maltose, Mannose und Fructose. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zucker Saccharose. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Süßstoff grundsätzlich ein beliebiger Süßstoff sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erfindungsgemäß eingesetzter Süßstoff weitgehend ungiftig, daher weist bevorzugt eine mittlere letale Dosis LD50 von >10 mg/kg Körpergewicht auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Süßstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acesulfam, Advantam, Aspartam, Aspartam/Acesulfam, Cyclamat, Neohesperidin, Neotam, Saccharin, Sucralose, Steviosid, Thamatin, Alitam, Brazzein, Dulcin, Hernandulcin, Lugdunam, Monellin, Pentadin und 5-Nitro-2-propoxyanilin.
Es wird unmittelbar verstanden werden, dass im Rahmen der gesamten Erfindung die jeweils genannten Verbindungen auch jeweils die versalzte Form davon umfassen. Bezüglich der Süßstoffe kann dies etwa ein Süßstoff-Anion oder - Kation sein, so zum Beispiel Saccharin-Salze (z.B. Natriumsaccharin).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens einer der erfindungsgemäß verwendeten Spezies des Strahlguts ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
(A1 ) einem aus mindestens einem Salz bestehenden oder mindestens ein Salz umfassenden Strahlgut, insbesondere wobei das Salz ein Anion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chloriden, Carbonaten, Hydrogencarbonaten, Nitraten, Sulfaten und Acetaten umfasst und/oder wobei das Salz ein Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium, Kalium und Ammonium umfasst;
(A2) einem aus mindestens einem kristallinen Zucker bestehenden oder mindestens einen kristallinen Zucker umfassenden Strahlgut, insbesondere wobei der Zucker ein kristallines Mono- oder Disaccharid ist; und
(A3) einem aus mindestens einem kristallinen Süßstoff bestehenden oder mindestens einen kristallinen Süßstoff umfassenden Strahlgut, insbesondere wobei der Süßstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Acesulfam, Advantam, Aspartam, Aspartam/Acesulfam, Cyclamat, Neohesperidin, Neotam, Saccharin, Sucralose, Steviosid, Thamatin, Alitam, Brazzein, Dulcin, Hernandulcin, Lugdunam, Monellin, Pentadin und 5-Nitro- 2-propoxyanilin.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das mindestens eine Strahlgut aus Natriumchloridkristallen oder Natriumchlorid enthaltenen Kristallen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das mindestens eine Strahlgut aus
Natriumchloridkristallen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das mindestens eine Strahlgut aus
Natriumchloridkristallen einer massenmittleren Kristallgröße von 10 bis 2000 miti.
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das mindestens eine Strahlgut aus Saccharose.
Wie oben dargelegt können erfindungsgemäß optional auch mehrere unterschiedliche Strahlgut-Spezies miteinander kombiniert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Salz aus zumindest einem der Gruppen der Nitrate, der Chloride oder der Sulfate besteht, oder eine Mischung hieraus ist.
Ausgehend von der vorangegangenen Ausführungsform kann das Salz vorteilhafterweise zumindest Natriumchlorid und/oder Natriumcarbonat und/oder Natriumhydrogencarbonat sein. Natriumhydrogencarbonat wird auch als Natriumbicarbonat bzw. als Natron bezeichnet. Die vorgenannten Salze sind kostengünstig in großen Mengen verfügbar und können ohne Gefahr für die Umwelt in Klärwerken geklärt werden, so dass diese keine Umweltbelastung darstellen. Insbesondere Natriumbicarbonat weist eine ausgesprochen gute Strahlbearbeitungsqualität auf.
Alternativ oder zusätzlich zu den angesprochenen salzbasierten Strahlgütern kann in einer bevorzugten Ausführungsform das Strahlgut ein Zucker, insbesondere Saccharose umfassen, oder ein Zucker sein. Zucker weist ebenfalls kristalline Eigenschaften auf und ist rückstandsfrei und biologisch unbedenklich abbaubar. Da Zucker aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden kann, ist der ökologische Foodprint äußerst gering, so dass insbesondere ein ökologisch vorteilhaftes Strahlgut bereitgestellt werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das wasserlösliche Strahlgut mit Trockeneispartikeln gemischt sein, oder Trockeneispartikel aufweisen. Insbesondere bei der Bearbeitung medizintechnischer Oberflächen ist eine Mischung aus einem wasserlöslichen Strahlgut verbunden mit einer verbesserten Reinigungswirkung von Trockeneispartikel eine gute Kombination, hochreine und raue Oberflächen herzustellen. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Strahlgut biologisch abbaubar sein. Dadurch kann ein besonders umweltfreundliches Verfahren bereitgestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Strahlgut ökologisch verwertbar sein. Dadurch kann ein besonders umweltfreundliches Verfahren durchgeführt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als Strahlgut wasserlösliche und Kristalle eingesetzt und ist die Oberfläche eine Kunststoff-Oberfläche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Strahlgut ist ein (weitgehend) ungiftiges Salz und ist die Oberfläche eine Kunststoff-Oberfläche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Strahlgut ein (weitgehend) ungiftiges Salz und ist die Oberfläche eine Kunststoff-Oberfläche ausgewählt aus einer Polyetheretherketon-Oberfläche (PEEK-Oberfläche), einer Polyethylen-Oberfläche, einer Polylactid-Oberfläche und einer Polylactid-co-Glycolid-Oberläche. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das mindestens eine Strahlgut ein Salz oder ist ein Salz und ist die Oberfläche eine Polyetheretherketon-Oberfläche (PEEK-Oberfläche).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Strahlgut ein Salz umfassend ein Anion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chloriden, Carbonaten, Hydrogencarbonaten, Nitraten, Sulfaten und Acetaten und ein Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium, Kalium und Ammonium, und ist die Oberfläche eine Kunststoff- Oberfläche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Strahlgut ein Salz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Natriumchlorid, Natriumcarbonat und Natriumhydrogencarbonat, und ist die Oberfläche eine Kunststoff-Oberfläche, insbesondere eine Oberfläche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ausgewählt aus einer Polyetheretherketon- Oberfläche (PEEK-Oberfläche), einer Polyethylen-Oberfläche, einer Polylactid- Oberfläche und einer Polylactid-co-Glycolid-Oberläche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Strahlgut Natriumchlorid und ist die Oberfläche eine Polyetheretherketon-Oberfläche (PEEK-Oberfläche).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das mindestens eine Strahlgut aus Natriumchloridkristallen einer massenmittleren Kristallgröße von 10 bis 2000 miti und ist die Oberfläche eine Polyetheretherketon- Oberfläche.
In einer bevorzugten Ausführungsform verbleiben bevorzugt keine Rückstände des Strahlguts auf der Oberfläche. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbleiben keine Rückstände des Strahlguts an der Oberfläche. Insbesondere bei der Behandlung von Zahnimplantaten dürfen keine Strahlgutrückstände innerhalb der aufgerauten Oberfläche verbleiben, da ein Einsetzen und Anwachsen in den Kieferknochen erfolgt, wodurch Strahlgutrückstände Verunreinigungen und Entzündungsherde darstellen würden. Durch eine Wasserlöslichkeit des Strahlguts und ein Einlegen des Werkstücks nach der Strahlgutbehandlung in ein Wasserbad, können in einem einfachen sowie ökologischen Verfahren alle Strahlgutrückstände entfernt werden.
Wie oben dargelegt, kann die Entfernung von Rückständen des Strahlguts mittels Waschen mit einem wässrigen Lösungsmittel erfolgen. Der Schritt des Waschens mit einem wässrigen Lösungsmittel kann auf beliebige Weise erfolgen.
So kann beispielsweise die Oberfläche mit einem wässrigen Lösungsmittel abgespült werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Oberfläche (daher das die Werkstück enthaltene Werkstück ganz oder teilweise) in ein Bad des wässrigen Lösungsmittels eingelegt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Oberfläche mit einem wässrigen Lösungsmittel abgewischt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Verfahren verbleiben nach Einlegen der Oberfläche für einen Zeitraum t in ein Wasserbad (weitgehend) keine (messbaren) Rückstände des Strahlguts an der Oberfläche. Der Fachmann wird die Zeit und die Temperatur entsprechend ermitteln. So kann die Oberfläche (daher das die Werkstück enthaltene Werkstück ganz oder teilweise) beispielsweise für eine Zeitraum t von bis zu 5 min (Minuten), von 5 bis 20 min, von 15 min bis 1 h (Stunde(n)), von 1 bis 6 h, von 6 bis 12 h, von 12 bis 24 h oder von mehr als 24 h in ein Bad des wässrigen Lösungsmittels eingelegt werden, so dass (weitgehend) keine (messbaren) Rückstände des Strahlguts an der Oberfläche verbleiben. Hierbei kann optional auch ein oder mehrfach das wässrige Lösungsmittel gewechselt werden, wobei optional jeweils das gleiche oder ein unterschiedliches wässriges Lösungsmittel eingesetzt werden kann. Dies kann bei einer beliebigen Temperatur erfolgen. Typischerweise erfolgt dieser Schritt in einem Temperaturbereich von 1 bis 100°C. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt das Waschen in einem Temperaturbereich von 2 bis 60°C, 5 bis 50°C, 10 bis 30°C oder 15 bis 25°C.
In einer bevorzugten Ausführungsform können nach Einlegen der Oberfläche für einen Zeitraum t in ein Wasserbad keine Rückstände des Strahlguts an der Oberfläche verbleiben. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Zeitraum t zuvor ermittelt wurde, sodass eine Fließbandfertigung bezüglich der Durchführung des Strahlvorgangs sowie dem Einlegen in ein Wasserbad erfolgen kann. So kann der Zeitraum t von 10 Minuten oder mehr bis zu mehreren Stunden oder sogar Tagen betragen, um eine erhöhte Reinheit zu gewährleisten. Bevorzugt kann destilliertes, keimfreies Wasser eingesetzt und/oder die Reinigung unter antibakteriell wirkendem UV-Licht oder elektromagnetischer Bestrahlung erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine aufgeraute Oberfläche entstehen. Bevorzugt erfolgt demnach ein gezieltes Aufrauen zumindest eines Teilbereichs der Oberfläche des Werkstücks durch das erfindungsgemäße Verfahren.
Alternativ oder zusätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden, um Korrosion von einer Oberfläche zu entfernen. So ist die Korrosion häufig brüchiger und/oder weniger fest als ein darunter liegender Festkörper von dem diese abstammt, wie etwa ein Metall. Somit kann die Korrosion effektiv entfernt werden, währen der Festkörper weitgehend intakt bleibt und je nach Anwendung lediglich aufgeraut wird, kaum aufgeraut wird oder nicht aufgeraut wird. Demnach betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung die Entfernung einer Korrosionsschicht mittels eines Verfahrens wie hierin beschrieben. Die Entfernung kann zu einer optisch anspruchsvollen und/oder technisch vorteilhaften Oberfläche führen. So können etwa Metalloberflächen schonend renoviert werden, Zündkontakte verbessert werden usw. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche (oder ein diese enthaltenes Werkstück, beispielsweise eine Endo- Prothese oder ein Teil davon) zu einer medizinischen Verwendung geeignet. Daher ist die Oberfläche (oder ein dieses enthaltenes Werkstück, beispielsweise eine Endo-Prothese oder ein Teil davon) bevorzugt Verfahrens (weitgehend) keimfrei und enthält keine toxischen oder immunogenen Mittel.
Optional kann die Oberfläche als weiteren Schritt abgewischt und/oder abgebürstet und/oder mittels einer Flüssigkeitsdusche gereinigt werden, etwa um Reste von abgetragenem Oberflächenmaterial zu entfernen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche (oder ein dieses enthaltenes Werkstück, beispielsweise eine Endo- Prothese oder ein Teil davon) am Ende des Verfahrens (weitgehend) keimfrei. Demnach umfasst das Verfahren bevorzugt einen Schritt des Sterilisierens. Dies kann etwa mittels Erhitzung, mittels UV-Licht, mittels antimikrobiell wirkender Substanzen oder mittels elektromagnetischer Bestrahlung erfolgen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Oberfläche (oder ein dieses enthaltenes Werkstück, beispielsweise eine Endo- Prothese oder ein Teil davon) keimarm verpackt.
Optional kann die Oberfläche nach der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens noch mittels eines im Stand der Technik bekannten Verfahrens Beschichtet werden, so wie beispielsweise mit Hydroxylapatit (HA), Calciumphosphat und/oder einer Titanplasmabeschichtung.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich dazu geeignet, auch harte Oberflächen zu behandeln, insbesondere auch harte Oberflächen aufzurauen. Der Fachmann wird ein entsprechendes Strahlgut und einen entsprechenden Blasdruck auswählen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch auch dazu geeignet, weiche Oberflächen zu behandeln. Der Fachmann wird ein entsprechendes Strahlgut und einen entsprechenden Blasdruck auswählen. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren auch dazu geeignet, noch nicht ausgehärtete (daher: ungehärtete) Oberflächen zu behandeln. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zu behandelnde Oberfläche bei der Bestrahlung ungehärtet und das Verfahren umfasst nach der Bestrahlung einen Schritt des Aushärtens der Oberfläche. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zu behandelnde Oberfläche bei der Bestrahlung ungehärtet und das Verfahren umfasst nach dem Waschen der bestrahlten Oberfläche mit einem wässrigen Lösungsmittel einen Schritt des Aushärtens der Oberfläche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt hierbei das Aushärten der Oberfläche mittels Sinterung. Wie hierin verwendet, ist der Begriff der„Sinterung“ im weitesten Sinne zu verstehen als Aushärten bei meist erhöhten Temperaturen, insbesondere von Keramik-Oberflächen. Sintern kann etwa die Erhitzung auf eine Temperatur umfassen, die dem Brennen von Keramik entspricht. Die Sinterung kann je nach Material beispielsweise bei Temperaturen im Bereich von 500 bis 2500°C durchgeführt werden. Es wird verstanden werden, dass der Sinterung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Entbinderung vorangehen kann. In der Regel wird die Oberfläche nach der Sinterung abgekühlt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt ein optionaler Schritt des Entbinderns bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 1000°C, 200 bis 900°C, 400 bis 800°C oder 600 bis 750°C. Diese Temperatur kann über eine Kurve erreicht werden. Hierbei können bevorzugt Temperatursteigerungsraten von 20 bis 100°C pro Stunde, etwa 30 bis 75°C, beispielsweise (etwa) 50°C verwendet werden. Die Höchsttemperatur bei der Entbinderung kann für eine beliebigen Zeitraum, etwa 15 min bis 24 h oder mehr, 30 min bis 12 h oder 1 bis 6 h, beispielshaft 2 h, gehalten werden. Der Fachmann wird die Zeiten und Temperaturen an das jeweilige Material anpassen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt ein optionaler Schritt des Sinterns bei einer Temperatur im Bereich von 500 bis 2500°C, 750 bis 2000°C, 1000 bis 1800°C oder 1400 bis 1500°C. Diese Temperatur kann über eine Kurve erreicht werden. Hierbei können bevorzugt Temperatursteigerungsraten von 50 bis 200°C pro Stunde, etwa 75 bis 150°C, beispielsweise (etwa) 100°C verwendet werden. Die Höchsttemperatur bei der Entbinderung kann für eine beliebigen Zeitraum, etwa 15 min bis 24 h oder mehr, 30 min bis 12 h oder 1 bis 6 h, beispielshaft 2 h, gehalten werden. Der Fachmann wird die Zeiten und Temperaturen an das jeweilige Material anpassen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt ein optionaler Schritt des Abkühlens bei Temperaturabsenkungsraten von 50 bis 500°C pro Stunde, etwa 100 bis 300°C, beispielsweise (etwa) 200°C. Der Fachmann wird die Temperaturabsenkungsrate an das jeweilige Material anpassen.
Wie hierin beschrieben, kann eine erhaltene Oberfläche, insbesondere eine aufgeraute Oberfläche, besonders vorteilhaft für medizinische Anwendungen, insbesondere Endo-Prothesen, sein.
Demnach ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die behandelte Oberfläche so aufgeraut, dass sie ein Anwachsen von Zellen (in vivo und/oder in vitro) ermöglicht. Demnach ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die behandelte Oberfläche so aufgeraut, dass sie geeignet ist, nach der Implantation eines die Oberfläche aufweisenden Werkstücks in einen Körper, ein Einwachsen oder die Adhäsion von Körperzellen (z.B. Osteozyten) zu ermöglichen.
Des Weiteren betrifft die Erfindung die Anwendung des Verfahrens für Oberflächen von Zahnimplantate, um ein Aufrauen der Oberfläche zu erzielen. Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass ein Anwachsen des Zahnimplantats innerhalb eines Kieferknochens sichergestellt werden kann.
Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein (In V/fro-)Ver fahren zur Herstellung einer Endo-Prothese mit verbesserter Anwachsbarkeit im Körper, wobei mindestens eine Oberfläche der Endo-Prothese mittels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt wird. Somit betrifft die vorliegende Erfindung auch ein (In V/fro-)Ver fahren zur Herstellung einer Endo-Prothese mit verbesserter Anwachsbarkeit im Körper, wobei mindestens eine Oberfläche der der Endo-Prothese mittels eines Strahlgut behandelt wird, wobei als Strahlgut zumindest ein wasserlösliches Strahlgut eingesetzt wird. Es wird verstanden werden, dass die im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Verfahren vorgenommenen Definitionen und bevorzugten Ausführungsformen in gleicher Weise auf dieses Verfahren Anwendung finden.
Des Weiteren betrifft die Erfindung die Anwendung eines Verfahrens nach einer der vorgenannten Ausführungsformen zur Bearbeitung von enossalen Oberflächen von Zahnimplantaten, um ein Aufrauen der Oberfläche zu erzielen. Optional kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mit einem oder mehreren weiteren Verfahren zur Bearbeitung von Oberflächen kombiniert werden, wie etwa einem oder mehreren Verfahren aus gewählt aus der Gruppe bestehend aus beliebiger Bestrahlung, Ätzung (z.B. Säureätzungen) und Laser-Bestrahlung. Bevorzugt wird jedoch auf derartige Verfahren verzichtet.
Wie oben dargelegt weisen die erhaltenen Oberflächen besondere technische Merkmale auf. Daher betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Oberfläche, die erhältlich (oder erhalten) ist nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die Oberfläche keine wasserunlöslichen Rückstände an Strahlgut, insbesondere keine Rückstände an Strahlgut, aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäß erhältliche (oder erhaltene) aufgeraute Oberfläche (besonders gut) geeignet zum Anwachsen von Zellen. Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von (aufgerauten) Oberflächen, die zum Anwachsen von Zellen geeignet sind. Das Anwachsen von Zellen kann in vivo (daher beispielsweise im Körper eines Implantat-Empfängers) oder in vitro (etwa in einer Zellkultur erfolgen. Daher kann die Oberfläche auch die eines Zellkultur- Gefäßes (z.B. einer Zellkulturschale, eine Multiwell-Platte, eines Objektträgers oder einer Matrix zur Gewebekultur) sein. Es wird verstanden werden, dass dies insbesondere Zellkulturgefäße zur Kultivierung adhärenter Zellen betrifft.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäß erhältliche (oder erhaltene) aufgeraute Oberfläche optisch matt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäß erhältliche (oder erhaltene) aufgeraute Oberfläche (besonders gut) geeignet zum Aufträgen neuer Färb- und Lackschichten darauf. Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von (aufgerauten) Oberflächen, die zum Aufträgen neuer Färb- und Lackschichten geeignet sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann demnach als weiteren optionalen Verfahrensschritt das Aufträgen neuer Färb- und Lackschichten umfassen. Dieser Schritt folgt bevorzugt auf die oben beschriebenen Verfahrensschritte (i) und (ii) und optional (iii) und optional weitere Schritte. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäß erhältliche (oder erhaltene) aufgeraute Oberfläche (besonders gut) geeignet zum Verkleben. Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von (aufgerauten) Oberflächen, insbesondere von Metall-, Kunststoff- und Glasflächen, die zum Verkleben geeignet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren kann demnach als weiteren optionalen Verfahrensschritt das Verkleben mit einer anderen Oberfläche umfassen. Dieser Schritt folgt bevorzugt auf die oben beschriebenen Verfahrensschritte (i) und (ii) und optional (iii) und optional weitere Schritte.
Es wird verstanden werden, dass die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgenommenen Definitionen und bevorzugten Ausführungsformen in gleicher weise auf die erhaltenen Oberflächen Anwendung finden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche hierbei die einer Endo-Prothese. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche hierbei eine enossale Oberfläche eines Zahnimplantates.
Da dessen Oberfläche besondere technische Merkmale aufweist ist auch das Werkstück von der vorliegenden Erfindung umfasst. Daher betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung Werkstück mit mindestens einer Oberfläche, die erhältlich (oder erhalten) ist nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die Oberfläche keine wasserunlöslichen Rückstände an Strahlgut, insbesondere keine Rückstände an Strahlgut, aufweist.
Es wird verstanden werden, dass die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgenommenen Definitionen und bevorzugten Ausführungsformen in gleicher Weise auf die erhaltenen Werkstücke Anwendung finden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Werkstück eine Endo-Prothese. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Werkstück ein enossaler Teil eines Zahnimplantates. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Werkstück ein Zellkulturgefäß, bei dem mindestens eine Oberfläche oder ein Teil davon gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgeraut ist. Ein Zellkulturgefäß kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einer Zellkulturschale, einer Multiwell-Platte, eines Objektträgers und einer Matrix zur Gewebekultur. Es wird verstanden werden, dass dies insbesondere Zellkulturgefäße zur Kultivierung adhärenter Zellen betrifft.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch dazu geeignet, eine Färb- und/oder Lackschicht von einer Oberfläche zu entfernen. Daher betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung auch ein Verfahren zur Entfernung von einer Farb- und/oder Lackschicht von einer Oberfläche mittels eines Strahlguts, wobei als Strahlgut zumindest ein wasserlösliches Strahlgut eingesetzt wird. Dieses Verfahren kann auch dann angewandt werden, wenn die Oberfläche kaum oder gar nicht aufgeraut wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Strahlgut in diesem Fall eine geringere Härte als die Oberfläche auf. Dann kann ein vergleichsweise schonender Abtrag der Färb- und/oder Lackschicht von einer Oberfläche erreicht werden, ohne dass die Oberfläche signifikant verändert wird. Es wird verstanden werden, dass die im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Verfahren vorgenommenen Definitionen und bevorzugten Ausführungsformen in gleicher weise auf dieses Verfahren Anwendung finden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch folgende bevorzugte Ausführungsformen:
1. Verfahren zur (abrasiven) Behandlung von Oberflächen 10 mittels eines Strahlguts, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlgut zumindest ein wasserlösliches Strahlgut, bevorzugt ein wasserlösliches und temperaturlösliches kristallbasiertes Strahlgut eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Ausführungsform 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche 10 eine Oberfläche eines Medizintechnikproduktes ist.
3. Verfahren nach Ausführungsform 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche 10 eine enossale Oberfläche 2 eines Zahnimplantates 3 ist.
4. Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlgut ein kristallines Strahlgut ist. 5. Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlgut ein Salz umfasst oder ein Salz ist.
6. Verfahren nach Ausführungsform 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz aus zumindest einem der Gruppen der Nitrate, der Chloride oder der Sulfate besteht, oder eine Mischung hieraus ist.
7. Verfahren nach Ausführungsform 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz zumindest Natriumchlorid und/oder Natriumcarbonat und/oder Natriumhydrogencarbonat ist.
8. Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlgut ein Zucker, insbesondere Saccharose umfasst, oder ein Zucker ist.
9. Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlgut eine Mischung eines wasserlöslichen Strahlguts und Trockeneispartikeln umfasst, oder aus diesem besteht.
10 Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlgut biologisch neutral abbaubar ist.
11. Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlgut ökologisch verwertbar ist.
12. Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass keine Rückstände des Strahlguts an der Oberfläche 10 verbleiben.
13. Verfahren nach Ausführungsform 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einlegen der Oberfläche 10 für einen Zeitraum t in ein Wasserbad keine Rückstände des Strahlguts an der Oberfläche 10 verbleiben.
14. Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass eine aufgeraute Oberfläche 2 entsteht. 15. Anwendung eines Verfahrens nach einer der vorgenannten Ausführungsformen zur Bearbeitung von enossalen Oberflächen 2 von Zahnimplantaten 3, um ein Aufrauen der Oberfläche 2 zu erzielen.
Für das Verfahren zur passiven Behandlung von Oberflächen wird ein wasserlösliches Strahlgut eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Strahlgut Salz verwendet. Derartiges Strahlgut, das sich nach der Anwendung des Verfahrens beispielsweise auf der Oberfläche oder auch innerhalb des Gewindes verklemmt, kann durch Einlegen des Zahnimplantates 3 in ein Wasserbad auf einfache Weise aufgelöst werden. Folglich verbleiben keine Strahlgutrückstände auf der Oberfläche 2 des Zahnimplantats 3 zurück.
In Fig. 2 sind mehrere Zahnimplantate 3 dargestellt, die benachbart zueinander innerhalb eines Kieferknochens 7 angeordnet sind. Die jeweilige Oberfläche 2 jedes Zahnimplantats 3, die innerhalb des Kieferknochens 7 angeordnet ist, wird vor Einsetzen des Zahnimplantats 3 mit einem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt, wobei ein wasserlösliches Strahlgut zum Einsatz kommt. Ebenso kann die komplette Oberfläche 2 des Zahnimplantates 3 mit dem Verfahren behandelt werden. In der Darstellung in Fig. 2 sind die Zahnimplantate 3 ohne darauf aufgebrachte Zahnkrone o. Ä. dargestellt.
Selbstverständlich können auch Zahnimplantate anderer Bauart sowie andere Produkte der Medizintechnik, wie künstliche Gelenke, Stents, oder andere Implantate, die bevorzugt innerhalb eines Körperbereichs implantiert werden, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden, um eine aufgeraute Oberfläche zu erzeugen, welche ein Anwachsen des Implantates innerhalb des Körpers ermöglicht.
Die folgenden Zeichnungen, experimentellen Beispiele und Ansprüche stellen weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile ergeben sich aus der vorliegenden Zeichnungen und Zeichnungsbeschreibungen. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Figur 1a, b zeigt eine Gegenüberstellung eines natürlichen Zahns sowie eines Zahnimplantate in einem Kieferknochen;
Figur 2 zeigt eine Mehrzahl an Zahnimplantaten eingesetzt in einem Kieferknochen.
In den Figuren 1 und 2 sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.
Fig. 1a zeigt eine Gegenüberstellung eines natürlichen Zahns 4 mit einem Zahnimplantat 3. Die gestrichelte Linie zeigt dabei die Trennung der Darstellung, wobei auf der bezüglich der gestrichelten Linie linken Seite ein Zahn 4 mit einer Zahnwurzel 5 in einem Kieferknochen 7 dargestellt ist. Auf der bezüglich der gestrichelten Linien rechten Seite ist ein Zahnimplantat 3 eingesetzt in einem Kieferknochen 7 unterhalb des Zahnfleisches 6 dargestellt. Der Bereich des Zahnimplantate 3 der innerhalb des Kieferknochen 7 angeordnet ist, weist eine Oberfläche 2 auf, die eine Oberfläche 10 darstellt, welche durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur abrasiven Strahlbehandlung behandelt werden kann. Die Oberfläche 2, auf welcher das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt angewendet wird, kann dabei ebenso ein eingebrachtes Gewinde aufweisen oder auch mit einer glatten Oberfläche (nicht dargestellt) ausgebildet sein.
In Fig. 1 b ist lediglich das Zahnimplantat 3 dargestellt. Es ist denkbar, die komplette Oberfläche 2 des Zahnimplantates 3 mit einer Strahlbehandlung zu behandelt, oder auch lediglich den Bereich, der eingebaut in einem Kieferknochen 7 innerhalb dieses Kieferknochen 7 angeordnet ist.
Figur 3 zeigt eine ungesinterte Implantatschraube (Grünling, auch: Grünkörper) eines Zahnimplantats vor der Bestrahlung (20-fache Vergrößerung). Wie zu erkennen ist, ist die Oberfläche unerwünscht glatt und glänzend. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 1 ,00 mm Millimeter).
Figur 4 zeigt eine entsprechende ungesinterte Implantatschraube (Grünling) eines Zahnimplantats wie in Figur 3 dargestellt nach der Bestrahlung mit Zahn- Polierpulver („AIR-N-GO Classic“) und mit ungewaschener Oberfläche (20-fache Vergrößerung). Wie zu erkennen ist, ist die Oberfläche wie erwünscht deutlich rau und matt. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 1 ,00 mm.
Figur 5 zeigt eine entsprechende ungesinterte Implantatschraube (Grünling) eines Zahnimplantats wie in Figuren 3 und 4 dargestellt nach der Bestrahlung mit Zahn- Polierpulver („AIR-N-GO Classic“) und anschließendem Waschen im Wasserbad (20-fache Vergrößerung). Wie zu erkennen ist, ist die Oberfläche wie erwünscht deutlich rau und matt Der weiße Maßstabsbalken entspricht 1 ,00 mm.
Figur 6 zeigt einen stark vergrößerten Teil eines Gewindes einer ungesinterten Implantatschraube (Grünling) eines Zahnimplantats wie in Figur 4 dargestellt nach der Bestrahlung mit Zahn-Polierpulver („AIR-N-GO Classic“) und mit ungewasche- ner Oberfläche (100-fache Vergrößerung). Wie zu erkennen ist, weist die Oberflä- che wie erwünscht deutliche Unebenheiten im mittleren Mikrometerbereich auf. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 100 pm.
Figur 7 zeigt einen stark vergrößerten Teil eines Gewindes einer ungesinterten Implantatschraube (Grünling) eines Zahnimplantats wie in Figur 5 dargestellt nach der Bestrahlung mit Zahn-Polierpulver („AIR-N-GO Classic“) und anschließendem Waschen im Wasserbad (100-fache Vergrößerung). Wie zu erkennen ist, weist die Oberfläche wie erwünscht deutliche Unebenheiten im mittleren Mikrometerbereich auf. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 100 pm.
Figur 8 zeigt grobkörnige Natriumchloridkristalle (NaCI-Kristalle), wie sie erfin- dungsgemäß verwendbar sind. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 1 ,00 mm.
Figur 9 zeigt feinkörnige NaCI-Kristalle, wie sie erfindungsgemäß verwendbar sind. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 100 pm.
Figur 10 und Figur 11 zeigen die Teilchengrößenbestimmung von NaCI-Kristallen mittels automatisierter Mikroskopie. Wie in Figur 10 dargestellt, trennt das Mess- mikroskop mit Hilfe des verwendeten Objekterkennungsprogrammes die betrach- tete Objektegruppe in Einzelobjekte. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 100 pm. Dann wird, wie in Figur 11 dargestellt, jeweils deren Fläche, Flächenumfang sowie deren größten und kleinsten horizontalen Durchmesser ermittelt. Die Daten werden automatisch vom Computer-Programm erfasst und dokumentiert. Figur 12 zeigt eine Kupferoberfläche, die teilweise unbehandelt belassen wurde (linke Seite) und teilweise dem erfindungsgemäßen Bestrahlungsverfahren, hier bei Besprühung mit NaCI-Kristallen, gemäß der vorliegenden Erfindung unterzo- gen wurde (rechte Seite). Hierbei wurde Korrosion wirksam von der Kupferoberflä- che entfernt. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 1 ,00 mm.
Figur 13 zeigt eine erfindungsgemäß beispielhaft verwendbare Apparatur zur Be- strahlung mit der Bezeichnung TR17DK der Sigg Strahltechnik GmbH (79787 Lauchringen, Deutschland) wie sie für die hierin verwendeten Bestrahlungen mit dem Strahlgut NaCI verwendet wurde.
Figur 14 zeigt eine erfindungsgemäß beispielhaft verwendbare Apparatur zur Be- strahlung (Strahlanlage) mit der Bezeichnung Mikrotip I der W + I Oberflächen- Systeme GmbH (40721 Hilden, Deutschland) wie sie für die hierin verwendeten Bestrahlungen mit dem Strahlgut„AIR-N-GO Classic“ verwendet wurde.
Bezugszeichenliste Oberfläche eines Zahnimplantats
Zahnimplantat
Zahn
Zahnwurzel
Zahnfleisch
Kieferknochen
10 Oberfläche
Experimentelle Beispiele a) Verwendete Materialien Bestrahlte Oberflächen
Oberfläche einer ungesinterten Implantatschraube (Grünling) aus Zirkoniumdioxid (ZrÜ2)
- Oberfläche einer Implantatschraube aus Titan
- Oberfläche eines Wirbelimplantats aus Polyetheretherketon (PEEK)
- Oberfläche eines Kupferblocks, teils mit anoxidierter Oberfläche
- Oberfläche eines Aluminiumblechs
- Stahlflächen Strahlgut:
- Grobkörniges Natriumchlorid (NaCI) mit (massen)mittlerer Partikelgröße d5o bezogen auf die Gesamtmasse der Gesamtmasse von etwa 0,1 bis 1 mm (mikroskopisch ermittelt) (vgl. mikroskopisches Bild in Figur 8)
- Feinkörniges Natriumchlorid (NaCI) mit (massen)mittlerer Partikelgröße d5o bezogen auf die Gesamtmasse der Gesamtmasse von <0,1 (Mittels Malen erzeugt, mikroskopisch verifiziert) (vgl. mikroskopisches Bild in Figur 9)
- Saccharosekristalle unterschiedlicher Korngröße
- komplexe Zusammensetzungen enthaltende Salze, kristalline Süßstoffe oder ähnliches, wie etwa Zahn-Polierpulver„AIR-N-GO Classic“ (ACTEAN, Frankreich), umfassend Natriumkarbonat mit einer (massen)mittleren Korngröße von etwa 80 bis 110 miti, Natriumsaccharin, hydrophobierte Kieselsäure und Hilfsstoffe.
Zum Bestrahlen mit NaCI wurde eine Apparatur zur Bestrahlung (Strahlanlage 1 ): TR17DK der Sigg Strahltechnik GmbH (79787 Lauchringen, Deutschland) (vgl. Figur 11 ), ausgerüstet mit einer runden Hartmetall - Bestrahlungsdüse mit einem Innendurchmesser von 10 mm und einem drehbaren Objekthalter verwendet.
Zum Bestrahlen mit„AIR-N-GO Classic“ wurde eine Apparatur zur Bestrahlung (Strahlanlage 2): mikrotip I der W + I Oberflächen-Systeme GmbH (40721 Hilden, Deutchland) (vgl. Figur 11 b), ausgerüstet mit einer runden Hartmetall- Bestrahlungsdüse mit einem Innendurchmesser von 0,8 mm und einem drehbaren Objekthalter verwendet. b) Charakterisierung des Strahlguts - Partikelmessung und Größenbestimmung
Die Partikelmessung und Größenbestimmung erfolgte auf dem zuvor kalibrierten Messmikroskop „KEYENCE VHX 6000“. Mit Hilfe des verwendeten Objekterkennungsprogrammes trennte das Messmikroskop die betrachtete Objektegruppe in Einzelobjekte und maß deren Fläche, Flächenumfang sowie deren größten und kleinsten horizontalen Durchmesser. Die Daten wurden vom Programm erfasst und dokumentiert. Dies ist beispielhaft in den Figuren 10 und 11 dargestellt. c) Versuchsdurchführungen
Die Bestrahlungen (= Besprühungen) wurden bei einer Raumtemperatur von etwa 25°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60% durchgeführt. Die zu bestrahlenden Oberflächen wurde auf 67°C vorgewärmt. Eine ungesinterte Implantatschraube (Grünling) aus ZrÜ2 wurde auf einen drehbaren Träger befestigt und bei einem Sprühdruck von 1 ,6 bar und einem Sprühwinkel von 30° sechsmal von unterschiedlichen Seiten (Drehung um die Längsachse) für jeweils 6 Sekunden aus einem Abstand von etwa 6 cm bestrahlt/besprüht.
Die anderen Oberflächen wurden entsprechend bestrahlt. Hierbei wurde die Implantatschraube aus Titan wie die ungesinterte Implantatschraube (Grünling) aus ZrÜ2 bestrahlt. Auch das Wirbelimplantat aus PEEK wurde von unterschiedlichen Seiten bestrahlt. Der Kupferblock, das Aluminiumblech und die Stahloberfläche wurden nur einseitig bestrahlt und nicht gedreht.
Nach der Bestrahlung wurden die bestrahlten Oberflächen optisch, teilweise auch mikroskopisch, untersucht. Die Oberflächen wurden für etwa 10 min in ein Wasserbad (Leitungswasser mittlerer Härte von 8,4 bis 14°dH) bei 25°C eingelegt. Danach wurden sie getrocknet und erneut optisch, teilweise auch mikroskopisch, untersucht. Alternativ wurde als Vergleich auch destilliertes Wasser verwendet. d) Ergebnisse
Es wurde gefunden, dass harte Materialien (wie etwa Titan und insbesondere Stahl) kaum Veränderungen ihrer Oberfläche zeigten, während sich die Oberflächen relativ weicher Materialien (daher etwa ungesintertes Zr02, Kupfer, Aluminium und PEEK) mit dem verwendeten Bestrahlungsverfahren wirksam aufgeraut wurden.
Ungesinterte Implantatschrauben (Grünlingen) aus ZrÖ2
Die Bestrahlung von ungesinterten Implantatschrauben (Grünlingen) aus ZrÜ2 wurde im Detail untersucht. Während die unbestrahlten Grünlinge eine glatte und glänzende Oberfläche aufweisen (vgl. Figur 3), war die Oberfläche nach der Bestrahlung deutlich aufgeraut (vgl. Figuren 4 und 6). Hierbei wurden Oberflächen erhalten, die eine Flächenrauigkeit von etwa 1 bis 3 pm aufweisen. Daher waren mikroskopisch zahlreiche Kerbungen im unteren und mittleren Mikrometerbereich zu sehen (vgl. Figur 6). Nach der 10-minütigen Waschung im Wasserbad war die Gleichmäßigkeit der Rauigkeit der Oberfläche noch deutlicher sichtbar (vgl. Figuren 5 und 7). Nach dem Ergebnis einer mikroskopischen Sichtprüfung, wurde das Sprühmittel im verwendeten Wasserbad vollständig herausgelöst. Die durch mikroskopische Sichtprüfung erkannte Rauigkeit lässt nach klinischer Erfahrung ein schnelles und festes Einwachsen des Implantates erwarten. Es wurde zudem beobachtet, dass die erfindungsgemäße Bestrahlung zudem durch die vom Strahldruck hervorgerufene mechanische Druckbelastung zu einer technisch vorteilhaften Materialverdichtung (Härtung) der Implantatschraube führte. Die mit dem Zahn-Polierpulver „AIR-N-GO Classic“ sowie auch die mit NaCI als Sprühmittel erzielten Ergebnisse sind technisch so vorteilhaft, dass sie aus der Sicht des Fachmanns vorteilhafte klinische Ergebnisse erwarten lassen.
Entfernung von Korrosion auf einer Kupferoberfläche
Ein wie oben beschrieben bestrahlter Kupferblock, der eine dünne dunkle Korrosionsschicht aus Kupferoxid aufwies, zeigte eine wirksame Entfernung von Korrosion auf der Metalloberfläche. Es konnte eine korrosionsfreie Oberfläche optisch ansprechende und technisch gut verwendbare Kupferoberfläche erhalten werden, wie in Figur 12 gezeigt wird. e) Optionales Sintern
Beim Sintern (Verdichtung und Härtung der Implantatschraube durch thermische Behandlung) wurden die gängigen Prozessparameter verwendet. Folgende Prozessparameter wurden beim Sintern verwendet:
Sinterkurve (auch:„Sinterrampe“) zur Entbinderung und Sinterung von
Zirkoniumdioxid :
i.) Entbindern
(a) Solltemperatur: 700°C
(b) 50°C pro Stunde Aufheizung
(c) 2 Stunden Haltezeit bei 700°C
ii.) Sintern
(a) Solltemperatur 1450°C (b) 100°C pro Stunde Aufheizung
(c) 2 Stunden Haltezeit bei 1450°C.
iii.) Abkühlen
(a) Solltemperatur 20°C Raumtemperatur
(b) 1450°C mit Senkung um 200°C pro Stunde bis die Raumtemperatur von 20°C erreicht ist.
Die erwartbare Dimensionsänderung der Implantatschraube stellte sich ein. Damit konnte gezeigt werden, dass die erfindungsgemäße Bestrahlung (Besprühung) keinen merklichen Einfluss auf den nachfolgenden optionalen Sinterungsschritt hat.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche mittels eines Strahlguts, um eine aufgeraute Oberfläche zu erhalten, wobei als Strahlgut zumindest ein wasserlösliches Strahlgut eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
(i) Bereitstellen:
(A) mindestens eines wasserlöslichen Strahlguts,
(B) eines Trägermediums, insbesondere eines Trägergasstroms, und
(C) der zu behandelnden Oberfläche;
(ii) Bestrahlen der Oberfläche mit dem mittels des Trägermediums gegen die Oberfläche stoßenden mindestens einen Strahlguts; und
(iii) optional Waschen der aus Schritt (ii) erhaltenen bestrahlten Oberfläche mit einem wässrigen Lösungsmittel.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das gesamte im Verfahren eingesetzte Strahlgut ausschließlich aus einer oder mehreren Spezies von Partikeln besteht, die eine Wasserlöslichkeit von mindestens 10 g/l Wasser bei 20°C und 1013 hPa aufweisen oder deren Dampfdruck bei 20°C bei über 1013 hPa liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Strahlgut eine mittlere Partikelgröße d5o, bezogen auf die Gesamtmasse an Partikeln der entsprechenden Strahlgut-Spezies, im Bereich von 1 bis 2000 pm hat.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens ein Strahlgut ein kristallines Strahlgut ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Strahlgut eine größere Härte als die Oberfläche aufweist oder wobei das Strahlgut eine kleinere oder gleiche Härte als die Oberfläche aufweist und die Behandlung der Oberfläche durch die kinetische Energie des Strahlguts erzielt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das mindestens eine Strahlgut ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
(A1 ) einem aus mindestens einem Salz bestehenden oder mindestens ein Salz umfassenden Strahlgut, insbesondere wobei das Salz ein Anion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chloriden, Carbonaten, Hydrogencarbonaten, Nitraten, Sulfaten und Acetaten umfasst und/oder wobei das Salz ein Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium, Kalium und Ammonium umfasst;
(A2) einem aus mindestens einem kristallinen Zucker bestehenden oder mindestens einen kristallinen Zucker umfassenden Strahlgut, insbesondere wobei der Zucker ein kristallines Mono- oder Disaccharid ist; und
(A3) einem aus mindestens einem kristallinen Süßstoff bestehenden oder mindestens einen kristallinen Süßstoff umfassenden Strahlgut, insbesondere wobei der Süßstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Acesulfam, Advantam, Aspartam, Aspartam/Acesulfam, Cyclamat, Neohesperidin, Neotam, Saccharin, Sucralose, Steviosid, Thamatin, Alitam, Brazzein, Dulcin, Hernandulcin, Lugdunam, Monellin, Pentadin und 5-Nitro-2- propoxyanilin.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das mindestens eine Strahlgut aus Natriumchloridkristallen einer massenmittleren Kristallgröße von 10 bis 2000 pm besteht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Trägermedium ein Trägergasstrom ist und das im Trägergasstrom verteilte Strahlgut auf die Oberfläche geblasen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Trägermedium ein Inertgasstrom oder ein Druckluftstrom ist und mit einem Blasdruck von 0,1 bis 100 bar auf die zu behandelnde Oberfläche geblasen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 wobei die Oberfläche eine Kunststoff-Oberfläche ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 wobei die Oberfläche eine Polyetheretherketon-Oberfläche ist.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 wobei die Oberfläche ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
(B1 ) einer Keramik-Oberfläche, insbesondere ungesintertem Zirkoniumdioxid;
(B2) einer Metall-Oberfläche, insbesondere einer Oberfläche eines Metalls oder einer Metalllegierung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titan, einer Titanlegierung, einer CoCrMo-Legierung, und einer CoNiCrMo- Legierung; und
(B3) einer Kunststoff-Oberfläche, insbesondere einer
Polyetheretherketon-Oberfläche, einer Polyethylen-Oberfläche, einer Polylactid-Oberfläche und einer Polylactid-co-Glycolid-Oberläche.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Oberfläche eine Oberfläche eines Medizintechnikproduktes ist, bevorzugt eine Oberfläche einer Endo-Prothese ist, insbesondere eine Oberfläche einer enossalen Oberfläche eines Zahnimplantates oder eine Oberfläche eines Wirbelkörpers oder Knochenimplantats ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die zu behandelnde Oberfläche bei der Bestrahlung ungehärtet ist und das Verfahren nach der Bestrahlung, und bevorzugt nach dem Waschen der bestrahlten Oberfläche mit einem wässrigen Lösungsmittel, einen Schritt des Aushärtens der Oberfläche, insbesondere mittels Sinterung, umfasst.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die behandelte Oberfläche so aufgeraut ist, dass sie ein Anwachsen von Zellen ermöglicht, wobei die Oberfläche bevorzugt die Oberfläche einer Endo-Prothese oder eines Zellkulturgefäßes ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das mindestens eine Strahlgut aus Natriumchloridkristallen einer massenmittleren Kristallgröße von 10 bis 2000 pm besteht und die Oberfläche eine Polyetheretherketon- Oberfläche ist.
18. Werkstück mit mindestens einer Oberfläche, die erhältlich ist nach einem Verfahren gemäß eines der Ansprüche 1 bis 17, wobei die Oberfläche keine wasserunlöslichen Rückstände an Strahlgut, insbesondere keine Rückstände an Strahlgut, aufweist,
insbesondere wobei das Werkstück eine Endo-Prothese, insbesondere ein enossaler Teil eines Zahnimplantates, oder ein Zellkulturgefäß ist.
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0374291A1 (de) * 1988-12-21 1990-06-27 JOS Verwaltungs-GmbH &amp; Co. Gesellschaft für Reinigungsverfahren KG Verfahren zum Reinigen von Oberflächen, insbesondere von empfindlichen Oberflächen
US5376157A (en) * 1993-01-21 1994-12-27 Church & Dwight Co., Inc. Less aggressive blast media formed from compacted particles
DE4327925A1 (de) 1993-08-19 1995-02-23 Henkel Kgaa Alkalimetallsilicate als wasserlösliche Trockenstrahlmittel
DE69314709T2 (de) 1992-07-02 1998-03-12 Tosoh Corp Strahlmedium auf der Basis von Zirkonium(di)oxid
US20040093802A1 (en) * 2002-10-28 2004-05-20 Tokihiro Shimura Abrasive, and abrasive manufacturing method and device
DE102004023246B3 (de) 2004-05-07 2005-10-27 Jens-Werner Kipp Strahlverfahren
WO2009101025A1 (de) 2008-02-15 2009-08-20 Walter Ag Strahlbehandelter schneideinsatz und verfahren
US20100010632A1 (en) * 2006-09-26 2010-01-14 Biomatlante Sand-blasting method using biocompatible polymers
DE112008000816B4 (de) 2007-03-09 2011-04-14 Mark Rainer Wutschik Vorrichtung zum Fördern von Strahlmedium, insbesondere von Eis, Eispellets, Eisschnee oder wasserlöslichem Strahlmittel
US20130013082A1 (en) 2010-03-23 2013-01-10 Kyocera Medical Corporation Metal material for bioimplant
US9193033B2 (en) * 2013-03-11 2015-11-24 Howmedica Osteonics Corp. Method of improving bond strength of polymeric implants with bone cement
WO2018046148A1 (de) 2016-09-08 2018-03-15 Dentalpoint Ag Zahnersatzsystem
DE102016011808A1 (de) 2016-09-30 2018-04-05 Messer Group Gmbh Verfahren zum Behandeln einer Oberfläche mit einem Strahlmittel

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0374291A1 (de) * 1988-12-21 1990-06-27 JOS Verwaltungs-GmbH &amp; Co. Gesellschaft für Reinigungsverfahren KG Verfahren zum Reinigen von Oberflächen, insbesondere von empfindlichen Oberflächen
DE69314709T2 (de) 1992-07-02 1998-03-12 Tosoh Corp Strahlmedium auf der Basis von Zirkonium(di)oxid
US5376157A (en) * 1993-01-21 1994-12-27 Church & Dwight Co., Inc. Less aggressive blast media formed from compacted particles
DE4327925A1 (de) 1993-08-19 1995-02-23 Henkel Kgaa Alkalimetallsilicate als wasserlösliche Trockenstrahlmittel
US20040093802A1 (en) * 2002-10-28 2004-05-20 Tokihiro Shimura Abrasive, and abrasive manufacturing method and device
DE102004023246B3 (de) 2004-05-07 2005-10-27 Jens-Werner Kipp Strahlverfahren
US20100010632A1 (en) * 2006-09-26 2010-01-14 Biomatlante Sand-blasting method using biocompatible polymers
DE112008000816B4 (de) 2007-03-09 2011-04-14 Mark Rainer Wutschik Vorrichtung zum Fördern von Strahlmedium, insbesondere von Eis, Eispellets, Eisschnee oder wasserlöslichem Strahlmittel
WO2009101025A1 (de) 2008-02-15 2009-08-20 Walter Ag Strahlbehandelter schneideinsatz und verfahren
US20130013082A1 (en) 2010-03-23 2013-01-10 Kyocera Medical Corporation Metal material for bioimplant
US9193033B2 (en) * 2013-03-11 2015-11-24 Howmedica Osteonics Corp. Method of improving bond strength of polymeric implants with bone cement
WO2018046148A1 (de) 2016-09-08 2018-03-15 Dentalpoint Ag Zahnersatzsystem
DE102016011808A1 (de) 2016-09-30 2018-04-05 Messer Group Gmbh Verfahren zum Behandeln einer Oberfläche mit einem Strahlmittel

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