DD210607B5

DD210607B5 - Coated implant

Info

Publication number: DD210607B5
Application number: DD24393882A
Authority: DD
Inventors: Peter Dipl-Lehrer Dr Rer Nat Kurze; Waldemar Dipl-Chem Dr Rer Nat Krysmann; Guenter Prof Dipl-Chem Dr Scnat Marx; Wolfram Dr Med Knoefler; Hans-Ludwig Dr Med Graf; Horst Dr Med Hampel
Original assignee: Hans-Ludwig Dr Med Graf; Wolfram Dr Med Knoefler; Krysmann Waldemar Dipl Chem Dr Rer Nat; Marx Guenter Prof Dr Rer Nat Habil
Priority date: 1982-10-13
Filing date: 1982-10-13
Publication date: 1994-04-14
Also published as: DD210607A1

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft beschichtete Implantate für die Verwendung als Hemi- und Endoprothese.The invention relates to coated implants for use as hemi and endoprosthesis.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die bekannten Implantate bestehen entsprechend ihres Verwendungszweckes aus Kohlenstoff, Tantal, Titan, Aluminiumoxidkeramik, organischen Kunststoffen, definierten Legierungen und anderen Materialien. Eine Verbesserung der Implantateigenschaften wird durch eine Vergütung der Oberfläche erreicht. In DE-OS 2324867 wird beschrieben, daß Lithium-, Bor-, Kohlenstoff-, Fluor-, Natrium-, Magnesium-, Silicium-, Phosphor-, Kalium- und/oder Kalziumionen in die Oberfläche eingelagert werden, um die Gewebefreundlichkeit der Oberfläche zu erhöhen. Dadurch kann zwar das Anwachsen des Gewebes beschleunigt werden, aber der schädliche Einfluß der Implantatmaterialien, die durch Diffusion in das Implantatbett gelangen, wird nicht eingeschränkt.The known implants consist according to their intended use of carbon, tantalum, titanium, alumina ceramics, organic plastics, defined alloys and other materials. An improvement of the implant properties is achieved by a compensation of the surface. In DE-OS 2324867 it is described that lithium, boron, carbon, fluorine, sodium, magnesium, silicon, phosphorus, potassium and / or calcium ions are incorporated into the surface to the tissue friendliness of the surface to increase. Although this can accelerate the growth of the tissue, the harmful influence of the implant materials that enter the implant bed by diffusion is not restricted.

Das kann durch eine Passivierung der Implantatoberfläche erreicht werden, wie es in der DE-OS 2838759 beschrieben wird. Hier wird versucht, durch Aufbringen einer passivierenden Schicht die Diffusion der Implantatmaterialionen zu verbinden und eine physiologisch aktive Schicht zu schaffen, die eine Wesensgleichheit von Implantatoberfläche und Implantatbett herstellt. Das Aufbringen dieser Schichten ist nur mittels aufwendiger vakuumtechnischer Verfahren möglich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Haftfestigkeit der Schichten auf der Implantatoberfläche und untereinander, vom Verfahren abhängend, nicht immer ausreichend ist.This can be achieved by a passivation of the implant surface, as described in DE-OS 2838759. Here, an attempt is made, by applying a passivating layer, to combine the diffusion of the implant material ions and to create a physiologically active layer, which produces an identity of implant surface and implant bed. The application of these layers is possible only by means of expensive vacuum technology. Another disadvantage is that the adhesive strength of the layers on the implant surface and with each other, depending on the method, is not always sufficient.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Implantat mit hoher Gewebefreundlichkeit und langer Liegedauer zu schaffen.The aim of the invention is to provide an implant with high tissue friendliness and long service life.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Herstellung von Implantaten, deren Oberflächenschicht gewebefreundlich gegenüber dem Implantatbett wirkt, passivierende Eigenschaften bezüglich der Diffusion von Implantatmaterialionen besitzt und eine große Haftfestigkeit zum Implantat aufweist.The object of the invention is to produce implants whose surface layer acts tissue-friendly with respect to the implant bed, has passivating properties with respect to the diffusion of implant material ions and has a high adhesive strength to the implant.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem ein Implantat aus Ventilmetall bzw. dessen Legierungen oder aus einem mit Ventilmetall bzw. dessen Legierungen überzogenen Werkstoff, das als Hemi- und Endoprothese Verwendung findet, mit einer passivierenden und physiologisch aktiven Schicht versehen ist, die eine anodische Oxidschicht ist, die unter Funkenentladung in wäßrigen Lösungen entstanden ist, die Stimulatoren in Form von Anionen und/oder Kationen und thermische Erschmelzungen als Haftvermittler enthält.According to the invention, the object is achieved by providing an implant of valve metal or its alloys or of a valve metal or its alloys coated material, which is used as hemi and endoprosthesis, is provided with a passivating and physiologically active layer having an anodic oxide layer is that has arisen under spark discharge in aqueous solutions containing stimulators in the form of anions and / or cations and thermal melting as a primer.

Die anodische Oxydation unter Funkenentladung wird nach dem DD-WP142360 durchgeführt.The anodic oxidation under spark discharge is carried out according to DD-WP142360.

Die wäßrigen Elektrolyte, in denen die anodische Oxydation unter Funkenentladung abläuft, enthalten für das Einwachsen des Implantates im lebenden Körper Stimulatoren in Form der Anionen Phosphat, Silikat, Fluorid, Karbonat, Borat und in Form der Kationen Na, K, Ca, Mg einzeln oder deren Mischungen in den Konzentrationen vorzugsweise von 0,01 bis 1 Mol/l. Diese Stimulatoren bewirken eine Wesensgleichheit von Implantatoberfläche und Implantatbett.The aqueous electrolytes in which the anodic oxidation takes place under spark discharge contain for the ingrowth of the implant in the living body stimulators in the form of the anions phosphate, silicate, fluoride, carbonate, borate and in the form of the cations Na, K, Ca, Mg individually or their mixtures in the concentrations preferably from 0.01 to 1 mol / l. These stimulators bring about a similarity of implant surface and implant bed.

Durch die anodische Oxydation unter Funkenentladung wird ein signifikantes, arteigenes Oxid gebildet. Das unter verfahrensspezifischen Plasmabedingungen erzeugte Oxid ist durch seine charakteristische Oberflächenstruktur mit thermischen Erschmelzungen, die ausgeprägte Haftvermittler sind, gekennzeichnet. Die Oberflächenstruktur dieses Oxides wird den medizinischen Erfordernissen durch Variation der Verfahrensparameter angepaßt.Due to the anodic oxidation under spark discharge, a significant species-specific oxide is formed. The oxide produced under process-specific plasma conditions is characterized by its characteristic surface structure with thermal fusions which are pronounced adhesion promoters. The surface structure of this oxide is adapted to the medical requirements by varying the process parameters.

Diese thermodynamisch stabilen Oxidmodifikationen sind haftfest auf dem Implantatmaterial und korrosionsbeständig und gewährleisten dadurch auch im lebenden Organismus eine hohe Liegedauer.These thermodynamically stable oxide modifications are firmly adhering to the implant material and resistant to corrosion, thus ensuring a long service life even in living organisms.

Die Herstellung der beschichteten Implantate vollzieht sich gewöhnlich in einem Einstufenprozeß einer technologisch einfachen und unkomplizierten Beschichtung.The preparation of the coated implants usually takes place in a one-step process of a technologically simple and uncomplicated coating.

Um gewebespezifische Eigenschaften des Implantates zu erzeugen, kann eine Nachbehandlung in spezifisch wirkenden Medien, wie z.B. H₃BO₃, Aminosäuren, Antibiotika u.a., durchgeführt werden.In order to produce tissue-specific properties of the implant, a post-treatment in specific acting media, such as H ₃ BO ₃ , amino acids, antibiotics, among others, be performed.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll an zwei Beispielen näher erläutert werden. Ein mit Aluminium überzogener Edelstahlschaft einer Endoprothese erhält eine anodische Oxidschicht von ΙΟμητι Dicke mittels Funkenentladung in einem Elektrolyten, der 0,8 Mol/l an Fluorid und Karbonat und 0,4 Mol/l Phosphat und 0,1 Mol/l Borat enthält. Es entsteht eine raupenartige Oberflächenstruktur mit thermischen Erschmelzungen, in der die physiologisch aktiven Ionen als Stimulatoren eingelagert sind. Dadurch wird die Gewebefreundlichkeit und die gute H aft vermittlung erreicht.The invention will be explained in more detail with two examples. An aluminum-coated stainless steel shaft of an endoprosthesis receives an anodic oxide layer of ΙΟμητι thickness by means of spark discharge in an electrolyte containing 0.8 mol / l of fluoride and carbonate and 0.4 mol / l phosphate and 0.1 mol / l borate. The result is a caterpillar-like surface structure with thermal melting, in which the physiologically active ions are incorporated as stimulators. This achieves tissue-friendliness and good hardness mediation.

Ein beschichtetes Implantat aus Tantal besitzt eine festhaftende, dichte Ta₂Os-haltige Schicht mit den entsprechenden Stimulatoren, wenn entsprechend Ausführungsbeispiel 1 das Tantal-Implantat der anodischen Oxydation mittels Funkenentladung unterzogen wurde.A coated tantalum implant has a firmly adhering, dense Ta ₂ O ₂ -containing layer with the corresponding stimulators if, according to exemplary embodiment 1, the tantalum implant was subjected to anodic oxidation by means of spark discharge.

Claims

1. A coated implant of valve metal or its alloys or of a valve metal or its alloys coated material for use as hemi and endoprosthesis, which is provided with a passivating and physiologically active layer, characterized in that this layer is an anodic oxide layer which has arisen under spark discharge in aqueous electrolytes, contains stimulators in the form of anions and / or cations and thermal smelting.

2. Coated implant according to item 1, characterized in that the stimulators preferably in the form of the anions phosphate, silicate, fluoride, carbonate, borate and preferably in the form of the cations Na, K, Ca, Mg individually or in a mixture of these ions in the electrolyte in a concentration of preferably 0.01 to 1 mol / l.