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DE3942769A1 - Implantatwerkstoff fuer die medizinische technik - Google Patents

Implantatwerkstoff fuer die medizinische technik

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Publication number
DE3942769A1
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DE
Germany
Prior art keywords
triazine resin
esp
ball
endoprosthesis
alumina
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19893942769
Other languages
English (en)
Inventor
Walter Dipl Phys Dr Gohl
Friedrich J Dr Esper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to CH312190A priority patent/CH679778A5/de
Priority to AT255190A priority patent/AT397616B/de
Publication of DE3942769A1 publication Critical patent/DE3942769A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L27/44—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
    • A61L27/443—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix with carbon fillers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Implantatwerkstoff nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist bekannt, z. B. aus Bosch Technische Berichte, Band 8 (1986), Heft 3, Seiten 132-140 sowie der DE-OS 29 41 369 zur Herstellung von Knochenimplantaten Verbundwerkstoffe aus Kohlen­ stoffasern und einer duroplastischen Matrix aus einem Triazinharz zu verwenden. Derartige Implantatwerkstoffe, auch unter der Bezeichnung "Resiform TCF" bekannt, zeichnen sich durch eine gute Biokompatibilität, ausreichende statische und dynamische Festigkeiten, mechanische Eigenschaften ähnlich denen des menschlichen Knochens, um Relativbewegungen zwischen Knochen und Implantat zu vermeiden, keine Verformung unter Belastung durch Kaltfluß (Kriechen) sowie eine gute Schwingungs- bzw. Stoßdämpfung aus.
Aus der gleichen Literaturstelle ist es bekannt, z. B. als Hüft­ gelenkersatz zur Erzielung einer ausreichenden Verschleißfestig­ keit, Paarungen aus verschiedenen Implantatteilen, z. B. Kugel- Pfannenpaarungen zu verwenden, bei denen die Pfanne aus einem durch Kohlenstoffasern verstärkten Verbundwerkstoff, dessen duro­ plastische Matrix ein Triazinharz ist, besteht und die Kugel aus Al2O3. Dies bedeutet, daß bisher Gleitlager und Gleitgelenk üblicherweise aus zwei verschiedenen Werkstoffen hergestellt wurden, um ein gutes Reib- und Verschleißverhalten zu erreichen.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Implantatwerkstoff mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber den bekannten Implantatwerkstoffen auf Basis eines mit Kohlenstoffasern ver­ stärkten Triazinharzes den Vorteil, daß er sich auch überall dort einsetzen läßt, wo bisher zur Erzielung eines guten Reib- und Verschleißverhaltens Paarungen aus zwei verschiedenen Werk­ stoffen eingesetzt wurden. So eignet sich der erfindungsgemäße Implantatwerkstoff in besonders vorteilhafter Weise zur Herstel­ lung von Gleitlagern und Gleitgelenken, insbesondere Hüft- und Kniegelenken. Er läßt sich mit Erfolg aber auch überall dort ein­ setzen, wo bisher Werkstoffe ohne Al2O3-Gehalt eingesetzt wurden.
Die Erfindung ermöglicht somit beispielsweise die Herstellung von künstlichen Knie- und Hüftgelenken, bei denen Gleitlager und Gleitgelenk aus dem gleichen Werkstoff bestehen.
Durch die erfindungsgemäße Zumischung von Al2O3 zu dem Gemisch aus Kohlenstoffasern und Triazinharz in den angegebenen Mengen läßt sich nicht nur eine beträchtliche Verschleißverminderung erreichen, sondern vielmehr auch eine Erhöhung der Härte und der Druckfestigkeit.
Bei Al2O3-Gehalten von unter 5 Gew.-% tritt keine bzw. eine nur unzureichende verschleißverbessernde Wirkung auf. Bei Al2O3-Gehalten von über 20 Gew.-% führt der verminderte Harzanteil zu einer schlechten Gleitwirkung und Elastizität.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Es wurden insgesamt 9 veschiedene Implantatwerkstoffe V1 bis V9 mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
Zur Herstellung der Werkstoffe wurden Triazinharz, Kohlenstoffasern und Al₂O₃ in folgenden Mengen miteinander vermischt:
Werkstoffe V1 und V2
Werkstoffe V3; V4; V5; V6
Werkstoffe V7; V8; V9
Zur Herstellung der Mischungen V1 und V2 wurden Triazin­ harzlösungen folgender Zusammensetzung verwendet:
Zur Herstellung der Mischungen V3 bis V9 wurden Triazinharz­ lösungen folgender Zusammensetzung verwendet:
Die Zugabe von Octa-Soligen Zink, von Brenzkatechin sowie von Triethylendiamin erfolgte zum Zwecke der Erhöhung der Vernetzungs­ geschwindigkeit.
Die verschleißmindernde Wirkung der neuen Implantatwerkstoffe wurde nach dem "Ring on Disc-Versuch" nachgewiesen. Zu diesem Zwecke wurden die Werkstoffe V1 bis V9 zu Formkörpern verformt und dem in dem deutschen Normentwurf YSO/DIS 6479 näher beschriebenen Test unterworfen. Die verschleißmindernde Wirkung der Prüflinge ergibt sich aus dem Diagramm der Fig. 1. Demnach führt der Zusatz des Al2O3-Pulvers unter den ange­ wandten Testbedingungen zu einer Verschleißverminderung um den Faktor 30-40.

Claims (5)

1. Implantatwerkstoff für die medizinische Technik, insbesondere zur Herstellung von Endoprothesen, auf Basis eines durch Kohlenstoffasern verstärkten Verbundwerkstoffes, dessen duroplastische Matrix ein Triazinharz ist, gekennzeichnet durch einen Aluminiumoxidgehalt von 5 bis 20 Gew.-%.
2. Implantatwerkstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Aluminiumoxidgehalt von 8 bis 12 Gew.-%.
3. Verwendung des Implantatwerkstoffes nach Ansprüchen 1 oder 2 zur Herstellung von Endoprothesen-Gelenken.
4. Verwendung des Implantatwerkstoffes nach Ansprüchen 1 oder 2 zur Herstellung von Pfannen-Kugel-Kombinationen.
5. Verwendung des Implantatwerkstoffes nach Ansprüchen 1 oder 2 zur Herstellung von Kniegelenk-Endoprothesen.
DE19893942769 1989-12-23 1989-12-23 Implantatwerkstoff fuer die medizinische technik Withdrawn DE3942769A1 (de)

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Also Published As

Publication number Publication date
CH679778A5 (de) 1992-04-15
ATA255190A (de) 1993-10-15
AT397616B (de) 1994-05-25

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