DE69231787T2

DE69231787T2 - Medizinischer Artikel und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69231787T2
Application number: DE69231787T
Authority: DE
Inventors: Norihisa Mino; Kazufumi Ogawa; Mamoru Soga
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1992-01-22
Publication date: 2001-08-02
Anticipated expiration: 2012-01-23
Also published as: KR950003700B1; US5578340A; DE69231787D1; US5443511A; EP0497204A2; KR920014486A; EP0497204B1; CA2060026A1; EP0497204A3; CA2060026C

Description

Hintergrund der vorliegenden Erfindung

Diese Erfindung betrifft medizinische Artikel zur Einführung in Organismen und genauer gesagt medizinische Hochleistungsartikel zur Einführung in Organismen, typischerweise Prothesen, wie ein künstliches Herz und eine künstliche Vene, sowie medizinische Elemente, wie ein Blutbeutel, ein Katheder, ein Bluttransportmittel, ein Dialyse-Apparat, ein künstliches Gelenk und ein künstlicher Zahn. Genauer gesagt, die Erfindung betrifft ein künstliches Gelenk, insbesondere ein verbessertes künstliches Gelenk mit reduziertem Reibungswiderstand.

Beschreibung des Standes der Technik

Prothesen, wie ein künstliches Herz und eine künstliche Vene, sowie medizinische Elemente, wie einen Blutbeutel, einen Katheder, ein Bluttransportwerkzeug, ein Dialyse- Apparat, ein künstliches Gelenk und ein künstlicher Zahn, müssen sehr genau beschriebene Eigenschaften haben, wie die Fähigkeit der Verhinderung von Blutagglomeration sowie Reinheit.
Bislang werden medizinische Elemente zur Insertion in einen Organismus, wie künstliche Herzen, im Hinblick auf den Organismus inaktiv gemacht, um einen Thrombus oder eine Abstoßung zu verhindern.
Im Stand der Technik bestehen allerdings verschiedene Probleme mit den bei der Herstellung der medizinischen Elemente verwendeten Materialien. Die vorliegende Erfindung sucht danach die oben genannten Probleme, die im Stand der Technik inhärent sind, zu lösen. Ein Ziel ist es daher, einen medizinischen Artikel zur Insertion in einen Organismus bereitzustellen, der sehr verlässlich ist und einen Thrombus oder Abstoßung verhindern kann.
Künstliche Gelenke werden hauptsächlich aus Keramikmaterialien oder Metallen hergestellt. Die Wahl des Materials hängt vom Typ des Organismus, von der mechanischen Festigkeit, den Reibungseigenschaften usw. ab. Insbesondere die Oberfläche des künstlichen Gelenks wird gefinished, um so glatt wie möglich zu sein, um die Reibungseigenschaften zu verbessern. Zur Verbesserung der Reibungseigenschaften wird üblicherweise ein Fluorbasierender Polymerbeschichtungsfilm, z. B. aus Polytetrafluorethylen, als Grenzfläche verwendet. Es gibt aber immer noch viel Forschung und Entwicklung, die die Reduktion des Reibungswiderstandes betrifft, erhältlich durch Verwendung von fluorbasierenden Polymerbeschichtungsfilmen.
Wie dem auch sei, die fluorbasierende Polymerbeschichtungsfilme, die studiert wurden im Hinblick auf die Reduktion des Reibungswiderstandes, haben ein schweres Problem, da sie kaum an das Substrat anhaften und daher sehr leicht von diesem abgetrennt werden, wenn Reibung unter Anwendungsbelastung stattfindet, was zu einer Akkumulation von abgetrennten Partikeln im Gelenk führt. Aus diesem Grund ist es allgemeine Praxis geworden, das Finish des Reibungsteiles so glatt wie möglich zu machen und kein Element zur positiven Reduzierung des Reibungswiderstandes zu verwenden.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein künstliches Hochleistungsgelenk zur Verfügung zu stellen, welches den Reibungswiderstand verringern kann, sowie ein Material zur Reduzierung des Reibungswiderstandes, welches nicht weggerubbelt wird, selbst unter Anwendung einer Reibungsbelastung. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen künstlichen Zahn zur Verfügung zu stellen, an welchen Ablagerungen oder unvorteilhafte Gerüche nicht leicht anhaften. Ein Ziel der Erfindung ist es, einen medizinischen Artikel zur Verfügung zu stellen, umfassend einen chemisch adsorbierten Film als Oberflächenschicht, kovalent gebunden an das medizinische Element durch -Si-Bindungen, wobei der chemisch adsorbierte Film Fluorokohlenstoff-Kettengruppen enthält.
Es ist bevorzugt in dieser Erfindung, dass der chemisch adsorbierte Film ein monomolekularer Film ist.
Es ist bevorzugt in dieser Erfindung, dass der chemisch adsorbierte Film ein Polymerflim ist.
Es ist bevorzugt in dieser Erfindung, dass der Artikel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem künstlichen Zahn, einem künstlichen Gelenk, einem künstlichen Knochen, einem Blutbeutel, einem Katheder, einem Bluttransportwerkzeug, einem Dialyse-Element, einem Faden zur Operation, einem medizinischen implantat und einem Operationswerkzeug.
Es ist bevorzugt in dieser Erfindung, dass der Artikel aus einem Material gemacht ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Keramikmaterialien, Plastikmaterialien, Porzellanmaterialien und Metallen.
Es ist bevorzugt in dieser Erfindung, dass der fluorenthaltende chemisch adsorbierte Film an eine siloxanbasierende innere Schicht laminiert ist, wobei die innere Schicht durch kovalente Bindungen an die Oberfläche des Materials des medizinischen Elements gebunden ist, wobei die innere Schicht und der chemisch adsorbierte Film miteinander durch kovalente Bindungen verbunden sind.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Artikels zur Verfügung zu stellen, umfassend die Stufen des Inkontaktbringen des medizinischen Artikels, enthaltend aktive Wasserstoffgruppen an der Oberfläche, in einer nichtwässrigen organischen Lösung eines silanbasierenden oberflächenaktiven Materials, mit einer Chlorosilangruppe an einem Ende und einer Fluorokohlenstoffgruppe am anderen Ende, wodurch das silanbasierende oberflächenaktive Material an das medizinische Element adsorbiert wird, Abwaschen nicht reagierter Materialien durch Verwendung einer nichtwässrigen Lösung und reagieren mit Wasser, zum Erhalt eines medizinischen Elements mit einem chemisch adsorbierten monomolekularen Film.
Es ist bevorzugt in dieser Erfindung, dass die aktive Wasserstoffgruppe an der Materialoberfläche mindestens eine funktionelle Gruppe ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Hydroxylgruppe, einer Iminogruppe und einer Aminogruppe.
Es ist bevorzugt in dieser Erfindung, dass die aktiven Wasserstoffgruppen an der Materialoberfläche zur Verfügung gestellt werden durch eine Plasma- oder Coronabehandlung.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, die folgenden Stufen zur Verfügung zu stellen: Inkontaktbringen des medizinischen Artikels, enthaltend aktive Wasserstoffgruppen auf der Oberfläche, in einer nichtwässrigen organischen Lösung eines silanbasierenden oberflächenaktiven Materials, mit einer Chlorosilangruppe an einem Ende und einer Fluorokohlenstoffgruppe am anderen Ende, wodurch das silanbasierende oberflächenaktive Material auf das medizinische Element adsorbiert wird, und anschließende Reaktion mit Wasser, um ein medizinisches Element zu erhalten, mit einem chemisch adsorbierten Polymerfilm.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, die folgenden Stufen zur Verfügung zu stellen: Inkontaktbringen des medizinischen Artikels, enthaltend aktive Wasserstoffgruppen an der Oberfläche, mit einer nichtwässrigen Lösung, enthaltend ein Material, dessen Moleküle eine Mehrzahl von Halosilylgruppen enthalten, Substituieren von Halosilylgruppen mit Silanolgruppen in einem Teil einer inneren Schicht, geformt auf der Oberfläche des medizinischen Elements, durch Reaktion mit Wasser, mit oder ohne vorherige Entfernung von unreagiertem Material auf der Oberfläche durch Waschen mit einer nichtwässrigen Lösung, Inkontaktbringen des medizinischen Artikels mit aktiven Wasserstoffgruppen an der Oberfläche mit einer nichtwässrigen organischen Lösung, enthaltend ein silanbasierendes oberflächenaktives Material, mit einer Chlorosilangruppe an einem Ende und einer Fluorokohlenstoffgruppe am anderen Ende, um das silanbasierende oberflächenaktive Material auf die Oberfläche der inneren Schicht zu adsorbieren, Abwaschen von unreagiertem Material durch Verwendung einer nichtwässrigen Lösung, oder ohne vorherige Entfernung von unreagiertem Material auf der Oberfläche durch Waschen mit einer nichtwässrigen Lösung, und Reagieren mit Wasser, um einen laminierten chemisch adsorbierten monomolekularen Film zu formen.
Es ist bevorzugt in dieser Erfindung, dass das Material, enthaltend eine Mehrzahl an Halosilylgruppen zur Formung der inneren Schicht, mindestens ein Element ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus SiCl&sub4;, SiHCl&sub3;, SiH&sub2; Cl&sub2;, Cl(SiCl&sub2; O)n Cl&sub3;, worin n eine ganze Zahl von 1 bis 20 bedeutet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, vergrößert auf ein molekulares Level, die die Oberfläche einer künstlichen Vene als Beispiel 1 der Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, vergrößert auf ein molekulares Level, die die Oberfläche eines medizinischen Elements wie in Beispiel 2 der Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, vergrößert auf ein molekulares Level, die die Oberfläche des medizinischen Elements mit einem monomolekularen Siloxanfilm zeigt.
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, vergrößert auf ein molekulares Level, die die Oberfläche des medizinischen Elements zeigt, nach Formung eines monomolekularen Fluorbeschichtungsfilmes.
Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, vergrößert auf ein molekulares Level, die die Oberfläche eines künstlichen Gelenks wie in Beispiel 5 der Erfindung zeigt.
Fig. 6 ist eine schematische Ansicht, vergrößert auf ein molekulares Level, die die Oberfläche einer weiteren Ausführungsform des künstlichen Gelenks, wie in Beispiel 4 der Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, die die Oberfläche des künstlichen Gelenks zeigt, versehen mit einem chemisch adsorbierten Film enthaltend eine Vielzahl von Silanolbindungen, wie in Beispiel 4 der Erfindung.
Fig. 8 ist eine schematische Ansicht, vergrößert auf ein molekulares Level, die die Oberfläche einer weiteren Ausführungsform des künstlichen Gelenks zeigt, wie in Beispiel 4 der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Ein medizinischer Artikel mit aktiven Wasserstoffgruppen, wie Hydroxylgruppen, Aminogruppen oder Iminogruppen an seiner Oberfläche wird entweder direkt oder nach Formung einer inneren Schicht auf seiner Oberfläche in eine Lösung eingetaucht. Die Lösung wird hergestellt durch Lösen eines oberflächenaktiven Materials, z. B. CF&sub3; (CF&sub2;) (CH&sub2;)&sub2; SiCl&sub3; in einem nichtwässrigen Lösungsmittel. Eine Dehydrochlorierungsreaktion wird zwischen aktiven Wasserstoffgruppen an der Oberfläche des Elements und SiCl-Gruppen des oberflächenaktiven Materials in Gang gesetzt, was Bindungen des Typs CF&sub3; (CF&sub2;)&sub7; (CH&sub2;)&sub2; Si(O-)&sub3; über die gesamte Oberfläche erzeugt. Ein fluorenthaltender monomolekularer Film wird geformt, der chemisch (oder kovalent) an die Elementoberfläche gebunden ist und eine Dicke im Nanometerbereich hat. Da der chemisch adsorbierte Film kovalent an das Element oder die innere Schicht gebunden ist, ist er chemisch stabil und nur sehr schwer abzutrennen. Ausgezeichnete medizinische Artikel können erhalten werden, wenn die Erfindung bei einem künstlichen Zahn, einem Gelenk, einem Knochen, einem Blutbeutel, einem Katheder, einem Bluttransportwerkzeug, einem Dialyse-Element, einem Operationsfaden, einem medizinischen Implantat und einem Operationswerkzeug angewandt wird.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird ein Fluorkohlenstoff basierender monomolekularer Film mit einer sehr dünnen Dicke im Nanometerbereich, der biokompatibel mit dem Organismus ist, auf der Oberfläche des medizinischen Elements geformt. Also kann der medizinische Artikel in einen Organismus eingebracht werden, ohne seine intrinsischen Funktionen zu verschlechtern. Es ist also möglich, ein hochverlässliches medizinisches Element zur Insertion in Organismen zur Verfügung zu steilen, welches Thrombus und Abstoßung verhindern kann. Zusätzlich, da das Element mit einer sehr dünnen Oberflächenschicht ausgeformt ist, enthaltend Kohlenstoff-Fluorgruppen, ist das Element inaktiv gegenüber Blut und anderen Körperflüssigkeiten. Weiter, da der Oberflächenfilm chemisch an das Material durch Siloxanbindungen gebunden ist, trennt er nicht vom Substrat ab und hat eine ausgezeichnete Haltbarkeit. Weiter, da der chemisch adsorbierte Film in Übereinstimmung mit der Erfindung ein monomolekularer Film ist, ist er dünn, hat ausgezeichnete Transparenz und verschlechtert nicht die intrinsischen Eigenschaften des medizinischen Elements (d. h. des Materials).
Übliche medizinische Artikel werden aus Plastikmaterialien, Metallen oder Keramikmaterialien hergestellt und sind daher inadäquat für Organismen. In Übereinstimmung damit wird die Oberfläche solch eines Materials oxidiert, im Vorau, um hydrophil zu sein (z. B. durch eine Sauerstoff-Plasmabehandlung bei 100 W für etwa 30 Minuten, wenn das Element ein Plastikmaterial ist, wie ein Urethanharz) und anschließend mit einer nichtwässrigen Lösung in Kontakt gebracht, enthaltend Moleküle mit einer graden Kohlenstoffkette mit einer Chlorosilangruppe (-SiCln X3-n, n stellt 1, 2 oder 3, X stellt eine funktionelle Gruppe dar) an einem Ende, z. B. mit einem Chlorosilan oberflächenaktiven Material mit einer Fluorokohlenstoffgruppe und einer Chlorosilangruppe.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird der chemisch adsorbierte Film in geeigneter Weise geformt durch Verwendung eines Chlorosilan basierenden oberflächenaktiven Materials enthaltend eine Alkylfluoridgruppe.
Beispiele des Chlorosilan basierenden oberflächenaktiven Materials enthaltend eine AIkylfluoridgruppe sind Trichlorosilan basierende oberflächenaktive Materialien, wie CF&sub3; (CF&sub2;)&sub7; (CH&sub2;) SiCl&sub3;, CF&sub3; (CH&sub2;)&sub2; O (CH&sub2;)&sub1;&sub5; SiCl&sub3;, CF&sub3; (CH&sub2;)&sub2; Si (CH&sub3;)&sub2; (CH&sub2;)&sub1;&sub5; SiCl&sub3;, F (CF&sub2;) (CH&sub2;)&sub2; Si(CH&sub3;)&sub2; (CH&sub2;)&sub9; SiCl&sub3;, CF&sub3; COO (CH&sub2;)&sub1;&sub5; SiCl&sub3;, CF&sub3; (CF&sub2;)&sub5; (CH&sub2;)&sub2; 31013, F (CF&sub2;)&sub8; (CH&sub2;)&sub2; Si (CH&sub3;)&sub2; (CH&sub2;)&sub5; SiCl&sub3; und mit niederen Alkylgruppen substituierte Monochlorosüan- oder Dichlorosilan basierende oberflächenaktive Materialien, wie
CF&sub3; (CF&sub2;)&sub7; (CH&sub2;)&sub2; SiCln (CH&sub3;)3-n, CF&sub3;(CF&sub2;)&sub7; (CH&sub2;)&sub2; SiCln C&sub2;H&sub5;)3-n, CF&sub3;OH&sub2; O (CH&sub2;)&sub1;&sub5; SiCln (CH&sub3;)3-n, CF&sub3; CH&sub2; O (CH&sub2;)&sub1;&sub5; SlCln (C&sub2;H&sub5;)3-n, CF&sub3; (CH&sub2;)&sub2; Si (CH&sub3;)&sub2; (CH&sub2;)&sub1;&sub5; SiCln (CH&sub3;)3-n,
F(CF&sub2;)&sub4; (CH&sub2;)&sub2; Si(CH&sub3;)&sub2; (CH&sub2;)&sub9; SiCln (C&sub2;H&sub5;)3-n, F(CF&sub2;)&sub8; (CH&sub2;)&sub2; Si (CH&sub3;)&sub2; (CH&sub2;)&sub9; SiCln (CH&sub3;)3-n, CF&sub3; CO O (CH&sub2;)&sub1;&sub5; SiCln (CH&sub3;)3-n und CF&sub3; (CF&sub2;)&sub5; (CH&sub2;)&sub2; SiCln (CH&sub3;)3-n (worin n 1 oder 2 darstellt). Unter diesen Materialien sind Trichlorosilan basierende oberflächenaktive Materialien insbesondere geeignet. Dies ist so, da Chlorosilylbindungen, andere als die, die an die hydrophilen Gruppen gebunden sind, intermolekulare Bindungen zwischen benachbarten Chlorosilan- und Siloxanbindungen formen, was die Formung eines stärker chemisch adsorbierten Füms erlaubt. Weiter ist
CF&sub3; (CF&sub2;(CH&sub2;)&sub2; SiCl&sub3;,
worin n eine ganze Zahl von am geeignetsten im Bereich 3 bis 25 darstellt, geeignet, da eine Balance der verschiedenen Funktionen vorliegt, wie Löslichkeit in Lösungsmitteln, Fähigkeit zur chemischen Adsorption und Wasserabstoßung, Ölabstoßung und Antikontaminationseigenschaft. Weiter, durch Einführung einer Ethylen- oder Acetylen-Gruppe in den Alkylfluorid-Kettenteil, kann der chemisch adsorbierte Film nach der Formung vernetzt werden, durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl von 5 Mrad., um weiter die Härte zu verbessern.
Das Chlorosilan basierende oberflächenaktive Material, fähig zur Verwendung in Übereinstimmung mit der Erfindung, ist nicht auf die beschränkt, die oben in der Form einer geraden Kette beschrieben worden sind und es ist möglich, die zu verwenden, die eine verzweigte Alkylfluorid- oder Kohlenwasserstoffgruppe aufweisen, oder die, die eine substituierte Alkylfiuorid- oder Kohlenwasserstoffgruppe am Siliciumatom an dem einen Ende aufweisen (d. h. solche dargestellt durch die Formel
R&sub2; SiCl&sub2;, R&sub3; SiCl, R¹R² SiCl&sub2; oder R¹ R² R³ SiCl, worin R, R¹, R² und R³ eine Alkylfluorid oder Kohlenwasserstoffgruppe darstellen). Um die Adsorptionsdichte allerdings zu vergrößern, ist die gradkettige Form bevorzugt.
Durch chemisches Adsorbieren eines Materials zur Formung einer inneren Schicht mit einer Mehrzahl an Chlorosilysgruppen, z. B. SiCl&sub4;, SiHCl&sub3;, SiH&sub2;Cl&sub2; und Cl (SiCl&sub2;O)n Cl&sub3; (worin n eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 20 darstellt), SiClm (CH&sub3;)4-m, SiClm (D&sub2;H&sub5;)4-m (worin m 1, 2 oder 3 darstellt), und HSi ClI (CH&sub3;)3-I, HSiClI (C&sub2;H&sub5;)3-I (worin I 1 oder 2 darstellt), und anschließende Reaktion des Materials mit Wasser, werden Chlorosilylbindungen an der Oberfläche in hydrophile Silanolbindungen umgewandelt. Dies bedeutet, wenn ein Plastikformling das Prozessmaterial ist, dass die Oberfläche davon hydrophil gemacht werden kann.
Unter den medizinischen Artikeln, fähig zur Einfügung in Organismen in Übereinstimmung mit der Erfindung, sind Prothesen, wie künstliche Herzen und künstliche Venen, und auch solche Elemente wie Blutbeutel, Katheder, Bluttransportwerkzeuge und medizinische Teile verwendet für die Dialyse. In den unten gegebenen Beispielen sind künstliche Venen spezifischer beschrieben.
In Übereinstimmung mit der Erfindung werden die dem Stand der Technik inhärenten Probleme gelöst mit einem künstlichen Gelenk, welches mit einem fluorenthaltenden chemisch adsorbierten Film auf seiner Oberfläche ausgerüstet ist.
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird ein chemisch adsorbierter Film von Fluorkohlenstoff basierenden Molekülen, mit einer superdünnen Dicke im Nanometerbereich auf der Oberfläche eines künstlichen Gelenks geformt. Also kann der Fluorokohlenstoff basierende molekulare Film den Reibungswiderstand verringern. Weiter, da er ein chemisch adsorbierter Film ist, ist er fest an das verarbeitete Material gebunden und er ist nur schwierig abzutrennen. Da er weiter dünn ist, verschlechtert er nicht die intrinsischen Funktionen des künstlichen Gelenkes.
Für übliche künstliche Gelenke werden Keramikmaterialien oder Metalle üblicherweise im Wesentlichen exklusiv verwendet, im Hinblick auf Überlegungen bezüglich der mechanischen Festigkeit und Formbarkeit. Wie dem auch sei, harte Plastikmaterialien werden auch verwendet. Daher enthält die Oberfläche solch eines künstlichen Gelenkes Hydroxylgruppen oder ähnliche hydrophile Gruppen mit aktiven Wasserstoffatomen. Daher kann üblicherweise ein Chlorosilan basierendes oberflächenaktives Material, mit einer Chlorosilylgruppe am einen Ende und einer Fluorokohlenstoffgruppe am anderen Ende einfach chemisch adsorbiert werden. Bei einem künstlichen Gelenk, hergestellt aus solch einem Material wie rostfreiem Stahl oder ähnlichen Metallen oder harten Plastikmaterialien, die schwierig zu oxidieren sein können, kann die Oberfläche hydrophil gemacht werden, im Voraus durch eine Plasma- oder Coronabehandlung. Weiter kann, wenn die Dichte der hydrophilen Gruppen gering ist, ein Material, enthaltend eine Mehrzahl von Chlorosilylbindungen, chemisch adsorbiert werden, um einen Beschichtungsfilm dieses Materials zu formen, anschließend werden die Chlorosilylbindungen in Silanolbindungen umgewandelt, durch Reaktion mit Wasser, und dann wird das Chlorosilan basierende oberflächenaktive Material mit den Silanolbindungen laminiert. In dieser Art kann ein hochdichter Fluorokohlenstoff enthaltender, chemisch adsorbierter Film erhalten werden. Dieses Verfahren der vorangehenden Formung eines chemisch adsorbierten Filmes eines Materials, enthaltend eine Mehrzahl von Chlorosilylbindungen, ist selbstverständlich nicht nur in den Fällen einer geringen Dichte an hydrophilen Gruppen anwendbar, sondern auch bei irgendwelchen anderen Verfahrensmaterialien. Weiter verbessert das Verfahren der vorangehenden chemischen Adsorption eines Materials, enthaltend eine Mehrzahl von Chlorosilylbindungen, nicht nur die Dichte der Adsorption von Chlorosilan basierenden oberflächenaktiven Materialien, sondern erlaubt auch eine Kontrolle der Dichte der Adsorption von Chlorosilan basierenden oberflächenaktiven Materialien. Der chemisch adsorbierte Film, zur Verfügung gestellt für ein künstliches Gelenk in Übereinstimmung mit der Erfindung, kann ausreichend seine Funktion erfüllen, selbst wenn er monomolekularer Film ist. Ein einzelner chemisch adsorbierter monomolekularer Film kann ohne irgendeine spezifische Einrichtung geformt werden. Das heißt, er kann geformt werden durch Inkontaktbringen des künstlichen Gelenkes mit dem Chlorosilan basierenden oberflächenaktiven Material und anschließendes Waschen des Materials mit einer nichtwässrigen Lösung. Weiter ist ein einzelner chemisch adsorbierter Film eines Materials, enthaltend eine Mehrzahl an Chlorosilylbindungen, ausreichend effektiv. Auch in diesem Fall kann ein chemisch adsorbierter monomolekularer Film geformt werden, durch Waschen mit einer nichtwässrigen Lösung, wie oben beschrieben. Das künstliche Gelenk in Übereinstimmung mit der Erfindung ist ausreichend effektiv, solange ein Chlorosilan basierendes oberflächenaktives Material chemisch an mindestens eine Sektion des Gelenks adsorbiert wird und es besteht kein Bedarf der Formung irgendeines chemisch adsorbierten Films auf irgendeinem nicht notwendigen Teil. Um selektive Adsorption eines chemisch adsorbierten Filmes hervorzurufen, können nur die notwendigen Teile in eine Chlorosilan basierende oberflächenaktive Materiallösung getaucht werden. Mit einer solchen selektiven Formung eines chemisch adsorbierten Films kann der Reibungswiderstand reduziert werden, ohne Einschränkung im Hinblick auf die Gesundheit des Organismus.
Unter diesen Beispielen sind insbesondere die, basierend auf Trichlorosilan besonders geeignet, da Chlorosilylgruppen, verschieden von denen verbunden mit den hydrophilen Gruppen, intermolekulare Bindungen zwischen benachbarten Chlorosilangruppen und Siloxanbindungen formen, was die Formung eines fester chemisch adsorbierten monomolekularen Filmes erlaubt. Weiter kann durch Einführen einer C=C oder C=C-Gruppe in eine Alkylkette oder eine Alkylfluorid-Kettenportion der chemisch adsorbierte Film nach Formung durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl von etwa 5 Mrad vernetzt werden, um weiter seine Härte zu verbessern.
Das künstliche Gelenk in Übereinstimmung mit der Erfindung kann hergestellt werden durch einfaches Eintauchen und Falten des künstlichen Gelenks, folgend dem Formungsverfahren, in eine nichtwässrige Lösung, enthaltend ein Chlorosilan basierendes oberflächenaktives Material. Kein weiterer spezifischer Schritt wird benötigt.
Beispiele des Lösungsmittels, verwendbar in Übereinstimmung mit der Erfindung, sind Hexadecan, Toluol, Xylol, Dicyclohexyl, Kohlenstofftetrachlorid, Chloroform, Freon-113 und andere nichtwässrige organische Lösungsmittel. Typische künstliche Gelenke in Übereinstimmung mit der Erfindung sind die Gelenke des Knies, der Finger, des Kiefers, der Schulter, des Arms, des Handgelenks, des Fußgelenks, der Hüfte usw. In den im Folgenden gegebenen Beispielen wird das Knie beschrieben.
Durch Verarbeitung der Oberfläche eines künstlichen Zahnes in derselben Art und Weise, hat der verarbeitete künstliche Zahn eine Oberfläche, die durch einen sehr dünnen inaktiven Beschichtungsfilm bedeckt ist, enthaltend Fluorokohlenstoffgruppen, auf welchem Ablagerungen oder unangenehme Gerüche nicht einfach anhaften.
Wie gezeigt, werden die intrinsischen Funktionen des medizinischen Elements nicht verschlechtert, da ein Fluorokohlenstoff basierender monomolekularer Film mit einer Dicke im Nanometerbereich auf der Oberfläche eines medizinischen Elements zur Einführung in einen Organismus geformt wird. Zusätzlich ist der Kohlenstofffluorid basierende monomolekulare Film relativ inaktiv gegenüber Organismen und trennt nicht ab oder wird nicht abgerieben. Also ist der Film sehr nützlich für medizinische Elemente, die keinen Thrombus oder Abstoßung hervorrufen sollen.
Bei einem künstlichen Gelenk, versehen mit einem Fluor enthaltenden chemisch adsorbierten Film, kann ein Fluorokohlenstoff basierender molekularer Film mit einer Dicke im Nanometerbereich geformt werden, auf der Oberfläche eines Reibungsteils des künstlichen Gelenks, ohne dass die intrinsischen Funktionen des künstlichen Gelenks verschlechtert werden. Der Kohlenstofffluorid basierende chemisch adsorbierte Film ist im Hinblick auf den Organismus biokompatibel, erlaubt vergrößerte Reduktion des Reibungswiderstandes und er wird nicht abgetrennt oder abgerieben. Also ist der Film sehr nützlich für ein künstliches Gelenk, das in einem Organismus verwendet werden soll und in welchem ein Schmiermittel oder ähnliches nicht verwendet werden kann.
Durch Bedecken der Oberfläche eines künstlichen Zahnes in derselben Art und Weise ist es möglich, das Anhaften von Ablagerungen, Verunreinigungen und/oder unangenehmen Gerüchen zu verhindern.

Beispiel 1

Ein hergestelltes künstliches Blutgefäß (Vene), hergestellt aus Polyethylen (oder einem Plastikmaterial, wie Urethanharz, Nylon, Siliconharz oder PVA-Harz) wird hergestellt. Seine Oberfläche wird durch Behandlung in einem Sauerstoff enthaltenden Plasma bei 100 W für etwa 30 Minuten hydrophil gemacht. Als Alternativ-Verfahren zur Hydrophilisierung der Oberfläche wird die hergestellte Vene in eine Lösung eingetaucht und dort für 30 Minuten gehalten. Die Lösung wird erhalten durch Zugabe von 10 Gew.-% Kaliumdichromat zu konzentrierter Schwefelsäure bei 80ºC. Die künstliche Vene kann auch in eine Lösung eingetaucht und in ihr für eine Stunde gehalten werden, die erhalten wird durch Lösen von 10 Gew.-% Kaliumperchlorat in konzentrierter Schwefelsäure. [Es ist allerdings nicht notwendig, bei Plastikmaterialien mit Iminogruppen (=NH) wie Polyamidsubstraten oder Polyurethansubstraten, eine Oberflächenbehandlung durchzuführen, da Iminogruppen aktive Wasserstoffatome aufweisen. Daher ist es relativ einfach, die Gruppen zu reduzieren durch Initiation der Dehydrochlorierungsreaktion mit den Chlorosilylgruppen des oberflächenaktiven Materials]. Anschließend wird die künstliche Vene mit einem organischen Lösungsmittel gewaschen und in eine Lösung eingetaucht und in ihr für etwa 2 Stunden gehalten, enthaltend ein Material mit einer Fluorokohlenstoffgruppe und einer Chlorosilangruppe, z. B. eine Lösung erhalten durch Lösen von etwa 1 Gew.-%
CF&sub3; (CF&sub2;)&sub7; (CH&sub2;)&sub2; SiCl&sub3;
in einer Freon-113-Lösung. Als Resultat wird eine Reaktion unter Erzeugung von Salzsäure (Dehydrochlorierungsreaktion) zwischen den -SiCl-Gruppen des Materials mit einer Fluorokohlenstoffgruppe und einer Chlorosilangruppe und den Hydroxylgruppen, vielfach enthalten auf der Plasma-behandelten Oberfläche (oder auf der Plastikoberfläche oder der Metalloberfläche), was also Bindungen des Typs
CF&sub3; (CF&sub2;)&sub7; (CH&sub2;)&sub2; Si(O-)&sub3;
über die gesamte Oberfläche erzeugt. Es wurde gefunden, dass ein Fluor enthaltender monomolekularer Film 2 geformt wurde. Der Film war chemisch an die Oberfläche 1 gebunden und hatte eine Dicke von etwa 1,5 Nanometer (Fig. 1). Der monomolekulare Film war chemisch sehr stark gebunden und trennte sich nicht ab.
Dieser monomolekulare Film bestand aus Fluor enthaltenden Molekülen in einer Anordnung auf der Oberfläche. Er war biokompatibel bis inaktiv gegenüber Organismen und verschlechterte nicht die Elastizität und andere physikalischen Eigenschaften der beschichteten Artikel. Dieser Artikel ist auf jeden Fall sehr effektiv als medizinisches Element, wie als Blutbeutel und als Katheder.

Beispiel 2

Wird ein Fluorokohlenstoff basierender monomolekularer Film benötigt, geformt mit einer höheren Dichte, verglichen mit dem Film des Beispiels 1, so wird ein Element, das Plasma behandelt wurde, in eine Lösung eingetaucht und in ihr für etwa 30 Minuten gehalten. Die Lösung wurde hergestellt durch Lösen von 1 Gew.-% eines Materials enthaltend eine Vielzahl von Chlorosilylgruppen, z. B. SiCl&sub4;, SiHCl&sub3;, SiH&sub2;Cl&sub2; und Cl(SiCl&sub2; O)n Cl&sub3; (worin n eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 20 darstellt), insbesondere SiCl&sub4;, das relativ klein und hoch aktiv ist, im Hinblick auf Hydroxylgruppen, und also sehr effektiv bei der Erzeugung einer einheitlichen hydrophilen Oberfläche auf dem Element ist. Als Resultat wird eine Dehydrochlorierungsreaktion auf der Oberfläche des Elements 11 in Gang gesetzt, aufgrund der hydrophilen -OH-Gruppen 12, vorgesehen auf der Oberfläche durch die Plasmabehandlung (Fig. 2). Ein monomolekularer Chlorosilanfilm eines Materials, enthaltend eine Mehrzahl an Trichlorosilylgruppen kann dann geformt werden.
Beispielsweise durch Verwendung von SiCl&sub4; als Material mit einer Mehrzahl an Trichlorosilylgruppen, kann eine Salzsäure-Entfernungsreaktion (Dehydrochlorierungsreaktion) auf der Oberfläche des Elements 11 in Gang gesetzt werden, durch die geringe Anzahl der exponierten hydrophilen -OH-Gruppen. Also werden Moleküle, dargestellt durch die Formeln 1 und/oder 2 auf der Oberfläche durch -SiO-Bindungen gesichert:
Durch anschließendes Waschen des Elements mit einem nichtwässrigen Lösungsmittel, z. B. Freon-113, und anschließend mit Wasser, werden unreagierte SiCl&sub4; Moleküle entfernt und also eine Elementoberfläche erhalten, die einen monomolekularen Siloxanfilm 13, dargestellt durch die Formeln 3 und/oder 4 enthielt.
Der so geformte monomolekulare Film 13 war perfekt an die Elementoberfläche durch chemische -SiO-Bindungen gebunden und trennte nicht ab (Fig. 3).
Dann wurde das Element in eine nichtwässrige Lösung eingetaucht und in ihr für etwa 1 Stunde gehalten. Die Lösung enthielt ein Material mit einer Fluorokohlenstoffgruppe und einer Chlorosilangruppe, z. B. wurde eine Lösung erhalten durch Lösen von etwa 3 Gew.-%
CF&sub3; (CF&sub2;)&sub7; (CH&sub2;)&sub2; SiCl&sub3;
in Freon-113. Als Resultat wurde eine Salzsäure-Entfemungsreaktion (Dehydrochlorlerungsreaktion) gestartet, zwischen -SiCl-Gruppen des Materials mit Fluorokohlenstoffgruppen und Chlorosilangruppen und den Hydroxylgruppen auf der Elementoberfläche (z. B. eine Plastikoberfläche oder eine Metalloberfläche). So werden Bindungen des Typs
CF&sub3; (CF&sub2;)&sub7; (OH&sub2;)&sub2; Si (O-)&sub3;
über die gesamte Oberfläche geformt. Es wurde gefunden, dass ein fluorenthaltender monomolekularer Film 14 geformt wurde. Der Film war chemisch an die Oberfläche 11 gebunden und hatte eine Dicke von etwa 1,5 Nanometer (Fig. 4). Der monomolekulare Film war chemisch sehr fest gebunden und trennte nicht ab.
Obwohl das obige Beispiel CF&sub3; (CF&sub2;)&sub7; (CH&sub2;)&sub2; SiCl&sub3; als Fluorokohlenstoff basierendes oberflächenaktives Material verwendete, kann durch Zugabe oder durch Einbau von Ethylengruppen oder Acetylengruppen in den Teil der Alkylkette der monomolekulare Film nach Formung durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl von etwa 5 Mrad vernetzt werden, was es ermöglicht, die Härte des monomolekularen Films weiter zu verbessern.
Weiter kann durch Adsorption einer Mischung von zwei verschiedenen oberflächenaktiven Materialien mit verschiedenen molekularen Längen, z. B. CF&sub3; (CF&sub2;)&sub7; (CH&sub2;)&sub2; Si (CH&sub3;)&sub2; (CH&sub2;)&sub9; SiCl&sub3; und CF&sub3; (CF&sub2;)&sub7; (CH&sub2;)&sub2; Si (CH&sub3;)&sub2; (CH&sub2;)&sub6; SiCl&sub3; oder CF&sub3; (CF&sub2;)&sub7; (CH&sub2;)&sub2; SiCl&sub3; und CF&sub3; (CF&sub2;)&sub5; (CH&sub2;)&sub7; SiCl&sub3; in einem Verhältnis von 3 : 1 bis 1 : 3 die Elementoberfläche ungleichmäßig in einem molekularen Bereich gemacht werden, was weiter die Wasserabstoßungs- Eigenschaft und Olabstoßungs-Eigenschaft verbessert und weiter die Verhinderung eines Thrombus vergrößert.

Beispiel 3

Ein hergestelltes Aluminiumkniegelenk 21 wurde mit einer organischen Lösung gewaschen und dann nur mit dem Gelenkteil in eine Lösung eingetaucht und in ihr für etwa 2 Stunden gehalten. Die Lösung wurde hergestellt durch Lösen von 10 Gew.-% eines Materials enthaltend eine Kohlenstofffluoridgruppe und eine Chlorosilangruppe, z. B.
CF&sub3; (CF&sub2;)&sub7; (CH&sub2;)&sub2; SiCl&sub3;
in einer Lösung enthaltend 80 Gew.-% n-Hexadecan, 12 Gew.-% Kohlenstofftetrachlorid und 8 Gew.-% Chloroform. Als Resultat wurde eine Dehydrochlorierungsreaktion gestartet, zwischen -SiCl-Gruppen des oberflächenaktiven Materials mit einer Fluorokohlenstoffgruppe und einer Chlorosilylgruppe sowie den Hydroxylgruppen, vielfach enthaltend auf der Aluminiumoberfläche des Gelenkteils des Kniegelenks 21. So werden Bindungen hergestellt, repräsentiert durch Formel 5, auf der Filmoberfläche.
Der Film wurde dann mit Chloroform gewaschen, um unreagiertes Material, verbleibend auf der Oberfläche zu entfernen, gefolgt von Waschen mit Wasser oder Aussetzen gegenüber Luft enthaltend Feuchtigkeit. Die -SiCl-Gruppe wurde in eine -SiOH-Gruppe der Formel [6] umgewandelt.
Jede Silanolgruppe (-SiOH) wurde dann dehydriert und vernetzt, um eine Siloxanbindung (-SiO-) zu formen, nach Trocknung, mittels Formel 7 gezeigt. Die Trocknungstemperatur kann Raumtemperatur oder höher sein.
Der adsorbierte monomolekulare Film 22 hat eine Fluorgruppe und ist chemisch gebunden (d. h. kovalent gebunden) an das Gelenksubstrat 21. Die Formung des chemisch adsorbierten monomolekularen Films 22 wurde gemessen durch die FTIR-Spektroskopie und die Dicke war etwa 1,5 Nanometer (nm). Der monomolekulare Film war sehr fest chemisch gebunden und trennte nicht ab.
Bei einem Gelenk eines Metalls, wie rostfreier Stahl oder Palladium, verschieden von Aluminium, konnte ein ähnlicher monomolekularer Film geformt werden, durch einfache Einstellung der Adsorptionszeit, da die Oberfläche mit einem natürlichen Oxidfilm bedeckt ist, der Hydroxylgruppen enthält.
Dieses Gelenk wurde getestet durch Durchführen einer Gleitoperation für etwa 10000 mal. Es wurde gefunden, dass der Reibungswiderstand sehr stark reduziert werden konnte, verglichen mit einem nichtbehandelten Gelenk. Der monomolekulare Film trennte nicht ab und es wurden keine Kratzer oder Risse produziert.

Beispiel 4

Wie in Fig. 6 gezeigt, wurde ein Gelenk 31 aus rostfreiem Stahl, das hydrophil war aber weniger Hydroxylgruppen enthielt, in eine Lösung eingetaucht und in ihr für 30 Minuten gehalten. Die Lösung wurde erhalten durch Lösen von 1 Gew.-% SiCl&sub4;, als Material mit einer Mehrzahl an Chlorosilylbindungen, in einem Chloroform-Lösungsmittel. Als Resultat wurde eine Dehydrochlorierungsreaktion gestartet, auf der Oberfläche des Knies 31 durch die vorliegende Menge an hydrophilen -OH-Gruppen 32, die im Reibungsteil des Metallgelenks 31 vorliegen. Durch Eintauchen des so erhaltenen chemisch adsorbierten Filmes in ein nichtwässriges Lösungsmittel, d. h. Kohlenstofftetrachlorid, wurde unreagiertes SiCl&sub4; vom Gelenk 31 herunter gewaschen, was einen chemisch adsorbierten monomolekularen Film ergab, dargestellt durch die oben genannten Formeln 1 und/oder 2, auf der Oberfläche des Knies 31.
Durch anschließendes Eintauchen des Gelenks in Wasser konnte ein monomolekularer Siloxanfilm 33 mit einer Mehrzahl von Silanoigruppen erhalten werden, dargestellt durch die oben genannten Formeln 3 und/oder 4 auf der Oberfläche des Reibungsteils des Gelenks 31, wie in Fig. 7 gezeigt.
Der so geformte monomolekulare Siloxanfilm 33 war perfekt durch chemische Bindungen des Typs -SiO- gebunden und trennte nicht ab. Er enthielt eine Vielzahl von -SiOH = Bindungen an der Oberfläche, wobei deren Anzahl etwa dreimal so hoch war wie die Anzahl der ursprünglichen Anzahl der Hydroxylgruppen.
Als weiteres Beispiel, wie in Beispiel 3, wurde der Reibungsteil des Gelenks 31, versehen mit dem monomolekularen Film 33, enthaltend eine Vielzahl von -SiOH-Bindungen, in eine Lösung eingetaucht und in ihr gehalten. Die Lösung wurde erhalten durch Lösen eines Chlorosilan basierenden oberflächenaktiven Materials in einer nichtwässrigen Lösung. Als Resultat wurden Bindungen, dargestellt durch die oben gezeigten Formeln 5 bis 7 auf der Oberfläche des Reibungsteils des Gelenks produziert. Ein fluor-enthaltender chemisch adsorbierter Film 34 wurde so erhalten, wie in Fig. 8 gezeigt. Der Film war chemisch an den inneren monomolekularen Film 33 über die gesamte Oberfläche des Reibungsteils des Gelenks 31 gebunden. Er hatte eine hohe Dichte und seine Dicke war etwa 1,5 Nanometer. Der chemisch adsorbierte Füm trennte in einem Abziehtest nicht ab. Der Reibungswiderstand war reduziert auf die Hälfte, verglichen mit dem Reibungsteil eines Gelenks, auf welchem ein fluor-enthaltender monomolekularer Film direkt geformt wurde.

Beispiel 5

Eine Lösung wurde hergestellt durch Verwendung von
CF&sub3; (CF&sub2;)&sub9; (CH&sub2;)&sub2; - SiCl&sub3;
als silanoberflächenaktives Material und Lösen der Verbindung in Freon-113 bis zu einer Konzentration von 2 Gew.-%. Ein Zahn als Keramiksubstrat (Porzellan) wurde in diese Lösung eingetaucht und in ihr gehalten, bei Raumtemperatur für eine Stunde. Das Substrat wurde mit "Fluorinert FC72" gewaschen (Produkt von 3M corp., Fluor basierende Lösung). Da die Oberfläche des Substrats Hydroxylgruppen enthielt, trat eine Reaktion zwischen den Chlorosilylgruppen des Chlorosilan basierenden oberflächenaktiven Materials und den Hydroxylgruppen auf, dargestellt in Formel [8]. Diese Reaktion schritt im Wesentlichen in derselben Art und Weise voran, wie oben in den Formeln [5] bis [7] gezeigt wird.
Ein adsorbierter monomolekularer Film wurde auf der Oberfläche des keramischen Zahnes erhalten. Der adsorbierte monomolekulare Füm hatte eine Fluorgruppe und war chemisch gebunden (d. h. kovalent gebunden) an die Zahnoberfläche. Die chemische Bindung ist durch eine -SiO-Bindung vom kovalenten Typ realisiert. Dieser chemisch adsorbierte monomolekulare Film wurde durch FTIR-Spektroskopie gemessen und die Dicke war etwa 1,5 Nanometer (nm). Er ist fest gebunden, so dass er nicht abtrennen wird.
Der behandelte keramische Zahn wurde verglichen mit einem unreagierten oder unbehandelten keramischen Zahn. Der behandelte Zahn reduzierte sehr stark die Kontamination durch Anhaftung von Ablagerung. Zusätzlich konnten Kontaminationen, die auf dem behandelten keramischen Zahn verblieben, einfach durch Streifen mit einer Bürste entfernt werden. Dies konnte ohne Erzeugung irgendwelcher Kratzer oder Risse auf der Oberfläche des keramischen Zahns erreicht werden.
Der oben genannte Waschschritt mit "Fluoroinert FC72" wurde weggelassen und ein Fluorokohlenstoff-Polymerfilm wurde auf den keramischen Zahn adsorbiert. Der Fluorokohlenstoff basierende Polymerfilm hatte einen ausreichend dichten Kontakt mit dem keramischen Zahn. Der Film war im Wesentlichen frei an Löchern (pin-hole free), dünn, kontaminationsabweisend, transparent und brillant.

Beispiel 6

Ein künstlicher Plastikzahn, hergestellt aus Poly(methylmethacrylat) (PMMA) wurde hergestellt. Seine Oberfläche wurde hydrophil gemacht durch Behandlung in einer Sauerstoff enthaltenden Plasma-Atmosphäre bei 100 W für etwa 30 Minuten. Dann wurde er in eine Lösung eingetaucht und in ihr für etwa 30 Minuten gehalten. Die Lösung wurde hergestellt durch Lösen von 1 Gew.-% von Cl (SiCl&sub2; O)&sub3; Cl&sub3; (Material für die innere adsorbierte Schicht), das relativ klein und hoch aktiv ist, im Hinblick auf Hydroxylgruppen, und also einen großen Effekt bei der Erzeugung einer einheitlichen hydrophilen Elementoberfläche zeigt. Als Resultat wurde eine Dehydrochlorierungsreaktion in Gang gesetzt, auf der Oberfläche des PMMA-Zahnes, durch die hydrophilen -OH-Gruppen vorgesehen auf der Oberfläche. Ein monomolekularer Chlorosilanfilm eines Materials, enthaltend eine Mehrzahl an Trichlorsilylgruppen konnte dann geformt werden. Durch Verwendung des Materials enthaltend eine Mehrzahl an Trichlorsilylgruppen wurde eine Salzsäure-Entfemungsreaktion (Dehydrochlorierungsreaktion) auf der Oberfläche des PMMA-Zahnes in Gang gesetzt, durch die geringe Menge an exponierten hydrophilen -OH-Gruppen. Also wurden Moleküle, dargestellt durch die Formeln 9 und/oder 10 auf die Oberfläche durch -SiO-Bindungen gebunden.
Durch anschließendes Waschen des Elements mit einem nichtwässrigen Lösungsmittel, z. B. Freon-113, und anschließendes Waschen mit Wasser wurden Moleküle, die nicht mit der PMMA-Zahnoberfläche reagiert hatten, entfernt. Dadurch wurde auf der Elementoberfläche ein monomolekularer Siloxanfilm erhalten, dargestellt durch die Formeln 11 und/oder 12:
Der so geformte monomolekulare Film war perfekt an die PMMA-Zahnoberfläche gebunden; durch chemische Bindungen vom Typ -SiO- und er trennte sich nicht ab.
Der oben genannte Waschschritt mit Freon-113 wurde weggelassen und ein Siloxan basierender innerer Polymerfilm wurde auf den PMMA-Zahn adsorbiert. Der innere Polymerfilm war in ausreichend dichtem Kontakt mit der PMMA-Zahnoberfläche. Dann wurde das Element in eine nichtwässrige Lösung eingetaucht und in ihr für etwa 1 Stunde gehalten. Die Lösung enthielt ein Material mit Fluorokohlenstoffgruppen und Chlorosilangruppen, z. B. wurde eine Lösung erhalten durch Lösen von etwa 2 Gew.-%
CF&sub3; (CF&sub2;)&sub7; (CH&sub2;)&sub2; SiCl&sub3;,
in Freon-113. Als Resultat wurde eine Salzsäure-Entfemungsreaktion (Dehydrochlorierungsreaktion) in Gang gesetzt, zwischen -SiCl-Gruppen des Materials mit einer Fluorokohlenstoffgruppe und einer Chlorosilangruppe sowie Hydroxylgruppen auf der Oberfläche der inneren Schicht. So werden Bindungen vom Typ
CF&sub3; (CF&sub2;)&sub7; (CH&sub2;)&sub2; Si (O-)&sub3;
über die Oberfläche der inneren Schicht erzeugt. Es wurde gefunden, dass ein Fluor enthaltender monomolekularer Film geformt wurde. Der Film war chemisch an die Oberfläche gebunden und hatte eine Dicke von etwa 1,5 Nanometer. Der monomolekulare Film war chemisch sehr fest gebunden und trennte sich nicht ab.
Der oben beschriebene Waschschritt mit Freon-113 wurde weggelassen und ein Fluorokohlenstoff-Polymerfilm wurde auf den PMMA-Zahn über die innere Schicht adsorbiert. Der Fluorokohlenstoff basierende Polymerflim war in ausreichend dichtem Kontakt mit dem PMMA-Zahn. Der Film war im Wesentlichen lochfrei (pin-hole free), dünn, schmutzabweisend, transparent und brillant.
Wie gezeigt wurde, ist die Erfindung sehr vorteilhaft für die Industrie.

Claims

1. Medizinischer Artikel, ausgewählt unter medizinischen Prothesen oder Implantaten für die Einführung in einen Organismus und medizinischen Vorrichtungen, wobei besagter medizinischer Artikel einen chemisch adsorbierten Film als Oberflächenschicht umfasst, kovalent gebunden an besagten medizinischen Artikel durch

- Si-Bindungen, wobei besagter chemisch adsorbierter Film Fluorokohlenstoffkettengruppen enthält, mit CF3-Gruppen positioniert an der äußeren Oberfläche des chemisch adsorbierten Films.

2. Medizinischer Artikel nach Anspruch 1, wobei besagter chemisch adsorbierter Film ein monomolekularer Film ist.

3. Medizinischer Artikel nach Anspruch 1, wobei besagter chemisch adsorbierter Film ein Polymerfilm ist.

4. Medizinischer Artikel nach Anspruch 1, wobei der Artikel ausgewählt ist unter einem künstlichen Zahn, einem künstlichen Gelenk, einem künstlichen Knochen, einem Blutbeutel, einem Katheter, einem Bluttransportwerkzeug, einer Dialysevorrichtung, einem Operationsfaden, einem medizinischen Implantat und einem Operationswerkzeug.

5. Medizinischer Artikel nach Anspruch 1, wobei der Artikel aus einem Material hergestellt ist, ausgewählt unter Keramikmaterialien, Plastikmaterialien, Porzellanmaterialien und Metallen.

6. Medizinischer Artikel nach Anspruch 1, wobei besagter Fluorokohlenstoff enthaltender chemisch adsorbierter Film an eine Siloxan-basierende innere Schicht laminiert ist, wobei besagte innere Schicht durch kovalente Bindungen an die Oberfläche des Materials besagten medizinischen Artikels gebunden ist, wobei besagte innere Schicht und besagter chemisch adsorbierter Film miteinander durch kovalente Bindungen verbunden sind.

7. Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Artikels, umfassend die Stufen des Inkontaktbringens des medizinischen Artikels, enthaltend aktive Wasserstoffgruppen an der Oberfläche, mit einer nicht wässrigen organischen Lösung eines Silanbasierenden oberflächenaktiven Materials, mit einer Chlorosilangruppe an einem Ende und einer Fluorokohlenstoffgruppe am anderen Ende, wodurch besagtes Silan-basierendes oberflächenaktives Material an besagten medizinischen Artikel adsorbiert wird, Wegwaschen nicht reagierter Materialien durch Verwendung einer nicht wässrigen Lösung und Reagieren mit Wasser, um einen medizinischen Artikel zu erhalten, mit einem chemisch adsorbierten monomolekularen Film.

8. Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Artikels nach Anspruch 7, wobei die aktive Wasserstoffgruppe an der Materialoberfläche mindestens eine funktionelle Gruppe ist, ausgewählt unter einer Hydroxylgruppe, einer Iminogruppe und einer Aminogruppe.

9. Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Artikels nach Anspruch 7, wobei besagte aktive Wasserstoffgruppen an der Materialoberfläche zur Verfügung gestellt werden durch eine Plasma- oder Coronabehandlung.

10. Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Artikels, umfassend die Stufen des Inkontaktbringens des medizinischen Artikels, enthaltend aktive Wasserstoffgruppen an der Oberfläche, mit einer nicht wässrigen organischen Lösung eines Silanbasierenden oberflächenaktiven Materials, mit einer Chlorosilangruppe an dem einen Ende und einer Fluorokohlenstoffgruppe am anderen Ende, wodurch besagtes Silan-basierendes oberflächenaktives Material an besagten medizinischen Artikel · adsorbiert wird, und anschließende Reaktion mit Wasser, um einen medizinischen Artikel zu erhalten, mit einem chemisch adsorbierten Polymerfilm.

11. Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Artikels, umfassend die Stufen des Inkontaktbringens des medizinischen Artikels, enthaltend aktive Waserstoffgruppen an der Oberfläche, mit einer nicht wässrigen Lösung, enthaltend ein Material dessen Moleküle eine Mehrzahl von Halosilylgruppen aufweisen, an einem Teil einer inneren Schicht, geformt auf der Oberfläche besagten medizinischen Artikels, durch Reagieren mit Wasser, mit oder ohne vorherige Entfernung unreagierten Materials von der Oberfläche durch Waschen unter Verwendung einer nicht wässrigen Lösung. In kontaktbringen des besagten medizinischen Artikels mit aktiven Wasserstoffgruppen an der Oberfläche mit einer nicht wässrigen organischen Lösung, enthaltend ein Silan-basierendes oberflächenaktives Material, mit einer Chlorosilangruppe am einen Ende und einer Fluorokohlenstoffgruppe am anderen Ende, um besagtes Silanbasierendes oberflächenaktives Material an die Oberfläche besagter inneren Schicht zu adsorbieren, Wegwaschen unreagierten Materials durch Verwendung einer nicht wässrigen Lösung, oder ohne vorherige Entfernung von unreagiertem Material von der Oberfläche durch Waschen mit einer nicht wässrigen Lösung, Reagieren mit Wasser, um einen laminierten chemisch adsorbierten monomolekularen Film zu formen.

12. Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Artikels nach Anspruch 11, wobei besagtes Material, enthaltend eine Mehrzahl von Halosilylgruppen, zur Formung besagter innerer Schicht, mindestens ein Element ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus SiCl&sub4;, SiHCl&sub3;, SiH&sub2;Cl&sub2;, Cl(SiCl&sub2;O)nSiCl&sub3;, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 20 darstellt.