DE2134926A1 - Forged alloy for implants for bone and dental surgery - Google Patents

Forged alloy for implants for bone and dental surgery

Info

Publication number
DE2134926A1
DE2134926A1 DE19712134926 DE2134926A DE2134926A1 DE 2134926 A1 DE2134926 A1 DE 2134926A1 DE 19712134926 DE19712134926 DE 19712134926 DE 2134926 A DE2134926 A DE 2134926A DE 2134926 A1 DE2134926 A1 DE 2134926A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
implants
alloy
elements
bone
strength
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
DE19712134926
Other languages
German (de)
Other versions
DE2134926B2 (en
DE2134926C3 (en
Inventor
S Perren
S Steinemann
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.)
Institut Straumann AG
Original Assignee
Institut Straumann AG
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 Institut Straumann AG filed Critical Institut Straumann AG
Publication of DE2134926A1 publication Critical patent/DE2134926A1/en
Publication of DE2134926B2 publication Critical patent/DE2134926B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2134926C3 publication Critical patent/DE2134926C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C16/00Alloys based on zirconium
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS 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
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/02Inorganic materials
    • A61L27/04Metals or alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C14/00Alloys based on titanium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C27/00Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00011Metals or alloys
    • A61F2310/00023Titanium or titanium-based alloys, e.g. Ti-Ni alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Description

DIpI. phys. Gerhard Ü*d!DIpI. phys. Gerhard Ü * d! Edw Zwefcrtdwft**·» '·*· 2*8462Edw Zwefcrtdwft ** · »'· * · 2 * 8462

Inst !tut Dr. Ing. Reinhard St rau mann ΑΠ , iv'aldenburr (Gci-velz) Inst! Does Dr. Ing.Reinhard St rau mann ΑΠ , iv'aldenburr (Gci-velz)

Schmiedbare Le&.ierunn für Implantate für die Knochen- und Sahnchirurgie ·Forged Le & .ierunn for implants for the bone and Cream Surgery

Für chirurgische Implantate werden heμte rostfreier Stahl (Normen: USA ASTI-: P55, ASTM P5o; GB Erit.Standard 3531-1962), Kobalt-Legierungen unter dorn. Markennamen Vitallium u.a. (Normen: USA ASTI-: FS4; British Standard 3531-1962), Titeil (Normen: USA ASTI-I F67-66; British Standard 3531-1902/1967) und eine Ti 6Al HV-Leeierunp: (Uora für klinische Teste in USA: ASTIi 1968) verwendet. Das aweite Material ist eine 3usslef;ierungj von solchen Gusswerkstoffen ist bekannt, dass Porositäten sclwer unterdrückt und ohne besondere Verfahren die Körner des Vielkristalles groaö ausfallen, üies sind aber für chirurgische Implantate unerwünschte Eigenschaften, dann grobes Korn vermindert.die Festigkeit und die Kontrolle der Porenfreiheit let Heμte stainless steel (standards: USA ASTI-: P55, ASTM P5o; GB Erit. Standard 3531-1962), cobalt alloys are used for surgical implants. Brand names Vitallium and others (standards: USA ASTI-: FS4; British Standard 3531-1962), Titeil (standards: USA ASTI-I F67-66; British Standard 3531-1902 / 1967) and a Ti 6Al HV-Leeierunp: (Uora for clinical tests in USA: ASTIi 1968) used. The broader material is a flattening of such cast materials, it is known that porosities are very difficult to suppress and that the grains of the polycrystalline turn out to be large without special procedures, but these properties are undesirable for surgical implants, then coarse grains are reduced, the strength and the control of the freedom from pores let

Alle Metalle zeigen genügende GewebeVerträglichkeit* Die Tabelle 1 gibt Auskunft über die mechanischen Eigenschaften der genannten Werkstoffe für Implantate. All metals show sufficient tissue compatibility * Table 1 provides information on the mechanical properties of the mentioned materials for implants.

Mü29/Pall 111
/st
M ü29 / Pall 111
/ st

109884/1327 bad original109884/1327 bad original

Tabelle 1Table 1

Materialmaterial Zugfestig
keit
Tensile strength
speed
Buch
dehnung
a book
strain
Ermüdungs
festigkeit
Fatigue
strength
Elastizitäts
modul
Elasticity
module
ρ
kg/mm
ρ
kg / mm
%% kg/nrakg / nra 2
kg/mm
2
kg / mm
Rostfreier Stahl
geglüht
Stainless steel
annealed
6060 HOHO 3030th 19 00019,000
Rostfreier Stahl
kaltverformt
Stainless steel
cold formed
90-10090-100 1515th '40'40 19 00019,000
technisch reines
Titan
technically pure
titanium
5555 4040 2828 11 00011,000
Vitallium» ge
gossen und ge
glüht
Vitallium »ge
poured and ge
glows
5555 1010 2828 20 00020,000

Die Ansicht, dass für operative Frakturbehandlung" Implantate starker Dimensionierung nötig sind, gilt nur für die Festigkeitj damit wird ermüdungsbedingter Bruch desThe view that "large-sized implants are required for surgical fracture treatment" only applies to the strength thus becomes fatigue-related breakage of the

Implantates verhindert, Die starke Dimensionierung nacht aber Implantate auch mechanisch steif; zu steife Implantate lassen aber funktionelle Belastung im Bereich der Fraktur nicht zu und es kommt zu gefährlichen Abbau der Knochensubstanz und weiteren Frakturen. Das riehtig-e biomechanische Ziel für Implantate 1st genügende Festigkeit bei eijier den Knochen angepassten Steifigkeit; neben geometrischen Faktoren sind Festigkeit und Steifigkeit durch die Materialgröss en Zugfestigkeit und Elastizitätsnodul bestimnt. Hohe Flexibilität ist sowohl umgekehrt proportional 2ur Steifigkeit als auch zum Elastizitätsmodul, vührend liehe Festinkf:lt proportional zur Zugfestigkeit ist; das biornechanische Ziel wird am besten erreicht, wenn für das Iraplantat-naterial das Verhältnis Zugfestigkeit zu Elastizitätsmodul höh lie,~t;The implant prevents the strong dimensioning at night, however Implants also mechanically stiff; However, implants that are too stiff leave functional stress in the area of the fracture not to and it comes to dangerous degradation of the bone substance and further fractures. The correct biomechanical The aim for implants is sufficient strength in eggs Bone stiffness adjusted; In addition to geometric factors, strength and rigidity are due to the size of the material The tensile strength and modulus of elasticity are determined. Height Flexibility is inversely proportional to both the rigidity and the modulus of elasticity is proportional to tensile strength; the bio-mechanical The goal is best achieved when using the iraplant material the ratio of tensile strength to modulus of elasticity is higher, ~ t;

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

109884/1327109884/1327

dieses Verhältnis beträgt für rostfreien Stahl 100/2C000 unc: für Titan 55/llOOQ, also etwa Gleich viel. Dienes Verhältnis lot niedrig und die Festigkeit bei einem biomechanisch günstig dimensionierten Implantat ist ungenügend um Koriplikatione: wegen Implantatbruch auezuschalten. Die Zugfestigkeit solltethis ratio for stainless steel is 100/2000 unc : for titanium 55/1000, that is about the same amount. The ratio is low and the strength of a biomechanically favorably dimensioned implant is inadequate for correlations: to switch off due to implant breakage. The tensile strength should

ρ
mindestens 100 kg/mm betragen, die Ermüdungsfestigkeit
ρ
be at least 100 kg / mm, the fatigue strength

2 50 kg/nun und mehr.2 50 kg / now and more.

Eine weitere Forderung an Iinplantatmaterialien ist volle Gewebeverträglichkeit. Ferguson et al (Journal of Bone and Joint Surgery HlA, 737, 1959J ifl. 42A, 77, I960; 2J1IA, 323, 1962; Journal Of Bioneclical Materials Research 1, 135,1967) haben im Tierversuch am Kaninchen nach Implantation über Monate die Konzentration der im Gewebe liegenden Metalle gemessen und Reaktionen dieses Gewebes charakterisiert. In Tabelle 2 sind diese Resultate für interessante Legierungen zusammengestellt.Another requirement for implant materials is full tissue compatibility. Ferguson et al (Journal of Bone and Joint Surgery HlA, 737, 1959J ifl. 42A, 77, I960; 2 J 1 IA, 323, 1962; Journal Of Bioneclical Materials Research 1, 135, 1967) carried out animal experiments on rabbits after implantation The concentration of the metals in the tissue was measured over months and the reactions of this tissue were characterized. Table 2 shows these results for interesting alloys.

tabelle 2 Material table 2 material

Titantitanium

Metal!anreicherung im GewebeMetal! Enrichment in the tissue

Rostfreier StahlStainless steel

Vltalliuin 1,6 ppmVltalliuin 1.6 ppm

2,6 ppa2.6 ppa

enthältcontains

toxischetoxic

Elementeelements

Reaktion des GewebesReaction of the tissue

Hi CoHi Co

keineno

Bindegewebe bis ca. 1Ö0 fm Connective tissue up to approx. 1Ö0 fm

Bindegewebe bis Cc:. 100 Mm Connective tissue up to Cc :. 100 mm

i^indecevebe unter ca. 15 /<*ni ^ indecevebe under approx. 15 / <* n

Lie starke Membran von Binaer-cr./eb- uk·. restfreien Stahl und Kobalt-Legierungen ist eine Ab-.-ohrrcvticri des Körners. Andererseits zeigen die Toxizlti't^untersuchur-jV^-n von Hulli^r et al (Zeitschrift für d3e gesamte exncrii ,enteile i'ediriin ^ 1^5, 1967) an Ditidet-'äv;ebe!:ultnrer. C-efenv:e.rt vonLie strong membrane of Binaer-cr./eb- uk ·. residual steel and cobalt alloys is an ab -.- ohrrcvticri of the grain. On the other hand, the Toxizlti't ^ investigur-jV ^ -n by Hulli ^ r et al (Journal for the entire exncrii, enteile i'ediriin ^ 1 ^ 5, 1967) to Ditide t -'äv; ebe!: Ultnrer. C-efenv: e.rt of

109884/1327109884/1327

BAO ORIGINALBAO ORIGINAL

Metallen und deren Chloriden für Cu, Co, Ni, Sb, Su, Su etc. ' WachstufflSjhemmungen; dies sind die toKischeu Reaktionen, rzlclr zu Abkapselung und Entzündungen -fahren und also die Qa^jet:.-.-Vitalität einschränken»Metals and their chlorides for Cu, Co, Ni, Sb, Su, Su etc. these are the tokischeu reactions, rzlclr to encapsulation and inflammation, and thus the Qa ^ jet:.-.- restrict vitality »

Die vorliegende r.rfindung betrifft nun schmiodbarp Legierungen für Implantate der Knochen- und Zahnchirurgie, welche die Forderung nach hoher Festigkeit und voller Gev.rebefreundlichkeit gleichseitig erfüllen. Sie basieren auf neuen Forschungen zur Korrosion und der Gewebereaktion einerseits und Entwicklungen zum Legierungsaufbau andererseits« The present invention relates to Schmiodbarp alloys for implants in bone and dental surgery, which meet the requirement for high strength and full Gev. r e friendliness to meet at the same time. They are based on new research on corrosion and tissue reactions on the one hand and developments on the structure of alloys on the other. "

Elektrochemische I'ethoden sind allein geeignet, die ausserdrdentlieh kleine Korrosion resistenter Metalle Ir: körper eu messen. Für den "in vitro"-Versuch werden Elektrolyten ähnlicher Zusammensetzung wie die Körperflüssigkeit gebraucht. Die Erfinder haben "in vivo"-Versuche angestellt, weil nur dann die Redox-Prozesae getreu erfasst und auch tu mittelbare Effekte des anliegenden, bewegten Gewebes festeteilbar sindj in diesem Versuch wurden Metall und Salzbrücke zur Referenzelektrode operativ in den Muskel des Versuchstieres (Kaninchen) eingesetzt und für die Messung die zum Rücken geführte Salzbrücke und ein Leiter zun Metall P an die He- ,.iv, angeschlossen, während die Hilfselektrode auf die Haut gelegt war. Es wurde der sogenanntc-Polarisationawiderst&nd gemessen, der auf den Korrosionsstron und Korrosiot.iSgeschwlndigkeit umgerechnet werden kann. Nach 3 bis 8 Wochen, während« denen wiederholt die Korrosion bestimmt vurde, wurde dann das Tier getötet und am implantierten »Metall anliegendes Gewebe histologiech untersucht. Diese Versuche gaben Hinweise, wie ein ideales Metall für Implantate zusammengesetzt sein muss.Electrochemical methods are the only ones suitable for measuring small amounts of corrosion in resistant metals. For the "in vitro" experiment, electrolytes with a composition similar to that of the body fluid are used. The inventors have carried out "in vivo" tests because only then is the redox process accurately recorded and indirect effects of the adjacent moving tissue can also be firmly divided. used and for the measurement the salt bridge leading to the back and a conductor to the metal P connected to the He - , .iv, while the auxiliary electrode was placed on the skin. The so-called c-polarization resistance was measured, which can be converted into the corrosion current and corrosion speed. After 3 to 8 weeks, during which the corrosion was repeatedly determined, the animal was then sacrificed and the tissue attached to the implanted metal was histologically examined. These experiments gave indications as to how an ideal metal for implants must be composed.

über die Vorgänge kann man sich folgendes BiHd machen: Jedes Metall, auch Pt, korrodiert in der Körperflüssigkeit, und es.entstehen Korrosicnsprodukte (Hydroxyie, Oxyue inThe following BiHd can be made about the processes: Every metal, including Pt, corrodes in the body fluid, and corrosive products (hydroxyl, oxyue in

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

1G9884/13271G9884 / 1327

verschiedenen Oxydationsstufen). Diese Korraslonsprodukte gelangen durch mechanischen Transport (Phagocytoce etc.) und chemischen Transport (Auflösung, Dissoziation und V/ledernieder schlag) In die Gewebe und den Kreislauf. Es zeigt sich aus den Experimenten, dass die korrosion immer stärker ist als die Möglichkeiten des Körpers, alle Korrosionsproaukte wegzutransportiereu; Gewebereaktionen sind die Folge {Bindegewebe wird gebildet, Nekrose, Entzündungen). Diese Reaktionen sind aufgrund der histologischen Untevauchunpen in cu^ei Gruppen klassiert worden;different levels of oxidation). These corraslons products get through mechanical transport (phagocytoce etc.) and chemical transport (dissolution, dissociation and leather deposition) into the tissues and circulation. It appears from the experiments that the corrosion is always stronger than the body's capabilities, all corrosion proaukte to be transported away; Tissue reactions are the result {connective tissue is formed, necrosis, inflammation). These reactions are due to the histological Untevauchunpen in cu ^ ei Groups have been classified;

1. "Steriler Abszess", der sich dadurch zeigt, dass das an •.otall anliegende Gewebe nekrotisch ist und Runtfzellen vorliegen, dann folgt Bindegewebe, welches er.at In ziemlicher Distanz mit Blutgefilscen und Kapillaren durchsetzt ist}1. "Sterile abscess", which shows that the •. Totally adjacent tissue is necrotic and red cells are present, then follows connective tissue, which er.at in quite a bit Distance is riddled with blood vessels and capillaries}

2. Abkapselung des Fremdkörpers durch nehr oder wenip.er dicke Bindegewebe, aber fehlende Entzündungareaktlon; 2. Encapsulation of the foreign body by less or less thick connective tissue, but lack of inflammation area;

3. Auffüllreaktion durch lockeres Bindegewebe, ohne Abkapselung und Vaakularieation bis zum Metall, also volle Vitalität.3. Filling reaction through loose connective tissue, without encapsulation and vaakularieation down to the metal, so full vitality.

In Tabelle 3 sind einige Resultate der Korrosionsversuche "in vivo" und der histologischen Resultate zusammengestellt} des weiteren enthält sie Daten derjenigen Elemente, welche als Komponenten für die Ideale Legierung in Frage kommen.Table 3 shows some of the results of the corrosion tests "in vivo" and the histological results compiled} It also contains data on those elements which are considered as components for the ideal alloy come.

109884/1327 bad original109884/1327 bad original

Tabelle 3Table 3 Korrosions
strom
A/cm
Corrosion
current
A / cm
Korrosions-
geschwindig
keit
2
y**-g/cni d
Corrosive
swiftly
speed
2
y ** - g / cni d
GewebereaktionTissue reaction
Materialmaterial X-X(T7
X-X(T*
4 ΊΟ""7
XX (T 7
XX (T *
4 ΊΟ "" 7
20 ^
2
20 ^
2
[Steriler Abszess
ί(Tiere nach 2-3
VJiiochen tot)
Abkapselung ohne
Entzündung
[Sterile abscess
ί (animals after 2-3
VJiiochen dead)
Encapsulation without
inflammation
Nickel
Eisen
Aluminium
Rostfreier
Stahl
nickel
iron
aluminum
Stainless
stole
7·10~10 7 · 10 ~ 10
Titantitanium 7-ΙΟ"10
. LlO"8
5<AQ~9
7-ΙΟ " 10
. LlO " 8
5 <AQ ~ 9
0,0070.007 lockeres, dünnes
Bindegewebe,
vaskularisiert;
volle Vitalität
loose, thin
Connective tissue,
vascularized;
full vitality
Zirkon
Platin
Tantal
Zircon
platinum
Tantalum
2·10~"2 · 10 ~ " 0,012
0,3
0,12
0.012
0.3
0.12
Niobniobium 0,030.03

In Gruppe X fielen insbesondere die Metalle Cu,Co,Ni, V und in Qruppe 2 rostfreier Stähle, Vit'allium, Ag, Au1Al, Fe,Cr, Mo. Es ist ersichtlich, dass für die Gruppen 1 und 2 eine starke öewebereaktion nicht unbedingt mit starker Korrosion zusammenhängt| Al und Pe korrodieren aüäffker, als Ni aber haben eina harmlosere Reaktion und das ist nun eine Frage der Toxizitöt als biochemische Wirkung,In group X, the metals Cu, Co, Ni, V fell in particular and in group 2 stainless steels, Vit'allium, Ag, Au 1, Al, Fe, Cr, Mo. It can be seen that for groups 1 and 2 a strong tissue reaction is not necessarily related to severe corrosion | Al and Pe corrode less, but than Ni have a more harmless reaction and that is now a question of toxicity as a biochemical effect,

Aufgrund dieser Resultate wurden nun Legierungen hoher Festigkeit entwickelt, deren Basiskomporienten Titan und Zirkon sind und welche als weitere Komponenten nur Elar.enüe von guter Gewebeverträgliehkeit enthalten. Sine honogene Legierung korrodiert im wesentlichen ff'r alle ihre Komponenten und weil es sich bsi der Toxiaitiit un eine spezifische mit dem Element verknüpfte Eigenschaft handelt» se v/.^r auch zu erwarten, dass nur die Surrte der behalte eine Rolle 3pielt. Das Experiment hat dies bestätigt ί bis zu einerBecause of these results, alloys have now become higher Strength developed, the basic components of which are titanium and zirconium and which are further components only Elar.enüe of good tissue compatibility. Sine honogene Alloy essentially corrodes all of its components and because it is specific to toxicity property associated with the element is »se v /.^ r also to be expected that only the whirring of the keep a role 3 plays. The experiment confirmed this ί up to one

109884/1317109884/1317

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

- 7 - 2134923- 7 - 2134923

gewissen Konzentration können auch Elemente höherer Toxizität als Ti, Zr, Ta, Nb, Pt su^esetat sein, vobei allerdings die ausserordentlich hohe Korrosion-resißtenz der Ti- und Zr-Basis-Legierungen ausschlaggebend bleibt. In dieser Hinsicht ist zum Beispiel Al berr.erkensvert. So 1st Al vielfach in Ti-Legierungen enthalten; das Element ist leicht toxisch, aber die hohe Löslichkeit öer Hyaroxyc1«* nacht es harmlos in einer korrosionsbeständigen Legierung. Für V, ein anderes Legierungselemeiit, trifft die β nur beschränkt zu und die bekannte a/ß-Lepierunc nlt 6 Qew% Λ1, A Gew£ V, Rest Ti entirllt das toxische Element V.At a certain concentration, elements of higher toxicity than Ti, Zr, Ta, Nb, Pt su ^ esetat can be, although the extraordinarily high corrosion resistance of the Ti and Zr-based alloys remains decisive. In this regard, for example, Al berr.erkensvert. Al is often contained in Ti alloys; the element is slightly toxic, but the high solubility Oer Hyaroxyc 1 «* night it harmless in a corrosion resistant alloy. For V, another alloy element, the β only applies to a limited extent and the well-known a / ß-Lepierunc nlt 6 Qew% А1, A wt £ V, remainder Ti entirely contains the toxic element V.

Die schmiedbare Legierung nach der vorliegenden Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass sie 3-50 Gew# XThe malleable alloy of the present invention is now characterized in that it has 3-50 Gew # X

Rest im wesen£liehen Z
enthält, wobei
Rest in essence lent Z
contains, where

X eines der Elemente Nb, Ta, Cr, IIo, W, Pa oder Al oder eine beliebige Mischung aus diesen Elementen undX is one of the elements Nb, Ta, Cr, IIo, W, Pa or Al or any mixture of these elements and

Z eines der Elemente Ti cder Zr oder eine beliebige Mischung dieser Elemente let,Z one of the elements Ti or Zr or any one of them Mix these elements let,

mit der Massgabe jedoch, dass der Gesamt-Gehalt an Cr + Ho + W + Fe + Al höchstens 20 Gewi und der Zr-Gehalt höchstens 75 Gewi beträgt, und dass die Legierung abgesehen von technisch bedingten Verunreinigungen, frei ist von Cu, Co, Hi, V und Sn.with the proviso, however, that the total content of Cr + Ho + W + Fe + Al does not exceed 20 wt. Hi, V and Sn.

Es kann die Legierung suden noch bis zu 1% gelöste Gase ( Op, iJ„, C), sogenannte Zvilschengltt er atome, enthalten.The alloy may still contain up to 1% dissolved gases (Op, iJ „, C), so-called Zvilschengltt er atoms.

Diese Legierungen vereinen Korrosionobeständigkeit, Verträglichkeit und hohe Festigkeit (bia li<0 kg/mm2) für Anwendungen in der Chirurgie und Zahnheilkunde; sie sind das ideale Metall für Implantate, vobai nicht unerwähnt sein soll, dasn die kleine Dichte titanreicher Legierungen Vor-teile bringt.These alloys combine corrosion resistance, compatibility and high strength (bia li <0 kg / mm 2 ) for applications in surgery and dentistry; They are the ideal metal for implants, and it should not be left unmentioned that the small density of titanium-rich alloys has advantages.

BeispJ.elsv;eise lassen sich folgende Le^ifirunger: verwenden:'For example, the following instructions can be used: '

10988*/1327 BA010988 * / 1327 B A0

ι)ι)

6 Gewi6 wt AlAl 3 Gew#3 wt # NbNb Restrest Ti.Ti.

Es ist dies eine α und ß-Legierung, die im geglühten Zustand eine Zugfestigkeit von 95 kg/rara und lösuncsgßglüht und ausgelagert eine Zugfestigkeit von etwa 120 1 besitzt. Die Dehnungen sind 15p resp. 10$ und die Er-It is this an α and ß alloy that is annealed in the Condition a tensile strength of 95 kg / rara and solution annealed and has a tensile strength of about 120 liters when exposed. The expansions are 15p respectively. $ 10 and the

2 miidungsfestigkeit geht bis 70 kg/mm .2 fatigue strength goes up to 70 kg / mm.

2) 50 Gew^ lib
" Rest Zr.
2) 50 wt
"Rest Zr.

Diese Legierung hat nach Glühunp; bei 95O°C, Kaltverformung von ca. 20? und Auslagern bei ca- 7000C über 10h eine Zugfestigkeit von über 120 kg/mm'".According to Glühunp; at 95O ° C, cold deformation of approx. 20? and aging at 700 0 C for 10h ca- a tensile strength of over 120 kg / mm '".

3) 8-9 Gewji Nb
11 GewJÜ Cr
3 Gewji Al
3) 8-9 Gewji Nb
11 GewJÜ Cr
3 Gewji Al

Rest Ti. ·Remainder Ti.

Es.ist dies eine ß-Legierunp, die in geglühten ZustandIt is a ß-alloy that is in the annealed state

ρ eine Zugfestigkeit von etwa 90 kg/mm hat und nach aus-ρ has a tensile strength of about 90 kg / mm and according to

gewählter Wärmebehandlung Festigkeiten bis l*}0 kp ψ erreicht.selected heat treatment strengths up to l *} 0 kp ψ achieved.

4) Die Legierung mit
5 Gewji Ta
4) The alloy with
5 Gewji Ta

Rest TiRemainder Ti

hat geglüht eine Festigkeit von 75 kg/mri , nach ca.annealed has a strength of 75 kg / mri, after approx.

30£lger Kaltverformung 90-100 kg/mir. .30 pounds longer cold working 90-100 kg / me. .

5) Die Legierung mit
30 Gewi? Ta
5) The alloy with
30 Certainly Ta

Rest TiRemainder Ti

ist.eine a-und ß-Legierung mit einer Festigkeit vorist.an a- and ß-alloy with a strength before

2
etwa 80 kg/mm im geglühten Zustand.
2
about 80 kg / mm in the annealed state.

109884/132 7 bad original109884/132 7 bath original

6) 43 GewS Zr ty Qewjf Mo Rest Ti.6) 43 GewS Zr ty Qewjf Mo remainder Ti.

Es 1st dies eine α- und ß-Le;vIerunp welche geglüht eine Festigkeit bis : Duktilität hat.It is an α- and β-Le; v Ierunp which annealed has a strength up to: ductility.

ρ Festigkeit bis 90 kg/mm und für Verformungen guteρ strength up to 90 kg / mm and good for deformations

7) 30 Gev% m 2 Gew$ Zr Rest Ti. Die Legierung hat nach Glühung bei 9000C während 1 Stunde, Abschrecken und anschlieasendem Auslagern bei7) 30 % by weight m 2 by weight Zr remainder Ti. After annealing at 900 ° C. for 1 hour, the alloy has quenching and subsequent aging

ο während 1 Stunde eine Festigkeit von min. 9.0 kg/nrnο a strength of at least 9.0 kg / nrn for 1 hour

Bei der Herstellung von Implantaten kann von geglühten Material ausgegangen werdenj auch kann eine Wärmebehandlung erfolgen, also etwa ein Glühen» Abschrecken und Auslagern, ao wie dieB Beispiele 1,2,3 und 7 nennen. Da3 Glühen und Abschrecken wird dann vorteilhaft vor den zerspanenden Herstellungsschritten ausgeführt, das Auslagern nach diesen. Zur Festigkeitasteigerung ist auch das Kaltverformen geeignet (3eisplel 4).In the manufacture of implants can be made of annealed Material can also be assumed to be heat treatment take place, for example annealing, quenching and aging, ao as the examples 1, 2, 3 and 7 name. Da3 annealing and quenching is then advantageously carried out before the machining production steps, the outsourcing after these. Cold forming is also suitable for increasing strength (3eisplel 4).

Diese Legierungen lassen sich in gleicher V/eise wie Titan verarbeiten. Ebenso können für Implantate auch Oberflächenbehandlungen angewandt werden, wie Oxydieren, Nitrieren eto.These alloys can be used in the same way as Process titanium. Surface treatments can also be used for implants can be used, such as oxidizing, nitriding, etc.

109884/1327109884/1327

BAD ORfGiNALBAD ORfGiNAL

Claims (4)

AUSPRUCHUEXPRESSION 1. Schmiedbare Legierung für Inplantate für die Knochen- und Zahnchirurgie, dadurch gekennzeichnet, daes sie .1. Malleable alloy for implants for the bone and Dental surgery, characterized daes them. 3-50 Gewji X
Rest Ira wesentlichen Z
enthält, wobei
P X eines der Elemente Mb3, Ta, Cr. Ho, VT, Pe oder Al
3-50 Gewji X
Rest ira essential z
contains, where
PX one of the elements Mb 3 , Ta, Cr. Ho, V T , Pe or Al
oder eine beliebige Mischung aus diesen Elementen und Z eines der Elemente Ti oder Zr oder eine beliebigeor any mixture of these elements and Z, one of the elements Ti or Zr, or any Mischung dieser Elemente ist,Mixture of these elements is mit der Massgabe jedoch, dass der Gesamt-Gehalt an Cr + V.o + W + Fe + Al höchstens 20 Gew& und der Zr-Gehalt höchstenswith the proviso, however, that the total content of Cr + Vo + W + Fe + Al is at most 20 wt & and the Zr content is at most 75 Gewi beträgt, und dass die Legierung abgesehen von technisch bedingten Verunreinigungen frei ist von Cu, Co, Ni, V und Sn.75 Gewi and that the alloy apart from technically caused impurities is free of Cu, Co, Ni, V and Sn.
2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie bis zu 1 ? gelöste Gase enthält.2. Alloy according to claim 1, characterized in that they up to 1? contains dissolved gases. 3. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie3. Alloy according to claim 1, characterized in that it 3 Gewi Nb
6 GewjS Al
Rest Ti
enthält.
3 Gewi Nb
6 GewjS Al
Remainder Ti
contains.
4. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie4. Alloy according to claim 1, characterized in that she S -'9 Gev% Nb
11 Gev/% Cr
S -'9 Gev% Nb
11 Gev /% Cr
109884/1327 BAD 109884/1327 BAD 3 Qew£ Al Rest Tl enthält. Contains 3 Qew £ Al remainder Tl. 5. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das y, sie 5. Alloy according to claim 1, characterized in that the y , they 4 Gewj5 Mo i* 8 Qew? Zr Rest Ti enthält.4 Gewj5 Mo i * 8 Qew? Zr The remainder contains Ti. 109884/1327109884/1327 BAD ORIGiNALORIGINAL BATHROOM
DE19712134926 1970-07-15 1971-07-13 Use of an alloy for the manufacture of implants for bone and dental surgery Expired DE2134926C3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1072170 1970-07-15
CH1072170A CH539118A (en) 1970-07-15 1970-07-15 Forged alloy for implants for bone and dental surgery

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2134926A1 true DE2134926A1 (en) 1972-01-20
DE2134926B2 DE2134926B2 (en) 1975-10-23
DE2134926C3 DE2134926C3 (en) 1976-05-26

Family

ID=

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0364903A1 (en) * 1988-10-15 1990-04-25 Yoshida Kogyo K.K. Amorphous aluminum Alloys
US5496359A (en) * 1989-07-25 1996-03-05 Smith & Nephew Richards, Inc. Zirconium oxide and zirconium nitride coated biocompatible leads
US5611347A (en) * 1989-07-25 1997-03-18 Smith & Nephew, Inc. Zirconium oxide and zirconium nitride coated percutaneous devices
US5871595A (en) * 1994-10-14 1999-02-16 Osteonics Corp. Low modulus biocompatible titanium base alloys for medical devices

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0364903A1 (en) * 1988-10-15 1990-04-25 Yoshida Kogyo K.K. Amorphous aluminum Alloys
US5076865A (en) * 1988-10-15 1991-12-31 Yoshida Kogyo K. K. Amorphous aluminum alloys
US5496359A (en) * 1989-07-25 1996-03-05 Smith & Nephew Richards, Inc. Zirconium oxide and zirconium nitride coated biocompatible leads
US5611347A (en) * 1989-07-25 1997-03-18 Smith & Nephew, Inc. Zirconium oxide and zirconium nitride coated percutaneous devices
US5632779A (en) * 1989-07-25 1997-05-27 Smith & Nephew, Inc. Zirconium oxide and zirconium nitride coated vascular grafts
US5647858A (en) * 1989-07-25 1997-07-15 Smith & Nephew, Inc. Zirconium oxide and zirconium nitride coated catheters
US5649951A (en) * 1989-07-25 1997-07-22 Smith & Nephew Richards, Inc. Zirconium oxide and zirconium nitride coated stents
US5871595A (en) * 1994-10-14 1999-02-16 Osteonics Corp. Low modulus biocompatible titanium base alloys for medical devices

Also Published As

Publication number Publication date
SE374137B (en) 1975-02-24
CA954726A (en) 1974-09-17
CH539118A (en) 1973-07-15
DE2134926B2 (en) 1975-10-23
IT968052B (en) 1974-03-20
GB1325269A (en) 1973-08-01
ES394068A1 (en) 1974-01-01
FR2101749A5 (en) 1972-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4040129A (en) Surgical implant and alloy for use in making an implant
EP0966979A2 (en) Implantable bioresorbable support for the vascular walls, in particular coronary stent
EP2087915B1 (en) Implant with a base body made of a biocorrodible iron alloy
EP2172233B1 (en) Implant with a base body made of a bio-corrodible manganese alloy
DE60003490T2 (en) A Ti-Zr alloy and medical devices made from it
DE2621789A1 (en) CAST ALLOY
DE19856983A1 (en) Implantable, bioresorbable vascular wall support, in particular coronary stent
EP2676684B1 (en) Cobalt alloy for medical implants and stent comprising the alloy
DE102007023284A1 (en) Implant with a near-surface magnesium-containing diffusion layer and associated production method
DE102012108089A1 (en) Magnesium alloy used for formation of work samples used as medical device e.g. implant and suture, comprises magnesium and zinc, and rare-earth metal in specified weight ratio
DE2320463B2 (en) USE OF A HARDENABLE FERRITIC-AUSTENITIC CHROME-NICKEL-MOLYBDAEN STEEL ALLOY
DE102006025292A1 (en) Biocompatible titanium alloy, process for its preparation and medical bone implant made therefrom
WO2015049379A1 (en) Implant, a method for production thereof and use thereof
DE19935935A1 (en) Hard fabric replacement material used e.g. as bone joint is produced from a titanium alloy containing zirconium
DE2134926A1 (en) Forged alloy for implants for bone and dental surgery
DE2134926C3 (en) Use of an alloy for the manufacture of implants for bone and dental surgery
CN112426570A (en) Medical Zn-Cu-Ag-Zr alloy material with high strength and toughness and capable of being degraded in vivo
DE2134925C3 (en) Titanium alloy bone implant
DE3520473C2 (en)
CN112430764B (en) Biodegradable high-strength and high-toughness medical Zn-Cu-Mn-Zr alloy in organism
DE3813667C2 (en) Use of a titanium alloy
DE102020121729B4 (en) Implant material and its use
CN114686726B (en) Degradable Zn-X biomedical material and processing technology thereof
DE102014010032B4 (en) titanium alloy
Göschke et al. Breath acetone and ketonemia in normal-and overweight subjects during total fasting

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EGA New person/name/address of the applicant
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: LIEDL, G., DIPL.-PHYS. NOETH, H., DIPL.-PHYS., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: LIEDL, G., DIPL.-PHYS., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN