DE2838759A1 - Beschichtetes implantat - Google Patents
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Description
Beschichtetes Implantat Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein beschichtetes Implantat für die Verwendung als Hemi- und Endoprothese.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Bei allen bekannten Implantaten wird vorausgesetzt, daß ihre Zusammensetzung bzw. ihre Oberflächen so beschaffen
sind, daß sie biologisch inert, gewebeverträglich und relativ korrosionsbeständig sind. 41s Implantatmaterialien
werden je nach Verwendungszweck Kohlenstoff, Tantal, Titan,
Titan-Legierungen, CoCr-Legierungen, AlpOo-Keramiken
oder organische Kunststoffe verwendet. Weitere Einsatzmaterialien sind rostfreier Stahl, Teflon und andere Kunststoffe.
Die Oberflächen können noch zusätzlich behandelt sein·
So ist es bekannt, Implantate mit einer Schicht aus pyrolythischem
Kohlenstoff zu versehen, der eine Aufrauhung der Oberfläche und eine Verbesserung der chemischen Widerstandsfähigkeit
bewirken soll (DT-OS 2.157*139)· Weiterhin ist es bekannt, Blutgefäßprothesen aus nichtre-3orbierbarem,
physiologisch inertem Kunstfasergewebe herzustellen, die mit einer Schicht aus Mucopolysaccharide^
Glyzerin und Antibiotika versehen sind, um die Bildung von Thromben zu verhindern und das Einwachsen des nicht resorbierbaren
Bestandteils während des Abbaues der Schicht zu ermöglichen (DT-OS 1.491.218).
909825/oene
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Es sind Röhren zum Verbinden von Blutgefäßen bekannt, die
aus Saccharose und Glucose, Lactose oder Maltose und Dextran oder Dextrin bestehen. Diese Zusammensetzung soll bewirken,
daß keine Toxizität für das Lebewesen eintritt und sich das Implantat nach einer bestimmten Zeit im Blut auflöst
(DT-OS 2.034.413). Es ist auch bekannt, Implantate aus
Titan oder Titan-Legierungen mit einer interferenzfarbigen Oberflächenschicht aus Oxiden, Nitriden, Karbiden und Karbonnitriden
zu versehen. Diese interferenzfarbige Oberflächenschicht wird aufgebracht, um neben einem gewissen kosmetischen
Effekt vor allem durch Verringerung der elektrischen Leitfähigkeit die Korrosionsbeständigkeit des Implantats
zu erhöhen, wobei insbesondere die Reibkorrosion herabgesetzt werden soll. Zusätzlich wird eine genaue Kontrol-
Ie des Korrosionsverhaltens im Gewebe ermöglicht (DT-OS 1.943.801). Das Hauptaugenmerk wird dabei auf die
Interferenzfarbigkeit der Oberflächenschicht gelegt, die jedoch stets bei optisch transparenten dünnen Schichten, wie
bei den genannten Oxiden, Nitriden, Karbiden und Karbonnitriden, auftritt. Dabei sind offensichtlich bestimmte Zusammenhänge
nicht erkannt worden, wie z. B. daß derartige Schichten einen Einfluß gegenüber der natürlichen Diffusion
beliebiger Ionen, also auch der des Implantats, ausüben. Diese Tatsache wird aber in der Bauelementetechnik seit langem
ausgenutzt.
Weiterhin ist es bekannt, daß Li-, B-, C-, F-, Oa-, K-, Na-,
Mg-, Si- und P-Ionen zum Steuern der Gewebereaktionen und zur Stimulation des Anwachsens von Gewebe an die Oberflächen
derjenigen Implantatteile eingelagert sind, die der Befestigung der Implantate dienen. Es soll durch diese Erfindung erreicht
werden, daß eine bestimmte Dosis der genannten Ionen erst in das Implantat eingelagert wird, um dann gezielt
und zeitlich begrenzt, nämlich bis zum Zustandekommen einer festen Verbindung zwischen Implantat und Implantatbett,
in das Implantatbett zu diffundieren. Diese Ioneneinlagerung
beeinträchtigt jedoch in keiner Weise die
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natürliche Diffusion der Ionen des Implantatmaterials· Das
bedeutet, daß trotz der zusätzlichen Ionen die nichtvertretbare Belastung des Implantatbettes durch die Ionen des
Implantatmaterials nicht verringert wird. Die Art der Ionen ist auch nicht davon abhängig gemacht worden, welche
Zusammensetzung das Implantatbett hat (DT-AS 2·324.867)·
Nachteile aller bekannten Implantate sind, daß die Materialeinflüsse
des Implantats verringert, aber nicht ausgeschlossen, das Implantat bis zur festen Verankerung nicht
in den Stoffwechsel mit allen sich daraus ergebenden Konsequenzen einbezogen und nur eine zeitliche Tolerierung
des Implantats durch den Körper erreicht werden.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, Implantate herzustellen, die bei gleichbleibender biologischer Konstitution des Empfängers
eine unbegrenzte Liegedauer erreichen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Herstellung von Implantaten, die unabhängig von ihrer funktioneilen Festigkeit
und Korrosionsbeständigkeit eine Oberflächenschicht optimaler Zusammensetzung aufweisen, die es ermöglicht, daß
das Implantat den Stoffwechsel nicht nur nicht beeinträchtigt, sondern daß er positiv beeinflußt wird.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, einmal die natürliche Diffusion der Ionen des Implantatmaterials zu
verhindern, indem dieses passiviert wird, und gleichzeitig eine physiologisch aktive Implantatoberfläche herzustellen,
um eine Weaensgleichheit zwischen Implantatoberfläche
und Implantatbett zu erreichen. Das geschieht, indem in Abhängigkeit von der Art des Implantatmaterials ein Schichtsystem
oder eine Schicht aufgebracht werden.
Die Diffusion der Ionen wird verhindert, indem eine passivierende Schicht zum Beispiel aus Nitriden, Oxiden oder
Karbiden abgeschieden wird· Darauf wird dann die physiolo-
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-K-
gisch aktive Schicht aufgebracht. Diese physiologisch aktive Schicht besteht aus wesensgleichen körpereigenen Bestandteilen·
In abhängigkeit von der Art des Implantatbettes kann die Schicht aufgebaut sein aus einer Aminosäure
oder einer Mischung von Aminosäuren oder deren Bestandteile und/oder anderen im Körper enthaltenen Elementen oder
deren Verbindungen·
Für den lall, daß eine passivierende Schicht einen für eine
physiologisch aktivierende V/irkung ausreichenden Anteil an
körpereigenen Elementen aufweist, kann auf das aufbringen einer weiteren physiologisch aktiven Schicht verzichtet
werden· Das gilt beispielsweise bei der Verwendung von Si^NH als Schichtmaterial.
Das aufbringen aller Schichten erfolgt mittels der bekannten vakuumtechnischen Beschichtungsverfahren, wie ζ. Β.
Aufdampfen, plasmainduzierte Abscheidung aus der Gasphase,
Zerstäubung oder ionenunterstütztes Beschichten· Das hat den Vorteil, daß die Beschichtung unter Einsatz hochreiner
Ausgangsmaterialien bei relativ geringer Temperaturbelastung
auf chemisch, klinisch und physiologisch sauberen Oberflächen erfolgen kann. Des weiteren ist es möglich,
alle Schichten des Schichtsystems ohne Unterbrechung des Zyklus in einer Beschichtungsapparatur mittels einer oder
mehrerer Verfahren aufzubringen.
Ausführungsbeispiel
Ein beschichtetes Implantat aus Titan wird hergestellt, indem das Titanimplantat nach einer chemischen Reinigung in
eine Vakuumapparatur eingebaut wird, in der es durch Abglimmen weitgehendst von sorbierten Fremdstoffen und Fremdschichten
gereinigt wird. Danach wird auf das Titanimplantat ein Schichtsystem aus Siliziumnitrid und Kalziumfluorid
aufgebracht. Zuerst erfolgt das Aufbringen der Siliziumnitridschicht
unter Anwendung der Zerstäubungstechnik, und anschließend wird Kalziumfluorid aufgedampft.
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Ein Schichtsystem aus physiologisch aktiven Schichten, wie
es bei Teflonimplantaten benutzt werden kann, wird hergestellt, indem ot-Alanin gedampft und anschließend Kohlenstoff
durch ionenunterstütztes Beschichten aufgebracht wird Implantate aus bestimmten Metallen oder Metallegierungen,
wie auch Titan, können mit einer passivierenden physiologisch aktiven Schicht aus Si IT EL versehen werden. Das ge-
Λ ff Z
schieht mittels der plasmainduzierten Abscheidung aus der
Gasphase eines Silan- Ammoniak-Gemisches.
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Claims (6)
- Erfindungs anspruchM. /Beschichtetes Implantat aus Metallen, Metallegierungen, Kunststoff, Keramik und/oder anderen Stoffen, gekennzeichnet dadurch, daß ein Implantat mit einem Schichtsystem versehen wird, das aus einer passivierenden Schicht und/oder mehreren physiologisch aktiven Schichten besteht, oder mit einer passivierenden, physiologisch aktiven Schicht versehen wird, wobei die physiologisch aktiven Schichten zusammengesetzt sind, aus wesensgleichen körpereigenen Bestandteilen.
- 2. Beschichtetes Implantat nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtsystem aus einer passivierenden Schicht aus Siliziumnitrid und einer physiologisch aktiven Schicht aus Kalziumfluorid besteht.
- 3· Beschichtetes Implantat nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtsystem aus physiologisch aktiven Schichten, insbesondere aus c^ -Alanin- und Kohlenstoff, besteht.
- 4·. Beschichtetes Implantat nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die passivierende physiologisch aktive Schicht aus SixNJE2 besteht.
- 5· Beschichtetes Implantat nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die physiologisch aktive Schicht aus einer oder einer Mischung von Aminosäuren besteht.
- 6. Beschichtetes Implantat nach Punkt 1 bis 5> dadurch ge kennzeichnet, daß die Schichten mittels vakuumtechnischer Beschichtungsverfahren, insbesondere Aufdampfen, plasmainduzierte Abscheidung aus der Gasphase, Zerstäuben oder ionenunterstütztes Beschichten, aufgebracht werden.909825/0608
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