Oberflächentechniken

Bevor medizinische Produkte beschichtet, weiterverarbeitet oder verpackt werden können, sind verschiedene Oberflächenprozesse notwendig:

  • Strahlungen Die Oberflächen erhalten eine spezielle Rauhigkeit durch Strahlprozesse. Bei dosierten Strahlprozesse kann auch eine Oberflächen-Verdichtung/Härtung erfolgen.
  • Schliffe & Polituren Die Oberflächen müssen noch geschliffen und poliert werden.
  • Reinigung Vor dem Verpacken müssen Rückstände vom letzten Bearbeitungsprozess durch Reinigungsprozesse entfernt werden.
  • Plasmabehandlung Durch Plasmabehandlung können z. B. an Kunststoffprodukten (Katheter usw.) hydrophile oder hydrophobe Oberflächen eingestellt werden.

Strahlungen

Die Knochenkontaktflächen von Implantaten werden oft sehr rau gestrahlt, um das Anwachsverhalten zu verbessern.

Die Abbildung unten zeigt die Rückseite eines Femurs, dass mit F7 Korund gestrahlt wurde. Die Vorderseite ist mit TiN beschichtet. Die Übergangszone kann genau eingehalten werden.

MATMed-Strahlungen

Rückseite eines Femurs (mit F7 Korund gestrahlt)

Schliffe & Polituren

Metallische Gelenkimplantate müssen eine hohe Oberflächengüte aufweisen, da diese oft gegen Polymer-Komponenten, Keramik-Komponenten oder Metall-Komponenten laufen.

Die Abbildung unten zeigt Femur-Komponenten und Tibia-Komponenten eines Kniegelenkes nach dem Polieren. Die Rauhigkeitswerte müssen weit unter Rz < 1µm liegen. Dannach erfolgt die Beschichtung z.B. mit TiN.

MATMed-Schleifen_Polieren

polierte Femur-Komponenten und Tibia-Komponenten eines Kniegelenkes

Reinigung

Reinigen von medizinischen Produkten

Durch mechanische Bearbeitungsstufen wie Drehen und Fräsen oder Spritzgussverfahren befinden sich auf den Produktoberflächen oft Metallpartikel, Öle oder Entformungshilfsmittel. Diese müssen in jedem Fall vor der nachfolgenden Verarbeitungsstufe entfernt werden. Das geschieht oft nasschemisch in Bädern mit bestimmten Reiniger-Zusätzen und unter Einsatz von Ultraschall sowie Temperatur.
Der rückstandsfreie Zustand nach der Reinigung muss unter bestimmten Bedingungen nachgewiesen werden.
Eine Reinigung im medizinischen Sinne vor der Verpackung und Sterilisation ist das noch nicht.

Plasmabehandlung

Unter dem Sammelbegriff Plasmabehandlung werden Verfahren verstanden, die der Oberflächen- und Randschichtbehandlung mittels Niederdruckplasma dienen. Dabei werden schichtaufbauende und -abtragende Verfahren ausgeschlossen, obwohl teilweise die gleiche Verfahrenstechnik genutzt wird. Es geht vor allem um Prozesse, die:

  • zur Reinigung der Oberfläche für nachfolgende Prozesse
  • zur Aktivierung von Oberflächen für die Bedruckbarkeit
  • zur Hydrophilierung oder Hydrophobierung von Oberflächen