Vakuum-Beschichtung von Endoprothesen

Die Beschichtung von Endoprothesen mit Titan­nitrid bewirkt aufgrund seiner hohen Härte (2500 HV) eine Verringerung von Reibung und Verschleiß im Gelenkkopf eines Implantates.
Titannitrid verhält sich im menschlichen Körper biokompatibel und verhindert durch seine hohe chemische Inertheit korrosive Auflösungen an der Implantatoberfläche. Die Verweilzeit von beschichteten Implantaten verlängert sich damit entscheidend.
Die Abscheidung der Keramikschichten erfolgt im Hochvakuum unter gleichzeitiger Plasmaeinwirkung (engl. Physical Vapour Deposi­tion, PVD). Dieses Verfahren ermöglicht ein homogenes, dichtes Schichtwachstum – auch auf gekrümmten Oberflächen.

Einsatzmöglichkeiten

  • Hüftimplantate
  • Knie-Implantate
  • Schulterimplantate
  • Dentalimplantate
  • sonstiger Gelenkersatz
  • sonstiger Knochenersatz
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Abb. 1: Diverse Implantate, TiN beschichtet

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Abb 2:Hüftgelenk mit TiN-beschichteter Kugel*
(* mit freundlicher Genehmigung der Fa. Brehm )

Alles aus einer Hand:

  • Fertigung von Hüftgelenkskugeln aus Titan- oder CrCo-Legierungen
  • Reinigung, Hochglanzpolitur der Prothesenoberflächen
  • Rauheitswerte für Titanlegierungen Ra < 0,1 µm (ISO 7206-2)
  • Rauheitswerte für CrCo-Legierungen Ra < 0,05 µm
  • Hartstoffbeschichtung
  • Qualitätssicherung: Stückprüfung, Einzelkennzeichnung

Vorteile:

  • erhöhte Oberflächenhärte
  • geringerer UHMWPE-Abrieb(Ultrahigh Molecular Weight Polyethylen)
  • niedrige Reibungswerte
  • Korrosionsschutz (verringerte Metall­ionen­freisetzung)
  • ästhetische Farbgebung
  • Biokompatibilität

Schichteigenschaften:

  • Härte: 2500 Vickershärte
  • Farbe: oldähnlich
  • Schichtdicke: 3 – 5 µm
  • Beständigkeit gegen Korrosion und Lochfraß
  • Adhäsion: hohe Filmhaftung auf CrCo und   Titanlegierungen
  • E-Modul: 420 – 460 Gpa
    Abbildung 3
    Abbildung 3: Vickers-Härte mit Titannitrid (TiN) beschichteten Prothesen
    Abbildung 4
    Abbildung 4: Verringerung des Reibungskoef-fizienten durch TiN-Beschichtung