DE4020598C2

DE4020598C2 - Implantatprothese und Verfahren zum Herstellen derselben

Info

Publication number: DE4020598C2
Application number: DE4020598A
Authority: DE
Inventors: Iwao Noda
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1990-06-28
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2010-06-29
Also published as: US5397362A; JPH0332675A; JP2858126B2; DE4020598A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Implantatprothese umfassend ein Substrat aus Keramikmaterial, eine dünne Glasschicht, die durch Beschichten über dem Substrat aufgebracht ist, und eine Schicht, welche auf Calciumphosphat basierendes Material enthält und über der Glasschicht ausgebildet ist.

Diese Implantatprothese ist für künstliche Knochen und künstliche Zähne für die orthopädische Chirurgie geeignet, welche dazu verwendet werden, die Knochenfunktion und die Gelenkfunktion von Händen und Füßen, die durch Krankheiten und Unfälle verloren worden sind, wiederherzustellen, oder für eine künstliche Zahnwurzel, die zum Ersatz einer Zahnwurzel geeignet ist, welche aufgrund von hohem Alter und Krankheiten verlustig gegangen ist.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen der Implantatprothese.

In den kürzlich vergangenen Jahren wurde über eine bemerkenswerte Entwicklung der Wissenschaft und Praxis des Implantierens berichtet, und verschiedene künstliche Organe, wie beipsielsweise künstliche Herzen, künstliche Blutgefäße, künstliche Lungen, spielen eine hervorragende Rolle in medizinischen Kreisen.

Insbesondere werden künstliche Knochen für die Verwendung in künstlichen Gelenken zur Wiederherstellung der verlorgengegangenen Gelenkfunktionen in weitem Umfang verwendet, während künstliche Zahnwurzeln auf dem Gebiet der Dentalbehandlung groß herausgestellt werden.

Da Implantatprothesen vom enossalen Typ der beschriebenen Art, wie beispielsweise künstliche Gelenke, künstliche Kno chen, künstliche Zahnwurzeln, eine hohe Festigkeit erfordern, sind Edelstähle und Kobalt-Chrom-Legierungen konventioneller weise als Implantatprothesematerialien verwendet worden. Je doch hat sich die Schwierigkeit ergeben, daß das Metallma terial innerhalb eines lebenden Körpers rostet, brandig und/ oder stockfleckig wird, so daß Metallionen gelöst werden, wodurch nachteilige Wirkungen auf die Knochenzellen erzeugt werden und im ungünstigsten Falle das Implantatmaterial zu Bruch gehen kann.

In einem Versuch, das Problem der Affinität dieses metall prothetischen Materials bezüglich des Gewebes eines leben den Körpers zu lösen, wurde ein Keramikmaterial, wie Alumi niumoxid, eingeführt, und dieses Material hat seine Anwen dung in einem künstlichen Kniegelenk und dergleichen gefun den. Das Keramikmaterial ist ausgezeichnet in seiner Affini tät bzw. Verträglichkeit mit dem Knochengewebe, und es ver einigt sich mit dem Knochen im menschlichen Körper zu einem einzigen Körper, und zwar bei nicht immer nichtaußergewöhn lichen Fällen von hervorragender Wiederherstellung in der Funktion. Aber wenn das Material unter der Belastung des Gehens oder dergleichen benutzt wurde, mißlang es, eine genügende Fixie rung an dem Knochen zu erzielen, und zwar bei keiner kleinen Anzahl von Fällen des Lockerns bzw. des Losewerdens und der Korrektur bzw. Überarbeitung oder des Wiederholens bzw. Noch malsrichtens. Im Bemühen, das Problem der enossalen Fixierung des keramischen Implantatprothesematerials der oben beschrie benen Art zu lösen, wurde eine Beschichtung des Implantats mit auf Calciumphosphat basierendem Material durch Plasma sprühen entwickelt und erörtert, und zwar insbesondere in der japanischen Patentveröffentlichung 46 911/1984.

Es ist an sich bekannt, daß auf Calciumphosphat basierende Materialien (die nachstehend als Apatit bezeichnet werden), wie Hydroxyapatit bzw. Hydroxylapatit, Tricalciumphosphat, sich chemisch mit Knochen vereinigen, und auch ein Metall implantatmaterial, über das eine Beschichtung durch thermi sches Sprühen aufgebracht worden ist, ist bereits kommer ziell verfügbar. In der oben angegebenen Technik wird auch ein thermisches Sprühen von Apatit oder einer Mischung von Apatit und Keramikpulver auf die Oberfläche von dem kera mischen Implantat oder das Ausbilden einer Keramikschicht über dem keramischen Implantat durch thermisches Sprühen und einer weiteren Apatitbeschichtung noch einmal darüber angewandt.

Obwohl der oben erwähnte Stand der Technik eine wirksame Technik ist, ergeben sich jedoch noch ernsthafte Probleme im Hinblick auf die praktische Anwendung. Eines der Probleme betrifft die Haftkraft der thermisch gesprühten Apatitschicht an einer Unterlage. Gemäß dem thermischen Sprühen kommt es, wie es generell der Fall ist, dazu, daß bei dem Sprühen eine Haftkraft der thermisch gesprühten Schicht durch Aufrauhen der Unterlage mittels Sandstrahlbehandlung sichergestellt wird. Das thermische Sprühen hängt nämlich allein von der mechanischen Verankerung durch die Haftkraft der thermisch gesprühten Schicht bezüg lich der Unterlage ab, und demgemäß kann die thermisch ge sprühte Schicht, sofern die Unterlage nicht einen gewissen Grad an Unregelmäßigkeiten auf ihrer Oberfläche besitzt, nicht an der Unterlage kleben. Obwohl ein künstliches Ge lenk und ein künstlicher Knochen aus einem hochfesten Kera mikmaterial, wie Aluminiumoxid, Zirkondioxid, hergestellt werden, sind die erwähnten Keramikmaterialien immer noch von hoher Festigkeit und sind gleichzeitig sehr hart, und es ist schwierig, die Oberfläche des Keramikmaterials durch die Anwendung einer Sandstrahlbehandlung aufzurauhen. Außerdem kann eine kräftig ausgeführte Sandstrahlbehandlung keinen genügenden Grad an Rauhigkeit hervorbringen, und das thermi sche Sprühen einer Apatitschicht über die auf diese Weise aufgerauhte Oberfläche kann keine Haftkraft erbringen, welche die Anwendung der Schicht im Rahmen einer Implantatprothese überstehen bzw. hierbei fest bleiben kann.

Andererseits ist das Keramikmaterial brüchig und für Kratzer empfindlich. Selbst wenn die Kratzer klein sind, können sie eine große Verminderung der Festigkeit des Materials bewir ken. Eine Sandstrahlbehandlung ist ein wirksames Mittel zum Aufrauhen der Oberfläche eines Metallmaterials, welches ein duktiles Material ist, aber sie ist ein riskantes Mittel bei Keramikmaterial, da es dem Keramikmaterial eine ver minderte Festigkeit gibt. Das gleiche ist auch der Fall bei anderen Mitteln zum Ausbilden einer aufgerauhten Oberfläche, als es eine Sandstrahlbehandlung ist. Es ist eine erwiesene Tatsache, daß die Biegefestigkeit von monokristallinem Alu miniumoxid durch kleine Kratzer und Aufrauhen auf die Hälfte oder weniger vermindert wird. Das zweite Problem des oben er wähnten Standes der Technik ist infolgedessen der Nachteil der Verminderung der Festigkeit des Keramiksubstrats der vor stehend beschriebenen Art.

Weiterhin ist eine Implantatprothese der eingangs genannten gattungsgemäßen Art aus EP 0 264 917 bekannt, die ein biokompatibles Verbundmaterial hat, welches ein Substrat umfaßt, auf dem eine Glas-Hydroxyapatitkeramik-Schicht vorgesehen ist, wobei wahlweise eine Glas umfassende Zwischenschicht zwischen dem Substrat und der Glas-Hydroxyapatitkeramik-Schicht ausgebildet sein kann. Jedoch ist die Implantatprothese nach EP 0 264 917 so ausgebildet, daß die Glas-Hydroxyapatit-Schicht eine kontinuierliche Glasplatte umfaßt, die eine darin dispergierte Hydroxyapatitkeramik aufweist. In der Implantatprothese, wie sie in EP 0 264 917 vorgeschlagen wird, ist demgemäß die Hydroxyapatitkeramik in der gesamten Glas- Hydroxyapatitkeramik-Schicht vorhanden, und die Hydroxyapatitkeramik wird so mittels der kontinuierlichen Glasphase festgehalten und bildet zusammen mit dieser eine heterogene Schicht.

Demgemäß mag zwar dieses heterogene Schichtgefüge der EP 0 264 917 eine gute Haftfestigkeit auf dem Implantatkern besitzen. Aber die Wirksamkeit wird durch deren Dispergieren in der Glasschicht ganz erheblich gemindert.

Im übrigen ist einerseits das bloße Überziehen einer keramischen Implantatprothese mit Glas aus EP 0 145 210, der US-PS 4 497 629 und der US-PS 4 103 002 bekannt, und andererseits ist das bloße Aufbringen einer Schicht aus Calciumphosphat auf ein Substrat aus der DE-OS 27 59 591 und aus EP 0 327 143 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Implantatprothese der eingangs genannten gattungsgemäßen Art zur Verfügung zu stellen, bei der eine wesentliche Erhöhung der Biegefestigkeit der Implantatprothese bei ausgezeichneter Haftfestigkeit und -fähigkeit der thermisch aufgesprühten Schicht aus dem auf Calciumphosphat basierenden Material erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

(a) die Schicht aus dem auf Calciumphosphat basierenden Material besteht;
(b) die Glasschicht einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 3,0×10^-6/°C bis 12,0×10^-6/°C hat;
(c) die Schicht, welche aus dem auf Calciumphosphat basierendem Material besteht, durch thermisches Sprühen und nachfolgendes Brennen ausgebildet ist;
(d) die Glasschicht eine Dicke von 0,001 bis 2 mm hat; und
(e) die thermisch gesprühte Schicht aus dem auf Calciumphosphat basierenden Material eine Dicke von 0,005 bis 1 mm hat.

Mit der Erfindung werden gleichzeitig mehrere signifikante Vorteile erzielt, deren gleichzeitiges Vorhandensein gegenüber dem Stand der Technik von besonderer Bedeutung ist:

(1) Das Merkmal, wonach die Schicht, welche auf Calciumphosphat basierendes Material enthält, im Gegensatz zu der EP 0 264 917 A2 das auf Calciumphosphat basierende Material nicht in einer in Glas dispergierten Form enthält, sondern vielmehr allein aus dem auf Calciumphosphat basierenden Material besteht, bedeutet insbesondere, daß diese Schicht nicht in die Glasschicht einsinkt, sondern vielmehr das auf Calciumphosphat basierende Material als besondere, obere Schicht im wesentlichen unvermischt mit dem Glas bleibt, wodurch sich die außerordentlich gute Haftfähigkeit des erfindungsgemäßen Implantats gegenüber einer Oberflächenschicht gemäß der EP 0 264 917 A2, in der die Hydroxyapatitkeramik im Glas dispergiert ist, ergibt.
(2) Das Merkmal, wonach die Glasschicht einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 3,0×10^-6/°C bis 12,0×10^-6/°C hat, ist für die Adhäsiv- bzw. Haftkraft an dem Keramikmaterial wichtig.
(3) Die beiden Merkmale, wonach die Glasschicht 2 eine Dicke von 0,001 bis 2 mm und die thermisch gesprühte Schicht aus dem auf Calciumphosphat basierenden Material eine Dicke von 0,005 bis 1 mm hat, sind ebenfalls für die Haftfähigkeit insofern wichtig, als dann, wenn die thermisch aufgesprühte Schicht eine Dicke von weniger als 0,005 mm hat, diese Schicht in die Glasschicht einsinkt und darin eingebettet wird. Wenn andererseits die thermisch aufgesprühte Schicht eine Dicke von 1 mm übersteigt, dann ist sie inneren Brüchen und/oder einem inneren Zerreißen innerhalb derselben ausgesetzt.

Mit der Erfindung wird im übrigen eine Implantatprothese zur Verfügung gestellt, die sowohl in der Biokompatibilität bzw. in der Bioverträglichkeit und in der prothetischen Stabilität in einem lebenden Körper ausgezeichnet ist und die, ohne daß eine Notwendigkeit einer Sandstrahlbehandlung besteht, eine erhöhte Bindekraft zwischen der thermisch gesprühten Apatitschicht und dem Keramiksubstrat hat.

Weiterbildungen dieser Implantatprothese sind in den Patentansprüchen 2 bis 5 angegeben.

Außerdem wird mit der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Implantatprothese zur Verfügung gestellt, wie es in den Patentansprüchen 6 bis 10 angegeben ist.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 als einzige Figur der Zeichnung einen vergrößerten Querschnitt eines künstlichen Knochens als einer Implantatprothese gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und zwar teilweise weggebrochen.

Generell gesprochen, ist 1 ein Substrat einer Implantatprothese, das aus Keramikmaterial besteht; 2 ist eine dünne Glasschicht, die als eine Zwischenschicht verwendet wird; und 3 ist eine thermisch gesprühte Schicht, die aus einem auf Calciumphosphat basierenden Material hergestellt und über die Glasschicht 2 aufgebracht ist.

Es sei nun speziell ein Herstellungsverfahren für diese Struktur der Implantatprothese erläutert: Ein Glasbrei wird über ein Substrat 1 aus Keramik, wie beispielsweise ein solches aus Aluminiumoxid oder Zirkondioxid, aufgebracht und bei einer Temperatur im Bereich von 900 bis 1300°C gebrannt, so daß auf diese Weise das Substrat 1 mit der Glasschicht 2 beschichtet wird. Nachdem die Glasschicht 2 durch Sandstrahlbehandlung aufgerauht worden ist, wird Apatit thermisch über die aufgerauhte Glasoberfläche gesprüht, und die durch diese Beschichtung aufgebrachte Schicht wird bei 600 bis 1100°C gebrannt, um die Adhäsion bzw. Haftung der Schicht 3 aus Apatit an der Glasschicht 2 zu erhöhen. Während des Brennens geht die Glasschicht 2 nämlich teilweise durch die Poren in der thermisch aufgesprühten Schicht 3 aus Apatit, so daß dadurch die Adhäsiv- bzw. Haftkraft der thermisch aufgesprühten Schicht 3 an der Glasschicht 2 verstärkt wird. Auf diese Weise wird die Adhäsiv- bzw. Haftkraft der thermisch aufgesprühten Schicht 3 aus Apatit erhöht. Andererseits wird das Substrat 1 aus Keramik keinem direkten Aufrauhen ausgesetzt und demgemäß wird die Festigkeit des Substrats 1 nicht vermindert. Im Gegenteil wird, wie weiter unten beschrieben ist, die Biegefestigkeit des Substrats 1 höher gemacht als diejenige eines Implantatsubstrats nach dem Stande der Technik.

Ein wichtiger beachtenswerter Punkt der hier vorgeschlagenen Implantatprothese ist der Wärmeausdehnungskoeffizient des Glases, welches die Glasschicht 2 bildet. Um eine genügende Adhäsiv- bzw. Haftkraft des Glases bezüglich des Substrats 1 aus Keramik zu erzielen, ist es so, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient des Glases im Bereich von etwa 3,0×10^-6/°C bis 12,0×10^-6/°C liegt. Insbesondere liegt der Wärmeausdehnungskoeffizient des Glases optimal in dem Bereich von 4,0×10^-6/°C bis 9,0×10^-6/°C bezüglich eines Aluminium oxidkeramiksubstrats.

Außerdem ist die Dicke der durch Beschichtung aufzubringenden Glasschicht 2 und diejenige der thermisch aufgesprühten Schicht 3 aus Apatit wichtig. Eine Glasschicht 2, die eine Dicke von weniger als 0,001 mm hat, kann ihre Funktion als eine Zwischenschicht nicht voll erfüllen, und andererseits ist eine Glasschicht 2, deren Dicke 2 mm übersteigt, im Hinblick auf dimensionelle Beschränkungen nicht für ein Implantatmaterial geeignet. Wenn die thermisch aufgesprühte Schicht 3 aus Apatit eine Dicke von weniger als 0,005 mm hat, dann sinkt die Schicht 3 in die Glasschicht 2 ein und wird darin eingebettet. Wenn andererseits die Schicht 3 eine Dicke von 1 mm übersteigt, dann ist sie inneren Brüchen und/oder einem inneren Zerreißen innerhalb derselben ausgesetzt und infolgedessen für ein Implantatmaterial ungeeignet.

Obwohl die vorliegende Beschreibung für den Fall gegeben ist, in welchem Hydroxyapatit bzw. Hydroxylapatit für die thermisch gesprühte Schicht 3 aus Apatit verwendet wird, kann durch die Verwendung eines anderen auf Calciumphosphat basierenden Materials, wie beispielsweise Tricalciumphosphat, die gleiche Wirkung erzielt werden.

Es seien nun bevorzugte Beispiele der Erfindung angegeben:

Beispiel 1

Ein auf Siliciumdioxid, insbesondere Quarz oder Quarzglas, basierender Glasbrei wurde auf ein Substrat aus monokristallinem Aluminiumoxid von 23 mm Durchmesser und 1 mm Dicke aufgebracht und nach genügendem Trocknen während zwei Stunden bei 1100°C gebrannt. Die Oberfläche der Glasschicht wurde einer Sandstrahlbehandlung, bei welcher Aluminiumoxidteilchen verwendet wurden, ausgesetzt. Die auf diese Weise behandelte Glasschicht wurde gut gereinigt und getrocknet. Die Glasschicht wurde dann mit Hydroxyapatit bzw. Hydroxylapatit durch Flammensprühen beschichtet, danach während zwei Stunden bei 900°C gebrannt, so daß eine thermisch aufgesprühte Schicht erhalten wurde. Die erhaltene Glasschicht hatte eine Dicke von etwa 20 µm, und die thermisch aufgesprühte Schicht aus Apatit hatte eine Dicke von etwa 10 µm. Bei Beobachtung mittels Elektronenmikrophotographie der kristallinen Struktur der Oberfläche der obigen Probe wurde gefunden, daß die thermisch aufgesprühte Schicht aus Apatit fest an dem Substrat aus monokristallinem Aluminiumoxid haftete, weil die Glasschicht zwischen der Schicht aus Apatit und dem Substrat zwischengefügt war.

In einem Vergleichsbeispiel 1 wurde Apatit thermisch über ein Substrat aus monokristallinem Aluminiumoxid, das dem vorstehenden Substrat äquivalent war, gesprüht, wobei jedoch keine durch Beschichtung aufgebrachte Glasschicht für die Beschichtung des Substrats aus Aluminiumoxid mit der Schicht aus Apatit zwischengefügt war. Die Adhäsiv- bzw. Haftkraft der thermisch aufgesprühten Schicht bezüglich des Substrats aus Aluminiumoxid war hier nur von einem solchen Haftungsgrad, als wenn das Substrat mit Staub verunreinigt bzw. verschmutzt wäre. Das gleiche Ergebnis wie dasjenige des Vergleichsbeispiels 1 wurde beim Vergleichsbeispiel 2 erhalten, bei welchem die Schicht aus Apatit thermisch über das Substrat gesprüht wurde, nachdem das Substrat einer Sandstrahlbehandlung unterworfen worden war und ohne daß eine Glasschicht durch Beschichten aufgebracht worden war. Die Adhäsiv- bzw. Haftkraft des im Kontrastbeispiel 2 erhaltenen Produkts war derart, daß eine Berührung der Oberfläche der Schicht aus Apatit mit einem Finger bewirkte, daß sich die Schicht von dem Substrat löste.

Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Adhäsiv- bzw. Haft kraftuntersuchungen.

Tabelle 1

Beispiel 2

Mit Bezug auf die Mitte von einer Seite eines Substrats aus polykristallinem Aluminiumoxid, die eine Fläche von 5 mm×40 mm hatte, wobei das Substrat aus polykristallinem Aluminiumoxid eine dreidimensionale Größe von 5 mm×5 mm×40 mm hatte, wurde die Biegefestigkeit gemessen, und zwar unter Verwendung eines Substrats, das mittels des gleichen Verfahrens, wie dasjenige, das im Beispiel 1 angegeben ist, mit einer Glas schicht beschichtet war, und eines Substrats, das mittels Plasmasprühbeschichtung mit einer thermisch aufgesprühten Schicht aus Apatit beschichtet war, sowie unter Verwendung eines Substrats, wie es ein Substrat des Vergleichsbeispiels 3 ist, das weder mit einer Glasschicht beschichtet war noch mit einer thermisch aufgesprühten Schicht aus Apatit. Es wurde auf JIS R1601 zurückgegriffen (Testverfahren für die Biegefestig keit von feiner Keramik) (JIS = Japanischer Industrie-Stan dard). Die Anzahl von verwendeten Substraten war 5 für jedes Beispiel. Das Testergebnis ist in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2

Wie die Tabelle 2 zeigt, hat die Implantatprothese nach der Erfindung eine um etwa 35% höhere Biegefestigkeit als das Substrat des Vergleichsbeispiels 3, das mit keiner Beschich tung bedeckt war. Es wird angenommen, daß es auf das Vorhandensein der Glasschicht auf dem Substrat zurückzuführen ist. Das Substrat im Vergleichsbeispiel 4, das eine Schicht aus Apatit hat, die ther misch direkt darüber gesprüht worden war, wobei eine Sand strahlbehandlung durchgeführt worden war, jedoch keine Glas schicht zwischen das Substrat und die Schicht aus Apatit durch Beschichten aufgebracht worden war, hatte eine Biegefestig keit, die weit niedriger als diejenige im Vergleichsbeispiel 3 war. Es sei darauf hingewiesen, daß Vergewisserung erzielt wur de, daß ein Substrat aus Zirkondioxidkeramik, das eine thermisch darübergesprühte Schicht aus Apatit hatte, eine Adhäsions- bzw. Haftfestigkeit der thermisch aufgesprühten Schicht aus Apatit an dem Substrat hatte, die so hoch war, wie bei dem Sub strat mit den Beispielen 1 und 2, und außerdem war dieses Substrat aus Zirkondioxidkeramik ausgezeichnet in seiner Biege festigkeit.

Wirkungen beim Tierexperiment

Eine künstliche Zahnwurzel aus monokristalliner Aluminium oxidkeramik, die dazu geeignet war, in einem Knochen einge bettet zu werden, wurde mit einer Glasschicht und einer thermisch aufgesprühten Schicht aus Apatit mit dem Verfahren des Beispiels 1 beschichtet. Die auf diese Weise erhaltene Implantatprothese wurde in den Unterkiefer eines Affen eingesetzt. Drei Monate sind vergangen, und der Affe befindet sich noch unter Beobachtung, und eine gute Fixierung wurde bestätigt.

Wie oben beschrieben, wird mit der Erfindung eine Implantatprothese zur Verfügung gestellt, die bei weitem überragend gegenüber den bisher durch den Stand der Technik vorgeschlagenen Implantatprothesen ist, und zwar insofern, als sie eine überragende Biokompatibilität bzw. Bioverträglichkeit hat, und als ihre Stabilität in einem lebenden Körper erhöht ist, weil die Implantatprothese erhalten wird, indem eine mit Glas beschichtete Oberfläche desselben mit aus Calciumphosphat basierendem Hydroxyapatit bzw. Hydroxylapatit oder Tricalciumphosphat durch thermisches Sprühen beschichtet wird, und weil sie auf diese Weise nicht der Gefahr ausgesetzt ist, daß diese durch thermisches Sprühen aufgebrachte Schicht sich von dem Substrat ablöst oder von dem Substrat herabfällt, und darüber hinaus ist diese Implantatprothese nach der Erfindung nicht der Gefahr ausgesetzt, daß die Festigkeit des Substrats vermindert wird bzw. ist.

Die Implantatprothese ergibt ausgezeichnete Haftung der thermisch gesprühten Schicht von auf Calciumphosphat basierendem Material an dem Substrat, wobei insbesondere die folgenden Vorteile sichergestellt werden: stabilisierte Implantation in einem lebenden Körper insofern, als die dünne Glasschicht zwischen dem Substrat und dem auf Calciumphosphat basierenden Material die Gefahr ausschaltet, daß sich das aufgesprühte Material von dem Substrat ablöst und/oder von dem Substrat herabfällt, wobei weiter die Gefahr ausgeschaltet wird, daß die Festigkeit des Substrats vermindert wird.

Claims

1. Implantatprothese, umfassend ein Substrat (1) aus Keramikmaterial, eine dünne Glasschicht (2), die durch Beschichten über dem Substrat (1) aufgebracht ist, und eine Schicht (3), welche auf Calciumphosphat basierendes Material enthält und über der Glasschicht (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Schicht (3) aus dem auf Calciumphosphat basierenden Material besteht;
(b) die Glasschicht (2) einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 3,0×10^-6/°C bis 12,0×10^-6/°C hat;
(c) die Schicht (3), welche aus dem aus Calciumphosphat basierenden Material besteht, durch thermisches Sprühen und nachfolgendes Brennen ausgebildet ist;
(d) die Glasschicht (2) eine Dicke von 0,001 bis 2 mm hat; und
(e) die thermisch gesprühte Schicht (3) aus dem auf Calciumphosphat basierenden Material eine Dicke von 0,005 bis 1 mm hat.

2. Implantatprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Implantatprothese ein künstlicher Knochen, ein künstliches Gelenk oder eine künstliche Zahnwurzel ist.

3. Implantatprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Glasschicht (2) durch Sandstrahlbehandlung aufgerauht ist.

4. Implantatprothese nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikmaterial ausgewählt ist aus monokristalliner Aluminiumoxidkeramik, polykristalliner Aluminiumoxidkeramik und Zirkondioxidkeramik, und daß das auf Calciumphosphat basierende Material Hydroxyapatit bzw. Hydroxylapatit oder Tricalciumphosphat ist.

5. Implantatprothese nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Implantatprothese eine künstliche Zahnwurzel ist, wobei das Substrat (1) eine monokristalline Aluminiumoxidkeramik ist, wobei weiter die Glasschicht (2) ein auf Siliciumdioxid, vorzugsweise Quarz oder Quarzglas, basierendes Glas ist, und wobei die aus dem auf Calciumphosphat basierendem Material bestehende thermisch gesprühte Schicht (3) Hydroxyapatit bzw. Hydroxylapatit ist.

6. Verfahren zum Herstellen einer Implantatprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Verfahrensschritte des dünnen Aufbringens der Glasschicht (2) über das Substrat (1) aus Keramikmaterial und des thermischen Sprühens des aus dem auf Calciumphosphat basierenden Materials über die Glasschicht (2) umfaßt.

7. Verfahren zum Herstellen einer Implantatprothese nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschicht (2) eine Dicke von 0,001 bis 2 mm hat, und daß die thermisch gesprühte Schicht (3) aus auf Calciumphosphat basierendem Material eine Dicke von 0,005 bis 1 mm hat.

8. Verfahren zum Herstellen einer Implantatprothese nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasschichtmaterial einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 3,0×10^-6/°C bis 12,0×10^-6/°C hat.

9. Verfahren zum Herstellen einer Implantatprothese nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikmaterial Aluminiumoxidkeramik ist und daß das Glasmaterial einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 4,0×10^-6/°C bis 9,0×10^-6/°C hat.

10. Verfahren zum Herstellen einer Implantatprothese nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Glasschicht (2) die Verfahrensschritte des Aufbringens eines Glasbreis, der Sandstrahlbehandlung der Oberfläche der durch Beschichten aufgebrachten Glasschicht (2) und des Brennens der Oberfläche bei einer Temperatur im Bereich von 900 bis 1300°C umfaßt, sowie thermisches Aufsprühen des auf Calciumphosphat basierenden Materials und Brennen bei einer Temperatur im Bereich von 600 bis 1100°C nachfolgend auf das thermische Aufsprühen.