DE10123442A1 - Surgical tool, implant and their use - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Operationswerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Implantat gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 8 sowie Verwendungen des Operationswerkzeugs und des Implantats.The present invention relates to a surgical tool according to the Preamble of claim 1, an implant according to the preamble of the An Proposition 8 and uses of the surgical tool and the implant.
Unter dem Begriff "Operationswerkzeug" ist hier primär ein Gerät bzw. In strument zu verstehen, das bei einer Operation und/oder Untersuchung, ins besondere am menschlichen oder tierischen Körper, eingesetzt, also insbe sondere eingeführt und/oder beispielsweise zur Einwirkung auf Körpergewebe eingesetzt wird. Im weiteren Sinne sind hierunter jedoch auch sonstige Instrumente, Geräte und Hilfsmittel zu verstehen, die bei Operationen und/oder Untersuchungen eingesetzt werden und insbesondere Kontakt mit dem jeweiligen Körper haben.The term "surgical tool" is primarily a device or device instrument to understand that during an operation and / or examination, ins special on the human or animal body, used, in particular special introduced and / or for example to affect body tissues is used. In a broader sense, however, there are also others To understand instruments, equipment and aids used in operations and / or investigations are used and in particular contact with the respective body.
Unter "Arbeitsabschnitt" ist hier zumindest ein Teil des Operationswerkzeugs zu verstehen, das für die bestimmungsgemäße Funktion des Operationswerk zeugs wesentlich ist und/oder primär mit dem zu operierenden und/oder zu untersuchenden Körper in Kontakt steht bzw. in diesen eindringt. Insbeson dere handelt es sich hierbei um einen verhältnismäßig kleinen Teil im Bereich der jeweiligen Operations- bzw. Untersuchungsstelle. Das Operationswerk zeug kann beispielsweise also weitere Abschnitte oder Teile, wie eine Hand habe o. dgl., aufweisen, die ebenfalls auch mit dem Körper in Kontakt treten bzw. in diesen eindringen.Under "working section" here is at least part of the surgical tool to understand that for the intended function of the operations center Stuff is essential and / or primarily with the to be operated and / or examining body is in contact or penetrates into it. Insbeson which is a relatively small part in the area the respective operation or examination center. The operations center For example, other sections or parts, such as a hand, can be used have or the like, which also come into contact with the body or penetrate into it.
Unter dem Begriff "Implantat" ist hier zunächst im engeren Sinne ein in den Körper eines Tieres oder eines Menschen zumindest vorübergehend einzu setzendes Element, das beispielsweise therapeutische, Stütz- und/oder Ge lenkfunktionen ausüben kann, wie temporäre Implantate, beispielsweise so genannte "Seeds", oder Stents zur Tumorbehandlung bzw. -therapie, Tracheal- Stents u. dgl., zu verstehen. Im weiteren Sinne sind hierunter jedoch auch mit dem Körper von außen und/oder insbesondere vorübergehend in Kontakt bringbare Elemente o. dgl. zu verstehen. The term "implant" is initially in the narrower sense in the Body of an animal or human at least temporarily setting element, for example therapeutic, support and / or Ge can perform steering functions, such as temporary implants, for example called "seeds", or stents for tumor treatment or therapy, tracheal Stents and Like. To understand. In a broader sense, however, are also included the body from the outside and / or in particular temporarily in contact understandable elements or the like.
Implantate in Form von Stents werden beispielsweise zur Abstützung aufgeweite ter Gefäße eingesetzt. Diese röhrenförmigen Einsätze werden nach der Auf weitung verengter Gefäße eingeführt und anschließend radial aufgeweitet, so daß die Stents die Gefäßwandungen innenseitig abstützen.Implants in the form of stents are expanded, for example, for support ter vessels used. These tubular inserts are made after the on expansion of narrowed vessels and then radially expanded, see above that the stents support the inside of the vessel walls.
Beim Operieren, Untersuchen und/oder Implantieren wird zunehmend - ins besondere im Hinblick auf möglichst wenig invasive, also minimal invasive Eingriffe - eine Lagebestimmung und/oder Funktionsbestimmung des Ope rationswerkzeugs und/oder des Implantats basierend auf Magnetresonanz ein gesetzt, wozu beispielsweise ein sogenannter Kernspintomograph verwendet wird. Die Magnetresonanz - hier kurz als MR bezeichnet - wird hier also insbesondere zur Abbildung von räumlichen Verhältnissen in einem Körper, beispielsweise der Lage von Geweben, Organen, Operationswerkzeugen und/oder Implantaten, eingesetzt, wobei ein verhältnismäßig starkes Magnet feld angelegt und aufgrund der unterschiedlichen, magnetischen Eigenschaften Stoffe und Materialien unterscheidbar sind. Operationen und/oder Unter suchungen, bei denen MR unterstützend, beispielsweise zu Kontrollfunktio nen, oder zur Führung, beispielsweise zur richtigen Positionierung eines Im plantats, verwendet wird, werden hier auch kurz als "MR-geführt und/oder -basiert" bezeichnet.When operating, examining and / or implanting is increasingly - ins especially with regard to the least possible invasive, i.e. minimally invasive Interventions - an orientation and / or functional determination of the ope ration tool and / or the implant based on magnetic resonance set, for which a so-called magnetic resonance tomograph is used, for example becomes. Magnetic resonance - referred to here briefly as MR - is here especially for mapping spatial relationships in a body, for example the position of tissues, organs, surgical tools and / or implants used, with a relatively strong magnet field and due to the different magnetic properties Substances and materials are distinguishable. Operations and / or sub Searches in which MR is supportive, for example for control functions nen, or for leadership, for example, the correct positioning of an Im plantats that are used are also briefly referred to as "MR-guided and / or -based ".
Um MR einsetzen zu können, ist die Verwendung von MR-kompatiblen Werkstoffen für Operationswerkzeuge bzw. deren Arbeitsabschnitte und für Implantate erforderlich. Bei Verwendung eines herkömmlichen Materials, wie Edelstahl, ergeben sich nämlich derartige Artifakte (Fehldarstellungen), daß MR keine oder eine nur unzureichende (bildliche bzw. räumliche) Auflösung ermöglicht.To be able to use MR, the use of MR is compatible Materials for surgical tools or their working sections and for Implants required. When using a conventional material, such as Stainless steel, there are such artifacts (misrepresentations) that MR no or insufficient (visual or spatial) resolution allows.
Als MR-kompatible Werkstoffe werden bis jetzt Kunststoffe und spezielle Nickel-Titan-Legierungen eingesetzt. Die Eigenschaften von den zur Verfü gung stehenden Kunststoffen sind hinsichtlich Verträglichkeit, mechanischen Eigenschaften und Kosten wenig zufriedenstellend. Die sehr speziellen Nic kel-Titan-Legierungen sind teuer und erfordern eine sehr schwierige und dementsprechend kostenträchtige Bearbeitung.Until now, MR-compatible materials have been plastics and special ones Nickel-titanium alloys used. The properties of those available standing plastics are with regard to compatibility, mechanical Properties and costs unsatisfactory. The very special Nic Kel titanium alloys are expensive and require a very difficult and accordingly expensive processing.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Operations werkzeug, ein Implantat sowie Verwendungen eines Operationswerkzeugs und eines Implantats anzugeben, die für MR-geführte oder -basierte Opera tionen und/oder Untersuchungen, insbesondere am menschlichen und/oder tierischen Körper, geeignet sind, wobei das Operationswerkzeug und das Im plantat auf einfache Weise und kostengünstig bei sehr guten mechanischen Eigenschaften herstellbar sind.The object of the present invention is an operation tool, an implant and uses of a surgical tool and an implant to specify the MR-guided or MR-based Opera tions and / or investigations, in particular on human and / or animal body, are suitable, the surgical tool and the Im plantat in a simple way and inexpensively with very good mechanical Properties can be produced.
Die obige Aufgabe wird durch ein Operationswerkzeug gemäß Anspruch 1, ein Implantat gemäß Anspruch 8 oder eine Verwendung gemäß Anspruch 15 oder 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteran sprüche.The above object is achieved by an operating tool according to claim 1, an implant according to claim 8 or a use according to claim 15 or 16 solved. Advantageous further developments are the subject of the Unteran claims.
Eine grundlegende Idee der Erfindung liegt darin, Aluminium oder eine vor zugsweise primär aus Aluminium bestehende Aluminiumverbindung oder eine Aluminiumlegierung bzw. deren Mischungen als Grundmaterial bzw. Hauptbestandteil einzusetzen. Versuche haben gezeigt, daß Aluminium in einem Kernspintomographen überraschenderweise nicht oder quasi nicht sichtbar ist. Beim Einsatz von MR treten also nicht die ansonsten bei Metallen generell vorhandenen Artifakte auf.A basic idea of the invention is aluminum or one preferably aluminum compound consisting primarily of aluminum or an aluminum alloy or mixtures thereof as the base material or Main ingredient to use. Experiments have shown that aluminum in surprisingly not or almost not a magnetic resonance scanner is visible. When using MR, it does not occur otherwise with metals generally existing artifacts.
Die genannten Artifakte treten insbesondere bei ferromagnetischen Materia lien auf. Aluminium wird häufig für Legierungen für Transformator-Kerne, also für hochgradig ferromagnetische Legierungen eingesetzt. Daher ist es um so überraschender, daß Aluminium für den Einsatz von MR geeignet und sogar besonders MR-kompatibel ist.The artifacts mentioned occur particularly in the case of ferromagnetic materials lay on. Aluminum is often used for alloys for transformer cores, So used for highly ferromagnetic alloys. Therefore, it is over so surprising that aluminum is suitable for the use of MR and is even particularly MR compatible.
Aluminium weist mehrere Vorteile auf. Es ist preisgünstig erhältlich und ein fach zu bearbeiten, so daß das vorschlagsgemäße Operationswerkzeug und das vorschlagsgemäße Implantat preisgünstig herstellbar ist. Es weist gute mechanische Eigenschaften auf, insbesondere eine hohe Belastbarkeit bzw. Festigkeit und ausreichende Elastizität. Es ist ein Metall, das wie die meisten Metalle sehr gut temperaturbeständig ist, so daß eine Sterilisation bei erhöhten Temperaturen problemlos möglich ist. Es ist keine organische Verbindung, so daß sich nicht eine Vielzahl verschiedenartiger Elemente oder Ionen aus dem vorschlagsgemäßen Grundmaterial im Körper mit unerwünschten bzw. nicht bekannten Folgen lösen können.Aluminum has several advantages. It is available inexpensively and a subject to edit, so that the proposed surgical tool and proposed implant is inexpensive to manufacture. It shows good ones mechanical properties, in particular high resilience or Strength and sufficient elasticity. It is a metal that like most Metals is very good temperature resistant, so that sterilization with increased Temperatures are easily possible. It's not an organic compound, like that that not a variety of different elements or ions from the proposed basic material in the body with unwanted or not can solve known episodes.
Im Hinblick auf die MR-Kompatibilität kann es genügen, wenn nur ein Ar beitsabschnitt, beispielsweise eine Kanüle, eine Schneide, ein Haken, eine Klammer, eine Halterung o. dgl., der sich unmittelbar an der jeweiligen Operationsstelle befindet, aus dem vorschlagsgemäßen Grundmaterial zumindest im wesentlichen besteht. Vorzugsweise ist jedoch das gesamte Operationswerkzeug zumindest im wesentlichen aus dem vorschlagsgemäßen Grundmaterial hergestellt.With regard to MR compatibility, it may be sufficient if only one Ar beitsabschnitt, for example a cannula, a cutting edge, a hook, a Bracket, a bracket or the like, which is directly on the respective Operation site located from the proposed basic material at least essentially. However, the whole is preferred Surgical tool at least essentially from the proposed Base material made.
Alternativ kann jedoch das Grundmaterial auch nur eine Umhüllung bzw. Beschichtung eines sonstigen Trägermaterials bilden, wobei dann das Implan tat/Operationswerkzeug bzw. dessen Arbeitsabschnitt im wesentlichen aus dem Trägermaterial, also einem sonstigen Material bestehen kann.Alternatively, however, the base material can also be just an envelope or Form the coating of another carrier material, in which case the implant tat / surgical tool or its working section essentially the carrier material, i.e. another material.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist das Grundma terial, ggf. das gesamte Operationswerkzeug bzw. Implantat, mit einer Sperr schicht - zumindest in frei und/oder für Körperflüssigkeiten bzw. -gewebe zugänglichen Oberflächenbereichen - abgedeckt. Die Sperrschicht ist vor zugsweise dicht bzw. undurchlässig für Aluminium, Aluminiumionen und/ oder Körperflüssigkeiten ausgebildet. Dies verhindert, daß sich Aluminiumio nen im Körper lösen können, die im Verdacht stehen, schädlich zu sein.According to a particularly preferred embodiment variant, the basic dimension is material, possibly the entire surgical tool or implant, with a lock layer - at least in free and / or for body fluids or tissues accessible surface areas - covered. The barrier layer is in front preferably tight or impermeable to aluminum, aluminum ions and / or body fluids. This prevents Aluminumio solve problems in the body that are suspected of being harmful.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, daß der Arbeitsabschnitt bzw. das Operationswerkzeug und/oder das Implantat mit einem MR-sichtbaren Stoff markiert ist. Unter "Markierung" ist hier zu verstehen, daß der Stoff in einer ausreichenden Menge punktuell oder verteilt vorgesehen ist, um das Implantat bzw. zumindest den Arbeitsabschnitt oder das ganze Operationswerkzeug für MR sichtbar zu machen, ohne die unerwünschten Artifakte (Fehldarstellungen bzw. Überdeckungen anderer Bereiche) bei MR zu verursachen.A preferred further development provides that the working section or the Surgical tool and / or the implant with an MR-visible material is marked. “Marking” here means that the substance is in a sufficient amount is provided punctually or distributed around the implant or at least the working section or the entire surgical tool for To make MR visible without the undesirable artifacts (misrepresentations or overlaps of other areas) in MR.
Der MR-sichtbare Stoff, wie ein Edelmetall, Schwermetall oder auch Eisen, kann in einer geeigneten Menge dem Grundmaterial unmittelbar zugegeben sein, wobei das Aluminium beispielsweise mit einer entsprechenden Menge zur Markierung "verunreinigt" sein kann. Von einer Aluminiumlegierung kann dabei nicht gesprochen werden, da die Menge an dem Aluminium zu zusetzenden Stoff zu gering ist.The MR-visible substance, such as a precious metal, heavy metal or iron, can be added directly to the base material in a suitable amount be, the aluminum for example with an appropriate amount can be "contaminated" for marking. From an aluminum alloy cannot be spoken because the amount of aluminum increases added substance is too low.
Vorzugsweise ist der MR-sichtbare Stoff zur Markierung jedoch nicht unmit telbar in das Grundmaterial integriert, sondern in oder auf der Sperrschicht vorgesehen. Beispielsweise kann der MR-sichtbare Stoff im Sperrschichtma terial enthalten und/oder von in der Sperrschicht gebildeten Hohlräumen aufgenommen sein.However, the MR-visible material for marking is preferably not unimportant telbar integrated in the base material, but in or on the barrier layer intended. For example, the MR-visible material can be of a barrier layer contain material and / or of cavities formed in the barrier layer be included.
Weitere Eigenschaften, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend für zwei Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtOther properties, characteristics, aspects and advantages of the present Invention are described below for two embodiments based on the Drawing explained in more detail. It shows
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines vorschlagsgemäßen Opera tionswerkzeugs; Figure 1 is a schematic representation of a proposed Opera tion tool.
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines vorschlagsgemäßen Implan tats in Form eines Stents; Fig. 2 is a schematic representation of a proposed implant in the form of a stent;
Fig. 3 eine ausschnittsweise Darstellung des schematischen Aufbaus des Operationswerkzeugs bzw. des Implantats, und Fig. 3 is a partial illustration of a schematic configuration of the surgical tool and the implant, and
Fig. 4 eine nochmals vergrößerte, schematische Darstellung eines mög lichen Schichtaufbaus gemäß Fig. 3. Fig. 4 shows a further enlarged, schematic illustration of a union mög layer structure of FIG. 3.
Fig. 1 zeigt ein vorschlagsgemäßes Operationswerkzeug 1 im eingangs erläu terten Sinne. Beim Darstellungsbeispiel handelt es sich um ein zangenartiges Instrument bzw. Werkzeug. Wie bereits erläutert, kann es sich hierbei jedoch um jegliche Art von Instrument, technischem Hilfsmittel oder Werkzeug für Untersuchungen und/oder Operationen am menschlichen oder tierischen Körper handeln. Fig. 1 shows a proposed surgical tool 1 in the above-explained sense. The representation example is a pliers-like instrument or tool. As already explained, however, this can be any type of instrument, technical aid or tool for examinations and / or operations on the human or animal body.
Das Operationswerkzeug 1 weist vorzugsweise mindestens einen Arbeitsab schnitt 2, hier zwei Arbeitsabschnitte 2 auf. Die Arbeitsabschnitte 2 bilden hier zangenartige Greif-, Halte- und/oder Schneidelemente. Der Begriff "Ar beitsabschnitt" ist jedoch nicht auf ein einziges Teil beschränkt; vielmehr kann es sich hierbei auch einerseits um eine Mehrzahl von Teilen oder andererseits um einen Abschnitt bzw. Bereich eines einstückigen Teils handeln.The surgical tool 1 preferably has at least one working section 2 , here two working sections 2 . The working sections 2 here form pliers-like gripping, holding and / or cutting elements. However, the term "work section" is not limited to a single part; rather, it can also be a plurality of parts on the one hand or a section or area of a one-piece part on the other hand.
Wie bereits erläutert, handelt es sich bei dem Arbeitsabschnitt 2 insbesondere um den vorderen bzw. relevanten Bereich des Operationswerkzeugs 1, der und/oder dessen Umgebung durch MR unsichtbar oder bei entsprechender Markierung sichtbar sein soll.As already explained, the working section 2 is, in particular, the front or relevant area of the surgical tool 1 , which and / or its surroundings should be invisible by MR or be visible if appropriately marked.
Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen, aus Veranschaulichungsgründen stark vereinfachten Darstellung ein vorschlagsgemäßes Implantat 3 in Form eines Stents. Beim Darstellungsbeispiel bildet das Implantat 3 einen gitterartigen, rohrförmigen Körper. Bezüglich alternativer Formen, Funktionen und An wendungen des Implantats 3 wird auf die eingangsseitige Definition verwie sen. FIG. 2 shows a proposed implant 3 in the form of a stent in a perspective illustration, which is greatly simplified for reasons of illustration. In the example shown, the implant 3 forms a grid-like, tubular body. Regarding alternative shapes, functions and uses of the implant 3 , reference is made to the definition on the input side.
Fig. 3 zeigt in nicht maßstabsgerechter Darstellung einen vergrößerten Aus schnitt des vorschlagsgemäßen Materialaufbaus. Dieser Materialaufbau ist zumindest für die Arbeitsabschnitte 2 des Operationswerkzeugs 1 oder be darfsweise auch für das gesamte Operationswerkzeug 1 vorgesehen. Weiter ist dieser Materialaufbau für das vorschlagsgemäße Implantat 3 vorgesehen. Nachfolgend wird aus Vereinfachungsgründen lediglich auf das Implantat 3 Bezug genommen, auch wenn die entsprechenden Ausführungen für minde stens einen Arbeitsabschnitt 2 des Operationswerkzeugs 1, mehrere Arbeits abschnitte 2 des Operationswerkzeugs 1 oder das gesamte Operationswerk zeug 1 gelten. Fig. 3 shows a not to scale an enlarged section from the proposed material structure. This material structure is provided at least for the working sections 2 of the surgical tool 1 or may also be provided for the entire surgical tool 1 . This material structure is also provided for the proposed implant 3 . Referring 3 is made for simplicity only to the implant, even if the relevant passages for minde least a working section 2 of the surgical tool 1, a plurality of working sections 2 of the surgical tool 1 or the entire surgical tools 1 apply.
Das Implantat 3 besteht vorzugsweise zumindest im wesentlichen aus einem in Fig. 3 angedeuteten Grundmaterial 4. Insbesondere zeigt Fig. 3 lediglich einen teilweisen Schnitt in das Material des Implantats 3.The implant 3 preferably consists at least essentially of a base material 4 indicated in FIG. 3. In particular, FIG. 3 shows only a partial section into the material of the implant 3 .
Das Grundmaterial 4 ist vorzugsweise durch eine Sperrschicht 5 auf seiner Oberfläche, zumindest in Oberflächenbereichen 6, die frei und/oder für Kör perflüssigkeiten bzw. -gewebe zugänglich sind, abgedeckt.The base material 4 is preferably covered by a barrier layer 5 on its surface, at least in surface areas 6 , which are freely and / or accessible to body fluids or tissues.
Das Grundmaterial 4 besteht zumindest im wesentlichen aus Aluminium, ei ner Aluminiumverbindung, einer Aluminiumlegierung und/oder deren Mi schungen, insbesondere aus verhältnismäßig reinem Aluminium. Vorzugs weise besteht das Grundmaterial 4 zu mindestens 95 Masse-%, vorzugsweise 97 oder 98 Masse-%, aus Aluminium, insbesondere einer entsprechenden Aluminiumlegierung.The base material 4 consists at least essentially of aluminum, egg ner aluminum compound, an aluminum alloy and / or their mixtures, in particular of relatively pure aluminum. Preferably, the base material 4 consists of at least 95% by mass, preferably 97 or 98% by mass, of aluminum, in particular a corresponding aluminum alloy.
Damit ergibt sich die bereits angesprochene MR-Kompatibilität des Grund materials 4.This results in the already mentioned MR compatibility of the basic material 4 .
Die optional vorgesehene Sperrschicht 5 ist verhältnismäßig dünn und vor zugsweise amorph ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine gute bzw. ausrei chende Flexibilität. Dies ist insbesondere bei Ausbildung des Implantats 3 als Stent wichtig, um bei der üblicherweise vorgesehenen, radialen Aufweitung des Stents im Inneren eines Gefäßes ein Ablösen der Sperrschicht 5 zu ver meiden.The optionally provided barrier layer 5 is relatively thin and preferably amorphous. This results in good or sufficient flexibility. This is particularly important when designing the implant 3 as a stent, in order to avoid detachment of the barrier layer 5 in the conventional radial expansion of the stent inside a vessel.
Vorzugsweise ist die Sperrschicht 5 zumindest im wesentlichen einheitlich dick ausgebildet. Insbesondere beträgt die mittlere Dicke 10 bis 200 nm, vor zugsweise 20 bis 100 nm und insbesondere etwa 50 nm.The barrier layer 5 is preferably at least substantially uniformly thick. In particular, the average thickness is 10 to 200 nm, preferably 20 to 100 nm and in particular approximately 50 nm.
Die Sperrschicht 5 ist vorzugsweise undurchlässig für das Grundmaterial 4, davon gebildete Ionen und/oder Körperflüssigkeiten bzw. sonstige körperei gene Stoffe ausgebildet. Auf diese Weise kann ein ungewolltes Lösen des Grundmaterials 4 im Körper verhindert werden.The barrier layer 5 is preferably impermeable to the base material 4 , ions and / or body fluids formed therefrom or other body-like substances. In this way, unwanted loosening of the base material 4 in the body can be prevented.
Das Grundmaterial 4 wird zur Bildung der Sperrschicht 5 vorzugsweise plas mabeschichtet, die Sperrschicht 5 also durch ein Plasmaverfahren aufgebracht. Das aufzubringende Material, hier vorzugsweise Silicium, wird beispielsweise im Vakuum verdampft und reagiert unter Zusatz von Sauerstoff an der Oberfläche des Implantats 3 unter Ausbildung einer festhaftenden Oxidschicht, die überwiegend amorph und damit flexibel ist.The base material 4 is preferably mabeschichtet plas for forming the barrier layer 5, the barrier layer 5 thus applied by a plasma process. The material to be applied, here preferably silicon, is evaporated in vacuo, for example, and reacts with the addition of oxygen on the surface of the implant 3 to form a firmly adhering oxide layer which is predominantly amorphous and thus flexible.
Beispielhaft wird zu den Möglichkeiten der Beschichtung, insbesondere das Aufbringen einer Siliciumdioxid-Schicht, auf die US 4,917,786, US 5,096,558, US 5,565,248 und US 5,662,741 verwiesen, deren Inhalt hiermit als ergänzende Offenbarung genannt wird. Jedoch ist das Aufbringen nicht auf reine Plasmaverfahren beschränkt. Vielmehr können auch sonstige Verfahren, insbesondere plasmagestützte Verfahren, wie das plasmagestützte PVD- Verfahren oder das plasmagestützte CVD-Verfahren, zum Einsatz kommen, wie in dem Artikel "Charakterrollen" von Volker Buck und Horst Ehrich, Essener Unikate, Materialwissenschaft, Band 13, Universität GH Essen/ Wissenschaftsverlag, ISSN 0944-6060, Seite 42, folgende, offenbart, eingesetzt werden. Die vorgenannte Zeitschrift wird vollumfänglich ergänzend als Offenbarung hinsichtlich Beschichtungsverfahren und verwendbarer Materialien auch hinsichtlich verwendbarer, biokompatibler Materialien genannt.An example of the possibilities of coating, especially that Application of a silicon dioxide layer, on the US 4,917,786, US 5,096,558, US 5,565,248 and US 5,662,741, the contents of which are hereby referred is mentioned as a supplementary revelation. However, the application is not on limited to pure plasma processes. Rather, other processes, in particular plasma-based methods, such as plasma-based PVD Process or the plasma-assisted CVD process are used, as in the article "Character Roles" by Volker Buck and Horst Ehrich, Essen unique specimens, materials science, Volume 13, University GH Essen / Wissenschaftsverlag, ISSN 0944-6060, page 42, following, discloses, be used. The above-mentioned magazine will be complete supplementary as a disclosure regarding coating processes and usable materials also with regard to usable, biocompatible Called materials.
Vorzugsweise besteht die Sperrschicht 5 zumindest im wesentlichen aus ei nem Halbmetall-Oxid, insbesondere Siliciumdioxid. Siliciumdioxid hat als häufigste anorganische Verbindung eine ausgezeichnete Biokompatibilität, ist also für den Körper optimal verträglich. Mit Siliciumdioxid läßt sich auch eine ausreichend dichte bzw. undurchlässige Sperrschicht 5 bilden.The barrier layer 5 preferably consists at least essentially of a semimetal oxide, in particular silicon dioxide. As the most common inorganic compound, silicon dioxide has excellent biocompatibility and is therefore optimally tolerated by the body. A sufficiently dense or impermeable barrier layer 5 can also be formed with silicon dioxide.
Bei der vorzugsweise vorgesehenen, amorphen Ausbildung wird auch eine ausreichende Flexibilität und Haftung auf dem Grundmaterial 4 bzw. den ab zudeckenden Oberflächenbereichen 6 erreicht.In the amorphous configuration which is preferably provided, sufficient flexibility and adhesion are also achieved on the base material 4 or on the surface areas 6 to be covered .
Durch eine verhältnismäßig geringe Dicke der Sperrschicht 5 ist es möglich, quasi jedes beliebige, jedenfalls an sich nicht MR-kompatible Material für die Sperrschicht 5 einzusetzen. Aufgrund der geringen Gesamtmenge, die zur Bildung der Sperrschicht 5 erforderlich ist, bleibt eine insgesamt ausreichende MR-Kompatibilität erhalten. Gegebenenfalls kann die Sperrschicht 5 gleich zeitig eine gewünschte "Markierung" des Implantats 3 darstellen, also bewir ken, daß das Implantat 3 mittels MR - also beispielsweise bei einer Kern spintomographie - noch sichtbar ist, was bei alleiniger Verwendung von hochgradig reinem Aluminium nicht der Fall ist.A relatively small thickness of the barrier layer 5 makes it possible to use virtually any material for the barrier layer 5 , which in any case is not MR-compatible. Due to the small total amount that is required to form the barrier layer 5 , sufficient MR compatibility is maintained overall. If necessary, the barrier layer 5 can simultaneously represent a desired “marking” of the implant 3 , thus causing the implant 3 to still be visible by means of MR — for example in a nuclear spin tomography — which is not the case when only high-purity aluminum is used is.
Alternativ kann die Sperrschicht 5 auch aus anderen Materialien bestehen, insbesondere zumindest im wesentlichen aus Aluminiumoxid oder Titandio xid. Eine Ausbildung aus Aluminiumoxid bietet sich an, da hierzu das Grundmaterial 4 - zumindest sofern es sich um Aluminium handelt - lediglich an seiner Oberfläche oxidiert werden muß. Dies erfolgt insbesondere durch elektrolytische Oxidierung (Anodisierung), wobei eine ausreichend dichte bzw. undurchlässige Sperrschicht 5 mit den gewünschten Eigenschaften - ausreichende Flexibilität, amorpher Aufbau - erreichbar ist.Alternatively, the barrier layer 5 can also consist of other materials, in particular at least essentially of aluminum oxide or titanium dioxide. A formation of aluminum oxide is appropriate since the base material 4 - at least insofar as it is aluminum - only has to be oxidized on its surface. This is done in particular by electrolytic oxidation (anodization), a sufficiently tight or impermeable barrier layer 5 having the desired properties — sufficient flexibility, amorphous structure — being achievable.
Nachfolgend wird eine Weiterbildung bzw. Ausführungsvariante zur MR- sichtbaren Markierung des Implantats 3 anhand der ausschnittsweisen Ver größerung gemäß Fig. 4 näher erläutert.A further development or embodiment variant for the MR-visible marking of the implant 3 is explained in more detail with reference to the partial enlargement according to FIG. 4.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsvariante sind in der Sperrschicht 5 Hohlräume 7 - beispielsweise durch entsprechende Anodisierung, insbeson dere bei Verwendung von Aluminiumoxid als Material für die Sperrschicht 5 - zur Aufnahme eines MR-sichtbaren Stoffs 8 gebildet. . In the embodiment shown in Figure 4 embodiment are in the barrier layer 5 cavities 7 - for example by appropriate anodization, and in particular with the use of alumina as a material for the barrier layer 5 - the acquisition of an MR visible substance 8 is formed.
Der MR-sichtbare Stoff 8 kann beispielsweise durch ein Metall, insbesondere ein Edelmetall oder ein Schwermetall, gebildet sein. Bedarfsweise kann der Stoff 8 über schematisch angedeutete Bindungspartner 9 an Wandungen 10 der Hohlräume 7 gebunden sein.The MR-visible material 8 can be formed, for example, by a metal, in particular a noble metal or a heavy metal. If necessary, the substance 8 can be bound to walls 10 of the cavities 7 via schematically indicated binding partners 9 .
Beim Darstellungsbeispiel sind die Hohlräume 7 zur Außenseite bzw. Ober fläche 11 der Sperrschicht 5 offen ausgebildet, weisen also Öffnungen 12 auf. Bedarfsweise können die Öffnungen 12 bzw. die Oberfläche 11 durch eine Abdeckschicht 13, beispielsweise aus Gold, überdeckt sein.In the example shown, the cavities 7 are open to the outside or upper surface 11 of the barrier layer 5 , that is to say they have openings 12 . If necessary, the openings 12 or the surface 11 can be covered by a cover layer 13 , for example made of gold.
Bei der Ausbildung von Hohlräumen 7 in der Sperrschicht 5 erstrecken sich diese vorzugsweise nicht durch die gesamte Dicke der Sperrschicht 5, um die Sperrwirkung bzw. Barrierewirkung der Sperrschicht 5 zu erhalten, also die gewünschte Undurchlässigkeit sicherzustellen.When cavities 7 are formed in the barrier layer 5 , they preferably do not extend through the entire thickness of the barrier layer 5 in order to maintain the barrier effect or barrier effect of the barrier layer 5 , that is to say to ensure the desired impermeability.
Wie bereits erläutert, kann der MR-sichtbare Stoff 8 auch in sonstiger Weise bei Bedarf in das Grundmaterial 4 und/oder die Sperrschicht 5 eingelagert, ggf. mit dem jeweiligen Material vermischt sein.As already explained, the MR-visible substance 8 can also be embedded in the base material 4 and / or the barrier layer 5 in another manner, if necessary, and possibly mixed with the respective material.
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