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DE102006013115A1 - Production of e.g. dental implants with coated, biocompatible, ceramic surfaces in gray-white shades, comprises deposition of metal or metalloid on substrate, and oxidation, e.g. anodically - Google Patents

Production of e.g. dental implants with coated, biocompatible, ceramic surfaces in gray-white shades, comprises deposition of metal or metalloid on substrate, and oxidation, e.g. anodically Download PDF

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DE102006013115A1
DE102006013115A1 DE200610013115 DE102006013115A DE102006013115A1 DE 102006013115 A1 DE102006013115 A1 DE 102006013115A1 DE 200610013115 DE200610013115 DE 200610013115 DE 102006013115 A DE102006013115 A DE 102006013115A DE 102006013115 A1 DE102006013115 A1 DE 102006013115A1
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oxidized
layers
layers according
oxidation
calcium
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Ceased
Application number
DE200610013115
Other languages
German (de)
Inventor
Detlev Dr. Repenning
Torsten Dr. Will
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omt Oberflachen- und Materialtechnologie GmbH
OMT OBERFLAECHEN und MATERIALT
Original Assignee
Omt Oberflachen- und Materialtechnologie GmbH
OMT OBERFLAECHEN und MATERIALT
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Publication date
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Abstract

The surfaces produced comprise single and/or multilayer systems. They are made predominantly of refractory metals and/or their metalloid compounds. The process is based on physical and chemical vacuum coating, with subsequent oxidation. The surfaces contain one or more of titanium, zirconium, niobium, tantalum, aluminum, calcium, magnesium, sodium, potassium, oxygen, nitrogen, boron, carbon and phosphorus. They are deposited initially as metallic layers. The deposited surfaces are anodically-oxidized in an electrolytic process. Thermal- or vacuum plasma oxidation is employed subsequently. Two or more multilayers are deposited in vacuum, under reaction with nitrogen, carbon, oxygen and/or boron. They are oxidized subsequently. The layers are deposited by plasma vapor deposition (PVD) or plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) as metallic and then metalloid layers. They are oxidized to a shade between gray-white and white. Anodic oxidation takes place in calcium- and phosphate-containing electrolytes, thereby incorporating calcium and phosphate into the layers. The total layer thickness is 1-20 mu m. Oxidation is incomplete, the initially-applied metal and/or metalloid compound being retained as the intermediate layer.

Description

1. Problemstellung und Stand der Technik1. problem statement and State of the art

Implantatmaterialien für die ossäre Integration bestehen in der Regel aus metallischen Grundkörpern. In der Zahnimplantologie oder Wirbelsäulenchirurgie sind es vorwiegend Titanwerkstoffe während in der Endoprothetik zu ca. 90% Kobalt-Chrom-Legierungen im Einsatz sind, im Bereich der Unfallchirurgie werden hauptsächlich hochlegierte austhenitische Edelstähle eingesetzt. Metalle weisen besonders für die dauerhaft verbleibenden Implantate mehrere Nachteile auf: zum einen weisen sie endliche Korrosionsraten auf, die sich beonders in entzündlichen pH-abgesenkten Zuständen verstärken. Titan hat zum Beispiel bei einem pH 4 mit einer kathodischer Polarisation zu –100mV vs NHE eine Löslichkeit von 10–6 g/l. Weiterhin werden mit den Materialien immer wieder allergene Reaktionen beobachtet und beispielsweise mit der LTT-Methode identifiziert. Zur Lösung des Problems sind mehrfach unterschiedliche Methoden zur Beschichtung beschrieben. Im Patent EP 0447 744 B1 wird beispielsweise die Beschichtung der Implantatmaterialien mittels keramischer Schichten auf Refraktärmetallbasis mit Hilfe der PVD-Verfahren beschrieben. Die biologisch günstige Wirksamkeit dieser Schichten konnte in klinischen und tierexperimentellen Untersuchungen sehr gut nachgewiesen werden. Die Schichten sind jedoch in der Regel dunkelfarben oder haben vielfach noch einen hellen, z.T. goldfarbenen metallischen Glanz. Als weiterer Nachteil ist zu beschreiben, dass die Schichten im Abscheideprozess nicht immer Stöchiometrie genau aufgebracht werden.Implant materials for osseous integration usually consist of metallic bases. In dental implantology or spinal surgery, it is mainly titanium materials while in endoprosthetics to about 90% cobalt-chromium alloys are in use, in the field of trauma surgery mainly high-alloy austenitic stainless steels are used. Metals have several drawbacks, especially for the permanently remaining implants: on the one hand, they have finite corrosion rates, which increase especially in inflammatory pH-lowered states. For example, at pH 4 with cathodic polarization at -100mV vs NHE, titanium has a solubility of 10 -6 g / l. Furthermore, allergenic reactions are repeatedly observed with the materials and identified, for example, by the LTT method. To solve the problem several different methods of coating are described. In the patent EP 0447 744 B1 For example, the coating of the implant materials using refractory metal-based ceramic layers is described by the PVD method. The biologically favorable efficacy of these layers was very well demonstrated in clinical and animal studies. However, the layers are usually dark in color or often still have a light, sometimes gold-colored metallic luster. Another disadvantage is that the layers are not always applied stoichiometrically in the deposition process.

In den Patenten EP 1 191 901 B1 und DE 4431 862 C2 wird die anodische Oxidation von Titan mit und ohne teilweisen Einbau von Calcium und Phosphor in die Schichten beschrieben. Die Schichten werden in Schichtdicken bis zu 12 μm aufgebaut. Die Schichten weisen jedoch aus Sicht des Anmelders zwei Nachteile auf: zum einen sind sie im sauren anaeroben mikrobiellen Habitat, wie es bei entzündlichen Reaktionen entsteht, nicht stabil und zum anderen wirkt die Oberfläche grau-schwarz. Unter anderem wird die Färbung durch eine hohe Sauerstofffehlstellendichte hervorgerufen, die dann zu einer ungünstigen elektrischen Restleitfähigkeit und -reaktivität der Schicht beiträgt.In the patents EP 1 191 901 B1 and DE 4431 862 C2 describes the anodic oxidation of titanium with and without partial incorporation of calcium and phosphorus into the layers. The layers are built up in layer thicknesses of up to 12 μm. However, in the applicant's view, the layers have two disadvantages: on the one hand, they are not stable in the acidic anaerobic microbial habitat, as is the case in inflammatory reactions, and on the other hand, the surface appears gray-black. Among other things, the coloration is caused by a high oxygen vacancy density, which then contributes to an unfavorable electrical residual conductivity and reactivity of the layer.

Weitere Lösungsansätze stellen gegenwärtig, die sehr stark in den Markt drängenden weißen Zirkonoxidzahnimplantate dar. Die Implantate sind so genannte Monoblockimplantate, d.h. der Pfosten und der enossale Teile sind einstückig hergestellt. Hieraus ergeben sich erhebliche Nachteile für den Chirurgen bei der Insertion und Weiterbearbeitung des Implantats. Das Implantat muss beispielsweise in situ beschliffen werden, um es für die Krone bzw. Prothetik vorzubereiten. Weiterhin besitzt Zirkon ein restliches Bruchrisiko unter der dauernden dynamischen oralen Kaubelastung. Völlig fehl eingeschätzt wird zur Zeit noch die chemische Stabilität des Yttriumoxid dotierten Zirkonoxid: nach Maßgabe der Pourbaix-Diagramme (Atlas of Electrochemical Equilibria; M. Pourbaix National Association of Corrosion Engineers, Houston, Texas, USA, 1974) neigt auch Zirkon im sauren Bereich unter kathodischer Polarisation zur Korrosion und in den LTT-Untersuchungen werden zunehmend allergene Sensibilisierungen des TypIV beobachtet. Die Ursache kann auch in Reaktionen mit dem Yttrium, das als hochtoxisch und leicht säurelöslich beschrieben wird, liegen. Eventuell kann Yttrium auch Lungenkrebs oder Leberschäden verursachen, wenn es im menschlichen Körper akkumuliert wird. Hieraus dokumentiert sich der grundsätzliche Nachteil bei Verwendung von Vollkeramiken. Ihr Design und ihre Zusammensetzung richten sich nach den mechanischen Eigenschaften der Keramiken und heben damit ihre biologische Vorteile auf und kehren sie möglicherweise, wie mit der Dotierung mit Yttriumoxid, ins Gegenteil.Further Provide solutions currently, the very urgent in the market white zirconia dental implants The implants are so-called monoblock implants, i. of the Post and the endostile parts are made in one piece. Result from this there are significant disadvantages for the surgeon in the insertion and further processing of the implant. For example, the implant must be ground in situ in order to it for to prepare the crown or prosthetics. Furthermore has zirconium a residual fracture risk among the permanent dynamic oral Mastication. Completely misjudged At present, the chemical stability of yttria is doped Zirconia: according to specification the Pourbaix diagrams (Atlas of Electrochemical Equilibria; M. Pourbaix National Association of Corrosion Engineers, Houston, Texas, USA, 1974), zirconium in the acidic region also tends to undergo cathodic polarization Corrosion and in the LTT investigations are becoming increasingly allergenic Sensitizations of the type IV observed. The cause can also be in Reactions with yttrium described as highly toxic and slightly acid-soluble will lie. Yttrium may also cause lung cancer or liver damage, if it is in the human body is accumulated. This documents the fundamental Disadvantage when using full ceramics. Your design and composition depend on the mechanical properties of the ceramics and lift and potentially reverse their biological benefits as with the doping with yttria, to the contrary.

2. Erfindungsgemäße Lösung2. Solution according to the invention

Die erfindungsgemäße Lösung des Problems erfolgt durch die Kombination mindestens zweier aufeinander abgestimmter Beschichtungsverfahren: Im ersten Schritt werden die Implantatoberflächen mittels physikalischer oder chemischer Hochvakuumverfahren mit hochhaftenen Schichten auf Basis von Refraktärmetalle ein- oder mehrlagig beschichtet und nachträglich in einem elektrochemischen Verfahren in wässrigen, nichtwässrigen Lösungen oder in Schmelzen anodisiert. Vorzugsweise wird die erste Schicht aus den Basismetallen Niob, Tantal, Zirkonium und Titan aufgebaut. Besonders die Metalle Niob und Tantal weisen aufgrund ihrer Beständigkeit im weiten pH-Bereich von mind. 0 bis 14 außerordentlich günstige biokompatible Eigenschaften auf.The inventive solution of Problem occurs by the combination of at least two successive Coordinated coating process: In the first step, the implant surfaces by means of physical or chemical high-vacuum method with high-performance Layers based on refractory metals coated one or more layers and subsequently in an electrochemical Process in aqueous, non-aqueous solutions or anodized in melts. Preferably, the first layer built from the base metals niobium, tantalum, zirconium and titanium. In particular, the metals niobium and tantalum have due to their durability in the wide pH range of at least 0 to 14 extremely favorable biocompatible Properties on.

Beispielsweise wird ein Zahnimplantatkörper mittels PVD (physical vapour deposition) mit einer 8μm reinen Tantalschicht beschichtet und anschließend in einem sauren Elektrolyten, der aus Phosphorsäure und Weinsäure auf den pH 3 eingestellt ist, mit einer ansteigenden Spannung bis 250V vs NHE unter Einstellung eines minimalen Anodisierstroms von weniger als 10mA/cm2 oxidiert. Innerhalb von 30min wächst in dem 40°C warmen Elektrolyten eine festhaftene Oxidschicht von 4-5μm auf. In Bild 1 ist ein Prinzipsquerschliff solch einer Schicht dargestellt. Der Vorteil dieser Vorgehensweise liegt darin, dass die Schichten ohne Spannungsdurchbrüche aufwachsen. Somit ist die Schicht porenfrei. Ihre Topographie entspricht in etwa der Untergrundtopographie des Substratkörpers. Hiermit ist es möglich, die für die ossäre Integration geeignete Oberflächenrauhigkeit durch Strahlen und Ätzen des Substrats anzupassen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die verbleibende nichtoxidierte Tantalschicht ein hoher Korrosionsschutz gewährleistet ist. Bei Tantal- und auch Niobbasierten Schichten lässt sich so ihr Vorteil zur Selbstheilung vorteilhaft zum wirkungsvollen Korrosionsschutz nutzen. Der selbstheilende Effekt beruht, auf die der spontanen Oxidation der Metalle oder ihrer Metalloide aufgrund der Zunahme ihres inkrementalen Volumens durch die Oxidbildung. Dieser ist besonders wichtig für Implantatkörper aus Kobalt-Chrom-Legierungen und austhenitischen Stählen. Im abgeschwächten Sinne gilt dieses auch für Titan und seinen Legierungen. Die so erzeugten Schichten sind grau-weiß. Der gemessene Oberflächenwiderstand der Schicht liegt größer 108 Ohm cm.For example, a dental implant body is coated by means of PVD (physical vapor deposition) with an 8 μm pure tantalum layer and then in an acidic electrolyte, which is adjusted to pH 3 from phosphoric acid and tartaric acid, with a rising voltage to 250 V vs NHE, with a minimum anodizing current of less than 10mA / cm 2 oxidized. Within 30 minutes, a solid oxide layer of 4-5μm grows in the 40 ° C electrolyte. Figure 1 shows a cross-section of such a layer. The advantage of this approach is that the layers grow up without voltage breakthroughs. Thus, the layer is pore-free. Their topography roughly corresponds to the background topography of the substrate body. This makes it possible to use the surface roughness suitable for osseous integration ability to adjust by blasting and etching the substrate. Another advantage is that the remaining unoxidized tantalum layer ensures high corrosion protection. In tantalum and niobium-based layers, their advantage for self-healing can be advantageously used for effective corrosion protection. The self-healing effect is due to the spontaneous oxidation of metals or their metalloids due to the increase in their incremental volume due to oxide formation. This is particularly important for implants made of cobalt-chromium alloys and austenitic steels. In a weakened sense, this also applies to titanium and its alloys. The layers produced in this way are gray-white. The measured surface resistance of the layer is greater than 10 8 ohm cm.

Durch Variation der Anodisierparameter kann die Oberfläche auch als porige Kraterlandschaft eingestellt werden. Mit Tantal als Zwischenlagenschicht gelingt dieses, wenn die Stromdichte bei 100mA cm–2 eingestellt wird, die Spannung erhöht sich unter diesen Bedingungen schnell auf Werte > 185V. Bei noch höheren Stromdichtbedingungen bricht die Oberfläche so schnell durch, dass durch die Poren auf einem Titansubstratkörper Titandioxid hochwächst.By varying the anodization parameters, the surface can also be set as a porous crater landscape. With tantalum as an interlayer layer, this succeeds when the current density is set at 100 mA cm -2 , the voltage increases rapidly under these conditions to values> 185V. At even higher current density conditions, the surface breaks through so fast that titanium dioxide grows through the pores on a titanium substrate body.

Der erfindungsgemäße Vorteil liegt insbesondere auch darin, dass mit der Auswahl von Tantal- und Niobhaltigen Basisschichten, Schichten mit hoher elektrischer Spannungsfestigkeit erzeugt werden und die Schichten auch auf anderen Substratmaterialien wie den Kobalt-Chrom und austhenitischen Edelstählen problemlos dick anodisiert werden können, ohne dass es zu schadhaften Porendurchbrüchen zum Grundmaterial kommt.Of the inventive advantage In particular, it also lies in the fact that with the selection of tantalum and Niobium-containing base layers, layers with high dielectric strength be generated and the layers on other substrate materials as the cobalt-chromium and austenitic stainless steels easily anodized thick can be without causing any defective pores to the base material.

Will man die Schichten zu einer fast perlweißen Farbe oxidieren, hat es sich als vorteilhaft erwiesen die Unterlagenschichten aus ihren Nitriden, Carbiden, Boriden oder den entsprechenden Mischformen zu erzeugen. Überhaupt lassen sich hierüber alle Weißabstufungen einstellen. Beispielsweiße erhält man durch die Oxidation einer quaternären Mischphasenschicht (Ti, Nb)ON in einem schwach sauren Elektrolyten eine festhaftende perlweiße Oxidschicht, die besonders vorteilhaft für die Aufbauten eines Zahnimplantat genutzt werden können.Want it has oxidized the layers to a nearly pearly white color proved to be advantageous the underlays of their Nitrides, carbides, borides or the corresponding mixed forms to create. Ever can be all about this shades of white to adjust. example White receives by the oxidation of a mixed quarternary phase layer (Ti, Nb) ON in a weakly acidic electrolyte a firmly adhering pearl-white oxide layer, the most advantageous for the abutments of a dental implant can be used.

In einem anderen Beispiel sei noch einmal der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht nur hinsichtlich seiner Farbeinstellung und seiner chemisch stabilen Konstitution sondern auch hinsichtlich weiterer Möglichkeiten zum biologischen Engineering dargestellt. Einerseits lässt das Verfahren wie an anderer Stelle beschrieben (Diploma Thesis, Markus Müller, Anodic Plasma Chemical Surface Treatment of Titanium for Medical Implant Application; ETH Zürich 2001/2002) bei den direkten anodischen Oxidationen von Titan auch den Einbau von Calcium und Phosphat zu, indem man den Elektrolyten entsprechend mit Ca(H2PO4)2, einem Calciumchelatbildner wie EDTA und Phosphorsäure zur pH – Einstellung, benutzt. Das in die Schicht eingebaute Calcium und Phosphat soll die Osseointegration beschleunigen. (V.M. Frauchinger, F. Schlotting et al in Biomaterials, Elsevier, July, 2003)In another example, the advantage of the method according to the invention is again shown not only in terms of its color setting and its chemically stable constitution but also in terms of other possibilities for biological engineering. On the one hand, as described elsewhere (Diploma Thesis, Markus Müller, Anodic Plasma Chemical Surface Treatment of Titanium for Medical Implant Applications, ETH Zurich 2001/2002), the incorporation of calcium and phosphate in the direct anodic oxidation of titanium also permits by using the electrolyte with Ca (H 2 PO 4 ) 2 , a calcium chelating agent such as EDTA and phosphoric acid for pH adjustment. The calcium and phosphate incorporated into the layer should accelerate osseointegration. (VM Frauchinger, F. Schlotting et al in Biomaterials, Elsevier, July, 2003)

Erfindungsgemäß erscheint es jedoch noch sehr viel vorteilhafter, durch entsprechende Mischphasenbildung der Refraktärmetalle den oberflächennahen pH innerhalb der elektrolytischen Doppelschicht einzustellen. Beispielsweise weist Tantaloxid einen pzzp (point of zero zeta potential) bei pH 1 auf, Titanoxid bei 5,3 und Zirkonoxid bei ca. 7. Durch die Herstellung beispielsweise von Titan-Tantaloxid mit einem Anteil von 50At% Titan bezogen auf den Metallgehalt wird ein pzzp von 4,5 gemessen. Führt man die Oxidation einer Titan-Tantalooxinitridschicht in alkalischem Medium bei pH 9 durch verbleiben in der Oberfläche nach Maßgabe von SNMS (Sekundär-Neutral-Massenspektroskopie) Analysen ca. 10 At% Stickstoff, der durch Aminbildung der äußeren Grenzflächenatome den pzzp zu höheren pH-Werten verschiebt. Diese Möglichkeit ist deswegen so bedeutungsvoll, weil der primäre Schritt zur Osseointegration oder zur Anhaftung der Mukosa im gingivalen Teil des Implantats immer die Proteinadsorption aus dem Blutplasma ist. Die chemische Oberflächenkonstitution des Fremdkörpers bestimmt nicht nur ob das Protein durch Fragmentierung und/oder Proteolysereaktionen denaturiert sondern auch welches Protein adsorbiert wird. Der Zusammenhang lässt sich aus der Tatsache gut ableiten, dass Proteine einen pH-abhängigen isoelektrischen Punkt aufweisen. Der pzzp der Fremdkörperoberfläche entspricht dem neutralen isoelektrischen Punkt. Auch wenn gegenwärtig die Zuordnungen der Oberflächen zu spezifischen Proteinadsorption noch nicht erforscht ist, wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine zukunftsweisende Möglichkeit aufgezeigt zum „bioengineering" von anorganischen Fremdkörpern.According to the invention appears However, it is much more advantageous, by appropriate Mischphasenbildung the refractory metals the near-surface Adjust pH within the electrolytic double layer. For example tantalum oxide has a pzzp (point of zero zeta potential) at pH 1 on, titanium oxide at 5.3 and zirconia at about 7. By the preparation for example, titanium tantalum oxide containing 50 at% titanium Based on the metal content, a pzzp of 4.5 is measured. If you lead the Oxidation of a titanium tantalooxinitride layer in alkaline medium at pH 9, remaining in the surface in accordance with SNMS (secondary neutral mass spectroscopy) Analyzes about 10 at% nitrogen, by amine formation of the outer interface atoms the pzzp to higher pH values shifts. This possibility is so meaningful because the primary step to osseointegration or adherence of the mucosa in the gingival part of the implant always the protein adsorption from the blood plasma. The chemical surface constitution of the foreign body not only determines whether the protein by fragmentation and / or Proteolysis reactions but also which protein adsorbs becomes. The context leaves well derived from the fact that proteins have a pH-dependent isoelectric Point exhibit. The pzzp of the foreign body surface corresponds to the neutral one isoelectric point. Even if at present the assignments of the surfaces to specific protein adsorption has not yet been explored the method according to the invention a future-oriented possibility pointed to the "bioengineering" of inorganic Foreign bodies.

Die Einstellung der geeigneten Oberfläche kann erfindungsgemäß auch durch Beschichtung direkt mit dem PVD, CVD oder PECVD-Verfahren erfolgen.The Setting the suitable surface according to the invention also by Coating can be done directly with the PVD, CVD or PECVD method.

Die erfindungsgemäße Ausführung mit den Vorteilen wird abschließend an einem Zahnimplantatsystem zusammenfassend beschrieben: Ein Zahnimplantat besteht aus einem enossalen, knochenintegrierenden Teil, einem gingivalen Teil und dem Aufbau. Das Implantatsystem ist aus hohfestem TiAl5Nb7 hergestellt. Der enossale Teil wurde zunächst mittels Strahlen mit Korund und Zirkonoxid auf eine Grundrauhigkeit Rz 12μm eingestellt, mit einer moderaten Ätzung in einer Schwefelsäure/Salzsäuremischung werden die lose anhaftenden Oberflächenpartikel und die Spitzen vorsichtig abgeätzt. Nach standardmäßiger Reinigung des enossalen Implantats wird dieses mittels PVD-Verfahren mit einer 8μm dicken Tantalschicht beschichtet. Der gingivale Teil wird währenddessen abgedeckt. Dieser Teil ist glatt poliert auf einen Wert Rz < 1μm. Nach der Beschichtung mit Tantal wird der gingivale Teil und der Aufbau mit einer 5μm dicken Titan-Nioboxinitridschicht beschichtet. Im zweiten Arbeitsgang werden die so vorbereiteten Körper anodisiert und zwar zunächst wieder der enossale Teil in einem wie oben beschriebenen sauren Elektrolyten. Die Oxidschicht wächst während des 35 minütigen Anodisiervorganges auf eine Schichtdicke von 4-5μm an. D.h. ca. 3μm Tantal verbleiben als Schutz- und Haftschicht auf dem Titan. Die Schicht nimmt eine hellgraueweiße Farbe an. Der gingivale Teile und der Aufbau werden in einer alkalisch eingestellten Natruimphosphat/Natriumhydrogen-phosphatlösung mit ca. 1-2μm dick oxidiert. Die Schicht ist perlweiß und erfüllt damit gut ästhetischen Ansprüchen für die Weiterverarbeitung zur Prothetik.The embodiment according to the invention with the advantages is finally described in summary on a dental implant system: A dental implant consists of an endosseous bone-integrating part, a gingival part and the structure. The implant system is made of high-strength TiAl5Nb7. The endosseous part was first adjusted by means of blasting with corundum and zirconium oxide to a basic roughness R z 12 .mu.m, with a moderate etching in a sulfuric acid / hydrochloric acid mixture, the loosely adhering surfaces p carefully etched the article and the tips. After standard cleaning of the endosseous implant, it is coated with an 8 μm thick tantalum layer by PVD. The gingival part is covered in the meantime. This part is smooth polished to a value R z <1μm. After coating with tantalum, the gingival part and the structure are coated with a 5 μm thick titanium-niobium oxynitride layer. In the second operation, the bodies prepared in this way are anodized, first of all the endosseous part in an acidic electrolyte as described above. The oxide layer grows during the 35 minutes anodizing process to a layer thickness of 4-5μm. This means that about 3 μm of tantalum remains on the titanium as a protective and adhesive layer. The layer assumes a light gray white color. The gingival parts and the structure are oxidized in an alkaline adjusted Natruimphosphat / sodium hydrogen phosphate solution with about 1-2μm thick. The layer is pearl white and thus fulfills good aesthetic requirements for further processing to prosthetics.

Der Vorteil derart hergestellter Implantatköper liegt neben den bereits oben ausgeführten mechanischen und biochemischen Vorteilen besonders darin, dass im Gegensatz zur Benutzung von vollkeramischen Implantaten, das Implantatsystem nach Maßgabe der chirurgischen Anforderungen ausgelegt werden kann und hiermit keine Einschränkungen für den Chirurgen hinsichtlich seiner Operationstechniken bestehen und Patienten nicht durch in situ Beschleifung im Mund unnötig belastet werden wie bei den Zirkonmonoblockimplantaten. Weiterhin ist hervorzuheben, dass die Oberflächen nicht wie bei Vollkeramiken technischen Gegebenheiten folgen sondern den biologischen Anforderungen gerecht werden können. Weiterhin lassen sich die Oberflächen-weisstöne in einem stärkeren Maße variieren als mit jedwedem anderen System.Of the Advantage of implant body produced in this way is in addition to the already executed above mechanical and biochemical advantages, especially in that Contrary to the use of all-ceramic implants, the implant system in accordance with the surgical requirements can be interpreted and hereby no restrictions for the surgeon in terms of his surgical techniques and patients do not exist be unnecessarily stressed by in situ grinding in the mouth as in the Zirkonmonoblockimplantaten. It should also be stressed that the Not surfaces as with full ceramics technical conditions follow but the meet biological requirements. You can continue the surface whiteness in one stronger Dimensions vary as with any other system.

Claims (11)

biokompatible keramische Oberflächen in Grau-Weissabstufungen für Implantatkörper und deren Systemteile sind dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen aus einfachen und/oder mehrlagigen Schichtsystemen, die vorwiegend aus Refraktärmetallen und/oder deren Metalloidverbindungen bestehen, in einem kombinierten Verfahren auf Basis physikalischer und chemischer Vakuumbeschichtungen mit anschließendem Oxidationsverfahren hergestellt werden.Biocompatible ceramic surfaces in gray-white gradations for implant body and their system parts are characterized in that the surfaces of simple and / or multilayer coating systems, which consist primarily of refractory metals and / or their metalloid compounds, in a combined process based on physical and chemical vacuum coatings followed by Oxidation process can be produced. Schichten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sie eines oder mehrere der Elemente Titan, Zirkonium, Niob, Tantal, Aluminium, Calcium, Magnesium, Natrium, Kalium, Sauerstoff, Stickstoff, Bor, Kohlenstoff und Phosphor enthalten.Layers according to claim 1, characterized that they contain one or more of the elements titanium, zirconium, niobium, Tantalum, aluminum, calcium, magnesium, sodium, potassium, oxygen, Contain nitrogen, boron, carbon and phosphorus. Schichten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sie zunächst als metallische Schichten aufgebracht werden und anschließend elektrolytisch anodisch oxidiert werdenLayers according to claim 1, characterized that first are applied as metallic layers and then electrolytically be oxidized anodically Schichten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sie mittels thermischer Oxidation nachträglich oxidiert werden.Layers according to claim 1, characterized that they are subsequently oxidized by means of thermal oxidation. Schichten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sie nachträglich im Vakuumplasma oxidiert werden.Layers according to claim 1, characterized that they are retrospective be oxidized in vacuum plasma. Schichten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sie als zwei oder mehrlagige Schichten unter Reaktion mit Stickstoff, Kohlenstoff, Sauerstoff oder/und Bor im Vakuum abgeschieden werden und anschließend gemäß Anspruch 3, 4 und 5 oxidiert werden.Layers according to claim 1, characterized that they are in the form of two or more layers under reaction with nitrogen, Carbon, oxygen or / and boron can be deposited in a vacuum and subsequently according to claim 3, 4 and 5 are oxidized. Schichten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sie zunächst mittels PVD oder PECVD-Verfahren als metallische Schicht und darauf als Metalloidschicht abgeschieden werden.Layers according to claim 1, characterized that first using PVD or PECVD as a metallic layer and then as Metalloidschicht be deposited. oxidierte Schichten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sie grauweiß bis weiß oxidiert sind.Oxidized layers according to claim 1, characterized that they are greyish white white are oxidized. Schichten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Calcium- und Phosphathaltigen Elektrolyten anodisch oxidiert werden, so dass in die Schicht Calcium und Phosphat eingebaut sindLayers according to claim 1, characterized that they are in a calcium and Phosphate-containing electrolytes are anodized, so that are built into the layer of calcium and phosphate Schichten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sie Gesamtschichtdicken von 1 bis 20μm aufweisen.Layers according to claim 1, characterized that they have total layer thicknesses of 1 to 20μm. Schichten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sie nicht vollständig oxidiert und noch als Zwischenlagenschicht das primär applizierte Metall und/oder die Metalloidverbindung aufweisen.Layers according to claim 1, characterized that they are not complete oxidized and still applied as an intermediate layer the primary Have metal and / or the metalloid compound.
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