DE2711219C2

DE2711219C2 - Implantierbares, prothetisches Element

Info

Publication number: DE2711219C2
Application number: DE2711219A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.med. Dr.med.dent. 8000 München Scheicher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-03-16
Filing date: 1977-03-15
Publication date: 1985-04-11
Also published as: AU2324477A; BE852491A; US4321042A; ATA170877A; DE2639887C2; AU519024B2; AT355711B; CA1113970A; CH634219A5; DE2639887A1; SE414399B; DE2711219A1; FR2474480A1; FR2482082A1; GB1573130A; IT1107716B; SE7603291L

Description

Die Erfindung betrifft ein implantierbares, prothetisches Element mit einer porösen Oberflächenschicht aus einer gebrannten keramischen Masse sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Keramische Massen zur Herstellung verstärkter keramischer Werkstücke, bei denen die keramische Grundmasse im Gemisch mit hochschmelzenden anorganischen Fasern (z. B. Oxid-, Nitrid- oder Karbidfasern) vorliegt, sind aus »Berichte der Deutschen Keramischen Gesellschaft« 43 (1966), Heft 5, Seiten 337-345, besonders Seite 337, Abschnitt 3, Seite 338, Tabelle Ia.) und b.); Seite 339, Abschnitt 4.2 und Seite 343, Abschnitt 7 bekannt.

Derartige faserverstärkte keramische Werkstoffe

zeichnen sich durch eine bessere Festigkeit aus als die nicht mit Fasern verstärkten Werkstoffe.

Bei der Herstellung von prothetischen Elementen besteht einerseits, die Forderung, ein Element mit großer Festigkeit herzustellen und andererseits ist es wichtig, daß sich die Oberflächenschicht von solchen Elementen, die in den Körper eingesetzt werden, mit den Knochenmaterialien vertragen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu gründe, ein implantierbar prothetisches Element zur Verfügung zu stellen, welches einerseits eine ausreichende Festigkeit besitzt und andererseits Körperverträglichkeit aufweist Gegenstand der Erfindung ist ein implantierbares prothetisches Element mit einer porösen Oberflächenschicht aus einer gebrannten keramischen Masse, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die anorganische Grundmasse 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die pulverförmige keramische Grundmasse, bis zu 600 μΐη dicke anorganische Fasern enthält deren Schmelztemperatur über der Sintertemperatur der keramischen Grundmassc liegt und die von der Grundniassc in· sch~.e!zf!üssigen Zustand nicht aufgelöst werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur

Herstellung von implantierbaren prothetischen Elementen mit porösen Oberflächenschichten, das dadurch gekennzeichnet ist daß eine keramische Grundmasse, die 0,01 bis 5 Gew. -%, bezogen auf die pulverförmige keramische Gnindmasse, bis zu 600 μπι dicke anorganische Fasern, deren Schmelztemperatur über der Sintertemperatur der keramischen Grundmasse liegt enthält, auf ein implantierbares Element aufgebracht oder aus dieser Masse ein implantierbares Element geformt und gebrannt wird.

Es zeigte sich, daß die erfindungsgemäß hergestellten implantierbaren prothetischen Elemente mit einer porösen Oberflächenschicht besonders gewebefreundlich sind und ein An- und Einwachsen von Knochensubstanz ermöglichen. Es ist bevorzugt da3 die porösen Oberflä chen eine Vielzahl von blasenartige:! Hohlräumen, die schwammartig ineinander übergehen, aufweisen. Die Porendurchmesser variieren von unter 1 μπι bis über 500 μπι, wobei Poren verschiedener Größen in einer Keramik vorkommen. Poren mit einem Durchmesser von 10 μπι bis 400 μπι sind bevorzugt Der Mittelwert der Porendurchmesser sollte bei 100 bis 200 μπι liegen, und die Menge der Poren mit einem Durchmesser größer als 300 μπι sollte nicht mehr als 10%, vorzugsweise 5% betragen. In den porösen Körpern nehmen die Po ren ein Volumen von 10% bis 90% bezogen auf das

Gesamtvolumen ein. Porenanteiie von 20 Vol-% bis

30 Vol-% sind für die Verwendung als Haftschicht zum

Einwachsen von Gewebe besonders geeignet Die Fasern können in Form von Whiskern, Filamen-

ten, Stapelfasern, Kurzfasern, Fäden, geschnittenen Fäden sowie weiterverarbeiteten Produkten, wie Stapelfaser-Vorgarnen, Rovings, Geflechten, Matten, Faservliesen, Vliesstoffen, Filzen, Geweben, in der Matrix aus den keramischen Grundmassen vorlisgen. Wenn es nicht auf eine extreme Verstärkung ankommt, reicht es aus, wenn die Fasern 0,1 bis 60 mm, vorzugsweise etwa 0,5 bis 30 mm, lang sind. Zur Herstellung poröser Körper, vorzugsweise für den Dentalbereich, eignen sich besonders Fasern mit Längen von OJ mm bis etwa 3 mm.

Erfindungsgemäß können alle bekannten Fasern, deren Schmelztemperatur über der Sintertemperatur der keramischen Grundmasse liegt, verwendet werden, wie beispielsweise reine Quarzfasern aus 99,99% Silicium-

dioxyd, Kohlenstoff-Fasern, die bei Höchstreinheit als Graphit-Fasern bezeichnet werden, Metall-Filamente oder Metall-Drähte, beispielsweise Stahlfasern, Fasern aus Ren6 41 (einer Legierung auf Nickelbasis), Niob-Fasern, Molybdän-Fasern und Wolfram-Fasern, Filamente mit Wolfram-Seele, wie beispielsweise Borfäden, Borkarbid-Filamente oder Siliciumkarbid-Filamente, Titandiborid-Filamente, synthetische keramische Fasern, beispielsweise aus Boriden, Karbiden, Nitriden, Oxyden, Silicium und/oder Silikaten.

Die keramischen Fasern haben gegenüber den Metallfasern den Vorteil, daß eine Gefahr von Metallosen und elektrolytischen Störungen nicht besteht Auch Basaltfasern sowie Kaoünfasern sind geeignet (Die Kaolinfasern haben vorzugsweise Dicken von 1 μΐη bis 6 um.)

Einzelheiten über die Herstellung und die Eigenschaften der vorstehend beschriebenen Fasern sind einer vom Institut zur Erforschung technologischer Entwicklungslinien ITE herausgegebenen Broschüre über »Faserverstärkte Hochleistungs-Verbundwerkstoffe« von Rainer Taprogge, Rolf Scharwächter, Peter Hahnei, Hans-Joachim Müller und Peter Steinmann zu entnehmen.

Eine weitere Gruppe von Fasern, die sich zur Herstellung der erfindungsgemäßen keramischen Massen besonders eignet, sind die sog. Whisker. Whisker sind diskontinuierliche, faserförmige Einkristalle mit außerordentlich hohen Zugfestigkeiten und Elastizitätsmodulen, die jedoch gegenwärtig noch relativ teuer sind. Unter den Whiskern eignen sich besonders Berylliumoxyd-Whisker, Borkarbid-Whisker, Graphit-Whisker, Magnesiumoxyd-Whisker, Aluminiumnitrid-Whisker, Siliciumnitrid-Whisker sowie insbesondere Aluroiniumoxyd-, d. h. Saphir-Whisker, und Siliciumcarbid-Whisker.

Einzelheiten über die vorstehend genannten Whisker, insbesondere über ihre Herstellung und ihre Eigenschaften, sind der vorstehend genannten Broschüre über »Faserverstärkte Hochleistungs-Verbundwerkstoffe« zu entnehmen. Bezüglich der Siliciumkarbid-Whisker wird des weiteren auf einen Artikel von A. Lipp in der Zeitschrift »Feinwerktechnik« 74. Jahrgang 1970, Heft 4, Seiten 150 bis 154, verwiesen. Ausführungen über polykristalline Metall-Whisker oder Metall-Fäden sind Artikeln von Hermann J. Schladitz zu entnehmen, die in »Faohberichte für Oberfläcbentechnik« 8. Jahrgang 1970, Heft 7,8, Seiten 145 bis 150, und »Zeitschrift für Metallkunde« Band 59/1968, Heft 1, Seiten 18 bis 22, veröffentlicht sind.

Im allgemeinen wird man jeweils eine Fasersorte in einer keramischen Grundmasse verwenden. Es können auch Gemische verschiedener Fasern in einer keramischen Grundmasse verwendet sein.

Als keramische Grundmassen, die mit den vorstehend genannten Fasern zu den keramischen Massen vermischt werden, können herkömmliche als Knochenersatz vorgesehene Keramik-Massen, insbesondere glaskeramische Materialien und die bekannten dental-keramischen Massen und Hartkeramik-Massen sowie Aluminiumoxyd-Keramik-Massen verwendet werden.

Als Grundmassen können insbesondere sog. Kernmassen, d. h. Porzellanmassen, die herkömmlicherweise für den Innenaufbau von Kunstzähnen verwendet werden, und Porzellane, welche in Kunstzähnen die Stelle des Dentins im natürlichen Zahn einnehmen sollen, verwendet sein. Es sind jedoch auch die sog. Schmelzmassen verwendbar, welch? bei künstlichen Zähnen oder Porzellankronen als Schmelzschicht dienen. Soweit die Grundmassen — dies gilt für Kern- und Dentin-Massen — normale Dental-Keramikmassen sind, enthalten sie Gemische aus Quarz, Kaolin und Feldspat
Die Grundmassen können des weiteren verschiedene Flußmittel enthalten, wie z. B. Lithium und Kaliumsilikat, welche Änderungen der Brenntemperatur oder des thermischen Ausdehnungskoeffizienten bewirken. Die Flußmittelzugabe ermöglicht eine Anpassung der Grundmassen an die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Metallen oder Hartkeramiken, so daß diese Grundmassen auf Profilteile, Kerne, Einlagen oder Aufbauten aus diesen Materialien aufgebrannt werden können. Dementsprechend unterscheidet man -zwischen Metall- Keramik- und Hartkeramikmassen.

Beispiele für Metall-Keramik-Massen sind in der DE-AS 14 41 346 beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird.

Bevorzugt werden Massen verwendet, deren Brenntemperatur in Bereichen von 900 bis 1400° C, vorzugsweise 900 bis 1200"C, liegen. Die Schmelztemperaturen der Fäden müssen höher liegen als <v» Sintertemperaturen der mit ihnen verwendeten Gnmcmassen, wobei diese Temperaturdifferenz bis zu einigen tausend Grad Celsius, beispielsweise bis etwa 3100° Celsius, betragen kann. Diese Temperaturdifferenzen sind vorzugsweise 400° Celsius oder mehr.

Zur Herstellung poröser Körper, vorzugsweise für den Dentalbereich, eignen sich besonders Fasern mit Längen von 0,5 mm bis etwa 3 mm.

Die Dicke der verwendeten Fasern beträgt maximal 600 μπι, und Fasern mit einer Dicke von 0,5 μπι bis 100 μπι sind bevorzugt Für die Herstellung von dentalkeramischen Massen, die als Außenschicht auf Implantate aufgebracht werden, haben sich Whisker mit Dikken von 0,5 μπι bis 20 μπι als geeignet erwiesen, wobei Dicken bis 10 μπι besonders bevorzugt sind. Die bislang besten Ergebnisse wurden mit /?-Siliciumkarbid-Whiskern erzielt, die eine Dicke von 0,6 bis 3 μπι aufwiesen.
Sehr gute Ergebnisse liefern Basaltfäden mii einer Dicke von 6 μπι in Längen von 1 bis 3 mm und Kohlefasern mit einer Dicke von 10 μπι und Längen von 0,5 mm bis 1,5 mm.

Um die erwünschte Verstärkungswirkung zu erzielen, sollen zumindest 5Vol.-% Fasern, bezogen auf die Grundmasse im noch nicht verarbeiteten pulverigen Zustand, zugegeben werden. Für die Bildung einer mit Vakuolen durchsetzten Schicht, die ein Einwachsen von Knochensubstanz erleichtert, genügen dagegen geringe Zusätze von Fasern. Versuche haben gezeigt, daß

so 0,01 Vol.-% bis 0,02 Vol.-% Fasern, bezogen auf die keramische Grundmasse, ausreichen.

Für die Bildung der mit Vakuolen durchsetzten Schicht werden — bezogen auf das Gewicht der keramiicheii Grundmasse im noch nicht verarbeiteten pulverisierten Zustand — die Fasern mit bis zu 5 Gew.-%. bevorzugt mit 0,01 bis 2 Gew.-%, zugegeben, wobei man mit Mengen von 0,02 bis 0,05 Gew.-°/o hervorragende Ergebnisse erzielt.
In einer speziellen Ausgestaltung enthalten die keramischen Massen eine Beimischung von 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse feinstverteilten metallischen Silber. Dieäe silberhaltigen keramischen Massen werden bevorzugt bei· enossalen Halbimplantaten an denjenigen Stellen verwandt, an denen die Implantate aus dem Körpergewebe austreten, d. h. an Stellen, an denen eine erhöhte Infektionsgefahr besteht. Bei Kunstzähnen ist dies der Austrittsbereich der Zahnwurzel aus dem Kieferknochen in

die Mundhöhle. Dort wird beispielsweise die silberhaltige keramische Masse auf die künstliche Zahnwurzel als 2 mm breiter Ring aufgebracht, so daß sie wegen der anti-bakteriellen Wirkung des Silbers als Barriere gegen ein Eintreten von Bakterien in den Kieferbereich dient.

Das Einbringen des feinstverteilten metallischen Silbers in die keramische Masse kann folgendermaßen bewirkt werden:

Einer beliebigen der beschriebenen keramischen Grundmassen wird ein Silbersalz mit leicht in Hitze zersetzbaren Anionen oder ein leicht reduzierbares Silbersalz in Mengen von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die keramische Grundmasse, zugegeben und gleichmäßig damit vermischt, wobei die Salze vorzugsweise als Lösung zugegeben werden. Besonders geeignet sind Silbersalze von organischen Säuren, wie beispielsweise Silberoxalat, Silberacetat und Silbertartrat.

Auch Silbernitrat ist geeignet. Die mit den Grundmassen vermischten Silbersalze werden sodann zersetzt.

Dies ist durch Erwärmung über die entsprechende Zersetzungstemperatur oder durch chemische Reduktion möglich. Das Gemisch aus den Silbersalzen und den Grundmassen wird hierbei mit einem Reduktionsmittel versetzt, wie sie beispielsweise unter der Bezeichnung »Entwickler« in der Fotographie verwendet werden. Durch das Anteigen des Gemisches aus der jeweiligen keramischen Masse und dem jeweiligen Silbersalz mit der Lösung eines derartigen Entwicklers wird aus dem Silbersalz metallisches Silber ausgefällt. Das Produkt wird anschließend mehrmals mit destilliertem Wasser gewaschen.

Bei Verwendung von Formalin, Actaldehyd, Propionaldehyd. Ascorbinsäure oder Clucose als Reduktionsmittel kann ein mehrmaliges Waschen aufgrund deren guten Verträglichkeit unter Umständen entfallen. Das

FröuÜKi WiFu änSCiiiicucud gcirOCiCHGi Und !Π CmCiTi

Mörser zerrieben, wonach es als keramische Grundmasse — in der vorbeschriebenen Weise — mit oder ohne Fasern versetzt, weiter verarbeitet werden kann. Im folgenden ist ein Beispiel für die Einbringung feinstverteilten metallischen Silbers in eine Grundmasse angegeben:

In einen 100-ml-Kolben werden 1 g Silbernitrat und 10 ml destilliertes Wasser gegeben. Durch Schütteln wird das Sübernitrat gelöst. Anschließend werden 10 g einer Dentaigrundmasse zugegeben sowie 20 ml eines handelsüblichen Hydrochinonentwicklers. Die Mischung wird sorgfältig geschüttelt Anschließend wird der Kolben mit destilliertem Wasser anschließend dekantiert und der Bodensatz durch mehrmaliges Auffüllen, Schütteln und Dekantieren mit destilliertem Wasser gewaschen. Der Feststoff am Boden des Kolbens wird sodann getrocknet Die trockene Substanz wird in einem Mörser zerstoßen. Sie kann dann in der vorstehend beschriebenen Weise weiterverarbeitet werden, beispielsweise mittels Kakaobutter und unter Zuführung entsprechender Mengen vorstehend erwähnten anorganischen Fasern.

Die keramischen Massen haben den Vorteil, daß sie ohne großen apparativen Aufwand bei Bedarf verarbeitet werden können, beispielsweise in kleineren dentalkeramischen Labors, mit denen auch Einzelzahnärzte ausgerüstet sein können. Sie bedeuten eine deutliche Verbesserung auf dem Gebiet der Zahnprothetik. Die ertindungsgemäSen impiantierbaren prothetischen Elemente lassen sich selbstverständlich nicht nur im Dentalbereich, sondern auch im Bereich von allen anderen Knochen- und Gelenkimplantaten sowie als Herzklappenersatz verwenden. Diese prothetischen Elemente sind lediglich in denjenigen Bereichen, in denen ein Einwachsen bzw. Anwachsen des Knochengewebes an die Elemente erwünscht ist, mit porösen Schichten versehen.

Zur Herstellung des implantierbaren prothetischen Elements können die Fasern und die keramischen Massen getrennt abgepackt und von dem entsprechenden

ίο Techniker zusammengemischt werden.

Es ist jedoch bevorzugt, daß die keramischen Massen bereits fertig gemischt vorliegen und lediglich aufgebracht und gebrannt werden müssen.
Bei Fasern, die keine großen Oberflächenenergien aufweisen und nicht zur Knäuelbildung neigen, genügt es, hierzu die Fasern mit der entsprechenden Länge und der entsprechenden Dicke mit der zugehörigen Menge der pulverförmig vorliegenden keramischen Grundmasse zu vermischen.

zu Bei änucfcfi Fasern ist dies jedoch nicht ohne \veueres möglich, da diese aufgrund großer Oberflächenenergien zu Knäueln und Bündeln zusammengehalten werden, was ein gleichmäßiges Vermischen mit den keramischen Grundmassen erschwert. Dies ist insbesondere

z. B. bei Basaltfasern, Kohlefasern und Whiskern der Fall, wobei besonders bei /i-Siliciumkarbid-Whiskern Trennungsprobleme auftreten. In diesen Fällen werden die Fasern mit einem unter der Sintertemperatur der keramfe'nen Grundmassen flüchtigen flüssigen oder festen Stoff bzw. Medium zusammengebracht, das eine Oberfläche aufweist, die eine Trennung der Fasern ermöglicht oder bewirkt Hierbei werden vorzugsweise Medien verwendet, die bei Zimmertemperatur erstarren und bei einer etwas höher liegenden Temperatur flüssig sind. Die Trennung der Fasern geschieht dadurch, daß die Fasern mit den flüssigen oder verflüssigten Medien vermischt werden. Beispiele für derartige für die Trennung der Fasern geeignete Medien sind Kunststoffe, Kunstharze. Wachse sowie Glyzerin oder Kakaobutter, die sich besonders bei der Trennung von ^-Siliciumkarbid-Whiskern, Basaltfasern und Kohlefasern bewährt haben.

Die keramischen Grundmassen können anschließend in das verflüssigte Medium eingerührt werden oder erst unmittelbar vor der Verarbeitung der keramischen Massen, wozu das die Trennung hervorrufende Medium wieder über seinen Erstarrungspunkt hinaus erwärmt wird.

Die Weiterverarbeitung geschieht wie folgt. Die keramischen Massen werden mit einer Modellierflüssigkeit angeteigt, weiche die gleiche Modellierflüssigkeit sein kann, die man zum Anteigen der Grundmassen verwendet hat Die Menge der Modellier- bzw. Anteigflüssigkeit beträgt 5 bis 10Gew.-%, bezogen auf die Menge

der keramischen Masse. Anschließend können die angeteigten keramischen Massen in eine Guß- oder Preßform eingebracht werden, die mit ihrer Kontur der gewünschten Form entspricht, die das Endprodukt, beispielsweise ein Dental-Implantat oder ein Knochen-lm-

plantat, nach dem Brennen aufweisen solL Durch Rütteln oder entsprechende Maßnahmen werden die keramischen Massen dabei ausreichend verdichtet, so daß beim Brennen keine unerwünschten größeren Hohlräume entstehen und die Werkstücke jeweils voll ausgeformt sind.

Die keramischen Massen können auch auf ein Substrat aufgebrannt werden, wozu man sie auf dieses in der erwünschten Schichtdicke aufträgt Wenn die kera-

mischen Massen zur Knäuelbildung neigende Fasern enthalten und mit den zugehörigen Grundmassen mittels der vorstehend beschriebenen flüchtigen, eine hohe Oberflächenenerjie aufweisenden Medien vermischt sind oder wenn nicht knäuel-bildende Fasern mit diesen Medien angeteigt sind, vorzugsweise mit Kakaobutter, was gerne deshalb geschieht, da diese Kakaobutter bei einer Erhitzung nicht kocht sondern sublimiert, muß vor dem Eirfbringen in eine Form oder dem Aufbringen auf ein Substrat eine Erwärmung über den Schmelzpunkt dieser Medien vorgenommen werden.

Beim Brennen der derart aufbereiteten keramischen Massen wird ein Muffelofen oder ein anderer entsprechender Ofen oder eine Heißpresse mit den in ihn eingebrachten keramischen Massen zunächst auf eine Temperatur erhitzt, die niedriger ist als die Sintertemperatur der in den keramischen Massen verwendeten Grundmassen, die jedoch hoch genug ist, daß sie eine Trennung der Fasern hervorrufende Medien oder die Anteigflüssigkeit verdampfen oder sublimieren.

Diese Temperatur liegt vorzugsweise zwischen 400⁰C und 600°C normalerweise bei 500⁰C. Die Zeitdauer für dieses Vorbrennen beträgt in der Regel etwa eine halbe Stunde. Nach diesem Vorbrennen wird die Temperatur im Ofen auf die Brenntemperatur der keramischen Massen erhöht. Diese Temperaturen sind bei den handelsüblichen keramischen Massen angegeben. Bei anderen Grundmassen werden sie durch einfache Versuchsreihen ermittelt.

Besondere Vorteile ergeben sich jedoch bei der Anwenr'.ing der keramischen Massen, wenn diese als Außenschicht auf Implantate aufgebrannt werden, so daß sie einen Knochenhaut- bzw. Wurzelhautersatz bilden. Die keramische Grundmasse kann hierbei eine KernV masse — eine Porzellan-Masse oder eine Schmelzmasse — sein, wobei ihre spezielle Zusammensetzung davon abhängt, ob das Implantat als Metall-Keramik oder Hart-Keramik hergestellt wird.

Die Implantate erhalten dabei von außen nach innen die folgenden Schichtungsmöglichkeiten:

a) Porzellanmasse mit Fasern, aufgebrannt auf einer Kernmasse ohne Fasern;

b) Porzellanmasse mit Fasern, aufgebrannt auf einer Dentinmasse ohne Fasern, die ggf. auf eine Kernmasse aufgebrannt ist;

c) Kernmasse mit Fasern, aufgebrannt auf einer Kernmasse ohne Fasern;

d) Schmelzmasse mit Fasern, aufgebrannt auf einer Dentin- und/oder einer Kernmasse ohne Fasern.

Wenn die keramische Masse als Knochenhaut- oder Wurzelhautersatz die äußerste Schicht eines Knochenoder Zahnwurzel-Implantats bildet, wird sie in Dicken von 0,1 mm bis 5 mm, bevorzugt in Dicken von 0,1 mm bis I mm aufgebracht Für Dental-Implantate beträgt die optimale Dicke 03 mm bis 0,5 mm. Die erwünschten Vakuolen in dieser Schicht, die das Einwachsen des Gewebes ermöglichen, entstehen beim Aufbrennen der erfindungsgemäßen keramischen Massen, solange dieses nicht unter großen Druckeinwirkungen geschieht, & h. im Vakuum (6,5 · 10⁵ bis 65 · ΙΟ⁵ Pa, bevorzugt 13 ■ 10⁵ bis 26 · ΙΟ⁵ Pa) unter Atmosphärendruck und bei geringen Überdrücken bis ΙΟ⁵ Pa. Bei geringen Konzentrationen der Fasern in der Grundmasse, d h. bei einem Anteil von Fasern zwischen 0,01 bis 1 Gew.-%, ergeben Überdrücke von 10⁴ Pa bis zu 0,5 ■ 10⁵ Pa gute Ergebnisse.

Beispiele für Möglichkeiten zur Durchführung des Nachpressens sind anhand der F i g. 1 bis 3 beschrieben. Bei größeren Konzentrationen der Fasern ist Überdruck notwendig, um zu vermeiden, daß das gebrannte Produkt zu großporig und spröde wird. Wenn die Fasern Metall-Fasern sind, wird das Aufbrennen zur Vermeidung von Oxydation im Vakuum oder unter einem Schutzgas durchgeführt. Als Schutzgase kommen insbesondere die Edelgase Helium, Argon, Krypton und Xenon in Frage, von denen Argon bevorzugt ist. Wenn das Aufbrennen in geschlossenen Formen erfolgt, ist dies unter Umständen entbehrlich. Die Größe und die Anzahl der Vakuolen, d. h. die Porosität der durch die erfindungsgemäßc keramische Masse erzeugten Knochenhaut-Ersatzschicht, läßt sich durch die jeweilige Zugabe von Fasern in das keramische Grundmaterial steuern.

Die innerhalb der angegebenen Werte geeignetsten Mischungen lassen sich für die einzelnen Fasern durch pinfaphe Vprsn/^hp prmittpin Wenn die Vskuolen eiws 10 μιη bis etwa 300 μιτι im Durchmesser und/oder in der Tiefe betragen, ist ein gutes Einwachsen der Implantate im Knochengewebe zu erwarten, d. h. das sich neu bildende Knochengewebe wächst in die Vakuolen ein und schafft eine feste Verbindung zwischen dem Knochen und dem Implantat. Man kann dies aus in zeitlichen Abständen von mehreren Wochen getätigen Röntgenaufnahmen erkennen. Die vorstehend angegebenen Werte sind als Mittelwerte zu verstehen. Neben Vakuolen der genannten Größe kann eine Vielzahl von kleinen und kleinsten Vakuolen entstehen. Auch die Entstehung von einzelnen etwas größeren Vakuolen stört nicht.

Wenn die erfindungsgemäßen keramischen Massen beim Sintern druckverdichtet werden, d. h. mit zunehmendem Druck, läßt sich das Entstehen der Vakuolen verringern und schließlich verhindern. Derartige Massen, die vorzugsweise mit Kernmassen hergestellt werden, eignen sich besonders für den inneren Aufbau der Implantate, da diese eine sehr hohe Festigkeit erhalten. Zur Erreichung einer guten Homogenität sind sehr hohe

-to Drücke notwendig, die α einem Bereich zwischen ca. 1 · 10⁷ Pa und ca. 2,5 · 10⁹ Pa liegen. Diese Drücke werden bevorzugt durch Nachpressen erreicht.

Bei diesen auf Belastung ausgelegten Keramiken ist es besonders vorteilhaft und in einigen Fällen notwendig, daß die Fasern in der keramischen Masse ausgerichtet sind. Die Ausrichtung der Fasern in den keramischen Grundmassen ist relativ schwierig. In einigen Fällen gelingt eine brauchbare Ausrichtung durch das die Trennung der Fasern bewirkende Medium, wenn dieses eine geeignete Oberflächenenergie hat. Auch bekannte gravitmetrische und/oder Strömungsverfahren ermöglichen eine Ausrichtung. Bei den metallenen Fäden kann ein? Ausrichtung durch elektromagnetische Felder erzieh werden. Eine weitere Möglichkeit zur Ausrichtung der Fasern besteht darin, diese in Form von Geweben einzubringen oder in Form von Faservliesen, wenn es auf eine bestimmte geometrische Ausrichtung nicht ankommt, sondern lediglich eine in bestimmten Bereichen der Keramik eine größere, gleichmäßige Verteilung der Fasern ankommt

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden Keramik-Massen mit ausgerichteten Fasern dadurch erhalten, daß die erfindungsgemäßen keramischen Massen mittels des die Trennung der Fasern bewirkenden Mediums zu dünnen band- oder plattenartigsn Streifen verarbeitet und daß diese Streifen schichtweise um einen Kern herumgewickelt werden. Dies kann vorzugsweise mittels beheizter Walzen erfolgen.

ΔΙ

durch die bereits ein Teil des die Fasern trennenden Mediums ausgetrieben wird.

Die erfindungsgemäßen keramischen Massen können zur Herstellung von Knochenimplantaten jeglicher Art verwendet werden. Besonders eignen sie sich jedoch für dental-prothetische Elemente. In diesen können sie, abgesehen von den vorstehend beschriebenen Verwendungsmöglichkeiten, bei denen sie im wesentlichen die Knochen- ode* Wurzelhaut von Implantaten bilden, auch zur Hersteilung von Kronen, Inlays, Onlays oder Brückenkonstruktionen verwendet werden, dort insbesondere in druckverdichteter Form als Gerüst für Zahnkeramiken. Diese dental-prothetischen Elemente können mit natürlichen und künstlichen Wurzeln sowie mit Metall- und Kunststoffkonstruktionen für Brücken verwendet werden.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen für den Fall von dental-keramischen Massen und Zahnimplantaten sowie Zahnwurzelimplantaten im einzelnen näher beschrieben werden. Die in diesem speziellen Zusammenhang beschriebenen Techniken können auch zur Herstellung von anderen knochenartigen Implantaten angewendet werden.

F i g. 1 zeigt eine teilbare Druckgußform, eine sogenannte Küvette, zur Herstellung eines implantierbaren keramischen Kunstzahns. Die teilbare Küvette 10, 11 wird zur Hälfte mit der Abgußmasse 12 gefüllt und ein in üblicher Weise nach Abdrücken des Kiefers und des Wurzelfachs erstelltes Wachsmodell des Zahnes in die Masse eingedrückt. Nach dem Abhärten der Masse wird die Oberfläche der Masse mit Trennmittel isoliert, die zweite Hälfte der Küvette aufgesetzt und ebenfalls mit der Gußmasse gefüllt Ist auch diese Masse ausgehärtet, wird die Form wieder geteilt und das Wachsmodell ausgebrüht Die Überlaufkanäle 14, 15 werden, sofern sie nicht schon im Wachsmodell ausgestaltet waren, in die Gußmasse eingefräst. Die Außenschichten 6,8,9,5 werden in die beiden Hälften der Negativform schichtweise als Schlemme des jeweiligen keramischen Materials, im Wurzelbereich des erfindungsgemäßen porösen Materials zum Beispiel mittels Pinsel, schichtweise aufgebracht Schließlich wird in beiden Hälften die Kernmasse 3, gegebenenfalls aus ^faserhaltiger Masse, im Überschuß eingefüllt, und die beiden Küvettenteile werden zusammengepreßt, wobei die überschüssige Kernmasse 15 durch die Überlaufkanäle 14, 20 und Bohrungen 13, 21 in der Küvette entweicht. Gegebenenfalls kann ein Verstärkungsstab 4 aus Hartkeramik oder Metall schon beim Füllen in die Kernmasse eingelegt oder aber ein solcher Stab 4a mit einem Druckstempel 18 und eine Führungseinrichtung 16,17 durch einen der Überlaufkanäle axial in die gefüllte Form eingepreßt werden. In einem Hochtemperatur-Druckgußofen wird die Küvette auf die Sintertemperatur der Keramik erhitzt Dabei kann über geeignete Gase in der Brennkammer oder durch Druckstempel auf die Überlaufkanäle beim Brennen, wie beschrieben, die Porosität gesteuert werden. Bei sehr hohem Druck entstehen praktisch homogene prothetische Elemente.

Fig.2 zeigt eine offene Hohlform zur Herstellung einer künstlichen Zahnwurzel. In die noch nicht abgebundene Gußmasse 12 wird ein Wachsmodell der Zahnwurzel senkrecht eingedrückt Die Entfernung der Wachsform und die schichtweise Füllung erfolgen in der im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebenen Weise. Das VerstärLungselement 4 dient zugleich als Befestigungselement für die spätere SupraStruktur fZahnkrone. Brücke, etc.). Nach dem Sintern kann die Oberfläche eventuell mit einem Sandgebläse aufgefrischt, d. h. die Poren der Oberflächenschicht eröffnet werden.

F i g. 3 zeigt ein ähnliches Verfahren wie F i g. 2, wobei aber ein massives Küvettenteil 27 auf den mit der Abgußmasse 12 gefüllten Teil 25 aufgesetzt wird. In dem aufgesetzten Teil aus Metall 28 befinden sich Führungsbohrungen 29,30 für einen Druckstempel 31 und einen Verstärkungsstab 24. Mit dieser Vorrichtung kann beim Sintern der Verstärkungsstab eingepreßt und zugleich

ίο sehr hoher Druck auf die Keramikmasse ausgeübt werden. Als Variante kann der Verstärkungsstab entfallen oder schon beim Füllen in die Keramik eingebettet sein und der Druckstempel über eine verlängerte Bohrung 29 direkt auf die Kernmasse 3 Druck ausüben. Auf glei ehe Weise lassen sich auch andere prothetische Elemen te aus faserverstärktem Keramikmaterial herstellen.

Im folgenden werden Beispiele für den Aufbau von erfindungsgemäßen Implantaten angegeben, bei denen die Fasern Siliciumkarbid-Whisker sind. Als »Keramik· massen« werden allgemein Kern- oder Grundmassen aus nichttransparenten keramischen Materialien bezeichnet, die zum Aufbau keramischer Formkerne verwendet werden. Als »Dentinmassen« werden transparente, druckfeste keramische Materialien bezeichnet.

die allgemein für die Oberflächenbeschichtung verwendet werden. Unter »Einbettmassen« werden hochtemperaturfeste gipsfreie Massen verstanden, die zur Herstellung von Gußformen verwendet werden.

Beispiel 1

Auf einen Stift aus eisenfreiem Spezialstahl mit einem Durchmesser von 3 mm wurde eine Keramikmasse, die mit destilliertem Wasser angeteigt war, in einer Dicke von etwa 1 mm frei aufgetragen, im Ofen bei etwa 500⁰C 6 min vorgetrocknet, auf 1020⁰C aufgeheizt und anschließend bei einer Temperatur von etwa 1020°C ca. 6 min lang aufgebrannt. Nach dem Erkalten wurde eine Dentinmasse, die mit destilliertem Wasser angeteigt war, in einer Dicke von etwa 1 mm auf den mit der Grundmasse überbrannten Stift aus eisenfreiem Spezialstahl aufgetragen und im Ofen bei etwa ¹W)O⁰C 6 min lang vorgetrocknet und bei etwa 93O⁰C 6 min lang aufgebrannt.

0,6 μηη dicke und 1,5 mm lange /-Siliciumkarbid-Whisker wurden anschließend in einer Menge abgewogen, die, bezogen auf eine vorbereitete Menge Dentinmasse, 0,2 Gew.-% betrug. Die /i-Siliciumkarbid-Whisker wurden in einer Petrischale in, bezogen auf die Men- ge der vorbereiteten Dentinmasse, etwa 50Gew.-% Glycerin suspendiert. Zu dieser Suspension wurde die vorbereitete Dentinmasse zugegeben. Die erhaltene Masse wurde anschließend bis über die Siedetemperatur des Glycerins erhitzt bis das gesamte Glycerin ver- dampft war.

Es entstand ein Produkt in Form eines trockenen Pulvers, das in üblicher Weise mit destilliertem Wasser angeteigt wurde und in einer Schichtdicke von etwa 0,5 mm auf den mit der Keramikmasse und der Dentin masse überbrannten Stift aus eisenfreiem Spezialstahl aufgetragen wurde und anschließend bei einer Temperatur von etwa 500⁰C im Ofen 6 min vorgetrocknet und bei einer Temperatur von 930° C 6 min aufgebrannt wurde.

Nach dem Erkalten wurde das Produkt vorsichtig mit einem Sandstrahl abgestrahlt, wodurch die entstandenen Vakuolen geöffnet wurden. Das Produkt enthielt in der zuletzt aufgebrannten Schicht etwa 70 Vol.-% Va-

Ii

kuoler. die im wesentlichen Durchmesser bis 200 μπι aufwiesen.

Beispiel 2

Auf einen Stift aus eisenfreiem Spezialstahl, auf den entsprechend Beispiel 1 eine Keramikmasse und eine Dentinmasse aufgebrannt war, wurde entsprechend Beispiel 1 eine erfindungsgemäße keramische Masse aufgebrannt, die sich von derjenigen des Beispiels 1 Iediglich dadurch unterschied, daß die Beimengung der ^-Siliciumkarbid-Whisker zu der Dentinmasse mit etwa 0,5 Gew.-% erfolgte. c)

Die fertigen Produkte zeigten eine mit Vakuolen versetzte OberHäche, die jedoch etwas dichter, spröder und feinporiger war als diejenige von Beispiel 1. Die Poren hatten im wesentlichen einen Durchmesser von bis zu d) ί 00 μπι und nahmen etwa 65 Vol.-% der äußersten Schicht ein.

Beispiel 3

/i-Siliciumkarbid-Whisker wurden in einer Menge abgewogen, die etwa 0,15Gew.-% einer vorbereiteten f) Dentinmasse betrug. Die Whisker wurden in, bezogen auf das Trockengewicht der Dentinmasse, 30 Gew.-% g) erwärmte Kakaobutter eingerührt. Anschließend wurde die vorbereitete Menge der Dentinmasse beigemischt. Die auf diese Weise entstandene Paste wurde auf einen Stift aus eisenfreiem Spezialstai I aufgetragen, der entsprechend Beispiel 1 mit je einer Schicht einer Keramik- h) masse und einer Dentinmasse überbrannt war. Der Stift wurde anschließend in einem Ofen bei etwa 500°C 6 min i) lang vorgetrocknet, wobei die Kakaobutter sublimierte, und anschließend bei etwa 930⁰C 6 min lang gebrannt und entsprechend Beispiel 1 weiterbehandelt. j)

Das entstandene Produkt zeigte in der zuletzt aufge-

i » οα:Λι -* da \i-\ λα. ι w-i ι :.

ui aiiiiidi h?t»ii;\»iii cma σν τυι.·7υ UIIU YttKUUlCU Ulli Durchmessern von im wesentlichen bis zu 200 μπι und eine gute Festigkeit

Unter einer »guten Festigkeit« wird verstanden, daß die Poren nicht zusammengedrückt werden, wenn ein scharfkantiger Metallgegenstand von Hand kräftig gegen das ebenfalls in der Hand gehaltene Material ge- k) preßt wird, und wenn ein Abkratzen des Materials von Hand mit einem scharfen Stahlstück nicht möglich ist.

Beispiel 4

Der Versuch von Beispiel 3 wurde mit einer erfindungsgemäßen keramischen Masse wiederholt, die 0,01 Gew.-% /2-Siliciumkarbid-Whisker, bezogen auf das Trockengewicht der Dentinmasse, enthielt Die Vakuolenbildung und die Festigkeit entsprachen etwa derjenigen des Produkts von Beispiel 3.

Beispiel 5

a) Eine Dentinmasse wurde mit etwa 0,1 Gew.-% Basaltfasern versetzt, die einen Durchmesser von etwa 6 μπι und Längen von etwa 1 mm aufwiesen. Dieses Gemisch wurde mit etwa 10Gew.-% erwärmter Kakaobutter angeteigt Die gebildete Masse wurde in einer Dicke von etwa 400 μηι auf die Wandung eines Zahnwurzelnegativs aufgetragen, das in einer Einbettmasse hergestellt worden war. Im Bereich der Durchtrittsstelle der Zahnwurzel durch den Kieferknochen wurde ein ca. 2 mm

breiter Ring wieder sorgfältig von der Masse befreit.

Eine Dentinmasse wurde mit 30 Gew.-% Silbernitrat versetzt, mit einem Photoentwickler zur Umsetzung des Silbernitrats in feinverteiltes metallisches Silber angeteigt und anschließen^J. getrocknet sowie zerrieben.

Das getrocknete Produkt wurde mit etwa 10 Gew. -% Kakaobutter angeteigt und in den gereinigten Ringbereich der Wurzeldurchtrittsstelle in dem Zahnwurzelnegativ mit einer Dicke von etwa 400 μπι aufgetragen.

Bei etwa 500⁰C wurde das gemäß a) und b) auf seiner Wandung bedeckte Zahnwurzelnegativ etwa 10 min entgast, bis die zunächst schwarze Porzellanmasse eine weiße Farbe annahm. Der Ofen wurde anschließend auf eine Temperatur von etwa 920°C gebracht. Bei dieser Temperatur wurde die Porzellanmasse 10 min lang gebrannt. Nach einem Abkühlen auf Handwärme wurde der Zahnwurzelkern mit einer Keramikmasse ausgefüllt, die mit destilliertem Wasser als Modellierflüssigkeit in üblicher Weise angeteigt war. Bei einer Temperatur von 1020° C wurde die Masse in einem Ofen 10 min lang gebrannt. Anschließend wurde ein Hartporzellanstäbchen aus AI2O3 vom Kronenteil her mittels des Stempels in den mit den Porzellanmassen gefüllten Hohlraum des Zahnwurzelnegativs eingedrückt, Druck etwa 10* Pa. Der Ofen wurde hierauf abgeschaltet. Nach einem Abkühlen unter 700⁰C wurde die Küvette aus dem Ofen genommen. Nach dem Erkalten wurde die künstliche Zahnwurzel ausgebettet, gesäubert und in das vorhandene Gipsmodell von Gebiß und Zahnveole eingepaßt Die Zahnwurzel wurde anschließend vorsichtig mit einer Diamantscheibe abgezogen und sehr vorsichtig mit eineiTi Sandstrahl abgestrahlt Die entstandenen Vakuolen waren hierdurch geöffnet Der Durchmesser der Vakuolen betrug etwa 20 bis 300 μιτι, größere Vakuolen trat mit weniger als 5% auf. Das Volumen der Vakuolen in der porösen Schicht betrug etwa 35%.

Nach einem Sterilisieren wurde die Zahnwurzel implantiert und über einen Zeitraum von 6 Wochen an den Nachbarzähnen fixiert

Die im Bereich des Durchtritts der Zahnwurzel durch den Kieferknochen angebrachte Silberschicht war röntgenologisch nachweisbar.

Beispiel 6

Der Versuch von Beispiel 5 wurde bezüglich der Schritte a) bis j) wiederholt, wobei jedoch anstelle der Basaltfasern 0,05Gew.-°/o von Kohlenstoffasern verwendet wurden, die einen Durchmesser von etwa 10 μπι und Längen von etwa 03 bis 1,5 mm, d. h. eine mittlere Länge von etwa 1 mm, aufwiesen.

Das Brennen erfolgte im Vakuum bei etwa 10 bis mmHg, um eine Oxidation der Kohlenstoffasern zu verhindern. Man erhielt ein Implantat mit einer festen, von relativ gleichförmigen Vakuolen durchsetzten Oberfläche. Die Vakuolen hatten Durchmesser von etwa 50 bis 300 μπι, wobei die Vakuolen mit einem Durchmesser über 300 μπι weniger als etwa 2% waren. Auch die Anzahl ganz feiner Vakuolen war sehr gering. Das Volumen der Vakuolen in der porösen Schicht betrug

etwa 80%.

Beispiel 7

Der Versuch von Beispiel 6 wurde mit sehr gutem Ergebnis mit der gleichen Menge (0,05 Gew.-%)^-Siliciumkarbid-Whisker η wiederholt, die eine Länge von etwa 1 bis 2 mm aufwiesen und einen Durchmesser von etwa 6 (im. Die gebildeten Vakuolen hatten einen Durchmesser von etwa 20 bis 300 um, wobei die Vakuolen mit einem größeren Durchmesser weniger als 3% waren. Das Volumen der Vakuolen in der porösen Schicht betrug etwa 75%.

Die beiden folgenden Beispiele betreffen die Verwendung der erfindungsgemäßen keramischen Massen bei Knochenimplantaten. Hierbei wird die Herstellung von Knochenersatzstücken beschrieben, die in einem Röhrenknochen, wie zum Beispiel einem Oberschenkelknochen, ein durch Explosion, Zertrümmerung oder dergleichen zerstörtes Längsstück ersetzen sollen. Zunächst wird anhand von Röntgenaufnahmen die Form und Äüsdehnur-s des fehlenden Knochenstücks ermittelt und ein entsprechendes Wachsmodell modelliert, das an seinen beiden Längsenden mit zapfenförmigen Ansätzen versehen wird, welche an den beiden Bruchstellen des Röhrenknochens in dessen inneren Hohlraum hineinreichen und die Verbindung aussteifen sollen.

Beispiel 8

Das Wachsmodell wird in einer zweiteiligen Küvette so in eine Einbettmasse eingebettet, daß die Trennungslinie zwischen beiden Küvetten etwa in Längsrichtung des zu fertigenden Knochenersatzstücks verläuft, wobei ein zusätzlicher, ebenfalls in Längsrichtung parallel zwischen den Küvetten verlaufender, ins Innere der Form führender Kanal gebildet wird, der das Einführen eines Hartkeramikkerns unter Druck ermöglicht

b) Die Wachsreste werden bei etwa 500°C ausgebrannt Anschließend wird die Küvette auf etwa 50" C abgekühlt und aus dem Ofen genommen.

c) Die beiden Formhälften werden in ihren Endbereichen, in denen ein Zusammenwachsen des Knochenersatzstückes mit deren Knochen erfolgen soll, mit einer etwa 1 mm dicken Schicht aus einer erfindungsgemäßen keramischen Masse belegt, deren Zusammensetzung der porösen Schicht von Beispiel 6 entspricht.

d) Die anderen Wandungsbereiche der Formhälften werden mit einer etwa 1 mm dicken, ebenfalls mit Kakaobutter angeteigten Schicht aus Dentinmasse gleichmäßig bedeckt. Es sind dies insbesondere die Längswandungen der Form.

e) Die Form wird anschließend in Längsrichtung mit parallel zueinander ausgerichteten, sich gegenseitig möglichst nicht überlagernden Kohlenstoffasern gleichmäßig beschichtet.

Die Faserlängen entsprechen dabei der Länge des Knochenersatzstückes, so daß sich in etwa von einem Ende der Formhälften bis zum anderen erstrecken. Im beschriebenen Beispiel betragen sie etwa 15 cm.

f) Auf die in die Form eingebrachten Kohlenstoffasern wird eine mit Kakaobutter angeteigte Keramikmasse in einer Dicke von etwa 03 mm aufgebracht. Hierauf kommt abermals eine Schicht aus Kohlenstoffasern. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis die Dicke der übereinanderliegenden Kohlenstoffasern- und Grundmasseschichten etwa 0,5 cm beträgt

g) Das Innere der Form wird anschließend mit einer mit destillierten Wasser angeteigten Keramikmasse ausgefüllt

h) Die Küvettenhälften werden zusammengepreßt in einen Ofen eingebracht, wo der Brennvorgang unter einem Vakuum von etwa 10—30 nun Hg durchgeführt wird. Zunächst wird der Körper über eine Zeitdauer von etwa 2Std bei 600⁰C getrocknet Die Temperatur wird anschließend auf etwa 1020°C erhöht Sobald sichergestellt ist, daß das Innere der Küvette, d. h. die keramischen Massen, diese Temperatur erreicht haben, was mittels eines in die Küvette eingesetzten Thermofühlers geschieht» wird der Brennvorgang über eine Zeitdauer von etwa 8 Minuten fortgesetzt i) Anschließend wird in Längsrichtung durch den hierfür vorgesehenen Kanal ein Aluminiumoxydrohr mit einem Außendurchmesser von 8 mm und einem Innendurchmesser von 3 ir.rn mit einem Druck von etwa 10⁵ Pa so in die Form eingepreßt, daß er in etwa die Längsachse des Knochenersatz-Stückes zu liegen kommt Der Oberschuß der zäh flüssigen Grundmasse wird dabei in das Innere des Rohres gedrückt

j) Der Ofen wird anschließend abgeschaltet. Nach einer halben Stunde wird der Druck im Ofen wieder auf Atmosphärendruck erhöht und der Ofen geöffnet Die Form bleibt bis zum Abkühlen auf Handwärme im Ofen, k) Nach Entnehmen der Küvette aus dem Ofen wird das Formstück ausgebettet und gesäubert 1) Die mit einer reinen Dentinschicht versehenen Oberflächenbereiche werden poliert, ausgearbeitet und bei 930⁰C ohne Vakuum einem sogenannten Glanzbrand unterworfen.

m) Die mit den erfindungsgemäßen Massen überzogenen Oberflächenbereiche werden dann mit einer Diamantscheibe vorsichtig abgezogen und sehr vorsichtig mit einem Sandstrahl abgestrahlt, so daß die dort entstandenen Vakuolen geöffnet werden. Die gebildeten Vakuolen entsprechen in etwa denen von Beispiel 6.

n) Das Knochenersatzstück wird unter Trimmen der Knochenbruch-Enden operativ in den Körper eingesetzt. Der betroffene Körperteil wird bis zum Einwachsen des Knochengewebes in die Poren des Knochenersatzstückes in herkömmlicher Weise ruhiggestellt.

Beispiel 9

a) Es wird ein dem Wachsmodell entsprechendes Formstück aus eisenfreiem Spezialstahl gebildet.

b) Auf der gesamten Außenfläche dieses Körpers wird eine mit destilliertem Wasser angeteigte Keramikmasse in einer Schichtdicke von etwa 0,5 mm aufgeiragem, bei 500⁰C etwa 30 Minuten lang vorgebrannt und nach einer Erhöhung der Temperatur auf 1020⁰C etwa 15 Minuten lang eingebrannt.

c) Anschließend wird hierauf eine mit destilliertem Wasser angeteigte Dentinmasse in einer Schicht dicke von etwa 0,5 mm aufgetragen, bei 500⁰C et wa 30 Minuten lang vorgebrannt und nach einer Erhöhung der Temperatur auf 1020⁰C 15 Minuten lang eingebrannt.

d) Auf den Endbereichen, an denen ein Einwachsen
des Knochengewebes stattfinden soll, wird eine etwa 1 mm dicke Schicht von einer erfindungsgemäßen keramischen Masse mit einer Zusammensetzung entsprechend dem Beispiel 3 aufgetragen und s in der dort beschriebenen Weise aufgebrannt

e) Die Nachbehandlung des entstehenden Produkts
erfolgt wie im Beispiel 8. Die an den Endbereichen
entstehenden Vakuolen entsprechen in etwa denjenigen von Beispiel 4. io

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

15

20

25

30

40

45

50

55

60

65 S

Claims

Patentansprüche:

1. Implantierbares, prothetisches Element mit einer porösen Oberflächenschicht aus einer gebrannten keramischen Mause, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Grundmasse 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die pulverförmige keramische Grundmasse, bis zu 600 um dicke anorganische Fasern enthält, deren Schmelztemperatur über der Sintertemperatur der keramischen Gnindmasse liegt und die von der Gnindmasse im schmelzflüssigen Zustand nicht aufgelöst werden.

2. Implantierbares, prothetisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmasse aus herkömmlichen, für Knochenersatz üblichen Keramikmassen, glaskeramischen Materialien und dental-keramischen Massen besteht

3. Implantierbares Element nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in Form von Whiskers, Filamenten, Stapelfasern, Kurzfasern, Geflechten, Geweben oder Vliesen in der keramischen Masse vorliegen.

4. Implantierbares Element nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern 0,1 mm bis 60 mm, bevorzugt 0,5 bis 30 mm lang sind.

5. Implantierbares Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern 0,5 μπι bis 100 μπι dick sind.

6. Implantierbares Element nach einem der vorstehenden A'.i'prüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmasse feinstverteiltfts metallisches Silber enthält

7. Verfahren zur Herstellung van implantierbaren prothetischen Elementen mit porösen Oberflächenschichten nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine keramische Grundmasse, die 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die pulverförmige keramische Grundmasse, bis zu 600 μπι dicke anorganische Fasern, deren Schmelztemperatur über der Sintertemperatur der keramischen Grundmasse liegt, enthält, auf ein implantierbares Element aufgebracht oder aus dieser Masse ein implantierbares Element geformt und gebrannt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Grundmasse mit Silbernitrat vermengt und anschließend mit einem photographischen Entwickler angeteigt wird.