Oxidkeramische Implantatwerkstoffe

Keramische Implantatwerkstoffe für Hüftgelenkersatz müssen vielfältigen Anforderungen entsprechen. Neben exzellenter Abriebfestigkeit werden hinreichende Bruchfestigkeit und Biokompatibilität des Abriebs gefordert. ELEC^® (hochreines Aluminiumoxid) und ELEC^®plus (Zirkonoxid-verstärktes Aluminiumoxid) von HiPer Medical erfüllen alle relevanten Forderungen an Werkstoffe für hochbelastete Implantate - z. B. in den Normen ISO 6474-1 und ISO 6474-2 niedergelegt - und sind daher gut für die Herstellung von Gleitlagerkomponenten modularer Endoprothesensysteme geeignet. Hochreines Aluminiumoxid gemäß ISO 6474-1 und Zirkonoxid-verstärktes Aluminiumoxid gemäß ISO 6474-2 sind seit Jahrzehnten im erfolgreichen klinischen Einsatz.

ELEC^®: Hochreines Aluminiumoxid

ELEC^® ist durch ein nahezu defektfreies, feinkörniges Gefüge und eine hohe Biegebruchfestigkeit gekennzeichnet. Die durch einen Hochdruck-Hochtemperatur-Nachverdichtungsschritt (HIP = hot isostatic pressing) vergüteten ELEC^®-Komponenten erlauben die Herstellung geringster Oberflächenrauigkeiten am fertigen Endoprothesenbauteil. Die hohe Oberflächegüte sorgt zusammen mit der großen Härte von ELEC^® für einen extrem geringen Abrieb am Gleitpartner. ELEC^® ist auch in feinst verteilter Form - z. B. Abriebpartikel - biokompatibel und wird ausschließlich zur Herstellung von Hüftköpfen verwendet.

ELEC®plus: Zirkonoxid-verstärktes Aluminiumoxid (ZTA)

ELEC^®plus (Zirkonoxid-verstärktes Aluminiumoxid, auch: zirconia toughened alumina, ZTA) ist ein oxidkeramischer Mischwerkstoff aus einer Aluminiumoxid-Hauptphase, in der feinste Partikel aus Yttrium-teilstabilisiertem Zirkonoxid homogen verteilt sind. Die Zirkonoxid-Partikel bewirken in der Aluminiumoxid-Einbettung eine Verstärkung des Widerstandes gegenüber mechanischen Beanspruchungen. ELEC^®plus ist daher nochmals deutlich biegebruchfester als ELEC^® und kann als Werkstoff für komplex belastete, dünnwandige Endoprothesenkomponenten wie etwa Pfanneneinsätze verwendet werden. Abriebfestigkeit und Biokompatibilität von ELEC^®plus und ELEC^® sind gleichwertig. ELEC^®plus wird ohne Beimischungen von Strontiumoxid oder Chromoxid hergestellt und erfüllt alle Anforderungen der ISO 6474-2-Norm. ELEC^®plus wird für alle von HiPer Medical angebotenen Endoprothesenkomponenten verwendet.

Gleitlager und Abrieb

Die Hüftgelenksartikulation stellt höchste Anforderungen an mechanische Belastbarkeit und Abriebfestigkeit der Gleitlagerpartner eines Endoprothesensystems. In der seit langem eingesetzten Artikulation eines keramischen Hüftkopfes gegen eine Azetabulumskomponente aus Polyethylen unterliegt letztere dem weitaus größten Verschleiß. Zur Minimierung des Polyethylenabriebes werden ELEC^®- und ELEC^®plus-Hüftköpfe mit extrem geringen Oberflächenrauigkeiten hergestellt. Die Lebensdauer einer derartigen Endoprothese ist daher neben vielen anderen Faktoren von der Abriebfestigkeit der Polyethylenschale sowie der Oberflächengüte und Härte der Femurkomponente abhängig.

Menge und Art des Abriebs einer implantierten Endoprothese gelten seit langem als relevante Einflussgrößen für die aseptische Lockerung, die häufig die vorzeitige Revision einer Endoprothese erforderlich macht. Polyethylenpartikel werden in diesem Zusammenhang als besonders kritisch eingestuft und können nur durch Verwendung von Hart-Hart-Gleitpaarungen ausgeschlossen werden. Vollkeramische Gleitlager aus ELEC®-Hüftköpfen bzw. ELEC®plus-Hüftköpfen und ELEC®plus-Pfanneneinsätzen bieten aufgrund des extrem geringen Verschleißes und der Biokompatibilität des entstehenden Abriebs eine geeignete Alternative zur Polyethylenpfannenkomponente.