Methoden zur mechanischen Charakterisierung von modifizierten Implantatoberflächen in der Orthopädischen Chirurgie

Abstract Derzeit müssen in den ersten 10 Jahren nach Implantation durchschnittlich etwa 10 % aller Hüft‐ und Knieendoprothesen ausgetauscht werden. Eine Revision ist meist infolge aseptischer oder septischer Lockerung der Implantate erforderlich. Zur verbesserten Osteointegration werden Implantate für die Orthopädische Chirurgie heute zunehmend beschichtet. Beschichtungen müssen biokompatibel sein und hohen mechanischen Anforderungen gerecht werden. Hierbei spielen die Haftfestigkeit und die Abriebbeständigkeit der Schichten eine Schlüsselrolle. In der vorliegenden Arbeit werden Methoden zur experimentellen Bestimmung dieser Parameter mittels verschiedener Verfahren exemplarisch an zwei innovativen Implantatbeschichtungen (TiN und TiO2‐Cu) vorgestellt. Zur Ermittlung der Haftfestigkeit wurden unterschiedliche, standardisierte Verfahren verwendet. Dazu zählten der Dornbiegeversuch, die Ritzprüfung und der Stirnzugversuch. Die Abriebbeständigkeit wurde in einem speziellen Prüfstand nach 1,5 Mio Lastzyklen ermittelt. Die Untersuchungen zeigten, dass die beiden getesteten TiN‐ und TiO2‐Cu‐Schichten haftfest und abriebbeständig waren. Mit den genannten Verfahren lassen sich die Haftfestigkeit und die Abriebbeständigkeit von bioaktiven, verschleißmindernden oder anti‐allergenen Oberflächenbeschichtungen für Endoprothesen zuverlässig bestimmen.