DE2021320C3 - Mit Körpergewebe oder Blut in Berührung zu bringendes, vorzugsweise prothetisches, Element und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Mit Körpergewebe oder Blut in Berührung zu bringendes, vorzugsweise prothetisches, Element und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
- Publication number
- DE2021320C3 DE2021320C3 DE2021320A DE2021320A DE2021320C3 DE 2021320 C3 DE2021320 C3 DE 2021320C3 DE 2021320 A DE2021320 A DE 2021320A DE 2021320 A DE2021320 A DE 2021320A DE 2021320 C3 DE2021320 C3 DE 2021320C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pyrolytic carbon
- carbon
- carrier part
- carbide
- coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000008280 blood Substances 0.000 title claims description 3
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 title claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 5
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 claims description 34
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 13
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 4
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 4
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000015241 bacon Nutrition 0.000 description 2
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005055 methyl trichlorosilane Substances 0.000 description 2
- JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N methyltrichlorosilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)Cl JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IXKSXJFAGXLQOQ-XISFHERQSA-N WHWLQLKPGQPMY Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)C(O)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C1=CNC=N1 IXKSXJFAGXLQOQ-XISFHERQSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N chloro(methyl)silane Chemical compound C[SiH2]Cl YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000002885 thrombogenetic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/02—Inorganic materials
- A61L27/08—Carbon ; Graphite
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/04—Hollow or tubular parts of organs, e.g. bladders, tracheae, bronchi or bile ducts
- A61F2/06—Blood vessels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/24—Heart valves ; Vascular valves, e.g. venous valves; Heart implants, e.g. passive devices for improving the function of the native valve or the heart muscle; Transmyocardial revascularisation [TMR] devices; Valves implantable in the body
- A61F2/2403—Heart valves ; Vascular valves, e.g. venous valves; Heart implants, e.g. passive devices for improving the function of the native valve or the heart muscle; Transmyocardial revascularisation [TMR] devices; Valves implantable in the body with pivoting rigid closure members
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L33/00—Antithrombogenic treatment of surgical articles, e.g. sutures, catheters, prostheses, or of articles for the manipulation or conditioning of blood; Materials for such treatment
- A61L33/02—Use of inorganic materials
- A61L33/025—Carbon; Graphite
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
- A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
- A61F2310/00161—Carbon; Graphite
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S623/00—Prosthesis, i.e. artificial body members, parts thereof, or aids and accessories therefor
- Y10S623/901—Method of manufacturing prosthetic device
Description
Die Erfindung betrifft ein mit Körpergewebe oder Blut in Berührung zu bringendes, vorzugsweise prothetisches
Element, das ein mit Kohlenstoff überzogenes Trägerteil aufweist, bei dem gemäß Patent
1766653 die Oberfläche des Trägerteiis zumindest teilweise einen Überzug aus dichtem, isotropem, pyrolytischem
Kohlenstoff aufweist, der eine Dichte von wenigstens 1,5 g/cm3 und eine scheinbare Kristallgröße
bis zu 200 A besitzt.
Der pyrolytische Kohlenstoff soll für seine Anwendung
bei komplizierten Formen und zur Erzielung maximaler Festigkeit nahezu isotrop sein. Anisotrope
Kohlenstoffe neigen, obwohl sie gegenüber Thrombose beständig sind, dazu, sich in Schichten aufzuspalten,
wenn sie nach erfolgtem Überziehen bei hohen Temperaturen abgekühlt werden. Zum Überziehen
komplizierter Formen (d. h. von Formen, deren Krümmungsradien kleiner sind als etwa 6,25 mm) soll
der pyrolytische Kohlenstoff daher einen BA-Faktor (Bacon Anisotropiefaktor) aufweisen, der nicht größer
ist als etwa 1,3. Für einfächere Formen können höhere Werte des ΒΑ-Faktors bis zu 2,0 verwendet
werden. Der ΒΑ-Faktor stellt eine Meßgröße einer bevorzugten Orientierung der Schichtenebenen in
dem Kohlenstoffkristallgitter dar. Eine nähere Bc=
Schreibung des Verfahrens seiner Messung findet in dem Artikel von G. E. B aeon »A Method für Determining
the Degree of Orientation of Graphite« in der Zeitschrift »Journal of Applied Chemistry« Volume
6, 1956, Seite 477. Zum Zwecke der Erläuterung sei bemerkt, daß mit 1,0 (der unterste Punkt auf der Bacon-Skala)
isotroper Kohlenstoff bezeichnet ist.
Die Dicke des äußeren Überzugs aus pyrolytischem Kohlenstoff soll hinreichend groß sein, um der jeweiligen
überzogenen Trägerschicht die notwendige Zug- und Bruchspannungsfestikgeit zu geben. Wird ein
ziemlich schwaches Trägerteil verwendet, das z. B. aus gewöhnlichem Kohlenstoff besteht, so kann es wünschenswert
sein, einen dickeren Überzug aus pyrolytischem Kohlenstoff aufzubringen, um das gesamte
künstliche Organ bzw. Glied zu festigen. Obwohl ein äußerer Überzug, der weitgehend gänzlich aus isotropem
pyrolytischem Kohlenstoff bsteht, ofc eine angemessene strukturelle Festigkeit aufweist, ist eine weitere
Steigerung der Festigkeit jedoch oft wünschenswert.
Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, einem Element eingangs genannter Art eine höhere Festigkeit
zu verleihen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Element dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus pyrolytischem
Kohlenstoff einen dispergierten Karbidzusatz enthält.
Bevorzugt ist Silizium in einer Menge bis zu 20 Gewichtsprozent als SiC in dem pyrolydschen Kohlenstoff
dispergiert, ohne daß dies eine thrombogene Auswirkung hat.
Bevorzugt beträgt die Dicke des Überzugs zumindest 50 Mikron.
Eine Kristallgröße zwischen 20 A und 50 A ist bevorzugt.
Da das Trägerteilmaterial in vielen Fällen vollständig von pyrolytischem Kohlenstoff umgeben sein
kann, ist es von erheblicher Bedeutung, daß das jewei-
·"> lige Trägerteilmaterial mit dem pyrolytischen Kohlenstoff
verträglich ist Darüber hinaus ist insbesondere von Bedeutung, daß das Trägerteilmaterial für
die Ausführung des Verfahrens geeignet ist, mit dessen Hilfe der pyrolytische Kohlenstoff aufgebracht
wird. Obwohl es an sich erforderlich ist, daß das Trägerteilmaterial ausgezeichnete Festigkeitseigenschaften
besitzt, um während der Anwendung des aus diesem Material hergestellten künstlichen Gliedes bzw.
auftretenden Belastungen widerstehen zu können, können bei Anwendung der die Festigkeit erhöhenden
dispergierten Karbidzusätze im pyrolytischen Kohlenstoff auch solche Trägerteilmaterialien verwendet
werden, die nicht derart hohe Festigkeitseigenschaften besitzen. Derartige Trägerteile erhalten dann
durch Aufbringen eines Überzugs aus dem festen pyrolytischen Kohlenstoff auf ihrer Außenfläche die für
das jeweilige künstliche Glied erforderliche zusätzliche Festigkeit.
Da pyrolytischer Kohlenstoff durch Pyrolyse einer Kohlenstoff enthaltenden Substanz abgelagert wird,
ist das Trägerteiimaterial den für die Ausführung der
Pyrolyse erforderlichen, relativ hohen Temperaturen ausgesetzt, Im allgemeinen werden Kohlenwasserstoffe
als zu pyrölysierende, Kohlenstoff enthaltende
Substanzen verwendet, Dabei sind Temperaturen Von wenigstens 1000° C erforderlich. In der US-Patent
schrift 3298921 sind einige Beispiele für die Herstellung von mit pyrolytischem Kohlenstoff überzogenen
Artikeln angegeben, die unter hoher Temperatur und unter Neutronenbeschuß eine gesteigerte Stabilität
erhalten. Bei diesen bekannten Verfahren wird Methan als KohJenstoff-Lieferer verwendet; die Temperaturen,
bei denen die Pyrolyse erfolgt, liegen im Bereich zwischen etwa 1500 und 2300° C.
Zur Ablagerung von einen dispergierten Karbidzusatz enthaltendem pyrolytischen Kohlenstoff sind jedoch
niedrigere Temperaturen zwischen 1350° Cund 1600° C ausreichend und außerdem können auch andere
Kohlenwasserstoffe, z. B. Propan oder Butan zur
Pyrolyse verwendet werden. Das Trägerteilmaterial soll jedoch bei Temperaturen von wenigstens 1000° C
weitgehend unbeeinflußt bleiben.
Da das Trägerteil bei den zuvor erwähnten, relativ hohen Temperaturen überzogen wird, andererseits
das aus einem derartigen Trägerteil hergestellte künstliche Glied bei Temperaturen angewandt wird,
die üblicherweise bei Raumtemperatur liegen, sollen die Wärmeausdehnungskoeffizienten des Trägerteils
und des darauf angelagerten pyrolytischen Kohlenstoffs relativ dicht beieinander liegen, wenn der pyrolytische
Kohlenstoff direkt auf das Trägerteil abzulagern und eine feste Verbindung zwischen dem
Trägerteil und dem Kohlenstoff zu erzielen ist. Durch
den dispergierten Karbidzusatz kann der pyrolytische Kohlenstoff einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
im Bereich zwischen 3 und 6 ■ 10 "6/° C bei 20° C erhalten.
Demgemäß werden die Trägerteilmaterialien so gewählt, daß sie die obenerwähnte Stabilität bei
hohen Temperaturen und innerhalb des gerade angegebenen Bereichs oder ein wenig oberhalb dieses Bereichs
liegende Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen. Geeignete Trägerteiimaterialien sind z. B.
künstliches Graphit, Borkarbid, Silii. umkarbid, Tantal,
Molybdän, Wolfram und Keramiken, wie MuI-lit.
Wird der pyrolytische Kohlenstoff unmittelbar auf der Oberfläche des Trägerteilmaterials abgelagert, so
werden die Bedingungen, unter denen die Pyrolyse erfolgt, derart gesteuert, daß der abgelagerte pyrolytische
Kohlenstoff einen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, der innerhalb eines Bereiches von plus oder
minus 50% des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Trägerteilmaterials liegt; die Bedingungen werden jedoch
so gesteuert, daß der Wärmeausdehnungskoeffizient des pyrolytischen Kohlenstoffs innerhalb eines
Bereichs von etwa plus oder minus 20% des Wärmeausdehnungskoeffizienten
des Trägerteilmaterials liegt. Da pyrolytischer Kohlenstoff dann, wenn er einer Druckbelastung ausgesetzt wird, eine höhere Festigkeit
besitzt als dann, v/enn er einer Zugbelastung ausgesetzt ist, wird der Wärmeausdehnungskoeffizient
des pyrolytischen Kohlenstoffs etwa gleich dem oder niedriger als der Wärmeausdehnungskoeffizient
des Tragerteilmaterials gewählt. Unter diesen Bedingungen wird eine gute Haftfähigkeit des pyrolytischen
Kohlenstoffs an dem Trägerteilmaterial erzielt; die gute Haftfähigkeit bleibt dabei während der Lebensdauer
eines das betreffende Trägerteilmaterial und den pyrolytischen Kohlenstoff enthaltenden künstlichen Gliedes erhalten. Mit Rücksicht darauf, daß viele
derartige Glieder bzw, Organe in einem menschlichen Körper eingesetzt werden können, ist es äußerst wichtig,
daß eine lange Lebensdauer des jeweiligen Gliedes bzw. Organs sichergestellt ist, ohne daß eine Veränderung
des betreffenden Gliedes oder Organs erfolgt.
Der im pyrolytischen Kohlenstoff dispergierte Karbidzusatz
steigert dei Gesamt-Strukturfestigkeit des Überzugs. Ist Silizium als Zusatzstoff vorgesehen, so
wird er bevorzugt in einer Menge zwischen 10 und 15 Gewichtsprozent verwendet. Beispiele für andere
karbidbildende Elemente, die als Zusatzstoffe in entsprechenden Gewichtsprozenten verwendet werden
können, sind Bor, Wolfram, Tantal, Niob, Vanadium, Molybdän, Aluminium, Zirkonium, Titan und Hafnium.
Bevorzugt werden derartige Zusatzstoffe in einer Menge von nicht mehr als 10 Atomprozent (bezogen
auf die Gesamtatomzahl des Kohlenstoffs und des Zusatzstoffes) verwendet.
Der karbidbildende Zusatzstoff wird bevorzugt zusammen
mit dem pyrolytischen Kohlenstoff dadurch abgelagert, daß eine flüchtige Verbindung des Zusatzstoffes
in den Ablagerungsbereich gegeben wird. Normalerweise wird der pyrolytische Kohlenstoff aus einer
Mischung eines Edelgases und eines Kohlenwas-
-Ό serstoffs od. dgl. abgelagert. In einem solchen Fall
kRnn das Edelgas zweckmäßigerweise dazu benutzt
werden, die flüchtige Verbindung bzw. das flüchtige Gemisch dem Ablagerungsbereich zuzuführen. Bei
einem Wirbelschicht-Überziehverfahren kann das ge-
Ji samte Wirbelschicht-Gas oder ein Teil dieses Gases
durch ein Bad aus Methylchlorsilan oder irgendeiner anderen geeigneten flüchtigen flüssigen Verbindung
hindurchgeleitet werden. Bei der Temperatur, bei der die Pyrolyse und die gleichzeitige Ablagerung statt-
finden, wird der Zusatzstoff in ein Karbid umgewandelt und tritt dispergiert als Karbid in dem Endprodukt
auf. Durch das Vorhandensein des karbidbildenden Zusatzstoffes wird die Kristallstruktur des
pyrolytischen Kohlenstoffs nicht wesentlich verän-
r> dert.
Eine Anzahl von 9 mm langen Graphitröhrchen mit einem Innendurchmesser von 1 mm rnd einer Wandstärke
von 0,5 mm wird in ein senkrecht stehendes Reaktionsrohr eingeführt, das einen Durchmesser von
etwa 6,3 cm besitzt. Außerdem werden in das Reaktionsrohr 100 Zirkonoxidkügelchen mit einem mittleren
Durchmesser von etwa 400 Mikron eingeführt.
•η Durch das Reaktionsrohr wird von unten nach oben
ein Helium-Wirbelschichtstrom geschickt, in dem die Temperatur der Graphitröhrchen und der Zirkonoxidkügelchen
auf 1350" C erhöht wird. Mit Erreichen dieser Temperatur wird dem Helium Propan
ίο hinzugegeben, bis eine Gesamtgasströmung von etwa
8000 cmVmin erzielt ist. Dabei herrscht ein Teildruck des Propans von etwa 0,4 at (der Gesamtdruck beträgt
1 at) vor. Die gesamte Heliummenge wird vor dem Reaktionsrohr durch ein Bad aus Methyltrichlorsilan
η bei Raumtemperatur hindurchgeleitet. Das Propan
und das Methyltrichlorsilan pyrolysieren unter Ablagerung einer Mischung aus isotropem Kohlenstoff und
Siliziumkarbid auf den Graphitröhrchen. Der Überziehvorgang wird dabei so lange ausgeführt, bis eine
Dicke von etwa 300 Mikron erzielt ist. Dies entspricht einer Zeitspanne von etwa einer Stunde,
Die schließlich überzogenen Röhrchen werden auf Raumtemperatur abgekühlt, Und dann werden sie aus
dem Reaktionsrohr herausgenommen. Eine Über-
prüfung der Überzüge aus dem isotropen Kohlenstoff ^Siliziumkarbid zeigt, daß diese Überzüge einen
Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 6 · 10"6/
0 C und eine Dichte von 2 g/cm·' besitzen. Die Über-
züge enthalten etwa 10 Gewichtsprozent Silizium (bezogen auf das Gesamtgewicht von Silizium zuzüglich
Kohlenstoff), und zwar in Form von Siliziumkarbid, Der isotrope Kohlenstoff besitzt einen B Α-Faktor von
etwa 1,1 und eine scheinbare Kristallgröße von etwa 35 A, Eine mechanische Überprüfung der überzogenen
Röhrchen zeigt, daß die Festigkeit und Abnutzbarkeit
völlig zufriedenstellen und daß zwischen dem jeweiligen Überzug und der Graphitträgerschicht eine
feste Verbindung besteht.
Claims (4)
1. Mit Körpergewebe oder Blut in Berührung zu bringendes, vorzugsweise prothetisches Element,
das ein mit Kohlenstoff überzogenes Trägerteil aufweist, bei dem gemäß Patent 1766 653
die Oberfläche des Trägerteils zumindest teilweise einen Überzug aus dichtem, isotropem, pyrolytischem
Kohlenstoff aufweist, der eine Dichte .von wenigstens 1,5 g/cm3 und eine scheinbare Kristallgröße
bis zu 200 A besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus pyrolytischem
Kohlenstoff einen dispergierten Karbidzusatz enthält.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pyrolytische Kohlenstoff bis zu
20 Gew.-% Silizium in Form von Siliziumkarbid enthält.
3. Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das Silizium in einer ΝΊεπ^ε zwischen
10 und 15 Gew.-% vorhanden is*.
4. Verfahren zur Herstellung eines Elements nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das
Trägerteil aus einem Material besteht, das bei Temperaturen von zumindest etwa 1000° C beständig
ist, und bei dem dieses Trägerteil mit einer Schicht aus dichtem pyrolytischem Kohlenstoff
überzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Überziehvorgang bei einer Temperatur zwischen
1350° C und 1600° C in einer Atmosphäre erfolgt, die zu einem Anteil zwischen 15 und 40 Volumprozent
einen Kohlenwassserstoff.cin Edelgas und eine ein karbidbildendes Element umfassende,
flüchtige Verbindung enthält.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US82108069A | 1969-05-01 | 1969-05-01 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2021320A1 DE2021320A1 (de) | 1970-11-12 |
| DE2021320B2 DE2021320B2 (de) | 1979-06-07 |
| DE2021320C3 true DE2021320C3 (de) | 1982-03-04 |
Family
ID=25232444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2021320A Expired DE2021320C3 (de) | 1969-05-01 | 1970-04-30 | Mit Körpergewebe oder Blut in Berührung zu bringendes, vorzugsweise prothetisches, Element und Verfahren zu seiner Herstellung |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3677795A (de) |
| JP (1) | JPS5014837B1 (de) |
| CA (1) | CA948352A (de) |
| DE (1) | DE2021320C3 (de) |
| FR (1) | FR2041786A6 (de) |
| GB (1) | GB1282685A (de) |
Families Citing this family (75)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3900675A (en) * | 1970-08-21 | 1975-08-19 | Atlantic Res Corp | Rocket nozzle comprising pyrolytic graphite-silicon carbide microcomposite inserts |
| US3897582A (en) * | 1970-08-21 | 1975-07-29 | Atlantic Res Corp | Braking elements |
| US3885073A (en) * | 1970-08-21 | 1975-05-20 | Atlantic Res Corp | Pre-stressed pyrolytic graphite-refractory carbide microcomposites |
| US3935354A (en) * | 1970-08-21 | 1976-01-27 | Olcott Eugene L | Shaped articles of pyrolytic graphite-silicon carbide microcomposites |
| US3925133A (en) * | 1970-08-21 | 1975-12-09 | Atlantic Res Corp | Method for making reinforced pyrolytic graphite-silicon carbide microcomposites |
| US3924034A (en) * | 1970-08-21 | 1975-12-02 | Atlantic Res Corp | Process of making pyrolytic graphite-silicon carbide microcomposites |
| US3737919A (en) * | 1971-03-16 | 1973-06-12 | Univ Minnesota | Pivoted disc-type heart valve |
| US3900668A (en) * | 1971-07-09 | 1975-08-19 | Atlantic Res Corp | Internal components for gas turbines of pyrolytic graphite silicon carbide codeposit |
| US3791852A (en) * | 1972-06-16 | 1974-02-12 | Univ California | High rate deposition of carbides by activated reactive evaporation |
| US3877080A (en) * | 1972-10-30 | 1975-04-15 | Atlantic Res Corp | Acicular silicon carbide dispersion in pyrolytic graphite matrix for use in biomedical implants |
| US3969130A (en) * | 1973-02-05 | 1976-07-13 | General Atomic Company | Carbon-coated articles and method of making same |
| US3972818A (en) * | 1974-08-22 | 1976-08-03 | General Atomic Company | Blood filter using glassy carbon fibers |
| US4194027A (en) * | 1975-04-21 | 1980-03-18 | General Atomic Company | Method of coating with homogeneous pyrocarbon |
| US4101984A (en) * | 1975-05-09 | 1978-07-25 | Macgregor David C | Cardiovascular prosthetic devices and implants with porous systems |
| US4068037A (en) * | 1976-01-02 | 1978-01-10 | Avco Corporation | Silicon carbide filaments and method |
| US4126924A (en) * | 1977-02-07 | 1978-11-28 | General Atomic Company | Socket and joint prostheses |
| US4164794A (en) * | 1977-04-14 | 1979-08-21 | Union Carbide Corporation | Prosthetic devices having coatings of selected porous bioengineering thermoplastics |
| DE2811591C2 (de) * | 1978-03-17 | 1986-08-14 | Sigri GmbH, 8901 Meitingen | Gallengangendoprothese |
| DE2825759A1 (de) * | 1978-06-12 | 1979-12-13 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zur herstellung von kuevetten fuer die flammenlose atom-absorptions-spektroskopie |
| US4300244A (en) * | 1979-09-19 | 1981-11-17 | Carbomedics, Inc. | Cardiovascular grafts |
| US4534761A (en) * | 1981-08-14 | 1985-08-13 | Bentley Laboratories, Inc. | Implant device |
| DE3211209A1 (de) * | 1982-03-26 | 1983-11-17 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Gehoerknoechelchen-prothese und verfahren zu ihrer herstellung |
| IT1159433B (it) * | 1983-07-25 | 1987-02-25 | Sorin Biomedica Spa | Procedimento ed apparecchiatura per la fabbricazione di lembi valvolari per protesi valvolari cardiache e protesi valvolare cardiaca provvista di tali lembi |
| US5387247A (en) * | 1983-10-25 | 1995-02-07 | Sorin Biomedia S.P.A. | Prosthetic device having a biocompatible carbon film thereon and a method of and apparatus for forming such device |
| US4668579A (en) * | 1984-02-01 | 1987-05-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Interstitially protected oxidation resistant carbon-carbon composite |
| US4537791A (en) * | 1984-03-27 | 1985-08-27 | Cordis Corporation | Carbon coating of grafts or catheters |
| DE3678030D1 (de) * | 1985-03-20 | 1991-04-18 | Sharp Kk | Herstellung von kohlenstoffschichten. |
| US5273778A (en) * | 1985-03-20 | 1993-12-28 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing graphite intercalation compound |
| US5084151A (en) * | 1985-11-26 | 1992-01-28 | Sorin Biomedica S.P.A. | Method and apparatus for forming prosthetic device having a biocompatible carbon film thereon |
| US4846834A (en) * | 1986-05-27 | 1989-07-11 | Clemson University | Method for promoting tissue adhesion to soft tissue implants |
| US4871366A (en) * | 1986-05-27 | 1989-10-03 | Clemson University | Soft tissue implants for promoting tissue adhesion to same |
| IT1196836B (it) * | 1986-12-12 | 1988-11-25 | Sorin Biomedica Spa | Protesi in materiale polimerico con rivestimento di carbonio biocompatibile |
| US5649951A (en) * | 1989-07-25 | 1997-07-22 | Smith & Nephew Richards, Inc. | Zirconium oxide and zirconium nitride coated stents |
| US5370694A (en) * | 1989-07-25 | 1994-12-06 | Smith & Nephew Richards, Inc. | Zirconium oxide and nitride coated endoprostheses for tissue protection |
| US5037438A (en) * | 1989-07-25 | 1991-08-06 | Richards Medical Company | Zirconium oxide coated prosthesis for wear and corrosion resistance |
| US5152794A (en) * | 1989-07-25 | 1992-10-06 | Smith & Nephew Richards Inc. | Zirconium oxide and nitride coated prothesis for reduced microfretting |
| CA2021814C (en) * | 1989-07-25 | 2002-04-02 | James A. Davidson | Zirconium alloy-based prosthesis with zirconium oxide or zirconium nitride coating |
| US5282850A (en) * | 1989-07-25 | 1994-02-01 | Smith & Nephew Richards, Inc. | Artificial heart components with wear resistant coatings of reduced thrombogenicity |
| US5628790A (en) * | 1989-07-25 | 1997-05-13 | Smith & Nephew, Inc. | Zirconium oxide zirconium nitride coated valvular annuloplasty rings |
| US5496359A (en) * | 1989-07-25 | 1996-03-05 | Smith & Nephew Richards, Inc. | Zirconium oxide and zirconium nitride coated biocompatible leads |
| US5258022A (en) * | 1989-07-25 | 1993-11-02 | Smith & Nephew Richards, Inc. | Zirconium oxide and nitride coated cardiovascular implants |
| US5573401A (en) * | 1989-12-21 | 1996-11-12 | Smith & Nephew Richards, Inc. | Biocompatible, low modulus dental devices |
| US5674280A (en) * | 1989-12-21 | 1997-10-07 | Smith & Nephew, Inc. | Valvular annuloplasty rings of a biocompatible low elastic modulus titanium-niobium-zirconium alloy |
| US5509933A (en) * | 1989-12-21 | 1996-04-23 | Smith & Nephew Richards, Inc. | Medical implants of hot worked, high strength, biocompatible, low modulus titanium alloys |
| US5477864A (en) * | 1989-12-21 | 1995-12-26 | Smith & Nephew Richards, Inc. | Cardiovascular guidewire of enhanced biocompatibility |
| US5683442A (en) * | 1989-12-21 | 1997-11-04 | Smith & Nephew, Inc. | Cardiovascular implants of enhanced biocompatibility |
| DE59100763D1 (de) * | 1990-05-02 | 1994-02-10 | Siemens Ag | Elektrode für medizinische Anwendungen. |
| FR2676355A1 (fr) * | 1991-05-14 | 1992-11-20 | De Crepy Bruno | Prothese chirurgicale pour chirurgie vasculaire. |
| US5282861A (en) * | 1992-03-11 | 1994-02-01 | Ultramet | Open cell tantalum structures for cancellous bone implants and cell and tissue receptors |
| WO1995025183A1 (en) * | 1994-03-17 | 1995-09-21 | Teledyne Industries, Incorporated | Composite article, alloy and method |
| US5514410A (en) * | 1994-09-08 | 1996-05-07 | Carbon Implants, Inc. | Pyrocarbon and process for depositing pyrocarbon coatings |
| US5820707A (en) * | 1995-03-17 | 1998-10-13 | Teledyne Industries, Inc. | Composite article, alloy and method |
| DE19533682A1 (de) * | 1995-09-12 | 1997-03-13 | Biotronik Mess & Therapieg | Verfahren zum Anlagern und Immobilisieren von Heparin auf anorganischen Substratoberflächen von kardiovaskulären Implantanten |
| US5954724A (en) * | 1997-03-27 | 1999-09-21 | Davidson; James A. | Titanium molybdenum hafnium alloys for medical implants and devices |
| CA2374512A1 (en) | 1999-05-20 | 2000-11-30 | Nandkishor G. Patke | Pyrolytic carbon coating apparatus having feed gas actuator |
| US7632309B1 (en) | 1999-12-13 | 2009-12-15 | St. Jude Medical, Inc. | Pyrolytic carbon and metal/metalloid carbide composites |
| US8123814B2 (en) | 2001-02-23 | 2012-02-28 | Biomet Manufacturing Corp. | Method and appartus for acetabular reconstruction |
| US7597715B2 (en) | 2005-04-21 | 2009-10-06 | Biomet Manufacturing Corp. | Method and apparatus for use of porous implants |
| US6777029B2 (en) | 2002-04-27 | 2004-08-17 | Carbomedics Inc. | Method for determining product coating rates for fluidized beds |
| MXPA06000874A (es) * | 2003-07-24 | 2006-04-19 | Tecomet Inc | Espumas no aleatorias ensambladas. |
| US7790216B2 (en) * | 2005-04-19 | 2010-09-07 | Zimmer Technology, Inc. | Method for producing a zirconia-layered orthopedic implant component |
| US8292967B2 (en) | 2005-04-21 | 2012-10-23 | Biomet Manufacturing Corp. | Method and apparatus for use of porous implants |
| US8021432B2 (en) | 2005-12-05 | 2011-09-20 | Biomet Manufacturing Corp. | Apparatus for use of porous implants |
| US8066778B2 (en) | 2005-04-21 | 2011-11-29 | Biomet Manufacturing Corp. | Porous metal cup with cobalt bearing surface |
| US8266780B2 (en) | 2005-04-21 | 2012-09-18 | Biomet Manufacturing Corp. | Method and apparatus for use of porous implants |
| US20070154514A1 (en) * | 2005-12-30 | 2007-07-05 | Demakas John J | Therapeutic Structures |
| US7635447B2 (en) | 2006-02-17 | 2009-12-22 | Biomet Manufacturing Corp. | Method and apparatus for forming porous metal implants |
| US8133553B2 (en) | 2007-06-18 | 2012-03-13 | Zimmer, Inc. | Process for forming a ceramic layer |
| US8790345B2 (en) * | 2007-08-21 | 2014-07-29 | Zimmer, Inc. | Titanium alloy with oxidized zirconium for a prosthetic implant |
| US9031671B2 (en) | 2012-09-21 | 2015-05-12 | Composite Materials Technology, Inc. | Medical implantable lead and manufacture thereof |
| US9498316B1 (en) | 2014-07-10 | 2016-11-22 | Composite Materials Technology, Inc. | Biocompatible extremely fine tantalum filament scaffolding for bone and soft tissue prosthesis |
| US9155605B1 (en) | 2014-07-10 | 2015-10-13 | Composite Materials Technology, Inc. | Biocompatible extremely fine tantalum filament scaffolding for bone and soft tissue prosthesis |
| EP3496884B1 (de) | 2016-08-12 | 2021-06-16 | COMPOSITE MATERIALS TECHNOLOGY, Inc. | Elektrolytkondensator und verfahren für verbesserte elektrolytkondensatoranoden |
| US10230110B2 (en) | 2016-09-01 | 2019-03-12 | Composite Materials Technology, Inc. | Nano-scale/nanostructured Si coating on valve metal substrate for LIB anodes |
| US20220097163A1 (en) | 2019-03-13 | 2022-03-31 | Nippon Steel Corporation | Method for monitoring welding of electric resistance welded steel pipe, method for manufacturing electric resistance welded steel pipe, device for monitoring welding of electric resistance welded steel pipe, and device for manufacturing electric resistance welded steel pipe |
-
1969
- 1969-05-01 US US821080A patent/US3677795A/en not_active Expired - Lifetime
-
1970
- 1970-04-17 CA CA080,404A patent/CA948352A/en not_active Expired
- 1970-04-23 GB GB09493/70A patent/GB1282685A/en not_active Expired
- 1970-04-30 FR FR7015896A patent/FR2041786A6/fr not_active Expired
- 1970-04-30 DE DE2021320A patent/DE2021320C3/de not_active Expired
- 1970-05-01 JP JP45036916A patent/JPS5014837B1/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3677795A (en) | 1972-07-18 |
| JPS5014837B1 (de) | 1975-05-30 |
| CA948352A (en) | 1974-06-04 |
| DE2021320B2 (de) | 1979-06-07 |
| DE2021320A1 (de) | 1970-11-12 |
| FR2041786A6 (de) | 1971-02-05 |
| GB1282685A (en) | 1972-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2021320C3 (de) | Mit Körpergewebe oder Blut in Berührung zu bringendes, vorzugsweise prothetisches, Element und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE602004004150T2 (de) | Substrat mit zwischenüberzug und hartem kohlenstoffüberzug | |
| DE2020804C3 (de) | Herzklappe | |
| DE2928695C2 (de) | Wärmeisolierkörper sowie Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE2166809C3 (de) | Lagermaterial | |
| EP0510546B1 (de) | Verfahren zum Beschichten von Haus- und Küchengerätschaften | |
| DE2924567C2 (de) | Verfahren und Herstellung eines Schmieröls mit einer UV-Stabilität | |
| DE1950066C3 (de) | Fester Gegenstand mit einem Überzug aus pyrolytischem Kohlenstoff | |
| CH664646A5 (de) | Halbleitendes material und verfahren zu seiner herstellung. | |
| DE3432968A1 (de) | Dichtungsmaterial aus verbundfasern | |
| WO2001016240A1 (de) | Beschichtung und diese umfassende dichtung | |
| DE2617244A1 (de) | Verfahren zum beschichten von gegenstaenden mit pyrolytischem kohlenstoff | |
| DE2023708A1 (de) | ||
| DE1915670C3 (de) | Kernbrennstoffpartikeln mit einem Spaltmaterial oder Brutmaterial enthaltenden Kern und Verfahren zur Herstellung solcher Kernbrennstoffpartikeln | |
| DE1910054A1 (de) | Aus Thermoplasten mit Fuellstoffen bestehende Gegenstaende und Verfahren zu deren Herstellung | |
| DE3426911C2 (de) | ||
| DE2527943C2 (de) | Verfahren zur Umwandlung von Pech in kristalloides Pech | |
| DE3307090A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines schichtstoffes aus kohlenstoff | |
| DE1696715B1 (de) | Verfahren zur Herstellung dichter Kohlenstoffkoerper | |
| DE1471178B2 (de) | Verfahren zur herstellung von flaechengebilden aus pyrolyti schem graphit | |
| AT397208B (de) | Skibelag auf der basis von polyethylen, verfahren zu dessen herstellung sowie verwendung | |
| DE1766653C3 (de) | Künstliches Glied oder Organ für Lebewesen | |
| DE1766653A1 (de) | Kuenstliches Glied bzw.Organ fuer Lebewesen und Verfahren zur Herstellung eines solchen Gliedes bzw.Organs | |
| DE1671303C3 (de) | ||
| DE957677C (de) | Verfahren zur Herstellung von selbstschmierenden metallischen Gleitschichten |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BGA | New person/name/address of the applicant | ||
| AF | Is addition to no. |
Ref country code: DE Ref document number: 1766653 Format of ref document f/p: P |
|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |