MISKOLCI EGYETEM ANYAGSZERKEZETTANI ÉS ANYAGTECHNOLÓGIAI INTÉZET Humán implantátumok fejlődése Tanulmány Kidolgozta: Nagy Nóra PhD hallgató Készült: a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0029 a Járműipari anyagfejlesztések projekt keretében A projekt szakmai vezetője: Dr. Tisza Miklós egyetemi tanár, tanszékvezető
48
Embed
Humán implantátumok fejlődése · Web viewAz arany legjellemzőbb tulajdonsága az extrém korrózióállósága és biológiai semlegessége. A tömör arany drága és kedvezőtlen
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
MISKOLCI EGYETEMANYAGSZERKEZETTANI ÉS ANYAGTECHNOLÓGIAI
INTÉZET
Humán implantátumok fejlődéseTanulmány
Kidolgozta:
Nagy NóraPhD hallgató
Készült:
a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0029a Járműipari anyagfejlesztések projekt keretében
Különféle orvosi eszközök sikeres és használható kialakítása változatos kihívás,
amely egyaránt átfogja, összegzi az anyagtudományi, gyártástechnológiai,
orvostudományi területekről származó ismereteket.
Az implantológiában a mérnöki anyagok alkalmazása csupán az elmúlt 50-60
évben kezdődött meg, amelyet a bioanyagok egyre bővülő kutatási területe kísér. Az
elmúlt évtizedek során hatalmas fejlődésen ment keresztül az implantátumok tervezése
és alkalmazása. A felhasznált anyagok kiválasztásakor, az eszközök kialakításának
tervezésekor a legfontosabb szempont a szövet funkciójának helyreállítása és a
környező szövetekkel való biokompatibilitás biztosítása, az integritás megtartása.
A szakirodalom áttekintés célja, hogy bemutassam a biokompatibilitást és
biofunkcionalitást befolyásoló legfontosabb paramétereket, összefoglaljam az ortopédiai
célú implantátumok napjainkban alkalmazott főbb anyagminőségeit a szövetbarát
tulajdonságok alapján, és a különféle rendeltetésű teherviselő implantátumok esetében
felmerülő kihívásokat, valamint az implantátumok fejlődésének tendenciáit.
2
Dr. Tisza Miklós, 2014-03-02,
Nóra, a Bevezetés és az Irodalomjegyzék is az Címsor 1. legyen, ez a szokásos, ez is egy-egy fő fejezet.A formai stílusjegyekről majd még beszélünk szóban is.
2. A biokompatibilitást befolyásoló tényezők
Az implantátumok biokompatibilitását számos paraméter együttesen határozza
meg. A páciens specifikus immunválasza és testi sajátságai is jelentős hatással vannak
az implantátum hosszú távú működésére. Ugyancsak fontos a páciens anatómiája,
egészségi állapota, fizikai aktivitása, amely az implantátum szerkezeti kialakításában is
szerepet kell, játsszon. A végeredmény minőségéhez az implantátumot beműtő sebész
képességei sem elhanyagolhatóak, továbbá a beműtés helye és körülményei is sokban
hozzájárulnak a sikeres beműtéshez..
ESZKÖZ KIALAKÍTÁS
méret alak (geometria) mechanikai és
reológiai tulajdonságok
ANYAG kémiai tulajdonság felület kémiai
tulajdonsága felületi érdesség felület töltésállapota kémiai stabilitás degradációs termékek
tul.
BIOLÓGIAI RENDSZER ÁLLAPOTA humán szövet típusa és
elhelyezkedése életkor általános egészségi állapot,
stb.
RENDSZER műtéti technika implantátum – szövet
kapcs. fertőzések
ESZKÖZ BIOKOMPATIBILITÁSA
1. ábra. A biokompatibilitást befolyásoló tényezők[5]
Mérnöki szempontból a legfontosabb feltételek az alkalmazott anyag
tulajdonságai és az implantátum szerkezeti kialakítása, amelyek egyaránt kiemelt
szerepet játszanak a sejtválasz, a biokompatibilis tulajdonságok kialakulásában.
3
Dr. Tisza Miklós, 2014-03-02,
A beillesztett képek ne lógjanak ki a szövegtükörből!
Biokompatibilitás alatt azt értjük, hogy a biológiai rendszerbe helyezett
technikai rendszer hosszú időn keresztül képes-e megtartani az előírt működési
követelmények által meghatározott tulajdonságkombinációkat, vagyis a
biofunkcionalitást. A megfelelő anyag és szerkezet kiválasztásához tartozó feltételeket a
biokompatiblitás és biofunkcionalitás együttesen határozzák meg.
Nem kellenek felesleges soremelések, a megfelelő tagolást a stílusok
alkalmazásával biztosítjuk. Az értelmezését majd szóban kifejtem.
3. Biokompatibilis anyagok fejlődése
Az anyag és a szövet között fellépő reakciók hatása alapján a biokompatibilis
anyagokat három csoportba sorolhatjuk:
biotoleráns anyagok, amelyeket kötőszövet választ el a környezettől,
bioinert anyagok, amelyeknél a fémek felületén stabil oxidréteg védi az
implantátumot és csak minimálismértékben válnak le nem toxikus részecskék,
(pl.: titán és ötvözetei)
bioaktív anyagok esetében az anyag és a csontszövet között
közvetlenmechanikai és kémiai kapcsolat van (pl.: hidroxilapatit, trikalcium-
foszfát, bioüveg).
A napjainkban alkalmazott anyagok nagy része fém, fémötvözet vagy
speciálisan implantológiai célokra kifejlesztett kerámiák, polimerek és kompozitok.
3.1. Fémek
A fémek szélesebb körű, hosszú távú alkalmazásának a legnagyobb akadálya a
korrózióra való hajlam, valamint a súrlódás miatt fellépő kopás. A fémek korróziós
tulajdonságai jelentősen megváltozhatnak, ha az alapanyag más fémmel kerül
kapcsolatba, vagy ha megváltozik a környezet pH szintje. Ennek következtében egy
stabil rendszer hamar instabillá válik a körülmények legkisebb mértékű változásának
hatására is. Biológiai környezetben csak a nemesfémek mondhatók stabilnak, de
gyengébb mechanikai tulajdonságaik kizárják ortopédiai implantátumként való
alkalmazásukat. A teherviselő elemként kezdetekben alkalmazott rozsdamentes
acélokat, kedvezőtlen korróziós és súrlódási tulajdonságaik miatt a különböző Ti alapú
és CoCr-ötvözetek váltották fel.
4
Dr. Tisza Miklós, 2014-03-02,
Nóra, ennél a Cmsornál látom, hogy nem jól alkalmazta a többszintű címsor alkalmazását. Szóban részletesen elmondom, mi a hiba!
Dr. Tisza Miklós, 2014-03-02,
ugye már itt van is utalás arra, amit a definícióban hiányolok.
Dr. Tisza Miklós, 2014-03-02,
én ennél többet gondolok a biokompatibilitás fogalmáról: a szövetbarát viselkedés, a humán rendszerrel való probléma mentes együttműködés, stb. Ezt át kell gondolni és keresni egy elfogadottabb definíciót!
A titán csípőprotézisben való alkalmazásának az előnye a kifáradással szembeni
kiváló ellenállása, a feszültségelnyelő képessége, ami által az implantátum körül nem
alakul ki csontvesztés. A titánból készült implantátumok felületén oxidréteg alakul ki,
amely ellenálló a korrózióval, az élettani pH-val szemben, elektromos vezetőképessége
pedig viszonylag kicsi. A titán implantátum felületén kialakuló oxidréteg hátránya az
instabilitása, amelynek következtében a legkisebb erő hatására is leválik, és folyamatos
anyagveszteséget okoz az implantátum felületén. Habár a titán ötvözetek e tulajdonsága
javítható, mégsem viselkednek kedvezően a mozgó elempárok részeiként.
Leggyakrabban felhasznált ötvözete aTi6Al4V, amelynek mechanikai tulajdonságai
majd háromszor jobbak, mint az ötvözetlené, a tiszta titán azonban korrózióállóbb.
3.2. Kerámiák
A kerámiák nagy nyomószilárdsággal rendelkeznek, nagy keménységűek és jó
kopásállósággal rendelkeznek: e tulajdonságaik teszik elsősorban alkalmassá a mozgó
elemként való alkalmazásra (pl. csípőprotézis gömbfej). Ugyanakkor a
hajlítószilárdságuk nagyon kicsi, valamint ridegek, kicsi a törési szívósságuk, amelynek
következtében koncentrált feszültségek hatására könnyen törnek. Kerámia elemek
beépítésének tervezésekor a törési szívósságot, a kritikus repedés méretet, valamint a
várható feszültségeket kell figyelembe venni, amelyek az elemben ébredhetnek. A
kerámiák megbízható alkalmazásához a különböző törésmechanikai elméletek adhatnak
megfelelő kiindulási alapot.
A bioinert kerámiák közé tartoznak:
az oxidkerámiák (alumina),
a Si-alapú kerámiák,
a karbon és karbonszálak,
a szintetikus gyémántok.
A bioaktív kerámiák közé tartozik például a hidroxy-apatit, amely
összetételében és tulajdonságaiban is a legjobban közelít a természetes csontokhoz, a
fogakhoz és gyorsítja az implantátum és csont közötti kapcsolat kialakulását. Általában
bevonatként alkalmazzák fogászati és csípőprotézisek esetében, amelyről a későbbi
fejezetekben még esik szó.
5
Dr. Tisza Miklós, 2014-03-02,
nem alacsony, hanem kicsi, kis értékű. Az ember, akibe beműtik az lehet alacsony, a mechanikai jellemző számértéke kicsi, vagy nagy.
Dr. Tisza Miklós, 2014-03-02,
mely tulajdonságai? Tudja Nóra, hogy ez az egyik legáltalánosabban ismert és alkalmazott szuperképlékeny ötvözet?
Dr. Tisza Miklós, 2014-03-02,
mihez képest?!
Dr. Tisza Miklós, 2014-03-02,
ez nekem magyarázatot igényel.
3.3. Polimerek
A polimerek rugalmas anyagok, amelynek következtében képesek elnyelni,
tárolni, majd átadni az őket érő rugalmas energiát. A rugalmassági modulusa sok
természetes szövetével megegyezik. A molekulák súlya, a közöttük lévő keresztkötések
száma és a kristályossága tetszőlegesen változtatható a megfelelő anyagtulajdonság
elérésének érdekében. A polimerek viszkoelasztikusak, azaz a folyadék és a szilárd
anyagokra jellemző tulajdonságokkal is rendelkeznek. Tulajdonságaik alapján a
polimerek alkalmazásának egyik legfőbb akadálya a kúszás és a feszültség relaxáció.
Néhány típusú polimer vizet vesz fel a környezetből, amely előnyös is lehet bizonyos
esetekben, de komplikációt is okozhat az anyag nem kívánt biodegradációjával. A
mechanikai tulajdonságaik teherviselő elemként való alkalmazásukat kockázatossá
teszik. A sterilizálás problémái is kihívást jelenthetnek egyes típusoknál. A fémeket és
kerámiákat autokláv eljárással jól lehet sterilizálni, de ez nem alkalmazható a
polimereknél a kis olvadáspontjuk miatt. Ezeken túlmenően, továbbá figyelembe kell
venni a különböző eljárások hatásait a mechanikai, valamint az idő-függő
tulajdonságaikra. A -sugárzással történő sterilizálás egy bizonyos mértékig javítja a
polimerek térhálósodását, de öregítő hatása is van, mert felbontja a polimer szálakat és
rideggé teszi őket.
Ortopédiai implantátumok céljára a leggyakrabban alkalmazott polimer az
UHMWPE, amelyet csípő- és térdprotézisek elemeiként használnak.
6
2. ábra. Térdprotézis UHMWPE betétje
Folyamatosan vizsgálják az UHMWPE térhálósításának hatását, amellyel a
kopás mértékét jelentősen tudják csökkenteni, de hosszú távú tapasztalatok még nem
állnak rendelkezésre a biokompatibilis tulajdonságok esetleges változásáról. Ennek a
polimernek a teherbírása és kopásállósága nagyban függ az alapanyag előállításának
technológiájától is. A tapasztalatok szerint a préselt alapanyagok használata előnyösebb
a nagy terheléseknél, mint az extrudáltaké.
Kiváló alternatívaként tekintenek az UHMWPE-t és akár a titánt is helyettesítő
PEEK „high-tech” polimerre. A titánnal ellentétben nem nyeli el a röntgensugarakat, és
a Young-modulusa a természetes csonthoz hasonló, kopásállósága pedig jóval nagyobb,
mint az ultra-nagy molekula tömegű polietiléné.
3.4. Kompozitok
A kompozit anyagok olyan szemcséket, szálakat tartalmaznak, amelyek egy
mátrix anyagba vannak beágyazva a megfelelő mechanikai tulajdonság elérése
érdekében. A kompozit anyagok mátrixa és a beágyazott anyag (szemcsés vagy szálas
anyag) mindhárom alapvető anyagból (fém, kerámia, polimer) állhatnak. A kompozitok
anizotróp tulajdonságokkal rendelkeznek, azaz egyes hatásokkal szembeni ellenállásuk
függ a terhelés irányától. A karbonszál erősítésű polimerek például eredményesen
alkalmazhatók ortopéd implantátumoknál, vagy eszközöknél, különösen olyan
7
Dr. Tisza Miklós, 2014-03-02,
ez maga az anizotrópia!
Dr. Tisza Miklós, 2014-03-02,
fontos megkülönböztetni az anyagcsoportokat, alapvető és fő anyagcsoportok szerint!
helyeken, ahol a szilárdság mellett a csontéhoz közelítő rugalmassági modulusra is
szükség van. Leggyakoribb mátrix anyagok az UHMWPE, PEEK, PAEK, PEI, kollagén
stb., amelyekbe szénszálat, üvegszálat, HA, SiC szálat ágyaznak be, ezen kívül
Ti/TiC/grafit, TiAlV/TiC, TiAlV/Al2O3/TiNi, Al2O3/ZrO2 párosításokat is alkalmaznak.
A csontok tulajdonságaikat tekintve inhomogén, anizotróp anyagok, amelyek
néhány típusa szálas felépítésű Az orientált elemi szálas felépítéshez hasonló kompozit
anyagok előállítása már nem újkeletű, használhatóságukat számos tanulmány és
gyakorlati alkalmazás is alátámasztja. A karbon szállal erősített poliéterketon,
poliszulfon vagy karbonpolimerekből, fröccsöntéssel készítettek már ortopédiai célú
implantátumot, mely a természetes csonthoz hasonlóan anizotróp és, amelyben
fokozatosan változik az erősítőszál-orientáció, amivel szinte pontról-pontra
változtatható a csonthoz közelítő rugalmassági modulus. Ezzel a szálas kialakítással a
külső felület nagy merevségű marad, a belső mag viszont elég rugalmas ahhoz, hogy a
magban ébredő feszültségek ne okozzák a külső szálak túlzott megnyúlását. A szálas
kialakítás nem csak a feszültségeloszlást javítja, hanem a fáradásos repedésterjedést is
lassítja.
A kompozit anyagok alkalmazásának korlátot szabhat a mátrix és a szál vagy
szemcse erősítés közötti felület kötésének erőssége, a mátrix és a beágyazott szálak
„együttdolgozása”. Ha a beágyazás gyenge, az anyag hamar tönkremegy, szemcséket és
anyagdarabokat juttatva a szervezetbe. Ezek a hibalehetőségek jelentősen rontják a
biokompatibilitást és a szerkezetintegritást. A modern kompozitok ezeket a veszélyeket
már nagymértékben kiküszöbölik.
Nyilvánvaló, hogy abszolút biokompatibilitásról a ma alkalmazott anyagok
körében nem beszélhetünk, de a klinikai vizsgálatok azt mutatják, a biológiai reakciók
elfogadható szinten maradnak az egyes anyagok tekintetében. Egy teljesen új, anyag
bevezetése hosszú és rendkívül költséges folyamat, az implantátumgyártók ezért is
választanak a már jól bevált és alkalmazásban lévő anyagok közül[1], [3], [4]
4. Funkcionális követelmények
Az implantátum anyagának megfelelősége mellett a szerkezetének is meg kell
felelnie a biológiai rendszer felépítésének, illetve az általa támasztott
8
követelményeknek. Ez egyrészt formai megfelelőséget jelent, másrészt a belső
szerkezetet úgy kell kialakítani, hogy a terhelés irányában kellő szilárdsággal
rendelkezzen az anyag. Az orvosi eszközök szerkezeti követelményei tág határok között
változhatnak. Egyes esetekben (mint például az ortopédiai, vagy fogászati
implantátumok) nagy terhelések érik a szerkezeti elemeket. A terhelés hatására az
implantátum anyagában feszültségek alakulnak ki, és a terhelési módtól és iránytól,
valamint a beműtési helyzettől függően hatnak a szerkezetre és a környező szövetekre.
Például a térdízület teljes rekonstrukciója során a körülmények igen kedvezőtlenek,
mivel a kapcsolódó felületek csak kis felületen érintkeznek és nagy, lokálisérintkezési
feszültségek keletkeznek, míg a csípőízület gömbcsuklójának elempárjai jól
illeszkednek és az érintkezési feszültség is jóval kisebb. A beépítési körülmények
sokféleségének következtében más-más anyagtulajdonságokra van szükség a két
alkalmazási területen. A csípőprotézis esetében a kopással szembeni ellenállás az egyik
legfőbb tényező, mivel nagy felületek érintkeznek, míg a térdízületnél a kis felületet
érő,nagy ciklikusterhelés okozhat fáradásos törést. Ez a különbség szinte kizárja annak a
lehetőségét, hogy egyetlen anyag képes lenne ezeknek a követelményeknek teljes
mértékben megfelelni. Tehát az implantátum anyagának funkcionális tulajdonságai
nagyban meghatározzák az implantátum tartósságát, megfelelőségét.
Ortopédiai implantátumok esetében a terhelésátadás a fő funkció. A természetes
csontot nyilvánvalóan megfelelő szilárdságú, merevségű és szívósságú anyagból készült
implantátumnak kell helyettesítenie. A méretezésnél figyelembe kell venni a statikus,
dinamikus és ismétlődő terheléseket. Nem lehet nagyságrendekkel nagyobb Young-
modulusa az implantátum anyagának, mint az élő csontnak, mert ez már önmagában
elég ok az implantátum kilazulásra. A rugalmassági modulusok összehangolására
példaként említhetők a fogászati célú implantátumoknál alkalmazott műanyag erőtörők,
amelyek a gyökérhártyát hívatottak helyettesíteni és összehangolják a természetes fogak
rugalmasságát az implantátummal. Egy másik példa a már korábban tárgyalt kompozit
anyagok gradiens tulajdonságai.
1. táblázat. Különböző anyagok rugalmassági modulusai
Anyagok Rugalmassági
9
modulus (GPa)
Csont - kéregállomány 12,8-17,7
Csont – szivacsos
állomány
0,4
316L korrózióálló acél 210
Ti 100
Ti6Al4V 105
CoCr 200
Al2O3 380
ZrO2 220
UHMWPE 0,9
A természetes, mozgó ízületek esetében, az őket körülvevő synovia folyadéknak
köszönhetően, nagyon kis súrlódási értékek vannak. Mint ahogyan a 2.. táblázatban is
láthatjuk, ilyen értékekkel a napjainkban használt anyagpárok nem rendelkeznek.
2. táblázat Különböző anyagpárok súrlódási együtthatója
Anyagpár Kenés
CoCr/CoCr nincs
szérum
synovia
0,55
0,13
0,12
CoCr/UHMWPE szérum 0,08
Al2O3/Al2O3 Ringer oldat 0,1-0,05
acél/acél nincs 0,3-0,5
acél/UHMWPE nincs 0,1
porc/porc synovia 0,002
A súrlódási tényező mellett a kopás értékét is alacsony szinten kell tartani.
Ennek érdekében a mozgó elempárok esetén, az ízületek helyettesítésekor általában
valamilyen nagy keménységű anyagot kombinálnak kisebb keménységű ellenpárral.
10
3. táblázat A napjainkban alkalmazott térdprotézis komponensek leggyakoribb
anyagminőségei és funkcionális követelményei
Komponens Követelmények Alkalmazott anyagok
Femur komponens Keménység
Kopásállóság
Korrózióállóság
(kis súrlódási tény.)
CoCr ötvözet
Tibiakomponens Korrózióállóság
Integráció a
csonttal
(nagy súrlódási
tényező)
CoCrötvözet
Titán ötvözet vagy
bevonat
Tibia betét Fáradással
szembeni ellenállás
UHMWPE
Patella Kopásállóság
Korrózióállóság
UHMWPE
11
3. ábra. Térdprotézis komponensei
A térdprotézisek első generációjának tibia része polietilénből készült és monolit
kialakítású volt, amelyet csontcementtel rögzítettek:ez önállóan alkalmazva túl lágynak
bizonyult. A második generációnál már egy fém hátrésszel látták el a tibia komponenst
és a betét rész készült polietilénből. Erről azt gondolták, kiküszöbölik vele a betét a
deformációját, de ennek a típusnak,a betét fix rögzítése miatti kopása kivetnivalót
hagyott maga után. A fejlesztés csúcsa jelenleg a 4. ábrán is látható, mozgó betétes
kialakítás, amivel egyes gyártók szerint a kopás miatti tönkremenetel kockázata 94%-
kal csökkenthető.
4. ábra Harmadik generációs térdprotézis
12
Femur komponensPatella
Tibia
Femur
Tibia betét
Tibia komponens
Dr. Tisza Miklós, 2014-03-02,
A képfeliratok stílusban és karakterméretben illeszkedjenek a szövegtörzshöz; általában az ábra képanyagától függően ± 1 karakterméret különbség ajánlott.
Csípőprotézisek esetében még mindig a fejlesztések fő irányvonala a polimer
vápák kopása miatti kilazulás megszüntetése, de legalábbis az átlagos 10-15 éves
élettartam meghosszabbítása. Önmagában a kopás mértéke még nem vezetne
implantátumvesztéshez, de a tanulmányok azt mutatják, hogy a csont és implantátum
eltérő merevségéből adódóan, ún. mechanikai feszültség-árnyékolóhatás lép fel, mely
során a protézisszár veszi fel a terheléseket, így a körülötte lévő csont funkciókiesés
miatt pusztulni kezd.
4. táblázat. A napjainkban alkalmazott csípőprotézis komponensek leggyakoribb
anyagminőségei és funkcionális követelményei.
Komponens Követelmények Alkalmazott anyagok
Protézis fej Keménység
Kopásállóság
Korrózióállóság
Kis súrlódási
tényező
CoCr ötvözet
ZrO2 vagy Al2O3
kerámia
Protézis nyak Hajlítószilárdság
Korrózióállóság
Fáradással szembeni
ellenállás
CoCr ötvözet
Protézis szár Fáradással szembeni
ellenállás
Korrózióállóság
Integráció a csonttal
Nagy súrlódási
tényező
Titán ötvözet
CoCr ötvözet
Porózus bevonat Integráció a csonttal
Határfelületi erő
Nagy súrlódási
CoCr vagy titán
szemcsékkel szórt
Hydroxyapatit bevonat
13
Dr. Tisza Miklós, 2014-03-02,
ezeknél nem indokolt a rövidítés, a táblázat oszlopaiban bőven elfér teljes kiírással
tényező Bioaktív üveg bevonat
Vápa Kopásállóság
Kis súrlódási
tényező
UHMWPE
CoCr ötvözet
Vápacsésze Nyomószilárdság
Integráció a csonttal
Nagy súrlódási
tényező
CoCr ötvözet
Titán ötvözet
A steril kilazulás másik okát a kikopott anyagrészecskék által kiváltott
immunválasz jelenti. Feltételezések szerint a lekopott részecskék már nem rendelkeznek
a tömbi anyag biokompatibilis tulajdonságaival, sőt vizsgálatokkal bebizonyították,
hogy a részecskéknek van egy kritikus mérettartománya (0,1-0,8 m) és koncentrációja
(1010db részecske 1 gramm szövetben), amely hatására a sejtek idegen testként érzékelik
őket, amely szintén a csont leépüléséhez és az implantátum kilazulásához vezet.
A csípőprotézisek szerkezeti kialakítása tekintetében is rengeteg variáció létezik.
Egy adott konstrukció kiválasztása leginkább az orvos tapasztalatai és páciens anatómiai
sajátosságai alapján történik. A térdprotézisekhez hasonlóan csípőprotéziseknél is
léteznek cementes és cement nélküli változatok, különféle szár-, nyak-, fejrész és vápa
kialakításokkal, amelyek egyrészt a páciens igényeihez igazodnak, másrészt már
felsorolt problémákat is hívatottak megszüntetni (pl.: a protézisfejet rögzítő nyak
strukturált kialakítása a feszültségkoncentrációt csökkenti).
14
5. ábra Csípőprotézis rendszer elemei
Az ortopédiai implantátumok esetében a fent említett problémák kiküszöbölésére
irányuló törekvések a mai napig is a fejlesztések középpontjában állnak. A különböző
teherviselő protézisek gyakorlatban előforduló nagyszámú változata jól mutatja, hogy
nincs egy olyan minden igényt kielégítő rendszer, amelyet mind kialakítás, mind
anyagminőség szempontjából általános érvényűnek lehet tekinteni[1], [4], [5].
5. Az implantátum felület szerepe
A csont-implantátum kapcsolatjellemzőit, a szövetbarát tulajdonságokat az
implantátum felület nagymértékben meghatározza, hiszen a felület érintkezik közvetlen
a biológiai rendszerrel, a felületi tulajdonságok határozzák meg elsősorban az eszköz
korrózió-és kopásállóságát,valamint a csontos rögzülés is itt következik be. Már régóta
köztudott, hogy a felület módosításával lehetőség nyílik, a csontsejtek viselkedésének és
növekedésének irányítására. Előfordul, hogy az alkalmazott tömbi anyag kiváló
tulajdonságaival a felület már nem rendelkezik, amin különféle felülettechnológiák
15
Vápacsésze
Vápa
Protézis szár
Protézisfej
Dr. Tisza Miklós, 2014-03-02,
ld. az ábra feliratokra vonatkozó korábbi megjegyzésemet. Fontméretek!
alkalmazásával próbálnak javítani. A napjainkban alkalmazott technológiák a különféle
bevonatok és vékonyrétegek előállítására irányulnak.