Aluminiumoxidkeramik, ein neues Biomaterial

Materialeigenschaften und mögliche klinische Anwendungsbereiche
  • G. Heimke
  • P. Griss
  • H. Frhr von Andrian-Werburg
  • B. Krempien
Article

Zusammenfassung

Da die bisher zum Gelenkersatz verwendeten Werkstoffe und Werkstoffkombinationen noch nicht voll befriedigen, wurden spezielle Arten von Keramik auf ihre Eignung für Endoprothesen der hochbelasteten Gelenke untersucht. Hochreine Aluminium-oxidkeramik erwies sich als am günstigsten. Im Vergleich zwischen den Anforderungen an einen Werkstoff für Gelenkendoprothesen und den Werkstoffeigenschaften dichter, hochreiner Al2O3-Keramik wird besonders auf Fragen der mechanischen Festigkeit von Hüftgelenktotalendoprothesen, die für die zementfreie Implantation vorgesehen sind, sowie auf die Reibungsprobleme näher eingegangen.

Alumina ceramic, a New Biomaterial

Summary

The materials and combinations of materials presently used for joint replacements are not completely satisfactory. Therefore, special types of ceramics have been studied for the application of endoprostheses of the heavy load bearing joints. High purity aluminium oxide ceramics have shown the most promising results. In a comparison between the material properties required for joint endoprostheses and the properties of dense, high purity Al2O3 ceramics particular emphasis is placed on the problems of mechanical strength of total hip endoprostheses capable of being implanted without the use of any cement as well as on the problem of friction in artifical hip joint.

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Literatur

  1. 1.
    Andrian-Werburg, H. Frhr. v., Griss, P., Krempien, B., Heimke, G.: Klinische Problematik und experimentelle morphologische Befunde bei der Verwendung keramischer Werkstoffe in der Orthopädie und Unfallchirurgie. Z. Orthop.111, 577–579 (1973)Google Scholar
  2. 2.
    Boutin, P.: Arthroplastie totale de la hanche par prothèse en alumine frittée. Etude expérimentale et premières applications cliniques. Rev. Chir. orthop.58, 229–246 (1972)PubMedGoogle Scholar
  3. 3.
    Boutin, P.: Persönliche Mitteilung, 1973Google Scholar
  4. 4.
    Buckley, D. H.: Friction and wear, ceramics. Ceramic Bull.51, 884–995 (1972)Google Scholar
  5. 5.
    Campell, W. B.: Persönliche Mitteilung 1973Google Scholar
  6. 6.
    Charnley, J.: Arthroplasty of the hip, a new operation. Lancet1961, 1129–1132Google Scholar
  7. 7.
    Dawes, M. J.: Kunststoffe in der Medizin. Nachr. Chem. Techn.19, 388–389 (1971)Google Scholar
  8. 8.
    Dawihl, W., Dörre, E., Altmeyer, G.: Über die Druck- und Biegeschwellfestigkeit von Sinterkörpern auf Aluminiumoxidgrundlage. Ber. Dtsch. Keram. Ges.42, 243–247 (1965)Google Scholar
  9. 9.
    Dawihl, W., Frisch, B., Kollmar, H. J.: Untersuchungen an Aluminiumoxidgrenzflächen. I. Anlagerung adsorbierter Monocarbonsäuremoleküle an Aluminiumoxidoberflächen. Ber. Dtsch. Keram. Ges.45, 220–223 (1968)Google Scholar
  10. 10.
    Driskell, J.: Persönliche Mitteilung 1973Google Scholar
  11. 11.
    Frank, E., Zitter, H.: Metallische Implantate in der Knochenchirurgie. Wien-New York: Springer 1971Google Scholar
  12. 12.
    Galante, J. O., Rostoker, W.: Wear in total hip prostheses. An experimental evaluation of canditate materials. Acta orthop. scand., Suppl.145 (1973)Google Scholar
  13. 13.
    Griss, P., Andrian-Werburg, H. Frhr. v., Krempien, B., Heimke, G.: Biological activity and histocompatibility of dense Al2O3/MgO ceramic implants in rats. J. biomed. Mater. Res. Symp.7, 471–480 (1973)CrossRefGoogle Scholar
  14. 14.
    Griss, P., Krempien, B., Andrian-Werburg, H. Frhr. v., Heimke, G., Fleiner, R.: Experimentelle Untersuchung zur Gewebeverträglichkeit oxidkeramischer (Al2O3) Abriebteilchen. Arch. orthop. Unfall-Chir.76, 270–279 (1973)CrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    Griss, P., Krempien, Andrian-Werburg, H. Frhr. v., Heimke, G., Fleiner, R., Diehm, Th.: Experimental analysis of ceramic-tissue interactions. A morphologic, fluorescenseoptic and radiographic study on dense alumina ceramic in various animals. J. biomed. Mater. Res. Symp. 1974 (in Druck)Google Scholar
  16. 16.
    Heimke, G., Leiber, C. O.: Abschätzung von Stoßdrucken beim Zusammenschlagen zweier Körper. Explosivstoffe17, 3–6 (1969)Google Scholar
  17. 17.
    Heimke, G., Beisler, W., Andrian-Werburg, H. Frhr. v., Griss, P., Krempien, B.: Untersuchung an Implantaten aus Al2O3-Keramik. Ber. Dtsch. Keram Ges.50, 4–8 (1973)Google Scholar
  18. 18.
    Hench, L. L.: Histo-chemical responses at a biomaterials interface. J. biomed. Mater. Res. Symp.8, (1974) im (Druck)Google Scholar
  19. 19.
    Hohmann, D.: Derzeitiger Stand orthopädischer Implantate. Vortrag Jahrestagung Dtsch. Ges. Biomed. Techn. Erlangen 24.–25. 5. 1973Google Scholar
  20. 20.
    Huggler, A. H.: Die Alloarthroplastik des Hüftgelenkes, mit Femurschaft- und Total-endoprothesen. Stuttgart: Thieme 1968Google Scholar
  21. 21.
    Hulbert S. F., Klawitter, J. J.: History of ceramic orthopedic implants. Mat. Res. Bull.7, 1239–1246 (1972)CrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    Knese, K. H.: Mechanik und Festigkeit des Knochengewebes. Hpb. Med. Radiol. Bd. 4, Teil 1. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1970Google Scholar
  23. 23.
    Martz, C. D.: Stresstolerance of bone and metal. J. Bone Jt Surg.38-A, 827–834, (1956)Google Scholar
  24. 24.
    Rydell, N. W.: Forces acting on the femoral head prosthesis. A study on strain gauge supplied prosthesis in living persons. Acta orthop. scand.37, Suppl. 88, 1–132Google Scholar
  25. 25.
    Rydell, N. W.: Persönliche Mitteilung 1973Google Scholar
  26. 26.
    Willert, H. G., Puls, P.: Die Reaktion des Knochens auf Knochenzement bei der Alloarthroplastik der Hüfte. Arch. orthop. Unfall-Chir.72, 33–71 (1972)CrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    Willert, H. G.: Gewebereaktionen in der Umgebung künstlicher Gelenke und deren Bedeutung für die Dauerhaftigkeit der Funktion. Vortrag Jahrestagung Dtsch. Ges. Biomed. Techn. Erlangen.24.-25. 5. 1973Google Scholar
  28. 28.
    Zitter, H.: Schadensfälle bei osteosynthetischen Implantaten und ihre Ursachen. Werkstoffe und Korrosion22, 598–603 (1971)CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© J.F. Bergmann München 1974

Authors and Affiliations

  • G. Heimke
    • 1
  • P. Griss
    • 2
  • H. Frhr von Andrian-Werburg
    • 2
  • B. Krempien
    • 3
  1. 1.Friedrichsfeld GmbH, Steinzeug- und KunststoffwerkeMannheim 71Bundesrepublik Deutschland
  2. 2.Orthopädische Klinik LindenhofFakultät für Klinische Medizin Mannheim der Universität HeidelbergHeidelbergDeutschland
  3. 3.Pathologisches Institut, der Universität HeidelbergHeidelbergDeutschland

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