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Vergleichende experimentelle Untersuchungen an Bioglas (L. L. Hench), Al2O3-Keramik und mit mod. Bioglas beschichteter Al2O3-Keramik

I. Ergebnisse mit unbelasteten Implantaten

Comparative experimental investigations with bioglass (L. L. Hench), Al2O3-ceramic and Al2O3-ceramic coated with a mod. bioglass

I. Results of experiments under non-loaded conditions

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Archiv für orthopädische und Unfall-Chirurgie, mit besonderer Berücksichtigung der Frakturenlehre und der orthopädisch-chirurgischen Technik Aims and scope Submit manuscript

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Summary

This report deals with comparative results obtained with unloaded intra-osseous implants of bioglass (L. L. Hench), Al2O3-ceramic and Al2O3-ceramic coated with a mod. bioglass. Al2O3-ceramic and bone form a direct bony interface without fibrous tissue interposition, this resulting in a pure mechanic fixation of the implant through frictional forces of the surface roughed ceramic. Pure bioglass (45 S 5) and bone form a unique persisting direct interface by means of physico-chemical or biochemical phaenomena stabilizing the implant. Interface stability seams to be higher than the fatique strenth of the glass itself. This interface is developed as a consequence of solubility of some of the glass constituents within a surface layer of up to 200 microns, running parallel with a reduction of strength of this surface glass layer. The boronoxide containing bioglass, flame-sprayed onto Al2O3-ceramic samples seams to be less soluble and therefore seams to have lesser bonding capability to bone. The stability of the interface bioglass coating-Al2O3-ceramic was low.

Zusammenfassung

Es wird über vergleichende Untersuchungen zur Grenzflächenentwicklung um unbelastete intraossäre Implantate aus Bioglas (L. L. Hench), Al2O3-Keramik und mit modifiziertem Bioglas beschichteter Al2O3-Keramik berichtet. Zwischen Al2O3-Keramik und Knochen entsteht eine direkte bindegewebsfreie knöcherne Kontaktfläche, die infolge der mikroskopischen Rauhigkeit der Keramik eine mechanisch-verzahnende Haftung bewirkt. Zwischen dem reinen Bioglas (45 S 5) und Knochen entsteht eine außerordentlich halbare, durch physiko-chemische oder biochemische Phänomene stabilisierte Grenzfläche, deren Festigkeit höher ist als die des Glases selbst. Diese innige Bindung zwischen Glas und lebendem Knochen entsteht vermutlich auf Kosten einer breiten oberflächlichen Elution des Glases (Schicht etwa 100–200 μm dick), was mit einer Festigkeitsabnahme dieser oberflächlichen Glasschicht einhergeht. Das im Flammenspritzverfahren auf Al2O3-Keramik aufgebrachte boroxidhaltige Bioglas ist vermutlich geringer löslich und deshalb weniger bindungsfähig zum Knochen. Die Haftfestigkeit dieser Verbindung auf dem Keramikträger war gering.

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Authors and Affiliations

  1. Orthopädische Klinik Lindenhof, Fakultät für Klinische Medizin Mannheim der Universität Heidelberg, Meerfeldstraße 69, D-6800, Mannheim 1

    P. Griss, E. Werner & R. Buchinger

  2. Friedrichsfeld GmbH, Postfach, D-6800, Mannheim 51, Bundesrepublik Deutschland

    G. Heimke

Authors
  1. P. Griss
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  2. E. Werner
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  3. G. Heimke
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  4. R. Buchinger
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Herrn Professor Dr. L. L. Hench sowie Dr. D. Greenspan, Gainesville/Florida, sind wir für die Überlassung der Implantate zu außerordentlichem Dank verpflichtet

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Griss, P., Werner, E., Heimke, G. et al. Vergleichende experimentelle Untersuchungen an Bioglas (L. L. Hench), Al2O3-Keramik und mit mod. Bioglas beschichteter Al2O3-Keramik. Arch orthop Unfall-Chir 90, 15–27 (1977). https://doi.org/10.1007/BF00415891

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF00415891

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