CH506285A - Prothetische Vorrichtung - Google Patents

Description

  Prothetische Vorrichtung    Im Hauptpatent ist eine in     einem    lebenden Körper  zu verwendende prothetische Vorrichtung beschrieben,  ,die .dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aus einem Trä  ger     besteht,    die     Trägeroberfläche    mindestens     teilweise     mit einem pyrolytischen Kohlenatoffüberzug bedeckt ist  und dass der pyrolytische Kohlenstoff eine Dichte von       mindestens    1,5     g/cm3        aufweist.     



  Weiter     ist    in diesem     Hauptpatent    ein Verfahren     zur     Herstellung mindestens einer prothetischen Vorrichtung  beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man  mindestens     einen    Träger formt, dessen     Material    bei  mindestens 1000  C     beständig    ist, und diesen Träger  mit einer Schicht aus pyrolytischem Kohlenstoff über  zieht.  



  Wie     bereits    im Hauptpatent beschrieben wurde,  kann durch das     überziehen        geeigneter    Träger mit dich  tem, pyrolytischem Kohlenstoff die Festigkeit des Trä  gers und auch dessen Widerstand gegen Abrieb     und     Verformung verbessert werden. Weiter     rufen    mit sol  chen Überzügen versehene prothetische Vorrichtungen  keine     Thrombosen        hervor        und    sie können daher wäh  rend langer Zeit im     Körper        implantiert    sein.

   Solche  prothetische Vorrichtungen sind mit dem Körpergewebe  verträglich und bewirken     keine    Reizung des     Gewebes.          Schliesslich        besitzen    sie, wenn sie im lebenden Körper  implantiert sind, eine hohe Widerstansfähigkeit gegen  Zersetzung.  



  Die vorliegende     Erfindung        betrifft        nun        eine        vorteil-          hafte        Weiterentwicklung    des     Erfindungsgegenstandes          ,des    Hauptpatentes und ist dadurch     gekennzeichnet,     dass der pyrodytische Kohlenstoff einen Zusatz in der  Farm von dispergiertein Carbid enthält.  



  Ein bevorzugtes     Verfahren    zur     Herstellung    einer  weiterentwickelten prothetischen Vorrichtung ist da  durch gekennzeichnet, dass zum Zusetzen von disper  giertem Carbid zum pyralytischen Kohlenstoff die Be  schichtung unter     Verwendung    einer Atmosphäre, ent  haltend einen Kohlenwasserstoff, ein inertes Gas und  eine flüchtige Verbindung eines ein Carbid bildenden  Elements     durchgeführt        wird.       Es war nämlich gefunden worden, dass, obwohl       zum    Erreichen der oben beschriebenen vorteilhaften  Eigenschaften ein praktisch ausschliesslich aus isotro  pem, pyrolytischem Kohlenstoff bestehender Überzug       ,ausreichend    ist,

   durch die     gleichzeitige        Ablagerung        von     Silicium oder einem ähnlichen, Carbide bildenden Zu  satzstoff mit dem pyrolytischen Kohlenstoff, die Festig  keit der Kohlenstoffschicht wesentlich verbessert wer  den kann.

   Dazu kann Silicium :mit einem Anteil von  bis zu 20 Gew.%, errechnet aus dem Gesamtgewicht  von Silicium und     Kohlenstoff,    ohne     nachteiligen    Ein  fluss auf die dem Pyrolytischen Kohlenstoff eigenen       erstrebenswerten        Eigenschaften        verwendet    werden.     Vor-          zugsweise    wird Silicium in Mengen zwischen 10     und     15 Gew.% zugesetzt. Es ist aber auch möglich, andere,  Carbide bildende Elemente in :entsprechenden Anteilen  zu verwenden, beispielsweise Bor, Wolfram, Tantal,  Niob, Vanadium, Molybdän, Aluminium, Zirkonium,  Titan und Hafnium.

   Im allgemeinen sollten diese     Elle-          mente        in    Mengen von nicht mehr als 10 Atom %,  errechnet aus der Gesamtheit der Atome des Kohlen  stoffs     und    des     zusätzlichen    Elementes, verwendet wer  den.  



  Der das Carbid formende Zusatzstoff wird gleich  zeitig mit :dem pyrolytischen Kohlenstoff auf dem  Träger abgelagert. Dazu     wird    eine flüchtige Verbin  dung des Elementes ausgewählt und in die Zone der  Ablagerung geleitet. Im allgemeinen wird der     pyro-          lytische    Kohlenstoff aus einer Mischung, enthaltend ein  inertes Gas und einen Kohlenwasserstoff abgelagert, in  welchem Falle das.

   inerte Gas zugleich verwendet wer  den kann, um die flüchtige Verbindung in die Zone der       Ablagerung        zu        transportieren.    Beispielsweise kann     bei     der Verwendung eines Wirbelbett-Verfahrens das ge  samte oder ein Teil des zum     Aufwirbeln    verwendeten  Gases     durch    ein Bad aus     Methyltrichlorsilan        oder    aus       einer    anderen     geeigneten,        flüchtigen,        flüssigen    Verbin  dung geblasen     werden.        Bei    der Temperatur,

   .bei der die  Pyrolyse und gemeinsame     Ablagerung        erfolgt,        wird     dann     das    verwendete     Element    in die     eaTbidische    Form      umgewandelt und erscheint als ein im pyrolytischen  Kohlenstoff gleichmässig dispergiertes Carbid.

   Wie  nachgewiesen werden konnte, wird     durch    die Anwe  senheit eines Carbide bildenden Zusatzstoffes die kri  stalline Struktur des abgelagerten pyrolytischen Koh  lenstoffs     gegenüber    einer Ablagerung, die ohne diesen  Zusatzstoff durchgeführt wird, nicht     merklich        verändert.          Beispiel     Aus künstlichem Graphit wurden kurze Rohre mit  einer Länge von 9 mm, einem inneren Durchmesser von  7 mm und einer Wandstärke von 0,5 .mm hergestellt.  Der verwendete künstliche Graphit hat bei 50  C einen  Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 4 x 10-6/  C.

    Die Rohre wurden zusammen mit einer     Charge    von  100 a sphäroidischem Zirkoniumoxyd mit einer mitt  leren Teilchengrösse von etwa 400 Mikron in eine  aufrecht stehende, zylindrische Reaktionskammer, die  einen     Durchmesser    von 6,3 cm aufwies,     eingebracht.     Durch die Reaktionskammer wurde     ein    Heliumstrom  von unten nach oben     geleitet    und die     Temperatur    der  Graphitrohre und der Zirkoniumoxydteilchen auf etwa  1350' C gesteigert.

   Sobald diese     Temperatur    erreicht  war, wurde dem     Helium        Propan        zugesetzt.    Der     gesamte     Gasdurchfluss betrug etwa 8000 cm3/min und der Par  tialdruck des Propans etwa 0,4 Atmosphären bei einem  Gasdruck von 1 Atmosphäre. Das gesamte     Helium     wurde durch ein Bad von Methyltrichlorsilan, das Zim  mertemperatur aufwies, geblasen. Das     Propan    und das  Methyltrichlorsilan pyrolysierten in der Reaktionskam  mer, um isotropen Kohlenstoff mit darin dispergiertem  Siliciumcarbid auf den kleinen Rohren :abzulagern.

   Die  Beschichtung     wurde    so     lange    fortgesetzt, .bis die Dicke  des Überzugs etwa 300 Mikron betrug, was innert  etwa 1 Std. erreicht     wurde.     



  Die beschichteten Rohr wurden     dann    -auf     Umge-          bungstemperatur    abgekühlt und aus der Reaktions  kammer entnommen. Die     Prüfung    der Überzüge aus  isotropem Kohlenstoff mit dispergiertem Siliciumcarbid  zeigt, dass diese einen thermischen Ausdehnungskoeffi  zienten von etwa 6 x 10-e/  C und eine Dichte von  2 g/cm3 aufwiesen. Die Überzüge enthielten etwa  10 Gew. % Silicium, errechnet aus dem Gesamtgewicht  von Silicium     und    Kohlenstoff, wobei das     Silicium        .in     der Form von Siliciumcarbid vorlag.

   Der isotrope Koh  lenstoff zeigte einen Bacon Anisotropiefaktor von etwa  1,1 und die Grösse der Kristallite betrug etwa 35     An,-          ström.    Die Prüfung     der    beschichteten Rohre zeigte,  dass deren mechanische Festigkeit und insbesondere    Abriebfestigkeit sehr zufriedenstellend und der Überzug  fest auf der Graphitunterlage gebunden war.  



  Eines der     beschichteten    Rohre wurde durch Er  hitzen im Vakuum bis zu etwa 1000  C     sterilisiert    und  anschliessend 15     min    lang mit einer verdünnten     Lösung     von Benzalkoniumchlorid (1 Teil/1000 Teile Wasser)  getränkt.

       Dann    wurde das Rohr gespült     und    weiter  15 min lang in einer Heparinlösung, welche durch Zu  gabe von 2 ml Heparin zu 30 ml Kochsalzlösung her  gestellt war, erneut     getränkt.        Anschliessend        wurde    das  Rohr 10mal mit     destilliertem    Wasser gespült und mit  Blut     in        Berührung    gebracht. Dabei konnte auch nach  24 Std. keine     Bildung    von Blutklumpen     beobachtet     werden.

   Die mit pyrolitischem Kohlenstoff und einem  Zusatz von dispergiertem Siliciumcarbid überzogenen  Rohre werden darum als sehr brauchbar für prothe  tische Vorrichtungen und zur Implantation in einen       menschlichen        Körper    angesehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. In einem lebenden Körper zu verwendende pro thetische Vorrichtung mit einem Träger, dessen Ober fläche mindestens teilweise mit einem pyrolytischen Kohlenstoffüberzug bedeckt ist und wobei der pyroly- tische Kohlenstoff eine Dichte von mindestens 1,5 g/cm3 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der pyralitische Kohlenstoff einen Zusatz in der Form von dispergiertem Carbid enthält. II.

   Verfahren zur Herstellung mindestens einer pro thetischen Vorrichtung nach Patentanspruch I, bei wel chem Verfahren man mindestens einen Träger formt, ,dessen Material bei mindestens 100 C beständig ist, und diesen Träger mit einer Schicht aus pyrolytischem Kohlenstoff überzieht, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zusetzen von dispergiertem Carbid zum pyroliti- schen Kohlenstoff die Beschichtung unter Verwendung einer Atmosphäre, enthaltend einen Kohlenwasserstoff, ein inertes Gas und eine flüchtige Verbindung eines ein Carbid bildenden Elements durchgeführt wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Vorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der pyrolytische Kohlenstoff einen Zusatz von bis zu 20 Gew. % Silicium in der Form von Siliciumearbid enthält. 2. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der pyrolytische Kohlenstoff einen Zusatz von 10-15 Gew.% Silicium in der Form von Siliciumcarbid enthält.