DD219220A1 - Verfahren zur oberflaechenbeschichtung von implantierbaren elektrischen/elektronischen geraeten - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflaechenbeschichtung von implantierbaren elektrischen/elektronischen Geraeten. Aufgrund der Aggressivitaet der Koerperfluessigkeit (Kochsalzloesung) ist die Oberflaeche dieser Geraete besonderen Verschleisserscheinungen ausgesetzt. Es besteht die Aufgabe, die Beschichtung implantierbarer elektrischer/elektronischer Geraete mittels einer anodischen Oxydation so zu realisieren, dass bei der Herabsetzung der Energieverluste an der indifferenten Elektrode sowohl die Neigung zur Muskelstimulation als auch lokale Korrosionserscheinungen vermieden werden. Gemaess der Erfindung wird die Oberflaeche des Implantates vor der Passivierung mit einem Sandstrahl aufgerauht. Die Passivierung erfolgt in einer Elektrolysezelle mit einer 10gewichtsprozentigen Oxalsaeure. Der Oxydationsvorgang verlaeuft bei 26 V und 30 C ueber einen Zeitraum von 3-10 Minuten. Waehrend der Oberflaechenbeschichtung erfolgt eine Ultraschallbestrahlung des Elektrolyten und des zu beschichtenden Aggregates.
Description
Titel der Erfindung
Verfahren zur Oberflächenbeschichtung von implantierbaren elektrischen/elektronischen Geräten
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbe- . Schichtung von implantierbaren elektrischen/elektronischen Geräten, wie sie z. B. Herzschrittmacher darstellen. Herzschrittmacher verbleiben nach einer Implantation länger als 7 Jahre im menschlichen Körper. Auf Grund der Aggressivität der Körperflüssigkeit (Kochsalzlösung bei 37 C) ist die Oberfläche des Schrittmachers be-sonderen Verschleißerscheinungen ausgesetzt. Eine Korrosion der Schrittmacheroberfläche führt in jedem Fall zu Ent zündungserseheinungen und Gewebeschädigungen der Schrittmachertasche, aber auch zu Punktionsstörungen des Aggregates bis zum vollständigen Ausfall. Die Oberflächenbehandlung der Schrittmacher ist deshalb ein entscheidender Faktor bei der Realisierung langer Liegezeiten.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Bei der der Erfindung am naheliegendsten technischen Lösung erfolgt die Beschichtung (Passivierung) der metallischen Oberfläche von Implantaten durch eine anodische Oxydation· Als Elektrolyt wird in allen Fällen eine Säure, ζ. Β·. Oxalsäure, verwendet. Mitunter finden auch basische Elektrolyte eine Anwendung. Ins- ; besondere bei der Erzeugung einer Korrosionsschutzschiebt auf Titan erfolgt die anodische Oxydation auf metallisch, blanker aktivierter Oberfläche in 2 Stufen. Die dabei verwendeten Spannungen betragen 10 bis 50 V bzw. 5 - 40 .V. Die Behandlungsdauer beträgt ca. 24 Stünden bei Uormaltemperatur. Die so erzeugte Titan-Oxyd-Schicht besitzt weder die Festigkeit noch die Dicke, um eine Liegezeit über 7 Jahre in der aggressiven Körperflüssigkeit ohne Korrosionserscheinungen zu überstehen. Insbesondere'an. den Stellen der Oberfläche, die durch die Gehäuseverformung eine Störung der Kristallgitterstruktur erfahren haben, neigen schon nach einem Zeitraum von 3-4 Jahren zu Korrosionserscheinungen. Als Schwachstelle im Sinne der Korrosionsfestigkeit müssen auch solche Stellen bezeichnet werden, an denen das Schrittmachergehäuse zugeschweißt wurde. Stellenweise ist aufgrund einer nicht vorhandenen Porenfreiheit Lochfraß nachweisbar. Die Folgen dieser Nachteile sind vorzeitige Explantation des Aggregates verbunden mit den verschiedensten Krankheitsbildern. Eine ungleichmäßig passivierte Oberfläche führt aufgrund der dann vorliegenden hohen Stromdichte am Gehäuse (indifferente Elektrode) auch zu Muskelstimulationen. Bei der Rückführung. des Stimulationsstromes über die indifferente Elektrode treten Energieverluste auf, die durch eine porenfreie gleichmäßige Passivierung erheblich reduziert werden.
Ziel der Erfindung .. · ' .
Ziel der Erfindung ist die Herstellung von implantierbaren elektrischen/elektronischen. Geräten , die eine hohe Korrosionsfestigkeit und eine damit verbundene gute Gewebeverträglichkeit während einer Implantationsdauer über 7 Jahre aufweisen.
Darlegung des Wesens der Erfindung '. . :
Es besteht die Aufgabe, die Beschichtung implantierbarer elektrischer/elektronischer Geräte mittels einer anodischen Oxydation so zu realisieren, daß bei einer Herabsetzung der Energieverluste an der indifferenten Elektrode sowohl die Ueigung zur Muskelstimulation als auch die Ausschließung von lokalen'Korrosionserscheinungen und die damit verbundene Gewebe Schädigung vermieden werden. ' Die Aufgabe wird erfindüngsgemäß dadurch gelöst, daß die . Oberfläche des Implantates zunächst aufgerauht wird. Dies erfolgt gemäß der Erfindung mit einem Sandstrahl, der eine Rauhtiefe von 8-12 ,um erzeugt. Die aufgerauhte Oberfläche wird danach mit organischen Lösungsmitteln entfettet und in eine Elektrolysezelle gebracht. Dazu wird der Schrittmacher in einer Einhängevorrichtung positioniert.· Die Einhängevorrichtung bildet gleichzeitig eine Stromschiene. Die Elektrolysezelle besteht aus einem VA-Stahl und ist als Kathode ausgebildet. In ihr befindet sich gemäß der Erfindung eine lOgewichtsprozentige Oxalsäure. Der Oxydationsvorgang erfolgt entsprechend der Erfindung bei 30° C und einer Spannung von 26 7 über einen Zeitraum von 3-10 Minuten. Erfindungsgemäß erfolgt die Oberflächenbeschichtung bei gleichzeitiger ültraschallbestrahlung des Elektrolyten und des zu beschichtenden Aggregates. Die da-
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bei verwendete Ultraschallintensität beträgt 0,5 - 125 W/cm <
Mach der Oberflächenbeschichtung durch die vorgeschlagene anodische Oxydation erfolgt die Neutralisierung des Aggregates.
Auf der Schrittmacheroberfläche hat sich nun,eine relativ starke, festhaftende und porenfreie gleichmäßige Titan-Oxyd-Schicht ausgebildet, die auch an den kritischen· Stellen, insbesondere an den Schweißnähten, den hohen Anforderungen resultierend aus der langen Liegezeit genügt. Damit wird eine Punktionsstörung der'Kardiostimulation infolge korrosiven Angriffs der Metallkapsel und einer damit verbundenen GewebeSchädigung der Schrittmachertasche sowie durch Muskelstimulation ausgeschlossen. · .
Ausführungsbeispiel :
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.
Ein implantierbares elektrisches/elektronisches Gerät mit einem Metallgehäuse aus Titan bzw. aus einer Titanlegierung wird zunächst einer Sichtkontrolle unterzogen. Das Gehäuse des Gerätes besteht aus einem Gehäusebecher und einem Gehäusedeckel. Beide sind mit einem Laserstrahl so verbunden, daß der'Innenraum des Gerätes hermetisch dicht verschlossen ist. Die Oberfläche des Implantates wird .zunächst gesandstrahlt.. Die Korngröße des Sandes ist dabei so gewählt, daß eine Rauhtiefe von 10 ",um entsteht. Nach der Aufrfauhung der Oberfläche werden Verunreinigungen beseitigt und die gesamte Oberfläche entfettet. Das implantierbare elektrische/ elektronische Gerät wird in eine entsprechende Haltevorrichtung gegeben. In die Haltevorrichtung ist eine_ Stromschiene integriert. Das Gerät wird mit der Haltevorrichtung in die Elektrolysezelle eingebracht. Der Elektrolyt besteht aus einer iOgewiohtsprozentigen Oxalsäure und ist auf 30 C . erwäcit worden. . · . .
Der Elektrolyse- bzw. PassivierungsVorgang erfolgt über einen Zeitraum von 4 Minuten bei einer Spannung von .26 V0 Während des gesamten Passivierungsvorganges werden in den Elektrolyten Ultraschallwellen mit einem geeigneten Ultraschallgenerator eingestrahlt. Die Intensität beträgt
1 W/cm zu passivierender Geräteoberfläche.. Nach dem Passivieren des Implantates erfolgt die Neutralisierung und Reinigung des Gerätes. - .
Claims (2)
- Erf in dung s an sprue la ,; ~" 'T. Verfahren zur Oberflächenbeschiehtung von implantierbaren elektrischen/elektronischen Geräten, vorzugsweise von Herzschrittmachern aus Titan bzw. Titanlegierungen durch änodische Oxydation, gekennzeichnet dadurch, daß die Oberfläche des Implantates vor der anodischen Oxydation eine ' Aufrauhung bis 15 /um Rauhtiefe erfährt und daß während.', der anödisehen Oxydation Ultraschallwellen in den Elektrolyten abgestrahlt werden. . ' . . .2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbeschichtung (anodische Oxydation) 3 - 10 min. bei 26 V und einer Temperatur von 25 - 30° C ;in einer lOgewicht spro zentigen .Oxalsäure erfolgt. ·.. ..3. Verfahren nach Punkt ^,, dadurch gekennzeichnet, daß die .Aufrauhtiefe 10 /Um beträgt. . ;.Λ4. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
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Publications (2)
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| DD219220A1 true DD219220A1 (de) | 1985-02-27 |
| DD219220B1 DD219220B1 (de) | 1987-06-17 |
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ID=5551082
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0596589A1 (de) * | 1992-10-15 | 1994-05-11 | Telectronics N.V. | Verfahren zur Verminderung der Polarisation bioelektrischer Stimulationsleitern unter Verwendung von Oberflächenverbesserung, und so hergestelltes Produkt |
| CN103526260A (zh) * | 2013-10-08 | 2014-01-22 | 广州中国科学院先进技术研究所 | 钛合金骨科手术器械的表面处理工艺 |
-
1983
- 1983-10-14 DD DD25565283A patent/DD219220B1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DD219220B1 (de) | 1987-06-17 |
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