ES2375011T3 - Superficies diseñadas para uso en implantes o instrumentos médicos. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de implante medico o sus componentes, que comprende: a) un sustrato metalico (2) que tiene una superficie; b) una estructura de capas de revestimiento (5) dispuesta sobre el sustrato y que tiene la capa mas exterior (10) de un material ceramico; c) una estructura de unión (4) depositada entre el sustrato metalico y la estructura de capas de revestimiento, que comprende cromo; caracterizado porque dicha estructura de unión comprende una capa rica en cromo (4A) depositada sobre la superficie del sustrato metalico y que tiene una mayor concentración de cromo que el sustrato metalico; y porque dicha estructura de unión comprende ademas una capa gradiente (4Aii/B) que tiene un gradiente de composición que comprende, considerado desde la capa rica en cromo (4A) hacia la superficie del dispositivo, proporciones decrecientes del cromo y proporciones crecientes de un material gradiente (4B) que tiene correspondencia estructural con el material de la estructura de capas de revestimiento que es mas adyacente a la estructura de unión.

Description

Superficies disenadas para uso en implantes o instrumentos medicos.

Sector tecnico de la invenci6n

La presente invenci6n se refiere, de modo general, a implantes medicos, componentes de implantes medicos o instrumentos medicos y, mas especfficamente, a dichos dispositivos medicos con superficies disenadas. En particular, la invenci6n se refiere a dispositivos medicos en los que la superficie esta disenada con capas funcionales para cumplir demandas especfficas de las propiedades del material, tales como la elasticidad a la deformaci6n combinada con la dureza superficial y la resistencia al desgaste superficial, asf como para conseguir una adherencia eficiente entre las capas respectivas y el sustrato.

Antecedentes de la invenci6n

Los implantes y los instrumentos medicos que se han de utilizar en el cuerpo humano y estar en contacto directo con los tejidos humanos tienen que cumplir varios requisitos. Esto es particularmente importante para implantes que estan destinados a utilizaci6n a largo plazo o incluso permanente. Un requisito evidente es que el dispositivo medico deberfa ser biocompatible, es decir, no deberfa liberar sustancias t6xicas, que provoquen alergia o sean nocivas de otro modo, y no deberfa inducir a inflamaci6n o rechazo del organismo.

Un implante tiene que cumplir asimismo varios requisitos mecanicos y qufmicos. Por ejemplo, una pr6tesis articular tiene partes de articulaci6n que estan expuestas a movimiento de superficie con superficie que tiene un gran numero de ciclos de variaci6n de carga. Dicho movimiento podrfa conducir a desgaste por abrasi6n, en el que la pr6tesis se desgasta lentamente y en el que partfculas del material del implante se liberan al tejido circundante o incluso a la corriente sangufnea, en la que pueden ser t6xicas o pueden causar inflamaci6n u otras complicaciones. El implante tiene que tener por lo tanto gran resistencia a la fatiga contra dicho tipo de desgaste por abrasi6n. Puede estar sometido asimismo a grandes fuerzas mecanicas y debe ser por lo tanto suficientemente firme para tolerar cargas de trabajo pesadas y cambiantes. Ya que el implante estara colocado en un entorno de lfquidos y electrolitos, necesita asimismo ser resistente a la corrosi6n.

Adicionalmente, debido a un numero creciente de receptores j6venes y activos de implantes, y a la esperanza de vida mas larga en la poblaci6n en general, existe una necesidad creciente de implantes medicos de alto comportamiento que sean de mayor duraci6n. Tales implantes deberfan ser capaces de soportar muchos anos de desgaste y otros esfuerzos relacionados con el hecho de estar situados dentro del cuerpo.

Requisitos similares se aplican tambien a instrumentos medicos. Dichos instrumentos tienen que ser asimismo biocompatibles y estan expuestos, a menudo, a grandes fuerzas mecanicas, asf como a procesos de desgaste, por ejemplo durante procedimientos quirurgicos, esterilizaci6n, etc.

Se utilizan a menudo metales y aleaciones metalicas como el material estructural para implantes y dispositivos medicos. Por ejemplo, titanio, circonio y cobalto y sus aleaciones, asf como acero inoxidable, son conformados y mecanizados facilmente en la forma deseada. Estos metales y aleaciones presentan una amplia gama de firmezas, durezas y resistencias al desgaste y se ha descubierto que cumplen bastante bien con muchos de los requisitos descritos para un implante corporal. No obstante, cuando se utilizan durante perfodos de tiempo mas largos o cuando se utilizan en implantes con superficies de apoyo, por ejemplo implantes articulares, en los que los procesos de desgaste abrasivo son particularmente intensos, se ha descubierto que se esparcen partfculas o desperdicios desde dichos implantes. Como tales desperdicios se disponen en el tejido circundante, que puede estar encapsulado, inducen a reacciones inflamatorias y degradaci6n del tejido, conduciendo finalmente al dolor y al aflojamiento del implante. Adicionalmente, los desperdicios pueden llegar a quedar atrapados entre las superficies de apoyo, aumentando ademas por ello la velocidad del proceso de desgaste.

Por ejemplo, un material utilizado a menudo en implantes es una aleaci6n de cobalto, cromo y molibdeno (CoCrMo). La aleaci6n se ha utilizado para implantes debido a su firmeza, resistencia al desgaste y a la corrosi6n y su biocompatibilidad. Bajo condiciones de desgaste por deslizamiento o articulaci6n contra otras superficies de apoyo, la aleaci6n puede comenzar, no obstante, a producir desperdicios de desgaste. Asimismo, parece que el contenido de cobalto puede comenzar a disolverse y difundirse en la corriente sangufnea, lo que puede dar como resultado el envenenamiento y las lesiones de 6rganos. La hipersensibilidad a estos desperdicios de iones metalicos puede conducir asimismo a lesiones asociadas a la vasculitis linfocftica aseptica (ALVAL), con sfntomas de dolor y perdida temprana del implante. El riesgo de que se esparzan iones metalicos esta asociado particularmente con dispositivos de implante que tienen superficies de contacto metal con metal y parece que es inferior para implantes con superficies de contacto metal con polfmero.

Otro material utilizado a menudo para implantes e instrumentos medicos es acero inoxidable, hierro (Fe) aleado con nfquel (Ni), cromo (Cr) o molibdeno (Mo). El material tiene ventajas econ6micas, pero no tiene las propiedades contra la corrosi6n requeridas, y sustancias tales como el nfquel pueden causar alergia.

Se han utilizado asimismo materiales mas duros y mas resistentes, tales como la ceramica, como el material estructural para implantes medicos. Debido a su dureza, los materiales ceramicos son mas resistentes al desgaste y pueden soportar cargas de trabajo pesadas. Adicionalmente, dichos materiales no se corroen. No obstante, son mas rfgidos y mas quebradizos y han sido por lo tanto, cuando se utilizan como material estructural en masa para implantes, mas propensos a roturas y fracturas perjudiciales.

En la tecnica conocida, una soluci6n a estas dificultades ha sido utilizar los metales mencionados y las aleaciones metalicas mencionadas como base o material de sustrato para la parte principal del implante, y modificar su superficie. Los metales o las aleaciones metalicas son ductiles y tienen una elevada resistencia a la tracci6n, con cierta tolerancia a la deformaci6n plastica, y son adecuados por lo tanto como materiales de sustrato. La superficie, por otro lado, esta disenada para tener mejores propiedades tribol6gicas, tales como una dureza y una firmeza superiores, para cumplir mejor con los requisitos respecto a la resistencia a la fatiga y a la resistencia al desgaste.

Un enfoque para disenar una superficie mas resistente al desgaste ha sido modificar la superficie a traves de procesos tales como implantaci6n i6nica, nitruraci6n gaseosa y oxidaci6n a altas temperaturas. Estos procesos dan como resultado principalmente una modificaci6n superficial del propio sustrato. Estos enfoques estan asociados, no obstante, con algunas limitaciones, tales como crear superficies que no son suficientemente duras, siendo demasiado caras o imposibles de usar con todas las clases de sustratos deseables.

Otro enfoque, cuando se disena un material para implantes medicos, ha sido aplicar revestimientos ceramicos a la superficie de un metal o una aleaci6n metalica, a todo el implante o restringirlos a las areas superficiales que estan mas expuestas a desgaste abrasivo. Al ser los revestimientos ceramicos duros y firmes, tales como 6xido de aluminio (Al2O3) u 6xido de zirconio (ZrO2), se puede dotar a una superficie resistente a la fatiga de un metal que es elastico, pero sensible a la abrasi6n. No obstante, debido a las diferencias en dureza entre el sustrato y el revestimiento superficial y la fragilidad de la ceramica, se ha descubierto que la ceramica se agrieta facilmente en esta adaptaci6n. Como consecuencia, el revestimiento sobre estos tipos de materiales tiende a desprenderse, dejando desperdicios esparcidos y exponiendo los tejidos a las sustancias del sustrato, y conduce asimismo a un aumento espectacular de la velocidad del proceso de desgaste. La tendencia a desprenderse depende tanto de las propiedades mecanicas del sustrato y del revestimiento, como del modo en que se adhiere el revestimiento superficial al sustrato subyacente.

Para evitar la tendencia del revestimiento ceramico a agrietarse y desprenderse, una soluci6n ha sido disponer una capa intermedia entre el sustrato y el revestimiento superficial ceramico. La capa intermedia esta disenada para proporcionar un gradiente funcional, mecanico y/o estructural por toda la estructura de capas, proporcionando por ello una adherencia satisfactoria entre las capas respectivas, asf como una estructura mas rfgida. Por ejemplo, una estructura de capas que tiene una capa exterior que comprende 6xido de aluminio (Al2O3) y una capa intermedia que comprende nitruro de titanio (TiN), carbonitruro de titanio (TiCN) u oxicarbonitruro de titanio (TiCNO) se ha dispuesto sobre la superficie de sustratos que comprenden, por ejemplo, aleaciones con base de cobalto-cromo (CoCr). No obstante, parece que incluso este tipo de estructura de capas puede comenzar a desgastarse y desprenderse despues de un uso prolongado en, por ejemplo, pr6tesis articulares u otros tipos de implantes medicos. Por lo tanto, sigue existiendo la necesidad de implantes medicos con durabilidad mejorada en lo que se refiere, por ejemplo, a la resistencia al desgaste abrasivo.

Tecnica anterior

Los documentos de patente US 2007/0078521 A1 y EP 1916007 A1 describen un dispositivo de implante medico, que comprende un sustrato metalico, un revestimiento intermedio distinto del 6xido de aluminio, y un revestimiento exterior de 6xido de aluminio, asf como un metodo para proporcionar dicho dispositivo de implante medico. El material del revestimiento intermedio tiene preferentemente una o mas propiedades ffsicas o qufmicas intermedias entre las propiedades ffsicas o qufmicas del sustrato metalico y el revestimiento exterior de 6xido de aluminio, para proporcionar un gradiente de transici6n de dichas propiedades sobre la superficie del dispositivo de implante medico. A traves de dicho gradiente de transici6n, el revestimiento intermedio puede proporcionar un nivel deseado de adherencia entre el sustrato y el revestimiento. El sustrato metalico puede ser cualquier metal adecuado distinto del acero; como ejemplos se incluyen cobalto, aleaciones de cobalto, titanio y aleaciones de titanio. El revestimiento intermedio esta adherido al sustrato metalico y puede comprender, por ejemplo, carbonitruro de titanio (TiCN), nitruro de titanio (TiN), nitruro de cromo (CrN) o combinaciones de los mismos.

El documento de patente US 2005/0191408 A1 describe un implante medico, que comprende una estructura de doble capa depositada en la parte de arriba de un sustrato de calidad medica. La doble capa comprende una primera capa ceramica depositada en fase vapor en la parte de arriba del sustrato y una segunda capa ceramica depositada en fase vapor en la parte de arriba de la primera capa ceramica, de tal manera que se produce una interfase graduada que esta unida por difusi6n entre las capas respectivas. El sustrato puede comprender una aleaci6n de calidad medica con base de cobalto-cromo (CoCr). La primera capa ceramica esta disenada para adherirse apretadamente al sustrato y puede comprender carbonitruro de titanio. La segunda capa ceramica esta disenada para presentar dureza elevada y caracterfsticas de desgaste satisfactorias, y puede comprender 6xido de aluminio. Las capas se fabrican mediante un metodo de deposici6n qufmica en fase vapor controlada.

El documento de patente US 2006/0271191 A1 describe un implante medico que tiene un revestimiento que comprende una zona de gradiente, en el que la concentraci6n del material del dispositivo de implante disminuye en una direcci6n hacia la superficie del revestimiento. El gradiente se consigue por medio de deposici6n qufmica en fase vapor (CVD).

Otros implantes medicos con revestimientos ceramicos se describen asimismo en los siguientes documentos de patente US 20070158446 A1, EP 0295397 A1 y WO 2007004913 A1.

Objeto de la invenci6n

El objeto global de la presente invenci6n es conseguir una soluci6n para el problema de proporcionar un implante medico o un instrumento medico que sea ductil y tolerante a la deformaci6n plastica, y que presente asimismo propiedades tribol6gicas satisfactorias, tales como firmeza y resistencia elevadas al desgaste abrasivo.

Un objeto mas especffico de la presente invenci6n es conseguir una soluci6n para el problema de proporcionar un implante medico o un instrumento medico con un revestimiento ceramico que se adhiere apretadamente a un sustrato subyacente con base de metal o de aleaci6n metalica y que tiene una resistencia elevada al desgaste abrasivo y a la corrosi6n por desgaste.

Sumario de la invenci6n

El objeto se resuelve gracias a una mejora en un implante medico, un componente del implante o un instrumento medico que esta basado en un sustrato metalico cubierto con una estructura de capas de revestimiento. Cuando se busca c6mo resolver el problema de revestir superficies que se agrietan y se desprenden despues de un uso prolongado, debido a las diferencias en dureza entre las capas respectivas, asf como en adherencia entre las capas respectivas, los inventores han descubierto que anadiendo una estructura de uni6n entre el sustrato y la estructura de capas de revestimiento se forma una estructura de capas con un gradiente disenado de modo controlable de dureza y de propiedades estructurales. La estructura de capas disenada tiene por ello mejor adherencia entre el sustrato y la estructura de capas de revestimiento, mostrando resistencia al desgaste mejorada y menor riesgo de agrietamiento y desprendimiento.

La presente invenci6n proporciona un dispositivo de implante medico o sus componentes, que comprende un sustrato metalico con una estructura de capas de revestimiento, que tiene al menos la capa mas exterior de un material ceramico, dispuesta sobre la superficie del sustrato. Una estructura de uni6n esta depositada entre el sustrato metalico y la estructura de capas de revestimiento. La estructura de uni6n comprende una capa rica en cromo depositada sobre la superficie del sustrato metalico, con una mayor concentraci6n de cromo que el sustrato metalico. La estructura de uni6n comprende asimismo una capa gradiente que tiene un gradiente de composici6n desde la capa rica en cromo hacia la superficie del dispositivo, que suministra proporciones crecientes de un material gradiente que tiene correspondencia estructural con la capa de la estructura de capas de revestimiento que es mas adyacente a la estructura de uni6n. El material gradiente de la estructura de uni6n puede tener ademas correspondencia estructural con la capa rica en cromo.

El sustrato metalico de la presente invenci6n comprende un metal o una aleaci6n metalica, preferentemente con propiedades qufmicas y mecanicas que son adecuadas para implantes o instrumentos medicos. Por ejemplo, deberfa ser ductil y/o resistente a la corrosi6n, biocompatible (es decir, no ser t6xico ni alergenico) y tener las caracterfsticas de firmeza y fatiga apropiadas. En una realizaci6n, comprende una aleaci6n con base de cobalto, por ejemplo una aleaci6n con base de cobalto-cromo, o acero inoxidable. En una realizaci6n preferente, el sustrato metalico comprende una aleaci6n que comprende carbono, de manera que parte de la capa rica en cromo puede formar carburo de cromo (CrC), a traves de la difusi6n del carbono en la capa de cromo.

La estructura de uni6n proporciona una transici6n uniforme de propiedades mecanicas y/o estructurales entre el sustrato metalico y la estructura de capas de revestimiento. La dureza de la estructura de uni6n se encuentra entre la dureza del sustrato metalico y la estructura de capas de revestimiento, y aumenta considerada desde la zona mas pr6xima al sustrato metalico hacia la zona mas pr6xima a la estructura de capas de revestimiento. Dicha estructura esta concebida asimismo de manera que tiene una correspondencia estructural con el sustrato metalico y/o la capa mas adyacente de la estructura de capas de revestimiento. La estructura de uni6n proporciona por ello una concordancia estructural entre las capas, lo que aumenta la adherencia entre las mismas.

La capa rica en cromo de la estructura de uni6n puede comprender carburo de cromo (CrC), carbonitruro de cromo (CrCN) y/o nitruro de cromo (CrN), y comprende preferentemente una primera capa de compuesto de cromo de carburo de cromo (CrC) y una segunda capa de compuesto de cromo de carbonitruro de cromo (CrCN). El material gradiente de la estructura de uni6n comprende preferentemente una selecci6n de carburos intermetalicos, nitruros intermetalicos o carbonitruros intermetalicos, tales como carbonitruro de titanio (TiCN) o carbonitruro de zirconio (ZrCN). El grosor total de la estructura de uni6n, incluyendo la capa rica en cromo y la capa gradiente, esta comprendido en el intervalo de 1 a 5 Im.

La capa mas exterior de la presente invenci6n proporciona una superficie que es firme y resistente al desgaste y, ademas, es preferentemente biocompatible, qufmicamente inerte y resistente a la corrosi6n. La capa mas exterior comprende un material ceramico seleccionado preferentemente a partir del grupo de 6xido de aluminio (Al2O3), 6xido de zirconio (ZrO2), carbonitruro de titanio (TiCN), carbonitruro de zirconio (ZrCN) o boronitruro de titanio (TiBN), o una combinaci6n de los mismos, y mas preferentemente 6xido de aluminio en fase a o en fase K (Al2O3). La capa mas exterior puede variar desde aproximadamente 0,5 hasta 10 Im.

El dispositivo de implante medico puede comprender ademas una estructura de capas de revestimiento que tiene una o mas capas intermedias entre la estructura de uni6n y la capa mas exterior. En una realizaci6n preferente, una capa intermedia esta en contacto directo con la estructura de uni6n. El objetivo de la capa intermedia es proporcionar ademas una transici6n uniforme y una adherencia satisfactoria entre el sustrato metalico y la capa mas exterior. La misma comprende preferentemente un material que tiene una o mas propiedades mecanicas, qufmicas o ffsicas que son intermedias entre las propiedades correspondientes de la estructura de uni6n y la capa mas exterior. La misma proporcionara adicionalmente por ello, ademas de la estructura de uni6n, un gradiente de transici6n de dichas propiedades, y proporcionara asimismo por ello un nivel aumentado de adherencia entre el sustrato metalico y la capa mas exterior. La capa intermedia, que esta en contacto directo con la estructura de uni6n, comprende preferentemente un material seleccionado a partir del grupo constituido por nitruros intermetalicos o carbonitruros intermetalicos, tales como carbonitruro de titanio (TiCN) o carbonitruro de zirconio (ZrCN), o combinaciones de los mismos, y su grosor puede variar desde 0,1 hasta 10 Im y es preferentemente del orden de 5 Im.

En un ejemplo aplicado en este caso de la presente invenci6n, el dispositivo de implante medico o sus componentes comprenden un sustrato metalico que comprende una aleaci6n con base de cobalto o acero inoxidable y tiene un contenido en carbono. Una estructura de capas de revestimiento esta dispuesta sobre el sustrato y una estructura de uni6n esta depositada entre el sustrato metalico y la estructura de capas de revestimiento. La estructura de capas de revestimiento comprende una capa intermedia con carbonitruro de titanio (TiCN), y la capa mas exterior que comprende 6xido de aluminio (Al2O3). La estructura de uni6n comprende una capa rica en cromo, con una mayor concentraci6n de cromo que el sustrato metalico, que esta depositada sobre la superficie del sustrato metalico. La estructura de uni6n comprende asimismo un gradiente de composici6n desde la capa rica en cromo hacia la superficie del dispositivo, que suministra proporciones crecientes de carbonitruro de titanio (TiCN). Ademas, la capa rica en cromo puede comprender una primera capa de compuesto de cromo de carburo de cromo (CrC) y una segunda capa de compuesto de cromo de carbonitruro de cromo (CrCN).

La presente invenci6n describe asimismo un metodo para proporcionar un dispositivo de implante medico o sus componentes. Se proporciona un dispositivo de implante medico o sus componentes que comprende un sustrato metalico, sobre al menos una de cuyas partes es depositado cromo a una temperatura en el intervalo de 800oC a 1.100oC. Una capa rica en cromo se crea por ello sobre la superficie del sustrato metalico. Una capa gradiente de una composici6n de materiales es depositada sobre la capa rica en cromo, de manera que aparecen proporciones crecientes de un material gradiente hacia el exterior de la capa rica en cromo. Un material que forma una primera capa, adyacente a la capa gradiente, de una estructura de capas de revestimiento es depositado sobre la capa gradiente, en la que la primera capa de la estructura de revestimiento tiene correspondencia estructural con el material gradiente. La capa gradiente puede ser depositada asimismo de manera que la superficie de la capa rica en cromo forma un material que tiene una correspondencia estructural con el material gradiente.

El metodo comprende ademas etapas para dotar de propiedades al dispositivo de implante medico, como se ha descrito anteriormente.

Breve descripci6n de los dibujos

La invenci6n se explicara con mas detalle en la siguiente descripci6n, haciendo referencia a las figuras adjuntas, en las que:

las figuras 1A a 1C muestran realizaciones ilustrativas de dispositivos medicos con superficies disenadas de acuerdo con la invenci6n;

las figuras 2A a 2H muestran una realizaci6n ilustrativa de un metodo para proporcionar dispositivos medicos con superficies disenadas de acuerdo con la invenci6n.

Descripci6n detallada

Perspectiva general de la estructura de capas disenada

La invenci6n proporciona una mejora para implantes medicos, componentes de implantes medicos o instrumentos medicos que comprenden un sustrato metalico cubierto con una estructura de capas de revestimiento. Dicho dispositivo medico puede estar basado, por ejemplo, en un sustrato metalico con una aleaci6n con base de cobaltocromo (CoCr) que esta provista de una estructura de capas de revestimiento. La estructura de capas de revestimiento puede comprender una unica capa ceramica mas exterior de, por ejemplo, boronitruro de titanio (TiBN), 6xidos tales como 6xido de aluminio (Al2O3) y 6xido de zirconio (ZrO2) o carbonitruros de titanio (TiCN) y/o

circonio (ZrCN). La estructura de capas de revestimiento puede comprender alternativamente una estructura multicapa, por ejemplo con una o mas capas intermedias que comprenden, por ejemplo carbonitruro de titanio (TiCN) y una capa ceramica mas exterior tal como 6xido de aluminio (Al2O3). Para impedir que estas clases de estructuras de capas de revestimiento se agrieten y se desprendan incluso despues de un uso prolongado, una estructura de uni6n se anade entre el sustrato y la estructura de capas de revestimiento. De acuerdo con la invenci6n, se forma por ello una estructura de capas disenada en la que esta dispuesto un gradiente mejorado de dureza y de propiedades estructurales. Esto tiene el efecto de que se consigue mejor adherencia entre el sustrato y la estructura de capas de revestimiento y, como consecuencia, el implante o instrumento medico esta provisto de resistencia mejorada al desgaste y menor riesgo de agrietamiento y desprendimiento.

En este contexto, se supone que se comprende que una nomenclatura qufmica tal como TiCN es igual a TixCyNz, es decir, representa un material que puede tener diferentes relaciones estequiometricas respecto a sus atomos constituyentes.

La figura 1A ilustra un dispositivo medico con una estructura superficial en capas disenada, comprendiendo el dispositivo medico un sustrato metalico 2, una estructura multicapa de capas de revestimiento 5, que comprende una primera capa intermedia 6, una segunda capa intermedia 8 y una capa ceramica mas exterior 10, y una estructura de uni6n 4 entre el sustrato metalico 2 y la estructura 5 de capas de revestimiento. La figura 1B ilustra un dispositivo medico con una superficie alternativamente disenada, comprendiendo el dispositivo medico un sustrato metalico 2, siendo una unica estructura en capas de capas de revestimiento 5 una capa ceramica mas exterior 10, y una estructura de uni6n 4 entre el sustrato metalico 2 y la estructura de capas de revestimiento 5.

En resumen, el sustrato metalico 2 es el material de base del implante o el instrumento medico, o de una parte o un componente del implante o el instrumento medico. El mismo comprende un metal o una aleaci6n metalica, preferentemente con propiedades qufmicas y mecanicas que son adecuadas para implantes o instrumentos medicos, por ejemplo una aleaci6n con base de cobalto-cromo (CrCo) o acero inoxidable.

La estructura de uni6n 4 es depositada en la parte de arriba del sustrato antes de la adici6n posterior de la capa o capas intermedias opcionales y/o la capa mas exterior 10. La misma proporciona una transici6n uniforme de propiedades mecanicas y/o estructurales entre el sustrato metalico 2 y la capa o capas que estan mas pr6ximas a la superficie. La estructura de uni6n 4 tiene una dureza que se encuentra entre la dureza del sustrato metalico 2 y la estructura de capas de revestimiento 5. Tiene asimismo una semejanza estructural al sustrato metalico 2 y/o la capa mas adyacente de la estructura de capas de revestimiento 5, proporcionando por ello una concordancia estructural entre las capas y funcionando como un pegamento.

Estas propiedades se consiguen por el diseno de la estructura de uni6n 4, mostrada en la figura 1C, que comprende una capa rica en cromo 4A y un gradiente de composici6n 4Aii/4B con proporciones crecientes de un material que tiene correspondencia estructural con la capa mas adyacente de la estructura de capas de revestimiento. Cualquier estructura de capas unica o multiple que tenga una capa ceramica mas exterior 10 adecuada puede ser depositada en la parte de arriba de la estructura de uni6n.

La capa mas exterior 10 dota a una superficie de las propiedades tribol6gicas y qufmicas necesarias que el implante

o instrumento medico necesitan, es decir, desde el punto de vista de la dureza, la resistencia al desgaste, la resistente a la corrosi6n y la biocompatibilidad. En particular, proporciona una superficie muy dura y resistente al desgaste. En diferentes realizaciones ilustrativas, la capa mas exterior comprende 6xido de aluminio (Al2O3), 6xido de zirconio (ZrO2), carbonitruro de zirconio (ZrCN), nitruro de titanio-boro (TiBN), carbonitruro de titanio (TiCN) o combinaciones de los mismos.

La capa o capas intermedias 6, 8 opcionales en la realizaci6n mostrada en las figuras 1A y 1C, estan concebidas para proporcionar una transici6n uniforme de dureza o de otras propiedades mecanicas o qufmicas entre el sustrato metalico 2 o la estructura de uni6n 4 y la capa mas exterior 10. La capa o capas intermedias pueden comprender, por ejemplo, nitruros intermetalicos o carbonitruros intermetalicos, tales como carbonitruro de titanio (TiCN) o carbonitruro de zirconio (ZrCN) o combinaciones de los mismos.

La estructura superficial en capas disenada del dispositivo medico de la presente invenci6n puede cubrir completa o parcialmente la superficie del dispositivo medico. Tfpicamente, la estructura de capas disenada esta concebida sobre superficies que estan expuestas a cargas elevadas y a mucho desgaste abrasivo, por ejemplo superficies de apoyo que estan configuradas para articularse o moverse contra otras superficies, o superficies que tienen que ser resistentes a la corrosi6n.

Procedimiento para disponer una estructura de uni6n en una estructura de capas disenada

La estructura superficial en capas disenada se consigue mediante un procedimiento segun la presente invenci6n, mostrandose esquematicamente una realizaci6n en las figuras 2A a 2G. El procedimiento comprende aplicar una estructura en capas a un sustrato metalico mediante un metodo adecuado, incluyendo deposici6n qufmica en fase vapor (CVD), deposici6n ffsica en fase vapor (PVD) y/o deposici6n mediante pulverizaci6n termica. Preferentemente, las capas respectivas son depositadas mediante CVD, denominada asimismo "chapado por gas" o "chapado por

vapor". El procedimiento da como resultado una estructura superficial disenada con un grosor total de aproximadamente un maximo de 20 Im, por ejemplo de 5 a 10 Im. Las capas diferentes comprenden compuestos directamente obtenidos del procedimiento de deposici6n y sus reacciones qufmicas, asf como las capas de transici6n entre las mismas, que resultan de reacciones y difusi6n mas indirectas durante el procedimiento. Las capas diferentes y las capas de transici6n proporcionan un alto grado de compatibilidad y adherencia entre el sustrato y las capas respectivas, dando como resultado una superficie que es capaz de soportar la separaci6n incluso bajo cargas pesadas y articulaci6n repetida con relaci6n a la capa mas exterior.

La expresi6n "sustrato metalico" hace referencia al material o a la estructura mediante el cual esta realizado o conformado una parte sustancial o el nucleo del implante o el instrumento medico. El mismo puede constituir todo o casi todo el dispositivo medico, o puede ser una parte o un componente del dispositivo medico, en la que el resto del dispositivo medico comprende algun otro material. El sustrato metalico 2 comprende un metal o una aleaci6n metalica, preferentemente con propiedades qufmicas y mecanicas que son adecuadas para implantes o instrumentos medicos. Por ejemplo, el mismo deberfa ser ductil, para disminuir el riesgo de fractura debido a la fragilidad, y/o resistente a la corrosi6n. Ademas, el mismo es preferentemente biocompatible (es decir, no es t6xico ni alergenico) y tiene caracterfsticas de firmeza y fatiga apropiadas. El sustrato 2 deberfa comprender, asimismo preferentemente y como en la mayorfa de las realizaciones, al menos trazas de carbono. Los sustratos metalicos 2 a tftulo de ejemplo incluyen aleaciones con base de cobalto, acero inoxidable, titanio o aleaciones con base de titanio, circonio o aleaciones con base de circonio. En una realizaci6n preferente de la presente invenci6n, el sustrato metalico 2 comprende acero inoxidable o una aleaci6n metalica con base de cobalto (Co) tal como una aleaci6n con base de cobalto-cromo (CoCr) o una aleaci6n con base de cobalto-cromo-molibdeno (CoCrMo). Las aleaciones adecuadas incluyen aleaciones fundidas, forjadas y laminadas de cobalto 28-cromo 6-molibdeno (Co28Cr6Mo) tales como ASTM F75-01, ASTM F799-02 y ASTM F1537-00.

La estructura de uni6n 4 esta adherida a la parte o partes de la superficie del sustrato metalico en la que se desea la estructura de capas disenada. La misma proporciona una transici6n uniforme de propiedades mecanicas y/o estructurales entre el sustrato metalico 2 y la estructura de capas de revestimiento 5. La dureza de la estructura de uni6n 4 aumenta considerada desde la zona mas pr6xima al sustrato metalico 2 hacia la zona mas pr6xima a la estructura de capas de revestimiento 5. La estructura de uni6n comprende una capa depositada en la parte de arriba del sustrato metalico, que es rica en cromo (Cr) o en compuestos con base de cromo tales como carburo de cromo (CrC) o carbonitruro de cromo (CrCN). En realizaciones diferentes, la zona rica en cromo 4A forma una unica capa rica en cromo, o alternativa y preferentemente una serie 4Ai, 4Aii de capas delgadas de compuestos de cromo tales como carburo de cromo (CrC) y carbonitruro de cromo (CrCN).

La estructura de uni6n 4 esta concebida con una capa gradiente 4Aii/4B que tiene un gradiente de composici6n que comprende, considerado desde el sustrato hacia la superficie, proporciones decrecientes de las sustancias ricas en cromo y proporciones crecientes de un material gradiente 4B que tiene correspondencia estructural con la siguiente capa mas adyacente, que viene a continuaci6n en la estructura de capas de revestimiento. Tal material pueden ser, por ejemplo, carburos, nitruros o carbonitruros intermetalicos tales como carbonitruro de titanio (TiCN) o carbonitruro de zirconio (ZrCN).

La estructura de uni6n esta concebida de manera que tiene una correspondencia estructural con el sustrato metalico 2 y/o la capa mas adyacente de la estructura de capas de revestimiento 5. La estructura de uni6n proporciona por ello una concordancia estructural entre las capas, lo que aumenta la adherencia entre las mismas. Por ejemplo, el carbono se difunde desde el sustrato hasta la estructura de uni6n y genera por ello una estructura que comprende carbono que esta integrada con el sustrato. La difusi6n de carbono da como resultado asimismo que la dureza es creciente gradualmente desde el sustrato y hacia fuera a traves de la capa de uni6n. Ademas, los materiales respectivos en la estructura de uni6n y al menos la capa mas adyacente de la estructura de capas de revestimiento son estructuralmente similares.

En este contexto, se entiende por correspondencia o similitud estructural que los materiales, por ejemplo, tienen similares parametros del eje de celda, es decir, que tienen similares posiciones de los atomos en las celdas unitarias de las estructuras cristalinas, aunque el tamano de las celdas unitarias puede variar segun el tamano de los atomos. Los materiales pueden ser ademas qufmicamente similares o compatibles, es decir, tener estructura at6mica similar y propiedades at6micas similares, de tal manera que los atomos en uno de los materiales se pueden intercambiar con los atomos del otro material, sin alterar los parametros de la estructuras o las celdas y seguir manteniendo sustancialmente las propiedades qufmicas y mecanicas del material. A traves de estas caracterfsticas, los materiales no se separaran en fases, sino mas bien formaran una disoluci6n s6lida. Adicionalmente o como consecuencia de la correspondencia o similitud estructural, los materiales respectivos tienen usualmente propiedades ffsicas y mecanicas similares, es decir, presentan, por ejemplo, dureza, m6dulo de elasticidad y/o coeficiente de expansi6n termica similares.

La estructura de uni6n 4 se produce mediante un procedimiento que esta ilustrado esquematicamente en las figuras 2A a 2F. La capa rica en cromo 4A de la estructura de uni6n 4 es depositada en la parte de arriba de la superficie del sustrato metalico utilizando, por ejemplo, deposici6n qufmica en fase vapor (CVD) (figura 2A). Como un ejemplo, una mezcla gaseosa de un halogenuro de cromo, tal como cloruro de cromo (CrCl3), e hidr6geno (H2), se hace entrar en

una camara en la que esta situado el sustrato metalico. La temperatura puede variar desde 800oC hasta 1.100oC y deberfa estar por debajo del punto de fusi6n del metal de enlace del sustrato. La reacci6n qufmica en este ejemplo es: 2CrCl3 + 3H2 • 2Cr + 6HCl. El cromo sera depositado en la parte de arriba del sustrato metalico, mientras que el acido clorhfdrico (HCl) se bombea hacia fuera de la camara. Esto va seguido, en una realizaci6n, por un tratamiento termico en una temperatura, por ejemplo, del orden de 900oC durante un perfodo preferentemente del orden de 24 horas.

Si el sustrato metalico comprendiera trazas de carbono, una capa delgada (de 0,1 a 2 Im), una primera capa de cromo compuesta 4Ai, de carburo de cromo (CrC) estara formada, en la mayorfa de las realizaciones y preferentemente, mas pr6xima al sustrato, a traves de difusi6n de carbono desde el sustrato metalico hacia dentro de la capa rica en cromo (figuras 2B y 2C).

Sobre la parte superior de la capa rica en cromo 4A esta depositado un material gradiente 4B que se asemeja estructuralmente a la siguiente capa mas adyacente, que viene a continuaci6n de la estructura de capas de revestimiento (figura 2D). Como una alternativa ilustrativa, carbonitruro de titanio (TiCN) esta depositada en la parte de arriba de la capa rica en cromo de la estructura de uni6n, preferentemente mediante deposici6n qufmica en fase vapor (CVD). Una mezcla gaseosa de un halogenuro de titanio, tal como cloruro de titanio (TiCl4), y gases que comprenden carbono y nitr6geno, se pueden hacer entrar en una camara en la que esta situado el dispositivo medico. La temperatura puede variar desde aproximadamente 800oC hasta aproximadamente 900oC y es, en una realizaci6n preferente, 850oC.

Los gases que comprenden carbono y nitr6geno reaccionaran inicialmente en esta etapa con el cromo de la estructura de uni6n, creando por ello una capa, una segunda capa de compuesto de cromo 4Aii, de carbonitruro de cromo (CrCN) sobre la superficie (figura 2E). Por ello, la zona rica en cromo forma una serie de dos capas de compuesto de cromo que comprenden CrC 4Ai y CrCN 4Aii, respectivamente. Cuando el procedimiento avanza, el cloruro de titanio (TiCl4) comenzara a reaccionar con el carbono y el nitr6geno. Sera depositado inicialmente carbonitruro de titanio (TiCN) 4B junto con el carbonitruro de cromo (CrCN) 4Aii, creando una zona, denominada en esta ocasi6n una capa gradiente 4Aii/B en la que las dos sustancias estan entremezcladas (figura 2F). El procedimiento continua, en una realizaci6n, hasta que se forma s6lo o sustancialmente s6lo carbonitruro de titanio (TiCN), creando por ello la zona mas exterior de la estructura de uni6n que comprende s6lo o sustancialmente s6lo carbonitruro de titanio 4B. En otra realizaci6n, el procedimiento se detiene mas pronto, produciendo grados variables de carbonitruro de titanio(TiCN) en la zona mas exterior de la estructura de uni6n. Ya que los carbonitruros intermetalicos tienen propiedades estructurales y mecanicas correspondientes en la transici6n desde CrCN hasta TiCN, con un gradiente de composici6n que comprende una mezcla de las dos sustancias, existira una adherencia apretada en dicha transici6n.

Como consecuencia, la estructura de uni6n 4 formara de esta manera un gradiente de composici6n que comprende, partiendo de la zona mas pr6xima al sustrato metalico y hacia fuera; una zona rica en cromo 4A, posiblemente en forma de carburo de cromo (CrC) 4Ai y carbonitruro de cromo (CrCN) 4Aii, una capa gradiente 4Aii/B que comprende carbonitruro de cromo (CrCN) y carbonitruro de titanio (TiCN) entremezclados, y una zona 4B de carbonitruro de titanio (TiCN).

La estructura de uni6n rica en cromo 4 descrita en la realizaci6n ilustrada de la presente invenci6n proporciona de esta manera un gradiente de transici6n mejorado de propiedades qufmicas, materiales y mecanicas entre el sustrato 2 y las capas exteriores. La estructura de uni6n 4 tiene preferentemente un grosor de aproximadamente 1 a 5 Im. La capa 4Ai rica en cromo, o de carburo de cromo (CrC), sirve como puente entre el sustrato subyacente 2 que comprende carbono y el carbonitruro de cromo (CrCN) 4Aii por encima. La estructura del carbonitruro de cromo (CrCN) se asemeja, a su vez, a la estructura de la capa 4B intermedia de carbonitruro de titanio (TiCN) por encima, sirviendo por ello como puente o pegamento entre la capa rica en cromo, o de carburo de cromo (CrC) y la capa de carbonitruro de titanio (TiCN). Este gradiente de transici6n de propiedades qufmicas, estructurales y mecanicas mejora la adherencia entre las capas respectivas y contribuye por ello a hacer la superficie multicapa disenada mas resistente al agrietamiento, desprendimiento y desgaste.

El sustrato metalico 2 con la estructura de uni6n 4 servira a continuaci6n como base sobre cuya parte superior puede ser depositada una estructura de capas de revestimiento 5 que comprende una capa ceramica mas exterior

10. Por ejemplo, una estructura de capas de revestimiento 5 que comprende varias capas, incluyendo una capa ceramica mas exterior 10, puede ser depositada en la parte de arriba de la estructura de uni6n 4, como se ilustra esquematicamente en la figura 2G. Alternativamente, una capa ceramica mas exterior 10 puede ser depositada directamente en la parte de arriba de la estructura de uni6n 4, como se ilustra esquematicamente en la figura 2H.

La capa que es mas adyacente a la estructura de uni6n 4 deberfa comprender un material que tiene correspondencia estructural con el material de la zona mas exterior de la estructura de uni6n 4.

Ejemp/os de estructuras en capas de capas de revestimiento

La estructura de capas de revestimiento 5 puede comprender una o mas capas intermedias 6, 8, cuyo objetivo es proporcionar ademas una transici6n uniforme y una adherencia satisfactoria entre el sustrato metalico y la capa mas

exterior. La capa o capas intermedias 6, 8 deberfan comprender preferentemente de esta manera un material que tiene una o mas propiedades mecanicas, qufmicas o ffsicas (por ejemplo, dureza, estructura cristalina, m6dulo de elasticidad y/o compatibilidad qufmica) que son intermedias entre las propiedades correspondientes del sustrato metalico 2 y la capa mas exterior 10 y/o entre las propiedades correspondientes de la estructura de uni6n 4 y la capa mas exterior 10. La misma proporcionara adicionalmente por ello, ademas de la estructura de uni6n 4, un gradiente de transici6n de dichas propiedades, y proporcionara asimismo por ello un nivel aumentado de adherencia entre el sustrato metalico 2 y la capa mas exterior 10.

Por ejemplo, en el documento de patente US 20070078521 A1, de DePuy, se han descrito ejemplos de capas intermedias y estructuras de capas de revestimiento. En realizaciones en las que una capa intermedia 6 esta dispuesta en contacto directo con la estructura de uni6n 4, la capa intermedia 6 comprende un material que tiene correspondencia estructural con la estructura de uni6n 4. La capa intermedia 6, 8 puede ser aplicada a la estructura de uni6n 4 mediante cualquier metodo adecuado, por ejemplo, deposici6n qufmica en fase vapor (CVD), deposici6n ffsica en fase vapor (PVD) o deposici6n mediante pulverizaci6n termica (por ejemplo, pulverizaci6n de plasma), para cualquier grosor adecuado que corresponde a las propiedades mecanicas, qufmicas o ffsicas deseadas. El grosor de la capa intermedia puede variar entre 0,001 y 10 Im, y esta preferentemente en el intervalo de 0,4 a 1 Im.

Como un ejemplo, en una aplicaci6n de la presente invenci6n, una estructura de capas de revestimiento que tiene una capa intermedia 6 que comprende carbonitruro de titanio (TiCN) puede estar aplicada, por ejemplo, directamente a la estructura de uni6n 4. Como continuaci6n a la realizaci6n anteriormente ilustrada, el carbonitruro de titanio (TiCN) de la capa intermedia 6 puede estar aplicada como un elemento continuo del procedimiento CVD anteriormente descrito, posiblemente modificando la temperatura u otros parametros del procedimiento, para formar una capa mas gruesa de carbonitruro de titanio (TiCN), por ejemplo una capa con un grosor de aproximadamente 0,4 a 1 Im.

La capa mas exterior 10 esta aplicada sobre la capa o capas intermedias. El objetivo de la capa mas exterior 10 es proporcionar una superficie que es firme y resistente al desgaste y, ademas, es biocompatible, qufmicamente inerte y resistente a la corrosi6n. La capa mas exterior 10 comprende un material ceramico, tal como se ha mostrado anteriormente, con un grosor adecuado para proporcionar las mencionadas propiedades mecanicas y qufmicas deseadas. El grosor puede variar entre 0,001 y 10 Im y, en general, esta preferentemente en el intervalo de 0,5 a 10 Im. La capa mas exterior 10 puede ser aplicada a la capa intermedia, o directamente sobre la estructura de uni6n, mediante cualquier metodo adecuado, por ejemplo, deposici6n qufmica en fase vapor (CVD), deposici6n ffsica en fase vapor (PVD) o deposici6n mediante pulverizaci6n termica (por ejemplo, pulverizaci6n de plasma).

La capa mas exterior 10 puede comprender, por ejemplo 6xido de aluminio (Al2O3), denominado asimismo alumina, en fase alfa o �appa (fase a o fase K), preferentemente en fase a. La misma se puede aplicar preferentemente en la parte de arriba de una capa intermedia de, por ejemplo, carbonitruro de titanio (TiCN), formando por ello una estructura multicapa de capas de revestimiento. El 6xido de aluminio (Al2O3) puede ser depositado en la parte de arriba del carbonitruro de titanio (TiCN) utilizando, por ejemplo, CVD o PVD o tecnicas de revestimiento similares en sf mismas conocidas. En una realizaci6n preferente, el 6xido de aluminio (Al2O3) es depositado mediante CVD. El grosor de la capa mas exterior de 6xido de aluminio (Al2O3) esta preferentemente en el intervalo de 0,5 a 10 Im. La dureza de la capa mas exterior de 6xido de aluminio (Al2O3) es, aproximadamente, del orden de 30 GPa.

En una aplicaci6n alternativa de la presente invenci6n, la capa mas exterior 10 esta depositada directamente sobre la parte superior de la estructura de uni6n 4. Por ejemplo, 6xido de zirconio (ZrO2) puede ser depositado directamente sobre una estructura de uni6n que comprende carbonitruro de zirconio (ZrCN) como material gradiente 4B, utilizando, por ejemplo, CVD o PVD o tecnicas de revestimiento similares en sf mismas conocidas, preferentemente mediante CVD. El grosor de la capa mas exterior de 6xido de zirconio (ZrO2) esta preferentemente en el intervalo de 0,5 a 10 Im, produciendo una dureza de aproximadamente 15 GPa.

La capa mas exterior puede estar ademas opcionalmente tratada superficialmente mediante, por ejemplo, chorreado, pulido, cepillado o pulido qufmico-mecanico.

La invenci6n se puede aplicar, como se ha descrito, a instrumentos medicos o a sus componentes. En una realizaci6n preferente, el sustrato metalico 2 de dicho instrumento medico comprende acero inoxidable. En particular, dicho instrumento medico o sus componentes comprenden un sustrato metalico 2 de acero inoxidable, con una estructura de capas de revestimiento 5 dispuesta sobre su superficie, en el que la estructura de capas de revestimiento 5 comprende al menos la capa mas exterior 10 de un material ceramico. Una estructura de uni6n 4 esta depositada entre el sustrato metalico 2 y la estructura de capas de revestimiento 5. La misma comprende una capa rica en cromo 4A que esta depositada sobre la superficie 2 del sustrato metalico y tiene una mayor concentraci6n de cromo que el sustrato metalico. La estructura de uni6n 4 comprende asimismo una capa gradiente 4Aii/4B que tiene un gradiente de composici6n desde la capa rica en cromo 4A hacia la superficie del dispositivo que suministra proporciones crecientes de un material gradiente 4B que tiene correspondencia estructural con la capa de la estructura de capas de revestimiento 5 que es mas adyacente a la estructura de uni6n 4.

Claims (24)

1. REIVINDICACIONES

   1. Un dispositivo de implante medico o sus componentes, que comprende:

   a) un sustrato metalico (2) que tiene una superficie;

   b) una estructura de capas de revestimiento (5) dispuesta sobre el sustrato y que tiene la capa mas exterior

   (10) de un material ceramico;

   c) una estructura de uni6n (4) depositada entre el sustrato metalico y la estructura de capas de revestimiento, que comprende cromo;

   caracterizado porque

   dicha estructura de uni6n comprende una capa rica en cromo (4A) depositada sobre la superficie del sustrato metalico y que tiene una mayor concentraci6n de cromo que el sustrato metalico; y porque

   dicha estructura de uni6n comprende ademas una capa gradiente (4Aii/B) que tiene un gradiente de composici6n que comprende, considerado desde la capa rica en cromo (4A) hacia la superficie del dispositivo, proporciones decrecientes del cromo y proporciones crecientes de un material gradiente (4B) que tiene correspondencia estructural con el material de la estructura de capas de revestimiento que es mas adyacente a la estructura de uni6n.

2. 2.

   El dispositivo de implante medico segun la reivindicaci6n 1, en el que el material gradiente (4B) de la estructura de uni6n (4) tiene ademas correspondencia estructural con la capa rica en cromo (4A).

3. 3.

   El dispositivo de implante medico segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sustrato metalico (2) comprende una aleaci6n que comprende carbono.

4. 4.

   El dispositivo de implante medico segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la capa rica en cromo (4A) de la estructura de uni6n comprende carburo de cromo, CrC, carbonitruro de cromo, CrCN, y/o nitruro de cromo, CrN.

5. 5.

   El dispositivo de implante medico segun la reivindicaci6n anterior, en el que la capa rica en cromo (4A) de la estructura de uni6n comprende una primera capa de compuesto de cromo (4Ai) de carburo de cromo, CrC, y una segunda capa de compuesto de cromo (4Aii) de carbonitruro de cromo, CrCN.

6. 6.

   El dispositivo de implante medico segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material gradiente (4B) de la estructura de uni6n comprende una selecci6n de carburos intermetalicos, nitruros intermetalicos

   o carbonitruros intermetalicos, tales como carbonitruro de titanio, TiCN, o carbonitruro de zirconio, ZrCN.

7. 7.

   El dispositivo de implante medico segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grosor de la estructura de uni6n (4) esta comprendido en el intervalo de 1 a 5 Im.

8. 8.

   El dispositivo de implante medico segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sustrato metalico (2) comprende una aleaci6n con base de cobalto, por ejemplo una aleaci6n con base de cobalto-cromo, o acero inoxidable.

9. 9.

   El dispositivo de implante medico segun la reivindicaci6n 1, en el que la capa mas exterior (10) comprende un material ceramico seleccionado a partir del grupo de 6xido de aluminio, Al2O3, 6xido de zirconio, ZrO2, carbonitruro de titanio, TiCN, carbonitruro de zirconio, ZrCN, o boronitruro de titanio, TiBN, o una combinaci6n de los mismos.

10. 10.

    El dispositivo de implante medico segun la reivindicaci6n 9, en el que la capa mas exterior (10) comprende 6xido de aluminio en fase a o en fase K, Al2O3.

11. 11.

    El dispositivo de implante medico segun la reivindicaci6n 9 6 10, en el que el grosor de la capa mas exterior (10) esta comprendido en el intervalo de 0,5 a 10 Im.

12. 12.

    El dispositivo de implante medico segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura de capas de revestimiento (5) comprende ademas una capa intermedia (6) entre la estructura de uni6n y la capa mas exterior, estando la capa intermedia en contacto directo con la estructura de uni6n.

13. 13.

    El dispositivo de implante medico segun la reivindicaci6n anterior, en el que la capa intermedia (6, 8) comprende un material seleccionado a partir del grupo constituido por nitruros intermetalicos o carbonitruros intermetalicos, tales como carbonitruro de titanio, TiCN, o carbonitruro de zirconio, ZrCN, o combinaciones de los mismos.

14. 14.

    El dispositivo de implante medico segun la reivindicaci6n 12 6 13, en el que el grosor de la capa intermedia (6, 8) esta comprendido en el intervalo de 0,1 a 10 Im y es preferentemente del orden de 5 Im.
15. 15. El dispositivo de implante medico segun las reivindicaciones 12 a 14, en el que:

    a) el sustrato metalico (2) comprende una aleaci6n con base de cobalto o acero inoxidable, que tiene un contenido en carbono y que tiene una superficie;

    b) la estructura de capas de revestimiento (5) dispuesta sobre el sustrato tiene una capa intermedia (6) que comprende carbonitruro de titanio, TiCN, y la capa mas exterior (10) que comprende 6xido de aluminio, Al2O3;

    c) dicha estructura de uni6n (4) comprende una capa gradiente (4Aii/B) que tiene un gradiente de composici6n desde la capa rica en cromo (4A) hacia la superficie del dispositivo, que suministra proporciones crecientes de carbonitruro de titanio, TiCN (4B).

16. 16.

    El dispositivo de implante medico segun la reivindicaci6n 15, en el que la capa rica en cromo (4A) comprende una primera capa de compuesto de cromo (4Ai) de carburo de cromo, CrC, y una segunda capa de compuesto de cromo (4Aii) de carbonitruro de cromo, CrCN.

17. 17.

    Un metodo para proporcionar un dispositivo de implante medico o sus componentes, comprendiendo el metodo:

    a) proporcionar un dispositivo de implante medico o sus componentes, que comprenden un sustrato metalico

    (2) que tiene una superficie;

    b) depositar cromo, a una temperatura en el intervalo de 800oC a 1.100oC, sobre al menos una parte de la superficie del sustrato metalico, creando por ello una capa rica en cromo (4A) sobre la superficie del sustrato metalico (2);

    c) depositar sobre la capa rica en cromo (4A) una capa gradiente (4Aii/B) de una composici6n de materiales de tal manera que aparecen proporciones crecientes de un material gradiente (4B) hacia el exterior de la capa rica en cromo (4A);

    d) depositar sobre la capa gradiente (4Aii/4B) un material que forma una primera capa de una estructura de capas de revestimiento (5) adyacente a la capa gradiente (4Aii/4B), teniendo dicha primera capa de la estructura de revestimiento correspondencia estructural con el material gradiente (4B).

18. 18.

    El metodo segun la reivindicaci6n 17, en el que la capa gradiente (4Aii/4B) es depositada de tal manera que la superficie de la capa rica en cromo (4A) forma un material que tiene una correspondencia estructural con el material gradiente (4B).

19. 19.

    El metodo segun las reivindicaciones 17 y 18, en el que el sustrato metalico (2) comprende una aleaci6n que tiene un contenido en carbono.

20. 20.

    El metodo segun las reivindicaciones 17 a 19, en el que la capa rica en cromo (4A) forma carburo de cromo, CrC, carbonitruro de cromo, CrCN, y/o nitruro de cromo, CrN.

21. 21.

    El metodo segun la reivindicaci6n 20, en el que la capa rica en cromo (4A) forma una primera capa de compuesto de cromo (4Ai) de carburo de cromo, CrC, y una segunda capa de compuesto de cromo (4Aii) de carbonitruro de cromo, CrCN.

22. 22.

    El metodo segun las reivindicaciones 18 a 21, en el que el material gradiente (4B) comprende una selecci6n de carburos intermetalicos, nitruros intermetalicos o carbonitruros intermetalicos, tales como carbonitruro de titanio, TiCN, o carbonitruro de zirconio, ZrCN.

23. 23.

    El metodo segun las reivindicaciones 18 a 22, en el que el sustrato metalico (2) comprende una aleaci6n con base de cobalto, por ejemplo una aleaci6n con base de cobalto-cromo, o acero inoxidable.

24. 24.

    Un dispositivo de implante medico proporcionado por el metodo segun las reivindicaciones 18 a 23.