Erforschung Ti-Co-basierter, bioaktiver Auftraglötschichten auf oxidischen Hochleistungskeramiken in der Medizintechnik

Abstract

Der Bedarf an Prothesen und Implantaten aus Biomaterialien nimmt infolge des steigenden Menschenalters stetig zu. Bei Biomaterialien, z. B. bei Hüft‐ oder Gelenkprothesen, die im direkten Kontakt mit dem Organismus stehen, wird nicht nur die mechanische Belastbarkeit gefordert, sondern auch die Verträglichkeit der Substanzen im Körper sowie die Fähigkeit zum Knochenaufbau. Um dies zu ermöglichen, wurden in einem neuen Lösungsansatz dünnwandige, bioaktive Beschichtungen von oxidischen Hochleistungskeramiken (Al2O3) aus Ti–Co‐basierten Legierungen durch Auftraglöten hergestellt. Das Verfahren bietet in diesem Fall eine wirtschaftliche und gleichzeitig technologisch einfache Beschichtungsart von Bauteilen. Die biokompatible Beschichtung wurde mit bioaktiven Partikeln auf Bioglas‐ und Calciumphosphat‐Basis versetzt, um den Knochenaufbau anzuregen. Die Reaktionen zwischen den bioaktiven Additiven und den Lotlegierungen sowie das jeweilige Schmelzverhalten wurden thermoanalytisch untersucht. Die Ausprägung des mit bioaktiven Additiven angereicherten Lötgutes wurde metallographisch analysiert. Die Kombination aus drei bioaktiven Additiven und zwei Lotlegierungen wurden hinsichtlich des Schmelzverhaltens und der Porosität analysiert und die Lötprozessparameter schrittweise optimiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kombination von z. B. Calciumphosphat und Ti–Co‐Legierungen erfolgreich die Anforderungen für eine definiert poröse, biokompatible Auftraglötschicht erfüllt.