implantaten und Aufbau - BEGO
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Originalia – Werkstoffk<strong>und</strong>e<br />
5<br />
Die Korrosion <strong>und</strong> auch eine mögliche biologische<br />
Wirkung eines galvanischen Elements<br />
hängen von der Menge der pro Zeiteinheit in<br />
Lösung gehenden Metallionen ab. Diese wird<br />
nicht vom Potenzialunterschied, sondern durch<br />
den Kurzschlussstrom bestimmt, sodass im<br />
Folgenden die berechneten Kurzschlussstromdichten<br />
anhand der in Tab. 3 dargestellten<br />
Werte diskutiert werden.<br />
Die geringste Stromdichte wurde sowohl bei<br />
der Salzlösung als auch bei der Korrosionslösung<br />
zwischen dem Titan-Implantat <strong>und</strong> dem<br />
CoCr-<strong>Aufbau</strong> festgestellt. Offensichtlich hat der<br />
pH-Wert auf die Korrosion der CoCr-Legierung<br />
im Gegensatz zu den anderen <strong>Aufbau</strong>materialien<br />
keinen nennenswerten Einfluss. Kulmburg<br />
(2006) berichtet, dass Korrosionsströme der<br />
Paarung Reintitan-CoCrMoNb um den Faktor<br />
10 bis 100 kleiner ausfallen als die Paarung<br />
Reintitan/hochgoldhaltige Legierung, was mit<br />
den Ergebnissen unserer Messungen gut übereinstimmt<br />
[4].<br />
Der unerwartete Potenzialunterschied <strong>und</strong> der<br />
Stromfluss zwischen dem Titan-Implantat <strong>und</strong><br />
dem Titan-<strong>Aufbau</strong> lassen sich vermutlich auf<br />
Unterschiede im Metallgefüge zurückführen.<br />
So sind sowohl die Oberfläche des <strong>Aufbau</strong>s als<br />
auch die des Implantates gestrahlt <strong>und</strong> damit<br />
nicht mehr homogen, da das Strahlen eine gewisse<br />
Druckspannung in der Metalloberfläche<br />
erzeugt [3]. Mechanische Spannungen können<br />
prinzipiell das Korrosionsverhalten von Metallen<br />
verändern, in der Regel weisen die verformten<br />
Gebiete eine höhere Korrosionsanfälligkeit<br />
auf [1]. Für Inhomogenitäten spricht auch, dass<br />
die Titan-<strong>Aufbau</strong>ten sowohl edler als auch unedler<br />
als die Implantatoberflächen in der NaCl-<br />
Lösung bei einem pH-Wert von 6,0 reagiert haben.<br />
Erst bei einem niedrigeren pH-Wert nach<br />
Milchsäurezusatz reagierten die Titan-<strong>Aufbau</strong>ten<br />
einheitlich unedler. Das Material des Co-<br />
CrMo-<strong>Aufbau</strong>s ist weitaus härter als das des<br />
Titan-<strong>Aufbau</strong>s. Messungen mit einem Vickers-<br />
Härteprüfgerät (CV-400DAT, CV-Instruments,<br />
Maastricht, Niederlande) ergaben unter 500 g<br />
Last Werte von 420 +/– 10 HV bzw. 320 +/– 10 HV.<br />
Es könnte sein, dass der CoCrMo-<strong>Aufbau</strong> wegen<br />
seiner höheren Härte beim Strahlen weniger in<br />
seiner Oberfläche verändert worden ist als die<br />
weichere Titan-Oberfläche <strong>und</strong> so die Streuung<br />
der Messwerte für diesen Legierungstyp kleiner<br />
ist.<br />
Bezüglich der Korrosionsströme ist in unserer<br />
Untersuchung die Paarung Titanimplantat mit<br />
dem CoCrMo-<strong>Aufbau</strong> die günstigste Kombination.<br />
Die gestrahlte Oberfläche der CoCrMo-Legierung<br />
hat ebenso wie in der Untersuchung<br />
von Kulmburg an einer CoCrMoNb-Legierung<br />
edler reagiert als die Titan-Oberfläche des Implantats.<br />
Nur für den Fall des niedrigeren pH-<br />
Abb. 1 Implantat mit abgedichteter<br />
Verbindungsstelle.<br />
Abb. 3 Die Halbelemente wurden mittels<br />
einer Salzbrücke zu einem galvanischen Element<br />
verb<strong>und</strong>en. Als Salzbrücke diente ein Kunststoffschlauch,<br />
der mit einem Wollfaden durchzogen<br />
war. (Der Schlauch wurde in der Mitte durch eine<br />
Fadenschlinge verengt, um den Ionenaustausch zu<br />
verlangsamen. Die Schlauchverbindung war mit<br />
der NaCl-Lösung <strong>und</strong> bei der Untersuchung der<br />
<strong>Aufbau</strong>ten in Korrosionslösung hälftig mit NaCl-<br />
Lösung <strong>und</strong> Korrosionslösung gefüllt.)<br />
Wertes in der NaCl-Milchsäurelösung reagierte<br />
der <strong>Aufbau</strong> in einem von 4 Versuchen unedler.<br />
Insgesamt gesehen sind alle von uns gef<strong>und</strong>enen<br />
Stromdichten deutlich kleiner als die<br />
von Kulmburg (1986) mitgeteilten Werte für<br />
die Paarungen Gold-Legierung/CoCr-Legierung<br />
<strong>und</strong> Gold-Legierung/NiCr-Legierung, für die er<br />
Werte in Höhe von 100 bis 1000 nA/cm² gef<strong>und</strong>en<br />
hat [5]. Sie sind auch kleiner als die von<br />
Taher <strong>und</strong> Al Jabab (2003) ermittelten Werte in<br />
Höhe von 10 bis 30 nA/cm² für die Paarung Titan/CoCr-Gusslegierung,<br />
was möglicherweise<br />
darauf zurückzuführen ist, dass wir es nicht<br />
mit einer vergossenen CoCr-Legierung, sondern<br />
laut Herstellerangabe mit einer homogenen industriell<br />
vorgefertigten Legierung zu tun hatten<br />
[6]. Weitgehende Übereinstimmung besteht<br />
mit den Werten von Venugopalan et al. (1998),<br />
die für die Paarung Titan/CoCrMo Ströme von<br />
1–3 nA/cm² <strong>und</strong> für Titan/Hochgold-Legierung<br />
66–154 nA/cm² angegeben haben [7].<br />
Überraschen mag, dass die vergossene Gold-<br />
Legierung unedler reagierte als die Oberfläche<br />
Abb. 2 CoCr-Implantataufbau mit<br />
abgedichteter Verbindungsstelle.<br />
Abb. 4 Ersatzschaltbild für<br />
das untersuchte galvanische<br />
Element Implantat/<strong>Aufbau</strong><br />
im verwendeten Versuchsbaufbau.<br />
U o<br />
<strong>und</strong> R i<br />
bilden<br />
das Element nach, R L<br />
ist der<br />
Lastwiderstand. Mit dem extrem<br />
hochohmigen (R>100<br />
GΩ) Voltmeter V wird die<br />
Spannung an R L<br />
gemessen.<br />
ZWR ̶ Das Deutsche Zahnärzteblatt 2008; 117 (10)