Biomaterialien

Durch abgegebene Elektronen oder Ionen wird die Funktion der umliegenden Nervenzellen
beeinträchtigt.

 

Metallionen werden in der Körperflüssigkeit gelöst und zu einzelnen Organen transportiert,
wo die Toxizitätsgrenze überschritten werden kann..

Direkte Reaktion von Metallionen mit den Proteinen des umliegenden Gewebes.
Der Körper reagiert mit einer Entzündung.
ChH2 + Me2+
MeCh + 2H+ Ch: Chelat

Durch entstandenes H+ wird H2O2 gebildet, das bei seiner Zersetzung ein OH-Radikal bildet.
Zellen werden durch Radikale zerstört.
H2O2 + Men+
Me(n+1)+ + OH- + OH•  Radikal

• Physikalische Eigenschaft -->
  Polarisationswiderstand Rp
• Chemische Eigenschaft -->
  pk-Wert des Löslichkeitsproduktes
• Thermodynamische Eigenschaft
  --> Bildungswärme
  H

physikalische Eigenschaft:
Ein hoher Polarisationswiderstand unterbindet den Elektronen- oder Ionenaustausch
mit der Umgebung nahezu komplett

hoher Polarisationswiderstand-->gute Isolationseigenschaften-->geringe Reaktionsfähigkeit-->keine weitere Korrosion

Die schädigende Wechselwirkung durch Elektronen- oder Ionenfluss tritt bei
Materialien deren primäre Korrosionsprodukte einen hohen Polarisationswiderstand
besitzen, nicht oder nur in sehr geringem Maße auf.

Eine hoher pk-Wert bedeutet, dass nur sehr wenige Metallionen in der Körperflüssigkeit in
Lösung gehen können. Somit stehen keine oder nur sehr wenige Metallionen für eine
indirekte, anorganische und direkte, organische Wechselwirkung zur Verfügung.

hoher pk-Wert-->geringe Löslichkeit für Metallionen-->geringe oder keine Fremdkörpereaktion--> wenige Metallionen für Wechselwirkung

Die schädigende Wechselwirkung durch indirekte, anorganische oder direkte,
organische Reaktionen kann bei Materialien deren primäre Korrosionsprodukte einen
hohen pk-Wert besitzen, nahezu ganz unterbunden werden.

Eine hohe negative Bildungswärme bedeutet, dass die entsprechenden primären
Korrosionsprodukte sehr stabil sind und für weitere Reaktionen nicht zur Verfügung stehen,
da hierzu eine große Energie notwendig wäre.

hohe neg. Bildungswärme-->hohe thermodynamische Stabilität-->äußerst geringe Reaktionsfähigkeit-->geringe oder keine Fremdkörpereaktion

Materialien deren primäre Korrosionsprodukte eine hohe negative Bildungswärme
besitzen, stehen aufgrund ihrer hohen Stabilität und ihrer hohen Reaktionsträgheit
nicht für schädigende Wechselwirkung durch indirekte, anorganische oder direkte,
organische Reaktionen zur Verfügung.

Stromdichte-Potenzial-Kurve

siehe Bild

• Größe der Passivstromdichte:
  Gibt an wie viele Ionen von der Oxidschicht durchgelassen werden.
  Je kleiner desto geringer die Beeinflussung des umliegenden Gewebe

• Durchbruchspotential:
  Im Körper liegt Potential von 400mV an, dh. alle Materialien mit geringerem Durchsbruchspotential korridieren im Körper. Gibt an bei welchem Spannungswert die Oxidschicht die Ionen nicht mehr zurückhält.

Wiederherstellung der verletzten Passivoberfläche mit Hilfe von O₂
Repassivierungszeit:
Gibt an, wie schnell Metall seine verletzte Passivoberfläche wieder neu bildet ( „repassiviert“).

Für Einsatz als Implantatstoff wichtig dass Passivschicht schnellstmöglich gebildet wird, erhöhter Korrosionsstrom fließt bei verletzter Oxidschicht