Biomaterialien
Anforderungsprofile und Voraussetzungen für den Einsatz im Körper
Anforderungsprofile und Voraussetzungen für den Einsatz im Körper
Kartei Details
| Karten | 13 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 15.07.2015 / 16.07.2015 |
| Weblink |
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Welche das Gewebe schädigenden Wechselwirkung zwischen Implantat und Körper können
auftreten? Erläutern Sie die Mechanismen!
Elektronen-/ Ionenfluss:
Durch abgegebene Elektronen oder Ionen wird die Funktion der umliegenden Nervenzellen
beeinträchtigt.
Indirekte, anorganische Wechselwirkung:
Metallionen werden in der Körperflüssigkeit gelöst und zu einzelnen Organen transportiert,
wo die Toxizitätsgrenze überschritten werden kann..
Direkte, organische Wechselwirkung:
Direkte Reaktion von Metallionen mit den Proteinen des umliegenden Gewebes.
Der Körper reagiert mit einer Entzündung.
ChH2 + Me2+ MeCh + 2H+ Ch: Chelat
Radikalbildung:
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
Erläutern Sie die Mechanismen!
Elektronen-/ Ionenfluss
Durch abgegebene Elektronen oder Ionen wird die Funktion der umliegenden Nervenzellen
beeinträchtigt.
Erläutern Sie die Mechanismen!
indirekte anorganische Wechselwirkungen
Metallionen werden in der Körperflüssigkeit gelöst und zu einzelnen Organen transportiert,
wo die Toxizitätsgrenze überschritten werden kann..
Erläutern Sie die Mechanismen!
direkte organische Wechselwirkungen
Direkte Reaktion von Metallionen mit den Proteinen des umliegenden Gewebes.
Der Körper reagiert mit einer Entzündung.
ChH2 + Me2+ MeCh + 2H+ Ch: Chelat
Erläutern Sie die Mechanismen!
Radikalbildung
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
Welche chemischen, physikalischen und thermodynamischen Eigenschaften eines metallischen
Biomaterials eignen sich um die Biokompatibilität eines Biomaterials abschätzen zu können?
- Physikalische Eigenschaft --> Polarisationswiderstand Rp
- Chemische Eigenschaft --> pk-Wert des Löslichkeitsproduktes
- Thermodynamische Eigenschaft --> Bildungswärme H
Erläutern Sie den Einfluss dieser Eigenschaften auf die möglichen schädigenden
Wechselwirkungen zwischen Implantat und Körper!
physikalische Eigenschaft:
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.
Erläutern Sie den Einfluss dieser Eigenschaften auf die möglichen schädigenden
Wechselwirkungen zwischen Implantat und Körper!
chemische Eigenschaft:
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.
Erläutern Sie den Einfluss dieser Eigenschaften auf die möglichen schädigenden
Wechselwirkungen zwischen Implantat und Körper!
Thermodynamische Eigenschaft:
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.
Wie heißt die mit Hilfe eines In-vitro-Korrosionstests ermittelte Messkurve?
Stromdichte-Potenzial-Kurve
Wie sieht eine solche Messkurve für ein metallisches Biomaterial aus?
siehe Bild
Welche Informationen und Kennwerte kann man aus der Messkurve für die Eignung des
getesteten Werkstoffs als Biomaterial gewinnen?
- 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.
Was ist Repassivierung? Warum ist diese Größe für den Einsatz eines Biometalls im Körper
wichtig?
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
