ESCA-Untersuchungen zur Bildung und Wiederherstellung der Passivschicht auf Vitallium

Zusammenfassung

Die Passivschicht eines Metallimplantates ist verantwortlich für seine Verträglichkeit im biologischen Milieu. Es wird über ESCA-Untersuchungen der Passivschicht auf Vitallium-Implantaten berichtet, die im wesentlichen aus Cr-oxid bestehen und nur ca. 3 - 5 nm dick ist. Diese Passivschicht kann leicht mit OP-Instrumenten verletzt werden. Die sich dann bei Lagerung an Luft bzw. beim Sterilisieren in siedendem Wasser bildenden Oxidschichten wurden ebenfalls mit ESCA untersucht. Im Normalfall entstehen Oxidschichten, die der ursprünglichen Passivschicht sehr ähnlich sind. Es werden jedoch auch Anreicherungen von Co- und Mo-oxiden beobachtet. Erste Implantationsversuche zeigen, daß die dünne Cr-oxidschicht tatsächlich als Passivschicht wirksam ist. Die analytischen Befunde deuten darauf hin, daß die Bildung bzw. Wiederherstellung der Passivschicht auf einen selektiven Lösungsprozeß zurückgeführt werden kann. Dies steht im Einklang mit Ergebnissen der Neutronenaktivierungsanalyse des Serums.

Abstract

The passive layer of a metal implant is responsible for its tolerance in a biological environment. A report is given on ESCA-investigations on the passive layer on Vitallium implants which consists largely of Cr-oxide and is only approx. 3 - 5 μm thick. This passive layer can easily be damaged with OP-instruments. The oxide layers rebuilt on exposure to air or on sterilization in boiling water were also investigated by ESCA. Oxide layers normally formed are very similar to the original passive layer. Accumulations of Co- and Mo-oxides are also observed, however. Some short implantation experiments show that the thin Cr-oxide layer is indeed effective as a passive layer. The analytical findings indicate that the formation or re-formation of the passive layer is due to a selective dissolution process. This accords with results obtained by the neutron activatiounn analysis of the serum.