Tribologisches Verhalten amorpher Kohlenstoffschichten auf Metallen für die Implantologie im Zustand der Grenzreibung

Beitrag bei einer Tagung
(Konferenzbeitrag)


Details zur Publikation

Autor(en): Rothammer B, Weikert T, Tremmel S, Wartzack S
Herausgeber: Gesellschaft für Tribologie e.V.
Jahr der Veröffentlichung: 2018
Tagungsband: 59. Tribologie-Fachtagung. Reibung, Schmierung und Verschleiß. Forschung und praktische Anwendungen. Band 2
Seitenbereich: 63/1 - 63/12
ISBN: 978-3-9817451-3-9
Sprache: Deutsch


Abstract

Der häufigste Grund für einen Implantatausfall stellt Verschleiß dar, da dieser vor allem zu einer aseptischen Lockerung des Implantats führt. Deshalb sollen in dieser Studie die polymeren Verschleißpartikel des Inlays durch den Einsatz tribologisch wirksamer Kohlenstoffschichten (DLC, diamond-like carbon) auf Implantatoberflächen reduziert und dadurch der Abrasivverschleiß minimiert werden. Daher wurden amorphe Kohlenstoffschichten auf Ti6Al4V (3.7165; 39 ± 2 HRC) und CoNi35Cr20Mo10 (2.4999; 47 ± 1 HRC) abgeschieden. Bei den abgeschiedenen Schichten handelt es sich um je eine reine (a-C:H), siliziumoxid-      (a-C:H:SiO) und titandotierte (a-C:H:Ti) wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschicht. Der Fokus dieses Beitrags liegt auf einem Screening der Schichten bezüglich der Verschleißerscheinungsformen. Darauf aufbauend sollen mittelfristig wirkende Verschleißmechanismen identifiziert werden, um anschließend verschleißreduzierende Schichtsysteme ableiten zu können. Die tribologische Wirksamkeit der Kohlenstoffschichtsysteme lässt sich insbesondere durch eine hohe Haftung auf dem Grundwerkstoff begünstigen, sodass ein weiteres Augenmerk auf der mechanischen Untersuchung der Schichthaftung liegt. Die un- und beschichteten Proben wurden gegenüber medizinischem PE-UHMW (1401; HB = 33 N/mm2) in einem Ring-Scheibe-Versuch getestet. Als Schmierstoff kam fetales Rinderserum (FBS) zum Einsatz. In den Versuchen wurden unterschiedliche dominierende Verschleißmechanismen beobachtet, die wiederum die Reibungszahlen stark beeinflussen. Die deutlich sichtbaren Verschleißspuren auf dem PE-UHMW deuten auf Abrasiv- und Adhäsivverschleiß hin. Die Verschleißpartikel sind meist faser- oder partikelförmig ausgeprägt und liegen mit einer Größe von mindestens 33,8 µm deutlich über dem von BANKSTON et al. für kritisch befunden Wert von 0,1 µm, ab welchem das Osteolysenrisiko durch erhöhte makrozytäre Reaktionen begünstigt wird.


FAU-Autoren / FAU-Herausgeber

Rothammer, Benedict
Lehrstuhl für Konstruktionstechnik
Tremmel, Stephan Dr.-Ing.
Lehrstuhl für Konstruktionstechnik
Wartzack, Sandro Prof. Dr.-Ing.
Lehrstuhl für Konstruktionstechnik
Weikert, Tim
Lehrstuhl für Konstruktionstechnik


Zusätzliche Organisationseinheit(en)
Lehrstuhl für Konstruktionstechnik


Zitierweisen

APA:
Rothammer, B., Weikert, T., Tremmel, S., & Wartzack, S. (2018). Tribologisches Verhalten amorpher Kohlenstoffschichten auf Metallen für die Implantologie im Zustand der Grenzreibung. In Gesellschaft für Tribologie e.V. (Eds.), 59. Tribologie-Fachtagung. Reibung, Schmierung und Verschleiß. Forschung und praktische Anwendungen. Band 2 (pp. 63/1 - 63/12). Göttingen, DE.

MLA:
Rothammer, Benedict, et al. "Tribologisches Verhalten amorpher Kohlenstoffschichten auf Metallen für die Implantologie im Zustand der Grenzreibung." Proceedings of the 59. Tribologie-Fachtagung. Reibung, Schmierung und Verschleiß. Forschung und praktische Anwendungen., Göttingen Ed. Gesellschaft für Tribologie e.V., 2018. 63/1 - 63/12.

BibTeX: 

Zuletzt aktualisiert 2018-02-10 um 08:41