Tribological and biological assessment of novel coating systems for metal on ceramic-joints for hip implants

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Künstliche Gelenke aus Titanlegierungen gelten zwar als biokompatibel, sollten aber aufgrund des schlechten Verschleißverhaltens der Titanmatrix (hoher Reibungskoeffizient, große Verschleißrate) nicht ohne geeignete Verschleißschutzschichten eingesetzt werden. Das Ziel dieses Vorhabens ist es, neue Beschichtungskonzepte für diesen speziellen Einsatz zu entwickeln, die nicht nur den Verschleiß und die Größe der Verschleißpartikel langfristig vermindern, sondern auch während der gesamten Einsatzzeit einen niedrigen Reibungskoeffizienten und damit geringe Reibungsenergieverluste garantieren. Voraussetzung für dieses gewünschte tribologische Verhalten ist die Ausbildung eines weichen Oberflächenfilms auf einer harten Unterlage. Dieser Zustand kann durch Graphitisierung einer ursprünglich harten amorphen Kohlenstoffschicht (DLC) während der tribolgischen Beanspruchung oder durch Einbringen von Kohlenstoffzwischenschichten in eine Hartstoffschicht mittels Mehrlagentechnik erreicht werden. Beide Konzepte sollen im Hinblick auf einen möglichen Einsatz bei Hüftgelenkprothesen überprüft werden. Eine entscheidende Rolle spielt dabei die Beurteilung der biologischen Wirkung der anfallenden Verschleißprodukte, auch wenn deren Volumen im Vergleich zu herkömmlichen künstlichen Gelenken wesentlich geringer ist.