Verfahren zur Behandlung von Oberflächen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Oberflächen, insbesondere medizintechnischer Oberflächen, mittels eines Strahlguts. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Behandlung von Oberflächen mittels eines Strahlguts, um bevorzugt eine aufgeraute Oberfläche zu erhalten, bei dem als Strahlgut zumindest ein wasserlösliches Strahlgut eingesetzt wird. Zudem betrifft die Erfindung ein nach dem Verfahren erhältliches Werkstück.

STAND DER TECHNIK

Behandlungen von Oberflächen sind für zahlreiche technische Anwendungen von Interesse. So sind aufgeraute Oberflächen für viele technische Anwendungen vorteilhaft. Insbesondere im medizinischen Bereich, etwa bei Endo-Prothesen bzw. Implantaten, die über längere Zeit oder dauerhaft im Körper verbleiben, kann es vorteilhaft sein, eine raue Oberfläche zu erhalten, um das Anwachsen von körpereigenen Zellen und Geweben zu verbessern. Es ist bekannt, dass solche Endo-Prothesen mit rauer Oberfläche oftmals besser mit dem Gewebe verwachsen als vergleichbare Endo-Prothesen mit glatter Oberfläche. Auch in einer Zellkultur adhärenter Zellen kann eine mikrostrukturell aufgeraute Oberfläche technisch vorteilhaft sein, da die Zellen verbessert anhaften können. Zudem kann eine aufgeraute Oberfläche auch aus anderen Gründen technisch vorteilhaft sein. So kann sie zu einer optisch erwünschten Mattierung führen oder kann zu verbessert verklebbaren Stellen führen. Auch die schonende Beseitigung von Korrosion von Oberflächen, etwa bei Metall-Oberflächen, sowie die Entfernung von Fett- und/oder Lack-/Farbschichten, ist regelmäßig von technischem Interesse. In medizintechnischen Anwendungen wie Zahnimplantaten, künstlichen Gelenken, Stents etc. ist eine hochreine und in vielen Fällen zwecks verbesserter Anwachsbarkeit des biologischen Materials erhöhte Rauigkeit der medizintechnischen Oberfläche erforderlich oder zumindest erwünscht. Eine angeraute Oberfläche kann etwa die primäre Zellanhaftung auf der Mikrostruktur (mikrostrukturell) der Oberfläche aktivieren. Die Eigenschaften der

Materialoberfläche sind ausschlaggebend für die Anwendbarkeit eines Materials in biomedizinischen Anwendungen. Zur Herstellung von Implantaten werden heute Materialien verwendet, die die wichtige Forderung nach Biokompatibilität und Festigkeit erfüllen. Die meisten enossalen Implantate werden aus Reintitan oder Titan-Legierungen hergestellt. Dieses in der Medizin (Orthopädie) seit Jahren für Implantate (Endo-Prothesen) benutzte Metall wird vom Körper angenommen, wobei ungünstige Reaktionen wie z.B. Allergien oder Abstoßungsreaktionen nur in geringem Maße auftreten.

Besonders bei Endo-Prothesen, wie z.B. Zahnimplantaten, insbesondere deren enossalen Teilen, wie etwa Implantat-Schrauben, ist es häufig von besonderem Interesse, dass die Oberfläche mikrostrukturell aufgeraut wird, um das Anwachsen von körpereigenen Zellen und Geweben zu verbessern. Beispielhaft werden in der Zahnheilkunde zunehmend häufig Implantate verwendet, um den vollständigen Verlust eines Zahnes dauerhaft zu kompensieren. Implantate sind in diesem Zusammenhang künstlich hergestellte und im Kieferknochen verankerte oder zu verankernde „Ersatzzähne“, die auch als Endo-Exo-Prothesen (daher Endo- Prothesen) betrachtet werden können. Ihre dauerhafte und komplikationsfreie Funktion können diese Ersatzzähne dann erfüllen, wenn sie fest, belastbar und entzündungsfrei mit dem Kieferknochen verwachsen. Die Implantate haben oftmals, aber nicht zwingend, eine konische Formgebung und schraubenartige Spiralrillen (siehe Fig. 1 ).

Sie werden z.B. von einem Implantologen mechanisch eingebracht, daher „eingedreht“. Der im Kieferknochen verankerte Teil eines Implantates (enossaler Teil), die Implantatschraube, besteht oft aus einem Metall (z.B. Titan) oder aus keramischem Material (z.B. Zirkoniumdioxid). Das Einwachsen, daher das Eingehen einer festen Verbindung der Implantatschraube mit dem Kieferknochen, ist ein komplexer Prozess, bei dem Knochenzellen (Osteozyten) an die Oberflächenmoleküle des Implantates fest und dicht angelagert werden. In der neueren medizintechnischen Entwicklung spielen Keramik- oder Kunststoffmaterialien eine immer bedeutendere Rolle. Sie erfordern zwecks besserer Gewebeanwachsung eine aufgeraute, jedoch hochreine und keimfreie Oberfläche. Dies stellt die Oberflächenbearbeitung vor besondere Herausforderungen, da erhöhte Reinheit bei abrasiver Bearbeitung meist konträre Zielsetzungen darstellen.

Prinzipiell sind alle Implantat-Hersteller bemüht, die Kontaktfläche durch eine mikrostrukturelle Vergrößerung der Implantat-Oberfläche auszudehnen. Dabei kommen Oberflächenstrukturierungen durch mechanische Bearbeitung z.B. Sandstrahlen, Ätztechniken oder Beschichtungen zum Einsatz. Als Strahlgut wird üblicherweise ein mineralisches oder metallbasiertes Strahlgut wie Aluminiumoxid (AI ₂ O ₃ ) eingesetzt.

Zahlreiche Faktoren können die Geschwindigkeit und die Festigkeit der Knochenanlagerung bestimmen. Im Wesentlichen sind es, die Implantatschraube selbst betreffend, unter anderem die folgenden drei Faktoren (I) bis (III):

(I) Die geometrische Form der Implantatschraube, die jedoch im Formgebungsprozess bestimmt wird und anatomisch und therapeutisch weitgehend vorgegeben ist.

(II) Die Feinstruktur (Rauigkeit) der Oberfläche der Implantatschraube. Sie ist häufig von entscheidender Bedeutung, denn sie bestimmt, insbesondere in mikroskopischem Maßstab, die Größe der Kontaktfläche. Zudem kann das Maß ihrer Hydrophilie das Osteozytenwachstum im molekularen Bereich beeinflussen.

(III) Die Menge und die Art körperfremder Partikel an der Implantatschraube zum Zeitpunkt der Verankerung im Kieferknochen.

Daher spielt die Feinstruktur (Rauigkeit) und die Reinheit der Oberfläche von schädlichen Stoffen eine entscheidende Rolle für den Erfolg bei der Verwendung von Endo-Prothesen, wie etwa Zahnimplantaten. Dies gilt entsprechend auch für andere Endo-Prothesen. Eine vorteilhafte Behandlung von Oberflächen ist daher von besonderem technischem Interesse.

Für die Behandlung von Oberflächen, etwa deren Aufrauhung, stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung. So kann die Oberfläche mittels verschiedener Beschichtungsverfahren verändert werden, mit Säuren geätzt, mittels Plasmaätzen mit Gasen behandelt, mit Laser bestrahlt oder mit einem Strahlgut behandelt werden.

Eine Beschichtung ist technisch aufwendig, kostenintensiv und führt zu einer, bei vielen Einsatzgebieten unerwünschten Material-Grenzschicht zwischen dem Trägermaterial und der Beschichtung, die je nach technischem Einsatzgebiet, eine mechanische Schwachstelle darstellen kann.

Die Ätzung mit Säuren hat u.a. den technischen Nachteil, dass ätzende und ggf. unverträgliche Chemikalien eingesetzt werden müssen. Denn es ist notwendig die Werkstücke beispielsweise mittels hochaggressiver und umweltbelastender Säuren und Laugen, beispielsweise Flusssäure oder Schwefelsäure zu ätzten, um Strahlmittelrückstände zu entfernen. Dies ist in der Handhabung nachteilig und oftmals verbleiben unerwünschte Verunreinigungen, z.B. der Säuren oder entstandener Reaktionsprodukte auf der Oberfläche des behandelten Werkstücks. Ebenso ist das Plasmaätzen mit Gasen häufig mit der Bildung unerwünschter Reagenzien und Nebenprodukte verbunden und technisch aufwendig und kostenintensiv. Die auf der Oberfläche verbleibenden Rückstände sind für den Behandelten und den Therapieerfolg abträglich. Zudem sind derartige Verfahren häufig umweltschädlich und schwer zu handhaben. Dies ist besonders im Bereich der Endo-Prothesen häufig nachteilig.

Auch die Behandlung mit Laserstrahlen ist technisch sehr aufwendig kann zu einer unerwünschten inhomogenen Oxidation der Oberfläche führen und ist zudem kostenintensiv.

Für viele Anwendungen scheint daher eine Strahlbehandlung vorzuziehen. Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Verfahren zur Strahlbehandlung unterschiedlicher Werkstücke bekannt, wobei unterschiedliche Strahlmittel bzw. unterschiedliches Strahlgut zum Einsatz kommen. So wird häufig mit Strahl- und Schleifmitteln wie Edelkorund, Zirkoniumdioxid, Stahlpartikeln, Glaspartikeln oder Ähnlichem bestrahlt.

Aus der DE 693 14 709 T2 ist ein künstliches Strahlmedium auf der Basis von Zirkoniumdioxid bekannt. Dabei besteht das Strahlmedium aus gesinterten Teilchen, die auf Zirkoniumdioxid basieren, wobei jedes Teilchen aus einem gesinterten Körper von beispielsweise stabilisiertem Zirkoniumdioxid besteht. In der WO 2009/101025 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Schneideinsatzes bekannt, bei welchem eine Strahlbehandlung mit beispielsweise Stahl, Glas oder ZrÜ2 als Strahlmittel als Strahlmittel erfolgt.

In US 2013/013082 A1 wird die Behandlung eines Bioimplantats mit einer Metalloberfläche mittels Borax als Abrasiv gelehrt. In DE 10 2004 023 246 B3 wird gelehrt, mittels eines wasserlöslichen Strahlmittels und höherem Luftdruck eine Oberfläche zu behandeln. Ein Fokus liegt hierbei auf der Strahlvorrichtung. DE 43 27 925 A1 lehrt, Alkalimetallsilikat-haltige Abrasive zum Trockenstrahlen einzusetzen. Es wird in diesen Dokumenten nicht gelehrt, ungiftige und ökologisch unbedenkliche Strahlmittel einzusetzen. DE 11 2008 000 816 B4 ist auf eine Vorrichtung zum Fördern eines Eis-basierten Strahlmediums fokussiert.

Die Werkstücke können beispielsweise Bauelemente des Maschinenbaus oder auch der Medizintechnik, beispielsweise Zahnmedizintechnik, sein.

Handelt es sich bei dem Werkstück um Bauteile der Zahnmedizintechnik, so kann es sich beispielsweise um ein Zahnersatzsystem nach der WO 2018/046148 A1 handeln, welches aus Keramik gefertigt ist und ein Implantat zur Osseointegration in einem Kieferknochen umfasst.

Nach Anwendung der oben beschriebenen Verfahren bleibt entweder das verwendete Strahlgut als Abfallprodukt zurück oder muss durch aufwändige Verfahren wiederaufbereitet bzw. während der Strahlbehandlung zersetzt werden. Des Weiteren können die bearbeiteten Werkstücke Strahlmittelrückstände aufweisen, die aufwendig entfernt werden müssen.

Aus Sicht eines umweit- und gesundheitsbewussten Technikers sind diese etablierten Verfahren, wie Sandstrahlen, Bestrahlen mit Mineralien (Strahl behandlung), wie etwa Edelkorund, Zirkoniumdioxid, Aluminiumoxid, Stahl, Glas usw.. bzw. das Ätzen wie oben dargelegt technisch nachteilig. Zum einen sind die Belastungen für den Anwender dieser Verfahren sowie auch für die Umwelt vergleichsweise hoch. Zum anderen können die molekularen Strahlgut- und Ätzmittel reste auf der Oberfläche etwa einer Endo-Prothese (z.B. einer Implantatschraube) die Zellgesundheit im umliegenden Gewebe unerwünscht beeinträchtigen und zu Entzündungsreaktionen führen. Nachteilig an diesen Verfahren des Standes der Technik ist auch, dass Rückstände des verwendeten Strahlguts schlecht oder nicht vollständig beseitigt werden können. So können in das bestrahlte Material selbst teilweise oder in Ritzen dieses eingedrungene Strahlgut-Partikel und Fragmente davon, nur mit großem technischem Aufwand wieder entfernt werden.

Bei zahlreichen Anwendungen, insbesondere etwa bei medizinischen Anwendungen, wie bei Endo-Prothesen, sind derartige Verunreinigungen unerwünscht. Daher erfordern bekannte Verfahren in der Regel eine äußerst sorgfältige Nachbehandlung, weil die Endo-Prothese (z.B. eine Implantat- Schraube) restlos von den beim Sandstrahlen oder Ätzen verwendeten körperfremden Substanzen (z.B. Mineralien, Metallen und Ätzstoffen, also Gasen, Säuren oder Basen) befreit werden muss.

Somit sind neue Verfahren erwünscht, die einfach angewandt werden können und bei denen weniger Rückstände entstehen oder diese leicht entfernt werden können.

Es sind Verfahren zur Strahlbehandlung bekannt, bei welchem das verwendete Strahlgut durch unterschiedliche Verfahren wieder aufbereitet und/oder zersetzt werden kann. Ein Zersetzen des verwendeten Strahlguts direkt auf der Werkstückoberfläche ist von Vorteil, um Strahlgutrückstände zu vermeiden.

In der DE 10 2016 011 808 A1 ist ein Verfahren zum Behandeln eine Oberfläche mit einem Strahlmittel bekannt, wobei das Strahlgut Trockeneis enthält. Zusätzlich ist eine sich bei Überschreiten einer Zersetzungstemperatur in gasförmige Bestandteile zersetzende chemische Verbindung als Strahlzusatz beigemischt. Ziel ist es dabei, dass keine oder lediglich geringfügige Strahlmittelrückstände an dem zu behandelnden Werkstück Zurückbleiben. Die zu behandelnde Oberfläche muss daher vor, während oder nach dem Bestrahlen mit dem Strahlmittel auf eine Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur des Strahlzusatzes gebracht werden. So zerlegt sich spätestens bei einer Erwärmung der Oberfläche auf eine Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur der Strahlzusatz in seine gasförmigen Bestandteile und muss nicht in aufwändigen Reinigungsprozeduren vom Werkstück entfernt werden. Das in DE 10 2016 011 808 gelehrte Verfahren hat jedoch u.a. den technischen Nachteil, dass stark erhöhte Temperaturen notwendig sind, um die Zersetzung des Strahlguts in gasförmige Reaktionsprodukte wirksam zu ermöglichen. Zudem ist dieses Verfahren zur Entfernung von vergleichsweise weichen Rückständen bei der Herstellung von Kunststoffteilen optimiert, die selbst nicht beschädigt werden sollen und ist somit für die Aufrauhung von Oberflächen, insbesondere von härteren Oberflächen, kaum geeignet.

Es besteht daher ein Bedürfnis für technisch gut einsetzbare Verfahren zur Behandlung von Oberflächen, insbesondere abrasive Verfahren, bei denen Rückstände auf der Oberfläche vermieden werden können und die bevorzugt auch bei moderaten Temperaturen durchgeführt werden können. Zudem war es wünschenswert, technisch besonders effektiv umsetzbare Verfahren einer Oberflächen-Behandlung bereitzustellen, bei dem Belastungen für die Umwelt und die Gesundheit von Implantat-Empfängern minimiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Strahlbehandlung vorzuschlagen, bei welchem gut entfernbare, insbesondere auch ökologisch vertretbare, sowie einfache herstellbare Strahlmittel verwendet werden und mit welchem nicht weiter entfernbare oder verwertbare Strahlmittelrückstände als Abfallprodukte vermieden werden. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem Strahlgutrückstände von der Oberfläche der behandelten Werkstücke, insbesondere in der Medizintechnik, einfach und schnell ohne den Einsatz von hochaggressiven und umweltbelastenden Reinigungsmitteln entfernt werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Überraschend wurde ein Verfahren gefunden, bei dem eine Oberfläche behandelt werden kann und das Strahlgut mit einer wässrigen Lösung weggewaschen werden kann.

Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche mittels eines Strahlguts, um bevorzugt eine aufgeraute Oberfläche zu erhalten, wobei als Strahlgut zumindest ein wasserlösliches Strahlgut eingesetzt wird.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur abrasiven Behandlung von Oberflächen, bevorzugt medizintechnische Oberflächen, mittels eines Strahlguts. Daher betriff die vorliegende Erfindung auch Verfahren zur (abrasiven) Behandlung von Oberflächen mittels eines Strahlguts, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlgut zumindest ein wasserlösliches Strahlgut, bevorzugt ein wasserlösliches und kristallbasiertes Strahlgut eingesetzt wird.

Die Erfindung betrifft ein auch Verfahren zur abrasiven Behandlung von Oberflächen, insbesondere medizintechnische Oberflächen wie Zahnimplantate, mittels eines Strahlguts. Es wird daher vorgeschlagen, dass als Strahlgut ein wasserlösliches Strahlgut eingesetzt wird, vorzugsweise als Strahlgut wasserlösliche und Kristalle eingesetzt werden. Das Strahlgut kann somit mittels Wasser und zwecks besserer Löslichkeit bei erhöhter Temperatur, beispielsweise 50°C und mehr sehr leicht gelöst und nach der Bearbeitung von einer Oberfläche abgewaschen werden. Somit kann auf einen aggressiven Reinigungsprozess verzichtet und nach Aufrau-Prozess sehr einfach und schnell eine hochreine und rückstandsfreie Oberfläche erhalten werden. Bevorzugt handelt es sich bei der Oberfläche um eine Oberfläche eines Werkstücks, dass ein handliches Format aufweist, sodass dieses Werkstück nach der Strahlbehandlung in ein Wasserbad gelegt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Oberfläche eine Oberfläche eines Medizintechnikproduktes sein. Das Werkstück kann dabei aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein. Möglich sind beispielsweise Keramik, Stahl, Kunststoff oder auch Titan.

Durch den Einsatz eines wasserlöslichen Strahlguts wird ermöglicht, dass nach Einlegen des Werkstücks in ein Wasserbad sämtliche Strahlmittelrückstände bzw. Strahlgutrückstände allein durch die Einwirkung des Wasserbads gelöst werden können. Insbesondere auf einer durch das Verfahren aufgerauten Oberfläche, in welche sich das Strahlgut nach der Behandlung verhakt, bleiben somit keine Rückstände des Strahlguts zurück. Durch die Wasserlöslichkeit des Strahlguts kann auf aufwändige und chemische Verfahren zur Entfernung der Rückstände verzichtet werden.

Mit anderen Worten wird ein einfach anwendbares Verfahren, das ohne chemische Zusatzstoffe bzw. ohne den Einsatz chemischer Elemente einsetzbar ist, bereitgestellt, mit welchem die Oberfläche eines Werkstücks aufgeraut werden kann und Rückstände des Strahlguts auf der Oberfläche einfach und schnell entfernt werden können. Des Weiteren ermöglicht der Einsatz eines wasserlöslichen Strahlguts ein umweltverträgliches sowie ressourcenschonendes Verfahren. Wie hierin verwendet, ist der Begriff „Strahlgut“ im weitesten Sinne zu verstehen als jegliches Material, dass dazu geeignet ist, eine Oberfläche mittels Bestrahlung zu behandeln, insbesondere eine Oberfläche mittels Bestrahlung aufzurauen. Der Fachmann weiß, dass das Strahlgut typischerweise partikulär ist. Typischerweise und bevorzugt stellt das Strahlgut Feststoffpartikel dar. Alternativ können grundsätzlich auch Kolloidpartikel oder Flüssigkeitströpfchen eingesetzt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt das Strahlgut Feststoff- oder Kolloidpartikel dar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt das Strahlgut Feststoffpartikel dar.

Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Anwendung eine abrasive Behandlung der Oberfläche. Wie hierin verwendet, wird der Begriff „abrasiv“ im weitesten Sinne verstanden als ein Verfahren, bei dem Material der Oberfläche durch Bestrahlung mit dem Strahlgut abgetragen wird. Ein abrasives Verfahren kann daher auch als substraktives Verfahren bezeichnet werden. Alternativ kann die erfindungsgemäße Behandlung auch eine bloße Umformung der Oberfläche darstellen, indem etwa das Strahlgut beim Auftreffen auf die Oberfläche diese verformt, daher etwa eindellt oder einritzt.

Der Begriff„Bestrahlung“ kann im Sinne der vorliegenden Erfindung im weitesten Sinne als jedes Applizieren eines Teilchenstrahls auf eine Oberfläche verstanden werden. Typischerweise handelt es sich hierbei um eine Sprühbehandlung, daher das Versprühen von Teilchen zur Oberflächenbehandlung. Bevorzugt ist die Bestrahlung in der Lage die behandelte Oberfläche zu verändern, etwa aufzurauen und/oder korrosive Stellen zu entfernen. Auch können u.a. Fett-, Farb- oder Lackschichten entfernt werden.

Wie hierin verwendet, wird der Begriff „wasserlöslich“ vom Fachmann allgemein verstanden werden als Eigenschaft des beschriebenen Strahlguts, in (reinem) Wasser (pH 7.0 (typischerweise vor der Lösung des Strahlguts)) bei Raumtemperatur (daher 20°C) und Normaldruck (1013 hPa) eine Löslichkeit von mindestens 1 g/l aufzuweisen.

Es wird verstanden werden, dass der pH-Wert sich im Zusammenhang mit der Löslichkeit typischerweise auf den pH-Wert des Wassers vor der Lösung des Strahlguts bezieht. Es wird verstanden werden, dass dieser sich ändern kann, wenn das Strahlgut selbst den pH-Wert ändert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Strahlgut eine Löslichkeit von mindestens 10 g/l Wasser (bei 20°C, pH 7,0 und 1013 hPa) auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Strahlgut eine Löslichkeit von mindestens 50 g/l Wasser (bei 20°C, pH 7,0 und 1013 hPa) auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Strahlgut eine Löslichkeit von mindestens 100 g/l Wasser (bei 20°C, pH 7,0 und 1013 hPa) auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Strahlgut eine Löslichkeit von mindestens 1000 g/l Wasser (bei 20°C, pH 7,0 und 1013 hPa) auf.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das gesamte im Verfahren verwendete Strahlgut eine Löslichkeit von mindestens 10 g/l Wasser, mindestens 50 g/l Wasser, mindestens 100 g/l Wasser oder mindestens 1000 g/l Wasser (bei 20°C, pH 7,0 und 1013 hPa) auf.

Vorzugsweise kann das gesamte im Verfahren eingesetzte Strahlgut leicht entfernt werden. Daher besteht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das gesamte im Verfahren eingesetzte Strahlgut ausschließlich aus einer oder mehreren Spezies von Partikeln, die eine Wasserlöslichkeit von mindestens 10 g/l Wasser bei 20°C und 1013 hPa aufweisen und/oder deren Dampfdruck bei 20°C bei über 1013 hPa liegt.

Daher kann erfindungsgemäß ein wasserlösliches Strahlgut auch optional mit einer oder mehrerer weiterer Spezies von wasserlöslichem Strahlgut und/oder mit einer oder mehrerer Spezies von einem bei Normaltemperatur (20°C, 1013 hPa) rasch verdampfenden Strahlgut kombiniert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das gesamte im Verfahren eingesetzte Strahlgut ausschließlich aus einer oder mehreren Spezies von Partikeln, die eine Wasserlöslichkeit von mindestens 10 g/l Wasser bei 20°C und 1013 hPa aufweisen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein solches verdampfendes Strahlgut einen Dampfdruck bei 0°C von über 1013 hPa auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein solches verdampfendes Strahlgut einen Dampfdruck bei -20°C von über 1013 hPa auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein solches verdampfendes Strahlgut einen Dampfdruck bei -50°C von über 1013 hPa auf. Daher weist ein solches verdampfendes Strahlgut bevorzugt eine Siede- oder Sublimationstemperatur bei 1013 hPa von unter 0°C liegt, insbesondere von unter -20°C oder von unter -50°C auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein solches verdampfendes Strahlgut Trockeneispartikel dar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Strahlgut eine Mischung eines wasserlöslichen Strahlguts und Trockeneispartikeln, oder besteht aus diesem.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das gesamte im Verfahren eingesetzte Strahlgut ausschließlich aus einer oder mehreren Spezies von Partikeln, die eine Wasserlöslichkeit von mindestens 10 g/l Wasser bei 20°C und 1013 hPa aufweisen und/oder deren Dampfdruck bei 20°C bei über 1013 hPa liegt.

Wie hierin verwendet stellen Partikel in der Regel Festkörperpartikel dar. Sie sind demnach bei der Durchführung von Schritt (ii) in der Regel in einem festen Aggregatzustand. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das gesamte im Verfahren eingesetzte Strahlgut ausschließlich aus einer oder mehreren Spezies von Partikeln, die eine Wasserlöslichkeit von mindestens 10 g/l Wasser bei 20°C und 1013 hPa aufweisen.

Wie hierin verwendet, kann eine Rauigkeit der Mikrostruktur (Mikrorauigkeit, mikrostrukturell) und/oder der Makrostruktur (Makrorauigkeit, makroskopisch) der Oberfläche umfassen. Mikrorauigkeit kann im weitesten Sinne verstanden werden als Einkerbungen und/oder Wellungen der Oberfläche im Größenbereich von 0,1 bis 100 pm (etwa mikroskopisch visuell sichtbar). Makrorauigkeit kann im weitesten Sinne verstanden werden als Einkerbungen und/oder Wellungen der Oberfläche im Größenbereich von 0,1 bis 1 mm (etwa mikroskopisch oder ohne Hilfsmittel visuell sichtbar).

Die Rauigkeit kann auch mittels der Auswahl des verwendeten Stahlguts eingestellt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Rauigkeit eine Mikrorauigkeit und stellt eine Flächenrauigkeit im Bereich von 0,5 bis 10 pm, insbesondere im Bereich von 1 bis 3 pm, dar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Strahlgut in einem Trägermedium verteilt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren auch einen Schritt des Waschens der erhaltenen bestrahlten Oberfläche mit einem wässrigen Lösungsmittel.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren folgende Schritte:

(i) Bereitstellen:

(A) mindestens eines wasserlöslichen Strahlguts,

(B) eines Trägermediums, insbesondere eines Trägergasstroms, und

(C) der zu behandelnden Oberfläche;

(ii) Bestrahlen der Oberfläche mit dem mittels des Trägermediums gegen die Oberfläche stoßenden mindestens einen Strahlguts; und

(iii) optional Waschen der aus Schritt (ii) erhaltenen bestrahlten Oberfläche mit einem wässrigen Lösungsmittel.

Der Schritt des Bestrahlens der Oberfläche mit dem mittels des Trägermediums gegen die Oberfläche stoßenden mindestens einen Strahlguts kann auch als Bestrahlen der Oberfläche mit dem in dem Trägermedium verteilten mindestens einen Strahlguts beschrieben werden.

Wie hierin verwendet ist ein wässriges Lösungsmittel im weitesten Sinne als ein beliebiges Lösungsmittel auf Basis von Wasser zu verstehen. Es kann optional ein oder mehrere weitere wasserlösliche Bestandteile enthalten, wie beispielsweise solche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Salzen, Alkoholen (z.B. einen oder mehrere gut verdampfbare Alkohole, wie etwa solche ausgewählt aus der Gruppe aus Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol) und Puffersubstanzen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das wässrige Lösungsmittel nicht toxisch.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das wässrige Lösungsmittel Wasser. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das wässrige Lösungsmittel eine wässrige Pufferlösung. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das wässrige Lösungsmittel eine wässrige alkoholische Lösung (z.B. enthaltend einen oder mehrere gut verdampfbare Alkohole, etwa solche ausgewählt aus der Gruppe aus Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol). Bevorzugt enthält ein wässriges Lösungsmittel mindestens 50 Gew.-% Wasser, mindestens 75 Gew.-% Wasser, mindestens 90 Gew.-% Wasser, mindestens 95 Gew.-% Wasser, mindestens 98 Gew.-% Wasser, oder mindestens 99 Gew.-% Wasser. Bevorzugt weist das wässrige Lösungsmittel einen pH-Wert im Bereich von pH 2 bis pH 13, pH 3 bis pH 12, pH 4 bis pH 11 , pH 5 bis pH 10 oder pH 6 bis pH 9 auf. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das wässrige Lösungsmittel einen pH-Wert im Bereich von pH 6 bis pH 8, beispielsweise von (etwa) pH 7, auf. Das verwendete Wasser kann eine beliebige Härte aufweisen. Als Wasser kann Leitungswasser, (teil)entionisiertes Wasser oder destilliertes Wasser verwendet werden. Beispielhaft kann der Härtebereich im Bereich von Leitungswasser im Bereich von 8,4 bis 14,0°dH liegen.

Wie oben beschrieben stellt das Strahlgut gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Feststoffpartikel dar. Diese können grundsätzlich beliebige Eigenschaften aufweisen. So kann etwa die Größe beliebig sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat das Strahlgut eine mittlere Partikelgröße d ₅ o, bezogen auf die Gesamtmasse an Partikeln der entsprechenden Strahlgut-Spezies (daher massenmittlere Partikelgröße d ₅ o), im Bereich von 1 bis 2000 pm. Gemäß dem üblichen Verständnis bezeichnet hierbei der Wert der (massen)mittleren Partikelgröße d ₅ o die Partikelgröße bei der 50 Gew.-% der Gesamtmasse an Strahlgut-Partikeln eine Größe <d ₅ o und der 50 Gew.-% der Gesamtmasse an Strahlgut-Partikeln eine Größe >d ₅ o aufweisen. Die Partikelgröße kann mittels Sieben eingestellt und ermittelt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat das Strahlgut eine massenmittlere Partikelgröße d ₅ o im Bereich von 10 bis 2000 pm, 20 bis 1000 pm, 30 bis 500 pm, 50 bis 200 pm oder 75 bis 150 pm.

Die massenmittlere Partikelgröße kann durch Mahlen verkleinert werden. Eine bestimmte massenmittlere Partikelgröße kann optional durch Sieben ausgewählt werden.

Das Strahlgut kann jegliche Zustandsform aufweisen. Es kann kristallin, kolloidal, oder amorph sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein Strahlgut ein kristallines Strahlgut. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das (gesamte) Strahlgut kristallines Strahlgut.

Die Behandlung der Oberfläche (z.B. Umformung/Eindellung/Abrasion) kann unter anderem durch die physikochemischen Eigenschaften und/oder die kinetische Energie des Stahlguts (z.B. von gestrahlten Partikel) herbeigeführt werden

Die Härte des Strahlguts kann beliebig sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Strahlgut eine größere Härte (etwa Mohs- oder Rockwell-Härte) als die Oberfläche auf.

Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Strahlgut eine kleinere oder gleiche Härte als die Oberfläche auf und die Behandlung der Oberfläche wird durch die kinetische Energie des Strahlguts erzielt. Wenn die Härte des Strahlguts kleiner/gleich ist als jene der Oberfläche, kann die Behandlung der Oberfläche (z.B. Umformung/Eindellung/Abrasion) auch hauptsächlich (ggf. sogar (beinahe) ausschließlich) durch die kinetische Energie des Stahlguts (z.B. von gestrahlten Partikel) herbeigeführt werden.

Die Oberfläche kann in beliebiger Weise mit dem Strahlgut bestrahlt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Strahlgut mittels eines Stromes eines Trägermediums auf die zu behandelnde Oberfläche aufgebracht, vorzugsweise mit einer kinetischen Energie, die ausreicht die Oberfläche zu behandeln. So kann das Strahlgut etwa in einem Trägergasstrom verteilt werden oder in einer Trägerflüssigkeit verteilt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trägermedium ein Trägergasstrom. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trägermedium ein Trägergasstrom und das im Trägergasstrom verteilte Strahlgut wird auf die Oberfläche geblasen.

Als Trägermedium kann ein beliebiges Medium verwendet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trägermedium ein Gas, daher eingesetzt als ein Gasstrom. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trägermedium ein Inertgasstrom (z.B. Sickstoff- oder Edelgas- (z.B. Helium-, Neon- oder Argon-) - Strom) oder ein Druckluftstrom. Das Blasen eines Trägergasstroms kann in beliebiger Weise erfolgen und kann vom Fachmann entsprechend eingestellt werden.

Erfindungsgemäß kann bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein beliebiger Blasdruck (bei einem Sprühverfahren auch„Sprühdruck“) verwendet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Blasdruck von 0,1 bis 100 bar verwendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Blasdruck von 0,25 bis 20 bar, 0.5 bis 10 bar, 1 bis 5 bar oder 1 ,5 bis 2 bar verwendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trägermedium ein Inertgasstrom oder ein Druckluftstrom und mit einem Blasdruck von 0,1 bis 100 bar auf die zu behandelnde Oberfläche geblasen (bei einem Sprüh verfahren auch„gesprüht“).

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Trägermedium ein Inertgasstrom oder ein Druckluftstrom und mit einem Blasdruck von 0,25 bis 20 bar, 0.5 bis 10 bar, 1 bis 5 bar oder 1 ,5 bis 2 bar auf die zu behandelnde Oberfläche geblasen. Es kann für beliebig lange Zeit gesprüht werden, etwa bis das gewünschte Ergebnis erzielt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird für eine Zeit im Bereich zwischen 0,1 s (Sekunden) und 6 h (Stunden), für eine Zeit im Bereich zwischen 0,5 s und 60 min (Minuten), für eine Zeit im Bereich zwischen 1 s und 10 min oder für eine Zeit im Bereich zwischen 2 s und 1 min gesprüht. Es kann ein beliebiger Sprühwinkel und ein beliebiger Abstand zwischen Düse und Oberfläche verwendet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Sprühwinkel zwischen 10° und 90° verwendet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Sprühwinkel zwischen 15° und 80°, zwischen 20° und 50° oder zwischen 25° und 35° verwendet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt das erfindungsgemäße Verfahren zudem zu einer Materialverdichtung ((Teil)härtung) der Implantatschraube. Dies ist technisch vorteilhaft, da bei vielen Anwendungen, etwa bei Endo-Prothesen, härtere und stabilerer Materialien und Oberflächen wünschenswert sind. Die (Teil)härtung kann etwa durch die mechanische Druckbelastung während der Bestrahlung erzielt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Abstand zwischen Düse und Oberfläche im Bereich von 0,1 mm und 50 cm, im Bereich von 0,5 mm und 10 mm oder im Bereich von 0,5 mm und 5 mm verwendet.

Bei einem Blasverfahren (auch „Spühverfahren“) wird als Trägermedium ein Inertgasstrom oder ein Druckluftstrom verwendet, wobei das Trägermedium bevorzugt über eine Düse geleitet. Eine solche Düse kann eine beliebige Geometrie und Größe aufweisen. So kann die Düse etwa rund, oval, rechteckig oder flach und schlitzförmig sein. Sie kann je nach Anwendungsgebiet bevorzugt einen Durchmesser von unter 0,1 mm, einen Durchmesser im Bereich von 0,1 mm bis 10 cm, einen Durchmesser im Bereich von 0,2 mm bis 5 cm, einen Durchmesser im Bereich von 0,5 mm bis 2 cm, einen Durchmesser im Bereich von 0,6 mm bis 1 cm oder einen Durchmesser von über 10 cm aufweisen. Optional kann die Oberfläche gegenüber dem Strahlgut-Strahl gedreht werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bestrahlung bei einer Oberflächen-Temperatur im Bereich der Raumtemperatur (daher etwa 18 bis 30°C, bevorzugt etwa 20 bis 25°C) durchgeführt. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bestrahlung bei einer Oberflächen-Temperatur im Bereich von 5 bis 25°C durchgeführt. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bestrahlung bei einer erhöhten Oberflächen- Temperatur von über 25°C durchgeführt. Optional kann die zu bestrahlende Oberfläche vorgewärmt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bestrahlung bei einer erhöhten Oberflächen- Temperatur im Bereich von 25 bis 200°C, 50 bis 100°C oder 60 bis 75°C durchgeführt. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bestrahlung bei einer abgesenkten Oberflächen- Temperatur von unter 18°C durchgeführt. Optional kann die zu bestrahlende Oberfläche vorab gekühlt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bestrahlung bei einer abgesenkten Oberflächen- Temperatur im Bereich von -25 bis 18°C, -20 bis 10°C oder -18 bis 0°C durchgeführt.

Bei der Bestrahlung der Oberfläche kann eine beliebige Luftfeuchtigkeit verwendet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Luftfeuchtigkeit im Bereich von 5 bis 90% relativer Luftfeuchtigkeit, im Bereich von 5 bis 75% relativer Luftfeuchtigkeit, im Bereich von 30 bis 70% relativer Luftfeuchtigkeit oder im Bereich von 50 bis 65% relativer Luftfeuchtigkeit. Bei der Bestrahlung der Oberfläche kann ein beliebiger Luftdruck herrschen. Typischerweise wird dieser im Bereich von 400 bis 1 100 hPa liegen, bevorzugt im Bereich von 500 bis 1060 hPa. Besonders bevorzugt wird der Luftdruck dem natürlichen Außendruck entsprechen.

Die Oberfläche kann im Sinne der Erfindung eine beliebige Oberfläche sein. Typischerweise und bevorzugt ist die Oberfläche eine Festkörperoberfläche. Bevorzugt ist eine Oberfläche eine solche, die ungiftig ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Oberfläche eine solche, die als Endo-Prothese, einschließlich enossalen Teilen von Zahnimplantaten, verwendbar ist.

Wie hierin verwendet, ist der Begriff „Endo-Prothese“ im weitesten Sinne zu verstehen als ein Implantat, das dauerhaft im Körper verbleibt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Endo-Prothese bevorzugt eine künstliches Implantat, daher etwa kein Spenderorgan oder kein Spendergewebe. Beispielsweise kann eine Endo-Prothese eine Endo-Exo-Prothese sein, daher ein Implantat, das teilweise im Körper inkorporiert wird und teilweise hinausschaut. Demgemäß kann eine Endo-Prothese beispielsweise ein Zahnimplantat oder ein Cochlea-Implantat sein.

Bei einer Endo-Exo-Prothese ist die im Sinne der vorliegenden Erfindung zu behandelnde Oberfläche bevorzugt der enossale Teil eines Zahnimplantats. Demgemäß ist bei einem Zahnimplantat die im Sinne der vorliegenden Erfindung zu behandelnde Oberfläche bevorzugt der enossale Teil eines Zahnimplantats. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche die Oberfläche eines Wirbelkörpers (Wirbelimplantats) oder eines Knochenimplantats. Beispielsweise kann eine Endo-Prothese auch ein künstliches Gelenk (wie zum Beispiel Hüftgelenk, Kniegelenk, Schultergelenk, Sprunggelenk, Ellbogengelenks, oder Fingergelenk) oder ein Teil davon sein. Beispielsweise kann eine Endo-Prothese auch ein künstlicher Knochen (wie zum Beispiel Wirbelkörper, Oberschenkelhals oder ein Teil des Hüftknochens) oder ein Teil davon sein. Beispielsweise kann eine Endo-Prothese auch eine künstliche Herz- oder Venenklappe oder ein Stent sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Endo-Prothese ein weniger elastisches Material. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Endo-Prothese ein Zahnimplantat, ein künstliches Gelenk oder Teil davon oder ein künstlicher Knochen oder Teil davon. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

(B1 ) einer Keramik-Oberfläche;

(B2) einer Metall-Oberfläche; und

(B3) einer Kunststoff-Oberfläche.

Eine Keramik-Oberfläche kann jede beliebige Keramik-Oberfläche sein. Diese kann zum Zeitpunkt der Bestrahlung optional bereits ausgehärtet sein oder erst in einem nachträglichen Schritt ausgehärtet werden, somit etwa in einem weiteren Schritt gesintert werden. Bevorzugt ist eine Keramik-Oberfläche eine solche, die ungiftig ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Keramik-Oberfläche eine solche, die als Endo-Prothese, einschließlich enossalen Teilen von Zahnimplantaten, verwendbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Keramik-Oberfläche aus einer keramischen Mischsubstanz. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Keramik- Oberfläche eine Oberfläche bestehend aus oder umfassend Zirkoniumdioxid (Z1O2). In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine Keramik- Oberfläche eine Oberfläche bestehend aus oder umfassend ungesintertes (daher nicht gesintertes) Z1O2.

Eine Metall-Oberfläche kann jede beliebige Metall-Oberfläche sein. Bevorzugt ist eine Metall-Oberfläche eine solche, die ungiftig ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Metall-Oberfläche eine solche, die als Endo-Prothese, einschließlich enossalen Teilen von Zahnimplantaten, verwendbar ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Metall-Oberfläche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titan, einer Titanlegierung, einer CoCrMo-Legierung, und einer CoNiCrMo- Legierung. Alternativ kann eine Metall-Oberfläche auch eine beliebige andere Metall-Oberfläche sein, etwa eine Kupfer-, Stahl-, Edelstahl, oder Aluminium-Oberfläche.

Eine Kunststoff-Oberfläche kann jede beliebige Kunststoff-Oberfläche sein. Bevorzugt ist eine Kunststoff-Oberfläche eine solche, die frei von unverträglichen bzw. giftigen Stoffen ist.

Kunststoff wird im weitesten Sinne im Lichte des allgemeinen Verständnisses des fachkundigen verstanden werden. Typischerweise besteht ein Kunststoff weitgehend (daher zu >50 Gew.-%, typischer weise >75 Gew.-%, >80 Gew.-%, >85 Gew.-%, >90 Gew.-%, >95 Gew.-% oder zu (nahezu) 100 Gew.-%) aus organischen Makromolekülen, die in der Regel durch die Polymerisation von Monomeren erhalten wurden (Polymere). Typischerweise weisen solche Polymere eine Molekülmasse von >5 kDa, >10 kDa, >50 kDa oder >100 kDa auf. Kunststoffe können ein oder mehrere Typen von organischen Polymeren (Blends) umfassen. Optional können Kunststoffe neben organischen Polymeren noch ein oder mehrere Zusatzstoffe (z.B. Verstärkungen (etwa Faserverstärkungen), Füllmaterialien, Weichmacher, Entformungsmittel, Flammschutzmittel, Stabilisatoren, Lichtschutzmittel usw.) enthalten. Polymere können aus einem oder mehreren Typen an Monomeren bestehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Kunststoff-Oberfläche eine solche, die als Endo-Prothese, einschließlich enossalen Teilen von Zahnimplantaten, verwendbar ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Kunststoff-Oberfläche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Polyetheretherketon- (PEEK)- Oberfläche, einer Polyethylen- (PE-)Oberfläche, einer Polylactid- (PLA- )Oberfläche und einer Polylactid-co-Glycolid- (PLGA-)Oberfläche.

Polyetheretherketon (PEEK) kann etwa aus 4-Hydroxyphenyl(4- phenoxyphenyl)methanon-Monomeren aufgebaut sein bzw. aus solchen abgeleitete Reste enthalten. Dies kann beispielsweise kommerziell erhalten werden als KetaSpire, Victrex, Gatone oder Vestakeep.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

(B1 ) einer Keramik-Oberfläche, insbesondere ungesintertes Z1O2;

(B2) einer Metall-Oberfläche, insbesondere einer Oberfläche eines Metalls oder einer Metalllegierung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titan, einer Titanlegierung, einer CoCrMo-Legierung, und einer CoNiCrMo- Legierung; und

(B3) einer Kunststoff-Oberfläche, insbesondere einer Polyetheretherketon- Oberfläche, einer Polyethylen-Oberfläche, einer Polylactid-Oberfläche und einer Polylactid-co-Glycolid-Oberläche. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Oberfläche eine Oberfläche eines Medizintechnikproduktes sein. Das Medizintechnikprodukt ist dabei vorteilhafterweise aus Keramik, Stahl, Platin, Gold, Kunststoff oder Titan ausgebildet oder damit beschichtet und stellt beispielsweise ein medizinisches, chirurgisches oder zahntechnisches Implantat dar, das an einer Stelle des Körpers eingesetzt werden kann. Das Medizintechnikprodukt kann ein zahnmedizinisches Implantat, oder ein künstliches Gelenk, ein Stent, Knochenschrauben, Dübel beispielsweise für die Wirbelsäule oder sonstige Körperersatzteile sein

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche daher eine Oberfläche eines Medizintechnikproduktes, insbesondere einer Endo-Prothese. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche daher eine Oberfläche eines Medizintechnikproduktes, insbesondere einer enossalen Oberfläche eines Zahnimplantates.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Oberfläche eine enossale Oberfläche eines Zahnimplantates sein. Das Werkstück kann beispielsweise ein Element eines Zahnersatzsystems sein und aus Keramik oder Titan bestehen. Im Zusammenhang mit den verschiedenen Implantats-Verfahren ist das enossale Implantat ein gebräuchlicher Begriff für ein im Inneren vom Kieferknochen befindliches Implantat oder in den Knochen hineinragendes Zahnimplantat. In der Zahnmedizin werden vorzugsweise enossale, rotationssymmetrische Implantate verwendet, die in den Kieferknochen eingesetzt, eingedreht oder eingesteckt und sind üblicherweise aus Titan (Titanimplantate) oder aus keramischen Materialien (Keramikimplantate) wie die "Zirkonimplantate".

Ein enossales Implantat ist ein Implantat das innerhalb vom Kieferknochen liegt, denn "Enossale Implantate" bzw. Zahnimplantate sind knöcherne Verankerungen, so auch die Extensionsimplantate als endodontische Implantate, das Zylinderimplantate mit zusätzlichen Retensionsflügeln oder auch Blattimplantate sein können. Ein Beispiel hierfür ist ein Implantat zur Osseointegration in einem Kieferknochen, das auf der Oberfläche aufgeraut werden muss, um ein Anwachsen im Kieferknochen sicherzustellen. Ein derartiges Aufrauen kann mit einem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt werden. Vorteilhafterweise wird das Implantat nach der Strahlbehandlung lediglich in ein Wasserbad gelegt, wodurch sich die Strahlgutrückstände eigenständig von der aufgerauten Oberfläche lösen. Dies kann durch Bewegen der Werkstücke, beispielsweise der Implantate, oder des Wassers innerhalb des Wasserbads zeitlich beschleunigt sowie optimiert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Strahlgut ein kristallines Strahlgut sein. Durch den Einsatz eines kristallinen Strahlguts kann besonders vorteilhaft die Wasserlöslichkeit umgesetzt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Strahlgut ein Salz sein. Salz ist besonders gut in Wasser löslich, ohne dass eine besonders ausgeprägte Umwälzung des Wassers erforderlich ist. Es kann beispielsweise auch Salz mit unterschiedlich großen Kristallen eingesetzt werden, sodass ein Strahlgut mit unterschiedlich großen Partikeln entsteht. Durch geeignete Verfahren kann das Salz nachträglich wieder aus dem Wasserbad gelöst werden und erneut als Strahlgut eingesetzt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erfindungsgemäß eingesetztes Strahlgut weitgehend ungiftig, daher weist es bevorzugt eine mittlere letale Dosis LD ₅₀ von >10 mg/kg Körpergewicht auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Strahlgut biologisch neutral abbaubar. Somit stellt es in der Umwelt bevorzugt kein Xenobiotikum dar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Strahlgut ökologisch verwertbar. Daher kann es bevorzugt von Organismen für physiologische Stoffwechselvorgänge verwendet werden.

Das Strahlgut kann jede chemische Struktur aufweisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens einer der erfindungsgemäß verwendeten Spezies des Strahlguts ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

(A1 ) einem aus mindestens einem Salz bestehenden oder mindestens ein Salz umfassenden Strahlgut;

(A2) einem aus mindestens einem kristallinen Zucker bestehenden oder mindestens einen kristallinen Zucker umfassenden Strahlgut; und

(A3) einem aus mindestens einem kristallinen Süßstoff bestehenden oder mindestens einen kristallinen Süßstoff umfassenden Strahlgut.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jede der erfindungsgemäß verwendeten Spezies des Strahlguts ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: (A1 ) einem aus mindestens einem Salz bestehenden oder mindestens ein Salz umfassenden Strahlgut;

(A2) einem aus mindestens einem kristallinen Zucker bestehenden oder mindestens einen kristallinen Zucker umfassenden Strahlgut; und

(A3) einem aus mindestens einem kristallinen Süßstoff bestehenden oder mindestens einen kristallinen Süßstoff umfassenden Strahlgut.

Es wird verstanden werden, dass auch beliebige Kombinationen von einem oder mehreren Salzen, einem oder mehreren Zucken und/oder einem oder mehreren Süßstoffen verwendet werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Strahlgut ein Salz oder ist ein Salz. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Salz grundsätzlich ein beliebiges Salz sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erfindungsgemäß eingesetztes Salz weitgehend ungiftig, daher weist bevorzugt eine mittlere letale Dosis LD ₅₀ von >10 mg/kg Körpergewicht auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Salz ein Anion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chloriden (CI ), Carbonaten (CO ₃ ² ), Hydrogencarbonaten (HCO ₃ ), Nitraten (N0 ₄ ), Sulfaten (S0 ₄ ² ) und Acetaten (Ac-, CH ₃ COO ). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das Salz aus zumindest einem der Gruppen der Nitrate, der Chloride oder der Sulfate, oder eine Mischung hieraus. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Salz ein Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium (Na ⁺ ), Kalium (K ⁺ ) und Ammonium (NH ₄ ⁺ ). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Salz ein Anion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chloriden, Carbonaten, Hydrogencarbonaten, Nitraten, Sulfaten und Acetaten und ein Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium, Kalium und Ammonium.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Salz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus NaCI, NaHCOs, Na ₂ C0 ₃ , NaN0 ₃ , Na ₂ S0 ₄ , NaAc, KCl, KHCO ₃ , K ₂ C0 ₃ , KNO _s , K ₂ S0 ₄ , KAc, NH ₄ CI, NH ₄ HC0 ₃ , (NH ₄ ) ₂ C0 ₃ , NH ₄ N0 ₃ , (NH ₄ ) ₂ S0 ₄ und NH ₄ Ac. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Salz zumindest oder ist Natriumchlorid und/oder Natriumcarbonat und/oder Natriumhydrogencarbonat. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens ein als Strahlgut erfindungsgemäß eingesetztes Salz Natriumchlorid (NaCI). Alternativ oder zusätzlich können auch beliebige andere Salze, insbesondere vom Körper gut verträgliche Salze, eingesetzt werden, wie etwa Schüssler-Salze eingesetzt werden. Es wird verstanden werden, dass ein gemäß der vorlegenden Erfindung verwendbares Salz auch Bestandteil einer komplexeren Zusammensetzung sein kann. So kann ein Salz etwa Bestandteil einer Zahnpolitur sein. So kann NaHCOs etwa in manchen verschluckbaren Zahnpolier-Pulvern wie zum Beispiel Air-N-Go neben weiteren löslichen Abrasiven wie etwa Natriumsaccharin, hydrophobierter Kieselsäure und Hilfsstoffen (Aceton North America, bzw. ACTEAN, Frankreich) enthalten sein.

Auch diese komplexen Zusammensetzungen sind demnach im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Strahlgut einen Zucker, insbesondere Saccharose, oder ist ein Zucker. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein kristalliner Zucker grundsätzlich ein beliebiger kristalliner Zucker sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erfindungsgemäß eingesetzter kristalliner Zucker weitgehend ungiftig, und daher weist bevorzugt eine mittlere letale Dosis LD ₅₀ von >10 mg/kg Körpergewicht auf. Insbesondere kleinmolekulare Zucker weisen meist kristalline Form auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Zucker daher ein Molekulargewicht von nicht mehr als 1000 Da auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zucker ein kristallines Mono- oder Disaccharid.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zucker ein natürlich im Körper eines Säugetiers, insbesondere eines Menschen vorkommender Zucker. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zucker ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Saccharose, Lactose, Glucose, Maltose, Mannose, Fructose, Ribose, Desoxyribose, Galactose, Fucose, Rhamnose, Lactulose und Trehalose. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zucker ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Saccharose, Lactose, Glucose, Maltose, Mannose und Fructose. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Zucker Saccharose. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Süßstoff grundsätzlich ein beliebiger Süßstoff sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erfindungsgemäß eingesetzter Süßstoff weitgehend ungiftig, daher weist bevorzugt eine mittlere letale Dosis LD ₅₀ von >10 mg/kg Körpergewicht auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Süßstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acesulfam, Advantam, Aspartam, Aspartam/Acesulfam, Cyclamat, Neohesperidin, Neotam, Saccharin, Sucralose, Steviosid, Thamatin, Alitam, Brazzein, Dulcin, Hernandulcin, Lugdunam, Monellin, Pentadin und 5-Nitro-2-propoxyanilin.

Es wird unmittelbar verstanden werden, dass im Rahmen der gesamten Erfindung die jeweils genannten Verbindungen auch jeweils die versalzte Form davon umfassen. Bezüglich der Süßstoffe kann dies etwa ein Süßstoff-Anion oder - Kation sein, so zum Beispiel Saccharin-Salze (z.B. Natriumsaccharin).

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens einer der erfindungsgemäß verwendeten Spezies des Strahlguts ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

(A1 ) einem aus mindestens einem Salz bestehenden oder mindestens ein Salz umfassenden Strahlgut, insbesondere wobei das Salz ein Anion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chloriden, Carbonaten, Hydrogencarbonaten, Nitraten, Sulfaten und Acetaten umfasst und/oder wobei das Salz ein Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium, Kalium und Ammonium umfasst;

(A2) einem aus mindestens einem kristallinen Zucker bestehenden oder mindestens einen kristallinen Zucker umfassenden Strahlgut, insbesondere wobei der Zucker ein kristallines Mono- oder Disaccharid ist; und

(A3) einem aus mindestens einem kristallinen Süßstoff bestehenden oder mindestens einen kristallinen Süßstoff umfassenden Strahlgut, insbesondere wobei der Süßstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Acesulfam, Advantam, Aspartam, Aspartam/Acesulfam, Cyclamat, Neohesperidin, Neotam, Saccharin, Sucralose, Steviosid, Thamatin, Alitam, Brazzein, Dulcin, Hernandulcin, Lugdunam, Monellin, Pentadin und 5-Nitro- 2-propoxyanilin.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das mindestens eine Strahlgut aus Natriumchloridkristallen oder Natriumchlorid enthaltenen Kristallen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das mindestens eine Strahlgut aus

Natriumchloridkristallen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das mindestens eine Strahlgut aus

Natriumchloridkristallen einer massenmittleren Kristallgröße von 10 bis 2000 miti.

Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das mindestens eine Strahlgut aus Saccharose.

Wie oben dargelegt können erfindungsgemäß optional auch mehrere unterschiedliche Strahlgut-Spezies miteinander kombiniert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Salz aus zumindest einem der Gruppen der Nitrate, der Chloride oder der Sulfate besteht, oder eine Mischung hieraus ist.

Ausgehend von der vorangegangenen Ausführungsform kann das Salz vorteilhafterweise zumindest Natriumchlorid und/oder Natriumcarbonat und/oder Natriumhydrogencarbonat sein. Natriumhydrogencarbonat wird auch als Natriumbicarbonat bzw. als Natron bezeichnet. Die vorgenannten Salze sind kostengünstig in großen Mengen verfügbar und können ohne Gefahr für die Umwelt in Klärwerken geklärt werden, so dass diese keine Umweltbelastung darstellen. Insbesondere Natriumbicarbonat weist eine ausgesprochen gute Strahlbearbeitungsqualität auf.

Alternativ oder zusätzlich zu den angesprochenen salzbasierten Strahlgütern kann in einer bevorzugten Ausführungsform das Strahlgut ein Zucker, insbesondere Saccharose umfassen, oder ein Zucker sein. Zucker weist ebenfalls kristalline Eigenschaften auf und ist rückstandsfrei und biologisch unbedenklich abbaubar. Da Zucker aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden kann, ist der ökologische Foodprint äußerst gering, so dass insbesondere ein ökologisch vorteilhaftes Strahlgut bereitgestellt werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das wasserlösliche Strahlgut mit Trockeneispartikeln gemischt sein, oder Trockeneispartikel aufweisen. Insbesondere bei der Bearbeitung medizintechnischer Oberflächen ist eine Mischung aus einem wasserlöslichen Strahlgut verbunden mit einer verbesserten Reinigungswirkung von Trockeneispartikel eine gute Kombination, hochreine und raue Oberflächen herzustellen. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Strahlgut biologisch abbaubar sein. Dadurch kann ein besonders umweltfreundliches Verfahren bereitgestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Strahlgut ökologisch verwertbar sein. Dadurch kann ein besonders umweltfreundliches Verfahren durchgeführt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als Strahlgut wasserlösliche und Kristalle eingesetzt und ist die Oberfläche eine Kunststoff-Oberfläche.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Strahlgut ist ein (weitgehend) ungiftiges Salz und ist die Oberfläche eine Kunststoff-Oberfläche.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Strahlgut ein (weitgehend) ungiftiges Salz und ist die Oberfläche eine Kunststoff-Oberfläche ausgewählt aus einer Polyetheretherketon-Oberfläche (PEEK-Oberfläche), einer Polyethylen-Oberfläche, einer Polylactid-Oberfläche und einer Polylactid-co-Glycolid-Oberläche. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das mindestens eine Strahlgut ein Salz oder ist ein Salz und ist die Oberfläche eine Polyetheretherketon-Oberfläche (PEEK-Oberfläche).

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Strahlgut ein Salz umfassend ein Anion ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chloriden, Carbonaten, Hydrogencarbonaten, Nitraten, Sulfaten und Acetaten und ein Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natrium, Kalium und Ammonium, und ist die Oberfläche eine Kunststoff- Oberfläche.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Strahlgut ein Salz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Natriumchlorid, Natriumcarbonat und Natriumhydrogencarbonat, und ist die Oberfläche eine Kunststoff-Oberfläche, insbesondere eine Oberfläche ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ausgewählt aus einer Polyetheretherketon- Oberfläche (PEEK-Oberfläche), einer Polyethylen-Oberfläche, einer Polylactid- Oberfläche und einer Polylactid-co-Glycolid-Oberläche.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Strahlgut Natriumchlorid und ist die Oberfläche eine Polyetheretherketon-Oberfläche (PEEK-Oberfläche).

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das mindestens eine Strahlgut aus Natriumchloridkristallen einer massenmittleren Kristallgröße von 10 bis 2000 miti und ist die Oberfläche eine Polyetheretherketon- Oberfläche.

In einer bevorzugten Ausführungsform verbleiben bevorzugt keine Rückstände des Strahlguts auf der Oberfläche. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbleiben keine Rückstände des Strahlguts an der Oberfläche. Insbesondere bei der Behandlung von Zahnimplantaten dürfen keine Strahlgutrückstände innerhalb der aufgerauten Oberfläche verbleiben, da ein Einsetzen und Anwachsen in den Kieferknochen erfolgt, wodurch Strahlgutrückstände Verunreinigungen und Entzündungsherde darstellen würden. Durch eine Wasserlöslichkeit des Strahlguts und ein Einlegen des Werkstücks nach der Strahlgutbehandlung in ein Wasserbad, können in einem einfachen sowie ökologischen Verfahren alle Strahlgutrückstände entfernt werden.

Wie oben dargelegt, kann die Entfernung von Rückständen des Strahlguts mittels Waschen mit einem wässrigen Lösungsmittel erfolgen. Der Schritt des Waschens mit einem wässrigen Lösungsmittel kann auf beliebige Weise erfolgen.

So kann beispielsweise die Oberfläche mit einem wässrigen Lösungsmittel abgespült werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Oberfläche (daher das die Werkstück enthaltene Werkstück ganz oder teilweise) in ein Bad des wässrigen Lösungsmittels eingelegt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Oberfläche mit einem wässrigen Lösungsmittel abgewischt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Verfahren verbleiben nach Einlegen der Oberfläche für einen Zeitraum t in ein Wasserbad (weitgehend) keine (messbaren) Rückstände des Strahlguts an der Oberfläche. Der Fachmann wird die Zeit und die Temperatur entsprechend ermitteln. So kann die Oberfläche (daher das die Werkstück enthaltene Werkstück ganz oder teilweise) beispielsweise für eine Zeitraum t von bis zu 5 min (Minuten), von 5 bis 20 min, von 15 min bis 1 h (Stunde(n)), von 1 bis 6 h, von 6 bis 12 h, von 12 bis 24 h oder von mehr als 24 h in ein Bad des wässrigen Lösungsmittels eingelegt werden, so dass (weitgehend) keine (messbaren) Rückstände des Strahlguts an der Oberfläche verbleiben. Hierbei kann optional auch ein oder mehrfach das wässrige Lösungsmittel gewechselt werden, wobei optional jeweils das gleiche oder ein unterschiedliches wässriges Lösungsmittel eingesetzt werden kann. Dies kann bei einer beliebigen Temperatur erfolgen. Typischerweise erfolgt dieser Schritt in einem Temperaturbereich von 1 bis 100°C. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt das Waschen in einem Temperaturbereich von 2 bis 60°C, 5 bis 50°C, 10 bis 30°C oder 15 bis 25°C.

In einer bevorzugten Ausführungsform können nach Einlegen der Oberfläche für einen Zeitraum t in ein Wasserbad keine Rückstände des Strahlguts an der Oberfläche verbleiben. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Zeitraum t zuvor ermittelt wurde, sodass eine Fließbandfertigung bezüglich der Durchführung des Strahlvorgangs sowie dem Einlegen in ein Wasserbad erfolgen kann. So kann der Zeitraum t von 10 Minuten oder mehr bis zu mehreren Stunden oder sogar Tagen betragen, um eine erhöhte Reinheit zu gewährleisten. Bevorzugt kann destilliertes, keimfreies Wasser eingesetzt und/oder die Reinigung unter antibakteriell wirkendem UV-Licht oder elektromagnetischer Bestrahlung erfolgen.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine aufgeraute Oberfläche entstehen. Bevorzugt erfolgt demnach ein gezieltes Aufrauen zumindest eines Teilbereichs der Oberfläche des Werkstücks durch das erfindungsgemäße Verfahren.

Alternativ oder zusätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden, um Korrosion von einer Oberfläche zu entfernen. So ist die Korrosion häufig brüchiger und/oder weniger fest als ein darunter liegender Festkörper von dem diese abstammt, wie etwa ein Metall. Somit kann die Korrosion effektiv entfernt werden, währen der Festkörper weitgehend intakt bleibt und je nach Anwendung lediglich aufgeraut wird, kaum aufgeraut wird oder nicht aufgeraut wird. Demnach betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung die Entfernung einer Korrosionsschicht mittels eines Verfahrens wie hierin beschrieben. Die Entfernung kann zu einer optisch anspruchsvollen und/oder technisch vorteilhaften Oberfläche führen. So können etwa Metalloberflächen schonend renoviert werden, Zündkontakte verbessert werden usw. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche (oder ein diese enthaltenes Werkstück, beispielsweise eine Endo- Prothese oder ein Teil davon) zu einer medizinischen Verwendung geeignet. Daher ist die Oberfläche (oder ein dieses enthaltenes Werkstück, beispielsweise eine Endo-Prothese oder ein Teil davon) bevorzugt Verfahrens (weitgehend) keimfrei und enthält keine toxischen oder immunogenen Mittel.

Optional kann die Oberfläche als weiteren Schritt abgewischt und/oder abgebürstet und/oder mittels einer Flüssigkeitsdusche gereinigt werden, etwa um Reste von abgetragenem Oberflächenmaterial zu entfernen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche (oder ein dieses enthaltenes Werkstück, beispielsweise eine Endo- Prothese oder ein Teil davon) am Ende des Verfahrens (weitgehend) keimfrei. Demnach umfasst das Verfahren bevorzugt einen Schritt des Sterilisierens. Dies kann etwa mittels Erhitzung, mittels UV-Licht, mittels antimikrobiell wirkender Substanzen oder mittels elektromagnetischer Bestrahlung erfolgen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Oberfläche (oder ein dieses enthaltenes Werkstück, beispielsweise eine Endo- Prothese oder ein Teil davon) keimarm verpackt.

Optional kann die Oberfläche nach der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens noch mittels eines im Stand der Technik bekannten Verfahrens Beschichtet werden, so wie beispielsweise mit Hydroxylapatit (HA), Calciumphosphat und/oder einer Titanplasmabeschichtung.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich dazu geeignet, auch harte Oberflächen zu behandeln, insbesondere auch harte Oberflächen aufzurauen. Der Fachmann wird ein entsprechendes Strahlgut und einen entsprechenden Blasdruck auswählen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch auch dazu geeignet, weiche Oberflächen zu behandeln. Der Fachmann wird ein entsprechendes Strahlgut und einen entsprechenden Blasdruck auswählen. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren auch dazu geeignet, noch nicht ausgehärtete (daher: ungehärtete) Oberflächen zu behandeln. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zu behandelnde Oberfläche bei der Bestrahlung ungehärtet und das Verfahren umfasst nach der Bestrahlung einen Schritt des Aushärtens der Oberfläche. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zu behandelnde Oberfläche bei der Bestrahlung ungehärtet und das Verfahren umfasst nach dem Waschen der bestrahlten Oberfläche mit einem wässrigen Lösungsmittel einen Schritt des Aushärtens der Oberfläche.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt hierbei das Aushärten der Oberfläche mittels Sinterung. Wie hierin verwendet, ist der Begriff der„Sinterung“ im weitesten Sinne zu verstehen als Aushärten bei meist erhöhten Temperaturen, insbesondere von Keramik-Oberflächen. Sintern kann etwa die Erhitzung auf eine Temperatur umfassen, die dem Brennen von Keramik entspricht. Die Sinterung kann je nach Material beispielsweise bei Temperaturen im Bereich von 500 bis 2500°C durchgeführt werden. Es wird verstanden werden, dass der Sinterung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Entbinderung vorangehen kann. In der Regel wird die Oberfläche nach der Sinterung abgekühlt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt ein optionaler Schritt des Entbinderns bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 1000°C, 200 bis 900°C, 400 bis 800°C oder 600 bis 750°C. Diese Temperatur kann über eine Kurve erreicht werden. Hierbei können bevorzugt Temperatursteigerungsraten von 20 bis 100°C pro Stunde, etwa 30 bis 75°C, beispielsweise (etwa) 50°C verwendet werden. Die Höchsttemperatur bei der Entbinderung kann für eine beliebigen Zeitraum, etwa 15 min bis 24 h oder mehr, 30 min bis 12 h oder 1 bis 6 h, beispielshaft 2 h, gehalten werden. Der Fachmann wird die Zeiten und Temperaturen an das jeweilige Material anpassen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt ein optionaler Schritt des Sinterns bei einer Temperatur im Bereich von 500 bis 2500°C, 750 bis 2000°C, 1000 bis 1800°C oder 1400 bis 1500°C. Diese Temperatur kann über eine Kurve erreicht werden. Hierbei können bevorzugt Temperatursteigerungsraten von 50 bis 200°C pro Stunde, etwa 75 bis 150°C, beispielsweise (etwa) 100°C verwendet werden. Die Höchsttemperatur bei der Entbinderung kann für eine beliebigen Zeitraum, etwa 15 min bis 24 h oder mehr, 30 min bis 12 h oder 1 bis 6 h, beispielshaft 2 h, gehalten werden. Der Fachmann wird die Zeiten und Temperaturen an das jeweilige Material anpassen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt ein optionaler Schritt des Abkühlens bei Temperaturabsenkungsraten von 50 bis 500°C pro Stunde, etwa 100 bis 300°C, beispielsweise (etwa) 200°C. Der Fachmann wird die Temperaturabsenkungsrate an das jeweilige Material anpassen.

Wie hierin beschrieben, kann eine erhaltene Oberfläche, insbesondere eine aufgeraute Oberfläche, besonders vorteilhaft für medizinische Anwendungen, insbesondere Endo-Prothesen, sein.

Demnach ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die behandelte Oberfläche so aufgeraut, dass sie ein Anwachsen von Zellen (in vivo und/oder in vitro) ermöglicht. Demnach ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die behandelte Oberfläche so aufgeraut, dass sie geeignet ist, nach der Implantation eines die Oberfläche aufweisenden Werkstücks in einen Körper, ein Einwachsen oder die Adhäsion von Körperzellen (z.B. Osteozyten) zu ermöglichen.

Des Weiteren betrifft die Erfindung die Anwendung des Verfahrens für Oberflächen von Zahnimplantate, um ein Aufrauen der Oberfläche zu erzielen. Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass ein Anwachsen des Zahnimplantats innerhalb eines Kieferknochens sichergestellt werden kann.

Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein (In V/fro-)Ver fahren zur Herstellung einer Endo-Prothese mit verbesserter Anwachsbarkeit im Körper, wobei mindestens eine Oberfläche der Endo-Prothese mittels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt wird. Somit betrifft die vorliegende Erfindung auch ein (In V/fro-)Ver fahren zur Herstellung einer Endo-Prothese mit verbesserter Anwachsbarkeit im Körper, wobei mindestens eine Oberfläche der der Endo-Prothese mittels eines Strahlgut behandelt wird, wobei als Strahlgut zumindest ein wasserlösliches Strahlgut eingesetzt wird. Es wird verstanden werden, dass die im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Verfahren vorgenommenen Definitionen und bevorzugten Ausführungsformen in gleicher Weise auf dieses Verfahren Anwendung finden.

Des Weiteren betrifft die Erfindung die Anwendung eines Verfahrens nach einer der vorgenannten Ausführungsformen zur Bearbeitung von enossalen Oberflächen von Zahnimplantaten, um ein Aufrauen der Oberfläche zu erzielen. Optional kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mit einem oder mehreren weiteren Verfahren zur Bearbeitung von Oberflächen kombiniert werden, wie etwa einem oder mehreren Verfahren aus gewählt aus der Gruppe bestehend aus beliebiger Bestrahlung, Ätzung (z.B. Säureätzungen) und Laser-Bestrahlung. Bevorzugt wird jedoch auf derartige Verfahren verzichtet.

Wie oben dargelegt weisen die erhaltenen Oberflächen besondere technische Merkmale auf. Daher betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Oberfläche, die erhältlich (oder erhalten) ist nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die Oberfläche keine wasserunlöslichen Rückstände an Strahlgut, insbesondere keine Rückstände an Strahlgut, aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäß erhältliche (oder erhaltene) aufgeraute Oberfläche (besonders gut) geeignet zum Anwachsen von Zellen. Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von (aufgerauten) Oberflächen, die zum Anwachsen von Zellen geeignet sind. Das Anwachsen von Zellen kann in vivo (daher beispielsweise im Körper eines Implantat-Empfängers) oder in vitro (etwa in einer Zellkultur erfolgen. Daher kann die Oberfläche auch die eines Zellkultur- Gefäßes (z.B. einer Zellkulturschale, eine Multiwell-Platte, eines Objektträgers oder einer Matrix zur Gewebekultur) sein. Es wird verstanden werden, dass dies insbesondere Zellkulturgefäße zur Kultivierung adhärenter Zellen betrifft.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäß erhältliche (oder erhaltene) aufgeraute Oberfläche optisch matt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäß erhältliche (oder erhaltene) aufgeraute Oberfläche (besonders gut) geeignet zum Aufträgen neuer Färb- und Lackschichten darauf. Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von (aufgerauten) Oberflächen, die zum Aufträgen neuer Färb- und Lackschichten geeignet sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann demnach als weiteren optionalen Verfahrensschritt das Aufträgen neuer Färb- und Lackschichten umfassen. Dieser Schritt folgt bevorzugt auf die oben beschriebenen Verfahrensschritte (i) und (ii) und optional (iii) und optional weitere Schritte. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäß erhältliche (oder erhaltene) aufgeraute Oberfläche (besonders gut) geeignet zum Verkleben. Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von (aufgerauten) Oberflächen, insbesondere von Metall-, Kunststoff- und Glasflächen, die zum Verkleben geeignet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren kann demnach als weiteren optionalen Verfahrensschritt das Verkleben mit einer anderen Oberfläche umfassen. Dieser Schritt folgt bevorzugt auf die oben beschriebenen Verfahrensschritte (i) und (ii) und optional (iii) und optional weitere Schritte.

Es wird verstanden werden, dass die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgenommenen Definitionen und bevorzugten Ausführungsformen in gleicher weise auf die erhaltenen Oberflächen Anwendung finden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche hierbei die einer Endo-Prothese. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberfläche hierbei eine enossale Oberfläche eines Zahnimplantates.

Da dessen Oberfläche besondere technische Merkmale aufweist ist auch das Werkstück von der vorliegenden Erfindung umfasst. Daher betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung Werkstück mit mindestens einer Oberfläche, die erhältlich (oder erhalten) ist nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die Oberfläche keine wasserunlöslichen Rückstände an Strahlgut, insbesondere keine Rückstände an Strahlgut, aufweist.

Es wird verstanden werden, dass die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgenommenen Definitionen und bevorzugten Ausführungsformen in gleicher Weise auf die erhaltenen Werkstücke Anwendung finden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Werkstück eine Endo-Prothese. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Werkstück ein enossaler Teil eines Zahnimplantates. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Werkstück ein Zellkulturgefäß, bei dem mindestens eine Oberfläche oder ein Teil davon gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgeraut ist. Ein Zellkulturgefäß kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus einer Zellkulturschale, einer Multiwell-Platte, eines Objektträgers und einer Matrix zur Gewebekultur. Es wird verstanden werden, dass dies insbesondere Zellkulturgefäße zur Kultivierung adhärenter Zellen betrifft.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch dazu geeignet, eine Färb- und/oder Lackschicht von einer Oberfläche zu entfernen. Daher betrifft ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung auch ein Verfahren zur Entfernung von einer Farb- und/oder Lackschicht von einer Oberfläche mittels eines Strahlguts, wobei als Strahlgut zumindest ein wasserlösliches Strahlgut eingesetzt wird. Dieses Verfahren kann auch dann angewandt werden, wenn die Oberfläche kaum oder gar nicht aufgeraut wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Strahlgut in diesem Fall eine geringere Härte als die Oberfläche auf. Dann kann ein vergleichsweise schonender Abtrag der Färb- und/oder Lackschicht von einer Oberfläche erreicht werden, ohne dass die Oberfläche signifikant verändert wird. Es wird verstanden werden, dass die im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Verfahren vorgenommenen Definitionen und bevorzugten Ausführungsformen in gleicher weise auf dieses Verfahren Anwendung finden.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch folgende bevorzugte Ausführungsformen:

1. Verfahren zur (abrasiven) Behandlung von Oberflächen 10 mittels eines Strahlguts, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlgut zumindest ein wasserlösliches Strahlgut, bevorzugt ein wasserlösliches und temperaturlösliches kristallbasiertes Strahlgut eingesetzt wird.

2. Verfahren nach Ausführungsform 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche 10 eine Oberfläche eines Medizintechnikproduktes ist.

3. Verfahren nach Ausführungsform 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche 10 eine enossale Oberfläche 2 eines Zahnimplantates 3 ist.

4. Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlgut ein kristallines Strahlgut ist. 5. Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlgut ein Salz umfasst oder ein Salz ist.

6. Verfahren nach Ausführungsform 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz aus zumindest einem der Gruppen der Nitrate, der Chloride oder der Sulfate besteht, oder eine Mischung hieraus ist.

7. Verfahren nach Ausführungsform 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz zumindest Natriumchlorid und/oder Natriumcarbonat und/oder Natriumhydrogencarbonat ist.

8. Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlgut ein Zucker, insbesondere Saccharose umfasst, oder ein Zucker ist.

9. Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlgut eine Mischung eines wasserlöslichen Strahlguts und Trockeneispartikeln umfasst, oder aus diesem besteht.

10 Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlgut biologisch neutral abbaubar ist.

11. Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlgut ökologisch verwertbar ist.

12. Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass keine Rückstände des Strahlguts an der Oberfläche 10 verbleiben.

13. Verfahren nach Ausführungsform 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einlegen der Oberfläche 10 für einen Zeitraum t in ein Wasserbad keine Rückstände des Strahlguts an der Oberfläche 10 verbleiben.

14. Verfahren nach einer der vorgenannten Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass eine aufgeraute Oberfläche 2 entsteht. 15. Anwendung eines Verfahrens nach einer der vorgenannten Ausführungsformen zur Bearbeitung von enossalen Oberflächen 2 von Zahnimplantaten 3, um ein Aufrauen der Oberfläche 2 zu erzielen.

Für das Verfahren zur passiven Behandlung von Oberflächen wird ein wasserlösliches Strahlgut eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Strahlgut Salz verwendet. Derartiges Strahlgut, das sich nach der Anwendung des Verfahrens beispielsweise auf der Oberfläche oder auch innerhalb des Gewindes verklemmt, kann durch Einlegen des Zahnimplantates 3 in ein Wasserbad auf einfache Weise aufgelöst werden. Folglich verbleiben keine Strahlgutrückstände auf der Oberfläche 2 des Zahnimplantats 3 zurück.

In Fig. 2 sind mehrere Zahnimplantate 3 dargestellt, die benachbart zueinander innerhalb eines Kieferknochens 7 angeordnet sind. Die jeweilige Oberfläche 2 jedes Zahnimplantats 3, die innerhalb des Kieferknochens 7 angeordnet ist, wird vor Einsetzen des Zahnimplantats 3 mit einem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt, wobei ein wasserlösliches Strahlgut zum Einsatz kommt. Ebenso kann die komplette Oberfläche 2 des Zahnimplantates 3 mit dem Verfahren behandelt werden. In der Darstellung in Fig. 2 sind die Zahnimplantate 3 ohne darauf aufgebrachte Zahnkrone o. Ä. dargestellt.

Selbstverständlich können auch Zahnimplantate anderer Bauart sowie andere Produkte der Medizintechnik, wie künstliche Gelenke, Stents, oder andere Implantate, die bevorzugt innerhalb eines Körperbereichs implantiert werden, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden, um eine aufgeraute Oberfläche zu erzeugen, welche ein Anwachsen des Implantates innerhalb des Körpers ermöglicht.

Die folgenden Zeichnungen, experimentellen Beispiele und Ansprüche stellen weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.

ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile ergeben sich aus der vorliegenden Zeichnungen und Zeichnungsbeschreibungen. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Figur 1a, b zeigt eine Gegenüberstellung eines natürlichen Zahns sowie eines Zahnimplantate in einem Kieferknochen;

Figur 2 zeigt eine Mehrzahl an Zahnimplantaten eingesetzt in einem Kieferknochen.

In den Figuren 1 und 2 sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.

Fig. 1a zeigt eine Gegenüberstellung eines natürlichen Zahns 4 mit einem Zahnimplantat 3. Die gestrichelte Linie zeigt dabei die Trennung der Darstellung, wobei auf der bezüglich der gestrichelten Linie linken Seite ein Zahn 4 mit einer Zahnwurzel 5 in einem Kieferknochen 7 dargestellt ist. Auf der bezüglich der gestrichelten Linien rechten Seite ist ein Zahnimplantat 3 eingesetzt in einem Kieferknochen 7 unterhalb des Zahnfleisches 6 dargestellt. Der Bereich des Zahnimplantate 3 der innerhalb des Kieferknochen 7 angeordnet ist, weist eine Oberfläche 2 auf, die eine Oberfläche 10 darstellt, welche durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur abrasiven Strahlbehandlung behandelt werden kann. Die Oberfläche 2, auf welcher das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt angewendet wird, kann dabei ebenso ein eingebrachtes Gewinde aufweisen oder auch mit einer glatten Oberfläche (nicht dargestellt) ausgebildet sein.

In Fig. 1 b ist lediglich das Zahnimplantat 3 dargestellt. Es ist denkbar, die komplette Oberfläche 2 des Zahnimplantates 3 mit einer Strahlbehandlung zu behandelt, oder auch lediglich den Bereich, der eingebaut in einem Kieferknochen 7 innerhalb dieses Kieferknochen 7 angeordnet ist.

Figur 3 zeigt eine ungesinterte Implantatschraube (Grünling, auch: Grünkörper) eines Zahnimplantats vor der Bestrahlung (20-fache Vergrößerung). Wie zu erkennen ist, ist die Oberfläche unerwünscht glatt und glänzend. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 1 ,00 mm Millimeter).

Figur 4 zeigt eine entsprechende ungesinterte Implantatschraube (Grünling) eines Zahnimplantats wie in Figur 3 dargestellt nach der Bestrahlung mit Zahn- Polierpulver („AIR-N-GO Classic“) und mit ungewaschener Oberfläche (20-fache Vergrößerung). Wie zu erkennen ist, ist die Oberfläche wie erwünscht deutlich rau und matt. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 1 ,00 mm.

Figur 5 zeigt eine entsprechende ungesinterte Implantatschraube (Grünling) eines Zahnimplantats wie in Figuren 3 und 4 dargestellt nach der Bestrahlung mit Zahn- Polierpulver („AIR-N-GO Classic“) und anschließendem Waschen im Wasserbad (20-fache Vergrößerung). Wie zu erkennen ist, ist die Oberfläche wie erwünscht deutlich rau und matt Der weiße Maßstabsbalken entspricht 1 ,00 mm.

Figur 6 zeigt einen stark vergrößerten Teil eines Gewindes einer ungesinterten Implantatschraube (Grünling) eines Zahnimplantats wie in Figur 4 dargestellt nach der Bestrahlung mit Zahn-Polierpulver („AIR-N-GO Classic“) und mit ungewasche- ner Oberfläche (100-fache Vergrößerung). Wie zu erkennen ist, weist die Oberflä- che wie erwünscht deutliche Unebenheiten im mittleren Mikrometerbereich auf. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 100 pm.

Figur 7 zeigt einen stark vergrößerten Teil eines Gewindes einer ungesinterten Implantatschraube (Grünling) eines Zahnimplantats wie in Figur 5 dargestellt nach der Bestrahlung mit Zahn-Polierpulver („AIR-N-GO Classic“) und anschließendem Waschen im Wasserbad (100-fache Vergrößerung). Wie zu erkennen ist, weist die Oberfläche wie erwünscht deutliche Unebenheiten im mittleren Mikrometerbereich auf. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 100 pm.

Figur 8 zeigt grobkörnige Natriumchloridkristalle (NaCI-Kristalle), wie sie erfin- dungsgemäß verwendbar sind. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 1 ,00 mm.

Figur 9 zeigt feinkörnige NaCI-Kristalle, wie sie erfindungsgemäß verwendbar sind. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 100 pm.

Figur 10 und Figur 11 zeigen die Teilchengrößenbestimmung von NaCI-Kristallen mittels automatisierter Mikroskopie. Wie in Figur 10 dargestellt, trennt das Mess- mikroskop mit Hilfe des verwendeten Objekterkennungsprogrammes die betrach- tete Objektegruppe in Einzelobjekte. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 100 pm. Dann wird, wie in Figur 11 dargestellt, jeweils deren Fläche, Flächenumfang sowie deren größten und kleinsten horizontalen Durchmesser ermittelt. Die Daten werden automatisch vom Computer-Programm erfasst und dokumentiert. Figur 12 zeigt eine Kupferoberfläche, die teilweise unbehandelt belassen wurde (linke Seite) und teilweise dem erfindungsgemäßen Bestrahlungsverfahren, hier bei Besprühung mit NaCI-Kristallen, gemäß der vorliegenden Erfindung unterzo- gen wurde (rechte Seite). Hierbei wurde Korrosion wirksam von der Kupferoberflä- che entfernt. Der weiße Maßstabsbalken entspricht 1 ,00 mm.

Figur 13 zeigt eine erfindungsgemäß beispielhaft verwendbare Apparatur zur Be- strahlung mit der Bezeichnung TR17DK der Sigg Strahltechnik GmbH (79787 Lauchringen, Deutschland) wie sie für die hierin verwendeten Bestrahlungen mit dem Strahlgut NaCI verwendet wurde.

Figur 14 zeigt eine erfindungsgemäß beispielhaft verwendbare Apparatur zur Be- strahlung (Strahlanlage) mit der Bezeichnung Mikrotip I der W + I Oberflächen- Systeme GmbH (40721 Hilden, Deutschland) wie sie für die hierin verwendeten Bestrahlungen mit dem Strahlgut„AIR-N-GO Classic“ verwendet wurde.

Bezugszeichenliste Oberfläche eines Zahnimplantats

Zahnimplantat

Zahn

Zahnwurzel

Zahnfleisch

Kieferknochen

10 Oberfläche

Experimentelle Beispiele a) Verwendete Materialien Bestrahlte Oberflächen

Oberfläche einer ungesinterten Implantatschraube (Grünling) aus Zirkoniumdioxid (ZrÜ2)

- Oberfläche einer Implantatschraube aus Titan

- Oberfläche eines Wirbelimplantats aus Polyetheretherketon (PEEK)

- Oberfläche eines Kupferblocks, teils mit anoxidierter Oberfläche

- Oberfläche eines Aluminiumblechs

- Stahlflächen Strahlgut:

- Grobkörniges Natriumchlorid (NaCI) mit (massen)mittlerer Partikelgröße d ₅ o bezogen auf die Gesamtmasse der Gesamtmasse von etwa 0,1 bis 1 mm (mikroskopisch ermittelt) (vgl. mikroskopisches Bild in Figur 8)

- Feinkörniges Natriumchlorid (NaCI) mit (massen)mittlerer Partikelgröße d ₅ o bezogen auf die Gesamtmasse der Gesamtmasse von <0,1 (Mittels Malen erzeugt, mikroskopisch verifiziert) (vgl. mikroskopisches Bild in Figur 9)

- Saccharosekristalle unterschiedlicher Korngröße

- komplexe Zusammensetzungen enthaltende Salze, kristalline Süßstoffe oder ähnliches, wie etwa Zahn-Polierpulver„AIR-N-GO Classic“ (ACTEAN, Frankreich), umfassend Natriumkarbonat mit einer (massen)mittleren Korngröße von etwa 80 bis 110 miti, Natriumsaccharin, hydrophobierte Kieselsäure und Hilfsstoffe.

Zum Bestrahlen mit NaCI wurde eine Apparatur zur Bestrahlung (Strahlanlage 1 ): TR17DK der Sigg Strahltechnik GmbH (79787 Lauchringen, Deutschland) (vgl. Figur 11 ), ausgerüstet mit einer runden Hartmetall - Bestrahlungsdüse mit einem Innendurchmesser von 10 mm und einem drehbaren Objekthalter verwendet.

Zum Bestrahlen mit„AIR-N-GO Classic“ wurde eine Apparatur zur Bestrahlung (Strahlanlage 2): mikrotip I der W + I Oberflächen-Systeme GmbH (40721 Hilden, Deutchland) (vgl. Figur 11 b), ausgerüstet mit einer runden Hartmetall- Bestrahlungsdüse mit einem Innendurchmesser von 0,8 mm und einem drehbaren Objekthalter verwendet. b) Charakterisierung des Strahlguts - Partikelmessung und Größenbestimmung

Die Partikelmessung und Größenbestimmung erfolgte auf dem zuvor kalibrierten Messmikroskop „KEYENCE VHX 6000“. Mit Hilfe des verwendeten Objekterkennungsprogrammes trennte das Messmikroskop die betrachtete Objektegruppe in Einzelobjekte und maß deren Fläche, Flächenumfang sowie deren größten und kleinsten horizontalen Durchmesser. Die Daten wurden vom Programm erfasst und dokumentiert. Dies ist beispielhaft in den Figuren 10 und 11 dargestellt. c) Versuchsdurchführungen

Die Bestrahlungen (= Besprühungen) wurden bei einer Raumtemperatur von etwa 25°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60% durchgeführt. Die zu bestrahlenden Oberflächen wurde auf 67°C vorgewärmt. Eine ungesinterte Implantatschraube (Grünling) aus ZrÜ2 wurde auf einen drehbaren Träger befestigt und bei einem Sprühdruck von 1 ,6 bar und einem Sprühwinkel von 30° sechsmal von unterschiedlichen Seiten (Drehung um die Längsachse) für jeweils 6 Sekunden aus einem Abstand von etwa 6 cm bestrahlt/besprüht.

Die anderen Oberflächen wurden entsprechend bestrahlt. Hierbei wurde die Implantatschraube aus Titan wie die ungesinterte Implantatschraube (Grünling) aus ZrÜ2 bestrahlt. Auch das Wirbelimplantat aus PEEK wurde von unterschiedlichen Seiten bestrahlt. Der Kupferblock, das Aluminiumblech und die Stahloberfläche wurden nur einseitig bestrahlt und nicht gedreht.

Nach der Bestrahlung wurden die bestrahlten Oberflächen optisch, teilweise auch mikroskopisch, untersucht. Die Oberflächen wurden für etwa 10 min in ein Wasserbad (Leitungswasser mittlerer Härte von 8,4 bis 14°dH) bei 25°C eingelegt. Danach wurden sie getrocknet und erneut optisch, teilweise auch mikroskopisch, untersucht. Alternativ wurde als Vergleich auch destilliertes Wasser verwendet. d) Ergebnisse

Es wurde gefunden, dass harte Materialien (wie etwa Titan und insbesondere Stahl) kaum Veränderungen ihrer Oberfläche zeigten, während sich die Oberflächen relativ weicher Materialien (daher etwa ungesintertes Zr0 ₂ , Kupfer, Aluminium und PEEK) mit dem verwendeten Bestrahlungsverfahren wirksam aufgeraut wurden.

Ungesinterte Implantatschrauben (Grünlingen) aus ZrÖ ₂

Die Bestrahlung von ungesinterten Implantatschrauben (Grünlingen) aus ZrÜ2 wurde im Detail untersucht. Während die unbestrahlten Grünlinge eine glatte und glänzende Oberfläche aufweisen (vgl. Figur 3), war die Oberfläche nach der Bestrahlung deutlich aufgeraut (vgl. Figuren 4 und 6). Hierbei wurden Oberflächen erhalten, die eine Flächenrauigkeit von etwa 1 bis 3 pm aufweisen. Daher waren mikroskopisch zahlreiche Kerbungen im unteren und mittleren Mikrometerbereich zu sehen (vgl. Figur 6). Nach der 10-minütigen Waschung im Wasserbad war die Gleichmäßigkeit der Rauigkeit der Oberfläche noch deutlicher sichtbar (vgl. Figuren 5 und 7). Nach dem Ergebnis einer mikroskopischen Sichtprüfung, wurde das Sprühmittel im verwendeten Wasserbad vollständig herausgelöst. Die durch mikroskopische Sichtprüfung erkannte Rauigkeit lässt nach klinischer Erfahrung ein schnelles und festes Einwachsen des Implantates erwarten. Es wurde zudem beobachtet, dass die erfindungsgemäße Bestrahlung zudem durch die vom Strahldruck hervorgerufene mechanische Druckbelastung zu einer technisch vorteilhaften Materialverdichtung (Härtung) der Implantatschraube führte. Die mit dem Zahn-Polierpulver „AIR-N-GO Classic“ sowie auch die mit NaCI als Sprühmittel erzielten Ergebnisse sind technisch so vorteilhaft, dass sie aus der Sicht des Fachmanns vorteilhafte klinische Ergebnisse erwarten lassen.

Entfernung von Korrosion auf einer Kupferoberfläche

Ein wie oben beschrieben bestrahlter Kupferblock, der eine dünne dunkle Korrosionsschicht aus Kupferoxid aufwies, zeigte eine wirksame Entfernung von Korrosion auf der Metalloberfläche. Es konnte eine korrosionsfreie Oberfläche optisch ansprechende und technisch gut verwendbare Kupferoberfläche erhalten werden, wie in Figur 12 gezeigt wird. e) Optionales Sintern

Beim Sintern (Verdichtung und Härtung der Implantatschraube durch thermische Behandlung) wurden die gängigen Prozessparameter verwendet. Folgende Prozessparameter wurden beim Sintern verwendet:

Sinterkurve (auch:„Sinterrampe“) zur Entbinderung und Sinterung von

Zirkoniumdioxid :

i.) Entbindern

(a) Solltemperatur: 700°C

(b) 50°C pro Stunde Aufheizung

(c) 2 Stunden Haltezeit bei 700°C

ii.) Sintern

(a) Solltemperatur 1450°C (b) 100°C pro Stunde Aufheizung

(c) 2 Stunden Haltezeit bei 1450°C.

iii.) Abkühlen

(a) Solltemperatur 20°C Raumtemperatur

(b) 1450°C mit Senkung um 200°C pro Stunde bis die Raumtemperatur von 20°C erreicht ist.

Die erwartbare Dimensionsänderung der Implantatschraube stellte sich ein. Damit konnte gezeigt werden, dass die erfindungsgemäße Bestrahlung (Besprühung) keinen merklichen Einfluss auf den nachfolgenden optionalen Sinterungsschritt hat.