201504. lajstromszámú szabadalom • Eljárás makroporózus, adott esetben tömör réteggel társított kerámia termék előállítására
I HU 201504 B um-oxid alapanyaghoz kalcium-karbonátot és alumínium-polioxiklorid vizes oldatát adagolták. Ez a porózus korund a nem kielégítő szilárdsága és kopásállósága miatt a nagy terhet viselő protézisek készítésére nem vált be. (Swiecki et al.: u.o., 1980.. 31., 6.. p. 155-158.) Találmányunk célja olyan kerámia előállítása, amely egyesíti magában a makroporózus és a tömör kerámia előnyös tulajdonságait és emellett előállítása a hagyományos módszernél egyszerűbb és gazdaságosabb. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy makroporózus kerámia állítható elő. ha a kerámia présporhoz olyan granulált adalékanyagot keverünk, amely a kívánt pórusméretnek megfelelő szemcseméretű. a termék sajtolását elősegíti, a sajtolt termék nyers állapotban való megmunkálhatóságát biztosítja és végül a nyers termékből alacsony hőmérsékleten eltávolítható. így az alapanyagot nem szennyezi. Felismertük, hogy ezeket a követelményeket a telített szénhidragének, vagyis alkánok vegyületei - a paraffinok, vazelinek, sztearinok, viaszok ill. ezek keverékei - kielégítik. Ezeknek az anyagoknak olvadt vagy oldott állapotban plasztifikatorként való alkalmazása a kerámiai és porkohászán termékek gyártásában régóta ismert, pórusképző szilárd granulátumként való alkalmazása azonban eddig ismert nem volt. Felismertük végül, hogy makroporózus és tömör rétegekből álló kerámia termék állítható elő a különleges kerámiák előállítására alkalmas, tömörre zsugorítható présporból, ha granulált, pórusképző adalékanyagot tartalmazó présport és tömörre zsugorítható, pórusképző adaléktól mentes, tiszta présport rétegzünk egymás mellé a présformába oly módon, hogy a különböző rétegek közé megfelelő alakú válaszfalat, előnyösen sík vagy henger alakú papírt helyezünk, majd sajtolás előtt a válaszfalat eltávolítjuk. A sajtolt munkadarab könnyen megmunkálható a kívánt alakra. A különböző rétegek a zsugorítás során többrétegű, mégis egységes struktúrává állnak össze. A zsugorított termék tömör rétege nagyszilárdságú, kopásálló, felülete szükség esetén könnyen polírozható a makroporózus réteg pedig egyrészt hőlökésálló. másrészt az élő csonttal való összenövésre alkalmas. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy szilárd telített szénhidrogén, előnyösen paraffin, ill. ennek sztearinnal. vazelinnel, ill. viasszal képzett keveréke 50-1200 |im szemcseméretű granulátumát a különleges kerámiák előállítására szolgáló présporral 40-60 tömeg% mennyiségben keverjük és önmagában ismert módon sajtoljuk. A sajtoló szerszámba, adott esetben egymástól válaszfallal elválasztva, présport, ill. préspor és szénhidrogén granulátum keverékét töltjük, majd a válaszfalat eltávolítjuk. Adott esetben a sajtolt terméket ismert módon megmunkáljuk. A szénhidrogén granulátumot 1,5-2,5 °C/h felfűtési sebességgel 180-280 °C hőmérsékletre felfűtve elbontjuk. A sajtolt terméket levegőben, vagy oxigénmentes atmoszférában 1450-1800 °C hőmérsékleten zsugorítjuk, adott esetben ezt megelőzően 150-300 °C/h felfűtési sebességgel 500-800 °C hőmérsékleten előégetve. A találmány szerinti eljárással előállított, az élő csontba csontcement alkalmazása nélkül beültetett kerámia protézis lényege, hogy 1 vápából áll. amelynek külső, makroporózus 4 rétegében 3 kúpos csavarmenet, 5 belső tömör rétegében 2 gömbfészek van. A 3 kúpos csavarmenet az élő csontban kiképzett anyamenetbe van becsavarva. A találmány szerinti makroporózus ill. réteges különleges kerámia termék előállítására vonatkozó eljárás példaképpeni módjait az ilyen kerámia termék példaképpeni kiviteli alakjaival kapcsolatban ismertetjük. amelyeket ábrázoló rajzon az 1. ábra a csípőizületi protézisben alkalmazott vápa félnézet-félmetszetben, a 2. ábra az izosztatikus sajtoláshoz előkészített munkadarab hosszmetszetét ábrázolja. 1. példa A csípőizületet pótló protézis lényegében egy gömbcsukló, amelynek gömbfészkét az 1 vápa képezi (1. ábra). A példa szerinti esetben az 1 vápa legnagyobb külső átmérője 51 mm. magassága 28 mm. a 2 gömbfészek sugara 16 mm. Az 1 vápa külső felületét a 3 kúpos menet képezi. Présport készítünk 98 %-nál nagyobb tisztaságú, 4 m2/g fajlagos felületű alumínium-oxid porból a kerámiaiparban ismert módon, előnyösen porlasztásos eljárással. A préspor szemcsemérete 50-300 mikrométer, nedvességtartalma legfeljebb 1 tömeg%. Paraffin granulátumot készítünk oly módon, hogy gyógyszertári minőségű szilárd paraffint 50-800 jim szemcseméretűre aprítunk. Ezt a granulátumot a présporral egyenlő arányban, legfeljebb 20 t% mennyiségi különbséggel összekeverjük. Az 1 vápa 5 belső tömör rétegét tiszta présporból, a makroporózus külső 4 réteget préspor és granulátum keverékéből készítjük. Az 1 vápa sajtolását izosztatikus sajtológépben végezzük. A rugalmas falú 6 sajtolószerszámban (2. ábra) a 2 gömbfészeknek megfelelő alakú 7 magot helyezzük, amelynek helyzetét a 6 sajtolószerszám 8 nyílásába illeszkedő 9 csap rögzíti és behelyezzük a hengeralakú papír 10 válaszfalat. A 6 sajtolószerszámba, a 10 válaszfalon belül a 7 mag körüli 11 belső térbe pórusképző adalékot nem tartalmazó tiszta présport, majd az efeletti 12 felső térbe, valamint a 6 sajtolószerszám fala és a 10 válaszfal közötti 13 külső térbe paraffin granulátumot tartalmazó présport töltünk. Ezután a 10 válaszfalat felfelé kihúzzuk a 6 sajtolószerszámból és 130 MPa nyomással elvégezzük a sajtolást. A sajtolt nyersterméket keményfém szerszámmal való forgácsolással az 1 vápa végleges alakjára munkáljuk meg. A nyers 1 vápát 1,5 °C/h felfűtési sebességgel 280 °C hőmérsékletre melegítve deparaffináljuk, 150 “C/h felfűtési sebességgel 800 °C hőmérsékleten előégetjük, majd levegőben 1570±20 °C vagy hidrogén, argon, nitrogén, hélium ill. vákuum atmoszférában 1470120 °C hőmérsékleten zsugorítjuk. Az így előállított 1 vápa tömör belső rétegének, valamint a makroporózus 4 réteg pórusok közötti anyagának relatív tömörsége 0,95, sűrűsége 3,92 g/cm-\ a makroporózus külső 4 réteg porozitása 70 %, pórusmérete 50-800 mikrométer, átlagos pórusmérete 241 mikrométer. Az 1 vápának az élő szervezetbe való beültetéséhez a csontban az implantátumnak pontosan megfelelő méretű menetes üreget képezünk ki és ebbe az 1 vápát a 3 kúpos menetével becsavarjuk. Az így 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
