Die Hartanodisation ist auf das Interface zwischen Implantat und Gewebe sowie die Interaktion von Osteosyntheseprodukten ausgerichtet.
Das Verfahren wurde ursprünglich für die Verbesserung der tribologischen Eigenschaften von Titan entwickelt, die sich in einem instabilen Reibungskoeffizienten, Adhäsionsverschleiß (Kaltverschweißung) und einer Tendenz zum Fretting äußern.
In diesem speziellen Verfahren bildet sich eine mehrere Mikrometer dicke, harte und reaktionsträge Titanoxidschicht aus.
Die Oxidschicht haftet fest auf der Oberfläche und besitzt einen niedrigen Reibkoeffizienten bei gleichzeitiger Erhöhung der Dauerfestigkeit und führt am Beispiel der dynamischen Wirbelsäulenstabilisierung oder Systemen der operativen Gelenkversteifung, zu einer erhöhten Funktionssicherheit lasttragender Implantate.
Die kompakte Oxidschicht bietet eine bessere Korrosionsbeständigkeit und vermindert die Freisetzung von Legierungsbestandteilen, wodurch die Integration und Verträglichkeit eines Implantates im Körper positiv beeinflusst wird.
Weiterhin kann die hydrophile Beschichtung die Anlagerung von Osteoblasten vermindern, die für das Knochenwachstum am Implantat sorgen und unterstützt damit die komplikationslose Entfernung von Osteosyntheseprodukten nach erfolgreicher Frakturheilung.
Vorteile:
- Bessere Reimplantation nach Frakturheilung
- Erhöhte Funktionssicherheit für interagierende Implantate
- Bessere Dauerfestigkeit und geringere Kerbempfindlichkeit für lasttragende Implantate
- Höhere Vorspannung bei nicht-winkelstabilen Schrauben möglich
- Signifikant reduzierte Freisetzung von Legierungsbestandteilen
- Biokompatible Materialeigenschaften von Titan werden verbessert
- Bessere Handhabung durch dunkle, nicht-reflektierende Farbgebung
Werden zwei Titanoberflächen ohne schmierende Zwischenschicht fest aufeinander gedrückt, so haften sie infolge ihrer ausgeprägten Adhäsionsneigung. Beim Gleiten werden dann Randschichten abgeschert, es entstehen Löcher und schuppenartige Materialteilchen, die den Verschleißfortschritt weiter beschleunigen. Besonders gefährdet sind Titankomponenten in korrosiver Umgebung: Der sich wiederholende Vorgang der Oxidschichtzerstörung und -neubildung durch chemische Reaktion wird Fretting-Korrosion genannt. Sie kann sowohl zu einem mechanischen Versagen von Titanimplantaten durch aseptische Lockerung oder korrosionsbezogenen Fraktur des Implantates, als auch zu einer Freisetzung von Korrosionsprodukten in den Körper führen. Eine Anreicherung biokorrosiv bzw. durch Verschleißprozesse freigesetzte, Zell-toxisch wirkender Partikel und Ionen im Gewebe kann lokale Schmerzen und Schwellung, periimplantären Knochensubstanzverlust und eine Tumorinduktion auslösen.
Durch den Umwandlungsprozess auf der Metalloberfläche während der plasma-elektrolytischen Behandlung, wird die Länge der bearbeitungsbedingten Kerben reduziert. Zudem wird Sauerstoff in der Werkstoffrandzone eingebaut, der zu einer Volumenzunahme führt und somit Druckeigenspannungen induziert. Durch die Beschichtung kann nicht nur das Reibungs- und Verschleißverhalten, sondern auch die Dauerfestigkeit für lasttragende Implantate entscheidend verbessert werden.