Titan. Ein leichtes Schwergewicht in der ZSVA OSIRIS. Originale - Sicherheit für Instrumente, Reparaturen und Instandhaltung der Siebe

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1 Titan Ein leichtes Schwergewicht in der ZSVA OSIRIS Originale - Sicherheit für Instrumente, Reparaturen und Instandhaltung der Siebe

2 Man muss nicht immer schwarz-weiß sehen; es geht auch weiß-schwarz

3 Allgemeines zu Titan Die Titangewinnung wurde 1939 vom Luxemburger William Kroll entwickelt. In der Erdkruste ist es in Verbindungen mit Sauerstoff als Oxid. Es steht an 9. Stelle der Elementenhäufigkeit, ist aber nur in geringer Konzentration vorhanden. Das Hauptvorkommen besteht zu 90% aus dem Erz Rutil, in Ländern wie: Australien Skandinavien Nordamerika Ural - Malaysia Es ist weiß - metallisch glänzend, leicht, fest, dehnbar, korrosions- und temperaturbeständig. Komplizierte Herstellung und deshalb zehnmal teurer als Stahl. Brandgefahr der Späne beim Fräsen. Bearbeitung unter Feuerschutzeiner Sprinkleranlage.

4 Basismaterial für Instrumente Reines Rohtitan Spezielles medizinisches Titan

5 Verwendung von TITAN Am häufigsten wird CP-Titanium Grade 2 ( ASTM ) eingesetzt, da die Auflagen der Medizintechnik, der Luft- und Raumfahrttechnik dieses einfordern. Implantatmaterial Ti - 6 Al - 4 V ( 6 % Aluminium, 4 % Vanadium ) ASTM: Grade 5 Eine Boeing besteht zu etwa 9% aus Titanwerkstoffen. In der Automobilindustrie werden Titanwerkstoffe bisher nur vereinzelt, zum Beispiel als Federelemente im VW Lupo 3l, eingesetzt. Moderne Schutzwesten enthalten Schichten aus hochfesten Titanlegierungen.

6 Anwendungen in der Medizin Biomaterial, klinische wie auch ca dentale Implantate werden pro Jahr, wegen der sehr guten Korrosionsbeständigkeit, eingesetzt. Mehr als Tonnen Titan-Produkte werden Patienten jährlich implantiert. Keine immunologischen Abstoßungen bekannt im Gegensatz zu Unverträglichkeiten. Einsatz in der Orthopädie bei Hüftgelenk - und Hüftkopfersatz. Die Titan - Oxidschicht ermöglicht das feste Anwachsen (Biokompatibilität) von Knochen an das Implantat (Osseointegration). Die Neurochirurgie setzt Titan / Titaninstrumente wegen seiner günstigen NMR Eigenschaften ein. Kinderchirurgie der Uni Heidelberg. Titan als Implantatmaterial ermöglicht brauchbare Darstellungen im Computer- und MR- Tomogramm, geringer Starburst Effekt.

7 Die grundlegende Veröffentlichung zur Wechselwirkung zwischen Reinigungsprozessen und dem Titan. Farbveränderungenen bei Instrumenten und Implantaten aus dem Werkstoff Titan. Projekt»Artificial Aging«Autoren Jürgen Gauer, Klaus Roth SMP GmbH - Prüfen Validieren Forschen Service für Medizinprodukte - Paul-Ehrlich-Straße Tübingen - info@smpgmbh.com Aseptica Jahrgang 11, Ausgabe September / Oktober 2005

8 Auszüge aus dieser Veröffentlichung - 1 Oberflächenveränderungen von Reintitan (Ti cp) - und Titan - Molybdän (Ti Mo) - Proben wurden dokumentiert Mit zunehmender Anzahl von Aufbereitungszyklen wurden sehr starke Verfärbungen sowohl für Ti cp und Ti Mo beobachtet. Vorhandene Farbmarkierungen werden durch diesen Prozess vollständig verfälscht. Die Oxidstruktur der Oberfläche ist eine außerordentlich resistente Schicht, die eine weitere selbständige Oxidation effektiv verhindert. Daher ist das Material gegen Korrosion besser geschützt, als chirurgischer Stahl. Diese, aus den speziellen Oberflächenkonstellationen bestehende hohe Bioadhäsion ist allerdings auch für Kontaminationen wie Proteine und Bakterien relevant.

9 Auszüge aus dieser Veröffentlichung - 2 Daher wird ein sehr hoher Anspruch an den Aufbereitungsprozess gestellt, um diese gut anhaftenden Verschmutzungen entfernen zu können. Dieser Aufbereitungsprozess, der das Titan einer hohen Temperatur (134 0C) und wirksamen Reinigern aussetzt, kann nach einigen Zyklen zu Veränderungen der Titanoberfläche führen, die sich in der Regel als Verfärbungen zeigen. Neben den Farbveränderungenen sind auch Veränderungen der Oberflächenstruktur möglich, die die Biokompatibilität beeinflussen können.

10 Bilder Artificial Aging Auszug - 3 Original Farbveränderung Oberflächenveränderung

11 Auszüge aus dieser Veröffentlichung - 4 Befinden sich Chloranteile im Reiniger, wird die Oberflächentopologie, speziell die Korngrenzen, verändert mit Auswirkungen auf die Bioadhäsion. Phosphorsäure modifiziert ebenfalls die Oberfläche, mit dem Resultat der Reduktion von Fremdelementen, mit einer möglichen Auswirkung auf die Biokompatibilität und Bioadhäsion. Natronlauge, auf der viele alkalische Reiniger basieren, verbessert das Adhäsionsverhalten von Titan, weshalb man vermuten kann, dass sich verschleppte Kontamination in der Spülflotte auf den Implantaten ablagert und nur schwer wieder zu entfernen ist. Ließen sich Keime von Stahloberflächen ohne Probleme zurückgewinnen, so musste bei Titanimplantaten für die Rückgewinnung der Keime auf viel drastischere Methoden zurückgegriffen werden, d. h. die gute Bioadhäsion von Titan erschwerte dieses Vorgehen deutlich.

12 Werkstoff Titan: mit Glasperlen gestrahlt. Reinigungsproblem Oberfläche beim Titan Titanoberfläche einer Schraube Foto: NMI - Tübingen

13 Google Suche Titanunverträglichkeit ca Ergebnisse Titanallergien ca Ergebnisse

14 Wechselwirkung im Patienten Sabine Schütt, Berliner Institut für Medizinische Diagnostik. "Titan ruft aus rein immunologischer Sicht keine Allergien hervor", jedoch! 15 Prozent der Bevölkerung reagieren überempfindlich auf dieses Metall. Die Aussage "keine Allergie" sei bei Weitem nicht mit "keine Unverträglichkeit" gleichzusetzen. "Sicherlich verzeichnen wir bei Titanimplantationen hohe Einheilquoten. Dennoch gibt es immer wieder Patienten, bei denen es zu Unverträglichkeiten kommt. Auch aus der Orthopädie sind Probleme mit Titanimplantaten bekannt.

15 Technical Information Bulletin Titan-Unverträglichkeit Aus dem eingesetzten Titanmaterial können sich Spuren des Metalls lösen. Auf Grund der besonderen Eigenschaften des Titans bilden sich dabei sofort Titanoxidpartikel, welche sich im umliegenden Gewebe ablagern. Diese nur wenige Mikrometer großen Partikel sind für die Mehrheit der Patienten unproblematisch, da das Immunsystem sie ignoriert. Bei einigen Patienten reagieren jedoch die Immunzellen im umliegenden Gewebe auf diese freiwerdenden Titanoxidpartikel mit einer Entzündungsreaktion. Bei diesen Patienten ist die Gefahr des Implantatverlustes erhöht.

16 Endoprothesenregister hat eine eigene Website Das Endoprothesenregister Deutschland (EPRD) bietet im Internet, Informationen zu dem Gemeinschaftsprojekt von Ärzten, Kassen und Industrie. Ziel des EPRD ist es, die Zahl der Wechseloperationen bei künstlichen Hüft- und Kniegelenken zu senken. Die größte Orthopädische Klinik in Deutschland operiert über Wechsel. Allein im Jahr 2009 mussten rund Patienten aus unterschiedlichen Gründen einen solchen Eingriff über sich ergehen lassen.

17 Dr. Michelle Alfa Winnipeg, Canada University of Manitoba Auszüge aus dem Vortrag zum

18 Prothesenlockerung Reaktion der Knochenhaut Quelle: Jarari SM et al.

19 Langzeitergebnisse nach Einsatz von Hüftprothesen, Canada Auswertung von 1366 Ersteingriffen Aseptische Lockerung: 51 % Lockerung 15 % Abnutzung 14 % Infektion 8 % Ursachen von Wechsel OP`s Aseptische Lockerung: 19,4 % Lockerung 25,1 % Infektion 30,2 % Quelle: Jarari SM et al. Revision Hip Arthroplasty Infection is the most common cause of failure. Clin.Orthop Relat Res;2010

20 Schäden an Implantatestahl nach 10 Zyklen im Autoklav. Lieferqualität Bilder von: Chun-Che Shih et al. Degradation of 316L Stainless steel sternal wire by steam sterilization. Acta Biomaterialia 2010 (in press)

21 Nach 10 Zyklen Korrosion am Implantate Stahldraht Diese Oberflächendefekte erhöhen das Risiko von mikrobiologischen Restkontaminationen. Wie stark verändert sich Titan an der Oberfläche von Schrauben?

22 Titan als Beschichtung Eingesetzt an Stahloberflächen chirurgischer Instrumente Stahloberflächen werden durch dieses Verfahren widerstandsfähiger. Es handelt sich um eine Plasmabeschichtung mit einem mµ Dicke. Die Härte der Oberfläche von 50 Rockwell wird auf HV angehoben. Es bleibt jedoch die Basishärte des Stahlinstrumentes erhalten.

23 Beschichtung mit Titan, ZSVA kritisch Zirkonnitrit Titanaluminiumnitrit - Titannitrit Zirkonnitrit ( Diamanthärte ) Titanaluminiumnitrit ( Cerano ) Titannitrit ( Titanit ) Dr. Michels, Miele, aseptica 12. Jahrgang Heft 3

24 Eine kleine Auswahl von Handhabungsproblemen aus dem Bereich der Reinigungstrays und Instrumente. Wichtig: Es besteht ein Dokumentationsdilemma

25 Endlich ausrangiert nach unzähligen Zyklen

26 Veränderungen der Oberflächen Wieviel Zyklen in Prozesschemie?

27 Ohne Strömungsdynamik

28 Organisationstray für Implantate in Canada Schwierige Reinigungsdynamik in der RDG. Daher sollen Schrauben Implantate nur noch steril geliefert werden. Michelle Alfa

29 Freundliche Leihgabe der ZSVA, Endoklinik HH Titan Raspeln Die unerwünschte raue Oberfläche Diese Oberfläche ist von rauer Konstruktion. Das Titanoxid schafft zusätzlich weitere Probleme. Konzeptionelle Pflegeherausforderung.

30 Pflegeproblem: Beläge Durch die hohe Biokompatibilität verursacht, wenn Oberfläche nicht veredelt sind.

31 Mikro Sieb Farbveränderung Schriftänderung Raue Oberflächen mit Pflegeproblemen Freundliche Leihgabe der ZSVA, Endoklinik HH

32 Märchen der Pflege und Wartung Reinigung der Instrumente, klassisch Stahl, mit TiTanit Beschichtung: alkalisch bis ph 12,5 Reinigungszeit: 5 min. bei C. Titan-Instrumente: Die verwendeten Instrumente aus Reintitan oder aus Titanlegierungen sind zu behandeln, wie die Instrumente aus Edelstahl. Es sind keine besonderen Hinweise zu beachten. Für wieder verwendbare, antimagnetische Titan-Instrumente gilt: Bitte überprüfen Sie jedes Instrument vor dem ersten Gebrauch auf antimagnetischen Widerstand im MRI. Implantatereinigung: Kontamination mit Fremdmetallen vermeiden, Implantate nur mit Titaninstrumenten berühren, mit Glasfaserpinseln reinigen. Bohrwerkzeuge sind mehrfach (maximal 10 x ) verwendbar.

33 Titan Oberflächenveredelung Professionelle Oberflächenbearbeitung vereinfacht das Leben in der ZSVA im Umgang mit Titaninstrumenten. Diese Oberflächenveredelung wird bei Implantaten nicht durchgeführt, da die Bioadhäsion auf Grund der Ossointegration zwingend gebraucht wird.

34 Titan Oberflächen bearbeitet

35 Vom Abdomen bis ins Auge,Titaninstrumente

36 Sterile Titanclips Bei offenen und MIC Eingriffen mit Clipsetzern aus Stahl

37 Instandsetzung Bis auf einen großen Hersteller werden die Reparaturen an Titaninstrumenten nicht entsprechend der Herstellung ausgeführt. Ausnahme sind die namhaften Hersteller der Ophtalmologie. Im Bild sichtbar: Titanspäne, die bei der Bearbeitung brennt.

38 Hilflosigkeit? Nein! 1. Mit dem Lieferanten der Implantate Sterilisationszyklen mit Interventionspunkten definieren. Wieviel Zyklen? 2. Alle Verfärbungen aus dem Verkehr ziehen und entsorgen. 3. Implantate für die Kleingelenkchirurgie oder dem Dentalbereich nur noch steril beziehen. 4. Unsterile Implantate in Eigenleistung einschweißen und sterilisieren. 5. Und dokumentieren, dokumentieren, dokumentieren

39 Jetzt gibt s ne Pause, aufwachen!