Werkstoffe

Guss und Umwelt

Teil 5 - Metallguss und Friktion

Teil 5 unseres Werkstoffkunde-Lexikons zum Thema „Metallguss und Friktion“ beschäftigt sich als Fortsetzung des vorangegangenen Teil 4 mit den Auswirkungen der Umweltbedingungen im „Biotop Mundhöhle“ bei teleskopierenden Systemen.

Spaltkorrosion Die Spaltkorrosion ist ein allgemein bekanntes Phänomen, bei dem in der Tiefe von Spalten – also einer der Oberfläche fernen Region – durch die Entstehung eines Sauerstoffgradienten die per se stattfindenden Redoxvorgänge an metallischen Werkstücken in die Richtung zunehmender anodischer Reaktion (also Abgabe von Metallionen) in diesen sauerstoffarmen Gebieten verschoben werden. Eine hinzukommende pH-Wert-Veränderung in den sauren Bereich beschleunigt diese metallauflösenden (= korrosiven) Veränderungen.

Diese Vorgänge finden in der Mundhöhle ständig statt. Durch Nahrungsaufnahme und bakterielle Beläge sind saure pH-Werte unvermeidbar. Der vorhandene Elektrolyt – der Speichel – ist in seiner Zusammensetzung und seinem pH-Wert ebenfalls schwankend und zudem im Einzelfall unvorhersehbar. Damit liegen für metallgestützte Arbeiten im Biotop Mundhöhle bei länger bestehenden Spaltsituationen ungünstige Voraussetzungen vor.

  • Abb. 1: Extreme Spaltkorrosionserscheinungen an den Innenseiten einer großvolumigen Teleskoparbeit aus einer hochwertigen Au-Pt-Legierung.

  • Abb. 1: Extreme Spaltkorrosionserscheinungen an den Innenseiten einer großvolumigen Teleskoparbeit aus einer hochwertigen Au-Pt-Legierung.
Die Verwendung hochwertiger Gold-Platin-Legierungen mit einer höheren Korrosionsresistenz führt nicht automatisch zur gänzlichen Vermeidung dieser Problematik. In Abbildung 1 handelt es sich um eine Teleskopprothese aus einer Au-Pt-Legierung, deren acht Teleskope die dort zu sehenden Korrosionserscheinungen aufwiesen. Zusätzlich zu den bestehenden Problemen ist die Gussproblematik nämlich nicht zu vernachlässigen. Solche großvolumigen Güsse sind nur mit einem ausgefeilten und standardisierten Verfahrensablauf in der Gusstechnik poren- und lunkerfrei zu erhalten. Die verwendete hochwertige Legierung alleine garantiert nicht, dass keine Korrosion stattfinden kann.

Gleichwohl haben die Spaltsituationen bei den Doppelkronen grundsätzlich den Vorteil, dass durch Ein- und Ausgliedern diese ungünstigen Milieus kurzfristig wieder beseitigt werden, sodass bei guten Gefügevoraussetzungen die Korrosionsgefahr wieder sinkt.

  • Abb. 2a: Innenteleskope aus Zirkoniumdioxid, fünf Jahre in situ.
  • Abb. 2b: Die dazugehörigen Sekundärkronen aus einem Galvanogold.
  • Abb. 2a: Innenteleskope aus Zirkoniumdioxid, fünf Jahre in situ.
  • Abb. 2b: Die dazugehörigen Sekundärkronen aus einem Galvanogold.

Im vorliegenden Fall erkennt man aber auch noch zusätzlich eine erhebliche Plaquebesiedelung (Pfeile), die ein Indiz für eine schlechte Mund- und Prothesenhygiene darstellt. Diese verstärkt wiederum die Korrosionsanfälligkeit. Eine gute Option, diese Problematik zu umgehen, stellt deshalb die tribologische Paarung Feingold und Zirkoniumdioxid dar (Abb. 2a u. b). Beide Werkstoffe sind extrem korrosionsbeständig, gut zu verarbeiten, biokompatibel und mittlerweile bewährt.

Prof. Dr. Peter Pospiech

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Bilder soweit nicht anders deklariert: Prof. Dr. Peter Pospiech