Maggiore resistenza alla frattura ed eccellenti proprietà di resistenza all’usura

BIOLOX®delta

Chirurghi di tutto il mondo si affidano alla ceramica rosa BIOLOX®delta. Questo colore dà loro la certezza di utilizzare impianti della massima qualità e affidabilità per i propri pazienti – prodotti da CeramTec. BIOLOX®delta è l’unica ceramica che può vantare 15 anni di successi nell’esperienza clinica e oltre 8 milioni di componenti impiantati.

BIOLOX<sup>®</sup><em>delta</em>

BIOLOX®delta è l’ultimo membro della famiglia BIOLOX®. È una ceramica a base di ossidi miscelati, con migliore resistenza alla frattura, eccellenti proprietà di resistenza all’usura e biocompatibilità illimitata. Dal suo lancio, in tutto il mondo sono stati impiantati 6,6 milioni di testine BIOLOX®delta e oltre 2 milioni di inserti (dati raccolti alla fine di dicembre 2017).

I risultati di recenti studi affermano che il cromo non ha alcun effetto sulla durezza di BIOLOX®delta

BIOLOX®delta è una ceramica in ossido di alluminio rinforzato con ossido di zirconio (zirconia toughened alumina, in breve ZTA) per applicazioni biomedicali. Secondo svariate pubblicazioni, tra cui articoli che risalgono al 2001, la composizione di BIOLOX®delta include SrO, Y2O3, e Cr2O3 [1]. L’inclusione di ossido di stronzio consente la formazione di piastrine all’interno della matrice, che supportano la tenacità del materiale. L’inclusione di ossido di ittrio permette di controllare il meccanismo di trasformazione di fase dell’ossido di zirconio.

Secondo quanto riportato in [1], il miglioramento della durezza dei materiali ZTA veniva attribuito all’inclusione di ossido di cromo. Uno studio scientifico più recente, condotto su questo argomento, rivela tuttavia un aumento misurabile della durezza soltanto in presenza di contenuto di ossido di cromo molto superiore a quello presente nella ceramica BIOLOX®delta [2]. Altri studi suggeriscono che la presenza di ossido di cromo entro un range limitato non influisce sulla durezza dei materiali ZTA [3]. Alle stesse conclusioni sono giunti anche alcuni esperimenti condotti da CeramTec presso i propri laboratori. CeramTec ha quindi avviato uno studio esaustivo per isolare l’eventuale impatto dell’ossido di cromo sulla durezza della ceramica BIOLOX®delta. I risultati di questa analisi sono descritti in questo articolo.

[1] W. Burger, H.G. Richter, High Strength and Toughness Alumina Matrix Composites by Transformation Toughening and „In Situ“ Platelet Reinforcement (ZPTA) – the New Generation of Bioceramics, Key Engineering Materials Vols. 191-195 (2001), 545 – 548
[2] R.C. Bradt, Cr2O3 Solid Solution Hardening of Al2O3, Journal of the American Ceramic Society (1967) [5], 1, 54 – 55.
[3] G. Magnani, A. Brillante, Effect of the composition and sintering process on mechanical properties and residual stresses in zirconia alumina composites, Journal of the European Ceramic Society 25 (2005) 3383-92

  • Whitepaper

    The effect of chromia content on hardness of zirconia platelet toughened alumina composites

    Dr. Meinhard Kuntz

Le applicazioni di BIOLOX®delta

La principale differenza tra la ceramica BIOLOX®forte e BIOLOX®delta risiede nella superiore resistenza di quest’ultima. L’affidabilità di un impianto in ceramica dipende tuttavia dai carichi effettivi a cui esso è sottoposto, che sono ampiamente influenzati dalla geometria, dal disegno dell’intero sistema implantare, dalla tecnica chirurgica utilizzata e dal comportamento postoperatorio del paziente.

La ceramica BIOLOX®delta è stata sviluppata per estendere la gamma delle applicazioni cliniche, incluse quelle non possibili con BIOLOX®forte.

Meccanismo di rinforzo di BIOLOX®delta

Fig. 1 Principio di trasformazione di rinforzo mediante particelle di ossido di zirconio stabilizzate con ossido di ittrio,
disperse all’interno della matrice di ossido di alluminio.

Il primo meccanismo di rinforzo deriva dalla dispersione di particelle tetragonali di ossido di zirconio stabilizzate con ossido di ittrio (Y-TZP) in una stabile matrice di ossido di alluminio. Tali particelle, separate spazialmente tra loro, riducono la probabilità di trasformazione strutturale, contrapponendosi all’innesco e alla propagazione delle cricche.

La dispersione delle fini particelle nella matrice migliora anche la resistenza alla frattura e la tenacità dei componenti BIOLOX®delta, come illustrato in Fig. 1. Questo meccanismo funziona in modo analogo agli airbag nelle automobili.

Il secondo meccanismo di rinforzo è ottenuto aggiungendo un ossido che determina la formazione di cristalli a forma di piastrine. Tali piastrine dissipano l’energia arrestando la propagazione delle cricche, aumentando in tal modo la resistenza e la tenacità di BIOLOX®delta.

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