tbytau

Titanplatten - wirklich nur Titan?

Hallo zusammen,

da meine Titanplatten jetzt auch in ausgebautem Zustand vor mir auf dem Tisch liegen, habe ich sie mir natürlich mal genauer angesehen. Und dabei frage ich mich jetzt vor allem eins (wenn auch vor allem aus Neugierde):

Ich habe mal gelernt, daß Titan ein silbrig-glänzendes Metall ist, und ich habe auch schon Gegenstände gesehen und in der Hand gehalten, die diesem Bild entsprechen.

Das paßt auf die Osteosyntheseplatten- und Schrauben aber überhaupt nicht. Die Dinger haben einen Farbton, den ich mal als "bronzeähnlich" beschreiben würde. Eine meiner Platten hat allerdings einen Kratzer, unter dem es irgendwie silbrig durchschimmert.

Wie kommt diese Färbung zustande? Ist da irgendeine Beschichtung drauf? Wenn ja: Was ist das und wofür ist die gut?

Würde mich echt mal interessieren, wenn sich hier jemand damit genauer auskennt.

Viele Grüße

Kristian

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Also, hätte ja nicht gedacht, dass es mal so nützlich sein kann einen Analytiker im Haus zu haben...:78:

Aber da mich die Frage auch interessiert hat (und ihn auch :wink:) hat er eine meiner Platten mit einer RFA analysiert und demnach bestehen die Platten tatsächlich aus Titan und zwar fast ausschließlich. Das Gerät hat allerdings (wenn auch winzige) Spuren von Eisen, Nickel und Chrom detektiert und auch von Calcium, Phospohor und Schwefel (wobei ich bei diesen Elementen davon ausgehe, dass die aus Geweberesten stammen, die noch an der Platte klebten).

Ich muss allerdings dazu sagen, dass die Messung an der kompletten Platte stattgefunden hat und nicht wie man es normalerweise bei derartigen Analysen machen würde in zerkleinerter Form. Die Oberfläche (und die ist ja das eigentlich spannende) wurde aber in jedem Fall erfaßt und analysiert. Warum sie nun eine andere Farbe hat ist aus den Messergebnissen nicht direkt offensichtlich- vielleicht findet sich ja noch ein Chemiker, der das erklären kann...

Wenns interssant ist, kann ich später mal versuchen die Originalmessergebnisse zu posten!

Liebe Grüße,

Eve

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hallo,

das ist ja mal super spannend...

interesssiert mich doch sehr welche elemente in diesen titanplatten enthalten sind.

habe nämlich auch welche.

lg schnattchen:-D

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Hallo Eve,

Das Gerät hat allerdings (wenn auch winzige) Spuren von Eisen, Nickel und Chrom detektiert und auch von Calcium, Phospohor und Schwefel (wobei ich bei diesen Elementen davon ausgehe, dass die aus Geweberesten stammen, die noch an der Platte klebten).

Nun, Calcium und Phosphor klingt irgendwie nach Knochensubstanz (=Calciumphosphat).

Ich muss allerdings dazu sagen, dass die Messung an der kompletten Platte stattgefunden hat und nicht wie man es normalerweise bei derartigen Analysen machen würde in zerkleinerter Form. Die Oberfläche (und die ist ja das eigentlich spannende) wurde aber in jedem Fall erfaßt und analysiert. Warum sie nun eine andere Farbe hat ist aus den Messergebnissen nicht direkt offensichtlich- vielleicht findet sich ja noch ein Chemiker, der das erklären kann...

Nun, Chemiker bin ich - daran soll's nicht scheitern. ;-) Aber im Moment kann ich auch nur ein bißchen spekulieren.

Eisen könnte "farblich" passen (Eisen-III; das hat ja eine bräunliche Färbung); könnte auch aus Blutfarbstoffresten stammen. Wobei die Kombination Eisen, Nickel, Chrom verdammt nach Edelstahl klingt. Aber der sieht bestimmt nicht bräunlich aus. Und die Hypothese mit dem Blut versagt leider an den Schrauben, die zum Verschnüren direkt nach der OP verwendet wurden: die hätten dann nämlich nur am Gewinde dunkel sein dürfen und nicht am Kopf. Sind sie aber auch dort.

Daß die Probe unzerkleinert war, war hier vermutlich eher von Vorteil, da es ja um die Oberflächenschicht ging, und die macht ja einen recht geringen Volumenanteil aus. Hab' jetzt aber leider gerade nicht die Eindringtiefe von Röntgenstrahlung in Metallen parat.

Oder es klebt noch irgendwas dran, das zu leicht zum Nachweis mit RFA ist. Dafür kämen aber eigentlich nur Bor und Berillium in Frage - aber das kann ich mir beim besten Willen nicht vorstellen. Und natürlich Kohlenstoff und Sauerstoff - was vermutlich beides vorhanden ist.

Da fällt mir gerade noch eine mögliche (spekulative) Erklärung ein: Titan bildet als unedles Metall ja eine dichte Oxidschicht aus, die es vor weiterer Oxidation schützt. Ich hab' mal gelesen, eben diese Oxidschicht kann sehr gut mit Knochensubstanz verwachsen und ist für die hohe Biokompatibilität verantwortlich. Jetzt ziehe ich mal eine Parallele zum (relativ ähnlichen) Aluminium: Das bildet genauso dichte Oxidschichten aus, die man auch künstlich besonders dick "züchten" kann (= eloxieren), um es zu schützen. Und diese Schichten können beispielsweise auch Farbstoffmoleküle einlagern (sieht man an farbig eloxierten Bauteile). Wenn das Titan jetzt auch eine dickere Oxidschicht gebildet hat und da jetzt Zersetzungsrückstände organischer Moleküle (sind auch häufig bräunlich) oder von Eisenoxid eingelagert hat, könnte das die Erklärung sein.

Möglich oder zu weit hergeholt?

Wenns interssant ist, kann ich später mal versuchen die Originalmessergebnisse zu posten!

Das würde mich auf alle Fälle mal interessieren!

Wenn ich mal zuviel Zeit habe ;-), kann ich vielleicht auch mal versuchen, von so einer Platte ein Auger-Elektronenspektrum aufzunehmen; das erfaßt dann nur die oberflächennächste Schicht und auch Sachen wie Sauerstoff und Kohlenstoff.

Auf alle Fälle schonmal vielen Dank für Deine Mühe!

Viele Grüße

Kristian

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Hi Kristian,

Nun, Calcium und Phosphor klingt irgendwie nach Knochensubstanz (=Calciumphosphat).

ja, das hatte ich auch so gedacht- wär am plausibelsten.

Nun, Chemiker bin ich - daran soll's nicht scheitern. ;-) Aber im Moment kann ich auch nur ein bißchen spekulieren.

Eisen könnte "farblich" passen (Eisen-III; das hat ja eine bräunliche Färbung); könnte auch aus Blutfarbstoffresten stammen. Wobei die Kombination Eisen, Nickel, Chrom verdammt nach Edelstahl klingt. Aber der sieht bestimmt nicht bräunlich aus. Und die Hypothese mit dem Blut versagt leider an den Schrauben, die zum Verschnüren direkt nach der OP verwendet wurden: die hätten dann nämlich nur am Gewinde dunkel sein dürfen und nicht am Kopf. Sind sie aber auch dort.

An das Hämoglobin hatte ich noch gar nicht gedacht- wär aber eine logische Erklärung für das Eisen. Warum sollte der Schraubenkopf denn nicht auch mit Blut in Berührung gekommen sein? Die Platten samt der Schrauben liegen ja im Wundgebiet, in dem sich Blut und andere Sekrete so lange sammeln bis alles komplett abgeheilt ist und auch bei der Entnahme dürften die Schrauben so ziemlich komplett mit Blut in Kontakt gekommen sein- ein wenig blutet es ja immer im OP-Gebiet.

Daß die Probe unzerkleinert war, war hier vermutlich eher von Vorteil, da es ja um die Oberflächenschicht ging, und die macht ja einen recht geringen Volumenanteil aus. Hab' jetzt aber leider gerade nicht die Eindringtiefe von Röntgenstrahlung in Metallen parat.

Der Nachteil ist allerdings, dass man die Prozentangaben der Messung dann aber nicht als 100% genau ansehen kann, da man die Proben ja in ein Meßgefäß legt und die Platte nur etwa ein Drittel (sieht man am Gesamtergebnis) abgedeckt hat. Aber um die Zusammensetzung zu erkennen müßte die Methode ganz gut geeignet gewesen sein.

Oder es klebt noch irgendwas dran, das zu leicht zum Nachweis mit RFA ist. Dafür kämen aber eigentlich nur Bor und Berillium in Frage - aber das kann ich mir beim besten Willen nicht vorstellen. Und natürlich Kohlenstoff und Sauerstoff - was vermutlich beides vorhanden ist.

Da fällt mir gerade noch eine mögliche (spekulative) Erklärung ein: Titan bildet als unedles Metall ja eine dichte Oxidschicht aus, die es vor weiterer Oxidation schützt. Ich hab' mal gelesen, eben diese Oxidschicht kann sehr gut mit Knochensubstanz verwachsen und ist für die hohe Biokompatibilität verantwortlich. Jetzt ziehe ich mal eine Parallele zum (relativ ähnlichen) Aluminium: Das bildet genauso dichte Oxidschichten aus, die man auch künstlich besonders dick "züchten" kann (= eloxieren), um es zu schützen. Und diese Schichten können beispielsweise auch Farbstoffmoleküle einlagern (sieht man an farbig eloxierten Bauteile). Wenn das Titan jetzt auch eine dickere Oxidschicht gebildet hat und da jetzt Zersetzungsrückstände organischer Moleküle (sind auch häufig bräunlich) oder von Eisenoxid eingelagert hat, könnte das die Erklärung sein.

Für mich klingt es nach einer plausiblen Theorie, aber meine chemische "Ausbildung" ist ja auch ziemlich beschränkt- da dürfte deine um Einiges besser sein:wink: Besonders der Teil mit den Farbstoffen- Platten und Schrauben gibt es ja in allen erdenklichen Farben- von pink über grün bis türkis. Und ob das Titan nun in oxidierter Form vorliegt oder nicht, dürfte in der RFA ja nicht zu erkennen sein oder?

Das würde mich auf alle Fälle mal interessieren!

sind angehängt:-)

Wenn ich mal zuviel Zeit habe ;-), kann ich vielleicht auch mal versuchen, von so einer Platte ein Auger-Elektronenspektrum aufzunehmen; das erfaßt dann nur die oberflächennächste Schicht und auch Sachen wie Sauerstoff und Kohlenstoff.

dann aber nicht vergessen die Ergebnisse mitzuteilen!

Auf alle Fälle schonmal vielen Dank für Deine Mühe!

Nix zu danken, ich habs ja nicht gemessen :wink: und ich finds ja auch interessant zu erfahren ob wirklich Titan drin ist wo Titan draufsteht:o.

Liebe Grüße,

Eve

post-71-130132816927_thumb.jpg

post-71-130132816953_thumb.jpg

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Hallo Eve,

Warum sollte der Schraubenkopf denn nicht auch mit Blut in Berührung gekommen sein? Die Platten samt der Schrauben liegen ja im Wundgebiet, in dem sich Blut und andere Sekrete so lange sammeln bis alles komplett abgeheilt ist

Stimmt, da hast Du recht! Damit bleibt die Erklärung wohl im Rennen...

Der Nachteil ist allerdings, dass man die Prozentangaben der Messung dann aber nicht als 100% genau ansehen kann, da man die Proben ja in ein Meßgefäß legt und die Platte nur etwa ein Drittel (sieht man am Gesamtergebnis) abgedeckt hat. Aber um die Zusammensetzung zu erkennen müßte die Methode ganz gut geeignet gewesen sein.

Ich denke, wenn es wesentlich legiert gewesen wäre, hätte man das wohl sehen müssen. Sehe ich das eigentlich richtig, daß das Spektrometer da meint, etwas Barium gefunden zu haben???

Und ob das Titan nun in oxidierter Form vorliegt oder nicht, dürfte in der RFA ja nicht zu erkennen sein oder?

Das wirst Du da sicher nicht erkennen können, zumal Sauerstoff zu den für RFA zu leichten Elementen gehört und zum anderen das oxidierte Oberflächentitan im Vergleich zum Festkörpertitan in einer sehr kleinen Menge vorliegt. Dafür ist es wohl schlicht eine ungeeignete Methode.

dann aber nicht vergessen die Ergebnisse mitzuteilen!

Klar, werde dran denken! Kann aber einige Wochen dauern, bis ich mich darum kümmern kann. Wird' aber nicht vergessen.

und ich finds ja auch interessant zu erfahren ob wirklich Titan drin ist wo Titan draufsteht:o.

Gut, dann sollten wir's im Auge behalten!

Liebe Grüße

Kristian

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hi ihr zwei experten ;-),

"Wobei die Kombination Eisen, Nickel, Chrom verdammt nach Edelstahl klingt"

muss man sich dann sorgen machen wg. allergien? ich bin nämlich ziemlich stark allergisch gegen nickel ...

lg janet

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Hallo Janet,

"Wobei die Kombination Eisen, Nickel, Chrom verdammt nach Edelstahl klingt"

muss man sich dann sorgen machen wg. allergien? ich bin nämlich ziemlich stark allergisch gegen nickel ...

Ich denke nicht. Wenn Du Dir mal die Prozentzahlen in Eves Anhang (2. Bild) anguckst, wirst Du feststellen, daß 1) alles drei nur in Spuren vorhanden ist und 2) Chrom größenordnungsmäßig 1/5 soviel wie Eisen und Nickel 1/10 soviel wie Eisen da ist, und auch Eisen ist da nur Spur. Wir reden hier von hundertstel und tausendstel Prozenten; ich würde mal schätzen, das könnte auch die Kratzspur vom Edelstahlschraubendreher oder der Pinzette bzw. Zange sein oder sowas. Und ich weiß auch nix über Art, Größe und Reinheitsgrad des Probenbehälters des Spektrometers; vielleicht stammt's ja auch daher (Eve, weißt Du da näheres, ob das vielleicht irgendwelche Reste einer vorherigen Probe sein könnten oder von irgendwelchem Werkzeug?). Ist aber, wie gesagt, alles Spekulation. Also bitte keine Sorgen machen!

Viele Grüße

Kristian

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hi kristian,

na dann bin ich erst mal beruhigt und ich kann ja nochmal meinen kc deswegen fragen, gelle :-D

lg janet

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(Eve, weißt Du da näheres, ob das vielleicht irgendwelche Reste einer vorherigen Probe sein könnten oder von irgendwelchem Werkzeug?).

Eigentlich können da keine Reste drin sein, da in dem Labor immer neue Probennehälter benutzt werden.

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