Sputtered polymeric hydrogenated amorphous carbon thin films for temporary medical implants

Gegenwärtig sind temporäre metallische Implantate, z. B. Knochennägel, basierend auf Edelstahl und Titan weit verbreitet. Da diese Implantate nach der Frakturheilung allerdings wieder operativ entfernt werden müssen, gibt es Überlegungen zum Einsatz biologisch abbaubarer Magnesiumimplantate. Um sicher zu stellen, dass das Magnesiumimplantat während des gesamten Heilungsprozesses stabil ist, braucht es eine biokompatible Diffusionsbarriere zwischen Implantat und Gewebe. Dafür erscheint hydrogenisierter amorpher diamantähnlicher Kohlenstoff (DLC) ein potentieller Kandidat zu sein. In dieser Arbeit wurden hydrogenisierte DLC-Schichten mittels reaktivem Magnetronsputtern in einer Argon/Acetylen-Atmosphäre hergestellt. Das Argon/Acetylen-Verhältnis wurde stufenweise erhöht. Die Schichten wurden hinsichtlich ihrer Struktur und mechanischen Eigenschaften untersucht. Folgende Untersuchungen wurden durchgeführt: Schichtdickenmessung, elastische Rückstreudetektionsanalyse (ERDA), röntgenkristallographische Untersuchung (XRD), Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) und Ramanspektroskopie für die Strukturinformationen, sowie Nanoindentation und Eigenspannungsmessungen zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften. Die Beschichtungen zeigen eine dichte, amorphe Struktur und eine glatte Oberfläche. Die Härte und der E-Modul sinken jeweils von 25 auf 8 GPa bzw. von 187 auf 55 GPa mit steigendem Acetylengehalt im Beschichtungsgas. Dies lässt auf eine graphitische Schicht schließen.