Általános leírás
Kereskedelmi szempontból tiszta titán (CPTI) és titán -6 al -4 v, mindkét ötvözet biokompatibilis, és osseointegráción eshet át, ha a csont- és ínyszövetekkel érintkeznek, és nagyon kielégítő anyagok a fogászatban.
Implantátumként használt titánötvözetek összetétele és tulajdonságai
Az 5. fokozatú titánt széles körben használják az ortopédiaban. Ennek oka a kiváló ereje és az alacsony Young modulusának. Ugyanakkor felhasználható a fogászatban, és az ötvözet használata biológiailag elfogadhatónak bizonyult. Ez az ötvözet azonban felszabadítja az alumíniumot és a vanádiumot, amelyek mindkettő biológiai problémákat okozhat. Az alumínium zavarja a csontok mineralizációját, ami szerkezeti hibákhoz vezet, míg a vanádium citotoxikus és IV típusú (allergiás) reakciókat okozhat. Ezeknek a káros hatásoknak a rendelkezésére mindkét anyagnak ésszerű koncentrációban kell lennie a szövetben, és az ebből az ötvözetből felszabadult koncentrációk messze elmaradnak a toxikus hatások előállításához szükségesek. A felszabadulás ezen ionok átlagos táplálkozási abszorpciója alatt is van. A tanulmányok kimutatták a csontok integrációját ezzel az ötvözettel, különösen a kezelés után a felszíni oxidréteg megerősítésére.
A modern implantátumok kialakítása általában olyan szálat tartalmaz, amely fémötvözet -összetevőt tart a mandibula vagy a maxilla csontjába. A sima fémrész áthalad az íny lágy szövetén, és támogatja a mesterséges fogot, amelyet általában kerámia anyagból készítenek. Részben ennek a tervnek köszönhetően ügyelni kell, amikor a betegeket az implantátumok fogadására választják.
A titán egy átmeneti fém, amely szilárd oldatokat képezhet hasonló atomméretű elemekkel. A 882,5 fok alatti szilárd állapotban a titán hatszögletű, szorosan csomagolt geometriával rendelkezik, amelyet alfa-szerkezetnek neveznek. Ezen hőmérséklet felett a szilárd titán testközpontú köbös geometriává alakul, amelyet béta-szerkezetnek neveznek, amíg 1688 fokos meg nem olvad. Az ötvözetekben a titán különféle formákban fordul elő, lehet tiszta alfa vagy tiszta béta, vagy mindkettő kombinációja. A titán ötvöző elemei vagy alfa -stabilizátorok, például alumínium, vagy béta -stabilizátorok, például vanádium, vas, nikkel és kobalt. Az oxigén alfa -stabilizátor. Vannak olyan fém elemek is, mint például a cirkónium, amelyek egyik fázis stabilitására nincs hatással.
Az implantátumok készítése során a teljesen vagy túlnyomórészt alfa -titánötvözeteket részesítik előnyben kiváló korrózióállóságuk miatt. A feldolgozási feltételeket úgy választják meg, hogy az alfa -mikroszerkezetet részesítsék előnyben, amely befolyásolja a mechanikai tulajdonságokat (szilárdság, rugalmasság, fáradtság -ellenállás és törési szilárdság).
Felszíni kémia
A beültethető eszközök, a kereskedelemben tiszta titán (CPTI) és a titán -6 1-4 v titán előállításához használt két fő ötvözet elsősorban az oxid tiO2 -ből alkotott felületek előállítása. Az oxidréteg 4-6 nanométer vastag, és az oxidok mellett hidroxilcsoportokat is tartalmaz. A felület pontos összetétele fontos az osteoblast adhézió előmozdításában, és az oxidréteg általában kedvező biológiai tulajdonságokkal rendelkezik.
A titánimplantátumokat gyakran felület módosítják a kezdeti gyártás után, hogy biztosítsák az egyenletes oxidációt és a szennyeződés eltávolítását. A módosított felület jobb biológiai tulajdonságokkal rendelkezik, elősegíti a sejtek adhéziós és proliferációs folyamatait, amelyek mindegyike elősegíti a csont integrációját.
Az ötvözet Ti -6 A 1-4 v felülete alumíniumot és vanádiumot tartalmaz. A felületi befejezés és az érdesség szintén a titánimplantátumok fontos jellemzői, mivel ezek befolyásolják a csonttal való kölcsönhatás minőségét.
A korróziós viselkedés az egyik legfontosabb tényező, amely befolyásolja a fémimplantátumok biokompatibilitását. Ennek oka az, hogy a korrózió által felszabaduló fémionok különféle káros hatásokat okozhatnak. Ezek befolyásolhatják az implantátumot körülvevő szövetet, de az egész testet is, ahol allergiás reakciók fordulhatnak elő.
A titánimplantátum és az élő csont közötti interfészzóna kritikus jelentőségű az osseointegráció kialakulásához. Ez a zóna nagyon vékony (20-50 nanométerek), és ahol a csontsejtek felszabadítják a növekedési faktorokat, ezáltal megindítva a csontképződés lépéseit. Az első lépés a fehérjék lerakódása a plazmából a felszíni oxidrétegre. Ezt egy fibrin mátrix képződése követi, egy olyan szerkezetet, amely állványként működik az osteoblasztok (csontképző sejtek) számára. Ilyen módon támogatva az osteoblastok lerázzák a csontot, amely kibővül a felület zóna kitöltésére, lehetővé téve az implantátum felületének növekedését, ezáltal lehetővé téve az implantátumot osseointegrate -t. A megfelelő osseointegráció fontos szempontja az, hogy a rostos kapszula esetében ellentétben az implantátum szilárdan rögzített, amely a fogászatban biztonságos horgonyt biztosít a helyreállító eszköz számára.
A felszínen lévő oxidréteg fontos szerepet játszik az osseointegráció sikerében. A vastagabb és durvabb oxidréteg elősegíti a megbízható és gyors osseointegrációt, legalább rövid távon. Az oxidrétegnek a fém passziválása is van, ezáltal gátolja a korróziót és minimalizálja a titán -ionok felszabadulását.
;
Titanium ötvözet ti -6 al -4 v
A ti -6 al -4 v széles körben használt ötvözet kiváló tulajdonságokkal rendelkezik fogászati implantátumként történő felhasználáshoz. Az in vitro vizsgálati eredmények azonban általában úgy találják, hogy a Ti -6 al -4 v jobb. Mindkét ötvözet osseointegrate képes, és erősen biokompatibilis a csont- és orális szövetekkel. Minimálisan korróziót mutatnak, és kevés betegnél kevés szisztémás hatást gyakorolnak. Biomechanikai szempontból sok éves használat után magas a klinikai túlélési arányuk.
Titanium ötvözet ti -6 al -4 V-ELI
A Ti -6 al -4 v-ELI nem citotoxikus, mint a tiszta titánhoz képest. Más ötvöző elemekről is kimutatták, hogy elfogadhatóak, és nem találták, hogy szignifikánsan növelik a citotoxicitást.
Titanium ötvözet ti -6 al -7 nb
A ti -6 al -7 nb, jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Keménységük, hozamszilárdságuk és szakítószilárdságuk általában meghaladja a CPTI -t. A Ti-NB ötvözetek emberi fibroblasztjai lassabban és kisebb mértékben növekednek.
A ti -6 al -7 nb egy titán-niobium multináris ötvözet, amelyet széles körben vizsgáltak a csontkontaktusok alkalmazásai szempontjából. Különösen egyre inkább használják a fogimplantátumok gyártásában. Ez egy alfa-béta ötvözet, amelyet eredetileg ortopédia számára fejlesztettek ki, és kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek a CPTI-hez képest. Ez szintén korrózióálló, és amikor korrózió bekövetkezik, biológiai tulajdonságai elfogadhatók, elsősorban a vanádium hiánya miatt.
A ti -6 al -7 nb hasonló a CPTI -hez, az emberi íny fibroblasztok mindkét ötvözethez hasonló mértékben tartják, terjednek és elterjednek a hasonló fokokra. A ti -6 al -7 nb rövid távú implantációjáról kimutatták, hogy a CPTI-hez hasonló átmeneti gyulladásos reakciót vált ki, de ezt nagyon kielégítő biológiai eredmények követik. Magas korrózióállóság és jó stabilitás. Ha a ti -6 al -7 nb castingként készül, a mechanikai szilárdság és a kopásállóság is jó, megerősítve ennek az ötvözet kilátásainak a fogsorként történő felhasználásának kilátásait.
