Общо описание
В търговската мрежа чист титан (CPTI) и титан -6 al -4 V, и двете сплави са биосъвместими и могат да претърпят осеоинтеграция, когато са в контакт с костната и гингивалната тъкан и са много задоволителни материали в стоматологията.
Състав и свойства на титанови сплави, използвани като импланти
Титан от 5 клас се използва широко в ортопедията. Това се дължи на превъзходната му сила и модула на ниския Йънг. Въпреки това, той може да се използва и в стоматологията и е показано, че използването на тази сплав е биологично приемливо. Тази сплав обаче освобождава алуминий и ванадий, като и двете могат да причинят биологични проблеми. Алуминият пречи на минерализацията на костите, което води до структурни дефекти, докато ванадий е цитотоксичен и може да причини реакции от тип IV (алергични). За да има тези неблагоприятни ефекти, и двете вещества трябва да присъстват в разумни концентрации в тъканта и концентрациите, освободени от тази сплав, са далеч под необходимите за получаване на токсични ефекти. Освобождаването също е под средната хранителна абсорбция на тези йони. Проучванията показват задоволителна костна интеграция с тази сплав, особено след третиране за укрепване на слоя на повърхностния оксид.
Дизайнът на съвременните импланти обикновено включва нишка, която държи компонент на метална сплав в костта на мандибулата или максилата. Гладката метална част преминава през меката тъкан на венците и поддържа изкуствен зъб, който обикновено е изработен от керамичен материал. Отчасти поради този дизайн трябва да се внимава при избора на пациенти да получават импланти.
Титанът е преходен метал, който е в състояние да образува солидни разтвори с елементи с подобен атомен размер. В твърдо състояние под 882,5 градуса титанът има шестоъгълна близка геометрия, известна като алфа структура. Над тази температура твърд титан се трансформира в кубична геометрия, ориентирана към тялото, известна като бета структура, докато се стопи на 1688 г. При сплави титанът се среща в различни форми и може да бъде чист алфа или чиста бета или комбинация от двете. Легиращите елементи на Titanium са или алфа стабилизатори, като алуминий, или бета стабилизатори, като ванадий, желязо, никел и кобалт. Кислородът е алфа стабилизатор. Има и някои метални елементи, като цирконий, които нямат ефект върху стабилността на нито една фаза.
При изработване на импланти титановите сплави, които са напълно или предимно алфа, се предпочитат поради отличната си устойчивост на корозия. Условията за обработка са избрани, за да благоприятстват алфа микроструктурата, която също влияе върху механичните свойства (сила, пластичност, устойчивост на умора и здравина на счупване).
Повърхностна химия
Двете основни сплави, използвани за направата на имплантируеми устройства, в търговската мрежа титан (CPTI) и титан -6 A 1-4 V, имат повърхности, съставени предимно от оксид TiO2. Оксидният слой е с дебелина 4-6 и съдържа хидроксилни групи в допълнение към оксидите. Точният състав на повърхността е важен за насърчаване на адхезията на остеобласт, а оксидният слой има тенденция да има благоприятни биологични свойства.
Титановите импланти често се модифицират повърхностно след първоначалното производство, за да се осигури равномерно окисляване и да се отстрани всяко замърсяване. Модифицираната повърхност има по -добри биологични свойства, насърчавайки процесите на клетъчна адхезия и пролиферация, като и двете подпомагат интеграцията на костите.
Повърхността на сплавта ti -6 A 1-4 V съдържа алуминий и ванадий. Повърхностното покритие и грапавостта също са важни характеристики на титановите импланти, тъй като те влияят на качеството на взаимодействие с костта.
Поведението на корозия е един от най -важните фактори, влияещи върху биосъвместимостта на металните импланти. Това е така, защото металните йони, освободени чрез корозия, могат да причинят различни неблагоприятни ефекти. Те могат да повлияят на тъканта около имплантата, но и цялото тяло, където могат да се появят алергични реакции.
Зоната на интерфейса между титановия имплант и живата кост е от решаващо значение за развитието на осеоинтеграция. Тази зона е много тънка (20-50 нанометри) и е мястото, където костните клетки освобождават растежните фактори, като по този начин инициират стъпките на образуване на кост. Първата стъпка е отлагането на протеини от плазмата върху повърхностния оксиден слой. Това е последвано от образуването на фибринова матрица, структура, която действа като скеле за остеобласти (клетки, формиращи кост). Поддържани по този начин, остеобластите легнаха кост, която се разширява, за да запълни интерфейсната зона, което му позволява да расте срещу повърхността на имплантата, като по този начин позволява имплантата да осейоингратира. Важен аспект на правилната осеоинтеграция е, че за разлика от случай на фиброзна капсула, имплантът е здраво фиксиран, който в стоматологията осигурява сигурна котва за възстановителното устройство.
Оксидният слой на повърхността играе важна роля за успеха на осеоинтеграцията. По -дебел и по -груб оксиден слой насърчава надеждна и бърза осеоинтеграция, поне в краткосрочен план. Оксидният слой също има ефект на пасивиране на метала, като по този начин инхибира корозията и минимизиране на освобождаването на титанови йони.
;
Titanium Alloy ti -6 al -4 v
Широко използваната сплав ti -6 al -4 V има отлични свойства за използване като зъбни импланти. Въпреки това, резултатите от изследването in vitro обикновено намират ti -6 al -4 V да е по -добър. И двете сплави могат да осейоингратират и са силно биосъвместими с костни и орални тъкани. Те проявяват минимална корозия и имат малко системни ефекти при малък брой пациенти. От биомеханична гледна точка те са годни за целта и имат висока клинична преживяемост след много години употреба.
Titanium Alloy ti -6 al -4 v-eli
Ti -6 al -4 V-ELI е показано, че е нецитотоксичен в сравнение с чистия титан. Доказано е също, че други легиращи елементи са приемливи и не е установено, че значително увеличават цитотоксичността.
Titanium Alloy Ti -6 al -7 nb
Ti -6 al -7 nb, има добри механични свойства. Тяхната твърдост, якост на добив и якост на опън обикновено надвишават тези на CPTI. Човешките фибробласти в Ti-Nb сплави растат по-бавно и в по-малка степен.
Ti -6 al -7 nb е мултинен сплав от титаниев-ниобий, който е широко проучен за приложения за контакт с кости. По -специално, той все повече се използва при производството на зъбни импланти. Това е алфа-бета сплав, която първоначално е разработена за ортопедия и има превъзходни механични свойства в сравнение с CPTI. Освен това е устойчив на корозия и когато се появи корозия, биологичните му свойства са приемливи, предимно поради липсата на ванадий.
Ti -6 al -7 nb е подобен на CPTI, с човешки гингивални фибробласти, прилепващи, разпространени и разпространени до подобни степени и на двете сплави. Показано е, че краткосрочната имплантация на Ti -6 al -7 NB предизвиква преходен възпалителен отговор, подобен на CPTI, но последван от много задоволителни биологични резултати. Висока устойчивост на корозия и добра стабилност. Когато Ti -6 al -7 NB се приготвя като леене, механичната якост и устойчивостта на износване също са добри, потвърждавайки перспективите на тази сплав за използване като протеза.
