Bendras aprašymas
Komerciškai grynas titanas (CPTI) ir titanas -6 al -4 v, abu lydiniai yra biologiškai suderinami ir gali būti osseointegracija, kai liečiasi su kaulų ir dantenų audiniais, ir yra labai patenkinamos medžiagos odontologijoje.
Titano lydinių sudėtis ir savybės, naudojamos kaip implantai
5 laipsnio titanas yra plačiai naudojamas ortopedijoje. Taip yra dėl savo aukščiausios jėgos ir žemo Youngo modulio. Tačiau jis taip pat gali būti naudojamas odontologijoje, ir įrodyta, kad šio lydinio naudojimas yra biologiškai priimtinas. Tačiau šis lydinys išskiria aliuminį ir vanadį, kurie abu gali sukelti biologines problemas. Aliuminis trukdo kaulų mineralizacijai, sukelia struktūrinius defektus, tuo tarpu vanadis yra citotoksiškas ir gali sukelti IV tipo (alergines) reakcijas. Norėdami turėti šį neigiamą poveikį, abi medžiagos turi būti pagrįstos audinio koncentracijoje, o iš šio lydinio išskiriamos koncentracijos yra daug mažesnės už tas, kurios reikia toksiškam poveikiui sukelti. Išleidimas taip pat yra mažesnis už vidutinę šių jonų mitybos absorbciją. Tyrimai parodė patenkinamą kaulų integraciją su šiuo lydiniu, ypač po gydymo, kad būtų sustiprintas paviršiaus oksido sluoksnis.
Šiuolaikinių implantų dizainas paprastai apima sriegį, kuriame metalo lydinio komponentas laikomas apatinio žandikaulio ar žandikaulio kauluose. Lygus metalinė dalis praeina per minkštą dantenų audinį ir palaiko dirbtinį dantį, kuris paprastai gaminamas iš keraminės medžiagos. Iš dalies dėl šio dizaino, renkantis pacientus, reikia pasirūpinti, kad gautumėte implantus.
„Titanium“ yra pereinamasis metalas, galintis sudaryti kietų tirpalų su panašaus dydžio elementais. Kietoje būsenoje mažesnis nei 882,5 laipsnio titanas turi šešiakampę uždarą geometriją, vadinamą alfa struktūra. Virš šios temperatūros kietas titanas virsta į kūną orientuotą kubinę geometriją, vadinamą beta struktūra, kol jis ištirps 1688 laipsnio laipsniu. Lydiniuose titanas pasireiškia įvairiomis formomis ir gali būti gryna alfa arba gryna beta arba abiejų derinys. „Titanium“ legiruoti elementai yra arba alfa stabilizatoriai, tokie kaip aliuminis, arba beta stabilizatoriai, tokie kaip vanadis, geležis, nikelis ir kobaltas. Deguonis yra alfa stabilizatorius. Taip pat yra keletas metalinių elementų, tokių kaip cirkonis, kurie neturi jokios įtakos bet kurios fazės stabilumui.
Gaminant implantus, pirmenybė teikiama titano lydiniams, kurie yra visiškai arba daugiausia alfa, dėl jų puikaus atsparumo korozijai. Apdorojimo sąlygos pasirenkamos siekiant palankiai padėti alfa mikrostruktūrai, kuri taip pat turi įtakos mechaninėms savybėms (stiprumui, lankstumui, atsparumui nuovargiui ir kietumui lūžiams).
Paviršiaus chemija
Du pagrindiniai lydiniai, naudojami implantuojamiems prietaisams gaminti, komerciškai gryną titaną (CPTI) ir titaną -6 a 1-4 v, yra paviršių, sudarytų pirmiausia iš oksido TiO2. Oksido sluoksnis yra 4-6 nanometrų storio ir juose yra hidroksilo grupių, be oksidų. Tiksli paviršiaus sudėtis yra svarbi skatinant osteoblastų sukibimą, o oksido sluoksnis paprastai turi palankias biologines savybes.
Titano implantai dažnai modifikuojami po pradinės gamybos, kad būtų užtikrintas vienodas oksidacija ir pašalintas bet koks užterštumas. Modifikuotas paviršius pasižymi geresnėmis biologinėmis savybėmis, skatinančiomis ląstelių sukibimą ir proliferacijos procesus, kurie abu padeda integruoti kaulų.
Lengvo lydinio Ti -6 a 1-4 V paviršiaus paviršiaus yra aliuminio ir vanadžio. Paviršiaus apdaila ir šiurkštumas taip pat yra svarbios titano implantų savybės, nes jie daro įtaką sąveikos su kaulais kokybę.
Korozijos elgsena yra vienas iš svarbiausių veiksnių, turinčių įtakos metalo implantų biologiniam suderinamumui. Taip yra todėl, kad korozijos išleistos metalo jonai gali sukelti įvairius neigiamus poveikius. Tai gali turėti įtakos ne tik implantui supančiam audiniui, bet ir visam kūnui, kur gali atsirasti alerginės reakcijos.
Titano implanto ir gyvojo kaulo sąsajos zona yra labai svarbi osseointegracijos vystymuisi. Ši zona yra labai plona (20-50 nanometrai) ir yra ta, kur kaulų ląstelės išskiria augimo faktorius, taip inicijuodamos kaulų formavimo žingsnius. Pirmasis žingsnis yra baltymų nusėdimas iš plazmos ant paviršiaus oksido sluoksnio. Po to susidaro fibrino matrica-struktūra, veikianti kaip pastoliai osteoblastai (kaulus formuojančios ląstelės). Tokiu būdu palaikomi osteoblastai gulėjo kaulą, kuris plečiasi, kad užpildytų sąsajos zoną, leisdami jai augti prie implanto paviršiaus, taip leisdamas implantui osseointegratuoti. Svarbus tinkamos osseointegracijos aspektas yra tas, kad, skirtingai nei pluoštinės kapsulės atveju, implantas yra tvirtai fiksuotas, kuris odontologijoje suteikia saugų inkarą atkuriamojo prietaiso.
Oksido sluoksnis ant paviršiaus vaidina svarbų vaidmenį sėkmingai įgyvendinti osseointegraciją. Storesnis ir grubesnis oksido sluoksnis skatina patikimą ir greitą osseointegraciją, bent jau per trumpą laiką. Oksido sluoksnis taip pat pasyvauja metalo pasyvus poveikis, taip slopindamas koroziją ir sumažinant titano jonų išsiskyrimą.
;
Titano lydinio ti -6 al -4 v
Plačiai naudojamas lydinys ti -6 al -4 v turi puikias savybes, skirtas naudoti kaip dantų implantai. Tačiau in vitro tyrimo rezultatai paprastai nustato, kad ti -6 al -4 v yra pranašesnis. Abu lydiniai gali osseointegruoti ir yra labai biologiškai suderinami su kaulų ir burnos audiniais. Jie turi minimalų koroziją ir turi nedaug sisteminio poveikio nedaugeliui pacientų. Biomechaniniu požiūriu jie yra tinkami tikslui ir po daugelio metų naudojimo turi aukštą klinikinį išgyvenamumą.
Titano lydinio ti -6 al -4 v-eli
Ti -6 al -4 V-Eli buvo įrodyta, kad yra ne citotoksinis, palyginti su grynu titanu. Taip pat buvo įrodyta, kad kiti legiruoti elementai yra priimtini ir nebuvo nustatyta, kad jis žymiai padidina citotoksiškumą.
Titano lydinio ti -6 al -7 nb
Ti -6 al -7 nb, turi geras mechanines savybes. Jų kietumas, derlingumo stiprumas ir tempimo stiprumas paprastai viršija CPTI. Žmogaus fibroblastai Ti-NB lydiniuose auga lėčiau ir mažesniu mastu.
Ti -6 al -7 NB yra daugialypis titano-niobium lydinys, išsamiai ištirtas kaulų kontaktinėms programoms. Visų pirma, jis vis dažniau naudojamas gaminant dantų implantus. Tai yra alfa-beta lydinys, kuris iš pradžių buvo sukurtas ortopedijai ir pasižymi puikiomis mechaninėmis savybėmis, palyginti su CPTI. Jis taip pat yra atsparus korozijai, o kai atsiranda korozija, jos biologinės savybės yra priimtinos, visų pirma dėl to, kad nėra vanadžio.
Ti -6 al -7 Nb yra panašus į CPTI, kai žmogaus dantenų fibroblastai, besislapstantys, plinta ir dauginasi į panašius laipsnius abiejuose lydiniuose. Įrodyta, kad trumpalaikis Ti -6 al -7} implantavimas NB sukelia trumpalaikį uždegiminį atsaką, panašų į CPTI, tačiau po to seka labai patenkinami biologiniai rezultatai. Didelis atsparumas korozijai ir geras stabilumas. Kai Ti -6 al -7 NB yra paruoštas kaip liejimas, taip pat yra gera mechaninis stiprumas ir atsparumas dilimui, patvirtinant šio lydinio perspektyvas naudoti kaip protezą.
