Vispārīgais apraksts
Komerciāli tīrs titāns (CPTI) un titāns -6 al -4 V, abi sakausējumi ir bioloģiski saderīgi un var iziet osseoingration, ja tie ir saskarē ar kauliem un smaganu audiem, un zobārstniecībā tie ir ļoti apmierinoši materiāli.
Titāna sakausējumu sastāvs un īpašības, ko izmanto kā implantus
5. pakāpes titāns tiek plaši izmantots ortopēdijā. Tas ir saistīts ar tā augstāko izturību un zemo Young moduli. Tomēr to var izmantot arī zobārstniecībā, un ir pierādīts, ka šī sakausējuma izmantošana ir bioloģiski pieņemama. Tomēr šis sakausējums atbrīvo alumīniju un vanādiju, kas abi var izraisīt bioloģiskas problēmas. Alumīnijs traucē kaulu mineralizāciju, izraisot strukturālus defektus, savukārt vanādijs ir citotoksisks un var izraisīt IV tipa (alerģiskas) reakcijas. Lai šī nelabvēlīgā ietekme būtu, abām vielām jābūt pamatotai audu koncentrācijai, un no šī sakausējuma izdalītās koncentrācijas ir daudz zemākas par tām, kas vajadzīgas toksiskas iedarbības radīšanai. Izdalīšana ir arī zemāka par šo jonu vidējo uzturvērtības absorbciju. Pētījumi parādīja apmierinošu kaulu integrāciju ar šo sakausējumu, īpaši pēc apstrādes, lai stiprinātu virsmas oksīda slāni.
Mūsdienu implantu dizains parasti ietver pavedienu, kas satur metāla sakausējuma komponentu apakšžokļa vai augšžokļa kaulā. Gludās metāla porcija iziet cauri smaganu mīkstajiem audiem un atbalsta mākslīgu zobu, kas parasti ir izgatavots no keramikas materiāla. Daļēji šī dizaina dēļ, izvēloties pacientus, ir jāuzmanās, lai saņemtu implantus.
Titāns ir pārejas metāls, kas spēj veidot cietus risinājumus ar līdzīga atoma lieluma elementiem. Cietā stāvoklī, kas zemāks par 882,5 grādiem, titānam ir sešstūra cieši iesaiņota ģeometrija, kas pazīstama kā alfa struktūra. Virs šīs temperatūras cietais titāns pārveidojas par uz ķermeni vērstu kubisko ģeometriju, kas pazīstama kā beta struktūra, līdz tā kūst ar 1688. gada grādu. Sakausējumos titāns notiek dažādās formās un var būt tīrs alfa vai tīrs beta versija vai abu kombinācija. Titāna leģējošie elementi ir vai nu alfa stabilizatori, piemēram, alumīnijs, vai beta stabilizatori, piemēram, vanādijs, dzelzs, niķelis un kobalts. Skābeklis ir alfa stabilizators. Ir arī daži metāliski elementi, piemēram, cirkonijs, kuri neietekmē abas fāzes stabilitāti.
Veicot implantus, priekšroka dodama titāna sakausējumiem, kas ir pilnībā vai pārsvarā alfa, jo tiem ir lieliska izturība pret koroziju. Apstrādes apstākļi tiek izvēlēti, lai atbalstītu alfa mikrostruktūru, kas ietekmē arī mehāniskās īpašības (izturība, elastība, noguruma izturība un izturība pret lūzumu).
Virsmas ķīmija
Diviem galvenajiem sakausējumiem, ko izmanto implantējamu ierīču izgatavošanai, komerciāli tīru titānu (CPTI) un Titanium -6 A 1-4 V, ir virsmas, kas galvenokārt sastāv no oksīda TiO2. Oksīda slānis ir 4-6 nanometru biezs un papildus oksīdiem satur hidroksilgrupas. Precīzs virsmas sastāvs ir svarīgs, veicinot osteoblastu adhēziju, un oksīda slānim ir tendence būt labvēlīgām bioloģiskām īpašībām.
Titāna implantus bieži modificē pēc sākotnējās ražošanas, lai nodrošinātu vienmērīgu oksidāciju un noņemtu jebkādu piesārņojumu. Modificētai virsmai ir labākas bioloģiskās īpašības, veicinot šūnu adhēzijas un proliferācijas procesus, kas abi palīdz kaulu integrācijā.
Sakausējuma ti -6 a 1-4 v virsma satur alumīniju un vanādiju. Virsmas apdare un nelīdzenums ir arī svarīgas titāna implantu īpašības, jo tie ietekmē mijiedarbības kvalitāti ar kaulu.
Korozijas izturēšanās ir viens no vissvarīgākajiem faktoriem, kas ietekmē metāla implantu bioloģisko savietojamību. Tas notiek tāpēc, ka metāla joni, kas izdalās ar koroziju, var izraisīt dažādas nelabvēlīgas ietekmes. Tie var ietekmēt audus, kas ieskauj implantu, bet arī visu ķermeni, kur var rasties alerģiskas reakcijas.
Saskarnes zona starp titāna implantu un dzīvu kaulu ir kritiska osseointegrācijas attīstībai. Šī zona ir ļoti plāna (20-50 nanometri) un ir tas, kur kaulu šūnas izdala augšanas faktorus, tādējādi uzsākot kaulu veidošanās posmus. Pirmais solis ir olbaltumvielu nogulsnēšanās no plazmas uz virsmas oksīda slāni. Tam seko fibrīna matricas veidošanās-struktūra, kas darbojas kā sastatnes osteoblastiem (kaulu veidojošās šūnas). Šādā veidā atbalstīti osteoblasti novieto kaulu, kas izplešas, lai aizpildītu interfeisa zonu, ļaujot tai augt pret implanta virsmu, tādējādi ļaujot implantam oseointegrate. Svarīgs pareizas osseointegrācijas aspekts ir tas, ka atšķirībā no šķiedru kapsulas gadījumā implants ir stingri fiksēts, kas zobārstniecībā nodrošina drošu atjaunošanas ierīces enkuru.
Oksīda slānim uz virsmas ir liela nozīme osseointegrācijas panākumos. Biezāks un rupjāks oksīda slānis veicina uzticamu un ātru osseointegrāciju, vismaz īsā laikā. Arī oksīda slānim ir pasivēšana, tādējādi kavējot koroziju un samazinot titāna jonu izdalīšanos.
;
Titāna sakausējuma ti -6 al -4 v
Plaši izmantotajam sakausējumam ti -6 al -4 V ir lieliskas īpašības izmantošanai kā zobu implantiem. Tomēr in vitro pētījumu rezultāti parasti atrod ti -6 al -4 V, lai būtu labāks. Abi sakausējumi var osseointegrate un ir ļoti bioloģiski saderīgi ar kaulu un perorālo audiem. Viņiem ir minimāla korozija, un tiem ir maz sistemātiskas ietekmes nelielam skaitam pacientu. No biomehāniskā viedokļa tie ir piemēroti mērķim, un pēc daudzu gadu lietošanas tiem ir augsts klīniskās izdzīvošanas līmenis.
Titāna sakausējums ti -6 al -4 v-eli
Ti -6 al -4 V-ELI ir pierādīts, ka tas ir nekytotoksisks, salīdzinot ar tīru titānu. Ir pierādīts, ka arī citi leģējošie elementi ir pieņemami, un nav konstatēts, ka tie ievērojami palielina citotoksicitāti.
Titāna sakausējums ti -6 al -7 nb
Ti -6 al -7 nb, ir labas mehāniskās īpašības. To cietība, ražas stiprums un stiepes izturība parasti pārsniedz CPTI. Cilvēka fibroblasti Ti-NB sakausējumos aug lēnāk un mazākā mērā.
Ti -6 al -7 NB ir titāna-niobium daudznozaru sakausējums, kas plaši pētīts kaulu kontaktu lietojumprogrammām. Jo īpaši to arvien vairāk izmanto zobu implantu ražošanā. Tas ir alfa-beta sakausējums, kas sākotnēji tika izstrādāts ortopēdijai un kurai ir augstākas mehāniskās īpašības, salīdzinot ar CPTI. Tas ir arī izturīgs pret koroziju, un, ja notiek korozija, tā bioloģiskās īpašības ir pieņemamas, galvenokārt vanādija neesamības dēļ.
Ti -6 al -7 NB ir līdzīgs CPTI, ar cilvēka smaganu fibroblastiem, kas pielīp, izplatās un izplatās līdzīgi grādos abos sakausējumos. Ir pierādīts, ka īslaicīga ti -6 al -7 NB implantācija izraisa īslaicīgu iekaisuma reakciju, kas līdzīga CPTI, bet kam seko ļoti apmierinoši bioloģiski rezultāti. Augsta izturība pret koroziju un laba stabilitāte. Kad ti -6 al -7 nb tiek sagatavots kā liešana, arī mehāniskā izturība un nodiluma pretestība ir laba, apstiprinot šī sakausējuma izredzes lietošanai kā protēzei.
