آلیاژهای تیتانیوم توسعه کاشت دندان

توصیف کلی

تیتانیوم خالص تجاری (CPTI) و تیتانیوم -6 al {1}} V ، هر دو آلیاژ زیست سازگار هستند و در هنگام تماس با بافت استخوان و لثه می توانند تحت فشار قرار بگیرند و مواد بسیار رضایت بخش در دندانپزشکی هستند.

ترکیب و خواص آلیاژهای تیتانیوم که به عنوان ایمپلنت استفاده می شوند

تیتانیوم درجه 5 به طور گسترده ای در ارتوپدی استفاده می شود. این به دلیل قدرت برتر و مدول Low Young است. با این حال ، همچنین می تواند در دندانپزشکی مورد استفاده قرار گیرد و نشان داده شده است که استفاده از این آلیاژ از نظر بیولوژیکی قابل قبول است. با این حال ، این آلیاژ آلومینیوم و وانادیوم را آزاد می کند ، که هر دو می توانند باعث ایجاد مشکلات بیولوژیکی شوند. آلومینیوم با کانی سازی استخوان تداخل دارد و منجر به نقص ساختاری می شود ، در حالی که وانادیوم سمیت سلولی است و می تواند باعث واکنش های نوع IV (آلرژیک) شود. برای داشتن این عوارض جانبی ، هر دو ماده باید در غلظت های معقول در بافت وجود داشته باشند و غلظت های آزاد شده از این آلیاژ بسیار پایین تر از موارد مورد نیاز برای تولید اثرات سمی است. این نسخه نیز زیر متوسط ​​جذب تغذیه ای این یونها است. مطالعات نشان داده است که ادغام رضایت بخش استخوان با این آلیاژ ، به ویژه پس از درمان برای تقویت لایه اکسید سطح.

طراحی ایمپلنت های مدرن به طور معمول شامل نخ است که یک مؤلفه آلیاژ فلزی را درون استخوان فک پایین یا فک بالا نگه می دارد. قسمت فلزی صاف از بافت نرم لثه ها عبور می کند و از یک دندان مصنوعی پشتیبانی می کند که معمولاً از یک ماده سرامیکی ساخته می شود. تا حدودی به دلیل این طرح ، هنگام انتخاب بیماران برای دریافت کاشت باید مراقب باشید.

تیتانیوم یک فلز انتقال است که قادر به ایجاد راه حل های جامد با عناصر اندازه اتمی مشابه است. در حالت جامد زیر 882.5 درجه ، تیتانیوم دارای یک هندسه نزدیک بسته شش ضلعی است که به ساختار آلفای معروف است. بالاتر از این دما ، تیتانیوم جامد به یک هندسه مکعب بدن محور معروف به ساختار بتا تبدیل می شود تا زمانی که با درجه 1688 ذوب شود. در آلیاژها ، تیتانیوم به اشکال مختلفی رخ می دهد و می تواند آلفا خالص یا بتا خالص یا ترکیبی از هر دو باشد. عناصر آلیاژ تیتانیوم یا تثبیت کننده آلفا مانند آلومینیوم یا تثبیت کننده بتا مانند وانادیوم ، آهن ، نیکل و کبالت هستند. اکسیژن یک تثبیت کننده آلفا است. همچنین برخی از عناصر فلزی مانند زیرکونیوم وجود دارد که هیچ تاثیری در پایداری هر مرحله ندارند.

هنگام تهیه ایمپلنت ، آلیاژهای تیتانیوم که کاملاً یا عمدتاً آلفا هستند به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی آنها ترجیح داده می شوند. شرایط پردازش به نفع ریزساختار آلفا انتخاب می شود ، که این امر همچنین بر خصوصیات مکانیکی (استحکام ، انعطاف پذیری ، مقاومت در برابر خستگی و چقرمگی شکستگی) تأثیر می گذارد.

شیمی

دو آلیاژ اصلی که برای ساخت دستگاه های قابل کاشت ، تیتانیوم خالص تجاری (CPTI) و تیتانیوم -6} A {1}} V ، دارای سطحی هستند که در درجه اول از اکسید TiO2 تشکیل شده اند. لایه اکسید نانومتر {3}} ضخیم است و علاوه بر اکسیدها حاوی گروه های هیدروکسیل است. ترکیب دقیق سطح در ترویج چسبندگی استئوبلاست مهم است و لایه اکسید تمایل به خاصیت بیولوژیکی مطلوب دارد.

ایمپلنت های تیتانیوم اغلب پس از تولید اولیه اصلاح می شوند تا از اکسیداسیون یکنواخت و از بین بردن هرگونه آلودگی استفاده کنند. سطح اصلاح شده دارای خواص بیولوژیکی بهتری است و باعث افزایش چسبندگی سلول و فرایندهای تکثیر می شود که هر دو به ادغام استخوان کمک می کنند.

سطح آلیاژ Ti -6 A 1-4 V حاوی آلومینیوم و وانادیوم است. پایان سطح و زبری نیز از ویژگی های مهم ایمپلنت تیتانیوم هستند زیرا بر کیفیت تعامل با استخوان تأثیر می گذارد.

رفتار خوردگی یکی از مهمترین عوامل مؤثر بر زیست سازگاری کاشت فلزی است. این امر به این دلیل است که یونهای فلزی آزاد شده توسط خوردگی می توانند عوارض جانبی مختلفی ایجاد کنند. اینها می توانند بر بافت اطراف کاشت ، بلکه کل بدن ، که در آن ممکن است واکنش های آلرژیک رخ دهد ، تأثیر بگذارد.

منطقه رابط بین ایمپلنت تیتانیوم و استخوان زنده برای توسعه osseointegration بسیار مهم است. این منطقه بسیار نازک است ({{0} نانومتر) و جایی است که سلولهای استخوانی فاکتورهای رشد را آزاد می کنند ، بنابراین مراحل تشکیل استخوان را آغاز می کنند. مرحله اول رسوب پروتئین ها از پلاسما بر روی لایه اکسید سطح است. این به دنبال تشکیل یک ماتریس فیبرین ، ساختاری است که به عنوان داربست برای استئوبلاست (سلولهای تشکیل دهنده استخوان) عمل می کند. از این طریق پشتیبانی می شود ، استئوبلاستها استخوان را دراز می کنند ، که برای پر کردن ناحیه رابط گسترش می یابد و به آن اجازه می دهد تا در برابر سطح کاشت رشد کند ، بنابراین به کاشت اجازه می دهد تا به اوزئیندگرات بپردازد. جنبه مهم Osseointegration مناسب این است که ، برخلاف در مورد کپسول فیبر ، کاشت کاملاً ثابت است که در دندانپزشکی یک لنگر ایمن برای دستگاه ترمیمی فراهم می کند.

لایه اکسید روی سطح نقش مهمی در موفقیت Osseointegration دارد. یک لایه اکسید ضخیم تر و سخت تر ، حداقل در کوتاه مدت ، ترویج و سریع تر و سریع را ترویج می کند. لایه اکسید همچنین اثر غیرفعال کردن فلز را دارد و از این طریق باعث مهار خوردگی و به حداقل رساندن انتشار یون های تیتانیوم می شود.

;

آلیاژ تیتانیوم ti -6 al -4 v

آلیاژ مورد استفاده Ti -6 al -4 V دارای خواص عالی برای استفاده به عنوان کاشت دندان است. با این حال ، نتایج مطالعه آزمایشگاهی به طور کلی Ti {2}} al {3}} V را برتر می کند. هر دو آلیاژ می توانند از هم جدا شوند و با بافتهای استخوان و دهان بسیار سازگار هستند. آنها حداقل خوردگی را نشان می دهند و در تعداد کمی از بیماران اثرات سیستمیک کمی دارند. از دیدگاه بیومکانیکی ، آنها برای هدف مناسب هستند و پس از سالها استفاده ، میزان بقای بالینی بالایی دارند.

آلیاژ تیتانیوم ti -6 al -4 V-eli

Ti -6 al {1}} V-eli نشان داده شده است که در مقایسه با تیتانیوم خالص غیر سیتوتوکسیک است. سایر عناصر آلیاژ نیز نشان داده شده است که قابل قبول است و مشخص نشده است که سمیت سلولی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

آلیاژ تیتانیوم ti -6 al -7 nb

ti -6 al {1}} nb ، خصوصیات مکانیکی خوبی دارد. سختی ، قدرت و قدرت کششی آنها به طور کلی از CPTI فراتر می رود. فیبروبلاست های انسانی در آلیاژهای Ti-NB آهسته تر و به میزان کمتری رشد می کنند.

Ti -6 al {1}} nb یک آلیاژ تیتانیوم-نیوبیوم چندگانه است که به طور گسترده برای برنامه های تماس با استخوان مورد مطالعه قرار گرفته است. به طور خاص ، از آن به طور فزاینده ای در ساخت کاشت دندان استفاده می شود. این یک آلیاژ آلفا بتا است که در ابتدا برای ارتوپدی تهیه شده و در مقایسه با CPTI دارای خواص مکانیکی برتر است. همچنین مقاوم در برابر خوردگی است و هنگامی که خوردگی رخ می دهد ، خصوصیات بیولوژیکی آن قابل قبول است ، در درجه اول به دلیل عدم وجود وانادیوم.

Ti -6 al {1}} nb شبیه به CPTI است ، با فیبروبلاستهای لثه انسانی که در هر دو آلیاژ در درجه های مشابه چسبیده و گسترش می یابد. کاشت کوتاه مدت Ti -6 al {{4} nb نشان داده شده است که یک پاسخ التهابی گذرا مشابه CPTI را القا می کند ، اما به دنبال آن نتایج بیولوژیکی بسیار رضایت بخش است. مقاومت در برابر خوردگی بالا و ثبات خوب. هنگامی که Ti {5}} al {{6} nb به عنوان ریخته گری آماده می شود ، قدرت مکانیکی و مقاومت در برابر سایش نیز خوب است ، و تأیید چشم انداز این آلیاژ برای استفاده به عنوان پروتز.