Yleinen kuvaus
Kaupallisesti puhdas titaani (cpti) ja titaani -6 al -4 v, molemmat seokset ovat biologisesti yhteensopivia ja voivat läpäistä osseointegraatiota kosketuksessa luun ja ikenen kudoksen kanssa ja ovat erittäin tyydyttäviä materiaaleja hammaslääketieteessä.
Implantteina käytettyjen titaaniseosten koostumus ja ominaisuudet
Luokan 5 titaania käytetään laajasti ortopediassa. Tämä johtuu sen ylivoimaisesta vahvuudesta ja Low Youngin moduulista. Sitä voidaan kuitenkin käyttää myös hammaslääketieteessä, ja tämän seoksen käytön on osoitettu olevan biologisesti hyväksyttävää. Tämä seos vapauttaa kuitenkin alumiinia ja vanadiinia, jotka molemmat voivat aiheuttaa biologisia ongelmia. Alumiini häiritsee luun mineralisaatiota, mikä johtaa rakenteellisiin vikoihin, kun taas vanadimi on sytotoksinen ja voi aiheuttaa tyypin IV (allergisia) reaktioita. Näiden haittavaikutusten saamiseksi molemmilla aineilla on oltava läsnä kohtuullisissa pitoisuuksissa kudoksessa, ja tästä seoksesta vapautuvat pitoisuudet ovat kaukana siitä, että niitä vaaditaan myrkyllisten vaikutusten tuottamiseksi. Vapautus on myös näiden ionien keskimääräisen ravitsemuksellisen imeytymisen alapuolella. Tutkimukset ovat osoittaneet tyydyttävän luun integroinnin tähän seokseen, etenkin hoidon jälkeen pintaoksidikerroksen vahvistamiseksi.
Nykyaikaisten implanttien suunnittelu sisältää tyypillisesti langan, joka pitää metalliseoskomponentin alakalvon tai yläosan luuhun. Sileä metalliosa kulkee ikenien pehmytkudoksen läpi ja tukee keinotekoista hammasta, joka yleensä on valmistettu keraamisesta materiaalista. Osittain tämän suunnittelun vuoksi on huolehdittava, kun potilaisiin valitaan implantteja.
Titanium on siirtymämetalli, joka kykenee muodostamaan kiinteitä liuoksia, joiden elementit ovat samanlaiset atomikoko. Ylimmän 882,5 asteen kiinteässä tilassa titaani on kuusikulmainen läheinen pakattu geometria, joka tunnetaan nimellä alfa-rakenne. Tämän lämpötilan yläpuolella kiinteä titaani muuttuu kehonkeskeiseksi kuutiometriä geometriaksi, joka tunnetaan nimellä beeta-rakenne, kunnes se sulaa 1688 asteessa. Seoksissa titaania esiintyy monissa muodoissa ja voi olla puhdasta alfa- tai puhdasta beeta- tai molempien yhdistelmää. Titaanin seostuselementit ovat joko alfa -stabilointiaineita, kuten alumiinia tai beeta -stabilointiaineita, kuten vanadiinia, rautaa, nikkeliä ja kobolttia. Happi on alfa -stabilointiaine. On myös joitain metallisia elementtejä, kuten zirkonium, joilla ei ole vaikutusta kummankaan vaiheen stabiilisuuteen.
Kun tehdyt implantteja, titaaniseokset, jotka ovat täysin tai pääosin alfa, ovat edullisia niiden erinomaisen korroosionkestävyyden vuoksi. Käsittelyolosuhteet valitaan suosimaan alfa -mikrorakennetta, mikä vaikuttaa myös mekaanisiin ominaisuuksiin (lujuus, sitkeys, väsymiskestävyys ja murtolujuus).
Pintakemia
Kahdessa päälejeeringissä, joita käytettiin implantoitavien laitteiden, kaupallisesti puhtaan titaanin (cpti) ja titaanin -6 a 1-4 v, valmistukseen pintoja, jotka koostuvat pääasiassa oksidi -TiO2: sta. Oksidikerros on 4-6 nanometrit paksu ja sisältää hydroksyyliryhmiä oksidien lisäksi. Pinnan tarkka koostumus on tärkeä osteoblastien tarttuvuuden edistämisessä, ja oksidikerroksella on yleensä suotuisat biologiset ominaisuudet.
Titani -implantit modifioidaan usein alkuperäisen valmistuksen jälkeen tasaisen hapettumisen varmistamiseksi ja saastumisen poistamiseksi. Modifioidulla pinnalla on parempia biologisia ominaisuuksia, edistäen solujen tarttumista ja lisääntymisprosesseja, jotka molemmat auttavat luun integroinnissa.
Seoksen pinta ti -6 a 1-4 V sisältää alumiinia ja vanadiinia. Pintapinta ja karheus ovat myös tärkeitä titaaniimplanttien ominaisuuksia, koska ne vaikuttavat vuorovaikutuksen laatuun luun kanssa.
Korroosiokäyttäytyminen on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka vaikuttavat metalliimplanttien biologiseen yhteensopivuuteen. Tämä johtuu siitä, että korroosion vapauttamat metalli -ionit voivat aiheuttaa erilaisia haitallisia vaikutuksia. Ne voivat vaikuttaa implantin ympäröivään kudokseen, mutta myös koko kehoon, jossa voi esiintyä allergisia reaktioita.
Titaniumimplantin ja elävän luun välinen rajapintavyöhyke on kriittinen osseointegraation kehittymiselle. Tämä vyöhyke on erittäin ohut (20-50 nanometrit) ja siellä luusolut vapauttavat kasvutekijät, aloittaen siten luun muodostumisen vaiheet. Ensimmäinen vaihe on proteiinien laskeutuminen plasmasta pintaoksidikerrokseen. Tätä seuraa fibriinimatriisin muodostuminen, rakenne, joka toimii telineenä osteoblastille (luuta muodostavia soluja). Tällä tavalla tuettuna osteoblastit makasivat luun, joka laajenee rajapintavyöhykkeen täyttämiseen, jolloin se voi kasvaa implantin pintaa vasten, jolloin implantti voi osseointegraatin. Tärkeä osa asianmukaista osseointegraatiota on, että toisin kuin kuitumapselin tapauksessa, implantti on tiukasti kiinteä, mikä hammaslääketieteessä tarjoaa turvallisen ankkurin palauttavalle laitteelle.
Pinnan oksidikerroksella on tärkeä rooli osseointegraation onnistumisessa. Paksempi ja karkeampi oksidikerros edistää luotettavaa ja nopeaa osseointegraatiota, ainakin lyhyellä aikavälillä. Oksidikerroksella on myös metalli passivoida, estäen siten korroosiota ja minimoimalla titaani -ionien vapautumista.
;
Titanium seos ti -6 al -4 v
Laajasti käytetyllä seoksella Ti -6 al -4 V: llä on erinomaiset ominaisuudet käytettäväksi hammasimplantteina. In vitro -tutkimuksen tulokset kuitenkin yleensä löytyvät Ti -6 al -4 V ollakseen ylivoimainen. Molemmat seokset voivat osseointegroitua ja ovat erittäin biologisesti yhteensopivia luun ja suun kudoksen kanssa. Niillä on minimaalinen korroosio ja niillä on vähän systeemisiä vaikutuksia pienellä määrällä potilaita. Biomekaanisesta näkökulmasta ne sopivat tarkoitukseen ja niillä on korkea kliininen eloonjäämisaste monien vuosien käytön jälkeen.
Titanium seos Ti -6 al -4 v-Eli
Ti -6 al -4 v-Eli on osoitettu olevan ei-sytotoksinen verrattuna puhtaan titaaniin. Muiden seostuselementtien on myös osoitettu olevan hyväksyttävää, eikä niiden ole havaittu lisäävän merkittävästi sytotoksisuutta.
Titaaniseos ti -6 al -7 nb
Ti -6 al -7 nb, on hyvät mekaaniset ominaisuudet. Niiden kovuus, satolujuus ja vetolujuus ylittävät yleensä CPTI: n. Ihmisen fibroblastit TI-NB-seoksissa kasvaa hitaammin ja pienemmässä määrin.
Ti -6 al -7 Nb on titaani-niobium monilääke, jota on tutkittu laajasti luusovelluksissa. Erityisesti sitä käytetään yhä enemmän hammasimplanttien valmistuksessa. Se on alfa-beeta-seos, joka on alun perin kehitetty ortopedialle ja jolla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet verrattuna CPTI: hen. Se on myös korroosionkestävä ja kun korroosio tapahtuu, sen biologiset ominaisuudet ovat hyväksyttäviä, pääasiassa vanadien puuttumisen vuoksi.
Ti -6 al -7 Nb on samanlainen kuin CPTI, kun ihmisen ikenen fibroblastit kiinnittyvät, leviävät ja leviävät samanlaisiksi asteiksi molemmissa seoksissa. Ti -6 Al -7 Nb: n lyhytaikaisen implantoinnin on osoitettu indusoivan ohimenevää tulehduksellista vastetta, joka on samanlainen kuin CPTI, mutta sen jälkeen erittäin tyydyttävät biologiset tulokset. Korkea korroosiokestävyys ja hyvä vakaus. Kun ti -6 al -7 NB valmistetaan valana, mekaaninen lujuus ja kulumisvastus ovat myös hyviä, mikä vahvistaa tämän seoksen näkymät käytettäväksi hammasproteesina.
