Титаниев имплант. Цилиндрични, конични и пластинчати импланти

Александър Модестов зъботехник - магистър, демонстратор на Dentaurum и Esprident, Германия

В момента титанът е заел достойното си място сред съвременните материали.

Този материал има интересна история, донесла много открития, които дължи на настоящия си успех, постигнат за много кратко време. Днес титанът се използва успешно в автомобилната и самолетната индустрия, в космическите кораби и корабостроенето, навсякъде, където е необходима ефективна защита от корозия и, разбира се, в медицината.

С нарастването на алергичните реакции към различни метали и метални сплави, използвани в медицината и стоматологията, титанът се разглежда като решаваща алтернатива.

Благодарение на забележителната биосъвместимост и невероятната стабилност на титана, този метал привлече вниманието на ортопедите. Днес от титан се правят тазобедрени и коленни протези, различни игли и винтове. Също така калъфи за сърдечни стимулатори и слухови апаратисъщо титан.

Високата биосъвместимост се дължи на способността на титана да образува защитен оксиден слой върху повърхността си за части от секундата. Поради което не корозира и не отделя свободни метални йони, които могат да причинят патологични процеси около импланта или протезата. Днес титанът ни дава възможност да използваме само един метал в устната кухина. Ние можем да направим почти всеки дизайн. Няма електрохимични реакции между различните части на протезите и тъканите около протезата остават свободни от метални йони.

Инлеи и онлеи, масивни и фасетирани корони и мостове, бюгельни протези и масивни основи за цели подвижни протези, комбинирани протези и протезиране върху импланти (включително самите импланти) – това е наборът от приложения на титан, за които дори и най-големите оптимисти не са мечтали .

Влиянието на титана върху съвременната дентална медицина е толкова всеобхватно, че дори скептични колеги с право отдават дължимото на неговите характеристики, следейки внимателно развитието му, особено в съвременната имплантология. Ето защо днес посвещаваме тази статия на въпросите за отливката на титан и обработката му в зъботехническа лаборатория.

Ориз. 1

Ориз. 2

Ориз. 3

Ориз. 4

Ориз. 5

Ориз. 6

Ориз. 7

Ориз. 8

Ориз. 9

Ориз. 10

Ориз. единадесет

В медицината първите експерименти с използването на титан започват през 40-те години с имплантиране на титанови цилиндри в меките тъкани на животни, което протича без реакция от страна на тялото.

В стоматологията употребата на титан започва с използването на този метал в неговата изследователска работа от професор Бренемарк през 1956 г.

Докато титанът се налагаше в денталната имплантология, паралелно нарастваше желанието този метал да се използва и в индивидуалните протези.

Първите експерименти с отливане на титан в областта на денталната медицина са направени от д-р Waterstraat през 1977 г.

Термичната трансформация на формата на титан за дентални цели е възможна от 1981 г. с помощта на леярска машина за леене на титан на японската компания Ohara.

Методите за студена обработка на титан - като фрезоване - производството на импланти или фрезоване на рамки за корони или мостове с помощта на така наречените CAD / CAM технологии, не водят до особени трудности. Проблеми има при така нареченото горещо дооформяне на метала, т.е. в кастинг. Интересуваме се от този процес, на първо място, поради неговата не много висока цена, във връзка с все още развиващите се CAD / CAM технологии, и второ, като единствения метод за производство на рамки за протези с ключалка днес.

Отливка от титан

Както отбелязахме високата реактивност на титана, изисква се висока точка на топене, ниска плътност изисква специална машина за леене и материал за облицовка. В момента на пазара има три системи, които се считат за най-добрите за леене на титан. Това са системата Rematitan на Dentaurum (Германия), системата Biotan на Schutzdental (Германия) и системата на японската компания Morita. Днес ще се запознаем подробно със системата за отливане Rematitan. Първо, защото според нас това е най-добрата система, която ви позволява да постигнете много високо и стабилно качество на леене, и второ, ние вече имаме 4,5 години опит.

Какво се има предвид под система за леене на титан?

На първо място, това е леярната Rematitan-Autocast или Autocast-Universal.

Машините за автоматично леене се основават на принципа на топене на титан в защитна атмосфера от аргон върху меден тигел посредством волтова дъга, точно както титановата гъба се легира в индустрията за получаване на чист титан. Изливането на метал в кюветата става с помощта на вакуум в камерата за леене и повишено налягане на аргон в камерата за топене - по време на преобръщане на тигела.

Външният вид и принципът на работа на инсталацията е показан на фиг. 1 и 2.

В началото на процеса двете камери за топене (отгоре) и камерите за леене (отдолу) се промиват с аргон, след това смес от въздух и аргон се евакуира от двете камери, след което камерата за топене се запълва с аргон и в леярната се образува вакуум. Волтовата дъга се включва и процесът на топене на титан започва. След изтичане на определено време тигелът за топене се преобръща рязко и металът се засмуква във формата във вакуум, собственото му тегло и нарастващото налягане на аргона в този момент също допринасят за неговото задвижване. Този принцип прави възможно получаването на добри, плътни отливки от чист титан.

Следващият компонент на леярската система е облицовъчният материал.

Тъй като реактивността на титана в разтопено състояние е много висока, това изисква специални материали за облицовка, които са направени на базата на алуминиеви и магнезиеви оксиди, които от своя страна позволяват да се намали до минимум реакционния слой на титана. Dentaurum предлага няколко такива маси, например Rematitan Plus - инвестиционна маса за отливане на бюгельни протези, Rematitan Ultra и Trinell инвестиционни маси за отливане на корони и мостове (фиг. 3, 4). Trinell например е ново поколение инвестиционни материали за титан. Първата в света високоскоростна инвестиция за титан, която спестява много време и дава много чиста метална повърхност, практически без реактивен слой.

Титан - леярски метал

Tritan 1 и Rematitan M. Мин.99,5% химическа чистота. Tritan 1 е титан клас 1, подходящ за всички видове работа, много ниско съдържание на кислород в метала. Rematitan M - по отношение на якостта принадлежи към титан клас 4, значително повишена якост на опън и еластичност, правят възможно приложениев протези със закопчалка и за мостове с голяма дължина.

Какво трябва да знаете, когато работите с титан?

Характеристики на симулация

Рамката, изработена за керамична фасета, трябва да е с умалена анатомична форма на зъба. Вътрешната опора на керамиката от рамката е много важна, освен това за благоприятен топлообмен между керамиката и метала по време на изпичане е необходимо наличието или на охлаждащи ребра (фиг. 5), или на гирлянд. При мостове с голяма дължина е необходимо и наличието на гирлянд за укрепване на рамката. Дебелината на капачките трябва да бъде най-малко 0,4–0,5 mm. Рамките на бюгельните протези също са моделирани малко по-дебели в сравнение с рамките от хром-кобалтови сплави.

закрепване

Правилното закрепване (монтиране на леяци и създаване на система за стробиране), както и правилното местоположение в канавката, играе огромна роля и се извършва стриктно съгласно правилата, предложени от производителя на леярски инсталации. Dentaurum предлага следните изисквания за леярската система Rematitan. За корони и мостове, използването само на специален леярски конус, който позволява оптимално насочване на метала към отлятия обект. Височината на входящия леяк канал от конуса до захранващата греда е 10 mm с диаметър 4–5 mm. Диаметърът на захранващия лъч е 4 мм.

Подводни леечни канали към отлятия обект с диаметър 3 mm и височина не повече от 3 mm. Много важно: подводните канали не трябва да са разположени срещу канала на входния затвор (фиг. 6 и 7), в противен случай вероятността от газови пори е много голяма. Всички фуги трябва да са много гладки, без остри ъгли и т.н. за минимизиране на турбуленцията, която възниква по време на изливането на метала, което води до образуването на газови пори. Системата на лея за кламмерни протези и особено за ляти основи за цялостни зъбни протези също е различна от системите за леяк, които използваме за отливане на бюгельни протези от хром-кобалтови сплави.

Във всичките три леярски инсталации, споменати по-горе, двукамерният принцип, титанът се топи в камера за топене в аргонова среда, върху меден тигел с помощта на волтова дъга, и се задвижва в матрица с помощта на вакуум или налягане на аргон. Отличителни са методът на забиване на метала и системата за закрепване, които влияят върху броя на грешките при леене.

алфа слой

Чрез реакцията и дифузията на газообразни и твърди елементи (кислород, въглерод, силиций и др.) от атмосферата на камерата за топене и инвестиционната маса се образува реакционна зона и по-твърда титанова повърхност. Тази промяна в твърдостта зависи от веществата, от които е направен облицовъчният материал и произтичащите реакции с течен титан.

Повърхностният слой или алфа-слоят е толкова крехък и замърсен, че по време на предварителната обработка на титан, особено за керамично облицоване, той трябва да бъде напълно отстранен.

Промяна в кристалната структура

За дентални приложения преходът на титан при температура 882,5 ° C от едно кристално състояние в друго е от голямо значение. Титанът преминава при тази температура от алфа титан с шестоъгълна кристална решетка до титан Wetta с кубична. Това, което включва не само промяна във физическите му параметри, но и увеличение от 17% на неговия обем.

Поради тази причина е необходимо и използването на специална керамика, чиято температура на изпичане трябва да бъде под 880 °C.

пасивен слой

Титанът има много силно желание при стайна температура с атмосферен кислород незабавно да образува тънък защитен слой от оксид, който го предпазва в бъдеще от корозия и причинява добра поносимост на титана от тялото.

Пасивният слой има способността да се регенерира.

Този слой, на различни етапи от работата с титан, трябва да бъде гарантиран.

След пясъкоструене, преди почистване на рамката с пара, е необходимо рамката да остане поне 5 минути. бъдете пасивирани. Новополираната протеза трябва да се пасивира поне 10-15 минути, в противен случай няма гаранция за добър блясък на готовата изработка.

Изисквания за обработка според материала

Физичните свойства, фазите на окисление и промените в кристалната решетка трябва да се вземат предвид при обработката на титан.

Правилната обработка може да се извърши успешно само със специални фрези за титан със специален напречен разрез (фиг. 10). Намаленият ъгъл на работната повърхност на който позволява оптимално отстраняване на доста мек метал, като в същото време доброто охлаждане на инструмента. Обработката на титан трябва да се извършва без силен натисккъм инструмента.

При грешен инструмент или силен натиск е възможно локално прегряване на метала, придружено от силно образуване на оксид и промяна в кристалната решетка. Визуално върху обработвания обект има промяна в цвета и повърхността леко загрубява. На тези места няма да има необходимата адхезия към керамиката (възможност за пукнатини и чипове), ако това не са фурнировани зони, тогава по-нататъшната обработка и полиране също няма да отговарят на изискванията.

Титановите ножове трябва да се съхраняват отделно от другите инструменти. Те трябва редовно да се почистват с пароструйка и четки от фибростъкло, за да се отстранят всички остатъци от титан.

Използването на различни карборундови дискове и камъни или диамантени глави при обработката на титан силно замърсява повърхността на титана, което впоследствие води и до пукнатини и стружки в керамиката. Следователно използването на горните инструменти е подходящо само за обработка, например, на рамки за протези с ключалка, а използването на диамантени глави трябва да бъде напълно изключено. Шлайфането и допълнителното полиране на откритите участъци от титан е възможно само с помощта на абразивни гуми и полиращи пасти, адаптирани за титан. Много компании, участващи в производството на ротационни инструменти, в момента произвеждат достатъчна гама фрези и шлифовъчни гуми за титан.

Например в моя дневна работаИзползвам инструменти за обработка Dentaurum (фиг. 11).

Подходящи параметри за обработка на титан:

– Ниска скорост на въртене на накрайника – макс. 15 000 оборота в минута

– Ниско налягане на инструмента

– Периодична обработка.

– Обработка на рамката само в една посока.

– Избягвайте остри ъгли и метални припокривания.

– При шлайфане и полиране използвайте само подходящи абразивни гуми и полиращи пасти.

– Периодично почистване на фрези с пароструйка и четка от фибростъкло.

Пясъкоструене на титан

Пясъкоструенето преди нанасяне на свързващия слой за керамично покритие, както и за облицовка с композитни материали трябва да отговаря на следните изисквания:

– Чист, само еднократен алуминиев оксид.

– Максимален размер на пясъчните зърна 150 µm, оптимален 110–125 µm.

– Максимален натиск от молива 2 бара.

– Посока на пясъчния поток под прав ъгъл спрямо повърхността.

След обработка е необходимо да оставите обработвания обект за 5-10 минути. пасивиран и след това почистете повърхността с пара.

Изпичането на оксид или подобни процедури при работа с титан са напълно изключени. Използването на киселини или ецване също е напълно изключено.

Във втората част на нашата статия, която ще бъде публикувана в един от следващите броеве, ще разгледаме аспектите на титана - керамични фасети, фасети с композитни материали, възможността за производство на кламмерни и комбинирани кламмерни протези от титан.

Важна информация:

Титанът не е сплав - той е чист химичен елемент, метал;

· Поредно число в периодична система 22;

Титанът има способността да остане инертен за дълго време, докато е в тялото;

· В зъбните протези се използва чист титан в четири степени (от Т1 до Т4);

Твърдост, в зависимост от градацията, от 140 до 250 единици,

KTR 9,6 x 10 (-6) K (-1);

Керамичните облицовки изискват специална керамика;

· Точка на топене 1 668 °С, висока реактивност;

Използване на специални леярски машини и облицовъчни материали;

Плътност 4,51 g / cm 3;

Приблизително четири пъти по-ниска плътност и следователно тегло, в сравнение със златото, осигурява на пациентите по-голям комфорт при използване на протези;

Кобалтово-хромови сплави

Co-Cr сплавите са използвани за първи път в денталната практика през 30-те години на миналия век и оттогава те успешно заменят съдържащите злато сплави тип IV в производството на рамки за частични протези, главно поради относително ниската им цена, което е важен фактор за производството на такива големи отливки.

Съединение

Сплавта съдържа кобалт (55 - 65%) и хром (до 30%). Други основни легиращи елементи са молибден (4 - 5%) и по-рядко титан (5%) (Таблица 3.3.6). Кобалтът и хромът образуват твърд разтвор със съдържание на хром до 30%, което е границата на разтворимост на хром в кобалт; излишъкът от хром образува втора крехка фаза.

Като цяло, колкото по-високо е съдържанието на хром, толкова по-устойчива на корозия е сплавта. Поради това производителите се опитват да увеличат максимално количеството хром, предотвратявайки образуването на втора крехка фаза. Молибденът се въвежда, за да образува финозърнеста структура на материала чрез създаване Повече ▼центрове на кристализация по време на процеса на втвърдяване. Това има допълнителното предимство, че молибденът, заедно с желязото, осигурява значително укрепване на твърдия разтвор. Зърната обаче са доста големи, въпреки че техните граници са много трудни за определяне поради грубата дендритна структура на сплавта.

Въглеродът, който присъства само в малки количества, е изключително важен компонент на сплавта, тъй като леки промени в неговото количествено съдържание могат значително да променят якостта, твърдостта и пластичността на сплавта. Въглеродът може да се комбинира с всеки друг легиращ елемент, за да образува карбиди. Тънкият слой карбиди в структурата може значително да увеличи якостта и твърдостта на сплавта. Твърде много карбид обаче може да доведе до прекомерна крехкост на сплавта. Това представлява проблем за зъботехника, който трябва да се увери, че сплавта не абсорбира прекомерен въглерод по време на топене и леене. Разпределението на карбидите също зависи от температурата на леене и степента на охлаждане, тъй като монокристалите на карбидите по границите на зърното са по-добри от техния непрекъснат слой около зърното.

Имоти

За зъботехника тези сплави са по-трудни за работа от златосъдържащите сплави, тъй като трябва да се нагреят до много високи температури, преди да бъдат отлети. Температурата на леене на тези сплави е в диапазона 1500-1550°C, а свързаното свиване при леене е приблизително 2%.

Този проблем беше до голяма степен решен с появата на оборудване за индукционно леене и огнеупорни формовъчни материали на фосфатна основа.

Точността на отливането страда при такива високи температури, което значително ограничава използването на тези сплави, главно за производството на частични протези.

Тези сплави са трудни за полиране с конвенционални механични средства поради тяхната висока твърдост. За вътрешните повърхности на протези, които са в непосредствена близост до тъканите на устната кухина, се използва методът на електролитно полиране, за да не се намали качеството на прилягане на протезата, но външните повърхности трябва да се полират механично. Предимството на този метод е, че чисто полираната повърхност издържа по-дълго, което е значително предимство за подвижните протези.

Липсата на пластичност, изострена от въглеродни включвания, е особен проблем и по-специално защото тези сплави са склонни към образуване на пори по време на леене. Когато се комбинират, тези недостатъци могат да доведат до счупване на закопчалките. подвижни протези.

Въпреки това, има няколко свойства на тези сплави, които ги правят почти идеални за рамки за частични протези. Модулът на еластичност на Co-Cr сплавта обикновено е 250 GPa, докато за сплавите, обсъдени по-рано, тази цифра е в диапазона 70-100 GPa. Такъв висок модул на еластичност има предимството, че протезата и особено рамената на закопчалката могат да бъдат направени с по-тънко напречно сечение, като същевременно се поддържа необходимата твърдост.

Комбинацията от такъв висок модул на еластичност с плътност, която е около половината от тази на златосъдържащите сплави, значително олекотява теглото на отливките. Това несъмнено е голямо предимство за комфорта на пациента. Добавянето на хром осигурява устойчиви на корозия сплави, които се използват в много импланти, включително тазобедрени и коленни стави. Следователно може уверено да се твърди, че тези сплави имат висока степен на биосъвместимост.

Някои сплави също съдържат никел, който се добавя от производителите при производството на сплав, за да се увеличи издръжливостта и да се намали твърдостта. Въпреки това, никелът е известен алерген и употребата му може да причини алергични реакции в устната лигавица.

титанови сплави

Интересът към титана по отношение на използването му в производството на подвижни и неподвижни зъбни протези се появи едновременно с въвеждането на титана.

Vyh зъбни импланти. Титанът има редица уникални свойства, включително висока якост при ниска плътност и биосъвместимост. Освен това се предполага, че ако се използва метал, различен от титан, за производството на корони и мостове, базирани на титанови импланти, това може да доведе до галваничен ефект.

Откриването на елемента титан се свързва с името на преподобния Уилям Грегор през 1790 г., но първата проба от чист титан е получена едва през 1910 г. Чистият титан се получава от титанова руда (напр. рутил) в присъствието на въглерод или хлор. TiCl4, получен в резултат на нагряване, се редуцира от разтопен натрий, за да се образува титанова гъба, която след това се разтопява под вакуум или в аргон, за да се получи метална заготовка (слитък).

Съединение

От клинична гледна точка най-голям интерес представляват две форми на титан. Това е технически чиста форма на титан и сплав от титан - 6% алуминий - 4% ванадий.

Търговски чист титан

Титан- метал, склонен към алотропни или полиморфни трансформации, с хексагонална плътно опакована структура (a) при ниски температури и bcc структура (P) при температури над 882C. Чистият титан всъщност е сплав на титан с кислород (до 0,5%). Кислородът е в разтвор, така че металът е единствената кристална фаза. Елементи като кислород, азот и въглерод са по-разтворими в хексагоналната плътно опакована структура на α-фазата, отколкото в кубичната структура на 3-фазата. Тези елементи образуват междинни твърди разтвори с титан и допринасят за стабилизирането на α-фазата. Елементи като молибден, ниобий и ванадий действат като P-стабилизатори.

Сплав титан - 6% алуминий - 4% ванадий

Когато алуминий и ванадий се добавят към титана в малки количества, якостта на сплавта става по-висока от тази на чистия титан Ti. Смята се, че алуминият е a-стабилизатор, а ванадият действа като B-стабилизатор. Когато се добавят към титан, температурата, при която се извършва преходът rx-P, се понижава, така че и двете форми да могат да съществуват при стайна температура. Така Ti - 6% Al - 4% V има двуфазна структура от а- и 3-зърна.

Имоти

Чистият титан е бял, лъскав метал с ниска плътност, висока якост и устойчивост на корозия. Той е пластичен и е легиращ елемент за много други метали. Титановите сплави се използват широко в авиационната индустрия и във военната област поради висока якостразкъсване (-500 MPa) и способност да издържат на високи температури. Еластичният модул на чистия титан tech.h.T е равен на PO GPa, т.е. половината от модула на еластичност на неръждаема стомана и кобалтово-хромова сплав.

Свойствата на опън на чистия титан Tex.4.Ti до голяма степен зависят от съдържанието на кислород и въпреки че якостта на опън, индексът на постоянна деформация и твърдостта се увеличават с увеличаване на концентрацията на кислород, всичко това идва за сметка на намаляване на пластичността на материала метал.

Чрез легиране на титан с алуминий и ванадий е възможно да се получи широк спектър от механични свойства на сплавта, които надвишават свойствата на търговски чист титан с техническа чистота.Такива титанови сплави са смес от а- и Р-фази, където oc-фазата е относително мека и пластична, а P-фазата е все по-твърда и по-твърда, въпреки че има известна пластичност. По този начин, чрез промяна на относителните пропорции на фазите, може да се получи голямо разнообразие от механични свойства.

За сплавта Ti - 6% Al -4% V може да се постигне по-висока якост на опън (-1030 MPa), отколкото за чист титан, което разширява обхвата на сплавта, включително когато е изложена на високи натоварвания, например в производство на частични протези.

Важно свойство на титановите сплави е тяхната якост на умора. Както чистият титан технически клас T1, така и сплавта Ti - 6% Al - 4% V имат добре дефинирана граница на умора с крива S - N (напрежение - брой цикли), изравняваща се след 10 - 10 цикъла на променливо напрежение, чиято стойност е зададена с 40-50% по-ниска от якостта на опън. По този начин, тези з) Ti не трябва да се използва в случаите, когато се изисква якост на умора над 175 MPa. Напротив, за сплавта Ti - 6% Al - 4% V тази цифра е приблизително 450 MPa.

Както знаете, корозията на метала е основната причина за разрушаването на протезата, както и за появата на алергични реакции при пациенти под въздействието на освободени токсични компоненти. Титанът стана широко използван именно защото е един от най-устойчивите на корозия метали. Тези качества могат да бъдат изцяло приписани на неговите сплави. Титанът е силно реактивен, което в случая е негово силна страна, тъй като образуваният на повърхността оксид (TiO2) е изключително стабилен и има пасивиращ ефект върху останалата част от метала. Високата устойчивост на корозия на титана в биологичната област на приложение е добре проучена и потвърдена от много изследвания.

Леенето на титанови сплави е сериозен технологичен проблем. Титанът има висока точка на топене (~1670°C), което затруднява компенсирането на свиването на отливката по време на охлаждане. Поради високата реактивност на метала, леенето трябва да се извършва под вакуум или в инертна атмосфера, което изисква използването на специално оборудване. Друг проблем е, че стопилката има склонност да реагира с матрицата на огнеупорния формовъчен материал, образувайки слой от котлен камък върху повърхността на отливката, което намалява прилягането на протезата. При конструирането на протези, поддържани от импланти (супраструктури), трябва да се поддържа много тесен толеранс, за да се получи добро прилягане към импланта. В противен случай може да се наруши задържането на импланта в костта. В титановите отливки също често може да се наблюдава вътрешна порьозност. Поради това се използват други технологии за производството на титаниеви протези, като CAD/CAM технологии в комбинация с валцуване и искрова ерозия.

Някои свойства на сплавите не са благородни металиразгледаните по-горе са представени в таблица 3.3.7.

заключения

Днес има много различни сплави, използвани в стоматологията. За да направи рационален избор от съществуващото разнообразие от сплави с високо съдържание на злато или други видове сплави, зъболекарят повече от всякога трябва да има познания за природата на сплавите, техните физични и механични свойства.

Цената на сплавта е значителна част от цената на протезирането. Въпреки това, евтините сплави обикновено изискват допълнителни разходи за производство на протези и в крайна сметка по-ниската цена на сплавта често се компенсира от увеличените разходи за производство на протезата. Също така е важно да се отбележи, че високото съдържание на злато в сплавта отваря големи възможности за производство на висококачествена протеза.

Клинично значение

Зъболекарят, а не зъботехникът, е единствено отговорен за избора на материали за изработка на протези.

Основи на денталното материалознание
Ричард ван Ноорт

480 търкайте. | 150 UAH | $7,5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Теза - 480 рубли, доставка 10 минути 24 часа в денонощието, седем дни в седмицата и празници

240 търкайте. | 75 UAH | $3,75 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Резюме - 240 рубли, доставка 1-3 часа, от 10-19 (московско време), с изключение на неделя

Мушеев Иля Уриевич. Използването на титанови сплави в клиниката по ортопедична стоматология и имплантология (експериментално клинично изследване): дисертация ... Доктор на медицинските науки: 14.00.21 / Мушеев Иля Уреевич; [Място на защита: GOU "Институт за напреднали изследвания на Федералната медико-биологична агенция"] - Москва, 2008. - 216 с.: ил.

Въведение

Глава 1 Преглед на литературата

1.1. Метални сплави, използвани в производството на протези 12

1.2. Използването на импланти в ортопедичната рехабилитация на пациенти с дефекти в съзъбието 25

1.3. Титан и неговите сплави: свойства и приложения 31

1.4. Клинични токсикохимични и алергични реакции при използване на дентални сплави 41

1.5. Теория на корозионните процеси 53

Глава 2. Материал и методи на изследване

2.1. Методи за изследване на състава, структурата и физико-механичните характеристики на зъболекарските сплави 75

2.2.1. Изследване на механични свойства чрез наноиндентиране 75

2.1.2. Трибологични изследвания на износоустойчивостта на сплави 77

2.1.3. Методи за сравняване на лят и смлян титан 79

2.1.4. Метод за изследване на състава, структурата и физико-механичните свойства на сплавта след претопяване 80

2.2. Методи за изследване на електрохимичните параметри на зъболекарските сплави 83

2.2.1. Измерване на основни електродни потенциали на дентални сплави 83

2.2.2. Термична обработка на зъбни сплави при електрохимични изследвания 85

2.2.3. Измерване на ЕМП и плътност на тока на контактни двойки на дентални сплави 86

2.2.4. Изследване на ефекта от възстановяване на повърхността на дентална сплав 87

2.2.5. Изследване на влиянието на характеристиките на корозивната среда и натоварването върху електрическите потенциали на сплавта 87

2.2.6. Очаквана скорост на корозия в стационарни условияспоред резултатите от измерването на токовете на контактните двойки 91

2.3. Методи за изследване на реакцията на човешки мезенхимни стволови клетки към дентални сплави 92

2.4. Характеристика на клиничен материал и методи клинични изследвания 96

2.5. Статистическа обработка на резултати от изследвания 97

Глава 3. Резултати от собствени изследвания

3.1. Сравнително изследване на структурни, механични и трибологични свойства на дентални сплави98

3.1.1. Сравнителна оценка на механичните свойства на зъболекарските сплави 98

3.1.2. Сравнително изследване на устойчивостта на износване на дентални сплави 103

3.1.3. Сравнително изследване на структурата и свойствата на смлян и лят титан 114

3.1.4. Влияние на термичния цикъл и претопяването върху структурата на сплавта... 120

3.2. Сравнителни електрохимични характеристики на зъбни сплави при различни условия на функциониране на протези 131

3.2.1. Кинетика на установяване на стационарни електрически потенциали на дентални сплави 131

3.2.2. Електрохимични характеристики на сплавите след топлинна обработкапри нанасяне на керамични покрития 141

3.2.3. Влиянието на pH, температурата и аерацията на корозивна среда върху електрохимичното поведение на денталните сплави 146

3.2.4. Ефект на цикличното динамично натоварване върху корозионното поведение на титанова сплав 166

3.3. Електрохимично взаимодействие на зъбни сплави със зъбни импланти 181

3.3.1. Електрохимични характеристики на контактни двойки "титаниев имплант-протезна рамка" 181

3.3.1.1. Измерване на ЕМП и токове на контактни двойки 181

3.3.1.2. Измерване на импулси на потенциали и контактни токовепри актуализиране на повърхността на елементите на контактните двойки и изследване на кинетиката на репасивация на обновената повърхност при използване на титанови импланти 183

3.3.2. Електрохимични характеристики на контактни двойки "никел-титанов имплант-протезна рамка" 190

3.3.2.1. Измерване на ЕМП и токове на контактни двойки 190

3.3.2.2. Измерване на импулсни токове по време на обновяване на повърхността на елементи от контактни двойки и изследване на кинетиката на репасивация на обновената повърхност при използване на никел-титаниеви импланти 194

3.4. Експериментална оценка на пролиферацията на човешки мезенхимни стволови клетки върху метални сплави 206

3.4.1. Оценка на цитотоксичността на проби с помощта на МТТ тест 206

3.4.2. Изследване на влиянието на изследваните проби върху ефективността на пролиферацията на MSC 207

3.5. Клинична оценка на ортопедични конструкции върху метални рамки 211

Глава 4. Обсъждане на резултатите от изследването 222

Литература 242

Въведение в работата

Уместността на изследването.В съвременната ортопедия

металните сплави се използват широко в стоматологията като ляти рамки на неподвижни и подвижни протези. В Русия кобалтово-хромовите и никел-хромовите сплави са често срещани като метални конструкционни материали; използването на златосъдържащи сплави е незначително. Биоинертните титанови сплави се използват много по-рядко, тъй като леенето на титан изисква специално оборудване; клиничният и технологичен опит с титанови сплави не е достатъчен.

Междувременно отличните свойства на биосъвместимост на титана, лекотата и здравината на титановите структури са добре известни; има възможност за облицоване на титанови рамки с керамика. Търсенето на съдържащи титан сплави за зъбни протези нараства успоредно с увеличаването на степента на използване на зъбни импланти, които са направени предимно от титан.

Напоследък, в допълнение към отливането, стана възможно фрезоването на титан на CAD / CAM оборудване след сканиране на модела и виртуално моделиране на протезата. В литературата няма достатъчно информация за клиничното представяне на CAD/CAM технологията в сравнение с титаниевото отливане.

Работата на протези от метални сплави е свързана с
възможни електрохимични процеси на корозия, тъй като
слюнката има електролитни свойства.
По отношение на титана тези процеси са малко проучени. контакт
електрохимично взаимодействие на зъбни титаниеви импланти с
други дентални сплави, анализирани в

няколко проучвания, използващи стандартни методи. Напоследък се появиха нови възможности и методологични подходи за оценка на антикорозионната устойчивост на метални сплави,

например в трибологичните изследвания на устойчивостта на износване; измерване на електрохимични параметри по време на обновяване на повърхността, при промяна на характеристиките на изкуствената слюнка, по време на топлинен цикъл и особено динамичното натоварване на металните конструкции. Стана възможно да се изследва реакцията на човешки клетъчни култури към различни зъбни сплави.

Голям интерес представлява титановата сплав с ефект на възстановяване на формата - титанов никелид, от която могат да се изработват неподвижни и подвижни протези и импланти. Неговите свойства във връзка с целите на ортопедичната стоматология и имплантологията не са напълно разбрани, особено в сравнителен аспект. От гледна точка на електрохимията нямаше оправдание за избора на оптимални сплави за протези на базата на импланти от титанов никелид с ефект на възстановяване на формата.

Цел на изследването:клинично и лабораторно обосноваване на използването на титанови сплави и технологии за тяхната обработка в клиниката по ортопедична стоматология и имплантология.

Цели на изследването:

Сравнете физико-механичните и трибологични свойства (устойчивост на износване) на дентални и титанови сплави.

Сравнете състава, структурата и свойствата на титановата сплав за CAD/CAM фрезоване на протези и лят титан, както и свойствата на сплавите след претопяване.

Да се ​​разкрие влиянието на денталните сплави върху пролиферативните характеристики на културата на човешки мезенхимни стволови клетки.

Да се ​​изследват в лабораторни условия показателите за устойчивост на корозия на твърди и металокерамични протезиизползване на обикновени дентални сплави и титанови сплави.

Да се ​​установят електрохимичните характеристики на използването на импланти от титан и титанов никелид, включително в случай на нарушение (обновяване) на повърхността на протези и импланти по време на тяхната работа.

Установете разликите в електрохимичното поведение на денталните сплави с експериментална промяна в характеристиките на електрокорозионна среда (рН, степен на аерация).

Да се ​​изследва влиянието на динамичното натоварване на титанови протези и импланти върху техните електрохимични параметри.

Провеждайте субективни и обективна оценкапротезни конструкции от различни дентални сплави, включително такива върху импланти и такива, изработени по CAD/CAM технология, в дългосрочен план след приключване на ортопедичното лечение.

Научен новост изследвания. За първи път

Наноиндентацията изследва при сходни експериментални условия основните механични свойства: твърдост, модул на еластичност, процент на възстановима деформация - обикновени дентални сплави, титанови сплави и титанов никелид. В същото време за първи път бяха проведени трибологични изследвания на дентални сплави, включително сплави, съдържащи титан; беше извършено сравнение на тяхната устойчивост на износване и естеството на разрушаване на сплавите според микроснимките.

За първи път съставът, структурата, физичните и механичните характеристики на стандартни титанови заготовки за леене и фрезоване (с помощта на CAD/CAM технология) бяха сравнени с помощта на металографски, рентгенов дифракционен анализ и измерване на наноиндентация. За първи път, използвайки локален енергийно-дисперсивен анализ и полуколичествено определяне на химичния състав, металография и рентгенов структурно-фазов анализ, беше разкрит ефектът от многократното претопяване на дентална сплав върху нейните свойства.

За първи път са изследвани електрическите потенциали на титанови сплави и титанов никелид в динамика в сравнение с неблагородни и благородни дентални сплави в изкуствена слюнка, включително след термичното им циклиране с керамична облицовка на протези. За първи път е установена промяна в електрическите потенциали на сплави с промяна на параметрите (pH, аерация) на изкуствената слюнка и с динамично натоварване на металните конструкции.

За първи път в сравнение са изследвани електрохимичните параметри на контактните двойки "протезна рамка - поддържащ имплант" с помощта на никел-титаниеви и титаниеви импланти и основни структурни сплави за протези. За първи път бяха извършени изчисления на загубите от корозия в случай на повреда на повърхността на никел-титаниеви и титанови импланти, както и метални рамки на протези, фиксирани върху тях.

За първи път в културата на човешки мезенхимни стволови клетки е изследвана токсичността на зъбните сплави по отношение на клетъчната пролиферация, адхезия и жизнеспособност.

За първи път беше извършено клинично сравнение на корозионните прояви на протези от неблагородни сплави, отляти и CAD/CAM титан, фрезован по CAD/CAM технологията.

Практическата значимост на изследването.

Установена е идентичността на състава, структурата и основните физико-механични свойства на сертифицирани титанови заготовки за леене и фрезоване на протези по CAD/CAM технология; бяха открити някои металургични дефекти на стандартни титанови заготовки. На примера на неблагородна дентална сплав се потвърждава отрицателният ефект от многократното претопяване върху нейната структура и физико-механични свойства при запазване на състава.

Дадени са основните физико-механични характеристики

дентални сплави, титанови сплави и титанов никелид съгл

резултати от идентични стендови тестове. Показани са клинично значими разлики в степента и характера на износване на изследваните дентални сплави. Потвърдено е важно свойство на титановия никелид за имплантологията - високата стойност на еластичното възстановяване при неговото натоварване.

От гледна точка на електрохимията, предимствата и недостатъците на различни дентални сплави (включително титан-съдържащи сплави) се показват в различни работни условия: в присъствието на масивни или металокерамични протези, включително тези на базата на титан или никел-титан импланти, и в нарушение на тяхната повърхност. Показана е целесъобразността на металокерамичните протези с пълна облицовка от метални рамки за намаляване на риска от развитие на електрохимични реакции в устната кухина и намаляване на експлоатационния ресурс на протезите.

Доказано е безразличието на всички дентални сплави към клетъчната култура на човешката мезенхимна тъкан, както и някои разлики в реакцията на мезенхимните стволови клетки.

Дадени са статистически данни за намаляване на функционалните и естетическите свойства на протезите, базирани на метални рамки от различни зъбни сплави, както и токсични и химични усложнения. Клинично обоснована ефективността на използването на протези върху ляти и фрезовани титанови рамки при заместване на дефекти в зъбната редица и при използване на титанови импланти.

Основни положения за защита.

1. От гледна точка на електрохимията и предотвратяването на токсични и химични ефекти върху тъканите на устната кухина, най-оптималните за протезиране на титанови и никел-титаниеви импланти са фиксирани протези с пълна керамична облицовка върху рамки, изработени от всяка дентална сплав; производството на еднокомпонентни протези без покритие върху титаниеви импланти е препоръчително, когато

използването на сплави, съдържащи титан и злато, а върху никел-титаниеви импланти - сплави никел-титан или хром-колбалт.

Факторите, които намаляват устойчивостта на корозия на зъбните сплави, са промени в рН и деаерация на слюнката, ниска устойчивост на износване и нарушаване на целостта на повърхността на протезата по време на нейната работа, както и многократно претопяване на сплавта.

Функционалното натоварване на метални протези и импланти причинява значителни колебания в електрохимичните параметри на денталните сплави, в резултат на прекъсване на повърхностните оксидни филми.

Съставът и свойствата на титановите сплави за леене и фрезоване са подобни; CAD/CAM титаниеви протези имат технологични и клинични предимства.

Обичайните дентални сплави, титанови сплави и титанов никелид нямат токсични ефекти върху човешките мезенхимни стволови клетки.

Според клиниката, токсично-химичните обективни и субективни прояви при използване на неблагородни зъбни сплави са по-чести в сравнение с титан-съдържащите сплави; наличието на титаниеви импланти като опори за протези не води до клинични прояви на контактна корозия, при условие че се спазва внимателна орална хигиена.

Апробация на резултатите от изследването.Резултатите от изследването са докладвани на Всеруската конференция "Супереластични сплави с памет на формата в стоматологията", I Всеруски конгрес "Зъбна имплантация" (Москва, 2001 г.); на 1-вия конгрес на Европейската конференция по

проблеми на денталната имплантология (Лвов, 2002); на VIII Всеруска научна конференция и VII конгрес на StAR на Русия (Москва, 2002 г.); на 5-ти руски научен форум "Стоматология - 2003" (Москва, 2003); на международната конференция "Съвременни аспекти на рехабилитацията в медицината" (Ереван, 2003); на VI руски научен форум "Стоматология 2004", (Москва); на Международната конференция за медицински материали с памет на формата и нови технологии в медицината (Томск, 2007 г.); на научно-практическата конференция, посветена на 35-годишнината от създаването на Централното медицинско училище № 119 (Москва, 2008 г.); на V Всеруски научно-практическа конференция„Образование, наука и практика в денталната медицина” на тема „Имплантология в денталната медицина” (Москва, 2008); на среща на персонала на Катедрата по клинична стоматология и имплантология на Института за напреднали изследвания на Федералната медико-биологична агенция на Русия (Москва, 2008 г.).

Внедряване на резултатите от изследването.Резултатите от изследването са въведени в практиката на Клиничния център по дентална медицина на Федералната медико-биологична агенция на Русия, Централния изследователски институт по стоматология и лицево-челюстна хирургия, Националния медико-хирургичен център, клиниката КАРАТ (Новокузнецк) , клиниката CSP-Lux (Москва); в учебния процес на катедрата по клинична стоматология и имплантология на Института за напреднали изследвания на Федералната медико-биологична агенция на Русия, катедрата по стоматология по обща практика с курс на зъботехници на Московския държавен медицински университет, лаборатория на медицинските материали на MISiS.

Обемът и структурата на дисертационния труд. Работата е представена на 265 листа машинописен текст, състои се от въведение, преглед на литературата, три глави от собствени изследвания, заключения, практически препоръки и индекс на литературата. Дисертационният труд е онагледен със 78 фигури и 28 таблици. Литературният индекс включва 251 източника, от които 188 местни и 63 чуждестранни.

Метални сплави, използвани в производството на протези

Съществуват фундаментални разлики в химичните и физичните свойства между тези две групи. В процеса на дентална работа тези различия трябва да се вземат предвид. Чистият титан заема двойна позиция. От химическа гледна точка и от гледна точка на денталната обработка, той, принадлежащ към сплавите на неблагородни метали, има механични свойства, които са по-характерни за сплавите на благородни метали.

Съставът на златосъдържащите сплави включва злато (39-98%), платина (до 29%), паладий (до 33%), сребро (до 32%), мед (до 13%) и малко количество легиращи елементи. Съставът на паладиеви сплави включва (35-86%) паладий, до 40% сребро, до 14% мед, до 8% индий и др. Сребросъдържащите сплави съдържат 36-60% сребро, 20-40% паладий , до 18% мед и др

Съставът на неблагородните сплави, по-специално кобалт-хром, включва 33-75% кобалт, 20-32% хром, до 10% молибден и други добавки. Никел-хромовите сплави съдържат 58-82% никел, 12-27% хром, до 16% молибден. Титановият никелид съдържа приблизително равни части никел и титан. Съдържащите желязо сплави (стомани) съдържат до 72% желязо, до 18% хром, до 8% никел, до 2% въглерод. Титановите сплави съдържат най-малко 90% титан, до 6% алуминий, до 4% ванадий и по-малко от 1% желязо, кислород и азот.

Почти всички кобалтови сплави съдържат примеси от никел. Но съдържанието на никел в тях трябва да бъде на ниво, което не представлява опасност. По този начин съдържанието на никел в протеза с ключалка, която е изработена от висококачествена кобалтово-хромова сплав, приблизително съответства на количеството никел, консумирано ежедневно с храната.

Понастоящем безвъглеродните кобалтово-хромови сплави се използват широко за производството металокерамични коронкии мостове, например западните фирми произвеждат: KRUPP - Bondi-Loy сплав, BEGO - Wirobond, DENTAURUM - CD сплав. В САЩ MINEOLA A.ROSENS ON INC произвежда сплавта Arobond. Подобни сплави "KH-DENT" и "Cellite-K" се произвеждат в Русия.

Понастоящем, наред с кобалтово-хромовите сплави, никел-хромовите сплави се използват широко за металокерамични работи. Прототипът на тези сплави беше топлоустойчивата сплав "NIKHROM" -Kh20N80, използвана в промишлеността за производство на нагревателни елементи. За по-голяма твърдост той е легиран с молибден или ниобий, за подобряване на леярските качества - със силиций.

Най-популярната от тези сплави е сплавта BEGO Wiron 88; подобни сплави се произвеждат в Русия: Dental NSAvac, NH-DENT NSvac, Cellite-N.

Титанът е най-трудният елемент за получаване в абсолютно чист вид. Въз основа на високата си реактивност той свързва някои елементи, предимно кислород, азот и желязо. Следователно чистият титан (наречен нелегиран) се разделя на различни групи за пречистване (от категория 1 до категория 4). Поради механичните свойства не винаги е препоръчително да се използва метал от най-висока категория. Титанът, съдържащ примеси, има по-добри механични свойства.

Разработчиците на сплави препоръчват производството на определени ортопедични конструкции от различни зъбни сплави. Така че за производството на инкрустации се препоръчва злато с референция на производителя - "отличен"; с препратка "възможна употреба" се отнася за сплави на основата на паладий, сребро, кобалт, никел и титан. За производството на корони и мостове с пластмасова облицовка, сплавите от злато, паладий, сребро, кобалт, никел и титан са „отлични“, а с керамична облицовка - злато, паладий, кобалт, никел, титан (възможно е да се използва сребро -базирани сплави). За закопчаващи протези сплавите на основата на кобалт са „отлични“, а сплавите на основата на злато, паладий, кобалт, никел и титан са „възможни за използване“. Според производителите имплантите са чудесни за изработка от титан, но е възможно и от кобалтово-хромова сплав. Супраконструкциите се препоръчват да бъдат направени с маркировка „отлично прилягане“ от злато, паладий, кобалт, никел, титан. Що се отнася до материалите, които ще се използват за импланти и супраструктури, авторът на тази дисертация не е съгласен, тъй като счита за правилно да се използва принципът на монометала (титана) в имплантологията.

В допълнение към физико-механичните характеристики, изборът на сплав е важен за нейната биологична съвместимост. Критерият за биологична безопасност е корозивното поведение на материала. В сплавите с благородни метали съдържанието на самите благородни метали (злато, платина, паладий и сребро) трябва да бъде възможно най-високо. Като се има предвид корозионното поведение на неблагородни метални сплави (кобалт-хром и никел-хром сплави), трябва да се вземе предвид съдържанието на хром. Съдържанието на хром трябва да бъде над 20%, за да се осигури достатъчна стабилност в оралната среда. Съдържание по-малко от 20 (15%) може да причини високо освобождаване на йони. Добре известно е, че има разлики между биологичните функции на метала. Това са така наречените есенциални елементи, неесенциални елементи и токсични метали. Елементите от първата група са необходими на човешкото тяло за неговото функциониране. Такива елементи са компоненти на ензими, витамини (напр. кобалт за витамин B12) или други важни молекули (напр. желязо в хемоглобина за пренос на кислород). Несъществените елементи не вредят на тялото, но тялото не се нуждае от тях. Последната група са елементи, които са опасни за тялото. Такива метали не трябва да се използват в зъболекарски сплави.

Клинични токсикохимични и алергични реакции при използване на дентални сплави

Неотложността на проблема с токсично-химичните и алергичните реакции при използване на зъбни сплави не изчезва.

Така Dartsch RS, Drysch K., Froboess D. изследваха токсичността на промишления прах в зъботехническа лаборатория, по-специално съдържащ сплави от благородни и неблагородни зъбни сплави. За изследването са използвани L-929 клетъчни култури (миши фибробласти) за определяне на броя на живите клетки и изчисляване на клетъчния растежен фактор в присъствието на метален прах в продължение на три дни. В този случай бяха моделирани три варианта на експозиция: когато прахът попадне в устата (разтвор на синтетична слюнка съгласно EN ISO 10271 - pH 2.3), когато попадне върху кожата на ръцете (киселинен разтвор на синтетична пот съгласно EN ISO 105-E04 - рН 5,5), когато е изложен на детергентни разтвори за измиване на ръце (киселинен синтетичен разтвор за пот съгласно EN ISO 105-E04 - рН 5,5) в комбинация с антибиотични добавки (пеницилин/стрептомицин).

Докато за контролната клетъчна култура растежният фактор беше 1,3 удвоявания на популацията (т.е. всяка клетка от колонията се разделя на две около 1,3 пъти на ден), нивото на намаляване на растежния фактор на клетките с екстракти от проби зависи от степента на тяхното разреждане. Максимална токсичност има проба, събрана директно на работното място на техника, чийто състав включва прах от благородни и неблагородни метали. Това означава, че обработката на сплави при производството на металокерамика е свързана с очевидни рискове за здравето. Това в пълна степен важи и за пробата, взета от централната вентилационна система на лабораторията.

Непоносимостта към структурните зъбни материали се основава на характеристиките на реакцията на тялото към техния състав; Предложени са различни методи за диагностициране на тези състояния. Цимбалистов А.В., Трифонов Б.В., Михайлова Е.С., Лобановская А.А. списък: pH анализ на слюнката, изследване на състава и параметрите на слюнката, кръвни изследвания, използване на метода за акупунктурна диагностика по R. Voll, непрекъсната точна диагностика, измерване на индекса на биоелектромагнитната реактивност на тъканите, експозиционни и провокативни тестове, левкопенични и тромбопенични тестове, епикутанни тестове, имунологични методи на изследване. Авторите са разработили интраорални епимукозни алергологични тестове, при които състоянието на микроваскулатурата се оценява чрез контактна биомикроскопия с помощта на микроскоп MLK-1. За обработка на качествените и количествени характеристики на микроциркулацията микроскопът е допълнен с цветна аналогова видеокамера и персонален компютър.

Маренкова М.Л., Жолудев С.Е., Новикова В.П. проведе проучване на нивото на цитокини в устната течност при 30 пациенти със зъбни протези и прояви на непоносимост към тях. Използва се ензимно-свързан имуносорбентен анализ със съответните комплекти реактиви на ZAO Vector-Best. Установено е повишаване на съдържанието на провъзпалителни цитокини в слюнката при пациенти с непоносимост към протези, активиране на клетъчния имунен отговор без активиране на автоимунизация и алергични процеси. По този начин при лица с непоносимост към протези се открива неспецифичен възпалителен процес и деструктивни промени в устната лигавица.

Олешко В.П., Жолудев С.Е., Банков В.И. предложи диагностичен комплекс "SEDC" за определяне на индивидуалната поносимост на структурните материали. Физиологичен механизъмДиагностиката се основава на анализа на промените в параметрите на слаби импулсни, сложно модулирани нискочестотни електромагнитни полета, които са най-адекватни на живия организъм. Характеристика на комплекса е обработката на отговорния сигнал от сензора при носещи честоти от 104 Hz до 106 Hz. Отговорният сигнал от сензора винаги съдържа информация за микроциркулацията и метаболизма в тъканта на клетъчно ниво. Изследваната проба от дентален материал се поставя между устните на пациента, което предизвиква химична микрореакция и промяна в химичния състав на средата на границата. Появата на компоненти, неадекватни на химическия състав на оралната среда, дразни рецепторите на лигавицата на устните, което се отразява в показанията на устройството. Освен това устройството има 2 светлинни водача; в първоначалното състояние световодът е включен, което съответства на липсата на галванични процеси.

Лебедев К.А., Максимовски Ю.М., Саган Н.Н., Митронин А.В. описват принципите за определяне на галваничните токове в устната кухина и тяхната клинична обосновка. Авторите са изследвали 684 пациенти с различни метални включвания в устната кухина и признаци на галванизъм в сравнение със 112 лица с протези и без признаци на галванизъм; контролната група от 27 души нямаше метални включвания. Потенциалната разлика в устната кухина се измерва с цифров волтметър APPA-107.

Методи за изследване на състава, структурата и физико-механичните характеристики на зъболекарските сплави

Непрекъснатото вдлъбнатина на сплавите за изследване на механичните свойства беше извършено на автоматизиран тестер за нано-твърдост (CSM Instr.) при натоварвания от 5 и 10 mN във въздуха, като се използва диамантен индентор на Vickers (фиг. 1). При такива ниски натоварвания методът може да се счита за неразрушителен в макромащаб, тъй като дълбочината на проникване на индентора не надвишава 0,5 μm, което позволява да се тества устойчивостта на износване на същите проби. Предимството на метода на наноиндентиране е, че анализът на серия от експериментални криви на натоварване и разтоварване дава възможност да се определят количествено механичните свойства както на относително меки, така и на свръхтвърди (повече от 40 GPa) материали, като се използва проба с проста геометрия с плоска област от няколко mm2. Изчисленията на твърдостта и модула на еластичност се извършват по метода на Oliver-Farr с помощта на програмата за изчисляване и контрол "Indentation 3.0". Според експерименталните данни, еластичното възстановяване на материала също се изчислява като съотношението на еластичната деформация към общата R=(hm-hf)/hm-100%, където hm е максималната дълбочина на потапяне, hf е дълбочината на отпечатъка след отстраняване на товара. Всяка стойност беше осреднена за 6-12 измервания.

Общ изглед на настройката на нанотестера за твърдост. Тестовият образец се поставя върху масата с обекти, след което върху повърхността на образеца се спуска сапфирен пръстен, който остава в контакт с тествания материал по време на цикъла на зареждане и разтоварване (фиг. 2). Нормалното натоварване се прилага с помощта на електромагнит и се предава на индентора чрез вертикален прът. Движението на пръта спрямо позицията на пръстена се измерва от капацитивен сензор, който е свързан към компютъра чрез интерфейсна платка.

Схема на тестване по време на наноиндентиране Цикълът зареждане-разтоварване протича при определена скорост и експозиция. Получените данни са представени като графика на зависимостта на натоварването от дълбочината на вдлъбнатината (фиг. 3).

За калибриране на тестера за нанотвърдост първо се провеждат тестове върху стандартна проба и едва след това върху изследвания материал. Като стандартна проба се взема стопен кварц с известна твърдост и модул на Юнг (E = 72 GPa, H = 9,5 GPa).

Трибологични изследвания на износоустойчивостта на сплави.

Изпитванията за устойчивост на износване по схемата "пръчка-диск" са проведени на автоматизирана инсталация "Трибометър" (CSM Instr.) (в среда на биологичен разтвор (фиг. 4, 5, табл. 2). Тази схема позволява лабораторни изследвания за да се доближи до реалното взаимодействие на лят продукт със зъбния емайл. Сертифицирана топка с диаметър 3 mm, изработена от алуминиев оксид (модул на Юнг E = 340 GPa, коефициент на Поасон 0,26, твърдост 19 GPa) служи като неподвижно противотяло. Алуминиевият оксид беше избран като неметален, непроводим материал, подобен по структура на зъбния емайл, чиято твърдост надвишава твърдостта на изследваните сплави. Топката беше фиксирана с държач от неръждаема стомана, който пренесе определеното натоварване върху топката и беше свързан към сензор за сила на триене. Контактната зона беше вътре в кювета, пълна с биологичен разтвор.

Цялостно трибологично изследване включва непрекъснато записване на коефициента на триене (c.f.) по време на изпитването съгласно теста "неподвижен прът - въртящ се диск" на автоматизиран трибометър (CSM Instr.), както и фрактографско изследване на канала за износване (включително измервания на профила на канала) и петна от износване на контратялото, резултатите от които са използвани за изчисляване на износването на образеца и контратялото. Структурата на каналите за износване (върху дисковете) и диаметърът на петната на износване (върху топките) бяха изследвани при наблюдение в оптичен микроскоп AXIOVERT CA25 (Karl Zeiss) при увеличение x (100-500) и стереомикроскоп MBS-10 ( LZOS) при увеличение x (10-58).

Измерванията на вертикалното сечение на браздите се извършват в 2-4 диаметрално и ортогонално противоположни точки на профилометър Alpha-Step200 (Tensor Instr.) при натоварване 17 mg и средната стойност на площта на напречното сечение и дълбочината на беше определен жлебът за износване. Количествената оценка на износването на пробата и контратялото се извършва, както следва. Износването на топката се изчислява по следната формула: V= 7i h2(r l/3h), където I =r-(-[(W]2)1/2, d е диаметърът на белега от износване, r е радиусът на топката, h е височината на сегмента Износването на пробата се изчислява по формулата: V= S% където / е обиколката, 5 е площта на напречното сечение на жлеба за износване Резултатите от тестовете и фрактографските наблюдения бяха обработени с помощта на компютърната програма InsrtumX за Tribometer , CSM Instr.

Методи за сравняване на лят и смлян титан.

Сравнени са структурата и свойствата на стандартни заготовки за фрезоване на титаниеви рамки на протези по CAD/CAM технология и титан, получен чрез леене по моделни модели.

Извършен е анализ на макро- и микроструктурата на проби от титанови сплави под формата на плочи с дебелина 2–3 mm с помощта на съвременни методицифрова макро и микро фотография MBS-10 (LZOS) и AXIOVERT25CA (Karl Zeiss). Изследванията са извършени върху полирани срезове, които са третирани с ецващ препарат от състав 2% HF + 2% NZh)3 + дестилирана вода (останала) за разкриване на микро- и макроструктурата.

Оценката на механичните свойства (твърдост и модул на Юнг) е направена по метода на Оливър-Фар съгласно измерването на наноиндентация (ISO 14577), извършено на прецизен тестер за твърдост NanoHardnessTester (CSM Instr.) при натоварвания от 10 и 20 mN, използвайки диамантен индентор Беркович. Според експерименталните данни, еластичното възстановяване на материала R също се изчислява като съотношението на еластичната деформация към общата R-(hm-hf)/hm-100%, където hm е максималната дълбочина на потапяне на индентора, h/ е дълбочината на отпечатъка след отстраняване на товара. Резултатите от изчисленията бяха осреднени за 6–12 измервания по метода ANOVA.

Електрохимични характеристики на контактни двойки "титаниев имплант-протезна рамка"

Типичните експериментални криви, отразяващи съпротивлението на сплавите срещу проникване на диамантен индентор с увеличаване (горен клон) и намаляване (долен клон) на приложеното натоварване YumN, са показани на фигура 11, а резултатите от изчисляването на механичните свойства на сплавите са дадени в таблица 6.

Твърдостта на денталните сплави според резултатите от наноиндентирането е в диапазона 2,6 - 8,2 GPa (фиг. 12, табл. 6). Най-близки по свойства до зъбния емайл (според литературните данни H = 3,5-4,5 GPa) са сплавите, съдържащи титан, включително титанов никелид (4,2-5,2 GPa), както и сплав на базата на никел Cellite N.

Твърдостта на циркониеви и златно-платинови сплави е почти 2 пъти по-ниска (до 2,6 GPa), докато кобалтово-хромовите сплави и никел-хромовата сплав Remanium 2000 са почти два пъти по-високи (до 8,2 GPa).

Модулът на еластичност на зъбния емайл е около 100 GPa, за зъбните сплави - от 65,9 до 232,2 GPa. Подобни свойства за циркония, малко по-високи за легирания титан и златно-платинената сплав. Всички други сплави, с изключение на титановия никелид, имат по-висок модул на еластичност.

Както е известно, за костта то е много по-малко и възлиза на E=10 - 40 GPa.

Съдейки по много ниската стойност на E (65,9 ± 2,5 GPa), сплавта от титанов никелид при условия на изпитване е близо до обхвата на мартензитната трансформация в специално структурно състояние, което се характеризира с

Останалите сплави показват стойности на еластично възстановяване от 10–20%, типични за металите. Лек излишък на това ниво за кобалтово-хромови сплави, легиран титан и никел-хромова сплав Remanium 2000 и повишени стойности на модула на еластичност могат да бъдат свързани с образуването на интерметални фази (подреждане), текстура или остатъчни вътрешни полета на напрежение след леене или валцуване.

По този начин основните физични и механични параметри на титановите сплави заемат средна позиция сред обичайните зъбни сплави с различен състав. Сплавта от титанов никелид представлява интерес поради особено високата стойност на еластичното възстановяване. Данните за наноиндентация на сплави са важни за избора на структурни материали за протези и импланти.

Цялостното трибологично изследване, фрактографията на износването на каналите формира основата за износоустойчивостта на зъболекарските сплави. Измерванията на модула на еластичност позволиха да се оценят херцианските напрежения в триещата се двойка.

Фигура 14 показва изчислените стойности на налягането, произтичащо от контакта на плоска проба от изследваната сплав със сферичен алуминиев индентор с диаметър 3 mm (обозначенията на сплавите съответстват на техния състав в съответствие с таблица 1).

1 Според стойностите на контактните напрежения могат да се разграничат 2 групи сплави. Първият включва никелови и кобалтово-хромови сплави, които се характеризират със стойности от 1,36–1,57 GPa, което съответства на модул на Юнг от 167–232 GPa. Всички тези сплави се характеризират с висока устойчивост на износване (6,75106 mm3/N/m) и износването изглежда следва същия механизъм.

Друга група със стойности на контактно напрежение (1,07-1,28) се състои от титаниеви и циркониеви сплави, които са показали значително износване (3,245-10 "4 mm3 / N / m). Извън тази класификация са никел-титан и злато-платинени сплави, които формално могат да бъдат причислени към втората група. Тези сплави имат свой собствен механизъм на износване. Образците от кобал-хром, никел-хром и злато-платинени сплави издържаха теста при определени условия, за останалата част от теста

Както може да се види от илюстрациите на фигури 16-17 и в таблица 7, най-малко износване (2,45-10" mm / N / m) се наблюдава в сплавта злато-платина, както и в сплавта кобалт-хром Remanium 2000 г. - 1.75-10-6 mm / N / m Най-голямо износване показват проби от рематитан и цирконий - 8.244-10-4 и 8.465-10 "4 mm / N / m, съответно.

При сравняване на фигури 16-20 може да се заключи, че има специален механизъм на износване за злато-платинова сплав и титанов никелид. Най-устойчивата на износване злато-платинова сплав има специален механизъм на износване, свързан с нейната химически инертна повърхност в среда на биоразтвор.

Въпреки ниския модул на еластичност, той показва рекордно ниско износване и минимални начални и крайни коефициенти на триене. Съществува и специален механизъм на износване за пробата от титанов никелид, при който един от най-ниските начални коефициенти на триене (k.f.) (0,107) и максималните крайни c.f. (0.7), което е свързано с възникването на обратима мартензитна трансформация в титанов никелид, инициирана от външно натоварване. Това се доказва от голямата амплитуда на к.т. и увеличението му до края на теста със 7 пъти.

Трябва да се отбележи, че повишеното износване на сплави, съдържащи титан, е свързано с прилепване на метал към повърхността на топката, което води до промяна в геометрията на контакта (контактната площ намалява) и свойствата на противотялото (образуване на интерметално съединение от типа TIA1 с висок модул на Юнг), което в крайна сметка води до рязко увеличаване на контактните напрежения в сравнение с изчислените.

По този начин, проведените тестове за устойчивост на износване на зъбни сплави в среда с биологичен разтвор показаха, че чистите метали титан (DA2) и цирконий (DA7) показват най-голямо износване (8,24-8,47-10"4 mm3 / N / m), както и титанов никелид (DA1) (5.09-10" 4mm3/N/m). Легирането на титан (DA8 и DA9) повишава устойчивостта на износване: износването на сплавите VT5 (система Ti-Al-Sn) и VT 14 (Ti-Al-Mo-V) е намалено приблизително 2,5 пъти в сравнение с чистия титан.

Най-устойчивата на износване сплав е DA10 на базата на Au-Pt (2,45-10 7 mm3/N/m).

Достатъчно висока устойчивост на износване, но с порядък по-лоша от злато-платината, беше показана от сплавта DA5 (Remanium 2000), базирана на системата Co-Cr-Mo-Si (1,7540-6 mm3/N/m). Останалите сплави DA2, DA4, DA11 (никелхром и целлит К) имат задоволителна износоустойчивост в диапазона (4,25-7,35)-10"6 mm3 / N / m.

Титан и тантал - "компромисни" метали за медицината
Използването на различни метални изделия в медицината се практикува от древни времена. Комбинацията от такива полезни свойстваметалите и техните сплави, като сила, издръжливост, гъвкавост, пластичност, еластичност, няма алтернативи, по-специално при производството на ортопедични конструкции, медицински инструменти, устройства за бързо сливане на фрактури. А през последните десетилетия, благодарение на откриването на ефекта на „паметта на формата“ и въвеждането на други иновации, металите също се използват широко в съдовата и неврохирургията за производството на шевни материали, мрежести стентове за разширяване на вени и артерии, големи ендопротези , в офталмологията и денталната имплантология.

Въпреки това, не всички метали са подходящи за използване в областта на медицината и основните разрушителни причини тук са податливостта на корозия и реакцията с живите тъкани - фактори, които имат опустошителни последици както за метала, така и за самото тяло.

Разбира се, златото и металите от платиновата група (платина, иридий, осмий, паладий, родий и др.) са извън конкуренцията. Въпреки това, възможността за масово използване на благородни метали практически отсъства поради тяхната забрана висока цена, а комбинацията от полезни свойства, които се търсят в определени специфични клинични ситуации, не винаги е присъща на благородните метали.

Значително място в тази област и до днес заемат неръждаемите стомани, легирани с определени добавки за получаване на необходимите характеристики. Но такива метални материали, които са стотици пъти по-евтини от благородните метали, не се съпротивляват ефективно на корозия и други агресивни влияния, което значително ограничава възможността за тяхното използване за редица медицински нужди. В допълнение, пречка за присаждането на продукти от неръждаема стомана, имплантирани в тялото, е техният конфликт с живите тъкани, което причинява висок рискотхвърляне и други усложнения.

Един вид компромис между тези два полюса са метали като титан и тантал: здрави, ковки, почти не подлежат на корозия, имат висока точка на топене и най-важното - напълно биологично неутрални, поради което се възприемат от тялото като собствена тъкан и практически не предизвикват отхвърляне. Що се отнася до цената, за титана тя не е висока, въпреки че значително надвишава тази на неръждаемите стомани. Танталът, като сравнително рядък метал, е повече от десет пъти по-скъп от титана, но все пак е много по-евтин от благородните метали. При сходството на повечето от основните експлоатационни свойства, в някои от тях той все още е по-нисък от титана, въпреки че в някои го превъзхожда, което всъщност определя уместността на приложението.

Поради тези причини титанът и танталът, често наричани "медицински метали", както и редица техни сплави, се използват широко в много медицински отрасли. Различавайки се по редица характеристики и по този начин взаимно допълвайки се, те отварят наистина огромни перспективи пред съвременната медицина.

По-долу ще говорим по-подробно за уникалните характеристики на титан и тантал, основните области на тяхното използване в медицината, използването на различни форми на производство на тези метали за производството на инструменти, ортопедично и хирургическо оборудване.

Титан и тантал - определение, действителни свойства

Титан за медицина

Титан (Ti) - лек метал със сребрист оттенък, който прилича на стомана - е един от химически елементиПериодичната система е поставена в четвъртата група на четвъртия период, атомен номер 22 (фиг. 1).

Фигура 1. Титанов къс.

Има атомна маса 47,88 със специфична плътност 4,52 g/cm 3 . Точка на топене - 1669 ° C, точка на кипене -3263 ° C. В индустриалните класове с висока стабилност той е четиривалентен. Характеризира се с добра пластичност и пластичност.

Тъй като е едновременно лек и има висока механична якост, два пъти по-голяма от тази на Fe и шест пъти по-голяма от тази на Al, титанът има и нисък коефициент на топлинно разширение, което му позволява да се използва в широк температурен диапазон.

Титанът се характеризира с ниска топлопроводимост, четири пъти по-ниска от тази на желязото и повече от един порядък по-ниска от тази на алуминия. Коефициентът на топлинно разширение при 20°C е относително малък, но се увеличава при по-нататъшно нагряване.

Този материал се отличава и с много високо електрическо съпротивление, което в зависимост от наличието на чужди елементи може да варира в диапазона от 42·11 -8 ... 80·11 -6 Ohm·cm.

Титанът е парамагнитен метал с ниска електропроводимост. И въпреки че в парамагнитните метали магнитната чувствителност, като правило, намалява при нагряване, титанът в това отношение може да се класифицира като изключение, тъй като неговата магнитна чувствителност, напротив, се увеличава с повишаване на температурата.

Благодарение на сбора от горните свойства, титанът е абсолютно незаменим като суровина за различни областипрактическа медицина и медицинска апаратура. И все пак най-ценното качество на титана за използване за тази цел е неговата висока устойчивост на корозивни ефекти и, като резултат, хипоалергенност.

Титанът дължи своята устойчивост на корозия на факта, че при температури до 530-560 ° C, металната повърхност е покрита с най-здравия естествен защитен филм от TiO 2 оксид, който е напълно неутрален по отношение на агресивни химически и биологични среди. По отношение на устойчивостта на корозия титанът е сравним и дори превъзхожда платината и платиновите метали. По-специално, той е изключително устойчив на киселинно-базови среди, не се разтваря дори в такъв агресивен "коктейл" като царска вода. Достатъчно е да се каже, че интензивността на корозионното разрушаване на титан в морската вода, която има химичен състав в много отношения подобен на човешката лимфа, не надвишава 0,00003 mm/година, или 0,03 mm за хилядолетие!

Поради биологичната инертност на титановите структури към човешкото тяло, по време на имплантирането те не се отхвърлят и не предизвикват алергични реакции, бързо се покриват с мускулно-скелетни тъкани, чиято структура остава постоянна през целия следващ живот.

Значително предимство на титана е неговата достъпност, което прави възможно използването му в масов мащаб.

Титанови марки и титанови сплави
Най-търсените от медицината марки титан са технически чисти VT1-0, VT1-00, VT1-00sv. Те почти не съдържат примеси, чието количество е толкова незначително, че се колебае в границите на нулева грешка. И така, класът VT1-0 съдържа около 99,35-99,75% чист метал, а класовете VT1-00 и VT1-00sv, съответно, съдържат 99,62-99,92% и 99,41-99,93%.

Към днешна дата медицината използва широка гама титанови сплави, различни по своя химичен състав и механотехнологични параметри. Като легиращи добавки в тях най-често се използват Ta, Al, V, Mo, Mg, Cr, Si, Sn. Най-ефективните стабилизатори включват Zr, Au и металите от платиновата група. С въвеждането на до 12% Zr в титан, неговата устойчивост на корозия се увеличава с порядъци. Достигнете до същото най-голям ефектуспява чрез добавяне на малко количество Pt и платиноиди Pd, Rh, Ru към титан. Въвеждането само на 0,25% от тези елементи в Ti позволява да се намали активността на неговото взаимодействие с кипяща концентрирана H 2 SO 4 и HCl с десетки порядъци.

Сплавта Ti-6Al-4V се използва широко в имплантологията, ортопедията и хирургията, като значително надминава своите „конкуренти“ на базата на кобалт и неръждаема стомана по отношение на експлоатационните параметри. По-специално, модулът на еластичност на титановите сплави е два пъти по-нисък. За медицински приложения (импланти за остеосинтеза, ставни ендопротези и др.) това е голямо предимство, тъй като осигурява по-висока механична съвместимост на импланта с плътни костни структури на тялото, при които модулът на еластичност е 5–20 GPa. Дори повече ниски резултатив това отношение (до 40 GPa и по-ниски) се характеризират титан-ниобиеви сплави, чието разработване и внедряване е особено важно. Прогресът обаче не стои неподвижен и днес традиционният Ti-6Al-4V се заменя с нови медицински сплави Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr и Ti-12Mo-6Zr, които не съдържат алуминий и ванадий - елементи, които макар и незначителни, но все пак токсичен ефекткъм живите тъкани.

Напоследък биомеханично съвместимите импланти, материалът за производството на които е титанов никелид TiNi, стават все по-търсени за медицински нужди. Причината за нарастващата популярност на тази сплав е присъщата й т.нар. ефект на паметта на формата (SME). Същността му се състои в това, че контролната проба, деформирана при ниски температури, е в състояние постоянно да запазва новопридобитата форма и при последващо нагряване да възстанови първоначалната конфигурация, като същевременно демонстрира свръхеластичност. Никел-титановите структури са незаменими, по-специално, при лечението на гръбначни наранявания и дистрофия на опорно-двигателния апарат.

Тантал за медицина

Определение и полезни характеристики
Танталът (Ta, лат. Tantalum) е тежък огнеупорен метал със сребристо-синкав „оловен“ оттенък, който се дължи на покриващия го филм от Ta 2 O 5 пентоксид. Той е един от химичните елементи на периодичната таблица, поставен във вторична подгрупа на пета група от шести период, атомен номер 73 (фиг. 2).

Фигура 2. Танталови кристали.

Танталът има атомна маса 180,94 с висока специфична плътност от 16,65 g/cm 3 при 20 °C (за сравнение: специфичната плътност на Fe е 7,87 g/cm 3, Pv е 11,34 g/cm 3 ). Точката на топене е 3017 °C (само W и Re са по-огнеупорни). 1669°C, точка на кипене - 5458°C. Танталът се характеризира със свойството парамагнетизъм: неговата специфична магнитна чувствителност при стайна температура е 0,849·10 -6.

Този структурен материал, съчетаващ висока твърдост и пластичност, в чистата си форма се поддава добре на механична обработка по всякакъв начин (щамповане, валцуване, коване, протягане, усукване, рязане и др.). При ниски температури се обработва без силно закаляване, подложен на деформационни въздействия (точка на компресия 98,8%) и без необходимост от предварително изпичане. Танталът не губи пластичност, дори ако е замръзнал до -198 °C.

Стойността на модула на еластичност на тантала е 190 Gn / m 2 или 190 102 kgf / mm 2 при 25 ° C, поради което лесно се преработва в тел. Извършва се и производството на най-тънкия танталов лист (с дебелина около 0,039 мм) и други структурни полуфабрикати.

Един вид "близнак" на Ta е Nb, характеризиращ се с много подобни свойства.

Танталът се отличава с изключителна устойчивост на агресивни среди. Това е едно от най-ценните му свойства за използване в много индустрии, включително медицината. Устойчив е на агресивни неорганични киселини като HNO 3 , H 2 SO 4 , HCl, H 3 PO 4 , както и на органични киселини с всякаква концентрация. В този параметър той е надминат само от благородни метали и дори тогава не във всички случаи. Така че Ta, за разлика от Au, Pt и много други благородни метали, "игнорира" дори царската вода HNO 3 + 3HCl. Наблюдава се малко по-ниска стабилност на тантала по отношение на основи.

Високата устойчивост на корозия на Та се проявява и по отношение на атмосферния кислород. Процесът на окисление започва едва при 285 °C: върху метала се образува повърхностен защитен филм от танталов пентоксид Ta 2 O 5 . Именно наличието на филм от този, единственият стабилен от всички Та оксиди, прави метала имунизиран срещу агресивни реагенти. Следователно такава особено ценна за медицината характеристика на тантала е неговата висока биосъвместимост с човешкото тяло, което възприема имплантираните в него танталови структури като своя собствена тъкан, без отхвърляне. Медицинската употреба на Та в области като реконструктивна хирургия, ортопедия и имплантология се основава на това най-ценно качество.

Танталът е един от редките метали: запасите му в земната кора са приблизително 0,0002%. Това причинява високата цена на този структурен материал. Ето защо използването на тантал под формата на тънки слоеве от защитни антикорозионни покрития, нанесени върху основния метал, което между другото е три до четири пъти по-голямо от чистия откален тантал, е толкова широко разпространено.

Още по-често танталът се използва под формата на сплави като легираща добавка към по-евтини метали, за да придаде на получените съединения комплекс от необходимите физични, механични и химични свойства. Стомана, титан и други метални сплави с добавка на тантал са много търсени в химическата и медицинската апаратура. От тях по-специално се практикува производството на намотки, дестилатори, аератори, рентгеново оборудване, контролни устройства и др. В медицината танталът и неговите съединения се използват и за производство на оборудване за операционни зали.

Трябва да се отбележи, че в редица области танталът, тъй като е по-евтин, но има много адекватни експлоатационни характеристики, е в състояние успешно да замени благородните метали от групата платина-иридий.

Марки и сплави на тантал
Основните степени на нелегиран титан със съдържание на примеси в рамките на статистическата грешка са:

• HDTV: Ta - 99,9%, (Nb) - 0,2%. Други примеси като (Ti), (Al), (Co), (Ni) се съдържат в хилядни и десет хилядни от процента.
• HDTV 1: Химичният състав на посочения клас е 99,9% Ta. Ниобият (Nb), който винаги присъства в промишления тантал, съответства само на 0,03%.
• PM: Ta - 99,8%. Примеси (не повече от%): Nb - 0,1%, Fe - 0,005%, Ti, H - 0,001% всеки, Si - 0,003%, W + Mo, O - 0,015% всеки, Co - 0,0001%, Ca - 0,002% , Na, Mg, Mn - по 0,0003%, Ni, Zr, Sn - по 0,0005%, Al - 0,0008%, Cu, Cr - по 0,0006%, C, N - по 0,01%.
• T: Ta - 99,37%, Nb - 0,5%, W - 0,05%, Mo - 0,03%, (Fe) - 0,03%; (Ti) - 0,01%, (Si) - 0,005%.

Високата твърдост на Ta прави възможно производството на структурни твърди сплави на негова основа, например Ta с W (TV). Замяната на TiC сплавта с танталов аналог на TaC значително оптимизира механичните характеристики на структурния материал и разширява възможностите за неговото приложение.

Уместност на приложението на Та за медицински цели
Приблизително 5% от тантала, произведен в света, се изразходва за медицински нужди. Въпреки това значението на използването му в тази индустрия не може да бъде надценено.

Както вече беше отбелязано, танталът е един от най-добрите метални биоинертни материали поради най-тънкия, но много здрав и химически устойчив Ta 2 O 5 пентоксиден филм, който се самоформира на повърхността му. Благодарение на високата адхезия, която улеснява и ускорява процеса на сливане на импланта с жива тъкан, има нисък процент на отхвърляне на танталови импланти и липса на възпалителни реакции.

От такива полуфабрикати от тантал като листове, пръти, телове и други форми на производство се правят конструкции, които са търсени в пластичната, кардио-, невро- и остеохирургията за зашиване, сливане на костни фрагменти, стентиране и изрязване на съдове (фиг. 3).

Фигура 3. Танталова закрепваща структура в раменната става.

Използването на тънки танталови пластини и мрежести структури се практикува в лицево-челюстната хирургия и за лечение на черепно-мозъчни травми. Влакна от танталова прежда заместват мускулната и сухожилната тъкан. Използване на тантал Хирурзите използват танталови влакна за коремни операции, по-специално за укрепване на стените на коремната кухина. Танталовите мрежи са незаменими в областта на офталмологичното протезиране. Най-тънките танталови нишки се използват дори за регенерация на нервни стволове.

И, разбира се, Ta и неговите съединения, заедно с Ti, се използват широко в ортопедията и имплантологията за производството на ставни ендопротези и зъбни протези.

От началото на новото хилядолетие иновативната област на медицината става все по-популярна, базирана на принципа на използване на статични електрически полета за активиране човешкото тяложеланите биопроцеси. Наличието на високи електретни свойства на покритието от Ta 2 O 5 танталов пентоксид е научно доказано. Електретните филми от титанов оксид на змията са широко разпространени в съдовата хирургия, ендопротезирането и създаването на медицински инструменти и устройства.

Практическо приложение на титан и тантал в определени отрасли на медицината

Травматология: конструкции за сливане на фрактури

Понастоящем за бързото сливане на фрактури все повече се използва такава иновативна технология като метална остеосинтеза. За да се осигури стабилна позиция на костните фрагменти, се използват различни фиксиращи структури, външни и вътрешни, имплантирани в тялото. Използваните по-рано стоманени продукти обаче показват ниска ефективност поради тяхната чувствителност към корозия под въздействието на агресивната среда на тялото и феномена на поцинковане. В резултат на това възниква както бързото разрушаване на самите фиксатори, така и реакцията на отхвърляне, причинявайки възпалителни процесина фона на силна болка поради активно взаимодействие Fe йони с физиологичната среда на мускулно-скелетните тъкани в електрическото поле на тялото.

Производството на титанови и танталови фиксатори-импланти, които имат свойството на биосъвместимост с живите тъкани, позволява да се избегнат нежелани последствия (фиг. 4).

Фигура 4. Титанови и танталови конструкции за остеосинтеза.

Подобни конструкции с прости и сложни конфигурации могат да се използват за дългосрочно или дори постоянно въвеждане в човешкото тяло. Това е особено важно за по-възрастните пациенти, тъй като елиминира необходимостта от операция за отстраняване на фиксатора.

Ендопротезиране

Изкуствените механизми, които се имплантират хирургично в костната тъкан, се наричат ​​ендопротези. Най-разпространениполучил ендопротезиране на стави - тазобедрена, раменна, лакътна, коленна, глезенна и др. Процесът на артропластика е винаги сложна операциякогато част от ставата, която не подлежи на естествено възстановяване, се отстранява с последващото й заместване с ендопротезен имплант.

Към металните компоненти на ендопротезите се налагат редица сериозни изисквания. Те трябва едновременно да притежават свойствата на твърдост, здравина, еластичност, способност за създаване на необходимата структура на повърхността, устойчивост на корозивни ефекти от тялото, премахване на риска от отхвърляне и други полезни качества.

За производството на ендопротези могат да се използват различни биоинертни метали. Водещо място сред тях заемат титанът, танталът и техните сплави. Тези издръжливи, здрави и лесни за обработка материали осигуряват ефективна остеоинтеграция (възприемано костна тъканкато естествени тъкани на тялото и не предизвикват негативни реакции от негова страна) и бързо срастване на костите, гарантиращи стабилността на протезата за дълги периоди от десетилетия. На фиг. 5 показва използването на титан при артропластика на тазобедрената става.

Фигура 5. Титаниево протезиране на тазобедрената става.

В артропластиката, като алтернатива на използването на изцяло метални конструкции, широко се използва методът на плазмено пръскане на защитни биосъвместими покрития на базата на Ti и Ta оксиди върху повърхността на неметалните компоненти на протезата.

Чист титан и неговите сплави. В областта на ендопротезирането както чистият Ti (напр. CP-Ti със съдържание на Ti 98,2-99,7%), така и неговите сплави са широко използвани. Най-често срещаният от тях Ti-6AI-4V с висока якост се характеризира с устойчивост на корозия и биологична инертност. Сплавта Ti-6A1-4V се отличава с особено висока механична якост, като има торсионно-аксиални характеристики изключително близки до тези на костта.

Към днешна дата са разработени редица съвременни титанови сплави. По този начин химичният състав на ниобиеви сплави Ti-5AI-2.5Fe и Ti-6AI-17 не съдържа токсичен V, освен това те се отличават с ниска стойност на модула на еластичност. А сплавта Ti-Ta30 се характеризира с наличието на модул на термично разширение, сравним с този на металокерамиката, което определя нейната стабилност при дългосрочно взаимодействие с металокерамичните компоненти на импланта.

Тантал-циркониеви сплави. Ta+Zr сплавите комбинират такива важни за артропластиката свойства като биосъвместимост с тъканите на тялото въз основа на корозионна и галванична устойчивост, твърдост на повърхността и трабекуларна (пореста) структура на металната повърхност. Благодарение на свойството трабекуларност е възможно значително ускоряване на процеса на остеоинтеграция - растеж на жива костна тъкан върху металната повърхност на импланта.

Еластични ендопротези от титаниева телена мрежа. Поради високата пластичност и лекота в съвременната реконструктивна хирургия и други медицински отрасли активно се използват иновативни еластични ендопротези под формата на най-тънката титанова телена мрежа. Еластичен, здрав, еластичен, издръжлив и биоинертен, мрежата е идеален материал за мекотъканни ендопротези (фиг. 6).

Фигура 6. Мрежеста ендопротеза от титанова сплав за мекотъканна пластика.

"Web" вече е успешно тестван в области като гинекология, лицево-челюстна хирургия и травматология. Според експерти мрежестите титаниеви ендопротези са несравними по отношение на стабилност с почти нулев риск от странични ефекти.

Титаниево-никелови медицински сплави с памет за формата

Днес в различни области на медицината се използват титаниево-никелидни сплави, които имат т.нар. с ефект на паметта на формата (SME). Този материал се използва за ендопротезиране на лигаментно-хрущялната тъкан на опорно-двигателния апарат на човека.

Титановият никелид (международен термин нитинол) е интерметален TiNi, който се получава чрез сплав на Ti и Ni в равни пропорции. Най-важната характеристика на никелид-титановите сплави е свойството свръхеластичност, на което се основава EZF.

Същността на ефекта е, че образецът лесно се деформира при охлаждане в определен температурен диапазон, а деформацията се самоотстранява при повишаване на температурата до първоначалната стойност с появата на свръхеластични свойства. С други думи, ако плоча от нитинолова сплав се огъне при ниска температура, тогава при същия температурен режим тя ще запази новата си форма за произволно дълго време. Необходимо е обаче само да се повиши температурата до първоначалната, плочата отново ще се изправи като пружина и ще заеме първоначалната си форма.

Образци на медицински продукти от нитинолова сплав са показани на фигурите по-долу. 7, 8, 9, 10.

Фигура 7. Комплект импланти от титанов никелид за травматология (под формата на скоби, скоби, фиксатори и др.).

Фигура 8. Комплект импланти от титанов никелид за хирургия (под формата на скоби, дилататори, хирургически инструменти).

Фигура 9. Образци на порести материали и импланти от титанов никелид за вертебрология (под формата на ендопротези, ламеларни и цилиндрични продукти).

Фигура 10. Материали от титанов никелид и ендопротези за лицево-челюстна хирургия и стоматология.

В допълнение, никел-титаниеви сплави, както повечето продукти на базата на титан, са биоинертни поради висока корозионна и галванична устойчивост. По този начин той е идеален материал по отношение на човешкото тяло за производството на биомеханично съвместими импланти (BMCI).

Използването на Ti и Ta за производството на съдови стентове

Стентове (от английски stent) - в медицината се наричат ​​специални, имащи формата на еластични мрежести цилиндрични рамки, метални конструкции, поставени вътре в големи съдове (вени и артерии), както и други кухи органи (хранопровод, черва, жлъчни пътища, и др.) върху патологично стеснени зони, за да ги разширите до необходимите параметри и да възстановите проходимостта.

Използването на метода на стентиране е най-търсено в такава област като съдова хирургия и по-специално коронарна ангиопластика (фиг. 11).

Фигура 11. Образци на съдови стентове от титан и тантал.

Към днешна дата повече от половин хиляди съдови стентове са научно разработени и въведени в практиката. различни видовеи дизайни. Те се различават един от друг по състава на оригиналната сплав, дължината, конфигурацията на отворите, вида на повърхностното покритие и други работни параметри.

Изискванията към съдовите стентове са предназначени да осигурят тяхната безупречна функционалност, поради което са разнообразни и много високи.

Тези продукти трябва да бъдат:

• биосъвместим с телесните тъкани;
• гъвкав;
• еластичен;
• издръжлив;
• рентгеноконтрастни и др.

Основните материали, използвани днес при производството на метални стентове, са състави от благородни метали, както и Ta, Ti и техните сплави (VT6S, VT8, VT 14, VT23, нитинол), които са напълно биоинтегрируеми с телесните тъкани и комбинират комплекс на всички други необходими физични и механични свойства.свойства.

Зашиване на кости, съдове и нервни влакна

Периферните нервни стволове, увредени в резултат на различни механични наранявания или усложнения на определени заболявания, изискват сериозни хирургична интервенция. Ситуацията се влошава от факта, че подобни патологиисе наблюдават на фона на увреждане на свързани органи, като кости, кръвоносни съдове, мускули, сухожилия и др. В този случай се развива цялостна програмалечение с налагане на специфични конци. Като суровина за производството на конци - конци, скоби, скоби и др. – титанът, танталът и техните сплави се използват като метали, които имат химическа биосъвместимост и целия комплекс от необходими физични и механични свойства.

Фигурите по-долу показват примери за такива операции.

Фигура 12. Зашиване на костта с титаниеви скоби.

Фигура 13. Зашиване на сноп от нервни влакна с помощта на най-фините танталови нишки.

Фигура 14. Зашиване на съдове с танталови скоби.

Понастоящем се разработват все по-модерни технологии за невро-остео- и вазопластика, но титаниево-танталовите материали, използвани за това, продължават да държат дланта пред всички останали.

Пластична операция

Пластичната хирургия е хирургично отстраняване на органни дефекти с цел пресъздаване на идеалните им анатомични пропорции. Често такива реконструкции се извършват с помощта на различни метални изделия, имплантирани в тъканите под формата на пластини, мрежи, пружини и др.

Особено показателна в това отношение е краниопластиката - операция за коригиране на деформацията на черепа. В зависимост от показанията във всяка конкретна клинична ситуация, краниопластиката може да се извърши чрез апликиране на твърди титаниеви пластини или еластични танталови мрежи върху оперираната област. И в двата случая може да се използва чисти металибез легиращи добавки и техните биоинертни сплави. Примери за използване на краниопластика титанова плочаи танталова мрежа са представени на фигурите по-долу.

Фигура 15. Краниопластика с титаниева плоча.

Фигура 16. Краниопластика с танталова мрежа.

Титаниево-танталовите структури могат да се използват и за козметично възстановяване на лицето, гърдите, задните части и много други органи.

Неврохирургия (налагане на микроклипси)

Изрязването (на английски clip clip) е неврохирургична операция на мозъчните съдове, която има за цел да спре кървенето (по-специално при разкъсване на аневризма) или да изключи кръвообращението на пострадалите. малки съдове. Същността на метода на клипсиране се състои в това, че миниатюрни метални скоби - скоби - се наслагват върху увредените зони.

Търсенето на метода на клипсиране, предимно в областта на неврохирургията, се обяснява с невъзможността за лигиране на малки мозъчни съдоветрадиционни начини.

Поради разнообразието и спецификата на възникващите клинични ситуации, в неврохирургичната практика се използва широка гама от съдови клипове, които се различават по специфична цел, метод на фиксиране, размери и други функционални параметри (фиг. 17).

Фигура 17. Щипки за изключване на мозъчни аневризми.

На снимките щипките изглеждат големи, но в действителност не са по-големи от детски нокът и са поставени под микроскоп (фиг. 18).

Фигура 18. Операция за клипсиране на аневризма на мозъчен съд.

За производството на скоби, като правило, се използва плоска тел от чист титан или тантал, в някои случаи от сребро. Такива продукти са абсолютно инертни по отношение на медулата, без да предизвикват реакции на противодействие.

Зъбна ортопедия

Титанът, танталът и техните сплави са намерили широко медицинско приложение в стоматологията, а именно в областта на зъбното протезиране.

Устната кухина е особено агресивна среда, която се отразява негативно на металните материали. Дори такива благородни метали, традиционно използвани в зъбните протези, като златото и платината, в устната кухинане може напълно да устои на корозия и последващо отхвърляне, да не говорим за високата цена и голямата маса, която причинява дискомфорт на пациентите. От друга страна, леките ортопедични конструкции, изработени от акрилна пластмаса, също не издържат на сериозна критика поради тяхната крехкост. Истинска революция в стоматологията е производството на индивидуални корони, както и мостове и подвижни протези на базата на титан и тантал. Тези метали, поради такива ценни качества, присъщи на тях като биологична инертност и висока якост при относителна евтиност, успешно се конкурират със златото и платината и дори ги надминават по редица параметри.

По-специално, щампованите и масивни титанови коронки са много популярни (фиг. 19). А короните с плазмено пръскане, изработени от титанов нитрид TiN, практически не се различават от златото по външен вид и функционални свойства (фиг. 19)

Фигура 19. Твърда титаниева коронка и коронка с покритие от титаниев нитрид.

Що се отнася до протезите, те могат да бъдат фиксирани (мостове) за възстановяване на няколко съседни зъби или подвижни, използвани при загуба на цялото съзъбие (пълна челюстна адентия). Най-често срещаните протези са кламмер (от немски der Bogen „дъга“).

Бюгельната протеза се отличава благоприятно с наличието на метална рамка, върху която е закрепена основната част (фиг. 20).

Фигура 20. Бюгельна протеза на долната челюст.

Днес закопчалката на протезата и закопчалките обикновено се изработват от чист медицински титан с висока чистота на марката HDTV.

Истинска революция в денталната медицина е непрекъснато нарастващото търсене на протези за импланти. Протезирането на импланти е най-надеждният начин за фиксиране на ортопедични конструкции, които в този случай служат десетилетия или дори цял живот.

Денталният (зъбен) имплант е конструкция от две части, служеща за опора на коронки, както и на мостове и подвижни зъбни протези, чиято основна част (самият имплант) е коничен щифт с резба, завинтен директно в челюстната кост. На горната платформа на импланта се монтира опора, която служи за фиксиране на короната или протезата (фиг. 21).

Фигура 21 Дентален имплант Nobel Biocare, изработен от чист медицински титан клас 4 (G4Ti).

Най-често за производството на винтовата част на импланта се използва чист медицински титан с повърхностно тантало-ниобиево покритие, което допринася за активирането на процеса на остеоинтеграция - сливането на метал с живи тъкани на костите и венците.

Въпреки това, някои производители предпочитат да произвеждат не двукомпонентни, а монолитни импланти, при които винтовата част и опората нямат отделна, а монолитна структура. В същото време, например, немската фирма Zimmer произвежда еднокомпонентни импланти от порест тантал, който в сравнение с титана има по-голяма гъвкавост и се вгражда в костната тъкан с почти нулев риск от усложнения (фиг. 22).

Фигура 22 Еднокомпонентни порести танталови зъбни импланти Zimmer.

Танталът, за разлика от титана, е по-тежък метал, така че порестата структура значително олекотява продукта, без освен това да причинява необходимост от допълнително външно отлагане на остеоинтегриращо покритие.

Примери за имплантно протезиране на отделни зъби (корони) и чрез инсталиране на подвижни протези върху импланти са показани на фиг. 23.

Фигура 23. Примери за използване на титаниево-танталови импланти в зъбното протезиране.

Днес, в допълнение към съществуващите, се разработват все повече и повече нови методи за протезиране на импланти, показващи висока ефективност в различни клинични ситуации.

Производство на медицински инструменти

Днес в света клинична практикаизползват се стотици разновидности на различни хирургически и ендоскопски инструменти и медицинско оборудване, произведени от титан и тантал (GOST 19126-79 „Медицински метални инструменти. Общи спецификации". Те се сравняват благоприятно с други аналози по отношение на якост, пластичност и устойчивост на корозия, което определя биологичната инертност.

Медицинските инструменти от титан са почти два пъти по-леки от стоманените, като същевременно са по-удобни и издръжливи.

Фигура 24. Хирургически инструментиизработени на база титан-тантал.

Основните медицински индустрии, в които титаново-танталовите инструменти са най-търсени, са офталмологични, стоматологични, отоларингологични и хирургични. Богатата гама от инструменти включва стотици видове шпатули, щипки, разширители, огледала, скоби, ножици, форцепс, скалпели, стерилизатори, тръби, длета, пинсети, всякакви плочи.

Биохимичните и физико-механичните характеристики на леките титаниеви инструменти са от особено значение за военната полева хирургия и различни експедиции. Тук те са абсолютно незаменими, тъй като при екстремни условия буквално всеки 5-10 грама излишен товар е значително бреме, а устойчивостта на корозия и максималната надеждност са задължителни изисквания.

Титанът, танталът и техните сплави под формата на монолитни продукти или тънки защитни покрития се използват активно в медицинската апаратура. Те се използват в производството на дестилатори, помпи за изпомпване на агресивни среди, стерилизатори, компоненти на анестезия и дихателна апаратура, най-сложните устройства за дублиране на работата на жизненоважни важни органикато "изкуствено сърце", "изкуствен бял дроб", " изкуствен бъбрек" и т.н.

Титановите глави на ултразвукови устройства имат най-дълъг експлоатационен живот, въпреки факта, че аналозите от други материали, дори при нередовно излагане на ултразвукови вибрации, бързо стават неизползваеми.

В допълнение към горното може да се отбележи, че титанът, подобно на тантала, за разлика от много други метали, има способността да десорбира („отблъсква“) радиацията на радиоактивни изотопи и следователно се използва активно в производството на различни защитни устройства и радиологично оборудване.

Заключение

Разработването и производството на медицински изделия е една от най-интензивно развиващите се области на научно-техническия прогрес. С началото на третото хилядолетие медицинската наука и технологии стават едни от основните движещи силисъвременната световна цивилизация.

Значението на металите в човешкия живот непрекъснато нараства. На фона на интензивното развитие на научното материалознание и практическата металургия се извършват революционни промени. И сега, през последните десетилетия, такива индустриални метали като титан и тантал бяха издигнати „на щита на историята“, които с всички основания могат да бъдат наречени структурни материали на новото хилядолетие.

Значението на титана в съвременната медицина не може да бъде надценено. Въпреки сравнително кратката история на употреба в практически цели, той се превърна в един от водещите материали в много медицински индустрии. Титанът и неговите сплави имат сумата от всички необходими характеристики за това: устойчивост на корозия (и в резултат на това биоинертност), както и лекота, здравина, твърдост, твърдост, издръжливост, галванична неутралност и др.

Не е по-нисък от титана по отношение на практическото значение и тантала. При общото сходство на повечето от полезните свойства, в някои качества те са по-ниски, а в някои се превъзхождат. Ето защо е трудно и едва ли разумно да се прецени обективно приоритета на който и да е от тези метали за медицината: те по-скоро органично се допълват, отколкото са в конфликт. Достатъчно е да се каже, че сега те активно се развиват и намират реално приложениемедицински конструкции на базата на титаново-танталови сплави, съчетаващи всички предимства на Ti и Ta. И далеч не е случайно, че през последните години се правят все по-успешни опити за създаване на пълноценни имплантируеми директно в човешкото тяло. изкуствени органиот титан, тантал и техните съединения. Наближава времето, когато, да речем, понятията "титаново сърце" или "танталови нерви" уверено ще се преместят от категорията на фигурите на речта в чисто практическа равнина.

Кобалтови хромирани сплави

Кобалтово-хромови сплави клас KHS

кобалт 66-67%, което придава твърдост на сплавта, като по този начин подобрява механичните свойства на сплавта.

хром 26-30%, въведен, за да придаде твърдост на сплавта и да увеличи устойчивостта на корозия, образувайки пасивиращ филм върху повърхността на сплавта.

никел 3-5%, което повишава пластичността, якостта, ковкостта на сплавта, като по този начин подобрява технологичните свойства на сплавта.

молибден 4-5,5%, като страхотна ценаза увеличаване на якостта на сплавта, като я направи дребнозърнеста.

манган 0,5%, което повишава якостта, качеството на леене, понижава точката на топене, помага за отстраняване на токсични гранулирани съединения от сплавта.

въглерод 0,2%, което намалява точката на топене и подобрява течливостта на сплавта.

силиций 0,5%, подобряване на качеството на отливките, увеличаване на течливостта на сплавта.

желязо 0,5%, повишаване на течливостта, повишаване на качеството на леене.

азот 0,1%, което намалява точката на топене, подобрява течливостта на сплавта. В същото време увеличаването на азота над 1% влошава пластичността на сплавта.

берилий 0-1,2%

алуминий 0,2%

СВОЙСТВА: CCS има високи физични и механични свойства, относително ниска плътност и отлична течливост, което прави възможно отливането на ажурни зъбни продукти с висока якост. Точката на топене е 1458C, механичният вискозитет е 2 пъти по-висок от този на златото, минималната якост на опън е 6300 kgf/cm 2 . Високият модул на еластичност и по-ниската плътност (8 g/cm 3 ) позволяват производството на по-леки и здрави протези. Освен това са по-устойчиви на абразия и запазват за по-дълго време огледалния блясък на повърхността, придаден от полирането. Благодарение на добрите си леярски и антикорозионни свойства, сплавта се използва в ортопедичната стоматология за изработка на ляти коронки, мостове, различни конструкции на ляти бюгельни протези, металокерамични рамки за протези, подвижни протези с ляти основи, шиниращи устройства, отливки закопчалки.

ФОРМА ЗА ИЗПУСКАНЕ: произвежда се под формата на кръгли заготовки с тегло 10 и 30 g, опаковани в 5 и 15 броя.

Всички произвеждани метални сплави за ортопедична дентална медицина се разделят на 4 основни групи:

Bygodents - сплави за ляти подвижни протези.

KX-Dents - сплави за керамично-метални протези.

HX-Dents - никел-хромови сплави за металокерамични протези.

Дентаните са желязо-никел-хромови сплави за протези.

1. Bygodents. Те са многокомпонентна сплав.

СЪСТАВ: кобалт, хром, молибден, никел, въглерод, силиций, манган.

СВОЙСТВА: плътност - 8,35 g/cm 3 , твърдост по Бринел - 360-400 HB, точка на топене на сплавта - 1250-1400C.

ПРИЛОЖЕНИЕ: използва се за изработка на ляти бюгельни протези, кламери, шиниращи устройства.

Byugodent CCS vac (мек)- съдържа 63% кобалт, 28% хром, 5% молибден.

Bygodent CCN vac (нормален) - съдържа 65% кобалт, 28% хром, 5% молибден и също повишено съдържаниевъглерод и не съдържа никел.

Bygodent CCH vac (твърд)- основата е кобалт - 63%, хром - 30% и молибден - 5%. Сплавта има максимално съдържаниевъглерод - 0,5%, допълнително легиран с ниобий - 2% и не съдържа никел. Има изключително високи еластични и якостни параметри.

Byugodent CCC vac (мед)- основата е кобалт - 63%, хром - 30%, молибден - 5% Химическият състав на сплавите включва мед и високо съдържание на въглерод - 0,4%. В резултат на това сплавта има високи еластични и якостни свойства. Наличието на плитки в сплавта улеснява полирането, както и друга механична обработка на протези от нея.

Bygodent CCL vac (течност)- в допълнение към кобалт - 65%, хром - 28% и молибден - 5%, в състава на сплавта се въвеждат бор и силиций. Тази сплав има отлична течливост, балансирани свойства.

2. KH-Дентове

ПРИЛОЖЕНИЯ: използва се за изработка на ляти метални рамки с порцеланови облицовки. оксиден филм, образуван върху повърхността на сплавите, ви позволява да нанасяте керамични или стъклокерамични покрития. Има няколко вида от тази сплав: CS, CN, CB, CC, CL, DS, DM.

KH-Dent CN vac (нормален) съдържа 67% кобалт, 27% хром и 4,5% молибден, но не съдържа въглерод и никел. Това значително подобрява неговите пластични характеристики и намалява твърдостта.

KX-Dent CB прахосмукачка (Bondy)има следния състав: 66,5% кобалт, 27% хром, 5% молибден. Сплавта има добра комбинациялеене и механични свойства.

3. NH-вдлъбнатини

СЪСТАВ: никел - 60-65%; хром - 23-26%; молибден - 6-11%; силиций - 1,5-2%; не съдържа въглерод.

NH-Dent сплави на базата на никел-хром

ПРИЛОЖЕНИЕ: за висококачествени металокерамични корони и малки мостове, имат висока твърдост и здравина. Рамките на протезите лесно се шлифоват и полират.

СВОЙСТВА: сплавите имат добри леярски свойства, съдържат добавки за рафиниране, което позволява не само да се получи качествен продукт при леене във високочестотни индукционни топилни машини, но и да се използват повторно до 30% от леярите в нови стопилки. Има няколко вида от тази сплав: NL, NS, NH.

HX-Dent NS vac (мек) - в състава си съдържа никел - 62%, хром - 25% и молибден - 10%. Има висока стабилност на размерите и минимално свиване, което позволява отливане на дълги мостове в една стъпка.

HX-Dent NL vac (течност) - съдържа 61% никел, 25% хром и 9,5% молибден. Тази сплав има добри леярски свойства, което позволява получаването на отливки с тънки, ажурни стени.

4.Вдлъбнатини

СВОЙСТВА: Сплавите от тип Дентан са предназначени да заменят лятата неръждаема стомана. Имат значително по-висока пластичност и устойчивост на корозия поради факта, че съдържат почти 3 пъти никел и 5% повече хром. Сплавите имат добри леярски свойства - ниско свиване и добра течливост. Много ковък при обработка.

ПРИЛОЖЕНИЕ: използва се за производство на отливки единични корони, ляти коронки с пластмасова облицовка. Има няколко вида от тази сплав: DL, D, DS, DM.

Дентан Дсъдържа 52% желязо, 21% никел, 23% хром. Има висока пластичност и устойчивост на корозия, ниско свиване и добра течливост.

Дентан ДМсъдържа 44% желязо, 27% никел, 23% хром и 2% молибден. Молибденът беше допълнително въведен в състава на сплавта, което увеличи нейната якост в сравнение с предишните сплави, когато се сравнява същото ниво на обработваемост, течливост и други технологични свойства.

За някои никел-хромови сплави наличието на оксиден филм може да бъде отрицателно, тъй като при висока температураизпичането на никелови и хромови оксиди се разтварят в порцелана, оцветявайки го. Увеличаването на количеството хромен оксид в порцелана води до намаляване на коефициента на термично разширение, което може да доведе до отчупване на керамиката от метала.

Титанови сплави

СВОЙСТВА: титановите сплави имат високи технологични и физико-механични свойства, както и биологична инертност. Точката на топене на титановата сплав е 1640C. Продуктите от титан имат абсолютна инертност към тъканите на устната кухина, пълна липса на токсични, топлоизолационни и алергични ефекти, малка дебелина и тегло с достатъчна твърдост на основата поради високата специфична якост на титана, висока точност на възпроизвеждане на най-малките детайли от релефа на протезното легло.

ВТ-100 лист- използва се за производство на щамповани корони (дебелина 0,14-0,28 mm), щамповани основи (0,35-0,4 mm) на подвижни протези.

VT-5L - отливки -използва се за изработка на ляти корони, мостове, рамки за шиниращи протези, ляти метални бази.