Προτιμώμενες ποιότητες τιτανίου στην οδοντιατρική. βιολογική αδιαφορία και αντοχή στη διάβρωση σε οξέα και αλκάλια σε μικρές συγκεντρώσεις

Κράματα τιτανίουέχουν υψηλές τεχνολογικές και φυσικομηχανικές ιδιότητες, καθώς και τοξικολογική αδράνεια. Το φύλλο τιτανίου BT-100 χρησιμοποιείται για σφραγισμένες στεφάνες (πάχους 0,14-0,28 mm), σφραγισμένες βάσεις (0,35-0,4 mm) αφαιρούμενων οδοντοστοιχιών, πλαίσια από τιτανιοκεραμικές προθέσεις, εμφυτεύματα διαφόρων σχεδίων. Το Titanium VT-6 χρησιμοποιείται επίσης για εμφύτευση.

Για να δημιουργήσετε χυτές στεφάνες, γέφυρες, τόξο (κούμπωμα), προθέσεις νάρθηκα, χυτές μεταλλικές βάσεις, χύτευση τιτανίου VT-5L. Το σημείο τήξης του κράματος τιτανίου είναι 1640°C.

Στην ξένη εξειδικευμένη βιβλιογραφία υπάρχει μια άποψη σύμφωνα με την οποία τιτάνιο και τα κράματά τουαποτελούν εναλλακτική του χρυσού. Όταν εκτίθεται στον αέρα, το τιτάνιο σχηματίζει ένα λεπτό, αδρανές στρώμα οξειδίου. Άλλα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν τη χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και την ικανότητα συγκόλλησης με σύνθετα τσιμέντα και πορσελάνη. Το μειονέκτημα είναι η δυσκολία απόκτησης χύτευσης (το καθαρό τιτάνιο λιώνει στους 1668 ° C και αντιδρά εύκολα με τις παραδοσιακές μάζες καλουπώματος και το οξυγόνο). Επομένως, πρέπει να χυθεί και να συγκολληθεί σε ειδικές συσκευές σε περιβάλλον χωρίς οξυγόνο. Αναπτύσσονται κράματα τιτανίου-νικελίου που μπορούν να χυτευθούν χρησιμοποιώντας την παραδοσιακή μέθοδο (ένα τέτοιο κράμα απελευθερώνει πολύ λίγα ιόντα νικελίου και συνδέεται καλά με την πορσελάνη). Νέες μέθοδοι δημιουργίας σταθερών προσθετικών (κυρίως στεφάνων και γεφυρών) με χρήση τεχνολογίας CAD/CAM (μοντελοποίηση υπολογιστή / φρέζα από υπολογιστή) εξαλείφουν αμέσως όλα τα προβλήματα χύτευσης. Ορισμένες επιτυχίες έχουν σημειωθεί και από εγχώριους επιστήμονες.

Οι αφαιρούμενες οδοντοστοιχίες με βάσεις τιτανίου με λεπτό φύλλο πάχους 0,3-0,7 mm έχουν τα ακόλουθα κύρια πλεονεκτήματα σε σχέση με τις οδοντοστοιχίες με βάσεις από άλλα υλικά:

Απόλυτη αδράνεια στους ιστούς της στοματικής κοιλότητας, η οποία εξαλείφει εντελώς την πιθανότητα αλλεργικής αντίδρασης στο νικέλιο και το χρώμιο, που αποτελούν μέρος μεταλλικών βάσεων από άλλα κράματα. - πλήρης απουσία τοξικών, θερμομονωτικών και αλλεργικών επιδράσεων χαρακτηριστικών των πλαστικών βάσεων. - μικρό πάχος και βάρος με επαρκή ακαμψία της βάσης λόγω της υψηλής ειδικής αντοχής του τιτανίου. - υψηλή ακρίβειααναπαραγωγή των μικρότερων λεπτομερειών του ανάγλυφου του προσθετικού κρεβατιού, απρόσιτες για πλαστικές και χυτές βάσεις από άλλα μέταλλα. - σημαντική ανακούφιση στον εθισμό του ασθενούς στην πρόσθεση. - Διατήρηση καλής διάκρισης και αντίληψης της γεύσης του φαγητού.

Το πορώδες τιτάνιο και το νικελίδιο του τιτανίου, που έχει μνήμη σχήματος, έχουν χρησιμοποιηθεί στην οδοντιατρική ως υλικά για εμφυτεύματα. Υπήρξε μια περίοδος που η επίστρωση μεταλλικών προθέσεων με νιτρίδιο τιτανίου έγινε ευρέως διαδεδομένη στην οδοντιατρική, δίνοντας μια χρυσή απόχρωση στον χάλυβα και το CCS και απομονώνοντας, σύμφωνα με τους συντάκτες της μεθόδου, τη γραμμή συγκόλλησης. Ωστόσο, αυτή η τεχνική δεν έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως για τους ακόλουθους λόγους:

1) η επίστρωση νιτριδίου του τιτανίου των σταθερών προθέσεων βασίζεται στην παλιά τεχνολογία, δηλαδή σφράγιση και συγκόλληση.

2) όταν χρησιμοποιούνται προθέσεις με επίστρωση νιτριδίου τιτανίου, χρησιμοποιείται η παλιά τεχνολογία προθέσεων, επομένως, τα προσόντα των ορθοπεδικών οδοντιάτρων δεν αυξάνονται, αλλά παραμένουν στο επίπεδο της δεκαετίας του '50.

3) Οι προθέσεις με επικάλυψη νιτριδίου τιτανίου είναι αντιαισθητικές και έχουν σχεδιαστεί για την κακή γεύση ενός συγκεκριμένου μέρους του πληθυσμού. Το καθήκον μας δεν είναι να τονίσουμε το ελάττωμα της οδοντοφυΐας, αλλά να το κρύψουμε. Και από αυτή την άποψη, αυτές οι προθέσεις είναι απαράδεκτες. Τα κράματα χρυσού έχουν επίσης αισθητικά μειονεκτήματα. Όμως η δέσμευση των ορθοπεδικών οδοντιάτρων στα κράματα χρυσού δεν οφείλεται στο χρώμα τους, αλλά στην κατασκευαστικότητα και την υψηλή αντοχή στο στοματικό υγρό.

4) κλινικές παρατηρήσειςέδειξε ότι η επίστρωση νιτριδίου του τιτανίου ξεφλουδίζει, με άλλα λόγια, αυτή η επίστρωση έχει την ίδια μοίρα με άλλα διμεταλλικά.

5) θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το πνευματικό επίπεδο των ασθενών μας έχει αυξηθεί σημαντικά, και ταυτόχρονα έχουν αυξηθεί οι απαιτήσεις για την εμφάνιση της πρόθεσης. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τις προσπάθειες ορισμένων ποδίατρων να βρουν ένα υποκατάστατο από κράμα χρυσού.

6) οι λόγοι εμφάνισης της πρότασης - κάλυψη σταθερών οδοντοστοιχιών με νιτρίδιο τιτανίου - είναι αφενός η υστέρηση της υλικοτεχνικής βάσης της ορθοπεδικής οδοντιατρικής και αφετέρου το ανεπαρκές επίπεδο επαγγελματικής κουλτούρας κάποιοι οδοντίατροι.

Σε αυτό μπορεί να προστεθεί μια μεγάλη ποσότητα τοξικών αλλεργικές αντιδράσειςσώμα ασθενών σε επίστρωση νιτριδίου τιτανίου σταθερών προθέσεων.

Πολυάριθμες θεμελιώδεις και εφαρμοσμένες μελέτες το αναφέρουν καλύτερο υλικόγια την κατασκευή οδοντικών εμφυτευμάτων είναι το τιτάνιο.

Στη Ρωσία, για την παραγωγή διαφόρων σχεδίων, χρησιμοποιούνται εμπορικά καθαρό τιτάνιο BT 1-0 και BT 1-00 (GOST 19807-91), ενώ στο εξωτερικό χρησιμοποιείται το λεγόμενο "εμπορικά καθαρό" τιτάνιο, το οποίο διαιρείται σε 4 βαθμούς (Βαθμός 1-4 ASTM , ISO). Χρησιμοποιείται επίσης κράμα τιτανίου Ti-6Al-4V (ASTM, ISO), το οποίο είναι ανάλογο του εγχώριου κράματος BT-6. Όλες αυτές οι ουσίες είναι διαφορετικές ως προς τη χημική σύνθεση και τις μηχανικές ιδιότητες.

Ποιότητα τιτανίου Βαθμού 1,2,3 - δεν χρησιμοποιείται στην οδοντιατρική, επειδή. πολύ μαλακό.

Οφέλη από καθαρό τιτάνιο βαθμού 4 (СP4)

• Καλύτερη βιολογική συμβατότητα
• Απουσία τοξικού βαναδίου (V)
• Καλύτερη αντοχή στη διάβρωση
• 100% απουσία αλλεργικών αντιδράσεων

Σύμφωνα με τη μελέτη επιστημονικών άρθρων, μεθοδολογικών και παρουσιάσεων εκδόσεων ξένων εταιρειών, τα πρότυπα ASTM, ISO, GOST, υπάρχουν συγκριτικούς πίνακεςιδιότητες και σύνθεση τιτανίου διαφορετικών ποιοτήτων.

Πίνακας 1. Χημική σύνθεση τιτανίου σύμφωνα με το ISO 5832/II και το ASTM F 67−89.

** Τα δεδομένα ISO και ASTM συμφωνούν σε πολλά σημεία, όπου διαφέρουν, οι τιμές ASTM δίνονται σε παρένθεση.

Πίνακας 2 Μηχανικές ιδιότητες τιτανίου σύμφωνα με το ISO 5832/II και το ASTM F 67−89.

Πίνακας 3. Χημική σύνθεση κραμάτων τιτανίου σύμφωνα με GOST 19807−91.

* Στην κατηγορία τιτανίου VT 1−00, το κλάσμα μάζας του αλουμινίου επιτρέπεται όχι περισσότερο από 0,3%, σε τιτάνιο ποιότητας VT 1−0 όχι περισσότερο από 0,7%.

Πίνακας 4. Μηχανικές ιδιότητες κραμάτων τιτανίου σύμφωνα με το GOST 19807−91.

** Τα δεδομένα δίνονται σύμφωνα με το OST 1 90 173−75.
*** Δεν βρέθηκαν δεδομένα στη διαθέσιμη βιβλιογραφία.

Το πιο ανθεκτικό από τα θεωρούμενα υλικά είναι το κράμα Ti-6Al-4V (το εγχώριο ανάλογο του VT-6). Η αύξηση της αντοχής επιτυγχάνεται με την εισαγωγή αλουμινίου και βαναδίου στη σύνθεσή του. Ωστόσο, αυτό το κράμα ανήκει στην πρώτη γενιά βιοϋλικών και, παρά την απουσία κλινικών αντενδείξεων, χρησιμοποιείται όλο και λιγότερο. Η διάταξη αυτή δίνεται στην πτυχή των προβλημάτων ενδοπροσθετικής αντικατάστασης μεγάλων αρθρώσεων.

Από την άποψη της καλύτερης βιολογικής συμβατότητας, οι ουσίες που ανήκουν στην ομάδα του «καθαρού» τιτανίου φαίνεται να είναι πιο ελπιδοφόρες. Πρέπει να σημειωθεί ότι όταν μιλούν για "καθαρό" τιτάνιο, εννοούν μία από τις τέσσερις ποιότητες τιτανίου που έχουν εγκριθεί για εισαγωγή στους ιστούς του σώματος σύμφωνα με διεθνή πρότυπα. Όπως φαίνεται από τα παραπάνω δεδομένα, διαφέρουν ως προς τη χημική τους σύσταση, η οποία, στην πραγματικότητα, καθορίζει τη βιολογική συμβατότητα και τις μηχανικές ιδιότητες.

Το ζήτημα της αντοχής αυτών των υλικών είναι επίσης σημαντικό. Τα καλύτερα χαρακτηριστικάΤο τιτάνιο κατηγορίας 4 διαθέτει από αυτή την άποψη.
Κατά την εξέταση της χημικής του σύνθεσης, μπορεί να σημειωθεί ότι η περιεκτικότητα σε οξυγόνο και σίδηρος είναι αυξημένη σε τιτάνιο αυτής της ποιότητας. Το θεμελιώδες ερώτημα είναι: βλάπτει αυτό τη βιολογική συμβατότητα;

Η αύξηση του οξυγόνου μάλλον δεν θα είναι αρνητική. Η αύξηση της περιεκτικότητας σε σίδηρο κατά 0,3% στο τιτάνιο βαθμού 4 (σε σύγκριση με το βαθμό 1) μπορεί να προκαλέσει κάποια ανησυχία, καθώς, σύμφωνα με πειραματικά δεδομένα, ο σίδηρος (όπως και το αλουμίνιο) όταν εμφυτεύεται στους ιστούς του σώματος οδηγεί στο σχηματισμό συνδετικού ιστός γύρω από το εμφύτευμα - στιβάδα ιστού, που αποτελεί ένδειξη ανεπαρκούς βιοαδρανείας του μετάλλου. Επιπλέον, σύμφωνα με τα ίδια στοιχεία, ο σίδηρος αναστέλλει την ανάπτυξη της οργανικής καλλιέργειας. Ωστόσο, όπως προαναφέρθηκε, τα παραπάνω στοιχεία αναφέρονται στην εμφύτευση «καθαρών» μετάλλων.

Σε αυτήν την περίπτωση, το ερώτημα είναι σημαντικό: είναι δυνατόν τα ιόντα σιδήρου να διαφύγουν μέσω της στιβάδας του οξειδίου του τιτανίου στους περιβάλλοντες ιστούς και, αν είναι δυνατόν, με ποιο ρυθμό και τι είδους περαιτέρω μεταβολισμό; Δεν βρήκαμε πληροφορίες για αυτό το θέμα στη διαθέσιμη βιβλιογραφία.

Κατά τη σύγκριση ξένων και εγχώριων προτύπων, μπορεί να σημειωθεί ότι τα κράματα τιτανίου VT 1-0 και VT 1-00 που επιτρέπονται για κλινική χρήση στη χώρα μας αντιστοιχούν πρακτικά σε ποιότητες "καθαρού" τιτανίου Grade 1 και 2. Μειωμένο περιεχόμενοΤο οξυγόνο και ο σίδηρος σε αυτές τις ποιότητες οδηγεί σε μείωση των ιδιοτήτων αντοχής τους, οι οποίες δεν μπορούν να θεωρηθούν ευνοϊκές. Αν και το τιτάνιο ποιότητας VT 1-00 έχει ένα ανώτερο όριο αντοχής σε εφελκυσμό που αντιστοιχεί σε αυτό του βαθμού 4, η αντοχή διαρροής του οικιακού κράματος είναι σχεδόν δύο φορές χαμηλότερη. Επιπλέον, στη σύνθεσή του μπορεί να περιλαμβάνεται αλουμίνιο, το οποίο, όπως προαναφέρθηκε, είναι ανεπιθύμητο.

Κατά τη σύγκριση των ξένων προτύπων, μπορεί να σημειωθεί ότι το αμερικανικό πρότυπο είναι πιο αυστηρό και τα πρότυπα ISO αναφέρονται σε αμερικανικά σε ορισμένες παραγράφους. Επιπλέον, η αντιπροσωπεία των ΗΠΑ διαφώνησε με την έγκριση του προτύπου ISO για το τιτάνιο που χρησιμοποιείται στη χειρουργική.

Έτσι, μπορεί να υποστηριχθεί ότι:
Το καλύτερο υλικό για την κατασκευή οδοντικών εμφυτευμάτων, σήμερα, είναι το «καθαρό» τιτάνιο βαθμού 4 σύμφωνα με το πρότυπο ASTM, καθώς:

• δεν περιέχει τοξικό βανάδιο, όπως κράμα Ti-6Al-4V.
• η παρουσία Fe στη σύνθεσή του (μετρούμενη σε δέκατα του %) δεν μπορεί να θεωρηθεί αρνητική, καθώς ακόμη και σε περίπτωση πιθανής απελευθέρωσης ιόντων σιδήρου στους περιβάλλοντες ιστούς, η επίδρασή τους στους ιστούς δεν είναι τοξική, όπως στο βανάδιο.
• Το τιτάνιο κατηγορίας 4 έχει καλύτερες ιδιότητες αντοχής σε σύγκριση με άλλα υλικά της ομάδας "καθαρού" τιτανίου.

Κράματα χρωμίου κοβαλτίου

Κράματα κοβαλτίου-χρωμίου βαθμού KHS

κοβάλτιο 66-67%, που δίνει τη σκληρότητα του κράματος, βελτιώνοντας έτσι τις μηχανικές ιδιότητες του κράματος.

χρώμιο 26-30%, που εισάγεται για να δώσει τη σκληρότητα του κράματος και να αυξήσει την αντίσταση στη διάβρωση, σχηματίζοντας ένα παθητικό φιλμ στην επιφάνεια του κράματος.

νικέλιο 3-5%, το οποίο αυξάνει την πλαστικότητα, τη σκληρότητα, την ελασιμότητα του κράματος, βελτιώνοντας έτσι τις τεχνολογικές ιδιότητες του κράματος.

μολυβδαίνιο 4-5,5%, το οποίο έχει μεγάλη σημασία για την αύξηση της αντοχής του κράματος καθιστώντας το λεπτόκοκκο.

μαγγάνιο 0,5%, που αυξάνει την αντοχή, την ποιότητα χύτευσης, μειώνει το σημείο τήξης, βοηθά στην απομάκρυνση των τοξικών κοκκωδών ενώσεων από το κράμα.

άνθρακα 0,2%, που μειώνει το σημείο τήξης και βελτιώνει τη ρευστότητα του κράματος.

πυρίτιο 0,5%, βελτιώνοντας την ποιότητα των χυτών, αυξάνοντας τη ρευστότητα του κράματος.

σίδηρος 0,5%, αύξηση ρευστότητας, αύξηση της ποιότητας χύτευσης.

άζωτο 0,1%, που μειώνει το σημείο τήξης, βελτιώνει τη ρευστότητα του κράματος. Ταυτόχρονα, μια αύξηση του αζώτου πάνω από 1% επιδεινώνει την ολκιμότητα του κράματος.

βηρύλλιο 0-1,2%

αλουμίνιο 0,2%

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ: Το CCS έχει υψηλές φυσικές και μηχανικές ιδιότητες, σχετικά χαμηλή πυκνότητα και εξαιρετική ρευστότητα, γεγονός που καθιστά δυνατή τη χύτευση διάτρητων οδοντικών προϊόντων υψηλής αντοχής. Το σημείο τήξης είναι 1458 C, το μηχανικό ιξώδες είναι 2 φορές υψηλότερο από αυτό του χρυσού, η ελάχιστη αντοχή εφελκυσμού είναι 6300 kgf/cm 2. Ο υψηλός συντελεστής ελαστικότητας και η χαμηλότερη πυκνότητα (8 g/cm 3 ) καθιστούν δυνατή την παραγωγή ελαφρύτερων και ισχυρότερων προθέσεων. Είναι επίσης πιο ανθεκτικά στην τριβή και διατηρούν την καθρέφτη λάμψη της επιφάνειας, που προσδίδεται με το γυάλισμα, για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Λόγω των καλών ιδιοτήτων χύτευσης και αντιδιαβρωτικής του, το κράμα χρησιμοποιείται στην ορθοπεδική οδοντιατρική για την κατασκευή χυτών στεφάνων, γεφυρών, διαφόρων σχεδίων χυτών προθέσεων με κούμπωμα, μεταλλοκεραμικών σκελετών οδοντοστοιχιών, αφαιρούμενων οδοντοστοιχιών με χυτές βάσεις, συσκευών νάρθηκα, χυτού κουμπώματα.

ΜΟΡΦΗ ΕΚΔΟΣΗΣ: παράγεται σε μορφή στρογγυλών τεμαχίων βάρους 10 και 30 g, συσκευασμένα σε 5 και 15 τεμάχια.

Όλα τα παραγόμενα κράματα μετάλλων για ορθοπεδική οδοντιατρική χωρίζονται σε 4 κύριες ομάδες:

Bygodents - κράματα για χυτή αφαιρούμενη οδοντοστοιχία.

KX-Dents - κράματα για κεραμικές-μεταλλικές προθέσεις.

HX-Dents - κράματα νικελίου-χρωμίου για μεταλλοκεραμικές προθέσεις.

Τα δοντάκια είναι κράματα σιδήρου-νικελίου-χρωμίου για οδοντοστοιχίες.

1. Υπόθετοι. Είναι ένα κράμα πολλαπλών συστατικών.

ΣΥΝΘΕΣΗ: κοβάλτιο, χρώμιο, μολυβδαίνιο, νικέλιο, άνθρακας, πυρίτιο, μαγγάνιο.

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ: πυκνότητα - 8,35 g/cm 3 , σκληρότητα Brinell - 360-400 HB, σημείο τήξης κράματος - 1250-1400C.

ΕΦΑΡΜΟΓΗ: χρησιμοποιείται για την κατασκευή χυτών προθέσεων με κούμπωμα, αγκράφες, συσκευών νάρθηκα.

Byugodent CCS vac (μαλακό)- περιέχει 63% κοβάλτιο, 28% χρώμιο, 5% μολυβδαίνιο.

Bygodent CCN vac (κανονικό) - περιέχει 65% κοβάλτιο, 28% χρώμιο, 5% μολυβδαίνιο και επίσης αυξημένο περιεχόμενοάνθρακα και δεν περιέχει νικέλιο.

Bygodent CCH vac (σκληρό)- η βάση είναι κοβάλτιο - 63%, χρώμιο - 30% και μολυβδαίνιο - 5%. Το κράμα έχει μέγιστη περιεκτικότητα σε άνθρακα 0,5%, επιπλέον κράμα με νιόβιο - 2% και δεν περιέχει νικέλιο. Έχει εξαιρετικά υψηλές παραμέτρους ελαστικότητας και αντοχής.

Byugodent CCC vac (χαλκός)- η βάση είναι κοβάλτιο - 63%, χρώμιο - 30%, μολυβδαίνιο - 5%. Η χημική σύνθεση των κραμάτων περιλαμβάνει χαλκό και υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα - 0,4%. Ως αποτέλεσμα, το κράμα έχει υψηλές ιδιότητες ελαστικότητας και αντοχής. Η παρουσία ρηχών στο κράμα διευκολύνει το γυάλισμα, καθώς και άλλη μηχανική επεξεργασία των προθέσεων από αυτό.

Bygodent CCL vac (υγρό)- εκτός από το κοβάλτιο - 65%, χρώμιο - 28% και μολυβδαίνιο - 5%, βόριο και πυρίτιο εισάγονται στη σύνθεση του κράματος. Αυτό το κράμα έχει εξαιρετική ρευστότητα, ισορροπημένες ιδιότητες.

2. KH-Dents

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ: χρησιμοποιείται για την κατασκευή χυτών μεταλλικών πλαισίων με επιφάνειες πορσελάνης. μεμβράνη οξειδίου, που σχηματίζεται στην επιφάνεια των κραμάτων, σας επιτρέπει να εφαρμόσετε κεραμικές ή υαλοκεραμικές επικαλύψεις. Υπάρχουν διάφοροι τύποι αυτού του κράματος: CS, CN, CB, CC, CL, DS, DM.

KH-Dent CN vac (κανονικό) περιέχει 67% κοβάλτιο, 27% χρώμιο και 4,5% μολυβδαίνιο, αλλά δεν περιέχει άνθρακα και νικέλιο. Αυτό βελτιώνει σημαντικά τα πλαστικά χαρακτηριστικά του και μειώνει τη σκληρότητα.

KX-Dent CB vac (Bondy)έχει την εξής σύνθεση: 66,5% κοβάλτιο, 27% χρώμιο, 5% μολυβδαίνιο. Το κράμα έχει καλό συνδυασμό χύτευσης και μηχανικών ιδιοτήτων.

3. NH-Dents

ΣΥΝΘΕΣΗ: νικέλιο - 60-65%; χρώμιο - 23-26%; μολυβδαίνιο - 6-11%; πυρίτιο - 1,5-2%; δεν περιέχουν άνθρακα.

Κράματα NH-Dent με βάση το νικέλιο-χρώμιο

ΕΦΑΡΜΟΓΗ: για ποιότητα μεταλλοκεραμικές στεφάνεςκαι οι μικρές γέφυρες έχουν υψηλή σκληρότητα και αντοχή. Τα πλαίσια των προθέσεων αλέθονται και γυαλίζονται εύκολα.

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ: τα κράματα έχουν καλές ιδιότητες χύτευσης, περιέχουν πρόσθετα διύλισης, γεγονός που καθιστά δυνατή όχι μόνο την απόκτηση ποιοτικού προϊόντος κατά τη χύτευση σε μηχανές επαγωγής τήξης υψηλής συχνότητας, αλλά και την επαναχρησιμοποίηση έως και 30% των σπιράλ σε νέα τήγματα. Υπάρχουν διάφοροι τύποι αυτού του κράματος: NL, NS, NH.

HX-Dent NS vac (μαλακό) - στη σύνθεσή του περιέχει νικέλιο - 62%, χρώμιο - 25% και μολυβδαίνιο - 10%. Έχει υψηλή σταθερότητα διαστάσεων και ελάχιστη συρρίκνωση, γεγονός που επιτρέπει τη χύτευση μακριών γεφυρών σε ένα βήμα.

HX-Dent NL vac (υγρό) - περιέχει 61% νικέλιο, 25% χρώμιο και 9,5% μολυβδαίνιο. Αυτό το κράμα έχει καλές ιδιότητες χύτευσης, επιτρέποντας τη λήψη χυτών με λεπτούς, ανοιχτούς τοίχους.

4.Βουλώματα

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ: Τα κράματα τύπου Dentan είναι σχεδιασμένα να αντικαθιστούν τους χυτούς ανοξείδωτους χάλυβες. Έχουν σημαντικά υψηλότερη ολκιμότητα και αντοχή στη διάβρωση λόγω του ότι περιέχουν σχεδόν 3 φορές νικέλιο και 5% περισσότερο χρώμιο. Τα κράματα έχουν καλές ιδιότητες χύτευσης - χαμηλή συρρίκνωση και καλή ρευστότητα. Πολύ εύπλαστο στη μηχανική κατεργασία.

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ: χρησιμοποιείται για την κατασκευή χυτών μονών στεφανών, χυτών στεφάνων με πλαστικό καπλαμά. Υπάρχουν διάφοροι τύποι αυτού του κράματος: DL, D, DS, DM.

Ντεντάν Δπεριέχει 52% σίδηρο, 21% νικέλιο, 23% χρώμιο. Έχει υψηλή ολκιμότητα και αντοχή στη διάβρωση, χαμηλή συρρίκνωση και καλή ρευστότητα.

Dentan DMπεριέχει 44% σίδηρο, 27% νικέλιο, 23% χρώμιο και 2% μολυβδαίνιο. Στη σύνθεση του κράματος προστέθηκε επιπλέον μολυβδαίνιο, το οποίο αύξησε την αντοχή του σε σύγκριση με τα προηγούμενα κράματα, όταν συγκρίθηκε το ίδιο επίπεδο μηχανικής κατεργασίας, ρευστότητας και άλλων τεχνολογικών ιδιοτήτων.

Για ορισμένα κράματα νικελίου-χρωμίου, η παρουσία ενός φιλμ οξειδίου μπορεί να είναι αρνητική, καθώς σε υψηλές θερμοκρασίες ψησίματος, τα οξείδια του νικελίου και του χρωμίου διαλύονται στην πορσελάνη, χρωματίζοντάς την. Η αύξηση της ποσότητας οξειδίου του χρωμίου στην πορσελάνη οδηγεί σε μείωση του συντελεστή θερμικής διαστολής της, η οποία μπορεί να προκαλέσει την αποκόλληση των κεραμικών από το μέταλλο.

Κράματα τιτανίου

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ: τα κράματα τιτανίου έχουν υψηλές τεχνολογικές και φυσικομηχανικές ιδιότητες, καθώς και βιολογική αδράνεια. Το σημείο τήξης του κράματος τιτανίου είναι 1640 C. Τα προϊόντα από τιτάνιο έχουν απόλυτη αδράνεια στους ιστούς της στοματικής κοιλότητας, ολική απουσίατοξικές, θερμομονωτικές και αλλεργικές επιδράσεις, μικρό πάχος και βάρος με επαρκή ακαμψία της βάσης λόγω της υψηλής ειδικής αντοχής του τιτανίου, υψηλή ακρίβεια αναπαραγωγής και των μικρότερων λεπτομερειών του ανάγλυφου του προσθετικού κρεβατιού.

φύλλο VT-100- χρησιμοποιείται για την κατασκευή σταμπωμένων στεφάνων (πάχους 0,14-0,28mm), σταμπωτών βάσεων (0,35-0,4mm) κινητών οδοντοστοιχιών.

VT-5L - cast -χρησιμοποιείται για την κατασκευή χυτών στεφάνων, γεφυρών, πλαισίων νάρθηκα προσθετών με κούμπωμα, χυτών μεταλλικών βάσεων.

Εισαγωγή

Η οδοντιατρική σήμερα δεν μένει ακίνητη. Σχεδόν κάθε μήνα ακούμε για νέες μεθόδους, εξοπλισμό, υλικά κ.λπ. Φυσικά, δεν έχουν όλες οι καινοτομίες απήχηση στους επαγγελματίες. Όμως, υπάρχει ένα υλικό που έχει καταλάβει σοβαρά και για μεγάλο χρονικό διάστημα τη θέση του στην οδοντιατρική, το οποίο, χάρη στις ιδιότητές του, έχει αποδειχθεί έξοχα. Και το όνομα αυτού του υλικού είναι τιτάνιο.

Το φάσμα των χρήσεων του τιτανίου διευρύνεται συνεχώς. Σήμερα χρησιμοποιείται τόσο στην κινητή όσο και στη μη κινητή προσθετική, στην εμφυτευματολογία, στην ορθοδοντική κ.λπ.

Επί του παρόντος, η κατασκευή δοντιών από τιτάνιο έχει ήδη κατακτηθεί και μελέτες έχουν δείξει ότι το τιτάνιο δεν είναι κατώτερο από τα πολύτιμα μέταλλα όσον αφορά την αντοχή στη διάβρωση στη στοματική κοιλότητα. Και αυτό δεν είναι το όριο. Δεν θα ήταν υπερβολή να πούμε ότι δεν υπάρχει κατεύθυνση στην οδοντιατρική, όπου υπάρχει χώρος για τιτάνιο.

Όσον αφορά τις εφαρμογές, η εισαγωγή κραμάτων τιτανίου δεν περιορίστηκε στην οδοντιατρική. Το τιτάνιο χρησιμοποιείται ευρέως σε όλους τους τομείς της ιατρικής χωρίς εξαίρεση, για να μην αναφέρουμε τη βιομηχανία. Αν μιλάμε για τιτάνιο, τότε αμέσως έρχονται στο μυαλό μια σειρά από πλεονεκτήματα, τα οποία σε συνδυασμό είναι μοναδικά σε αυτό. Η βιολογική αδιαφορία, η έλλειψη ιδιοτήτων μαγνήτισης, το χαμηλό ειδικό βάρος, η υψηλή αντοχή, η αντοχή στη διάβρωση σε πολλά επιθετικά περιβάλλοντα και η διαθεσιμότητα έχουν κάνει το τιτάνιο ένα σχεδόν καθολικό και απαραίτητο υλικό. Και αυτό είναι μόνο ένα μικρό μέρος των πλεονεκτημάτων που μπορούν να δώσουν τα κράματα τιτανίου.

Σε αυτό το έργο αποφοίτησης, όλες οι πτυχές αυτού του επαναστατικού υλικού θα αποκαλυφθούν. Στο πρίσμα του επαγγέλματος του οδοντοτεχνίτη, θα εξεταστούν προσεκτικά οι ιδιότητες του τιτανίου και των κραμάτων του, οι μέθοδοι παραγωγής τους, οι αποχρώσεις της επεξεργασίας κραμάτων τιτανίου, τα σφάλματα που εμφανίζονται κατά την εργασία με αυτό και πολλά άλλα. Θα δοθεί προσοχή στις τελευταίες εξελίξεις στην επιστήμη και την τεχνολογία. Θα αναλυθούν διεξοδικά τα κράματα τιτανίου που υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως σε όλο τον κόσμο, καθώς και οι τελευταίες εξελίξεις στον τομέα αυτό. Και φυσικά δεν μπορούν να αγνοηθούν μέθοδοι επεξεργασίας όπως άλεσμα, λείανση κραμάτων τιτανίου κ.λπ.

Η συνάφεια της έρευνας

Η επιλογή του υλικού για την πρόσθεση είναι ένα από τα σημαντικά στάδια στον σχεδιασμό της πρόθεσης, αφού οι μελλοντικές ιδιότητες της πρόθεσης θα εξαρτηθούν από το υλικό. Επί του παρόντος, επιδιώκει να συνδυάσει δύο βασικά και σημαντικές ιδιότητεςκαι οδοντιατρικά υλικά - βιοενέργεια και αισθητική. Ένα από τα υλικά με την πρώτη ποιότητα είναι το τιτάνιο. Η χρήση τιτανίου σε συνδυασμό με την επένδυση με κεραμικές μάζες καθιστά δυνατή την επίλυση του δεύτερου προβλήματος. Έτσι, λύνονται και τα δύο προβλήματα - βιοενέργεια και αισθητική. Αλλά στη σύγχρονη βιβλιογραφία, ακόμη και όταν σπουδάζετε σε εκπαιδευτικά ιδρύματα, οι αποχρώσεις της εργασίας με τιτάνιο καλύπτονται ελάχιστα. Επομένως, έχοντας μελετήσει λεπτομερώς τη βιβλιογραφία για το τιτάνιο, είναι απαραίτητο να το συνοψίσουμε, να το συστηματοποιήσουμε και να το συνοψίσουμε σε αυτή τη διατριβή για να διευκολυνθεί η μελέτη αυτού του θέματος από οδοντοτεχνίτες στο μέλλον.

Αντικείμενο μελέτης

Τιτάνιο για την κατασκευή οδοντικών προθέσεων

Αντικείμενο μελέτης

Τεχνολογία Επεξεργασίας Τιτανίου

Σκοπός έρευνας

Να μελετήσει την τεχνολογία κατασκευής προθέσεων τιτανίου στην οδοντιατρική

Στόχοι έρευνας

1. Μελέτη της βιβλιογραφίας για το θέμα.
2. Μελέτη των ιδιοτήτων του τιτανίου που χρησιμοποιείται στην οδοντιατρική.
3. Μελέτη τεχνολογιών για την επεξεργασία του.
4. Σύγκριση τεχνολογιών επεξεργασίας τιτανίου.

Υπόθεση

Η μελέτη αυτού του υλικού θα καθορίσει τα θετικά και αρνητικές πλευρέςδιάφορες τεχνολογίες επεξεργασίας τιτανίου και να εντοπίσει τις καλύτερες από αυτές, οι οποίες στο μέλλον μπορούν να χρησιμεύσουν ως βελτίωση της ποιότητας των προσθετικών.

Ερευνητικές μέθοδοι

Μελέτη εγχώριας και ξένης βιβλιογραφίας, συγκριτική ανάλυση, συστηματοποίηση.

Κεφάλαιο 1. Χαρακτηριστικά του τιτανίου και οι δυσκολίες κατά την εργασία με αυτό

1.1. Οφέλη τιτανίου

Στο περιοδικό σύστημα Δ.Ι. Το τιτάνιο Mendeleev είναι το νούμερο 22 (Ti). Εξωτερικά, το τιτάνιο είναι παρόμοιο με τον χάλυβα (Εικ. 1).

Εικ.1. Εμφυτεύματα τιτανίουκαι κολοβώματα.

Τα κράματα τιτανίου έχουν υψηλές τεχνολογικές και φυσικομηχανικές ιδιότητες, καθώς και βιοενεργότητα.

Τα δομικά και υψηλής αντοχής κράματα τιτανίου είναι στερεά διαλύματα, τα οποία τους επιτρέπουν να παρέχουν τη βέλτιστη αναλογία των χαρακτηριστικών αντοχής και πλαστιμότητας.

Το πορώδες τιτάνιο, καθώς και το νικελίδιο του τιτανίου, που έχει μνήμη σχήματος, έχει χρησιμοποιηθεί ως υλικά για εμφυτεύματα.

Στην ξένη βιβλιογραφία υπάρχει μια άποψη σύμφωνα με την οποία το τιτάνιο και τα κράματά του είναι εναλλακτική του χρυσού. Κατά την επαφή με τον αέρα, συμβαίνει παθητικοποίηση, δηλ. σχηματίζεται ένα λεπτό στρώμα αδρανούς οξειδίου στην επιφάνεια του τιτανίου. Στα άλλα πλεονεκτήματά του συγκαταλέγεται η χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και η δυνατότητα συνδυασμού με σύνθετα τσιμέντα και πορσελάνη. Το μειονέκτημα είναι η δυσκολία απόκτησης χύτευσης (το καθαρό τιτάνιο λιώνει στους 1668°C και αντιδρά με τις παραδοσιακές μάζες καλουπώματος και το οξυγόνο). Επομένως, πρέπει να χυθεί και να συγκολληθεί σε ειδικές συσκευές σε περιβάλλον χωρίς οξυγόνο. Αναπτύσσονται κράματα τιτανίου-νικελίου που μπορούν να χυτευθούν χρησιμοποιώντας την παραδοσιακή μέθοδο (ένα τέτοιο κράμα απελευθερώνει πολύ λίγα ιόντα νικελίου και συνδέεται καλά με την πορσελάνη). Νέες μέθοδοι δημιουργίας σταθερών προθέσεων (κυρίως στεφάνων και γεφυρών) με χρήση τεχνολογίας CAD/CAM εξαλείφουν άμεσα όλα τα προβλήματα χύτευσης.

Η προσθετική του τμήματος της στεφάνης του δοντιού κατέχει ηγετική θέση στην κλινική της ορθοπεδικής οδοντιατρικής και χρησιμοποιείται σε όλες τις περιόδους σχηματισμού και ανάπτυξης της μασητικής συσκευής, ξεκινώντας από ΒΡΕΦΙΚΗ ΗΛΙΚΙΑκαι πριν παλιά εποχή. Ξεχωριστή θέση στην ορθοπεδική καταλαμβάνουν οι στεφάνες τιτανίου, οι οποίες διακρίνονται από τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• βιολογική αδράνεια?
• Ευκολία αφαίρεσης στεφάνης.
• Χαμηλή θερμική αγωγιμότητα σε σύγκριση με άλλα μέταλλα και κράματα.
• Μικρό ειδικό βάρος, λόγω του οποίου οι προθέσεις είναι ελαφριές.
• Έχουν υψηλή ελαστικότητα.
• Λιγότερη αντοχή στην τριβή από τον ανοξείδωτο χάλυβα για τα γαλακτοκομικά δόντια.

Αναφέροντας τη σημασία της χρήσης στεφάνων τιτανίου, θα πρέπει να σταθούμε σε αυτό οδοντική ασθένειασκληρούς ιστούς του δοντιού, όπως απλασία και υποπλασία του σμάλτου. Αυτά τα ελαττώματα είναι δυσπλασίες των σκληρών ιστών του δοντιού και εμφανίζονται ως αποτέλεσμα παραβίασης του μεταβολισμού των ορυκτών και των πρωτεϊνών στο σώμα του εμβρύου ή του παιδιού. Η υπανάπτυξη του σμάλτου είναι μια μη αναστρέψιμη διαδικασία και παραμένει για όλη την περίοδο της ζωής. Επομένως, η παρουσία αυτών των ασθενειών αποτελεί απόλυτη ένδειξη για τη χρήση στεφάνων τιτανίου με λεπτό τοίχωμα.

Όσον αφορά τα αφαιρούμενα προσθετικά, οι προθέσεις με βάσεις τιτανίου με λεπτό φύλλο πάχους 0,3-0,7 mm έχουν τα ακόλουθα κύρια πλεονεκτήματα σε σχέση με τις προθέσεις με βάσεις από άλλα υλικά:

• απόλυτη αδράνεια στους ιστούς της στοματικής κοιλότητας, η οποία εξαλείφει εντελώς την πιθανότητα αλλεργικής αντίδρασης στο νικέλιο και το χρώμιο, που αποτελούν μέρος μεταλλικών βάσεων από άλλα κράματα.
• πλήρης απουσία τοξικών, θερμομονωτικών και αλλεργικών επιδράσεων χαρακτηριστικών των πλαστικών βάσεων.
• μικρό πάχος και βάρος με επαρκή ακαμψία της βάσης λόγω της υψηλής ειδικής αντοχής του τιτανίου.
• υψηλή ακρίβεια αναπαραγωγής των μικρότερων λεπτομερειών του ανάγλυφου του προσθετικού κρεβατιού, απρόσιτη για πλαστικές και χυτές βάσεις από άλλα μέταλλα.
• σημαντική ανακούφιση στην εξοικείωση του ασθενούς με την πρόσθεση.
• διατηρώντας καλή λεξικό και αντίληψη της γεύσης του φαγητού.

1.2. Χαρακτηριστικά του τιτανίου και η πολυπλοκότητα της εργασίας με αυτό

Το Titanium (Titanium) Ti είναι στοιχείο της ομάδας IV της 4ης περιόδου του περιοδικού συστήματος του D. I. Mendeleev, αύξων αριθμός 22, ατομική μάζα 47,90. Στην καθαρή του μορφή ελήφθη μόλις το 1925. Οι κύριες πρώτες ύλες είναι τα ορυκτά ρουτίλιο TiO2, ιλμενίτης FeTiO3 κ.λπ. Το τιτάνιο είναι ένα πυρίμαχο μέταλλο.

Το τιτάνιο λαμβάνεται με αναγωγή του διοξειδίου του τιτανίου με μεταλλικό ασβέστιο, υδρίδιο του ασβεστίου, αναγωγή τετραχλωριούχου τιτανίου με τηγμένο νάτριο, μεταλλικό μαγνήσιο. Το τιτάνιο είναι ένα πολλά υποσχόμενο υλικό για τις αεροπορικές, χημικές και ναυπηγικές βιομηχανίες και την ιατρική. Στις περισσότερες περιπτώσεις, το τιτάνιο χρησιμοποιείται με τη μορφή κραμάτων με αλουμίνιο, μολυβδαίνιο, βανάδιο, μαγγάνιο και άλλα μέταλλα.

Τραπέζι 1.

Συγκριτικές ιδιότητες διαφόρων κραμάτων.

Ιδιότητες				Κράμα ασήμι-παλλάδιο	Ανοξείδωτο ατσάλι
Πυκνότητα (g/cm³)
Σκληρότητα (HB) MPa
Αντοχή MPa (N / mm 2), Rm
Μέτρο ελαστικότητας, GPa
Σημείο τήξης (°C)
Θερμική αγωγιμότητα W/(m K)
KTR (α 10 -6 °C -1)

Είναι γνωστό ότι ορισμένα χημικά στοιχεία μπορεί να υπάρχουν με τη μορφή δύο ή περισσότερων απλών ουσιών που διαφέρουν σε δομές και ιδιότητες. Συνήθως, μια ουσία περνά από μια αλλοτροπική τροποποίηση σε μια άλλη σε σταθερή θερμοκρασία. Το Titanium έχει δύο τέτοιες τροποποιήσεις. Η α-τροποποίηση του τιτανίου υπάρχει σε θερμοκρασίες έως 882,5 °C. Η β-τροποποίηση σε υψηλή θερμοκρασία μπορεί να είναι σταθερή από 882,5 °C έως το σημείο τήξης.

Τα στοιχεία κράματος δίνουν στο κράμα τιτανίου διάφορες ιδιότητες. Για αυτό, χρησιμοποιούνται αλουμίνιο, μολυβδαίνιο, μαγγάνιο, χρώμιο, χαλκός, σίδηρος, κασσίτερος, ζιρκόνιο, πυρίτιο, νικέλιο και άλλα.

Τα πρόσθετα κραμάτων συμπεριφέρονται διαφορετικά σε διαφορετικές αλλοτροπικές τροποποιήσεις του τιτανίου. Αλλάζουν επίσης τη θερμοκρασία στην οποία συμβαίνει η μετάβαση α/β. Έτσι, μια αύξηση στη συγκέντρωση αλουμινίου, οξυγόνου και αζώτου σε ένα κράμα τιτανίου αυξάνει αυτή την τιμή θερμοκρασίας. Η περιοχή ύπαρξης της α-τροποποίησης επεκτείνεται. Και αυτά τα στοιχεία ονομάζονται α-σταθεροποιητές.

Ο κασσίτερος και το ζιρκόνιο δεν αλλάζουν τη θερμοκρασία των μετασχηματισμών α/β. Ως εκ τούτου, θεωρούνται ουδέτερα σκληρυντικά τιτανίου.

Όλες οι άλλες προσθήκες κραμάτων σε κράματα τιτανίου θεωρούνται β-σταθεροποιητές. Η διαλυτότητά τους σε τροποποιήσεις τιτανίου εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Και αυτό καθιστά δυνατή την αύξηση της αντοχής των κραμάτων τιτανίου με αυτά τα πρόσθετα μέσω της σκλήρυνσης και της γήρανσης. Χρησιμοποιώντας ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙπρόσθετα κραμάτων, λαμβάνονται κράματα τιτανίου με μεγάλη ποικιλία ιδιοτήτων.

Το χυτό τιτάνιο VT-5L χρησιμοποιείται για τη δημιουργία χυτών στεφάνων, γεφυρών, πλαισίων τόξου (κούμπωμα), προσθετικών νάρθηκα, χυτών μεταλλικών βάσεων. Το σημείο τήξης του κράματος τιτανίου είναι 1640°C.

Το κράμα VT5 (VT5L) είναι κράμα μόνο με αλουμίνιο. Το αλουμίνιο είναι ένα από τα πιο κοινά στοιχεία κράματος στα κράματα τιτανίου. Αυτό οφείλεται στα ακόλουθα πλεονεκτήματα του αλουμινίου έναντι άλλων εξαρτημάτων κραμάτων:

1. Το αλουμίνιο είναι ευρέως διαδεδομένο στη φύση, διαθέσιμο και σχετικά φθηνό.
2. η πυκνότητα του αλουμινίου είναι πολύ μικρότερη από την πυκνότητα του τιτανίου και επομένως η εισαγωγή αλουμινίου αυξάνει την ειδική αντοχή τους.
3. με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αλουμίνιο, αυξάνεται η αντίσταση στη θερμότητα και η αντίσταση ερπυσμού των κραμάτων τιτανίου.
4. Το αλουμίνιο αυξάνει τους συντελεστές ελαστικότητας.
5. με την αύξηση της περιεκτικότητας σε αλουμίνιο στα κράματα, η τάση τους για ευθραυστότητα υδρογόνου μειώνεται. Το κράμα VT5 διαφέρει από το τιτάνιο του εμπορίου σε μεγαλύτερη αντοχή και αντοχή στη θερμότητα. Ταυτόχρονα, το αλουμίνιο μειώνει σημαντικά την τεχνολογική πλαστικότητα του τιτανίου. Το κράμα VT5 παραμορφώνεται σε θερμή κατάσταση: είναι σφυρηλατημένο, τυλιγμένο, σφραγισμένο. Ωστόσο, προτιμάται η χρήση του όχι σε παραμορφωμένη κατάσταση, αλλά με τη μορφή μορφοποιημένης χύτευσης (σε αυτή την περίπτωση, του αποδίδεται η μάρκα VT5L).

Το τιτάνιο BT-6 χρησιμοποιείται για εμφύτευση. Τα κράματα κλάσης VT6 (Ti-6A1-4V) (α + β) είναι από τα πιο κοινά κράματα τιτανίου και σε άλλους τομείς.

Τέτοιος ευρεία χρήσηαυτού του κράματος εξηγείται από την επιτυχή κράματά του. Το αλουμίνιο στα κράματα του συστήματος Ti-Al-V αυξάνει τις ιδιότητες αντοχής και αντοχής στη θερμότητα και το βανάδιο είναι ένα από εκείνα τα λίγα στοιχεία κράματος στο τιτάνιο που αυξάνουν όχι μόνο τις ιδιότητες αντοχής, αλλά και την ολκιμότητα.

Μαζί με την υψηλή ειδική αντοχή, τα κράματα αυτού του τύπου είναι λιγότερο ευαίσθητα στο υδρογόνο σε σύγκριση με τα κράματα OT4 και OT4-1, έχουν χαμηλή ευαισθησία στη διάβρωση αλάτων και καλή εργασιμότητα.

Τα κράματα του τύπου VT6 χρησιμοποιούνται σε ανόπτηση και θερμική σκλήρυνση. Η διπλή ανόπτηση βελτιώνει επίσης την αντοχή στη θραύση και την αντοχή στη διάβρωση.

Το φύλλο τιτανίου ποιότητας VT1-00 χρησιμοποιείται για σφραγισμένες στεφάνες (πάχους 0,14-0,28 mm), σφραγισμένες βάσεις (0,35-0,4 mm) αφαιρούμενων οδοντοστοιχιών, πλαίσια από τιτανιοκεραμικές προθέσεις, εμφυτεύματα διαφόρων σχεδίων.

Η μεταλλουργική βιομηχανία προμηθεύει ημικατεργασμένα προϊόντα τεχνικού τιτανίου δύο βαθμών VT1-00 και VT1-0 που διαφέρουν ως προς την περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες (οξυγόνο, άζωτο, άνθρακας, σίδηρος, πυρίτιο κ.λπ.). Πρόκειται για υλικά χαμηλής αντοχής και το τιτάνιο VT1-00, που περιέχει λιγότερες ακαθαρσίες, είναι λιγότερο ανθεκτικό και πιο όλκιμο. Το κύριο πλεονέκτημα των κραμάτων τιτανίου VT1-00 και VT1-0 είναι η υψηλή τεχνολογική πλαστικότητα, η οποία καθιστά δυνατή τη λήψη ομοιόμορφου φύλλου από αυτά.

Οι ιδιότητες αντοχής του τιτανίου μπορούν να αυξηθούν με τη σκλήρυνση εργασίας (εργασία σκλήρυνσης), αλλά σε αυτή την περίπτωση, οι ιδιότητες του πλαστικού μειώνονται σημαντικά. Η μείωση των χαρακτηριστικών πλαστιμότητας είναι πιο έντονη από την αύξηση των χαρακτηριστικών αντοχής, επομένως η σκλήρυνση με εργασία δεν είναι ο καλύτερος τρόπος για τη βελτίωση των πολύπλοκων ιδιοτήτων του τιτανίου. Τα μειονεκτήματα του τιτανίου περιλαμβάνουν την υψηλή τάση για ευθραυστότητα του υδρογόνου, και ως εκ τούτου, η περιεκτικότητα σε υδρογόνο δεν πρέπει να υπερβαίνει το 0,008% στο τιτάνιο VT1-00 και το 0,01% στο VT1-0.

1.3. Χαρακτηριστικά της επεξεργασίας τιτανίου (λείανση και στίλβωση)

Οι φυσικές ιδιότητες, οι φάσεις οξείδωσης και οι αλλαγές του κρυσταλλικού πλέγματος πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την επεξεργασία του τιτανίου. Σωστός χειρισμόςμπορεί να παραχθεί με επιτυχία μόνο με ειδικά κοπτικά για τιτάνιο, με ειδική εγκοπή σε σχήμα σταυρού (Εικ. 2). Μειωμένη γωνία της επιφάνειας εργασίας, η οποία καθιστά δυνατή τη βέλτιστη αφαίρεση επαρκώς μαλακού μετάλλου, ενώ ταυτόχρονα την καλή ψύξη του εργαλείου. Η κατεργασία του τιτανίου πρέπει να γίνεται χωρίς ισχυρή πίεση στο εργαλείο.

Εικ.2.

Οι κόφτες τιτανίου πρέπει να αποθηκεύονται χωριστά από άλλα εργαλεία. Πρέπει να καθαρίζονται τακτικά με πίδακα ατμού και βούρτσες από υαλοβάμβακα για να αφαιρεθούν τα υπολείμματα των τσιπς τιτανίου, τα οποία είναι επαρκώς στερεωμένα.

Όταν χρησιμοποιείτε λάθος εργαλείο ή ισχυρή πίεση, είναι δυνατή η τοπική υπερθέρμανση του μετάλλου, που συνοδεύεται από ισχυρό σχηματισμό οξειδίου και αλλαγή στο κρυσταλλικό πλέγμα. Οπτικά, στο επεξεργασμένο αντικείμενο, υπάρχει αλλαγή στο χρώμα και η επιφάνεια τραχύνει ελαφρώς. Σε αυτά τα μέρη δεν θα υπάρχει η απαραίτητη πρόσφυση στα κεραμικά (πιθανότητα ρωγμών και τσιπς), εάν δεν πρόκειται για περιοχές με καπλαμά, τότε η περαιτέρω επεξεργασία και στίλβωση δεν θα πληρούν επίσης τις απαιτήσεις.

Η χρήση διάφορων δίσκων και λίθων από ανθρακόνημα ή κεφαλών διαμαντιών, κατά την επεξεργασία του τιτανίου, μολύνει πολύ την επιφάνεια του τιτανίου, γεγονός που στη συνέχεια οδηγεί επίσης σε ρωγμές και ροκανίδια στα κεραμικά. Επομένως, η χρήση των παραπάνω εργαλείων είναι κατάλληλη μόνο για επεξεργασία, για παράδειγμα, κουφώματα προσθετικών πλαισίων και η χρήση κεφαλών διαμαντιού θα πρέπει να αποκλειστεί εντελώς. Η λείανση και η περαιτέρω στίλβωση εκτεθειμένων περιοχών τιτανίου είναι δυνατή μόνο με ελαστικά σημεία λείανσης προσαρμοσμένα σε τιτάνιο και πάστες γυαλίσματος. Πολλοί κατασκευαστές περιστροφικών εργαλείων παράγουν τώρα μια μεγάλη γκάμα φρέζας και κεφαλές λείανσης από καουτσούκ για τιτάνιο.

Κατάλληλες παράμετροι μηχανικής κατεργασίας για τιτάνιο:

• Χαμηλή ταχύτητα χειρολαβής - μέγ. 15.000 σ.α.λ.
• Χαμηλή πίεση στο εργαλείο.
• Περιοδική επεξεργασία;
• Επεξεργασία πλαισίου προς μία μόνο κατεύθυνση.
• Αποφύγετε τις αιχμηρές γωνίες και τις μεταλλικές επικαλύψεις.
• Όταν τρίβετε και γυαλίζετε, χρησιμοποιείτε μόνο κατάλληλα λαστιχένια σημεία λείανσης και πάστες γυαλίσματος.
• Περιοδικός καθαρισμός κοπτικών με πίδακα ατμού και βούρτσα από υαλοβάμβακα.

Η αμμοβολή, πριν από την εφαρμογή της συγκολλητικής στρώσης για κεραμική επίστρωση, καθώς και για επένδυση με σύνθετα υλικά, πρέπει να πληροί τις ακόλουθες απαιτήσεις:

• Καθαρό, μόνο μίας χρήσης οξείδιο αλουμινίου.
• Το μέγιστο μέγεθος κόκκου άμμου είναι 150 μm, ιδανικά 110–125 μm.
• Μέγιστη πίεση από το μολύβι 2 bar;
• Διεύθυνση ροής άμμου σε ορθή γωνία προς την επιφάνεια.

Μετά την επεξεργασία, είναι απαραίτητο να αφήσετε το επεξεργασμένο αντικείμενο να παθητικοποιηθεί για 5-10 λεπτά και στη συνέχεια να καθαρίσετε την επιφάνεια με ατμό.

Η πυροδότηση οξειδίου ή παρόμοιες διαδικασίες κατά την εργασία με τιτάνιο αποκλείονται εντελώς. Αποκλείεται επίσης εντελώς η χρήση οξέων ή χάραξης.

1.4 Συμπεράσματα για το πρώτο κεφάλαιο

Με βάση το υλικό που παρουσιάστηκε παραπάνω, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι τα κράματα τιτανίου έχουν σημαντικό αριθμό πολύ σημαντικών ιδιοτήτων που είναι απαραίτητες στην οδοντική προσθετική. Τα κυριότερα από αυτά είναι η βιοδραστικότητα, η αντοχή στη διάβρωση, η αντοχή και η σκληρότητα με χαμηλό ειδικό βάρος. Ωστόσο, η απόκτηση τιτανίου θεωρείται μια δαπανηρή διαδικασία, αλλά δεδομένου ότι η ποσότητα που χρησιμοποιείται για την κατασκευή της πρόσθεσης είναι μικρή, αυτό δεν επηρεάζει πολύ το κόστος. Αλλά λόγω του γεγονότος ότι η τεχνολογία για την παραγωγή προθέσεων τιτανίου είναι πιο ακριβή, οι προθέσεις τιτανίου είναι πιο ακριβές από το CCS ή τον ανοξείδωτο χάλυβα.

Επίσης, μέχρι πρόσφατα, η επεξεργασία του τιτανίου προκαλούσε προβλήματα, αλλά η εμφάνιση και διάδοση ειδικών εργαλείων έκανε πιθανές εφαρμογέςκράματα τιτανίου στην οδοντιατρική. Οι θετικές ιδιότητες του τιτανίου ήταν γνωστές παλαιότερα, αλλά ήταν η μακρά και δαπανηρή επεξεργασία που ήταν το ίδιο το εμπόδιο για την εισαγωγή του στην οδοντιατρική πρακτική.

Παρά τις συγκεκριμένες απαιτήσεις που απουσιάζουν κατά την επεξεργασία άλλων μετάλλων και τα χαρακτηριστικά των εργαλείων, μια ολόκληρη λίστα θετικές ιδιότητεςΤο τιτάνιο οδήγησε ωστόσο στη βελτίωση των διαδικασιών για την εργασία με αυτό. Από τη μια πλευρά, οι χημικές ιδιότητες του τιτανίου ανοίγουν νέες ευκαιρίες για τους οδοντοτεχνίτες, αλλά από την άλλη απαιτούν πιο προσεκτική τήρηση της τεχνολογίας επεξεργασίας και λαμβάνοντας υπόψη όλα τα χαρακτηριστικά.

Κεφάλαιο 2

2.1.Σφράγιση από τιτάνιο

Το stamping (stamping) είναι η διαδικασία πλαστικής παραμόρφωσης ενός υλικού με αλλαγή στο σχήμα και τις διαστάσεις του σώματος. Τα μέταλλα είναι σφραγισμένα στην οδοντιατρική.

Πρέπει να σημειωθεί ότι οι σφραγισμένες κορώνες τιτανίου είναι αρκετά σπάνιο περιστατικόμέχρι σήμερα. Η τεχνολογία για την κατασκευή στεφάνων με σφράγιση από τιτάνιο δεν έχει βρει διανομή, καθώς το τιτάνιο είναι δύσκολο να σφραγιστεί σε ψυχρή κατάσταση. Ωστόσο, στο πλαίσιο γενική μελέτηθα εξεταστεί η τεχνολογία κατασκευής στεφάνων τιτανίου με σφράγιση.

Οι στεφάνες με στάμπα τιτανίου έχουν τα ίδια μειονεκτήματα με τις συμβατικές στεφάνες με στάμπα, συγκεκριμένα:

• Έλλειψη αντοχής στη φθορά.
• Η παρουσία μιας επίπεδης επιφάνειας μάσησης του δοντιού.
• Ανεπαρκώς σφιχτή εφαρμογή στο λαιμό του δοντιού.
• Έλλειψη αισθητικής.

Οι ιδιότητες των κορώνων τιτανίου είναι παρόμοιες με τα κράματα των ακριβότερων χρυσών στεφάνων.

Η διαδικασία σφράγισης για κράματα τιτανίου δεν διαφέρει σημαντικά από τη διαδικασία κατασκευής συμβατικών στεφανών από ανοξείδωτο χάλυβα.

Στην κατασκευή σφραγισμένων στεφάνων, τα αποτυπώματα λαμβάνονται συνήθως με τυποποιημένα κουτάλια αλγινικής μάζας.

Τεχνολογία κατασκευής κορώνας με σφραγίδα τιτανίου:

Το εργαστηριακό στάδιο της κατασκευής μιας κορώνας ξεκινά με την απόκτηση ενός μοντέλου. Στη συνέχεια, το δόντι μοντελοποιείται με κερί μοντελοποίησης. Με την επίστρωση λιωμένου κεριού στην επιφάνεια ενός γύψινου δοντιού, επιτυγχάνεται αύξηση του όγκου που απαιτείται για την αποκατάσταση του ανατομικού σχήματος. Μετά τη μοντελοποίηση, είναι απαραίτητο να κόψετε ένα γύψινο καλούπι από το μοντέλο. Στη συνέχεια, πρέπει να δημιουργήσετε ένα αντίγραφο από μέταλλο χαμηλής τήξης. Για να γίνει αυτό, πρέπει να φτιάξετε ένα καλούπι γύψου. Το μπλοκ γύψου κατασκευάζεται σε δύο στάδια. Το γύψινο καλούπι αφαιρείται και τα σπασμένα μέρη του μπλοκ ενώνονται και το εύτηκτο μέταλλο τήκεται. Κατά την τήξη, είναι σημαντικό να μην υπερθερμανθεί το μέταλλο· όταν υπερθερμανθεί, ορισμένα συστατικά του κράματος εξατμίζονται και αποδεικνύεται πιο εύθραυστο. Και μετά συμπληρώνουν τη φόρμα. Η φόρμα πρέπει να στεγνώσει καλά, καθώς η υγρασία, η εξάτμιση, θα κάνει το μέταλλο πορώδες.

Συνολικά, είναι απαραίτητο να κατασκευαστούν δύο μεταλλικά γραμματόσημα. Το πρώτο είναι το πιο ακριβές για την τελική σφράγιση. Το δεύτερο είναι για προ-σφράγιση. Μετά την κατασκευή μιας μεταλλικής μήτρας, είναι απαραίτητο να επιλέξετε ένα χιτώνιο τιτανίου.

Το μανίκι πρέπει να φτάσει στον ισημερινό του δοντιού και να μπει σε αυτό με λίγη προσπάθεια. Στο ανοπτημένο μανίκι στις γροθιές ενός ειδικού οδοντικού άκμονα δίνεται ένα κατά προσέγγιση σχήμα της μελλοντικής στεφάνης με χτυπήματα σφυριού. Και μετά ακολουθεί ξανά η ανόπτηση. Κατά τα χτυπήματα του σφυριού, συμβαίνουν αλλαγές στη δομή του μετάλλου, γίνεται πιο ελαστικό και ανυποχώρητο σε περαιτέρω επεξεργασία, δηλαδή σχηματίζεται σκλήρυνση, με ανόπτηση αποκαθίσταται το κρυσταλλικό πλέγμα του μετάλλου και το μέταλλο γίνεται πιο όλκιμο. Μετά από αυτό, παίρνουν τη μήτρα που χυτεύτηκε δεύτερη, της βάζουν ένα μανίκι και με μερικά δυνατά και ακριβή χτυπήματα του σφυριού τη σφυρίζουν στο μολύβδινο «μαξιλάρι». Μολύβδινο μαξιλάρι - μια ράβδος από μαλακό μόλυβδο διαφόρων μεγεθών.

Είναι απαραίτητο να οδηγείτε σε μια μήτρα με ένα μανίκι στο επίπεδο του ισημερινού της κορώνας. Ο μόλυβδος συμπιέζει σφιχτά το μεταλλικό περίβλημα στη μήτρα. Μια μήτρα με χιτώνιο εξάγεται από τον μόλυβδο και αξιολογείται η ποιότητα της προκαταρκτικής σφράγισης. Δεν πρέπει να υπάρχουν ρυτίδες ή ρωγμές στο μανίκι. Η τελική σφράγιση γίνεται σε πρέσα, είτε χειροκίνητη είτε μηχανοποιημένη υδραυλική. Υπάρχει μόνο ένα νόημα - στη βάση της πρέσας υπάρχει μια κυψελίδα γεμάτη με μη βουλκανισμένο καουτσούκ. Η μήτρα εισάγεται στην κυψελίδα μέσα στο καουτσούκ και η ράβδος πρέσας, υπό τη δύναμη του μη στριμμένου σφονδύλου ή του υδραυλικού, πιέζει το καουτσούκ, το τελευταίο μεταφέρει την πίεση στο χιτώνιο, το οποίο, με τη σειρά του, πιέζεται σφιχτά πάνω στη μεταλλική μήτρα. υπό πίεση.

Πρέπει να σημειωθεί ότι το κρύο τιτάνιο είναι εξαιρετικά δύσκολο να σφραγιστεί. Κατά τη διάρκεια της θερμής παραμόρφωσης, και ειδικά σε θερμοκρασίες 900°C και άνω, όταν αναπτύσσονται διαδικασίες αποσκλήρυνσης, το τιτάνιο και τα κράματα τιτανίου έχουν αρκετά υψηλή ολκιμότητα. Από κράματα τιτανίου, η σφυρηλάτηση και η θερμή σφράγιση χρησιμοποιούνται για την κατασκευή γεωμετρικά πολύπλοκων προϊόντων, τα οποία περιλαμβάνουν δόντια.

Η ολκιμότητα του τιτανίου και των κραμάτων τιτανίου μειώνεται απότομα παρουσία ενός στρώματος άλφα στην επιφάνεια. Το εξευγενισμένο στρώμα είναι ένα στερεό διάλυμα οξυγόνου σε τιτάνιο. Ένα μέταλλο που έχει ένα στρώμα άλφα είναι εξαιρετικά ευαίσθητο κατά τη σφυρηλάτηση και τη θερμή σφράγιση σε μια αλλαγή στην κατάσταση τάσης-παραμόρφωσης με αύξηση των τάσεων και των παραμορφώσεων εφελκυσμού. Δεδομένου ότι οι τάσεις εφελκυσμού και οι παραμορφώσεις δρουν σε όλες σχεδόν τις μεθόδους σφυρηλάτησης και σφράγισης, ο σχηματισμός στρώσης άλφα θα πρέπει να αποφεύγεται κατά τη θέρμανση για τη θερμή κατεργασία τιτανίου και κραμάτων τιτανίου. Αυτό επιτυγχάνεται με θέρμανση για σφυρηλάτηση και σφράγιση σε φούρνους θέρμανσης με ουδέτερη ή μη οξειδωτική ατμόσφαιρα. Το πιο κατάλληλο μέσο για τη θέρμανση τιτανίου και κραμάτων τιτανίου είναι το αργό.

2.2.Μέθοδος έγχυσης

Η υψηλή αντιδραστικότητα, το υψηλό σημείο τήξης του τιτανίου απαιτούν ειδική μηχανή χύτευσης και επενδυτικό υλικό. Επί του παρόντος, αρκετά συστήματα είναι γνωστά στην αγορά που επιτρέπουν τη χύτευση τιτανίου.

Ως παράδειγμα, μπορούμε να αναφέρουμε τις εγκαταστάσεις χύτευσης Autocast, οι οποίες βασίζονται στην αρχή της τήξης του τιτανίου σε μια προστατευτική ατμόσφαιρα αργού σε ένα χάλκινο χωνευτήριο μέσω ενός βολταϊκού τόξου, με τον ίδιο τρόπο που ο σπόγγος τιτανίου αναμιγνύεται στη βιομηχανία για να ληφθεί καθαρό τιτάνιο. Το μέταλλο χύνεται στην κυψελίδα χρησιμοποιώντας κενό στον θάλαμο χύτευσης και αυξημένη πίεση αργού στον θάλαμο τήξης - κατά την ανατροπή του χωνευτηρίου.

Η εμφάνιση και η αρχή του τρόπου λειτουργίας της εγκατάστασης φαίνονται στο Σχήμα 3.

Εικ.3.

Στην αρχή της διαδικασίας, και οι δύο θάλαμοι τήξης (πάνω) και χύτευσης (κάτω) καθαρίζονται με αργό, στη συνέχεια εκκενώνεται ένα μείγμα αέρα και αργού και από τους δύο θαλάμους, μετά το οποίο ο θάλαμος τήξης γεμίζει με αργό και δημιουργείται κενό που σχηματίστηκε στο χυτήριο. Το βολταϊκό τόξο ενεργοποιείται και ξεκινά η διαδικασία τήξης του τιτανίου. Μετά την πάροδο ορισμένου χρόνου, το χωνευτήριο τήξης ανατρέπεται απότομα και το μέταλλο αναρροφάται στο καλούπι κενού, το ίδιο του το βάρος, καθώς και η αυξανόμενη πίεση αργού σε αυτό το σημείο, συμβάλλουν επίσης στο γέμισμα του καλουπιού με αυτό. Αυτή η αρχή καθιστά δυνατή τη λήψη καλών, πυκνών χυτών από καθαρό τιτάνιο.

Το επόμενο στοιχείο του συστήματος χύτευσης είναι το επενδυτικό υλικό. Δεδομένου ότι η αντιδραστικότητα του τιτανίου σε τηγμένη κατάσταση είναι πολύ υψηλή, απαιτεί ειδικά υλικά επένδυσης, τα οποία κατασκευάζονται με βάση οξείδια αλουμινίου και μαγνησίας, τα οποία, με τη σειρά τους, καθιστούν δυνατή τη μείωση του στρώματος αντίδρασης του τιτανίου στο ελάχιστο.

Η σωστή δημιουργία του συστήματος πύλης, καθώς και η σωστή θέση στην τάφρο, παίζει τεράστιο ρόλο και πραγματοποιείται αυστηρά σύμφωνα με τους κανόνες που προτείνει ο κατασκευαστής των εγκαταστάσεων χυτηρίου. Για κορώνες και γέφυρες, επιτρέπεται μόνο ένας ειδικός κώνος χύτευσης, ο οποίος επιτρέπει τη βέλτιστη καθοδήγηση του μετάλλου προς το χυτό αντικείμενο. Το ύψος του καναλιού ψεκασμού εισόδου από τον κώνο έως τη δέσμη τροφοδοσίας είναι 10 mm με διάμετρο 4–5 mm. Η διάμετρος της δέσμης τροφοδοσίας είναι 4 mm.

Τα υποβρύχια κανάλια ψεκασμού προς το χυτό αντικείμενο έχουν μέγεθος 3 mm σε διάμετρο και όχι περισσότερο από 3 mm σε ύψος. Πολύ σημαντικό: τα υποβρύχια κανάλια δεν πρέπει να βρίσκονται απέναντι από το κανάλι της πύλης εισόδου (Εικ. 4), διαφορετικά η πιθανότητα πόρων αερίου είναι πολύ υψηλή.

Εικ.4.

Όλες οι αρθρώσεις πρέπει να είναι πολύ λείες, χωρίς αιχμηρές γωνίες κ.λπ. για την ελαχιστοποίηση των αναταράξεων που εμφανίζονται κατά την έκχυση του μετάλλου, η οποία οδηγεί στο σχηματισμό πόρων αερίου. Το σύστημα sprue για προθέσεις με κούμπωμα, και ειδικά για χυτές βάσεις για πλήρεις αφαιρούμενες οδοντοστοιχίες, είναι επίσης διαφορετικό από τα συστήματα sprue που χρησιμοποιούμε για τη χύτευση οδοντοστοιχιών με κούμπωμα από κράματα χρωμίου-κοβαλτίου.

Για οδοντιατρικές εφαρμογές, η μετάβαση του τιτανίου σε θερμοκρασία 882,5 ° C από τη μια κρυσταλλική κατάσταση στην άλλη έχει μεγάλη σημασία. Το τιτάνιο περνά σε αυτή τη θερμοκρασία από το α-τιτάνιο με ένα εξαγωνικό κρυσταλλικό πλέγμα στο β-τιτάνιο με ένα κυβικό. Αυτό που συνεπάγεται δεν είναι μόνο αλλαγή στις φυσικές του παραμέτρους, αλλά και αύξηση 17% στον όγκο του.

Για το λόγο αυτό, είναι επίσης απαραίτητη η χρήση ειδικών κεραμικών, των οποίων η θερμοκρασία ψησίματος πρέπει να είναι κάτω από 880 °C.

Το τιτάνιο έχει μια πολύ ισχυρή τάση σε θερμοκρασία δωματίου με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο να σχηματίζει αμέσως ένα λεπτό προστατευτικό στρώμα οξειδίου, το οποίο το προστατεύει στο μέλλον από τη διάβρωση και προκαλεί καλή ανοχή στο τιτάνιο από το σώμα. Αυτό είναι το λεγόμενο παθητικό στρώμα.

Το παθητικό στρώμα έχει την ικανότητα να αναγεννάται. Αυτό το στρώμα, σε διάφορα στάδια εργασίας με τιτάνιο, πρέπει να είναι εγγυημένο. Μετά την αμμοβολή, πριν καθαρίσετε το πλαίσιο με ατμό, είναι απαραίτητο να αφήσετε το πλαίσιο για τουλάχιστον 5 λεπτά για να παθητικοποιηθεί. Μια φρεσκογυαλισμένη πρόθεση πρέπει να παθητικοποιηθεί για τουλάχιστον 10-15 λεπτά, διαφορετικά δεν υπάρχει εγγύηση καλής γυαλάδας της τελικής εργασίας.

2.3 Σούπερ πλαστική χύτευση

Εδώ και 15 χρόνια, η χύτευση οδοντοστοιχιών από τιτάνιο προωθείται στην Ιαπωνία, τις ΗΠΑ και τη Γερμανία και πρόσφατα στη Ρωσία. Αναπτηγμένος διαφορετικά είδηεξοπλισμός χύτευσης φυγόκεντρου ή κενού, ποιοτικός έλεγχος ακτίνων Χ χυτών, ειδικά πυρίμαχα υλικά.

Οι μέθοδοι που αναφέρονται παραπάνω είναι πολύ περίπλοκες τεχνολογικά και δαπανηρές. Η διέξοδος από αυτή την κατάσταση μπορεί να είναι η υπερπλαστική χύτευση. Η ουσία της υπερπλαστικότητας έγκειται στο γεγονός ότι σε μια ορισμένη θερμοκρασία, ένα μέταλλο με εξαιρετικά λεπτό κόκκο συμπεριφέρεται σαν θερμαινόμενη ρητίνη, δηλαδή μπορεί να επιμηκυνθεί κατά εκατοντάδες και χιλιάδες τοις εκατό υπό τη δράση πολύ μικρών φορτίων, γεγονός που το καθιστά δυνατό για την κατασκευή τμημάτων λεπτού τοιχώματος πολύπλοκου σχήματος από φύλλο κράματος τιτανίου. Αυτό το φαινόμενο και η διαδικασία συνίσταται στο γεγονός ότι ένα υπερπλαστικό φύλλο πιέζεται πάνω σε μια μήτρα και υπό την επίδραση μιας μικρής πίεσης αερίου (μέγιστο 7-8 atm.) παραμορφώνεται υπερπλαστικά, παίρνοντας ένα πολύ ακριβές σχήμα της μήτρας κοιλότητα σε μία επέμβαση.

Ας εξετάσουμε την εφαρμογή της μεθόδου της σφαιρικής πλαστικής χύτευσης στο παράδειγμα της κατασκευής μιας αφαιρούμενης πρόσθεσης πλάκας. Μια οδοντική πρόσθεση που κατασκευάζεται με υπερπλαστικό καλούπι έχει σημαντικά πλεονεκτήματα. Τα κυριότερα είναι η ελαφρότητα (χαμηλό βάρος) σε σύγκριση με τις προσθέσεις από κράματα κοβαλτίου-χρωμίου ή νικελίου-χρωμίου, καθώς και υψηλή αντοχή στη διάβρωση και αντοχή. Η επαρκής ευκολία κατασκευής της πρόθεσης την καθιστά απαραίτητη για μαζική παραγωγή στην ορθοπεδική οδοντιατρική.

Τα αρχικά κλινικά στάδια κατασκευής μιας πλήρους αφαιρούμενης οδοντοστοιχίας με βάση τιτανίου δεν διαφέρουν από τα παραδοσιακά στην κατασκευή πλαστικών οδοντοστοιχιών. Πρόκειται για κλινική εξέταση ασθενών, λήψη ανατομικών εκμαγείων, κατασκευή ατομικού κουταλιού, λήψη λειτουργικού γύψου, κατασκευή λειτουργικού μοντέλου υψηλής αντοχής από υπεργύψο.

Ένα μοντέλο από υπεργύψο με κυψελιδική κορυφογραμμή προμονωμένη με κερί κούμπωμα αντιγράφεται σε πυρίμαχη μάζα. Τα πυρίμαχα μοντέλα τοποθετούνται σε μεταλλικό κλουβί από ανθεκτικό στη θερμότητα κράμα, το οποίο διαθέτει ειδικές εγκοπές, το μέγεθος και το σχήμα των οποίων σας επιτρέπει να τοποθετήσετε ένα μοντέλο της άνω γνάθου οποιουδήποτε ασθενούς σε αυτό.

Πάνω από τα κεραμικά μοντέλα τοποθετείται ένα φύλλο από κράμα τιτανίου πάχους 1 mm. Το ακατέργαστο φύλλο συσφίγγεται μεταξύ των δύο μισών του καλουπιού. Τα μισά καλούπια σχηματίζουν έναν ερμητικό θάλαμο που χωρίζεται από ένα φύλλο σε δύο μέρη, καθένα από τα οποία έχει ένα κανάλι επικοινωνίας με το σύστημα αερίου και μπορεί είτε να εκκενωθεί είτε να γεμιστεί με αδρανές αέριο υπό μια ορισμένη πίεση ανεξάρτητα το ένα από το άλλο (Εικ. 5). .

Εικ.5.

Τα σφραγισμένα μισά καλούπια θερμαίνονται και δημιουργείται διαφορά πίεσης. Κάτω από το φύλλο δημιουργείται ένα κενό (κενό) 0,7-7,0 Pa. Ένα φύλλο κράματος τιτανίου κάμπτεται προς το μισό καλούπι με ηλεκτρική σκούπα και «φυσάται» στο κεραμικό μοντέλο που βρίσκεται σε αυτό, εφαρμόζοντας το ανάγλυφο του. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η πίεση διατηρείται σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο πρόγραμμα. Στο τέλος αυτού του προγράμματος, τα μισά καλούπια ψύχονται.

Μετά από αυτό, η πίεση και στα δύο μισά καλούπια εξισώνεται στην κανονική και το τεμάχιο εργασίας αφαιρείται από το καλούπι. Οι βάσεις του απαιτούμενου προφίλ κόβονται κατά μήκος του περιγράμματος, για παράδειγμα, με δέσμη λέιζερ, η άκρη στρέφεται σε λειαντικό τροχό, αφαιρείται η κλίμακα, οι λωρίδες συγκράτησης κόβονται με λειαντικό δίσκο στο τμήμα σε σχήμα σέλας της βάσης για το μέσο της κυψελιδικής απόφυσης και ηλεκτρογυαλίζεται σύμφωνα με την αναπτυγμένη μέθοδο.

Ο πλαστικός περιοριστής σχηματίζεται σε διαφορετικά επίπεδα της βάσης τιτανίου από την υπερώια και στοματική επιφάνεια κάτω από την κορυφή της κυψελιδικής κορυφογραμμής κατά 3-4 mm, με χημική άλεση. Η χημική άλεση πραγματοποιείται επίσης κατά μήκος της γραμμής "Α" για τη δημιουργία μιας περιοχής συγκράτησης κατά τη στερέωση της ρητίνης βάσης. Η παρουσία πλαστικού κατά μήκος της γραμμής "Α" είναι απαραίτητη για τη δυνατότητα περαιτέρω διόρθωσης της βαλβιδικής ζώνης.

Στην κλινική, ο γιατρός καθορίζει την κεντρική αναλογία των γνάθων χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους. Η τοποθέτηση των δοντιών και η εφαρμογή στη στοματική κοιλότητα δεν διαφέρουν από παρόμοιες εργασίες στην κατασκευή απλών αφαιρούμενων οδοντοστοιχιών. Περαιτέρω, στο εργαστήριο, το κερί αντικαθίσταται με πλαστικό και γυαλίζεται. Αυτό ολοκληρώνει την κατασκευή μιας αφαιρούμενης οδοντοστοιχίας με βάση τιτανίου (Εικ. 6).

Εικ.6.

Για τη χύτευση υπερπλαστικών στη Ρωσία, χρησιμοποιούνται συχνά οικιακή τεχνολογία, οικιακή εγκατάσταση (πρωτότυπη ρωσική πατενταρισμένη εγκατάσταση και τεχνική) και οικιακά φύλλα οικιακού κράματος VT 14.

Μπορεί να δηλωθεί με βεβαιότητα ότι ο υπερπλαστικός σχηματισμός κραμάτων τιτανίου έχει εξαιρετικές προοπτικές περαιτέρω ανάπτυξης, αφού. συνδυάζει υψηλή αντοχή, βιοενέργεια και αισθητική.

2.4. Φρεζάρισμα υπολογιστή (CAD/CAM)

Το CAD/CAM είναι ένα αρκτικόλεξο που σημαίνει σχεδιασμός/σχεδίαση με τη βοήθεια υπολογιστή και κατασκευή με τη βοήθεια υπολογιστή, το οποίο κυριολεκτικά μεταφράζεται ως "βοήθεια σχεδιασμού και κατασκευής με τη βοήθεια υπολογιστή". Από την άποψη της σημασίας, πρόκειται για αυτοματισμό παραγωγής και συστήματα σχεδίασης και ανάπτυξης με τη βοήθεια υπολογιστή.

Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας, η ορθοπεδική οδοντιατρική έχει επίσης εξελιχθεί από την εποχή του χάλκινου ανθρώπου, όταν τα τεχνητά δόντια δένονταν με χρυσό σύρμα σε διπλανά δόντια. ΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΑΝΘΡΩΠΟΣπου χρησιμοποιεί τεχνολογία CAD/CAM. Την εποχή της εμφάνισης του CAD / CAM, η τεχνολογία στερείται όλων των μειονεκτημάτων που ενυπάρχουν στις τεχνολογίες χύτευσης, όπως η συρρίκνωση, η παραμόρφωση, συμπεριλαμβανομένης της εξαγωγής χυτών στεφανών, γεφυρών ή των πλαισίων τους. Δεν υπάρχει κίνδυνος παραβιάσεων της τεχνολογίας, για παράδειγμα, υπερθέρμανση του μετάλλου κατά τη χύτευση ή επαναχρησιμοποίηση των σπιράλ, η οποία οδηγεί σε αλλαγή στη σύνθεση του κράματος. Δεν υπάρχει συρρίκνωση του πλαισίου μετά την εφαρμογή του κεραμικού καπλαμά, πιθανή παραμόρφωση κατά την αφαίρεση των κεριών από το γύψινο μοντέλο, πόροι και κελύφη κατά τη χύτευση, περιοχές που δεν έχουν χυθεί κ.λπ. Το κύριο μειονέκτημα της τεχνολογίας CAD/CAM είναι το υψηλό κόστος της, που δεν επιτρέπει την ευρεία εισαγωγή αυτής της τεχνολογίας στην ορθοπεδική οδοντιατρική. Αν και, για να είμαστε δίκαιοι, πρέπει να σημειωθεί ότι όλο και περισσότερες φθηνές εγκαταστάσεις εμφανίζονται σχεδόν κάθε χρόνο. Η αρχική τεχνολογία CAD / CAM ήταν ένας υπολογιστής με το απαραίτητο λογισμικό, ο οποίος παρήγαγε τρισδιάστατη μοντελοποίηση μιας σταθερής πρόθεσης, ακολουθούμενη από άλεση με υπολογιστή με ακρίβεια 0,8 micron από συμπαγές μεταλλικό ή κεραμικό μπλοκ. Το Σχήμα 7 δείχνει μια σύγχρονη ρύθμιση CAD/CAM.

Εικ.7.

Με CAD/CAM μπορείτε να παράγετε:

• Μονές κορώνες και γέφυρες μικρού και μεγάλου μήκους.
• Τηλεσκοπικές κορώνες?
• ατομικά στηρίγματα για εμφυτεύματα.
• αναδημιουργήστε το πλήρες ανατομικό σχήμα για μοντέλα πρέσας-κεραμικής που εφαρμόζονται στο πλαίσιο (υπερπίεση).
• δημιουργήστε προσωρινές κορώνες πλήρους προφίλ και διάφορα μοντέλα χύτευσης.

Προς το παρόν, εάν θεωρήσουμε το CAD / CAM ως μηχανή επεξεργασίας κραμάτων τιτανίου, τότε η κατασκευή μεμονωμένων στηριγμάτων έχει γίνει πολύ διαδεδομένη (δεδομένου του σχετικά χαμηλού κόστους). Η εμφάνιση τέτοιων κολοβωμάτων φαίνεται στο Σχήμα 8.

Εικ.8.

Παρακάτω είναι ένα παράδειγμα της ροής εργασίας ενός οδοντοτεχνίτη που χρησιμοποιεί μια εγκατάσταση CAD/CAM. Είναι αρκετά ευέλικτο. Και αν μιλάμε απευθείας για το τιτάνιο, τότε αυτός ο αλγόριθμος θα είναι περίπου ο ίδιος.

Περιγραφή της εργασίας με χρήση σύγχρονων τεχνολογιών CAD / CAM:

Βήμα 1: Cast. Μοντέλο γύψου. Η λήψη αποτύπωσης της στοματικής κοιλότητας πραγματοποιείται με τον ίδιο τρόπο όπως και με παραδοσιακές μεθόδουςπροσθετικά. Από το προκύπτον cast γίνεται γύψινο μοντέλοσαγόνι του ασθενούς.

Βήμα 2: Σάρωση. Βασικός στόχος αυτού του βήματος είναι η λήψη ψηφιακών δεδομένων, βάσει των οποίων θα κατασκευαστούν ηλεκτρονικά τρισδιάστατα μοντέλα των απαιτούμενων προϊόντων (στεφάνες, προσθέσεις, γέφυρες κ.λπ.). Τα ψηφιοποιημένα δεδομένα αποθηκεύονται σε μορφή STL. Το αποτέλεσμα της σάρωσης και η βάση της εργασίας είναι ένα τρισδιάστατο γεωμετρικό μοντέλο υπολογιστή (σε μορφή αρχείου STL) της περιοχής της στοματικής κοιλότητας όπου σχεδιάζεται να τοποθετηθεί η οδοντοστοιχία. Ο σαρωτής Νόμπελ φαίνεται στο Σχήμα 9.

Εικ.9.

Βήμα 3: Τρισδιάστατη μοντελοποίηση (3D). Το αρχείο STL που ελήφθη στο βήμα 2 εισάγεται στο σύστημα CAD. Έχει σχεδιαστεί για τη δημιουργία υπολογιστικών μοντέλων στεφάνων, προθέσεων, γεφυρών κ.λπ. με την επακόλουθη μεταφορά τους στο σύστημα CAM για προγραμματισμό επεξεργασίας σε μηχανή CNC. Το σύστημα σχεδιάστηκε ειδικά για τεχνικούς, χρησιμοποιεί κατάλληλη ορολογία και φιλική προς το χρήστη διαισθητική διεπαφή. Το πρόγραμμα απευθύνεται σε χρήστη χωρίς εμπειρία στη χρήση συστημάτων CAD.

Σε αυτό το βήμα, ο οδοντοτεχνίτης πρέπει να επιλέξει το καταλληλότερο δόντι από τη βάση δεδομένων και να το τελειοποιήσει με εργαλεία στο επιθυμητό σχήμα. Η παρεχόμενη βάση δεδομένων περιέχει ένα μοντέλο στεφάνων για κάθε δόντι. Η επεξεργασία γεωμετρίας χρησιμοποιεί διαισθητικά χαρακτηριστικά γλυπτικής. Κατά τη διαδικασία μοντελοποίησης, είναι δυνατό να κλιμακωθεί το μοντέλο του υπολογιστή προκειμένου να αντισταθμιστεί η συρρίκνωση κατά τη σύντηξη και να αποκτηθεί η κορώνα όσο το δυνατόν περισσότερο. ακριβείς διαστάσεις. Για παράδειγμα, το Σχήμα 10 δείχνει τη διεπαφή λογισμικού στην οποία διαμορφώθηκε ένα προσαρμοσμένο στήριγμα.

Εικ.10.

Βήμα 4: Προγραμματισμός της επεξεργασίας. Μετά την επεξεργασία της γεωμετρίας των προϊόντων στο σύστημα, τα δεδομένα που λαμβάνονται μεταφέρονται στο σύστημα CAM. Έχει σχεδιαστεί για τον προγραμματισμό της επεξεργασίας προϊόντων σε μηχανές CNC. Στο σύστημα CAM, δημιουργούνται διαδρομές κατεργασίας, οι οποίες μεταφράζονται μέσω ενός μεταεπεξεργαστή σε μια «γλώσσα» κατανοητή από το μηχάνημα - σε ένα πρόγραμμα ελέγχου. Αυτό το πρόγραμμα απευθύνεται σε άπειρους χρήστες που δεν έχουν εμπειρία με συστήματα CAM και προγραμματισμό CNC.

Βήμα 5: Επεξεργασία προθέσεων σε μηχάνημα CNC. Τα προγράμματα ελέγχου που προκύπτουν αποστέλλονται στη μηχανή CNC. Το σχήμα 11 παρακάτω δείχνει ένα παράδειγμα διαδικασίας άλεσης για τρία στηρίγματα για εφαρμογή και δύο ράβδους για προθέσεις.

Εικ.11.

Εκτύπωση 2.5.3D (CAD/CAM)

Χάρη στην περαιτέρω εξέλιξη της τεχνολογίας CAD/CAM, το φρεζάρισμα υπολογιστών αντικαταστάθηκε από την τεχνολογία 3D εκτύπωσης, η οποία κατέστησε δυνατή τη μείωση του κόστους και κατέστησε δυνατή την κατασκευή αντικειμένων οποιουδήποτε σχήματος και πολυπλοκότητας που δεν μπορούσαν να παραχθούν πριν από υπάρχουσες τεχνολογίες. Για παράδειγμα, χάρη στην τρισδιάστατη εκτύπωση, είναι δυνατή η παραγωγή ενός συμπαγούς κοίλου αντικειμένου με οποιοδήποτε σχήμα της εσωτερικής επιφάνειας. Σε σχέση με την ορθοπεδική οδοντιατρική, είναι δυνατή η κατασκευή ενός κοίλου σώματος της πρόθεσης, που θα επιτρέψει, χωρίς να μειώσει την αντοχή της δομής, να μειώσει το βάρος της.

Επιπλέον, οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές στην οδοντιατρική εγγυώνται την επιτάχυνση των όγκων παραγωγής και την ακρίβεια των τελικών προϊόντων. Οι τρισδιάστατοι εκτυπωτές, καθώς και οι μηχανές φρεζαρίσματος υπολογιστών (CNC), απαλλάσσουν τους οδοντοτεχνίτες από μια πολύ χρονοβόρα διαδικασία στην εργασία τους - τη χειροκίνητη μοντελοποίηση προθέσεων, στεφάνων και άλλων προϊόντων. Το σχήμα 12 δείχνει τον 3D εκτυπωτή X350pro από τη γερμανική εταιρεία RepRap.

Εικ.12.

Η τεχνολογία CAD στην τρισδιάστατη εκτύπωση δεν διαφέρει από την τεχνολογία CAD στην άλεση με υπολογιστή και περιγράφεται λεπτομερώς στο προηγούμενο κεφάλαιο.

Η αρχή της διαδικασίας είναι ότι ένα στρώμα μεταλλικής σκόνης με μικροσκοπικό πάχος εναποτίθεται σε ένα υπόστρωμα. Στη συνέχεια γίνεται πυροσυσσωμάτωση, ή μάλλον μικροσυγκόλληση, με λέιζερ σε κενό μικροσκοπικών μεταλλικών κόκκων στα απαραίτητα τμήματα του στρώματος. Η συγκόλληση είναι η διαδικασία μετατροπής μιας σκόνης σε στερεό υλικό χρησιμοποιώντας υψηλή θερμοκρασία, αλλά χωρίς να λιώσει το ίδιο το υλικό. Μετά από αυτό, ένα άλλο στρώμα μεταλλικής σκόνης εφαρμόζεται από πάνω και οι μικροκόκκοι του μετάλλου συγκολλούνται με λέιζερ όχι μόνο μεταξύ τους, αλλά και με το κάτω στρώμα.

Το μοναδικό σχήμα κάθε δοντιού είναι δύσκολο να αποδοθεί με ακρίβεια χρησιμοποιώντας χειροποίητη κατασκευή. Ωστόσο, οι οδοντιατρικοί τρισδιάστατοι εκτυπωτές καθιστούν περιττές τις περίπλοκες και απαρχαιωμένες μεθόδους κατασκευής. Χάρη σε τις τελευταίες τεχνολογίεςκαι οι περισσότεροι σύγχρονα υλικάΤα τελικά προϊόντα λαμβάνονται πολλές φορές πιο γρήγορα από πριν.

Πλεονεκτήματα της τρισδιάστατης εκτύπωσης στον οδοντιατρικό τομέα:

• τη δυνατότητα κατασκευής προϊόντων με κούφια εσωτερικά τμήματα, τα οποία δεν μπορούν να γίνουν με φρεζάρισμα.
• σημαντική επιτάχυνση της παραγωγής των απαραίτητων προϊόντων·
• αύξηση του όγκου παραγωγής χωρίς πρόσθετο προσωπικό.
• τη δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης του υλικού μετά τον καθαρισμό, που μειώνει τα απόβλητα παραγωγής σχεδόν στο μηδέν.

2.6 Συμπεράσματα για το δεύτερο κεφάλαιο.

Από όλα τα παραπάνω μπορούν να εξαχθούν ορισμένα συμπεράσματα. Το τιτάνιο ήταν γνωστό από την αρχαιότητα, αλλά δεν βρήκε εφαρμογή στην οδοντιατρική λόγω του γεγονότος ότι για μεγάλο χρονικό διάστημα δεν υπήρχαν τεχνολογίες για την επεξεργασία του. Με το πέρασμα του χρόνου, η κατάσταση άρχισε να αλλάζει και σήμερα το τιτάνιο επεξεργάζεται με διάφορους τρόπους χωρίς να διακυβεύεται η αισθητική των τελικών αποκαταστάσεων.

Από την εμφάνιση του τιτανίου στην οδοντιατρική και μέχρι σήμερα, έχουν εμφανιστεί πολλές μέθοδοι επεξεργασίας του. Όλα έχουν και τα μειονεκτήματα και τα πλεονεκτήματά τους. Μια τέτοια ποικιλία είναι φυσικά ένα αδιαμφισβήτητο πλεονέκτημα του τιτανίου, αφού κάθε εργαστήριο, και κάθε οδοντοτεχνίτης ειδικότερα, μπορεί να επιλέξει μόνος του ακριβώς τη μέθοδο εργασίας με τιτάνιο, η οποία είναι πιο κατάλληλη ανάλογα με τις εργασίες.

Μετά από ανάλυση της βιβλιογραφίας, διαπιστώσαμε ότι από όλες τις υπάρχουσες ή γνωστές μεθόδους επεξεργασίας τιτανίου στην οδοντιατρική, η πιο πολλά υποσχόμενη και καλύτερη μέθοδος είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση τιτανίου, καθώς αυτή η μέθοδος είναι που έχει τα περισσότερα πλεονεκτήματα και πρακτικά κανένα μειονέκτημα.

συμπέρασμα

Από όλο το υλικό που αναλύθηκε παραπάνω, μόνο ένα συμπέρασμα μπορεί να εξαχθεί: το τιτάνιο έδωσε νέες ιδέες και επιτάχυνε σημαντικά πολλές λειτουργίες. Παρά την περισσότερο από μέτρια ιστορία του, το τιτάνιο έχει γίνει κορυφαίο υλικό στην οδοντιατρική. Τα κράματα τιτανίου έχουν σχεδόν όλες τις απαραίτητες ιδιότητες στην ορθοπεδική οδοντιατρική, συγκεκριμένα: βιοενέργεια, αντοχή, σκληρότητα, ακαμψία, ανθεκτικότητα, αντοχή στη διάβρωση, χαμηλό ειδικό βάρος. Παρά τις πολλές ιδιότητες που είναι απαραίτητες για την οδοντιατρική, το τιτάνιο, ωστόσο, μπορεί να υποστεί επεξεργασία με πολλούς τρόπους χωρίς να χάσει την ποιότητα των τελικών προϊόντων. Μέχρι σήμερα, έχουμε ήδη όλα τα απαραίτητα εργαλεία και εξοπλισμό για υψηλής ποιότητας επεξεργασία κραμάτων τιτανίου.

Αφού αναλύσουμε όλες τις μεθόδους κατασκευής προϊόντων τιτανίου, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η πιο προοδευτική μέθοδος είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση. Σε σύγκριση με άλλες μεθόδους, έχει αρκετά πλεονεκτήματα, όπως η απλότητα της ίδιας της διαδικασίας. Σε αντίθεση με τη σφράγιση τιτανίου, η τρισδιάστατη εκτύπωση έχει σχεδόν τέλεια ακρίβεια. Η τεχνολογία φρεζαρίσματος υπολογιστή παρέχει επίσης υψηλή ακρίβεια, αλλά σε αντίθεση με την τρισδιάστατη εκτύπωση, δεν μπορεί να αναπαράγει τα κοίλα εσωτερικά μέρη του προϊόντος. Και επιπλέον, η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι πολύ οικονομική, καθώς πρακτικά δεν υπάρχουν απόβλητα παραγωγής και το υπόλοιπο υλικό που χρησιμοποιείται στην εκτύπωση μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί μετά τον καθαρισμό. Η μέθοδος έγχυσης και η μέθοδος πλαστικής παραμόρφωσης απαιτούν πολύπλοκο τεχνολογικό εξοπλισμό. Και η ακρίβεια της κατασκευής προϊόντων εξακολουθεί να μην μπορεί να συγκριθεί με την τρισδιάστατη εκτύπωση.

Συμπερασματικά, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η μέθοδος τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι μακράν η πιο υποσχόμενη, προοδευτική και οικονομικά αποδοτική μέθοδος εργασίας με προϊόντα από κράμα τιτανίου στην οδοντιατρική.

Βιβλιογραφικός κατάλογος

1. Περιοδικό «Οδοντοτεχνίτης». Τιτάνιο - ένα υλικό για τη σύγχρονη οδοντιατρική / Alexander Modestov © Medical Press LLC (No. 3 (38) 2003) 1997-2015
2. Yervandyan, A.G. Τεχνολογίες CAD / CAM στην ορθοπεδική οδοντιατρική [Ηλεκτρονικός πόρος] / Harutyun Geghamovich Yervandyan, 4/10/2015. – Τρόπος πρόσβασης: https://www.. – Επικεφαλίδα. από την οθόνη.
3. Trezubov, V.N. Ορθοπεδική Οδοντιατρική. Εφαρμοσμένη επιστήμη υλικών / V.N. Trezubov, L.M. Μίσνιεφ, Ε.Ν. Ζούλεφ. - Μ. : 2008. - 473 σελ.
4. sgma [Ηλεκτρονικός πόρος] "CAD / CAM-technologies: καλά νέα για οδοντιατρικά εργαστήρια" Τρόπος πρόσβασης: δωρεάν, 26.04.2008. http://sgma.ucoz.ru/publ/3-1-0-21 – Κεφάλι. από την οθόνη
5. Mironova M.L. Αφαιρούμενες οδοντοστοιχίες: φροντιστήριο"- Μ.: "GEOTAR-Media" 2009.
6. Andryushchenko I.A., Ivanov E.A., Krasnoselsky I.A. "Νέα κράματα για οδοντικές προθέσεις" // Επίκαιρα θέματα ορθοπεδικής οδοντιατρικής. Μ., 1968.
7. Kopeikin V.N., Efremova L.A., Ilyashenko V.M. "Η χρήση νέων κραμάτων στην κλινική της ορθοπεδικής οδοντιατρικής" // Πραγματικά θέματα ορθοπεδικής οδοντιατρικής, - Μ., 1968.
8. Bolton, W. Δομικά Υλικά: Μέταλλα, Κράματα, Πολυμερή, Κεραμικά, Σύνθετα. Μόσχα: Εκδοτικός Οίκος Dodeka-XXI, 2004.
9. Nurt R.V. μετάφραση από το αγγλ. εκδ. Pakhomova G.N. «Βασικές Επιστήμες Οδοντιατρικών Υλικών». "KMK-Invest" 2004.
10. Titan [Ηλεκτρονικός πόρος]. Λειτουργία πρόσβασης: δωρεάν. http://chem100.ru/text.php?t=1926 - Κεφάλι. από την οθόνη.

Τιτάνιο και ταντάλιο - «συμβιβάζουν» μέταλλα για ιατρική
Η χρήση διαφόρων μεταλλικών προϊόντων στην ιατρική ασκείται από την αρχαιότητα. Ο συνδυασμός τέτοιων χρήσιμες ιδιότητεςτα μέταλλα και τα κράματά τους, όπως αντοχή, ανθεκτικότητα, ευκαμψία, πλαστικότητα, ελαστικότητα, δεν έχει εναλλακτικές, ιδίως στην κατασκευή ορθοπεδικών κατασκευών, ιατρικών οργάνων, συσκευών για την ταχεία σύντηξη καταγμάτων. Και τις τελευταίες δεκαετίες, χάρη στην ανακάλυψη του φαινομένου της «μνήμης σχήματος» και την εισαγωγή άλλων καινοτομιών, τα μέταλλα έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί ευρέως στην αγγειακή και νευροχειρουργική για την κατασκευή υλικού ραφής, πλέγματος στεντ για διαστολή φλεβών και αρτηριών, μεγάλες ενδοπροθέσεις , στην οφθαλμική και οδοντική εμφυτευματολογία.

Ωστόσο, δεν είναι όλα τα μέταλλα κατάλληλα για χρήση στον ιατρικό τομέα και οι κύριες καταστροφικές αιτίες εδώ είναι η ευαισθησία στη διάβρωση και η αντίδραση με ζωντανούς ιστούς - παράγοντες που έχουν καταστροφικές συνέπειες τόσο για το μέταλλο όσο και για το ίδιο το σώμα.

Φυσικά, ο χρυσός και τα μέταλλα της ομάδας της πλατίνας (πλατίνα, ιρίδιο, όσμιο, παλλάδιο, ρόδιο κ.λπ.) είναι εκτός ανταγωνισμού. Ωστόσο, η δυνατότητα χρήσης πολύτιμων μετάλλων για μαζική χρήση πρακτικά απουσιάζει λόγω του απαγορευτικά υψηλού κόστους τους και ο συνδυασμός των χρήσιμων ιδιοτήτων που ζητούνται σε ορισμένες ειδικές κλινικές καταστάσεις δεν είναι πάντα εγγενής στα πολύτιμα μέταλλα.

Σημαντική θέση σε αυτόν τον τομέα μέχρι σήμερα κατέχουν οι ανοξείδωτοι χάλυβες σε κράμα με ορισμένα πρόσθετα για την απόκτηση των απαιτούμενων χαρακτηριστικών. Αλλά τέτοια μεταλλικά υλικά, τα οποία είναι εκατοντάδες φορές φθηνότερα από τα πολύτιμα μέταλλα, δεν αντιστέκονται αποτελεσματικά στη διάβρωση και άλλες επιθετικές επιδράσεις, γεγονός που περιορίζει σημαντικά τη δυνατότητα χρήσης τους για μια σειρά από ιατρικές ανάγκες. Επιπλέον, εμπόδιο για την εμφύτευση προϊόντων από ανοξείδωτο χάλυβα που εμφυτεύονται στο εσωτερικό του σώματος είναι η σύγκρουσή τους με τους ζωντανούς ιστούς, η οποία προκαλεί υψηλού κινδύνουαπόρριψη και άλλες επιπλοκές.

Ένα είδος συμβιβασμού μεταξύ αυτών των δύο πόλων είναι μέταλλα όπως το τιτάνιο και το ταντάλιο: ισχυρό, ελατό, σχεδόν μη υποκείμενο σε διάβρωση, με υψηλή θερμοκρασίατήξη, και το πιο σημαντικό - εντελώς ουδέτερο από βιολογικούς όρους, λόγω του οποίου γίνονται αντιληπτά από το σώμα ως δικός τους ιστός και πρακτικά δεν προκαλούν απόρριψη. Όσο για το κόστος, για το τιτάνιο δεν είναι υψηλό, αν και ξεπερνά σημαντικά αυτό των ανοξείδωτων. Το ταντάλιο, ως ένα αρκετά σπάνιο μέταλλο, είναι πάνω από δέκα φορές πιο ακριβό από το τιτάνιο, αλλά εξακολουθεί να είναι πολύ φθηνότερο σε σύγκριση με πολύτιμα μέταλλα. Με την ομοιότητα των περισσότερων από τις κύριες λειτουργικές ιδιότητες, σε ορισμένες από αυτές εξακολουθεί να είναι κατώτερο από το τιτάνιο, αν και σε ορισμένες το ξεπερνά, το οποίο, στην πραγματικότητα, καθορίζει τη συνάφεια της εφαρμογής.

Είναι για αυτούς τους λόγους που το τιτάνιο και το ταντάλιο, που συχνά αναφέρονται ως "ιατρικά μέταλλα", καθώς και ορισμένα από τα κράματά τους, χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλές ιατρικές βιομηχανίες. Διαφέρουν σε μια σειρά από χαρακτηριστικά και, επομένως, αλληλοσυμπληρώνονται, αποκαλύπτουν σύγχρονη ιατρικήπραγματικά απίστευτες προοπτικές.

Παρακάτω, θα μιλήσουμε λεπτομερέστερα για τα μοναδικά χαρακτηριστικά του τιτανίου και του τανταλίου, τους κύριους τομείς χρήσης τους στην ιατρική, τη χρήση διαφόρων μορφών παραγωγής αυτών των μετάλλων για την κατασκευή εργαλείων, ορθοπεδικού και χειρουργικού εξοπλισμού.

Τιτάνιο και ταντάλιο - ορισμός, πραγματικές ιδιότητες

Τιτάνιο για ιατρική

Το τιτάνιο (Ti) - ένα ελαφρύ μέταλλο με ασημί απόχρωση που μοιάζει με χάλυβα - είναι ένα από τα χημικά στοιχείαΠεριοδικός πίνακας τοποθετημένος στην τέταρτη ομάδα τέταρτη περίοδος, ατομικός αριθμός 22 (Εικ. 1).

Εικόνα 1. Ψήγμα τιτανίου.

Έχει ατομική μάζα 47,88 με ειδική πυκνότητα 4,52 g/cm 3 . Σημείο τήξης - 1669 ° C, σημείο βρασμού -3263 ° C. Σε βιομηχανικές ποιότητες με υψηλή σταθερότητα, είναι τετρασθενές. Χαρακτηρίζεται από καλή πλαστικότητα και ελατότητα.

Όντας τόσο ελαφρύ όσο και με υψηλή μηχανική αντοχή, διπλάσια από αυτή του Fe και έξι φορές αυτή του Al, το τιτάνιο έχει επίσης χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής, που του επιτρέπει να χρησιμοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών.

Το τιτάνιο χαρακτηρίζεται από χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, τέσσερις φορές χαμηλότερη από αυτή του σιδήρου και περισσότερο από μια τάξη μεγέθους χαμηλότερη από αυτή του αλουμινίου. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής στους 20°C είναι σχετικά μικρός, αλλά αυξάνεται με περαιτέρω θέρμανση.

Αυτό το υλικό διακρίνεται επίσης από μια πολύ υψηλή ηλεκτρική αντίσταση, η οποία, ανάλογα με την παρουσία ξένων στοιχείων, μπορεί να κυμαίνεται στην περιοχή των 42·11 -8 ... 80·11 -6 Ohm·cm.

Το τιτάνιο είναι ένα παραμαγνητικό μέταλλο με χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Και παρόλο που στα παραμαγνητικά μέταλλα, η μαγνητική επιδεκτικότητα, κατά κανόνα, μειώνεται καθώς θερμαίνεται, το τιτάνιο από αυτή την άποψη μπορεί να ταξινομηθεί ως εξαίρεση, καθώς η μαγνητική του επιδεκτικότητα, αντίθετα, αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Λόγω του συνόλου των παραπάνω ιδιοτήτων, το τιτάνιο είναι απολύτως απαραίτητο ως πρώτη ύλη για διάφορους τομείς της πρακτικής ιατρικής και των ιατρικών οργάνων. Και όμως η πιο πολύτιμη ποιότητα του τιτανίου για χρήση για το σκοπό αυτό είναι η υψηλότερη αντοχή του στις διαβρωτικές επιδράσεις και, ως εκ τούτου, η υποαλλεργικότητα.

Το τιτάνιο οφείλει την αντοχή του στη διάβρωση στο γεγονός ότι σε θερμοκρασίες έως 530-560 ° C, η μεταλλική επιφάνεια καλύπτεται με το ισχυρότερο φυσικό προστατευτικό φιλμ οξειδίου TiO 2, το οποίο είναι εντελώς ουδέτερο σε σχέση με επιθετικά χημικά και βιολογικά μέσα. Όσον αφορά την αντοχή στη διάβρωση, το τιτάνιο είναι συγκρίσιμο, και μάλιστα ανώτερο, από την πλατίνα και τα μέταλλα της πλατίνας. Συγκεκριμένα, είναι εξαιρετικά ανθεκτικό σε οξεοβασικά περιβάλλοντα, δεν διαλύεται ακόμη και σε ένα τόσο επιθετικό «κοκτέιλ» όπως το aqua regia. Αρκεί να αναφέρουμε ότι η ένταση της διάβρωσης της καταστροφής του τιτανίου στο θαλασσινό νερό, που έχει χημική σύσταση από πολλές απόψεις παρόμοια με την ανθρώπινη λέμφο, δεν ξεπερνά τα 0,00003 mm/έτος, ή τα 0,03 mm για μια χιλιετία!

Λόγω της βιολογικής αδράνειας των δομών τιτανίου στο ανθρώπινο σώμα, κατά την εμφύτευση δεν απορρίπτονται και δεν προκαλούν αλλεργικές αντιδράσεις, καλύπτονται γρήγορα με μυοσκελετικούς ιστούς, η δομή των οποίων παραμένει σταθερή καθ 'όλη τη διάρκεια της επόμενης ζωής.

Ένα σημαντικό πλεονέκτημα του τιτανίου είναι η προσιτή τιμή του, γεγονός που καθιστά δυνατή τη χρήση του σε μαζική κλίμακα.

Ποιότητες τιτανίου και κράματα τιτανίου
Οι ποιότητες τιτανίου που έχουν μεγαλύτερη ζήτηση από την ιατρική είναι τεχνικά καθαρές VT1-0, VT1-00, VT1-00sv. Δεν περιέχουν σχεδόν καθόλου ακαθαρσίες, η ποσότητα των οποίων είναι τόσο ασήμαντη που κυμαίνεται στα όρια του μηδενικού σφάλματος. Έτσι, ο βαθμός VT1-0 περιέχει περίπου 99,35-99,75% καθαρό μέταλλο και οι ποιότητες VT1-00 και VT1-00sv, αντίστοιχα, περιέχουν 99,62-99,92% και 99,41-99,93%.

Μέχρι σήμερα, η ιατρική χρησιμοποιεί ένα ευρύ φάσμα κραμάτων τιτανίου, διαφορετικά ως προς τη χημική τους σύνθεση και τις μηχανοτεχνολογικές παραμέτρους. Τα Ta, Al, V, Mo, Mg, Cr, Si, Sn χρησιμοποιούνται συχνότερα ως πρόσθετα κραμάτων σε αυτά. Οι πιο αποτελεσματικοί σταθεροποιητές περιλαμβάνουν τα μέταλλα της ομάδας Zr, Au και πλατίνας. Με την εισαγωγή έως και 12% Zr στο τιτάνιο, η αντίστασή του στη διάβρωση αυξάνεται κατά τάξεις μεγέθους. Το μεγαλύτερο αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί με την προσθήκη μικρής ποσότητας πλατινοειδών Pt και Pd, Rh και Ru στο τιτάνιο. Η εισαγωγή μόνο του 0,25% αυτών των στοιχείων στο Ti καθιστά δυνατή τη μείωση της δραστηριότητας της αλληλεπίδρασής του με το βρασμό συμπυκνωμένου H 2 SO 4 και HCl κατά δεκάδες τάξεις μεγέθους.

Το κράμα Ti-6Al-4V χρησιμοποιείται ευρέως στην εμφυτευματολογία, την ορθοπεδική και τη χειρουργική, ξεπερνώντας σημαντικά τους «ανταγωνιστές» του με βάση το κοβάλτιο και τους ανοξείδωτους χάλυβες όσον αφορά τις λειτουργικές παραμέτρους. Συγκεκριμένα, το μέτρο ελαστικότητας των κραμάτων τιτανίου είναι δύο φορές χαμηλότερο. Για ιατρικές εφαρμογές (εμφυτεύματα για οστεοσύνθεση, ενδοπροθέσεις αρθρώσεων κ.λπ.) αυτό αποτελεί μεγάλο πλεονέκτημα, καθώς παρέχει υψηλότερη μηχανική συμβατότητα του εμφυτεύματος με πυκνές οστικές δομές του σώματος, στις οποίες το μέτρο ελαστικότητας είναι 5–20 GPa. Ακόμη χαμηλότεροι δείκτες από αυτή την άποψη (έως 40 GPa και κάτω) είναι χαρακτηριστικοί των κραμάτων τιτανίου-νιοβίου, η ανάπτυξη και η εφαρμογή των οποίων είναι ιδιαίτερα σημαντικές. Ωστόσο, η πρόοδος δεν παραμένει ακίνητη και σήμερα το παραδοσιακό Ti-6Al-4V αντικαθίσταται από νέα ιατρικά κράματα Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr και Ti-12Mo-6Zr, τα οποία δεν περιέχουν αλουμίνιο και βανάδιο - στοιχεία που αν και ασήμαντη, αλλά παρόλα αυτά τοξική επίδραση στους ζωντανούς ιστούς.

Πρόσφατα, τα βιομηχανικά συμβατά εμφυτεύματα, το υλικό για την κατασκευή των οποίων είναι το νικελίδιο του τιτανίου TiNi, έχουν γίνει όλο και πιο περιζήτητα για ιατρικές ανάγκες. Ο λόγος για την αυξανόμενη δημοτικότητα αυτού του κράματος είναι η εγγενής του λεγόμενη. εφέ μνήμης σχήματος (SME). Η ουσία του έγκειται στο γεγονός ότι το δείγμα ελέγχου, που παραμορφώνεται σε χαμηλές θερμοκρασίες, είναι σε θέση να διατηρεί συνεχώς το νεοαποκτηθείσα σχήμα και μετά από θέρμανση, να αποκαθιστά την αρχική διαμόρφωση, ενώ επιδεικνύει υπερελαστικότητα. Οι δομές νικελίου-τιτανίου είναι απαραίτητες, ειδικότερα, στη θεραπεία τραυματισμών της σπονδυλικής στήλης και δυστροφίας του μυοσκελετικού συστήματος.

Ταντάλιο για ιατρική

Ορισμός και χρήσιμα χαρακτηριστικά
Το ταντάλιο (Ta, λατ. Tantalum) είναι ένα βαρύ πυρίμαχο μέταλλο με ασημί-γαλαζωπή απόχρωση «μόλυβδου», το οποίο οφείλεται στο υμένιο του πεντοξειδίου Ta 2 O 5 που το καλύπτει. Είναι ένα από τα χημικά στοιχεία του Περιοδικού Πίνακα, τοποθετημένο σε μια δευτερεύουσα υποομάδα της πέμπτης ομάδας της έκτης περιόδου, ατομικό αριθμό 73 (Εικ. 2).

Εικόνα 2. Κρύσταλλοι τανταλίου.

Το ταντάλιο έχει ατομική μάζα 180,94 με υψηλή ειδική πυκνότητα 16,65 g/cm 3 στους 20 °C (για σύγκριση: η ειδική πυκνότητα του Fe είναι 7,87 g/cm 3 , το Pv είναι 11,34 g/cm 3 ). Το σημείο τήξης είναι 3017 °C (μόνο τα W και Re είναι πιο πυρίμαχα). 1669°C, σημείο βρασμού - 5458°C. Το ταντάλιο χαρακτηρίζεται από την ιδιότητα του παραμαγνητισμού: η ειδική μαγνητική του επιδεκτικότητα σε θερμοκρασία δωματίου είναι 0,849·10 -6 .

Αυτό το δομικό υλικό, που συνδυάζει υψηλή σκληρότητα και ολκιμότητα, στην καθαρή του μορφή προσφέρεται για μηχανική κατεργασία με κάθε μέσο (στάμπα, έλαση, σφυρηλάτηση, διάνοιξη, συστροφή, κοπή κ.λπ.). Σε χαμηλές θερμοκρασίες, επεξεργάζεται χωρίς ισχυρή σκλήρυνση εργασίας, υπόκειται σε φαινόμενα παραμόρφωσης (σημείο συμπίεσης 98,8%) και χωρίς να απαιτείται προκαταρκτική πυροδότηση. Το ταντάλιο δεν χάνει πλαστικότητα ακόμα κι αν είναι παγωμένο στους -198 °C.

Η τιμή του συντελεστή ελαστικότητας του τανταλίου είναι 190 Gn/m 2 ή 190 102 kgf/mm 2 στους 25 °C, λόγω του οποίου μετατρέπεται εύκολα σε σύρμα. Πραγματοποιείται επίσης η παραγωγή του λεπτότερου φύλλου τανταλίου (πάχους περίπου 0,039 mm) και άλλων δομικών ημικατεργασμένων προϊόντων.

Ένα είδος «δίδυμου» του Ta είναι το Nb, που χαρακτηρίζεται από πολλές παρόμοιες ιδιότητες.

Το ταντάλιο διακρίνεται από εξαιρετική αντοχή σε επιθετικά περιβάλλοντα. Αυτή είναι μια από τις πιο πολύτιμες ιδιότητες του για χρήση σε πολλές βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένης της ιατρικής. Είναι ανθεκτικό σε επιθετικά ανόργανα οξέα όπως HNO 3 , H 2 SO 4 , HCl, H 3 PO 4 , καθώς και σε οργανικά οξέα οποιασδήποτε συγκέντρωσης. Σε αυτή την παράμετρο, ξεπερνιέται μόνο από ευγενή μέταλλα, και ακόμη και τότε όχι σε όλες τις περιπτώσεις. Έτσι, το Ta, σε αντίθεση με το Au, Pt και πολλά άλλα πολύτιμα μέταλλα, «αγνοεί» ακόμη και το aqua regia HNO 3 + 3HCl. Μια κάπως χαμηλότερη σταθερότητα του τανταλίου παρατηρείται σε σχέση με τα αλκάλια.

Η υψηλή αντοχή στη διάβρωση του Ta εκδηλώνεται και σε σχέση με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο. Η διαδικασία οξείδωσης ξεκινά μόνο στους 285 °C: ένα επιφανειακό προστατευτικό φιλμ πεντοξειδίου του τανταλίου Ta 2 O 5 σχηματίζεται στο μέταλλο. Είναι η παρουσία ενός υμενίου αυτού, του μοναδικού σταθερού από όλα τα οξείδια Ta, που κάνει το μέταλλο ανοσοποιητικό στα επιθετικά αντιδραστήρια. Ως εκ τούτου - ένα τέτοιο χαρακτηριστικό του τανταλίου, ιδιαίτερα πολύτιμο για την ιατρική, όπως η υψηλή βιοσυμβατότητα με το ανθρώπινο σώμα, το οποίο αντιλαμβάνεται τις δομές τανταλίου που εμφυτεύονται σε αυτό ως δικό του ιστό, χωρίς απόρριψη. Με βάση αυτή την πολύτιμη ποιότητα ιατρική χρήσηΑυτό σε τομείς όπως η επανορθωτική χειρουργική, η ορθοπεδική, η εμφυτευματολογία.

Το ταντάλιο είναι ένα από τα σπάνια μέταλλα: τα αποθέματά του στον φλοιό της γης είναι περίπου 0,0002%. Αυτό προκαλεί το υψηλό κόστος αυτού του δομικού υλικού. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η χρήση τανταλίου με τη μορφή λεπτών μεμβρανών προστατευτικών αντιδιαβρωτικών επικαλύψεων που εναποτίθενται στο βασικό μέταλλο, το οποίο, παρεμπιπτόντως, είναι τρεις έως τέσσερις φορές μεγαλύτερο από το καθαρό ανοπτημένο ταντάλιο, είναι τόσο διαδεδομένη.

Ακόμη πιο συχνά, το ταντάλιο χρησιμοποιείται με τη μορφή κραμάτων ως πρόσθετο κράματος σε λιγότερο ακριβά μέταλλα για να δώσει στις προκύπτουσες ενώσεις ένα σύμπλεγμα των απαραίτητων φυσικών, μηχανικών και χημικών ιδιοτήτων. Ο χάλυβας, το τιτάνιο και άλλα κράματα μετάλλων με την προσθήκη τανταλίου έχουν μεγάλη ζήτηση στα χημικά και ιατρικά όργανα. Από αυτά, ειδικότερα, ασκείται η κατασκευή πηνίων, αποστακτηρίων, αεριστηρίων, ακτινογραφικού εξοπλισμού, συσκευών ελέγχου κ.λπ. Στην ιατρική, το ταντάλιο και οι ενώσεις του χρησιμοποιούνται επίσης για την κατασκευή εξοπλισμού για χειρουργεία.

Αξίζει να σημειωθεί ότι σε πολλούς τομείς, το ταντάλιο, όντας λιγότερο ακριβό, αλλά με πολλά επαρκή χαρακτηριστικά απόδοσης, μπορεί να αντικαταστήσει με επιτυχία τα πολύτιμα μέταλλα της ομάδας πλατίνας-ιριδίου.

Ποιότητες και κράματα τανταλίου
Οι κύριες ποιότητες μη κράματος τιτανίου με περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες εντός του στατιστικού σφάλματος είναι:

• HDTV: Ta - 99,9%, (Nb) - 0,2%. Άλλες ακαθαρσίες όπως (Ti), (Al), (Co), (Ni) περιέχονται σε χιλιοστά και δέκα χιλιοστά του τοις εκατό.
• HDTV 1: Η χημική σύνθεση της υποδεικνυόμενης ποιότητας είναι 99,9% Ta. Το νιόβιο (Nb), που υπάρχει πάντα στο βιομηχανικό ταντάλιο, αντιστοιχεί μόνο σε 0,03%.
• ΜΜ: Τα - 99,8%. Προσμείξεις (όχι περισσότερες από%): Nb - 0,1%, Fe - 0,005%, Ti, H - 0,001% η καθεμία, Si - 0,003%, W + Mo, O - 0,015% η κάθε μία, Co - 0,0001%, Ca - 0,002% , Na, Mg, Mn - 0,0003% έκαστο, Ni, Zr, Sn - 0,0005% έκαστο, Al - 0,0008%, Cu, Cr - 0,0006% έκαστο, C, N - έκαστος 0,01%.
• Τ: Ta - 99,37%, Nb - 0,5%, W - 0,05%, Mo - 0,03%, (Fe) - 0,03%; (Ti) - 0,01%, (Si) - 0,005%.

Η υψηλή σκληρότητα του Ta καθιστά δυνατή την κατασκευή δομικών σκληρών κραμάτων στη βάση του, για παράδειγμα, Ta με W (TV). Η αντικατάσταση του κράματος TiC με ένα ανάλογο τανταλίου του TaC βελτιστοποιεί σημαντικά τα μηχανικά χαρακτηριστικά του δομικού υλικού και διευρύνει τις δυνατότητες εφαρμογής του.

Συνάφεια της εφαρμογής Ta για ιατρικούς σκοπούς
Περίπου το 5% του τανταλίου που παράγεται στον κόσμο δαπανάται για ιατρικές ανάγκες. Παρόλα αυτά, η σημασία της χρήσης του σε αυτόν τον κλάδο δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί.

Όπως έχει ήδη σημειωθεί, το ταντάλιο είναι ένα από τα καλύτερα μεταλλικά βιοαδρανή υλικά λόγω του λεπτότερου, αλλά πολύ ισχυρού και χημικά ανθεκτικού φιλμ πεντοξειδίου Ta 2 O 5 που αυτοσχηματίζεται στην επιφάνειά του. Λόγω της υψηλής πρόσφυσης, που διευκολύνει και επιταχύνει τη διαδικασία σύντηξης του εμφυτεύματος με ζωντανό ιστό, υπάρχει χαμηλό ποσοστό απόρριψης εμφυτευμάτων τανταλίου και απουσία φλεγμονωδών αντιδράσεων.

Από τέτοια ημικατεργασμένα προϊόντα τανταλίου όπως φύλλα, ράβδοι, σύρματα και άλλες μορφές παραγωγής, κατασκευάζονται κατασκευές που έχουν ζήτηση σε πλαστικές, καρδιο-, νευροχειρουργικές και οστεοχειρουργικές για συρραφή, σύντηξη θραυσμάτων οστών, stenting και κοπή των αγγείων (Εικ. 3).

Εικόνα 3. Δομή προσάρτησης τανταλίου στην άρθρωση του ώμου.

Η χρήση λεπτών δομών πλάκας και πλέγματος τανταλίου εφαρμόζεται στην γναθοπροσωπική χειρουργική και για τη θεραπεία τραυματικών εγκεφαλικών κακώσεων. Οι ίνες του νήματος τανταλίου αντικαθιστούν τον ιστό των μυών και των τενόντων. Χρήση τανταλίου Οι χειρουργοί χρησιμοποιούν ίνες τανταλίου για κοιλιακές επεμβάσεις, ιδιαίτερα για την ενίσχυση των τοιχωμάτων της κοιλιακής κοιλότητας. Τα πλέγματα τανταλίου είναι απαραίτητα στον τομέα της οφθαλμικής προσθετικής. Τα πιο λεπτά νήματα τανταλίου χρησιμοποιούνται ακόμη και για την αναγέννηση των νευρικών κορμών.

Και, φυσικά, το Ta και οι ενώσεις του, μαζί με το Ti, χρησιμοποιούνται ευρέως στην ορθοπεδική και την εμφυτευματολογία για την κατασκευή ενδοπροθέσεων αρθρώσεων και οδοντικών προσθετικών.

Από την αρχή της νέας χιλιετίας, ο καινοτόμος τομέας της ιατρικής γίνεται όλο και πιο δημοφιλής, με βάση την αρχή της χρήσης στατικών ηλεκτρικών πεδίων για την ενεργοποίηση ανθρώπινο σώμαεπιθυμητές βιοδιεργασίες. Η παρουσία ιδιοτήτων υψηλών ηλεκτροδίων της επικάλυψης πεντοξειδίου του τανταλίου Ta 2 O 5 έχει αποδειχθεί επιστημονικά. Οι ηλεκτροστατικές μεμβράνες οξειδίου του τιτανίου του φιδιού έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένες στην αγγειοχειρουργική, την ενδοπρόσθεση και τη δημιουργία ιατρικών οργάνων και συσκευών.

Πρακτική εφαρμογή τιτανίου και τανταλίου σε συγκεκριμένους κλάδους της ιατρικής

Τραυματολογία: δομές για σύντηξη καταγμάτων

Επί του παρόντος, για την ταχεία σύντηξη των καταγμάτων, μια τέτοια τεχνική χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο. πρωτοποριακή τεχνολογίαόπως η οστεοσύνθεση μετάλλων. Προκειμένου να διασφαλιστεί η σταθερή θέση των θραυσμάτων των οστών, χρησιμοποιούνται διάφορες δομές στερέωσης, εξωτερικές και εσωτερικές, εμφυτευμένες στο σώμα. Ωστόσο, τα προϊόντα χάλυβα που χρησιμοποιήθηκαν στο παρελθόν παρουσιάζουν χαμηλή απόδοση λόγω της ευαισθησίας τους στη διάβρωση υπό την επίδραση του επιθετικού περιβάλλοντος του αμαξώματος και του φαινομένου του γαλβανισμού. Ως αποτέλεσμα, συμβαίνει τόσο η γρήγορη καταστροφή των ίδιων των σταθεροποιητών όσο και η αντίδραση απόρριψης, προκαλώντας φλεγμονώδεις διεργασίες στο πλαίσιο έντονου πόνου λόγω της ενεργού αλληλεπίδρασης των ιόντων Fe με το φυσιολογικό περιβάλλον των μυοσκελετικών ιστών στο ηλεκτρικό πεδίο του σώματος .

Να αποφύγω ανεπιθύμητες συνέπειεςεπιτρέπει την παραγωγή σταθεροποιητικών-εμφυτευμάτων τιτανίου και τανταλίου με ιδιότητα βιοσυμβατότητας με ζωντανούς ιστούς (Εικ. 4).

Εικόνα 4. Κατασκευές τιτανίου και τανταλίου για οστεοσύνθεση.

Παρόμοια σχέδια απλών και πολύπλοκων διαμορφώσεων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μακροπρόθεσμη ή και μόνιμη εισαγωγή στο ανθρώπινο σώμα. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για ηλικιωμένους ασθενείς, καθώς εξαλείφει την ανάγκη χειρουργικής επέμβασης για την αφαίρεση του συγκρατητή.

Ενδοπροσθετική

Εμφυτευμένοι τεχνητοί μηχανισμοί χειρουργικάστον οστικό ιστό ονομάζονται ενδοπροθέσεις. Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη αρθροπλαστική άρθρωσης - ισχίου, ώμου, αγκώνα, γόνατος, αστράγαλος κ.λπ. Η διαδικασία της αρθροπλαστικής είναι πάντα μια πολύπλοκη επέμβαση, όταν ένα τμήμα μιας άρθρωσης που δεν υπόκειται σε φυσική αποκατάσταση αφαιρείται και στη συνέχεια αντικαθίσταται με ένα εμφύτευμα ενδοπροσθετικής.

Μια σειρά από σοβαρές απαιτήσεις επιβάλλονται στα μεταλλικά στοιχεία των ενδοπροθέσεων. Πρέπει ταυτόχρονα να έχουν ιδιότητες ακαμψίας, αντοχής, ελαστικότητας, ικανότητας δημιουργίας της απαραίτητης επιφανειακής δομής, αντοχής στις διαβρωτικές επιδράσεις από το σώμα, εξαλείφοντας τον κίνδυνο απόρριψης και άλλες χρήσιμες ιδιότητες.

Για την κατασκευή ενδοπροθέσεων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορα μέταλλα βιοενέργων. Η ηγετική θέση μεταξύ αυτών καταλαμβάνεται από το τιτάνιο, το ταντάλιο και τα κράματά τους. Αυτά τα ανθεκτικά, ισχυρά και εύκολα στην επεξεργασία υλικά παρέχουν αποτελεσματική οστεοενσωμάτωση (εκλαμβάνονται από τον οστικό ιστό ως φυσικοί ιστοί του σώματος και δεν προκαλούν αρνητικές αντιδράσεις) και ταχεία σύντηξη οστών, που εγγυάται τη σταθερότητα της πρόθεσης για μεγάλες περιόδους δεκαετιών. Στο σχ. 5 δείχνει τη χρήση τιτανίου στην αρθροπλαστική ισχίου.

Εικόνα 5. Αντικατάσταση ισχίου από τιτάνιο.

Στην αρθροπλαστική, ως εναλλακτική της χρήσης εξολοκλήρου μεταλλικών δομών, χρησιμοποιείται ευρέως η μέθοδος ψεκασμού με πλάσμα προστατευτικών βιοσυμβατών επικαλύψεων με βάση τα οξείδια Ti και Ta στην επιφάνεια των μη μεταλλικών συστατικών της πρόθεσης.

Καθαρό τιτάνιο και τα κράματά του. Στον τομέα της ενδοπροσθετικής, ευρεία εφαρμογήτόσο καθαρό Ti (π.χ. CP-Ti με περιεκτικότητα σε Ti 98,2-99,7%) όσο και τα κράματά του. Το πιο κοινό από αυτά είναι το Ti-6AI-4V με υψηλά ποσοστάαντοχή, που χαρακτηρίζεται από αντοχή στη διάβρωση και βιολογική αδράνεια. Το κράμα Ti-6A1-4V διακρίνεται για ιδιαίτερα υψηλή μηχανική αντοχή, έχοντας χαρακτηριστικά στρέψης-αξονικής εξαιρετικά κοντά σε αυτά του οστού.

Μέχρι σήμερα, έχει αναπτυχθεί μια σειρά από σύγχρονα κράματα τιτανίου. Έτσι, η χημική σύνθεση των κραμάτων νιοβίου Ti-5AI-2.5Fe και Ti-6AI-17 δεν περιέχει τοξικό V, επιπλέον, διακρίνονται από μια χαμηλή τιμή του συντελεστή ελαστικότητας. Και το κράμα Ti-Ta30 χαρακτηρίζεται από την παρουσία ενός συντελεστή θερμικής διαστολής συγκρίσιμου με αυτόν του μεταλλοκεραμικού, ο οποίος καθορίζει τη σταθερότητά του κατά τη μακροχρόνια αλληλεπίδραση με τα μεταλλοκεραμικά συστατικά του εμφυτεύματος.

Κράματα τανταλίου-ζιρκόνιου. Τα κράματα Ta + Zr συνδυάζουν σημαντικές ιδιότητες για την ενδοπροσθετική όπως η βιοσυμβατότητα με τους ιστούς του σώματος με βάση τη διάβρωση και την γαλβανική αντίσταση, την επιφανειακή ακαμψία και την δοκιδωτή (πορώδη) δομή μεταλλική επιφάνεια. Λόγω της ιδιότητας της δοκιδωτής είναι δυνατή μια σημαντική επιτάχυνση της διαδικασίας οστεοενσωμάτωσης - η ανάπτυξη ζωντανού οστικού ιστού στη μεταλλική επιφάνεια του εμφυτεύματος.

Ελαστικές ενδοπροθέσεις από συρμάτινο πλέγμα τιτανίου. Λόγω της υψηλής πλαστικότητας και ελαφρότητας στη σύγχρονη επανορθωτική χειρουργική και άλλες ιατρικές βιομηχανίες, χρησιμοποιούνται ενεργά καινοτόμες ελαστικές ενδοπροθέσεις με τη μορφή του λεπτότερου συρμάτινου πλέγματος τιτανίου. Ελαστικό, ισχυρό, ελαστικό, ανθεκτικό και βιοαδρανές, το πλέγμα είναι ιδανικό υλικό για ενδοπροθέσεις μαλακών ιστών (Εικ. 6).

Εικόνα 6. Ενδοπρόσθεση πλέγματος από κράμα τιτανίου για πλαστική μαλακών ιστών.

Το «Web» έχει ήδη δοκιμαστεί με επιτυχία σε τομείς όπως η γυναικολογία, η γναθοπροσωπική χειρουργική και η τραυματολογία. Σύμφωνα με τους ειδικούς, οι ενδοπροθέσεις από πλέγμα τιτανίου είναι απαράμιλλες όσον αφορά τη σταθερότητα με σχεδόν μηδενικό κίνδυνο παρενεργειών.

Κράματα μνήμης ιατρικής μορφής νικελίου τιτανίου

Σήμερα, σε διάφορους τομείς της ιατρικής, τα κράματα νικελιούχου τιτανίου, τα οποία έχουν τα λεγόμενα. με εφέ μνήμης σχήματος (SME). Αυτό το υλικό χρησιμοποιείται για την ενδοπροσθετική αντικατάσταση του συνδέσμου-χόνδρινου ιστού του ανθρώπινου μυοσκελετικού συστήματος.

Το νικελίδιο του τιτανίου (διεθνής όρος nitinol) είναι ένα διαμεταλλικό TiNi, το οποίο λαμβάνεται με κράμα Ti και Ni σε ίσες αναλογίες. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό των κραμάτων νικελιδίου-τιτανίου είναι η ιδιότητα της υπερελαστικότητας, στην οποία βασίζεται το EZF.

Η ουσία του αποτελέσματος είναι ότι το δείγμα παραμορφώνεται εύκολα κατά την ψύξη σε ένα ορισμένο εύρος θερμοκρασιών και η παραμόρφωση αυτοαπομακρύνεται όταν η θερμοκρασία ανεβαίνει στην αρχική τιμή με την εμφάνιση υπερελαστικών ιδιοτήτων. Με άλλα λόγια, εάν μια πλάκα από κράμα νιτινόλης κάμπτεται σε χαμηλή θερμοκρασία, τότε στην ίδια καθεστώς θερμοκρασίαςθα διατηρήσει τη νέα του μορφή για όσο θέλει. Ωστόσο, χρειάζεται μόνο να ανεβάσετε τη θερμοκρασία στην αρχική, η πλάκα θα ισιώσει ξανά σαν ελατήριο και θα πάρει το αρχικό της σχήμα.

Παραδείγματα προϊόντων ιατρικό σκοπόαπό κράμα νιτινόλης φαίνονται στα παρακάτω σχήματα. 7, 8, 9, 10.

Εικόνα 7. Ένα σετ εμφυτευμάτων νικελιδίου τιτανίου για τραυματισμούς (με τη μορφή συνδετήρων, συνδετήρων, σταθεροποιητών κ.λπ.).

Εικόνα 8. Σετ εμφυτευμάτων νικελιδίου τιτανίου για χειρουργική επέμβαση (με τη μορφή σφιγκτήρων, διαστολέων, χειρουργικών εργαλείων).

Εικόνα 9. Δείγματα πορωδών υλικών και εμφυτευμάτων νικελιδίου τιτανίου για σπονδυλολογία (με τη μορφή ενδοπροθέσεων, ελασματοειδών και κυλινδρικών προϊόντων).

Εικόνα 10. Υλικά από νικελίδιο τιτανίου και ενδοπροθέσεις για γναθοπροσωπική χειρουργική και οδοντιατρική.

Επιπλέον, τα κράματα νικελίου-τιτανίου, όπως και τα περισσότερα προϊόντα με βάση το τιτάνιο, είναι βιοαδρανή λόγω της υψηλής αντοχής στη διάβρωση και στο γαλβανισμό. Έτσι, αποτελεί ιδανικό υλικό σε σχέση με το ανθρώπινο σώμα για την κατασκευή εμβιομηχανικά συμβατών εμφυτευμάτων (BMCI).

Η χρήση Ti και Ta για την κατασκευή αγγειακών στεντ

Stent (από το αγγλικό stent) - στην ιατρική ονομάζονται ειδικά, που έχουν τη μορφή ελαστικών κυλινδρικών σκελετών, μεταλλικές κατασκευές τοποθετημένες μέσα σε μεγάλα αγγεία (φλέβες και αρτηρίες), καθώς και άλλα κοίλα όργανα (οισοφάγος, έντερα, χοληφόροι πόροι, κ.λπ.) σε παθολογικά στενωμένες περιοχές προκειμένου να επεκταθούν στις απαιτούμενες παραμέτρους και να αποκατασταθεί η βατότητα.

Η χρήση της μεθόδου stenting είναι η μεγαλύτερη ζήτηση σε ένα πεδίο όπως η αγγειοχειρουργική και, ειδικότερα, η στεφανιαία αγγειοπλαστική (Εικ. 11).

Εικόνα 11. Δείγματα αγγειακών στεντ από τιτάνιο και ταντάλιο.

Μέχρι σήμερα, περισσότερα από μισό χίλια αγγειακά στεντ έχουν αναπτυχθεί επιστημονικά και έχουν τεθεί σε εφαρμογή. διάφοροι τύποικαι σχέδια. Διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τη σύνθεση του αρχικού κράματος, το μήκος, τη διαμόρφωση οπών, τον τύπο της επικάλυψης της επιφάνειας και άλλες παραμέτρους λειτουργίας.

Οι απαιτήσεις για τα αγγειακά στεντ έχουν σχεδιαστεί για να διασφαλίζουν την άψογη λειτουργικότητά τους και ως εκ τούτου είναι ποικίλες και πολύ υψηλές.

Τα προϊόντα αυτά πρέπει να είναι:

• βιοσυμβατό με τους ιστούς του σώματος.
• εύκαμπτος;
• ελαστικό;
• διαρκής;
• ακτινοσκιερό κ.λπ.

Τα κύρια υλικά που χρησιμοποιούνται σήμερα για την κατασκευή μεταλλικών στεντ είναι οι συνθέσεις ευγενή μέταλλα, καθώς και τα Ta, Ti και τα κράματά του (VT6S, VT8, VT 14, VT23, νιτινόλη), πλήρως βιοενσωματωμένα με τους ιστούς του σώματος και συνδυάζουν ένα σύμπλεγμα όλων των άλλων απαραίτητων φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων.

Ραφή οστών, αγγείων και νευρικών ινών

Οι κορμοί των περιφερικών νεύρων, κατεστραμμένοι ως αποτέλεσμα διαφόρων μηχανικών τραυματισμών ή επιπλοκών ορισμένων ασθενειών, απαιτούν σοβαρή χειρουργική επέμβαση για αποκατάσταση. Η κατάσταση επιδεινώνεται από το γεγονός ότι παρόμοιες παθολογίεςφαίνεται στο πλαίσιο του τραύματος συναφή όργαναόπως οστά, αιμοφόρα αγγεία, μύες, τένοντες κλπ. Στην περίπτωση αυτή αναπτύσσεται ένα ολοκληρωμένο θεραπευτικό πρόγραμμα με την εφαρμογή συγκεκριμένων ραμμάτων. Ως πρώτη ύλη για την κατασκευή υλικού ράμματος - κλωστές, συνδετήρες, σφιγκτήρες κ.λπ. – το τιτάνιο, το ταντάλιο και τα κράματά τους χρησιμοποιούνται ως μέταλλα που έχουν χημική βιοσυμβατότητα και όλο το σύμπλεγμα των απαραίτητων φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων.

Τα παρακάτω σχήματα δείχνουν παραδείγματα τέτοιων λειτουργιών.

Εικόνα 12. Ράψιμο του οστού με συνδετήρες τιτανίου.

Εικόνα 13. Ραφή μιας δέσμης νευρικών ινών χρησιμοποιώντας τα καλύτερα νήματα τανταλίου.

Εικόνα 14. Ράψιμο αγγείων με συνδετήρες τανταλίου.

Επί του παρόντος, αναπτύσσονται όλο και πιο προηγμένες τεχνολογίες νευρο-οστεο- και αγγειοπλαστικής, ωστόσο, τα υλικά τιτανίου-τανταλίου που χρησιμοποιούνται για αυτό συνεχίζουν να κρατούν την παλάμη πάνω από όλα τα άλλα.

Πλαστική χειρουργική

πλαστική χειρουργικήπου ονομάζεται χειρουργική αφαίρεση ελαττωμάτων στα όργανα προκειμένου να αναδημιουργηθούν οι ιδανικές ανατομικές τους αναλογίες. Συχνά, τέτοιες ανακατασκευές εκτελούνται χρησιμοποιώντας διάφορα μεταλλικά προϊόντα εμφυτευμένα σε ιστούς με τη μορφή πλακών, ματιών, ελατηρίων κ.λπ.

Ιδιαίτερα ενδεικτική από αυτή την άποψη είναι η κρανιοπλαστική - μια επέμβαση για τη διόρθωση της παραμόρφωσης του κρανίου. Ανάλογα με τις ενδείξεις σε κάθε συγκεκριμένη κλινική κατάσταση, η κρανιοπλαστική μπορεί να πραγματοποιηθεί με την εφαρμογή άκαμπτων πλακών τιτανίου ή ελαστικών πλεγμάτων τανταλίου στην χειρουργική περιοχή. Και στις δύο περιπτώσεις επιτρέπεται η χρήση τόσο καθαρών μετάλλων χωρίς πρόσθετα κράματος όσο και των βιοαδρανών κραμάτων τους. Παραδείγματα κρανιοπλαστικής με χρήση πλάκα τιτανίουκαι το πλέγμα τανταλίου παρουσιάζονται στα παρακάτω σχήματα.

Εικόνα 15. Κρανιοπλαστική με χρήση πλάκας τιτανίου.

Εικόνα 16. Κρανιοπλαστική με πλέγμα τανταλίου.

Οι δομές τιτανίου-τανταλίου μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την αισθητική αποκατάσταση του προσώπου, του στήθους, των γλουτών και πολλών άλλων οργάνων.

Νευροχειρουργική (επιβολή μικροκλίπ)

Το Clipping (αγγλικό clip clip) είναι μια νευροχειρουργική επέμβαση στα αγγεία του εγκεφάλου, η οποία στοχεύει να σταματήσει την αιμορραγία (ιδίως όταν ένα ανεύρυσμα σπάσει) ή να αποτρέψει τραυματισμένους από την κυκλοφορία του αίματος. μικρά σκάφη. Η ουσία της μεθόδου ψαλιδίσματος έγκειται στο γεγονός ότι πάνω στις κατεστραμμένες περιοχές τοποθετούνται μικροσκοπικά μεταλλικά κλιπ - κλιπ.

Η ζήτηση για τη μέθοδο αποκοπής, πρωτίστως στον νευροχειρουργικό τομέα, εξηγείται από την αδυναμία απολίνωσης μικρών εγκεφαλικών αγγείων με χρήση παραδοσιακών μεθόδων.

Λόγω της ποικιλίας και της ειδικότητας των αναδυόμενων κλινικών καταστάσεων, ένα ευρύ φάσμα αγγειακών συνδετήρων χρησιμοποιείται στη νευροχειρουργική πρακτική, που διαφέρουν ως προς τον συγκεκριμένο σκοπό, τη μέθοδο στερέωσης, τις διαστάσεις και άλλες λειτουργικές παραμέτρους (Εικ. 17).

Εικόνα 17. Κλιπ για απενεργοποίηση εγκεφαλικών ανευρυσμάτων.

Στις φωτογραφίες, τα κλιπ φαίνονται μεγάλα, αλλά στην πραγματικότητα δεν είναι μεγαλύτερα από το νύχι ενός παιδιού και είναι τοποθετημένα κάτω από μικροσκόπιο (Εικ. 18).

Εικόνα 18. Χειρουργική επέμβαση για την αποκοπή ανευρύσματος εγκεφαλικού αγγείου.

Για την κατασκευή κλιπ, κατά κανόνα, χρησιμοποιείται επίπεδο σύρμα από καθαρό τιτάνιο ή ταντάλιο, σε ορισμένες περιπτώσεις από ασήμι. Τέτοια προϊόντα είναι απολύτως αδρανή σε σχέση με το μυελό, χωρίς να προκαλούν αντιδράσεις αντιδράσεως.

Οδοντιατρική ορθοπεδική

Το τιτάνιο, το ταντάλιο και τα κράματά τους έχουν βρει ευρεία ιατρική χρήση στην οδοντιατρική, συγκεκριμένα στον τομέα της οδοντικής προσθετικής.

Η στοματική κοιλότητα είναι ένα ιδιαίτερα επιθετικό περιβάλλον που επηρεάζει αρνητικά τα μεταλλικά υλικά. Ακόμη και τέτοια πολύτιμα μέταλλα που χρησιμοποιούνται παραδοσιακά στην οδοντική προσθετική, όπως ο χρυσός και η πλατίνα, στοματική κοιλότηταδεν μπορεί να αντισταθεί πλήρως στη διάβρωση και την επακόλουθη απόρριψη, για να μην αναφέρουμε το υψηλό κόστος και τη μεγάλη μάζα, προκαλώντας δυσφορίασε ασθενείς. Από την άλλη πλευρά, οι ελαφριές ορθοπεδικές κατασκευές από ακρυλικό πλαστικό δεν αντέχουν επίσης σοβαρή κριτική λόγω της ευθραυστότητάς τους. Μια πραγματική επανάσταση στην οδοντιατρική ήταν η κατασκευή μεμονωμένων στεφάνων, καθώς και γεφυρών και αφαιρούμενων οδοντοστοιχιών με βάση το τιτάνιο και το ταντάλιο. Αυτά τα μέταλλα, λόγω των εγγενών τους πολύτιμες ιδιότητεςπώς η βιολογική αδράνεια και η υψηλή αντοχή σε σχετική φθηνή τιμή ανταγωνίζονται επιτυχώς τον χρυσό και την πλατίνα, και μάλιστα τα ξεπερνούν σε μια σειρά παραμέτρων.

Συγκεκριμένα, πολύ δημοφιλείς είναι οι στεφάνες από τιτάνιο με στάμπα και συμπαγή (Εικ. 19). Και οι στεφάνες που ψεκάζονται με πλάσμα από νιτρίδιο τιτανίου TiN πρακτικά δεν διακρίνονται από τον χρυσό σε εμφάνιση και λειτουργικές ιδιότητες (Εικ. 19)

Εικόνα 19. Στερεό στέμμα τιτανίου και στέμμα επικαλυμμένο με νιτρίδιο τιτανίου.

Όσον αφορά τις προθέσεις, μπορούν να στερεωθούν (γέφυρα) για να αποκατασταθούν αρκετά κοντά όρθια δόντιαή αφαιρούμενο, χρησιμοποιείται σε περίπτωση απώλειας ολόκληρης της οδοντοφυΐας (πλήρης οδοντοστοιχία της γνάθου). Οι πιο συνηθισμένες προθέσεις είναι το κούμπωμα (από το γερμανικό der Bogen «τόξο»).

Η πρόσθεση με κούμπωμα διακρίνεται ευνοϊκά από την παρουσία ενός μεταλλικού πλαισίου πάνω στο οποίο είναι στερεωμένο το τμήμα βάσης (Εικ. 20).

Εικόνα 20. Πρόσθεση με κούμπωμα της κάτω γνάθου.

Σήμερα, το κούμπωμα της πρόσθεσης και τα κουμπώματα κατασκευάζονται συνήθως από καθαρό ιατρικό τιτάνιο υψηλής καθαρότητας της μάρκας HDTV.

Μια πραγματική επανάσταση στην οδοντιατρική ήταν η συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση για οδοντοστοιχίες εμφυτευμάτων. Η προσθετική στα εμφυτεύματα είναι ο πιο αξιόπιστος τρόπος στερέωσης ορθοπεδικών κατασκευών, που σε αυτή την περίπτωση χρησιμεύουν για δεκαετίες ή και εφ' όρου ζωής.

Ένα οδοντικό εμφύτευμα (δόντι) είναι μια δομή δύο τεμαχίων που χρησιμεύει ως στήριγμα για στεφάνες, καθώς και γέφυρες και αφαιρούμενες οδοντοστοιχίες, το τμήμα βάσης των οποίων (το ίδιο το εμφύτευμα) είναι ένας κωνικός πείρος με σπείρωμα που βιδώνεται απευθείας στο οστό της γνάθου. Στην άνω πλατφόρμα του εμφυτεύματος τοποθετείται ένα στήριγμα, το οποίο χρησιμεύει για τη στερέωση της στεφάνης ή της πρόθεσης (Εικ. 21).

Εικόνα 21 Οδοντικό εμφύτευμα Nobel Biocare κατασκευασμένο από καθαρό ιατρικό τιτάνιο βαθμού 4 (G4Ti).

Τις περισσότερες φορές, για την κατασκευή του βιδωτού τμήματος του εμφυτεύματος, χρησιμοποιείται καθαρό ιατρικό τιτάνιο με επιφανειακή επίστρωση τανταλίου-νιοβίου, το οποίο συμβάλλει στην ενεργοποίηση της διαδικασίας οστεοενσωμάτωσης - τη σύντηξη μετάλλου με ζωντανούς ιστούς οστών και ούλων.

Ωστόσο, ορισμένοι κατασκευαστές προτιμούν να κατασκευάζουν εμφυτεύματα όχι δύο τεμαχίων, αλλά μονοκόμματων, στα οποία το τμήμα βίδας και το στήριγμα δεν έχουν ξεχωριστή, αλλά μονολιθική δομή. Ταυτόχρονα, για παράδειγμα, η γερμανική εταιρεία Zimmer παράγει μονοκόμματα εμφυτεύματα από πορώδες ταντάλιο, το οποίο σε σύγκριση με το τιτάνιο έχει μεγαλύτερη ευελιξία και ενσωματώνεται στον οστικό ιστό με σχεδόν μηδενικό κίνδυνο επιπλοκών (Εικ. 22).

Εικόνα 22 Οδοντικά εμφυτεύματα Zimmer από πορώδες ταντάλιο.

Το ταντάλιο, σε αντίθεση με το τιτάνιο, είναι βαρύτερο μέταλλο, επομένως η πορώδης δομή ελαφρύνει σημαντικά το προϊόν, χωρίς επιπλέον να προκαλεί την ανάγκη για πρόσθετη εξωτερική εναπόθεση μιας οστεοενσωματωτικής επίστρωσης.

Παραδείγματα προσθετικών εμφυτευμάτων μεμονωμένων δοντιών (στεφάνες) και με την εγκατάσταση αφαιρούμενων οδοντοστοιχιών σε εμφυτεύματα φαίνονται στο Σχ. 23.

Εικόνα 23. Παραδείγματα χρήσης εμφυτευμάτων τιτανίου-τανταλίου στην οδοντική προσθετική.

Στις μέρες μας, εκτός από τις υπάρχουσες, αναπτύσσονται ολοένα και περισσότερες νέες μέθοδοι προσθετικής στα εμφυτεύματα, που παρουσιάζουν υψηλή αποτελεσματικότητα σε διάφορες κλινικές καταστάσεις.

Κατασκευή ιατρικών οργάνων

Σήμερα στον κόσμο νοσοκομειακή πρακτικήχρησιμοποιούνται εκατοντάδες ποικιλίες διαφόρων χειρουργικών και ενδοσκοπικών οργάνων και ιατρικού εξοπλισμού, που κατασκευάζονται με τιτάνιο και ταντάλιο (GOST 19126-79 "Ιατρικά μεταλλικά όργανα. Γενικές προδιαγραφές." Συγκρίνονται ευνοϊκά με άλλα ανάλογα όσον αφορά την αντοχή, την ολκιμότητα και την αντοχή στη διάβρωση, που προκαλεί βιολογική αδράνεια .

Τα ιατρικά όργανα από τιτάνιο είναι σχεδόν διπλάσια από τα αντίστοιχα χάλυβα, ενώ είναι πιο άνετα και ανθεκτικά.

Εικόνα 24. Χειρουργικά εργαλεία κατασκευασμένα σε βάση τιτανίου-τανταλίου.

Οι κύριες ιατρικές βιομηχανίες στις οποίες τα όργανα τιτανίου-τανταλίου έχουν μεγαλύτερη ζήτηση είναι η οφθαλμολογική, η οδοντιατρική, η ωτορινολαρυγγολογική και η χειρουργική. Η εκτεταμένη γκάμα εργαλείων περιλαμβάνει εκατοντάδες τύπους σπάτουλες, κλιπ, διαστολείς, καθρέφτες, σφιγκτήρες, ψαλίδια, λαβίδες, νυστέρια, αποστειρωτές, σωλήνες, σμίλες, τσιμπιδάκια, όλων των ειδών τα πιάτα.

Τα βιοχημικά και φυσικομηχανικά χαρακτηριστικά των ελαφρών οργάνων από τιτάνιο έχουν ιδιαίτερη αξία για στρατιωτική χειρουργική πεδίου και διάφορες αποστολές. Εδώ είναι απολύτως απαραίτητα, γιατί σε ακραίες συνθήκες, κυριολεκτικά κάθε 5-10 γραμμάρια υπερβολικού φορτίου είναι σημαντικό βάρος και η αντοχή στη διάβρωση και η μέγιστη αξιοπιστία είναι υποχρεωτικές απαιτήσεις.

Το τιτάνιο, το ταντάλιο και τα κράματά τους με τη μορφή μονολιθικών προϊόντων ή λεπτών προστατευτικών επικαλύψεων χρησιμοποιούνται ενεργά στα ιατρικά όργανα. Χρησιμοποιούνται στην κατασκευή οινοπνευματοποιών, αντλιών για άντληση επιθετικών μέσων, αποστειρωτών, εξαρτημάτων αναισθησίας και αναπνευστικού εξοπλισμού, των πιο περίπλοκων συσκευών για την αντιγραφή του έργου ζωτικών οργάνων όπως "τεχνητή καρδιά", "τεχνητός πνεύμονας", "τεχνητός νεφρός". ", και τα λοιπά.

Οι κεφαλές τιτανίου των συσκευών υπερήχων έχουν τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, παρά το γεγονός ότι τα ανάλογα από άλλα υλικά, ακόμη και με ακανόνιστη έκθεση σε κραδασμούς υπερήχων, γίνονται γρήγορα άχρηστα.

Εκτός από τα παραπάνω, μπορεί να σημειωθεί ότι το τιτάνιο, όπως το ταντάλιο, σε αντίθεση με πολλά άλλα μέταλλα, έχει την ικανότητα να εκροφεί ("απωθεί") την ακτινοβολία ραδιενεργών ισοτόπων και επομένως χρησιμοποιείται ενεργά στην παραγωγή διαφόρων προστατευτικών συσκευών και ακτινολογικό εξοπλισμό.

συμπέρασμα

Η ανάπτυξη και η παραγωγή ιατροτεχνολογικών προϊόντων είναι ένας από τους πιο εντατικά αναπτυσσόμενους τομείς επιστημονικής και τεχνολογικής προόδου. Με τις αρχές της τρίτης χιλιετίας, η ιατρική επιστήμη και τεχνολογία έγιναν μια από τις κύριες κινητήριες δυνάμεις του σύγχρονου παγκόσμιου πολιτισμού.

Η σημασία των μετάλλων στην ανθρώπινη ζωή αυξάνεται σταθερά. Επαναστατικές αλλαγές λαμβάνουν χώρα στο πλαίσιο της εντατικής ανάπτυξης της επιστημονικής επιστήμης των υλικών και της πρακτικής μεταλλουργίας. Και τώρα, τις τελευταίες δεκαετίες, τέτοια βιομηχανικά μέταλλα όπως το τιτάνιο και το ταντάλιο έχουν αυξηθεί «στην ασπίδα της ιστορίας», τα οποία, με κάθε καλό λόγο, μπορούν να ονομαστούν δομικά υλικά της νέας χιλιετίας.

Η σημασία του τιτανίου στη σύγχρονη ιατρική δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί. Παρά το σχετικά σύντομο ιστορικό χρήσης στο πρακτικούς σκοπούς, έχει γίνει ένα από τα κορυφαία υλικά σε πολλές ιατρικές βιομηχανίες. Το τιτάνιο και τα κράματά του έχουν το άθροισμα όλων των απαραίτητων χαρακτηριστικών για αυτό: αντοχή στη διάβρωση (και, ως αποτέλεσμα, βιοαδρανότητα), καθώς και ελαφρότητα, αντοχή, σκληρότητα, ακαμψία, ανθεκτικότητα, γαλβανική ουδετερότητα κ.λπ.

Δεν είναι κατώτερο από το τιτάνιο όσον αφορά την πρακτική σημασία και το ταντάλιο. Με τη γενική ομοιότητα των περισσότερων χρήσιμων ιδιοτήτων, σε ορισμένες ιδιότητες είναι κατώτερες και σε ορισμένες είναι ανώτερες μεταξύ τους. Γι' αυτό είναι δύσκολο, και σχεδόν λογικό, να κρίνουμε αντικειμενικά την προτεραιότητα οποιουδήποτε από αυτά τα μέταλλα για την ιατρική: μάλλον αλληλοσυμπληρώνονται οργανικά παρά συγκρούονται μεταξύ τους. Αρκεί να αναφέρουμε ότι οι ιατρικές δομές που βασίζονται σε κράματα τιτανίου-τανταλίου, που συνδυάζουν όλα τα πλεονεκτήματα του Ti και του Ta, αναπτύσσονται ενεργά και χρησιμοποιούνται στην πράξη. Και δεν είναι καθόλου τυχαίο ότι τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει ολοένα και πιο επιτυχημένες προσπάθειες για τη δημιουργία πλήρους τεχνητών οργάνων που εμφυτεύονται απευθείας στο ανθρώπινο σώμα από τιτάνιο, ταντάλιο και τις ενώσεις τους. Πλησιάζει η στιγμή που, ας πούμε, οι έννοιες της «καρδιάς τιτανίου» ή των «νεύρων τανταλίου» θα μετακινηθούν με σιγουριά από την κατηγορία των μορφών λόγου σε ένα καθαρά πρακτικό επίπεδο.