Εμφύτευμα τιτανίου. Εμφυτεύματα κυλινδρικά, κωνικά και πλάκας

Alexander Modestov οδοντοτεχνίτης - master, επίδειξης Dentaurum και Esprident, Γερμανία

Επί του παρόντος, το τιτάνιο έχει πάρει τη θέση που του αξίζει ανάμεσα στα σύγχρονα υλικά.

Αυτό το υλικό έχει μια ενδιαφέρουσα ιστορία, η οποία έφερε πολλές ανακαλύψεις, τις οποίες οφείλει στη σημερινή του επιτυχία, που επιτεύχθηκε σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Σήμερα, το τιτάνιο χρησιμοποιείται με επιτυχία στις βιομηχανίες αυτοκινήτων και αεροσκαφών, στα διαστημόπλοια και τη ναυπηγική, όπου χρειάζεται αποτελεσματική αντιδιαβρωτική προστασία και, φυσικά, στην ιατρική.

Με την αύξηση των αλλεργικών αντιδράσεων σε διάφορα μέταλλα και κράματα μετάλλων που χρησιμοποιούνται στην ιατρική και την οδοντιατρική, το τιτάνιο θεωρείται ως μια αποφασιστική εναλλακτική λύση.

Λόγω της αξιοσημείωτης βιοσυμβατότητας και της απίστευτης σταθερότητας του τιτανίου, αυτό το μέταλλο έχει τραβήξει την προσοχή των ορθοπεδικών. Σήμερα, οι προθέσεις ισχίου και γονάτου, διάφορες βελόνες και βίδες κατασκευάζονται από τιτάνιο. Επίσης, οι θήκες για βηματοδότη και ακουστικά βαρηκοΐας είναι επίσης από τιτάνιο.

Η υψηλή βιοσυμβατότητα οφείλεται στην ικανότητα του τιτανίου να σχηματίζει ένα προστατευτικό στρώμα οξειδίου στην επιφάνειά του σε κλάσματα του δευτερολέπτου. Εξαιτίας του οποίου δεν διαβρώνεται και δεν εκπέμπει ελεύθερα μεταλλικά ιόντα, τα οποία είναι ικανά να προκαλέσουν παθολογικές διεργασίες γύρω από το εμφύτευμα ή την πρόσθεση. Σήμερα, το τιτάνιο μας δίνει την ευκαιρία να χρησιμοποιήσουμε μόνο ένα μέταλλο στη στοματική κοιλότητα. Μπορούμε να φτιάξουμε σχεδόν οποιοδήποτε σχέδιο. Δεν υπάρχουν ηλεκτροχημικές αντιδράσεις μεταξύ των διαφόρων τμημάτων των προθέσεων και οι ιστοί που περιβάλλουν την πρόθεση παραμένουν απαλλαγμένοι από μεταλλικά ιόντα.

Ένθετα και επενθέματα, στεφάνες και γέφυρες με χυτές και καπλαμά, οδοντοστοιχίες με κούμπωμα και χυτές βάσεις για πλήρεις αφαιρούμενες οδοντοστοιχίες, συνδυασμένες οδοντοστοιχίες και προσθετικά σε εμφυτεύματα (συμπεριλαμβανομένων των ίδιων των εμφυτευμάτων) - αυτή είναι η σειρά εφαρμογών τιτανίου που ακόμη και οι πιο αισιόδοξοι δεν ονειρεύτηκαν .

Η επίδραση του τιτανίου στη σύγχρονη οδοντιατρική είναι τόσο εκτεταμένη που ακόμη και οι δύσπιστοι συνάδελφοι δικαίως αποτίουν φόρο τιμής στα χαρακτηριστικά του, παρακολουθώντας στενά την εξέλιξή του, ειδικά στη σύγχρονη εμφυτευματολογία. Επομένως, σήμερα αφιερώνουμε αυτό το άρθρο στα θέματα χύτευσης τιτανίου και επεξεργασίας του σε οδοντοτεχνικό εργαστήριο.

Ρύζι. ένας

Ρύζι. 2

Ρύζι. 3

Ρύζι. τέσσερα

Ρύζι. 5

Ρύζι. 6

Ρύζι. 7

Ρύζι. οκτώ

Ρύζι. 9

Ρύζι. δέκα

Ρύζι. έντεκα

Στην ιατρική, τα πρώτα πειράματα για τη χρήση του τιτανίου ξεκίνησαν τη δεκαετία του '40 με την εμφύτευση κυλίνδρων τιτανίου στους μαλακούς ιστούς των ζώων, η οποία προχώρησε χωρίς αντίδραση από το σώμα.

Στην οδοντιατρική, η χρήση του τιτανίου ξεκίνησε με τη χρήση αυτού του μετάλλου στο ερευνητικό του έργο από τον καθηγητή Brenemark το 1956.

Ενώ το τιτάνιο διεκδικούσε τον εαυτό του στην οδοντική εμφυτευματολογία, η επιθυμία να χρησιμοποιηθεί αυτό το μέταλλο και σε μεμονωμένες προσθετικές αυξήθηκε παράλληλα.

Τα πρώτα πειράματα με χύτευση τιτανίου στον οδοντιατρικό τομέα έγιναν από τον Dr. Waterstraat το 1977.

Ο θερμικός μετασχηματισμός της μορφής τιτανίου για οδοντιατρικούς σκοπούς είναι δυνατός από το 1981 με τη χρήση μηχανής χύτευσης για χύτευση τιτανίου από την ιαπωνική εταιρεία Ohara.

Μέθοδοι ψυχρής κατεργασίας τιτανίου, όπως η άλεση - η κατασκευή εμφυτευμάτων ή η άλεση σκελετών στεφάνης ή γέφυρας με τη χρήση των λεγόμενων τεχνολογιών CAD / CAM, δεν συνεπάγονται ιδιαίτερες δυσκολίες. Προβλήματα υπάρχουν στη λεγόμενη θερμή αναμόρφωση του μετάλλου, δηλ. στο casting. Μας ενδιαφέρει αυτή η διαδικασία, πρώτον, λόγω του όχι πολύ υψηλού κόστους της, σε σχέση με τις ακόμα αναπτυσσόμενες τεχνολογίες CAD/CAM, και δεύτερον, ως η μόνη μέθοδος κατασκευής κουφωμάτων προσθετικών πλαισίων σήμερα.

Χύτευση τιτανίου

Όπως έχουμε σημειώσει την υψηλή δραστικότητα του τιτανίου, απαιτείται υψηλό σημείο τήξης, για χαμηλή πυκνότητα απαιτείται ειδική μηχανή χύτευσης και επενδυτικό υλικό. Αυτή τη στιγμή υπάρχουν τρία συστήματα στην αγορά που θεωρούνται τα καλύτερα για χύτευση τιτανίου. Πρόκειται για το σύστημα Rematitan από την Dentaurum (Γερμανία), το σύστημα Biotan από την Schutzdental (Γερμανία) και το σύστημα από την ιαπωνική εταιρεία Morita. Σήμερα θα γνωρίσουμε αναλυτικά το σύστημα χύτευσης Rematitan. Πρώτον, γιατί κατά τη γνώμη μας αυτό είναι το καλύτερο σύστημα που σας επιτρέπει να επιτύχετε χύτευση πολύ υψηλής και σταθερής ποιότητας, και δεύτερον, έχουμε ήδη 4,5 χρόνια εμπειρίας.

Τι σημαίνει σύστημα χύτευσης τιτανίου;

Πρώτα απ 'όλα, αυτό είναι το χυτήριο Rematitan-Autocast ή Autocast-Universal.

Οι μηχανές χύτευσης αυτόματης χύτευσης βασίζονται στην αρχή της τήξης του τιτανίου σε μια προστατευτική ατμόσφαιρα αργού σε ένα χάλκινο χωνευτήριο μέσω ενός βολταϊκού τόξου, όπως ακριβώς το σφουγγάρι τιτανίου κράμαται στη βιομηχανία για να ληφθεί καθαρό τιτάνιο. Η έκχυση μετάλλου στην κυψελίδα γίνεται με τη βοήθεια κενού στον θάλαμο χύτευσης και αυξημένης πίεσης αργού στον θάλαμο τήξης - κατά την ανατροπή του χωνευτηρίου.

Η εμφάνιση και η αρχή του τρόπου λειτουργίας της εγκατάστασης φαίνεται στο σχ. 1 και 2.

Στην αρχή της διαδικασίας, τόσο οι θάλαμοι τήξης (στην κορυφή) όσο και οι θάλαμοι χύτευσης (στο κάτω μέρος) πλένονται με αργό, στη συνέχεια ένα μείγμα αέρα και αργού εκκενώνεται και από τους δύο θαλάμους, μετά το οποίο ο θάλαμος τήξης γεμίζεται με αργό και σχηματίζεται κενό στο χυτήριο. Το βολταϊκό τόξο ενεργοποιείται και ξεκινά η διαδικασία τήξης του τιτανίου. Μετά την παρέλευση ορισμένου χρόνου, το χωνευτήριο τήξης ανατρέπεται απότομα και το μέταλλο αναρροφάται στη μορφή στο κενό, το ίδιο του το βάρος και η αυξανόμενη πίεση αργού σε αυτό το σημείο συμβάλλουν επίσης στην οδήγησή του. 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. Το Dentaurum προσφέρει πολλές τέτοιες μάζες, για παράδειγμα το Rematitan Plus - μια επενδυτική μάζα για τη χύτευση προθέσεων με κούμπωμα, τις επενδυτικές μάζες Rematitan Ultra και Trinell για τη χύτευση στεφάνων και γεφυρών (Εικ. 3, 4). Η Trinell για παράδειγμα είναι μια νέα γενιά επενδυτικών υλικών για το τιτάνιο. Η πρώτη στον κόσμο επένδυση υψηλής ταχύτητας για τιτάνιο, που εξοικονομεί πολύ χρόνο και δίνει μια πολύ καθαρή μεταλλική επιφάνεια, πρακτικά χωρίς στρώμα αντίδρασης.

Τιτάνιο - μέταλλο χυτηρίου

Tritan 1 and Rematitan M. Ελάχιστη 99,5% χημική καθαρότητα. Το Tritan 1 είναι τιτάνιο κατηγορίας 1, κατάλληλο για όλους τους τύπους εργασίας, πολύ χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο στο μέταλλο. Rematitan M - από την άποψη της αντοχής ανήκει στο τιτάνιο βαθμού 4, μια σημαντικά αυξημένη αντοχή σε εφελκυσμό και ελαστικότητα, καθιστούν δυνατή τη χρήση του σε προθέσεις με κούμπωμα και για εργασίες γέφυρας μεγάλου μήκους.

Τι πρέπει να γνωρίζετε όταν εργάζεστε με τιτάνιο;

Χαρακτηριστικά προσομοίωσης

Το πλαίσιο που κατασκευάζεται για κεραμικό καπλαμά πρέπει να έχει μειωμένο ανατομικό σχήμα του δοντιού. Η εσωτερική στήριξη των κεραμικών από το πλαίσιο είναι πολύ σημαντική, επιπλέον, για μια ευνοϊκή ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ των κεραμικών και του μετάλλου κατά το ψήσιμο, απαιτείται η παρουσία είτε ψυκτικών νευρώσεων (Εικ. 5) είτε γιρλάντας. Σε γέφυρες μεγάλου μήκους είναι επίσης απαραίτητη η παρουσία γιρλάντας για την ενίσχυση του σκελετού. Το πάχος των καλυμμάτων πρέπει να είναι τουλάχιστον 0,4–0,5 mm. Οι σκελετοί των προθέσεων με κούμπωμα είναι επίσης μοντελοποιημένοι κάπως παχύτεροι, σε σχέση με πλαίσια κατασκευασμένα από κράματα χρωμίου-κοβαλτίου.

καρφίτσωμα

Το σωστό καρφίτσωμα (τοποθέτηση ελατηρίων και δημιουργία συστήματος αυλάκωσης), καθώς και η σωστή θέση στην τάφρο, παίζει τεράστιο ρόλο και πραγματοποιείται αυστηρά σύμφωνα με τους κανόνες που προτείνει ο κατασκευαστής των εγκαταστάσεων χυτηρίου. Το Dentaurum προσφέρει τις ακόλουθες απαιτήσεις για το σύστημα χύτευσης Rematitan. Για κορώνες και γέφυρες, η χρήση μόνο ενός ειδικού κώνου χύτευσης, που σας επιτρέπει να οδηγείτε βέλτιστα το μέταλλο στο 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.

Υποβρύχια κανάλια ψεκασμού προς το χυτό αντικείμενο με διάμετρο 3 mm και ύψος όχι μεγαλύτερο από 3 mm. Πολύ σημαντικό: τα υποβρύχια κανάλια δεν πρέπει να βρίσκονται απέναντι από το κανάλι της πύλης εισόδου (Εικ. 6 και 7), διαφορετικά η πιθανότητα πόρων αερίου είναι πολύ υψηλή. 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.

Και στις τρεις εγκαταστάσεις χυτηρίου που αναφέρθηκαν παραπάνω, η αρχή των δύο θαλάμων, το τιτάνιο τήκεται σε θάλαμο τήξης σε περιβάλλον αργού, σε χάλκινο χωνευτήριο χρησιμοποιώντας βολταϊκό τόξο και οδηγείται σε καλούπι μέσω κενού ή πίεσης αργού. Ξεχωριστή είναι η μέθοδος οδήγησης του μετάλλου και το σύστημα καρφίτσωσης, που επηρεάζουν τον αριθμό των σφαλμάτων κατά τη χύτευση.

στρώση άλφα

Μέσω της αντίδρασης και της διάχυσης αέριων και στερεών στοιχείων (οξυγόνο, άνθρακας, πυρίτιο κ.λπ.) από την ατμόσφαιρα του θαλάμου τήξης και της επενδυτικής μάζας, σχηματίζεται μια ζώνη αντίδρασης και μια σκληρότερη επιφάνεια τιτανίου. Αυτή η αλλαγή στη σκληρότητα εξαρτάται από τις ουσίες από τις οποίες κατασκευάζεται το επενδυτικό υλικό και τις προκύπτουσες αντιδράσεις με υγρό τιτάνιο.

Το επιφανειακό στρώμα ή το στρώμα άλφα είναι τόσο εύθραυστο και μολυσμένο που πρέπει να αφαιρεθεί πλήρως κατά την προεπεξεργασία του τιτανίου, ειδικά για κεραμική επένδυση.

Αλλαγή στην κρυσταλλική δομή

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 άλφα τιτάνιο με ένα εξαγωνικό κρυσταλλικό πλέγμα στο τιτάνιο Wetta 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.

παθητικό στρώμα

Το τιτάνιο έχει μια πολύ έντονη επιθυμία σε θερμοκρασία δωματίου με ατμοσφαιρικό οξυγόνο να σχηματίσει αμέσως ένα λεπτό προστατευτικό στρώμα οξειδίου, το οποίο το προστατεύει στο μέλλον από τη διάβρωση και προκαλεί καλή ανοχή στο τιτάνιο από το σώμα.

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 τον καθαρισμό με ατμό το πλαίσιο, είναι απαραίτητο να αφήσετε το πλαίσιο για τουλάχιστον 5 λεπτά. να παθητικοποιηθεί. Μια πρόσφατα γυαλισμένη πρόθεση πρέπει να παθητικοποιηθεί για τουλάχιστον 10-15 λεπτά, διαφορετικά δεν υπάρχει εγγύηση καλής γυαλάδας της τελικής εργασίας.

Απαιτήσεις επεξεργασίας ανάλογα με το υλικό

Οι φυσικές ιδιότητες, οι φάσεις οξείδωσης και οι αλλαγές του κρυσταλλικού πλέγματος πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την επεξεργασία του τιτανίου.

Η σωστή κατεργασία μπορεί να πραγματοποιηθεί επιτυχώς μόνο με ειδικά κοπτικά για τιτάνιο, με ειδική εγκάρσια κοπή (Εικ. 10). Η μειωμένη γωνία της επιφάνειας εργασίας της οποίας καθιστά δυνατή τη βέλτιστη αφαίρεση μάλλον μαλακού μετάλλου, ενώ ταυτόχρονα την καλή ψύξη του εργαλείου. Η κατεργασία του τιτανίου πρέπει να γίνεται χωρίς ισχυρή πίεση στο εργαλείο.

Με 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.

Οι κόφτες τιτανίου πρέπει να αποθηκεύονται χωριστά από άλλα εργαλεία. Θα πρέπει να καθαρίζονται τακτικά με πίδακα ατμού και βούρτσες από υαλοβάμβακα για να αφαιρέσετε τυχόν υπολείμματα τιτανίου.

Η χρήση διάφορων δίσκων και λίθων από ανθρακόνημα, ή κεφαλών διαμαντιών στην επεξεργασία του τιτανίου, μολύνει σε μεγάλο βαθμό 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 τη βοήθεια λειαντικών ελαστικών και γυαλιστικών πάστες προσαρμοσμένων για τιτάνιο. Πολλές εταιρείες που ασχολούνται με την παραγωγή περιστροφικών εργαλείων παράγουν σήμερα μια επαρκή σειρά φρεζαρίσματος και λείανσης ελαστικών για τιτάνιο.

Για παράδειγμα, στην καθημερινή μου εργασία χρησιμοποιώ εργαλεία επεξεργασίας από το Dentaurum (Εικ. 11).

Κατάλληλες παράμετροι μηχανικής κατεργασίας για τιτάνιο:

– Χαμηλή ταχύτητα περιστροφής χειρολαβής – μέγ. 15.000 σ.α.λ

– Χαμηλή πίεση εργαλείου

– Περιοδική επεξεργασία.

– Επεξεργασία του πλαισίου προς μία μόνο κατεύθυνση.

– Αποφύγετε τις αιχμηρές γωνίες και τις μεταλλικές επικαλύψεις.

– Όταν τρίβετε και γυαλίζετε, χρησιμοποιείτε μόνο κατάλληλα λειαντικά λάστιχα και γυαλιστικές πάστες.

– Περιοδικός καθαρισμός κοπτικών με πίδακα ατμού και βούρτσα από υαλοβάμβακα.

Αμμοβολή Τιτανίου

Η αμμοβολή πριν από την εφαρμογή του συγκολλητικού στρώματος για κεραμική επίστρωση καθώς και για επένδυση με σύνθετα υλικά πρέπει να πληροί τις ακόλουθες απαιτήσεις:

– Καθαρό, μόνο μίας χρήσης οξείδιο αλουμινίου.

– Μέγιστο μέγεθος κόκκων άμμου 150 μm, βέλτιστο 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 για 5-10 λεπτά. παθητικοποιηθεί και στη συνέχεια καθαρίστε 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.

Στο δεύτερο μέρος του άρθρου μας, το οποίο θα δημοσιευθεί σε ένα από τα επόμενα τεύχη, θα εξετάσουμε πτυχές των καπλαμάδων τιτανίου - κεραμικού, καπλαμάδων με σύνθετα υλικά, τη δυνατότητα κατασκευής κούμπωμα και συνδυασμένων προθέσεων με κούμπωμα από τιτάνιο.

Σημαντικές πληροφορίες:

Το τιτάνιο δεν είναι κράμα - είναι ένα καθαρό χημικό στοιχείο, ένα μέταλλο.

· Τακτικός αριθμός στο περιοδικό σύστημα 22.

Το τιτάνιο έχει την ικανότητα να παραμένει αδρανές για μεγάλο χρονικό διάστημα ενώ βρίσκεται στο σώμα.

· Το καθαρό τιτάνιο χρησιμοποιείται σε οδοντοστοιχίες σε τέσσερις ποιότητες (από Τ1 έως Τ4).

Σκληρότητα, ανάλογα με τη διαβάθμιση, από 140 έως 250 μονάδες,

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

Οι κεραμικές επενδύσεις απαιτούν ειδικά κεραμικά.

· Σημείο τήξεως 1 668 °С, υψηλή αντιδραστικότητα.

Χρήση ειδικών μηχανημάτων χύτευσης και επενδυτικών υλικών.

Πυκνότητα 4,51 g / cm 3;

Περίπου τέσσερις φορές χαμηλότερη πυκνότητα και επομένως βάρος, σε σχέση με τον χρυσό, προσφέρει στους ασθενείς αυξημένη άνεση κατά τη χρήση οδοντοστοιχιών.

Κράματα κοβαλτίου-χρωμίου

Τα κράματα Co-Cr χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά στην οδοντιατρική πρακτική τη δεκαετία του 1930 και έκτοτε έχουν αντικαταστήσει επιτυχώς κράματα τύπου IV που περιέχουν χρυσό στην κατασκευή σκελετών μερικής οδοντοστοιχίας, κυρίως λόγω του σχετικά χαμηλού κόστους τους, που είναι σημαντικός παράγοντας την κατασκευή τόσο μεγάλων χυτών.

Χημική ένωση

Το κράμα περιέχει κοβάλτιο (55 - 65%) και χρώμιο (έως 30%). Άλλα κύρια στοιχεία κράματος είναι το μολυβδαίνιο (4 - 5%) και σπανιότερα το τιτάνιο (5%) (Πίνακας 3.3.6). Το κοβάλτιο και το χρώμιο σχηματίζουν ένα στερεό διάλυμα με περιεκτικότητα σε χρώμιο έως και 30%, που είναι το όριο της διαλυτότητας του χρωμίου στο κοβάλτιο. μια περίσσεια χρωμίου σχηματίζει μια δεύτερη εύθραυστη φάση.

Γενικά, όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε χρώμιο, τόσο πιο ανθεκτικό στη διάβρωση είναι το κράμα. Ως εκ τούτου, οι κατασκευαστές προσπαθούν να μεγιστοποιήσουν την ποσότητα του χρωμίου, αποτρέποντας το σχηματισμό μιας δεύτερης εύθραυστης φάσης. Το μολυβδαίνιο εισάγεται για να σχηματίσει μια λεπτόκοκκη δομή του υλικού δημιουργώντας περισσότερα κέντρα κρυστάλλωσης κατά τη διαδικασία στερεοποίησης. Αυτό έχει το επιπλέον πλεονέκτημα ότι το μολυβδαίνιο, μαζί με τον σίδηρο, παρέχει σημαντική ενίσχυση του στερεού διαλύματος. Ωστόσο, οι κόκκοι είναι αρκετά μεγάλοι, αν και τα όριά τους είναι πολύ δύσκολο να καθοριστούν λόγω της χονδροειδούς δενδριτικής δομής του κράματος.

Ο άνθρακας, ο οποίος υπάρχει μόνο σε μικρές ποσότητες, είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό συστατικό του κράματος, καθώς οι μικρές αλλαγές στην ποσοτική του περιεκτικότητα μπορούν να αλλάξουν σημαντικά την αντοχή, τη σκληρότητα και την ολκιμότητα του κράματος. Ο άνθρακας μπορεί να συνδυαστεί με οποιοδήποτε άλλο στοιχείο κράματος για να σχηματίσει καρβίδια. Ένα λεπτό στρώμα καρβιδίων στη δομή μπορεί να αυξήσει σημαντικά την αντοχή και τη σκληρότητα του κράματος. Ωστόσο, πάρα πολύ καρβίδιο μπορεί να οδηγήσει σε υπερβολική ευθραυστότητα του κράματος. Αυτό δημιουργεί πρόβλημα για τον οδοντοτεχνίτη που πρέπει να διασφαλίσει ότι το κράμα δεν απορροφά υπερβολικό άνθρακα κατά την τήξη και τη χύτευση. Η κατανομή των καρβιδίων εξαρτάται επίσης από τη θερμοκρασία χύτευσης και τον βαθμό ψύξης, αφού Οι μονοκρυστάλλοι καρβιδίων κατά μήκος των ορίων των κόκκων είναι καλύτεροι από το συνεχές στρώμα τους γύρω από τον κόκκο.

Ιδιότητες

Για τον οδοντοτεχνίτη, αυτά τα κράματα είναι πιο δύσκολο να δουλέψουν από τα κράματα που φέρουν χρυσό, επειδή πρέπει να θερμανθούν σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες πριν χυθούν. Η θερμοκρασία χύτευσης αυτών των κραμάτων είναι στην περιοχή 1500-1550°C και η σχετική συρρίκνωση χύτευσης είναι περίπου 2%.

Αυτό το πρόβλημα έχει λυθεί σε μεγάλο βαθμό με την εμφάνιση του εξοπλισμού χύτευσης επαγωγής και των πυρίμαχων υλικών χύτευσης με βάση φωσφορικά άλατα.

Η ακρίβεια χύτευσης υποφέρει σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες, γεγονός που περιορίζει σημαντικά τη χρήση αυτών των κραμάτων, κυρίως για την κατασκευή μερικών οδοντοστοιχιών.

Αυτά τα κράματα είναι δύσκολο να γυαλιστούν με συμβατικά μηχανικά μέσα λόγω της υψηλής σκληρότητάς τους. Για τις εσωτερικές επιφάνειες των προσθετικών που γειτνιάζουν άμεσα με τους ιστούς της στοματικής κοιλότητας, χρησιμοποιείται η μέθοδος της ηλεκτρολυτικής στίλβωσης ώστε να μην μειώνεται η ποιότητα της εφαρμογής της πρόθεσης, αλλά οι εξωτερικές επιφάνειες πρέπει να γυαλίζονται μηχανικά. Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι η καθαρά γυαλισμένη επιφάνεια διαρκεί περισσότερο, γεγονός που αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα για τις αφαιρούμενες οδοντοστοιχίες.

Η έλλειψη ολκιμότητας, που επιδεινώνεται από τα εγκλείσματα άνθρακα, είναι ένα ιδιαίτερο πρόβλημα, και ειδικότερα επειδή αυτά τα κράματα είναι επιρρεπή στο σχηματισμό πόρων κατά τη χύτευση. Όταν συνδυάζονται, αυτές οι ελλείψεις μπορεί να οδηγήσουν σε σπάσιμο των αγκράφες της αφαιρούμενης οδοντοστοιχίας.

Ωστόσο, υπάρχουν αρκετές ιδιότητες αυτών των κραμάτων που τα καθιστούν σχεδόν ιδανικά για μερική οδοντοστοιχία. Ο συντελεστής ελαστικότητας του κράματος Co-Cr είναι συνήθως 250 GPa, ενώ για τα κράματα που συζητήθηκαν προηγουμένως, ο αριθμός αυτός κυμαίνεται από 70-100 GPa. Ένας τέτοιος υψηλός συντελεστής ελαστικότητας έχει το πλεονέκτημα ότι η πρόσθεση, και ιδιαίτερα οι βραχίονες κούμπωμα, μπορούν να κατασκευαστούν με λεπτότερη διατομή διατηρώντας την απαιτούμενη ακαμψία.

Ο συνδυασμός ενός τόσο υψηλού συντελεστή ελαστικότητας με πυκνότητα που είναι περίπου η μισή από εκείνη των κραμάτων που φέρουν χρυσό ελαφρύνει σημαντικά το βάρος των χυτών. Αυτό είναι αναμφίβολα ένα μεγάλο πλεονέκτημα για την άνεση του ασθενούς. Η προσθήκη χρωμίου παρέχει κράματα ανθεκτικά στη διάβρωση που χρησιμοποιούνται σε πολλά εμφυτεύματα, συμπεριλαμβανομένων των αρθρώσεων ισχίου και γονάτων. Ως εκ τούτου, μπορεί να δηλωθεί με βεβαιότητα ότι αυτά τα κράματα έχουν υψηλό βαθμό βιοσυμβατότητας.

Ορισμένα κράματα περιέχουν επίσης νικέλιο, το οποίο προστίθεται από τους κατασκευαστές κατά την κατασκευή ενός κράματος για να αυξηθεί η σκληρότητα και να μειωθεί η σκληρότητα. Ωστόσο, το νικέλιο είναι γνωστό αλλεργιογόνο και η χρήση του μπορεί να προκαλέσει αλλεργικές αντιδράσεις στον στοματικό βλεννογόνο.

κράματα τιτανίου

Το ενδιαφέρον για το τιτάνιο όσον αφορά τη χρήση του στην κατασκευή κινητών και μη οδοντοστοιχιών εμφανίστηκε ταυτόχρονα με την εισαγωγή του τιτανίου.

Οδοντικά εμφυτεύματα Vyh. Το τιτάνιο έχει μια σειρά από μοναδικές ιδιότητες, όπως η υψηλή αντοχή σε χαμηλή πυκνότητα και η βιοσυμβατότητα. Επιπλέον, θεωρήθηκε ότι εάν χρησιμοποιούταν άλλο μέταλλο εκτός από τιτάνιο για την κατασκευή στεφανών και γεφυρών που βασίζονται σε εμφυτεύματα τιτανίου, αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε γαλβανικό αποτέλεσμα.

Η ανακάλυψη του στοιχείου τιτανίου συνδέεται με το όνομα του αιδεσιμότατου William Gregor το 1790, αλλά το πρώτο δείγμα καθαρού τιτανίου ελήφθη μόλις το 1910. Το καθαρό τιτάνιο λαμβάνεται από μετάλλευμα τιτανίου (π.χ. ρουτίλιο) παρουσία άνθρακα ή χλωρίου. Το TiCl4 που λαμβάνεται ως αποτέλεσμα της θέρμανσης ανάγεται με τηγμένο νάτριο για να σχηματίσει ένα σφουγγάρι τιτανίου, το οποίο στη συνέχεια τήκεται υπό κενό ή σε αργό για να ληφθεί μια μεταλλική ράβδος.

Χημική ένωση

Από κλινική άποψη, δύο μορφές τιτανίου παρουσιάζουν μεγαλύτερο ενδιαφέρον. Αυτή είναι μια τεχνικά καθαρή μορφή τιτανίου και ένα κράμα τιτανίου - 6% αλουμίνιο - 4% βανάδιο.

Εμπορικά καθαρό τιτάνιο

Τιτάνιο- ένα μέταλλο επιρρεπές σε αλλοτροπικούς ή πολυμορφικούς μετασχηματισμούς, με εξαγωνική κλειστή δομή (α) σε χαμηλές θερμοκρασίες και δομή bcc (P) σε θερμοκρασίες άνω των 882 C. Το καθαρό τιτάνιο είναι στην πραγματικότητα ένα κράμα τιτανίου με οξυγόνο (έως 0,5%). Το οξυγόνο είναι σε διάλυμα, επομένως το μέταλλο είναι η μόνη κρυσταλλική φάση. Στοιχεία όπως το οξυγόνο, το άζωτο και ο άνθρακας είναι πιο διαλυτά στην εξαγωνική κλειστή δομή της α-φάσης παρά στην κυβική δομή της 3-φάσης. Αυτά τα στοιχεία σχηματίζουν ενδιάμεσα στερεά διαλύματα με τιτάνιο και συμβάλλουν στη σταθεροποίηση της α-φάσης. Στοιχεία όπως το μολυβδαίνιο, το νιόβιο και το βανάδιο δρουν ως σταθεροποιητές P.

Κράμα τιτανίου - 6% αλουμίνιο - 4% βανάδιο

Όταν το αλουμίνιο και το βανάδιο προστίθενται στο τιτάνιο σε μικρές ποσότητες, η αντοχή του κράματος γίνεται υψηλότερη από εκείνη του καθαρού τιτανίου Ti. Πιστεύεται ότι το αλουμίνιο είναι α-σταθεροποιητής και το βανάδιο δρα ως σταθεροποιητής Β. Όταν προστίθενται στο τιτάνιο, η θερμοκρασία στην οποία συμβαίνει η μετάβαση rx-P μειώνεται έτσι ώστε και οι δύο μορφές να μπορούν να υπάρχουν σε θερμοκρασία δωματίου. Έτσι, το Ti - 6% Al - 4% V έχει δομή δύο φάσεων από α- και 3-κόκκους.

Ιδιότητες

Το καθαρό τιτάνιο είναι ένα λευκό, γυαλιστερό μέταλλο που έχει χαμηλή πυκνότητα, υψηλή αντοχή και αντοχή στη διάβρωση. Είναι όλκιμο και αποτελεί στοιχείο κράματος για πολλά άλλα μέταλλα. Τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην αεροπορική βιομηχανία και στον στρατιωτικό τομέα λόγω της υψηλής αντοχής τους σε εφελκυσμό (-500 MPa) και της ικανότητάς τους να αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες. Ο συντελεστής ελαστικότητας του καθαρού τιτανίου tech.h.T είναι ίσος με PO GPa, δηλ. το ήμισυ του συντελεστή ελαστικότητας του ανοξείδωτου χάλυβα και του κράματος κοβαλτίου-χρωμίου.

Οι ιδιότητες εφελκυσμού του καθαρού τιτανίου Tex.4.Ti εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την περιεκτικότητα σε οξυγόνο, και παρόλο που η αντοχή εφελκυσμού, ο δείκτης μόνιμης παραμόρφωσης και η σκληρότητα αυξάνονται με την αύξηση της συγκέντρωσης οξυγόνου, όλα αυτά έρχονται σε βάρος της μείωσης της ολκιμότητας του μέταλλο.

Με το κράμα τιτανίου με αλουμίνιο και βανάδιο, είναι δυνατό να ληφθεί ένα ευρύ φάσμα μηχανικών ιδιοτήτων του κράματος που υπερβαίνουν τις ιδιότητες του εμπορικά καθαρού τιτανίου τεχνικής καθαρότητας. Τέτοια κράματα τιτανίου είναι ένα μείγμα φάσεων α και Ρ, όπου η φάση oc είναι σχετικά μαλακή και όλκιμη και η φάση P είναι όλο και πιο σκληρή, αν και έχει κάποια πλαστικότητα. Έτσι, αλλάζοντας τις σχετικές αναλογίες των φάσεων, μπορεί να επιτευχθεί μια μεγάλη ποικιλία μηχανικών ιδιοτήτων.

Για το κράμα Ti - 6% Al -4% V, μπορεί να επιτευχθεί υψηλότερη αντοχή εφελκυσμού (-1030 MPa) από ό,τι για το καθαρό τιτάνιο, το οποίο διευρύνει το εύρος του κράματος, ακόμη και όταν εκτίθεται σε υψηλά φορτία, για παράδειγμα, στο κατασκευή μερικών οδοντοστοιχιών .

Μια σημαντική ιδιότητα των κραμάτων τιτανίου είναι η αντοχή τους στην κόπωση. Τόσο το καθαρό τιτάνιο τεχνικού βαθμού T1 όσο και το κράμα Ti - 6% Al - 4% V έχουν ένα καλά καθορισμένο όριο κόπωσης με καμπύλη S - N (τάσεις - αριθμός κύκλων), που ισοπεδώνεται μετά από 10 - 10 κύκλους εναλλασσόμενης τάσης. η τιμή του οποίου ρυθμίζεται 40-50% χαμηλότερη από την αντοχή εφελκυσμού. Έτσι, αυτά η. Το Ti δεν πρέπει να χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου απαιτείται αντοχή σε κόπωση πάνω από 175 MPa. Αντίθετα, για το κράμα Ti - 6% Al - 4% V, το ποσοστό αυτό είναι περίπου 450 MPa.

Όπως γνωρίζετε, η διάβρωση μετάλλων είναι η κύρια αιτία της καταστροφής της πρόθεσης, καθώς και η εμφάνιση αλλεργικών αντιδράσεων σε ασθενείς υπό την επίδραση απελευθερωμένων τοξικών συστατικών. Το τιτάνιο έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως ακριβώς επειδή είναι ένα από τα πιο ανθεκτικά στη διάβρωση μέταλλα. Αυτές οι ιδιότητες μπορούν να αποδοθούν πλήρως στα κράματά του. Το τιτάνιο είναι εξαιρετικά αντιδραστικό, που σε αυτή την περίπτωση είναι το δυνατό του σημείο, αφού το οξείδιο που σχηματίζεται στην επιφάνεια (TiO2) είναι εξαιρετικά σταθερό και έχει παθητικοποιητική επίδραση στο υπόλοιπο μέταλλο. Η υψηλή αντοχή του τιτανίου στη διάβρωση στο βιολογικό πεδίο εφαρμογής είναι καλά μελετημένη και επιβεβαιωμένη από πολλές μελέτες.

Η χύτευση κραμάτων τιτανίου είναι ένα σοβαρό τεχνολογικό πρόβλημα. Το τιτάνιο έχει υψηλό σημείο τήξης (~1670°C), γεγονός που καθιστά δύσκολη την αντιστάθμιση της συρρίκνωσης χύτευσης κατά την ψύξη. Λόγω της υψηλής αντιδραστικότητας του μετάλλου, η χύτευση πρέπει να πραγματοποιείται υπό κενό ή σε αδρανή ατμόσφαιρα, η οποία απαιτεί τη χρήση ειδικού εξοπλισμού. Ένα άλλο πρόβλημα είναι ότι το τήγμα τείνει να αντιδρά με το καλούπι του πυρίμαχου υλικού χύτευσης, σχηματίζοντας ένα στρώμα αλάτων στην επιφάνεια του χυτού, το οποίο μειώνει την εφαρμογή της πρόσθεσης. Κατά την κατασκευή προθέσεων (υπερκατασκευών) που υποστηρίζονται από εμφυτεύματα, πρέπει να τηρείται μια πολύ αυστηρή ανοχή προκειμένου να επιτευχθεί καλή εφαρμογή στο εμφύτευμα. Διαφορετικά, η συγκράτηση του εμφυτεύματος στο οστό μπορεί να επηρεαστεί. Σε χύτευση τιτανίου, μπορεί επίσης συχνά να παρατηρηθεί εσωτερικό πορώδες. Ως εκ τούτου, άλλες τεχνολογίες χρησιμοποιούνται για την κατασκευή οδοντοστοιχιών από τιτάνιο, όπως οι τεχνολογίες CAD/CAM σε συνδυασμό με διάβρωση κύλισης και σπινθήρα.

Μερικές από τις ιδιότητες των κραμάτων βασικών μετάλλων που συζητήθηκαν παραπάνω παρουσιάζονται στον Πίνακα 3.3.7.

συμπεράσματα

Υπάρχουν πολλά διαφορετικά κράματα που χρησιμοποιούνται στην οδοντιατρική σήμερα. Για να κάνει μια λογική επιλογή από την υπάρχουσα ποικιλία κραμάτων υψηλής περιεκτικότητας σε χρυσό ή άλλων τύπων κραμάτων, ο οδοντίατρος, περισσότερο από ποτέ, χρειάζεται να γνωρίζει τη φύση των κραμάτων, τις φυσικές και μηχανικές τους ιδιότητες.

Το κόστος του κράματος αποτελεί σημαντικό μέρος του κόστους της προσθετικής. Ωστόσο, τα κράματα χαμηλού κόστους τυπικά απαιτούν πρόσθετο κόστος για την κατασκευή προθέσεων και τελικά το χαμηλότερο κόστος του κράματος συχνά αντισταθμίζεται από το αυξημένο κόστος κατασκευής της πρόσθεσης. Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί ότι η υψηλή περιεκτικότητα σε χρυσό στο κράμα ανοίγει μια μεγάλη πιθανότητα για την κατασκευή μιας οδοντοστοιχίας υψηλής ποιότητας.

Κλινική σημασία

Ο οδοντίατρος και όχι ο οδοντοτεχνίτης είναι αποκλειστικά υπεύθυνος για την επιλογή των υλικών για την κατασκευή της οδοντοστοιχίας.

Βασικές αρχές της Επιστήμης Οδοντιατρικών Υλικών
Richard van Noort

480 τρίψτε. | 150 UAH | $7,5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Διατριβή - 480 ρούβλια, αποστολή 10 λεπτά 24 ώρες την ημέρα, επτά ημέρες την εβδομάδα και αργίες

240 τρίψτε. | 75 UAH | $3,75 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Περίληψη - 240 ρούβλια, παράδοση 1-3 ώρες, από 10-19 (ώρα Μόσχας), εκτός Κυριακής

Musheev Ilya Urievich. Η χρήση κραμάτων τιτανίου στην κλινική ορθοπεδικής οδοντιατρικής και εμφυτευματολογίας (πειραματική κλινική μελέτη): διατριβή ... Διδάκτωρ Ιατρικών Επιστημών: 14.00.21 / Musheev Ilya Ureevich; [Τόπος υπεράσπισης: GOU "Institute for Advanced Studies of the Federal Medical and Biological Agency"].- Μόσχα, 2008. - 216 σελ.: ill.

Εισαγωγή

Κεφάλαιο 1 Ανασκόπηση λογοτεχνίας

1.1. Κράματα μετάλλων που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή οδοντοστοιχιών 12

1.2. Η χρήση εμφυτευμάτων στην ορθοπεδική αποκατάσταση ασθενών με ελαττώματα στην οδοντοφυΐα 25

1.3. Το τιτάνιο και τα κράματά του: ιδιότητες και εφαρμογές 31

1.4. Κλινικές τοξικές-χημικές και αλλεργικές αντιδράσεις κατά τη χρήση οδοντικών κραμάτων 41

1.5. Θεωρία των διεργασιών διάβρωσης 53

Κεφάλαιο 2. Υλικό και μέθοδοι έρευνας

2.1. Μέθοδοι για τη μελέτη της σύνθεσης, της δομής και των φυσικών και μηχανικών χαρακτηριστικών των οδοντικών κραμάτων 75

2.2.1. Μελέτη μηχανικών ιδιοτήτων με νανο-εσοχή 75

2.1.2. Τριβολογικές μελέτες αντοχής στη φθορά των κραμάτων 77

2.1.3. Μέθοδοι σύγκρισης χυτού και αλεσμένου τιτανίου 79

2.1.4. Μέθοδος για τη μελέτη της σύνθεσης, της δομής και των φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων του κράματος μετά την επανατήξη 80

2.2. Μέθοδοι για τη μελέτη των ηλεκτροχημικών παραμέτρων των οδοντικών κραμάτων 83

2.2.1. Μέτρηση βασικών δυναμικών ηλεκτροδίων οδοντικών κραμάτων 83

2.2.2. Θερμική επεξεργασία οδοντικών κραμάτων σε ηλεκτροχημικές μελέτες 85

2.2.3. Μέτρηση EMF και πυκνότητα ρεύματος ζευγών επαφής οδοντικών κραμάτων 86

2.2.4. Διερεύνηση της επίδρασης της επαναφοράς επιφάνειας οδοντικού κράματος 87

2.2.5. Μελέτη της επίδρασης των χαρακτηριστικών του διαβρωτικού περιβάλλοντος και του φορτίου στα ηλεκτρικά δυναμικά του κράματος 87

2.2.6. Εκτίμηση του ρυθμού διάβρωσης σε σταθερές συνθήκες με βάση τα αποτελέσματα της μέτρησης των ρευμάτων των ζευγών επαφής 91

2.3. Μέθοδοι για τη μελέτη της απόκρισης ανθρώπινων μεσεγχυματικών βλαστοκυττάρων σε οδοντικά κράματα 92

2.4. Χαρακτηρισμός κλινικού υλικού και μέθοδοι κλινικής έρευνας 96

2.5. Στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων της έρευνας 97

Κεφάλαιο 3. Αποτελέσματα δικής τους έρευνας

3.1. Συγκριτική μελέτη δομικών, μηχανικών και τριβολογικών ιδιοτήτων οδοντικών κραμάτων98

3.1.1. Συγκριτική αξιολόγηση των μηχανικών ιδιοτήτων των οδοντικών κραμάτων 98

3.1.2. Συγκριτική μελέτη αντοχής στη φθορά των οδοντικών κραμάτων 103

3.1.3. Συγκριτική μελέτη της δομής και των ιδιοτήτων του αλεσμένου και χυτού τιτανίου 114

3.1.4. Επίδραση του θερμικού κύκλου και της επανατήξης στη δομή του κράματος... 120

3.2. Συγκριτικά ηλεκτροχημικά χαρακτηριστικά οδοντικών κραμάτων σε διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας προθέσεων 131

3.2.1. Κινητική εγκατάστασης στατικών ηλεκτρικών δυναμικών οδοντικών κραμάτων 131

3.2.2. Ηλεκτροχημικά χαρακτηριστικά κραμάτων μετά από θερμική επεξεργασία κατά την εναπόθεση κεραμικών επικαλύψεων 141

3.2.3. Η επίδραση του pH, της θερμοκρασίας και του αερισμού ενός διαβρωτικού περιβάλλοντος στην ηλεκτροχημική συμπεριφορά των οδοντικών κραμάτων 146

3.2.4. Επίδραση του κυκλικού δυναμικού φορτίου στη συμπεριφορά διάβρωσης του κράματος τιτανίου 166

3.3. Ηλεκτροχημική αλληλεπίδραση οδοντικών κραμάτων με οδοντικά εμφυτεύματα 181

3.3.1. Ηλεκτροχημικά χαρακτηριστικά ζευγών επαφής "πλαίσιο εμφυτεύματος-προσθετικού τιτανίου" 181

3.3.1.1. Μέτρηση EMF και ρευμάτων ζευγών επαφής 181

3.3.1.2. Μέτρηση δυνητικών παλμών και ρευμάτων επαφής κατά την ανανέωση της επιφάνειας στοιχείων ζευγών επαφής και μελέτη της κινητικής επαναπαθητικοποίησης της ανανεωμένης επιφάνειας κατά τη χρήση εμφυτευμάτων τιτανίου 183

3.3.2. Ηλεκτροχημικά χαρακτηριστικά ζευγών επαφής "Πλαίσιο εμφυτεύματος νικελίου-τιτανίου-προσθετικής" 190

3.3.2.1. Μέτρηση EMF και ρευμάτων ζευγών επαφής 190

3.3.2.2. Μέτρηση παλμικών ρευμάτων κατά την ανανέωση της επιφάνειας στοιχείων ζευγών επαφής και μελέτη της κινητικής επαναπαθητικοποίησης της ανανεωμένης επιφάνειας κατά τη χρήση εμφυτευμάτων νικελίου-τιτανίου 194

3.4. Πειραματική αξιολόγηση του πολλαπλασιασμού ανθρώπινων μεσεγχυματικών βλαστοκυττάρων σε κράματα μετάλλων 206

3.4.1. Αξιολόγηση της κυτταροτοξικότητας των δειγμάτων χρησιμοποιώντας τη δοκιμή MTT 206

3.4.2. Μελέτη της επίδρασης των δειγμάτων που μελετήθηκαν στην αποτελεσματικότητα του πολλαπλασιασμού του MSC 207

3.5. Κλινική αξιολόγηση ορθοπεδικών κατασκευών σε μεταλλικούς σκελετούς 211

Κεφάλαιο 4. Συζήτηση των αποτελεσμάτων της μελέτης 222

Αναφορές 242

Εισαγωγή στην εργασία

Η συνάφεια της έρευνας.Στη σύγχρονη ορθοπεδική

Τα μεταλλικά κράματα χρησιμοποιούνται ευρέως στην οδοντιατρική ως χυτά πλαίσια σταθερών και αφαιρούμενων οδοντοστοιχιών. Στη Ρωσία, τα κράματα κοβαλτίου-χρωμίου και νικελίου-χρωμίου είναι κοινά ως μεταλλικά δομικά υλικά. η χρήση κραμάτων που φέρουν χρυσό είναι αμελητέα. Τα κράματα τιτανίου Bioinert χρησιμοποιούνται πολύ λιγότερο συχνά επειδή η χύτευση τιτανίου απαιτεί ειδικό εξοπλισμό. Η κλινική και τεχνολογική εμπειρία με τα κράματα τιτανίου δεν είναι αρκετή.

Εν τω μεταξύ, οι εξαιρετικές ιδιότητες βιοσυμβατότητας του τιτανίου, η ελαφρότητα και η αντοχή των δομών τιτανίου είναι γνωστές. είναι δυνατή η επένδυση σκελετών από τιτάνιο με κεραμικά. Η ζήτηση για κράματα που περιέχουν τιτάνιο για οδοντικές προθέσεις αυξάνεται παράλληλα με την αύξηση του ρυθμού χρήσης των οδοντικών εμφυτευμάτων, τα οποία κατασκευάζονται στη συντριπτική τους πλειοψηφία από τιτάνιο.

Πρόσφατα, εκτός από τη χύτευση, κατέστη δυνατή η άλεση τιτανίου σε εξοπλισμό CAD / CAM μετά από σάρωση του μοντέλου και εικονική μοντελοποίηση της πρόθεσης. Δεν υπάρχουν επαρκείς πληροφορίες στη βιβλιογραφία σχετικά με την κλινική απόδοση της τεχνολογίας CAD/CAM σε σύγκριση με τη χύτευση τιτανίου.

Η λειτουργία οδοντοστοιχιών από κράματα μετάλλων συνδέεται με
πιθανές ηλεκτροχημικές διεργασίες διάβρωσης, αφού
το σάλιο έχει ηλεκτρολυτικές ιδιότητες.
Όσον αφορά το τιτάνιο, αυτές οι διαδικασίες έχουν μελετηθεί ελάχιστα. Επικοινωνία
ηλεκτροχημική αλληλεπίδραση οδοντικών εμφυτευμάτων τιτανίου με
άλλα οδοντικά κράματα που αναλύθηκαν σε

λίγες μελέτες που χρησιμοποιούν τυπικές μεθόδους. Πρόσφατα, εμφανίστηκαν νέες ευκαιρίες και μεθοδολογικές προσεγγίσεις για την αξιολόγηση της αντιδιαβρωτικής αντοχής των μεταλλικών κραμάτων,

για παράδειγμα, σε τριβολογικές μελέτες αντοχής στη φθορά. μέτρηση ηλεκτροχημικών παραμέτρων κατά την επιφανειακή ανανέωση, κατά την αλλαγή των χαρακτηριστικών του τεχνητού σάλιου, κατά τη διάρκεια του θερμικού κύκλου και, ιδιαίτερα, του δυναμικού φορτίου των μεταλλικών κατασκευών. Κατέστη δυνατή η μελέτη της αντίδρασης των ανθρώπινων κυτταροκαλλιεργειών σε διάφορα οδοντικά κράματα.

Μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζει το κράμα τιτανίου με την επίδραση της αποκατάστασης φόρμας - νικελίδιο τιτανίου, από το οποίο μπορούν να κατασκευαστούν σταθερές και αφαιρούμενες προθέσεις και εμφυτεύματα. Οι ιδιότητές του σε σχέση με τους στόχους της ορθοπεδικής οδοντιατρικής και της εμφυτευματολογίας δεν είναι πλήρως κατανοητές, ιδιαίτερα σε συγκριτική άποψη. Από την άποψη της ηλεκτροχημείας, δεν υπήρχε δικαιολογία για την επιλογή των βέλτιστων κραμάτων για οδοντοστοιχίες που βασίζονται σε εμφυτεύματα νικελιούχου τιτανίου με αποτέλεσμα την αποκατάσταση του σχήματος.

Σκοπός έρευνας:κλινική και εργαστηριακή τεκμηρίωση της χρήσης κραμάτων τιτανίου και τεχνολογιών για την επεξεργασία τους στην κλινική ορθοπεδικής οδοντιατρικής και εμφυτευματολογίας.

Στόχοι της έρευνας:

Συγκρίνετε τις φυσικομηχανικές και τριβολογικές ιδιότητες (αντοχή στη φθορά) των οδοντικών κραμάτων και των κραμάτων τιτανίου.

Συγκρίνετε τη σύνθεση, τη δομή και τις ιδιότητες του κράματος τιτανίου για την άλεση προσθετικών CAD/CAM και το χυτό τιτάνιο, καθώς και τις ιδιότητες των κραμάτων μετά την επανατήξη.

Να αποκαλύψει την επίδραση των οδοντικών κραμάτων στα πολλαπλασιαστικά χαρακτηριστικά της καλλιέργειας ανθρώπινων μεσεγχυματικών βλαστοκυττάρων.

Να μελετηθούν σε εργαστηριακές συνθήκες οι δείκτες αντοχής στη διάβρωση χυτών και μεταλλοκεραμικών προθέσεων χρησιμοποιώντας κοινά οδοντικά κράματα και κράματα τιτανίου.

Να διαπιστωθούν τα ηλεκτροχημικά χαρακτηριστικά της χρήσης εμφυτευμάτων από τιτάνιο και νικελίδιο τιτανίου, συμπεριλαμβανομένης της περίπτωσης παραβίασης (ανανέωσης) της επιφάνειας των προθέσεων και των εμφυτευμάτων κατά τη λειτουργία τους.

Διαπιστώστε διαφορές στην ηλεκτροχημική συμπεριφορά των οδοντικών κραμάτων με μια πειραματική αλλαγή στα χαρακτηριστικά ενός ηλεκτροδιαβρωτικού μέσου (pH, βαθμός αερισμού).

Να μελετήσει την επίδραση της δυναμικής φόρτισης προθέσεων και εμφυτευμάτων τιτανίου στις ηλεκτροχημικές τους παραμέτρους.

Διεξαγωγή υποκειμενικής και αντικειμενικής αξιολόγησης προσθετικών δομών από διάφορα οδοντικά κράματα, συμπεριλαμβανομένων εκείνων στα εμφυτεύματα και εκείνων που κατασκευάζονται με τεχνολογία CAD/CAM, μακροπρόθεσμα μετά το τέλος της ορθοπεδικής θεραπείας.

Επιστημονικός καινοτομία έρευνα. Για πρώτη φορά

Η νανοοδοντία μελέτησε κάτω από παρόμοιες πειραματικές συνθήκες τις κύριες μηχανικές ιδιότητες: σκληρότητα, μέτρο ελαστικότητας, ποσοστό ανακτήσιμης παραμόρφωσης - κοινά οδοντικά κράματα, κράματα τιτανίου και νικελιούχου τιτανίου. Ταυτόχρονα, πραγματοποιήθηκαν για πρώτη φορά τριβολογικές μελέτες οδοντικών κραμάτων, συμπεριλαμβανομένων των κραμάτων που περιέχουν τιτάνιο. πραγματοποιήθηκε σύγκριση της αντοχής τους στη φθορά και της φύσης της καταστροφής των κραμάτων σύμφωνα με μικροφωτογραφίες.

Για πρώτη φορά, η σύνθεση, η δομή, τα φυσικά και μηχανικά χαρακτηριστικά των τυπικών ακατέργαστων τεμαχίων τιτανίου για χύτευση και άλεση (χρησιμοποιώντας τεχνολογία CAD/CAM) συγκρίθηκαν χρησιμοποιώντας μεταλλογραφική ανάλυση, ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ και μέτρηση νανοδοντώσεων. Για πρώτη φορά, χρησιμοποιώντας τοπική ανάλυση διασποράς ενέργειας και ημιποσοτικό προσδιορισμό της χημικής σύνθεσης, μεταλλογραφία και ανάλυση δομικής φάσης με ακτίνες Χ, αποκαλύφθηκε η επίδραση της επαναλαμβανόμενης επανατήξης ενός οδοντικού κράματος στις ιδιότητές του.

Για πρώτη φορά, τα ηλεκτρικά δυναμικά των κραμάτων τιτανίου και του νικελιούχου τιτανίου μελετήθηκαν σε δυναμική σε σύγκριση με μη ευγενή και ευγενή οδοντικά κράματα σε τεχνητό σάλιο, συμπεριλαμβανομένου του θερμικού κύκλου τους με κεραμική επένδυση προθέσεων. Για πρώτη φορά, διαπιστώθηκε αλλαγή στα ηλεκτρικά δυναμικά των κραμάτων με αλλαγή των παραμέτρων (pH, αερισμός) του τεχνητού σάλιου και με δυναμικό φορτίο μεταλλικών κατασκευών.

Για πρώτη φορά συγκριτικά, μελετήθηκαν οι ηλεκτροχημικές παράμετροι των ζευγών επαφής "πλαίσιο πρόσθεσης - εμφύτευμα στήριξης" με τη χρήση εμφυτευμάτων νικελιδίου και τιτανίου και βασικών δομικών κραμάτων για οδοντικές προθέσεις. Για πρώτη φορά, πραγματοποιήθηκαν υπολογισμοί των απωλειών διάβρωσης σε περίπτωση ζημιάς στην επιφάνεια εμφυτευμάτων νικελίου-τιτανίου και τιτανίου, καθώς και μεταλλικών πλαισίων οδοντοστοιχιών που στερεώθηκαν σε αυτά.

Για πρώτη φορά στην καλλιέργεια ανθρώπινων μεσεγχυματικών βλαστοκυττάρων, μελετήθηκε η τοξικότητα των οδοντικών κραμάτων όσον αφορά τον πολλαπλασιασμό, την πρόσφυση και τη βιωσιμότητα των κυττάρων.

Για πρώτη φορά, πραγματοποιήθηκε κλινική σύγκριση των εκδηλώσεων διάβρωσης προθέσεων από μη πολύτιμα κράματα, χυτό και αλεσμένο τιτάνιο με χρήση τεχνολογίας CAD/CAM.

Η πρακτική σημασία της μελέτης.

Έχει εξακριβωθεί η ταυτότητα της σύνθεσης, της δομής και των βασικών φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων των πιστοποιημένων ακατέργαστων τεμαχίων τιτανίου για προθέσεις χύτευσης και φρεζαρίσματος με χρήση τεχνολογίας CAD/CAM. αποκαλύφθηκαν ορισμένα μεταλλουργικά ελαττώματα των τυπικών τεμαχίων τιτανίου. Στο παράδειγμα ενός μη πολύτιμου οδοντικού κράματος, επιβεβαιώνεται η αρνητική επίδραση της επαναλαμβανόμενης επανατήξης στη δομή και τις φυσικές και μηχανικές του ιδιότητες ενώ διατηρείται η σύνθεση.

Δίνονται τα κύρια φυσικά και μηχανικά χαρακτηριστικά

οδοντικά κράματα, κράματα τιτανίου και νικελίδιο τιτανίου σύμφωνα με

αποτελέσματα πανομοιότυπων δοκιμών σε πάγκο. Παρουσιάζονται κλινικά σημαντικές διαφορές στον βαθμό και τη φύση της φθοράς των μελετηθέντων οδοντικών κραμάτων. Επιβεβαιώθηκε μια σημαντική ιδιότητα του νικελιούχου τιτανίου για την εμφυτευματολογία - η υψηλή αξία της ελαστικής ανάκτησης κατά τη φόρτωσή του.

Από την άποψη της ηλεκτροχημείας, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των διαφόρων οδοντικών κραμάτων (συμπεριλαμβανομένων των κραμάτων που περιέχουν τιτάνιο) παρουσιάζονται σε διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας: παρουσία στερεών ή μεταλλοκεραμικών προθέσεων, συμπεριλαμβανομένων αυτών που βασίζονται σε εμφυτεύματα τιτανίου ή νικελίου-τιτανίου, και κατά παράβαση της επιφάνειάς τους. Η σκοπιμότητα των μεταλλοκεραμικών προθέσεων με πλήρη επένδυση μεταλλικών πλαισίων αποδεικνύεται ότι μειώνει τον κίνδυνο ανάπτυξης ηλεκτροχημικών αντιδράσεων στη στοματική κοιλότητα και μειώνει τους λειτουργικούς πόρους των προθέσεων.

Καταδείχθηκε η αδιαφορία όλων των οδοντικών κραμάτων σε σχέση με την κυτταρική καλλιέργεια του ανθρώπινου μεσεγχυματικού ιστού, καθώς και ορισμένες διαφορές στην αντίδραση των μεσεγχυματικών βλαστοκυττάρων.

Δίνονται τα στατιστικά στοιχεία της μείωσης των λειτουργικών και αισθητικών ιδιοτήτων των οδοντοστοιχιών με βάση μεταλλικά πλαίσια από διάφορα οδοντικά κράματα, καθώς και τοξικών και χημικών επιπλοκών. Κλινικά τεκμηριώθηκε η αποτελεσματικότητα της χρήσης προθέσεων σε χυτά και αλεσμένα πλαίσια τιτανίου κατά την αντικατάσταση ελαττωμάτων στην οδοντοφυΐα και κατά τη χρήση εμφυτευμάτων τιτανίου.

Βασικές διατάξεις για την άμυνα.

1. Από τη σκοπιά της ηλεκτροχημείας και της πρόληψης τοξικών και χημικών επιδράσεων στους ιστούς της στοματικής κοιλότητας, το πιο βέλτιστο για προσθετική σε εμφυτεύματα τιτανίου και νικελίου-τιτανίου είναι οι σταθερές προθέσεις με πλήρη κεραμική επένδυση σε πλαίσια κατασκευασμένα από οποιοδήποτε οδοντικό κράμα. η παραγωγή μονοκόμματων μη επικαλυμμένων προθέσεων σε εμφυτεύματα τιτανίου συνιστάται όταν

τη χρήση κραμάτων που περιέχουν τιτάνιο και χρυσό και σε εμφυτεύματα νικελίου-τιτανίου - κράματα νικελίου-τιτανίου ή χρωμίου-κολβαλτίου.

Οι παράγοντες που μειώνουν την αντίσταση στη διάβρωση των οδοντικών κραμάτων είναι οι αλλαγές στο pH και η απαέρωση του σάλιου, η χαμηλή αντοχή στη φθορά και η παραβίαση της ακεραιότητας της επιφάνειας της πρόσθεσης κατά τη λειτουργία της, καθώς και η επαναλαμβανόμενη επανατήξη του κράματος.

Η λειτουργική φόρτωση μεταλλικών προθέσεων και εμφυτευμάτων προκαλεί σημαντικές διακυμάνσεις στις ηλεκτροχημικές παραμέτρους των οδοντικών κραμάτων, ως αποτέλεσμα της ασυνέχειας των επιφανειακών μεμβρανών οξειδίου.

Η σύνθεση και οι ιδιότητες των κραμάτων τιτανίου για χύτευση και άλεση είναι παρόμοιες. Οι προθέσεις τιτανίου CAD/CAM έχουν τεχνολογικά και κλινικά πλεονεκτήματα.

Τα κοινά οδοντικά κράματα, τα κράματα τιτανίου και το νικελίδιο του τιτανίου δεν έχουν τοξικές επιδράσεις στα ανθρώπινα μεσεγχυματικά βλαστοκύτταρα.

Σύμφωνα με την κλινική, οι τοξικές-χημικές αντικειμενικές και υποκειμενικές εκδηλώσεις κατά τη χρήση μη πολύτιμων οδοντικών κραμάτων είναι πιο συχνές σε σύγκριση με τα κράματα που περιέχουν τιτάνιο. η παρουσία εμφυτευμάτων τιτανίου ως στηρίγματα για οδοντοστοιχίες δεν οδηγεί σε κλινικές εκδηλώσεις διάβρωσης εξ επαφής, υπό την προϋπόθεση ότι τηρείται προσεκτική στοματική υγιεινή.

Έγκριση των αποτελεσμάτων της έρευνας.Τα αποτελέσματα της μελέτης αναφέρθηκαν στο Πανρωσικό Συνέδριο "Superelastic Shape Memory Alloys in Dentistry", I All-Russian Congress "Dental Implantation" (Μόσχα, 2001); στο 1ο συνέδριο της Ευρωπαϊκής Διάσκεψης με θέμα

προβλήματα οδοντικής εμφυτευματολογίας (Lvov, 2002); στο VIII Πανρωσικό Επιστημονικό Συνέδριο και στο VII Συνέδριο του STAR της Ρωσίας (Μόσχα, 2002). στο 5ο Ρωσικό Επιστημονικό Φόρουμ "Οδοντιατρική - 2003" (Μόσχα, 2003). στο Διεθνές Συνέδριο "Modern Aspects of Rehabilitation in Medicine" (Yerevan, 2003); στο VI Ρωσικό Επιστημονικό Φόρουμ "Οδοντιατρική 2004", (Μόσχα). στο International Conference on Shape memory ιατρικά υλικά και νέες τεχνολογίες στην ιατρική (Tomsk, 2007); στο επιστημονικό-πρακτικό Συνέδριο αφιερωμένο στην 35η επέτειο από την ίδρυση της Κεντρικής Ιατρικής Σχολής Νο. 119 (Μόσχα, 2008); στο V Πανρωσικό Επιστημονικό και Πρακτικό Συνέδριο "Εκπαίδευση, Επιστήμη και Πρακτική στην Οδοντιατρική" με θέμα "Εμφυτευματολογία στην Οδοντιατρική" (Μόσχα, 2008). σε συνάντηση του προσωπικού του Τμήματος Κλινικής Οδοντιατρικής και Εμφυτευματολογίας του Ινστιτούτου Προηγμένων Μελετών της Ομοσπονδιακής Ιατρικής και Βιολογικής Υπηρεσίας της Ρωσίας (Μόσχα, 2008).

Υλοποίηση των αποτελεσμάτων της έρευνας.Τα αποτελέσματα της μελέτης έχουν εισαχθεί στην πρακτική του Κλινικού Κέντρου Οδοντιατρικής της Ομοσπονδιακής Ιατρικής και Βιολογικής Υπηρεσίας της Ρωσίας, του Κεντρικού Ερευνητικού Ινστιτούτου Οδοντιατρικής και Γναθοπροσωπικής Χειρουργικής, του Εθνικού Ιατρικού και Χειρουργικού Κέντρου, της κλινικής KARAT (Novokuznetsk) , η κλινική CSP-Lux (Μόσχα)· στην εκπαιδευτική διαδικασία του Τμήματος Κλινικής Οδοντιατρικής και Εμφυτευματολογίας του Ινστιτούτου Προηγμένων Μελετών της Ομοσπονδιακής Ιατρικής και Βιολογικής Υπηρεσίας της Ρωσίας, του Τμήματος Οδοντιατρικής Γενικής Ιατρικής με μάθημα οδοντοτεχνιτών του Κρατικού Ιατρικού Πανεπιστημίου της Μόσχας, το Εργαστήριο Ιατρικών Υλικών του MISiS.

Ο όγκος και η δομή της διατριβής. Η εργασία παρουσιάζεται σε 265 φύλλα δακτυλογραφημένου κειμένου, αποτελείται από μια εισαγωγή, μια βιβλιογραφική ανασκόπηση, τρία κεφάλαια δικής της έρευνας, συμπεράσματα, πρακτικές συστάσεις και ευρετήριο βιβλιογραφίας. Η διατριβή είναι εικονογραφημένη με 78 σχήματα και 28 πίνακες. Το ευρετήριο βιβλιογραφίας περιλαμβάνει 251 πηγές, εκ των οποίων 188 είναι εγχώριες και 63 ξένες.

Κράματα μετάλλων που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή οδοντοστοιχιών

Υπάρχουν θεμελιώδεις διαφορές στις χημικές και φυσικές ιδιότητες μεταξύ των δύο ομάδων. Στη διαδικασία της οδοντιατρικής εργασίας, αυτές οι διαφορές θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη. Το καθαρό τιτάνιο καταλαμβάνει διπλή θέση. Από χημική άποψη και από πλευράς οδοντικής επεξεργασίας, που ανήκει σε κράματα βασικών μετάλλων, έχει μηχανικές ιδιότητες που είναι πιο χαρακτηριστικές για τα κράματα ευγενών μετάλλων.

Η σύνθεση των κραμάτων που φέρουν χρυσό περιλαμβάνει χρυσό (39-98%), πλατίνα (έως 29%), παλλάδιο (έως 33%), ασήμι (έως 32%), χαλκό (έως 13%) και ένα μικρό ποσότητα στοιχείων κράματος. Η σύνθεση των κραμάτων παλλαδίου περιλαμβάνει (35-86%) παλλάδιο, έως 40% ασήμι, έως 14% χαλκό, έως 8% ίνδιο κ.λπ. Τα κράματα που περιέχουν άργυρο περιέχουν 36-60% ασήμι, 20-40% παλλάδιο , έως 18% χαλκός και άλλα

Η σύνθεση των μη πολύτιμων κραμάτων, ιδίως του κοβαλτίου-χρωμίου, περιλαμβάνει 33-75% κοβάλτιο, 20-32% χρώμιο, έως 10% μολυβδαίνιο και άλλα πρόσθετα. Τα κράματα νικελίου-χρωμίου περιέχουν 58-82% νικέλιο, 12-27% χρώμιο, έως και 16% μολυβδαίνιο. Το νικελίδιο του τιτανίου περιέχει περίπου ίσα μέρη νικελίου και τιτανίου. Τα κράματα που περιέχουν σίδηρο (χάλυβες) περιέχουν έως και 72% σίδηρο, έως 18% χρώμιο, έως και 8% νικέλιο, έως και 2% άνθρακα. Τα κράματα τιτανίου περιέχουν τουλάχιστον 90% τιτάνιο, έως 6% αλουμίνιο, έως 4% βανάδιο και λιγότερο από 1% σίδηρο, οξυγόνο και άζωτο.

Σχεδόν όλα τα κράματα κοβαλτίου περιέχουν ακαθαρσίες νικελίου. Αλλά η περιεκτικότητα σε νικέλιο σε αυτά θα πρέπει να είναι σε επίπεδο που δεν αποτελεί κίνδυνο. Έτσι, η περιεκτικότητα σε νικέλιο σε μια πρόσθεση με κούμπωμα, η οποία είναι κατασκευασμένη από υψηλής ποιότητας κράμα κοβαλτίου-χρωμίου, αντιστοιχεί περίπου στην ποσότητα νικελίου που καταναλώνεται καθημερινά με το φαγητό.

Επί του παρόντος, τα κράματα κοβαλτίου-χρωμίου χωρίς άνθρακα χρησιμοποιούνται ευρέως για την κατασκευή μεταλλοκεραμικών στεφανών και γεφυρών, για παράδειγμα, οι δυτικές εταιρείες παράγουν: KRUPP - κράμα Bondi-Loy, BEGO - Wirobond, DENTAURUM - κράμα CD. Στις ΗΠΑ, η MINEOLA A.ROSENS ON INC κατασκευάζει το κράμα Arobond. Παρόμοια κράματα "KH-DENT" και "Cellite-K" παράγονται στη Ρωσία.

Επί του παρόντος, τα κράματα νικελίου-χρωμίου χρησιμοποιούνται ευρέως για μεταλλοκεραμικές εργασίες μαζί με κράματα κοβαλτίου-χρωμίου. Το πρωτότυπο αυτών των κραμάτων ήταν το ανθεκτικό στη θερμότητα κράμα "NIKHROM" -Kh20N80, που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία για την κατασκευή θερμαντικών στοιχείων. Για μεγαλύτερη ακαμψία, είναι κράμα με μολυβδαίνιο ή νιόβιο, για βελτίωση των ιδιοτήτων χύτευσης - με πυρίτιο.

Το πιο δημοφιλές από αυτά τα κράματα είναι το κράμα BEGO Wiron 88, παρόμοια κράματα παράγονται στη Ρωσία: Dental NSAvac, NH-DENT NSvac, Cellit-N.

Το τιτάνιο είναι το πιο δύσκολο στοιχείο να αποκτηθεί σε απολύτως καθαρή μορφή. Με βάση την υψηλή του αντιδραστικότητα, δεσμεύει ορισμένα στοιχεία, κυρίως οξυγόνο, άζωτο και σίδηρο. Επομένως, το καθαρό τιτάνιο (που ονομάζεται μη κράμα) χωρίζεται σε διαφορετικές ομάδες καθαρισμού (από την κατηγορία 1 έως την κατηγορία 4). Λόγω μηχανικών ιδιοτήτων, δεν είναι πάντα σκόπιμο να χρησιμοποιείτε μέταλλο της υψηλότερης κατηγορίας. Οι ακαθαρσίες που περιέχουν τιτάνιο έχει καλύτερες μηχανικές ιδιότητες.

Οι κατασκευαστές κραμάτων συνιστούν την κατασκευή ορισμένων ορθοπεδικών κατασκευών από διάφορα οδοντικά κράματα. Έτσι για την κατασκευή ένθετων προτείνεται ο χρυσός με αναφορά του κατασκευαστή - "εξαιρετικό"? με την αναφορά "πιθανή χρήση" αναφέρεται σε κράματα με βάση το παλλάδιο, το άργυρο, το κοβάλτιο, το νικέλιο και το τιτάνιο. Για την κατασκευή στεφάνων και γεφυρών με πλαστική επένδυση, τα κράματα χρυσού, παλλαδίου, ασημιού, κοβαλτίου, νικελίου και τιτανίου είναι «εξαιρετικά» και με κεραμική επένδυση - χρυσός, παλλάδιο, κοβάλτιο, νικέλιο, τιτάνιο (είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί ασήμι κράματα με βάση). Για τις προθέσεις με κούμπωμα, τα κράματα με βάση το κοβάλτιο είναι «εξαιρετικά» και τα κράματα με βάση τον χρυσό, το παλλάδιο, το κοβάλτιο, το νικέλιο και το τιτάνιο είναι «δυνατά να χρησιμοποιηθούν». Σύμφωνα με τους κατασκευαστές, τα εμφυτεύματα είναι εξαιρετικά για την κατασκευή από τιτάνιο, αλλά πιθανώς από κράμα κοβαλτίου-χρωμίου. Οι υπερκατασκευές προτείνονται να γίνονται με τη σήμανση «άριστη εφαρμογή» από χρυσό, παλλάδιο, κοβάλτιο, νικέλιο, τιτάνιο. Ως προς τα υλικά που θα χρησιμοποιηθούν για εμφυτεύματα και υπερκατασκευές, ο συγγραφέας της παρούσας διατριβής δεν συμφωνεί, αφού θεωρεί ορθή τη χρήση της αρχής του μονομετάλλου (τιτάνιο) στην εμφυτευματολογία.

Εκτός από τα φυσικά και μηχανικά χαρακτηριστικά, η επιλογή του κράματος είναι σημαντική για τη βιολογική του συμβατότητα. Το σημείο αναφοράς για τη βιολογική ασφάλεια είναι η διαβρωτική συμπεριφορά ενός υλικού. Στα κράματα ευγενών μετάλλων, η περιεκτικότητα των ίδιων των ευγενών μετάλλων (χρυσός, πλατίνα, παλλάδιο και ασήμι) πρέπει να είναι όσο το δυνατόν υψηλότερη. Λαμβάνοντας υπόψη τη συμπεριφορά διάβρωσης των κραμάτων βασικών μετάλλων (κράματα κοβαλτίου-χρωμίου και νικελίου-χρωμίου), πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η περιεκτικότητα σε χρώμιο. Η περιεκτικότητα σε χρώμιο πρέπει να είναι πάνω από 20% για να εξασφαλιστεί επαρκής σταθερότητα στο στοματικό περιβάλλον. Περιεχόμενα μικρότερα από 20 (15%) μπορεί να προκαλέσουν υψηλή απελευθέρωση ιόντων. Είναι γνωστό ότι υπάρχουν διαφορές μεταξύ των βιολογικών λειτουργιών του μετάλλου. Αυτά είναι τα λεγόμενα απαραίτητα στοιχεία, τα μη απαραίτητα στοιχεία και τα τοξικά μέταλλα. Στοιχεία της πρώτης ομάδας είναι απαραίτητα για το ανθρώπινο σώμα για τη λειτουργία του. Τέτοια στοιχεία είναι συστατικά ενζύμων, βιταμινών (π.χ. κοβάλτιο για τη βιταμίνη Β12) ή άλλων σημαντικών μορίων (π.χ. σίδηρος στην αιμοσφαιρίνη για τη μεταφορά οξυγόνου). Τα μη απαραίτητα στοιχεία δεν βλάπτουν το σώμα, αλλά το σώμα δεν τα χρειάζεται. Η τελευταία ομάδα είναι στοιχεία που είναι επικίνδυνα για τον οργανισμό. Τέτοια μέταλλα δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται σε οδοντικά κράματα.

Κλινικές τοξικές-χημικές και αλλεργικές αντιδράσεις κατά τη χρήση οδοντικών κραμάτων

Ο επείγων χαρακτήρας του προβλήματος των τοξικών-χημικών και αλλεργικών αντιδράσεων κατά τη χρήση οδοντικών κραμάτων δεν εξαφανίζεται.

Έτσι, οι Dartsch RS, Drysch K., Froboess D. μελέτησαν την τοξικότητα της βιομηχανικής σκόνης σε ένα οδοντιατρικό εργαστήριο, συγκεκριμένα, που περιείχε κράματα ευγενών και μη πολύτιμων οδοντικών κραμάτων. Για τη μελέτη, χρησιμοποιήθηκαν κυτταροκαλλιέργειες L-929 (ινοβλάστες ποντικού) για τον προσδιορισμό του αριθμού των ζωντανών κυττάρων και τον υπολογισμό του κυτταρικού αυξητικού παράγοντα παρουσία μεταλλικής σκόνης για τρεις ημέρες. Σε αυτήν την περίπτωση, μοντελοποιήθηκαν τρεις επιλογές έκθεσης: όταν εισήλθε η σκόνη στο στόμα (διάλυμα συνθετικού σάλιου σύμφωνα με EN ISO 10271 - pH 2,3), όταν εισήλθε στο δέρμα των χεριών (όξινο διάλυμα συνθετικού ιδρώτα σύμφωνα με EN ISO 105-E04 - pH 5,5), όταν εκτίθεται σε διαλύματα απορρυπαντικού για το πλύσιμο των χεριών (όξινο συνθετικό ιδρώτα, σύμφωνα με EN ISO 105-E04 - pH 5,5) σε συνδυασμό με αντιβιοτικά πρόσθετα (πενικιλίνη/στρεπτομυκίνη).

Ενώ για την κυτταρική καλλιέργεια ελέγχου, ο αυξητικός παράγοντας ήταν 1,3 διπλασιασμοί πληθυσμού (δηλαδή, κάθε κύτταρο της αποικίας χωρίστηκε σε δύο περίπου 1,3 φορές την ημέρα), το επίπεδο μείωσης του αυξητικού παράγοντα των κυττάρων με εκχυλίσματα δείγματος εξαρτιόταν από το βαθμό την αραίωση τους. Η μέγιστη τοξικότητα έχει ένα δείγμα που συλλέγεται απευθείας στο χώρο εργασίας του τεχνικού, η σύνθεση του οποίου περιλαμβάνει σκόνη ευγενών και βασικών μετάλλων. Αυτό σημαίνει ότι η επεξεργασία κραμάτων στην παραγωγή κεραμομεταλλώσεων συνδέεται με προφανείς κινδύνους για την υγεία. Αυτό ισχύει πλήρως για το δείγμα που λαμβάνεται από το κεντρικό σύστημα αερισμού του εργαστηρίου.

Η δυσανεξία στα δομικά οδοντικά υλικά βασίζεται στα χαρακτηριστικά της αντίδρασης του οργανισμού στη σύνθεσή τους. Διάφορες μέθοδοι έχουν προταθεί για τη διάγνωση αυτών των καταστάσεων. Tsimbalistov A.V., Trifonov B.V., Mikhailova E.S., Lobanovskaya A.A. λίστα: ανάλυση pH του σάλιου, μελέτη της σύστασης και των παραμέτρων του σάλιου, εξετάσεις αίματος, χρήση της μεθόδου διάγνωσης του βελονισμού κατά R. Voll, διαγνωστικά συνεχών σημείων, μέτρηση του δείκτη βιοηλεκτρομαγνητικής αντιδραστικότητας ιστών, έκθεση και προκλητικές εξετάσεις, λευκοπενικές και θρομβοπενικές εξετάσεις, επιδερμικές εξετάσεις, ανοσολογικές μέθοδοι έρευνας. Οι συγγραφείς έχουν αναπτύξει ενδοστοματικές αλλεργικές δοκιμές επιβλεννογόνων, στις οποίες η κατάσταση της μικροαγγείωσης αξιολογείται χρησιμοποιώντας βιομικροσκόπηση επαφής χρησιμοποιώντας μικροσκόπιο MLK-1. Για την επεξεργασία των ποιοτικών και ποσοτικών χαρακτηριστικών της μικροκυκλοφορίας, το μικροσκόπιο συμπληρώνεται με έγχρωμη αναλογική βιντεοκάμερα και προσωπικό υπολογιστή.

Marenkova M.L., Zholudev S.E., Novikova V.P. διεξήγαγε μια μελέτη του επιπέδου των κυτοκινών στο στοματικό υγρό σε 30 ασθενείς με οδοντοστοιχίες και εκδηλώσεις δυσανεξίας σε αυτές. Χρησιμοποιήθηκε ενζυμική ανοσοπροσροφητική δοκιμασία με τα αντίστοιχα κιτ αντιδραστηρίων του ZAO Vector-Best. Διαπιστώθηκε αύξηση της περιεκτικότητας σε προφλεγμονώδεις κυτοκίνες στο σάλιο σε ασθενείς με δυσανεξία στις προθέσεις, ενεργοποίηση της κυτταρικής ανοσοαπόκρισης χωρίς ενεργοποίηση αυτοανοσοποίησης και αλλεργικές διεργασίες. Έτσι, σε άτομα με δυσανεξία στην οδοντοστοιχία, ανιχνεύεται μια μη ειδική φλεγμονώδης διαδικασία και καταστροφικές αλλαγές στον στοματικό βλεννογόνο.

Oleshko V.P., Zholudev S.E., Bankov V.I. πρότεινε ένα διαγνωστικό σύμπλεγμα "SEDC" για τον προσδιορισμό της ατομικής ανοχής των δομικών υλικών. Ο φυσιολογικός μηχανισμός της διάγνωσης βασίζεται στην ανάλυση των αλλαγών στις παραμέτρους ασθενών παλμικών, πολύπλοκα διαμορφωμένων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων χαμηλής συχνότητας που είναι πιο κατάλληλα για έναν ζωντανό οργανισμό. Χαρακτηριστικό του συγκροτήματος είναι η επεξεργασία του σήματος απόκρισης από τον αισθητήρα σε φέρουσες συχνότητες από 104 Hz έως 106 Hz. Το σήμα απόκρισης από τον αισθητήρα περιέχει πάντα πληροφορίες σχετικά με τη μικροκυκλοφορία και το μεταβολισμό στον ιστό σε κυτταρικό επίπεδο. Το δείγμα οδοντικού υλικού που μελετήθηκε τοποθετείται ανάμεσα στα χείλη του ασθενούς, γεγονός που προκαλεί χημική μικροαντίδραση και αλλαγή στη χημική σύνθεση του μέσου στη διεπιφάνεια. Η εμφάνιση συστατικών που είναι ανεπαρκή στη χημική σύνθεση του στοματικού περιβάλλοντος ερεθίζει τους υποδοχείς του βλεννογόνου των χειλιών, κάτι που αντανακλάται στις μετρήσεις της συσκευής. Επιπλέον, η συσκευή διαθέτει 2 οδηγούς φωτός. Στην αρχική κατάσταση, ο οδηγός φωτός είναι αναμμένος, που αντιστοιχεί στην απουσία γαλβανικών διεργασιών.

Lebedev K.A., Maksimovsky Yu.M., Sagan N.N., Mitronin A.V. περιγράφουν τις αρχές προσδιορισμού των γαλβανικών ρευμάτων στη στοματική κοιλότητα και την κλινική τους λογική. Οι συγγραφείς εξέτασαν 684 ασθενείς με διάφορα μεταλλικά εγκλείσματα στη στοματική κοιλότητα και σημεία γαλβανισμού σε σύγκριση με 112 άτομα με προθέσεις και χωρίς σημεία γαλβανισμού. η ομάδα ελέγχου των 27 ατόμων δεν είχε μεταλλικά εγκλείσματα. Η διαφορά δυναμικού στη στοματική κοιλότητα μετρήθηκε με ψηφιακό βολτόμετρο APPA-107.

Μέθοδοι για τη μελέτη της σύνθεσης, της δομής και των φυσικών και μηχανικών χαρακτηριστικών των οδοντικών κραμάτων

Η συνεχής εσοχή των κραμάτων για τη μελέτη των μηχανικών ιδιοτήτων διεξήχθη σε έναν αυτοματοποιημένο ελεγκτή νανο-σκληρότητας (CSM Instr.) σε φορτία 5 και 10 mN στον αέρα χρησιμοποιώντας ένα εσοχή διαμαντιού Vickers (Εικ. 1). Σε τόσο χαμηλά φορτία, η μέθοδος μπορεί να θεωρηθεί μη καταστροφική σε μακροκλίμακα, καθώς το βάθος διείσδυσης της εσοχής δεν υπερέβαινε τα 0,5 μm, γεγονός που επέτρεψε τη δοκιμή αντοχής στη φθορά στα ίδια δείγματα. Το πλεονέκτημα της μεθόδου nanoindentation είναι ότι η ανάλυση μιας σειράς πειραματικών καμπυλών «φόρτωσης-εκφόρτωσης» καθιστά δυνατό τον ποσοτικό προσδιορισμό των μηχανικών ιδιοτήτων τόσο των σχετικά μαλακών όσο και των υπερσκληρών (πάνω από 40 GPa) υλικών χρησιμοποιώντας ένα δείγμα απλής γεωμετρίας με επίπεδη επιφάνεια αρκετών mm2. Οι υπολογισμοί της σκληρότητας και του συντελεστή ελαστικότητας πραγματοποιήθηκαν σύμφωνα με τη μέθοδο Oliver-Farr χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα υπολογισμού και ελέγχου "Εσοχή 3.0". Σύμφωνα με τα πειραματικά δεδομένα, η ελαστική ανάκτηση του υλικού υπολογίζεται επίσης ως ο λόγος της ελαστικής παραμόρφωσης προς το συνολικό R=(hm-hf)/hm-100%, όπου hm είναι το μέγιστο βάθος βύθισης, hf είναι το βάθος αποτύπωσης μετά την αφαίρεση του φορτίου. Κάθε τιμή υπολογίστηκε κατά μέσο όρο σε 6-12 μετρήσεις.

Γενική άποψη της ρύθμισης Nano-Hardness Tester. Το δείγμα δοκιμής τοποθετείται στο τραπέζι του αντικειμένου και, στη συνέχεια, ένας δακτύλιος από ζαφείρι κατεβαίνει στην επιφάνεια του δείγματος, ο οποίος παραμένει σε επαφή με το υλικό δοκιμής κατά τη διάρκεια του κύκλου φόρτωσης και εκφόρτωσης (Εικ. 2). Το κανονικό φορτίο εφαρμόζεται μέσω ενός ηλεκτρομαγνήτη και μεταδίδεται στην εσοχή μέσω μιας κατακόρυφης ράβδου. Η κίνηση της ράβδου σε σχέση με τη θέση του δακτυλίου μετράται από έναν χωρητικό αισθητήρα, ο οποίος συνδέεται με τον υπολογιστή μέσω μιας πλακέτας διασύνδεσης.

Σχέδιο δοκιμών κατά τη διάρκεια της νανοεσοχής Ο κύκλος φόρτωσης-εκφόρτωσης λαμβάνει χώρα σε συγκεκριμένη ταχύτητα και έκθεση. Τα δεδομένα που προκύπτουν παρουσιάζονται ως γραφική παράσταση της εξάρτησης του φορτίου από το βάθος της εσοχής (Εικ. 3).

Για τη βαθμονόμηση του ελεγκτή νανοσκληρότητας, πραγματοποιούνται πρώτα δοκιμές σε ένα τυπικό δείγμα και μόνο στη συνέχεια στο υπό μελέτη υλικό. Ως τυπικό δείγμα λαμβάνεται συντηγμένος χαλαζίας με γνωστή σκληρότητα και συντελεστή Young (E = 72 GPa, H = 9,5 GPa).

Τριβολογικές μελέτες αντοχής στη φθορά των κραμάτων.

Οι δοκιμές αντοχής στη φθορά σύμφωνα με το σχήμα "ράβδος-δίσκος" πραγματοποιήθηκαν σε μια αυτοματοποιημένη εγκατάσταση "Tribometer" (CSM Instr.) (σε ένα βιολογικό μέσο διαλύματος (Εικ. 4, 5, Πίνακας 2). Αυτό το σχήμα καθιστά δυνατή την φέρνουν τις εργαστηριακές μελέτες πιο κοντά στην πραγματική αλληλεπίδραση ενός προϊόντος χυτού με το σμάλτο των δοντιών. Μια πιστοποιημένη μπάλα με διάμετρο 3 mm κατασκευασμένη από οξείδιο αλουμινίου (μέτρο Young's E = 340 GPa, λόγος Poisson 0,26, σκληρότητα 19 GPa) χρησιμεύει ως σταθερό αντίθετο σώμα Το οξείδιο του αλουμινίου επιλέχθηκε ως μη μεταλλικό, μη αγώγιμο υλικό παρόμοιο στη δομή με το σμάλτο των δοντιών, η σκληρότητα του οποίου υπερβαίνει τη σκληρότητα των κραμάτων που μελετήθηκαν. Η σφαίρα στερεώθηκε με βάση από ανοξείδωτο χάλυβα, η οποία μετέφερε το δεδομένο φορτίο η μπάλα και συνδέθηκε με έναν αισθητήρα δύναμης τριβής. Η ζώνη επαφής ήταν μέσα σε μια κυψελίδα γεμάτη με βιολογικό διάλυμα.

Μια ολοκληρωμένη τριβολογική μελέτη περιλάμβανε συνεχή καταγραφή του συντελεστή τριβής (c.f.) κατά τη διάρκεια της δοκιμής σύμφωνα με τη δοκιμή "σταθερής ράβδου - περιστρεφόμενου δίσκου" σε ένα αυτόματο Tribometer (CSM Instr.), καθώς και μια κλασματική μελέτη της αυλάκωσης φθοράς (συμπεριλαμβανομένου μετρήσεις του προφίλ αυλάκωσης) και σημεία φθοράς στο αντίθετο σώμα, τα αποτελέσματα των οποίων χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό της φθοράς του δείγματος και του αντίθετου σώματος. Η δομή των αυλακώσεων φθοράς (σε δίσκους) και η διάμετρος των σημείων φθοράς (σε μπάλες) μελετήθηκαν υπό παρατήρηση σε οπτικό μικροσκόπιο AXIOVERT CA25 (Karl Zeiss) σε μεγέθυνση x (100-500) και στερεοσκοπικό μικροσκόπιο MBS-10 ( LZOS) σε μεγέθυνση x (10-58 ).

Οι μετρήσεις της κατακόρυφης τομής των αυλακώσεων πραγματοποιήθηκαν σε 2-4 διαμετρικά και ορθογώνια αντίθετα σημεία στο προφίλόμετρο Alpha-Step200 (Tensor Instr.) με φορτίο 17 mg και τη μέση τιμή του εμβαδού διατομής και του βάθους καθορίστηκε το αυλάκι φθοράς. Η ποσοτική αξιολόγηση της φθοράς του δείγματος και του αντισώματος πραγματοποιήθηκε ως εξής. Η φθορά της μπάλας υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο: V= 7i h2(r l/3h), όπου I =r-(-[(W]2)1/2, d είναι η διάμετρος της ουλής φθοράς, r είναι η ακτίνα της μπάλας, h είναι το ύψος του τμήματος Η φθορά του δείγματος υπολογίστηκε με τον τύπο: V= S% όπου / είναι η περιφέρεια, 5 είναι η περιοχή διατομής του αυλακιού φθοράς Τα αποτελέσματα των δοκιμών και οι κλασματικές παρατηρήσεις υποβλήθηκαν σε επεξεργασία χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα υπολογιστή InsrtumX για Tribometer , CSM Instr.

Μέθοδοι σύγκρισης χυτού και αλεσμένου τιτανίου.

Συγκρίθηκαν η δομή και οι ιδιότητες των τυπικών ακατέργαστων τεμαχίων για άλεσμα σκελετών από τιτάνιο προθέσεων με χρήση τεχνολογίας CAD/CAM και τιτανίου που ελήφθη με χύτευση επένδυσης.

Η ανάλυση της μακροδομής και της μικροδομής δειγμάτων κράματος τιτανίου με τη μορφή πλακών πάχους 2–3 mm πραγματοποιήθηκε με τη χρήση σύγχρονων μεθόδων ψηφιακής μακρο και μικροφωτογράφησης MBS-10 (LZOS) και AXIOVERT25CA (Karl Zeiss). Πραγματοποιήθηκαν μελέτες σε στιλβωμένες τομές, οι οποίες υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με ένα χαρακτικό της σύνθεσης 2% HF + 2% NZh)3 + απεσταγμένο νερό (που απομένει) για να αποκαλυφθεί η μικροδομή και η μακροδομή.

Η αξιολόγηση των μηχανικών ιδιοτήτων (σκληρότητα και συντελεστής Young) έγινε με τη μέθοδο Oliver-Pharr σύμφωνα με τη μέτρηση νανοδοντώματος (ISO 14577) που πραγματοποιήθηκε σε δοκιμαστή σκληρότητας NanoHardnessTester (CSM Instr.) σε φορτία 10 και 20 mN χρησιμοποιώντας μια εσοχή με διαμάντια Berkovich. Σύμφωνα με τα πειραματικά δεδομένα, η ελαστική ανάκτηση του υλικού R υπολογίστηκε επίσης ως ο λόγος της ελαστικής παραμόρφωσης προς το συνολικό R-(hm-hf)/hm-100%, όπου hm είναι το μεγαλύτερο βάθος βύθισης εσοχής, h/ is το βάθος της εσοχής μετά την εκφόρτωση. Τα αποτελέσματα υπολογισμού υπολογίστηκαν κατά μέσο όρο σε 6–12 μετρήσεις με τη μέθοδο ANOVA.

Ηλεκτροχημικά χαρακτηριστικά ζευγών επαφής "πλαίσιο εμφυτεύματος-προσθετικού τιτανίου"

Τυπικές πειραματικές καμπύλες που αντικατοπτρίζουν την αντίσταση των κραμάτων στη διείσδυση ενός οδοντωτού διαμαντιού με αύξηση (άνω κλάδος) και μείωση (κάτω κλάδος) του εφαρμοζόμενου φορτίου YumN φαίνονται στο Σχήμα 11 και τα αποτελέσματα του υπολογισμού των μηχανικών ιδιοτήτων των κραμάτων δίνονται στον Πίνακα 6.

Η σκληρότητα των οδοντικών κραμάτων σύμφωνα με τα αποτελέσματα της νανοοδοντοποίησης κυμαίνεται από 2,6 - 8,2 GPa (Εικ. 12, Πίνακας 6). Οι πιο κοντινές σε ιδιότητες στο σμάλτο των δοντιών (σύμφωνα με τα δεδομένα της βιβλιογραφίας H = 3,5-4,5 GPa) είναι τα κράματα που περιέχουν τιτάνιο, συμπεριλαμβανομένου του νικελιούχου τιτανίου (4,2-5,2 GPa), καθώς και ένα κράμα με βάση το νικέλιο κυτταρίτη N.

Η σκληρότητα του ζιρκονίου και των κραμάτων χρυσού-πλατίνας είναι σχεδόν 2 φορές χαμηλότερη (έως 2,6 GPa), ενώ τα κράματα κοβαλτίου-χρωμίου και το κράμα νικελίου-χρωμίου Remanium 2000 είναι σχεδόν διπλάσια (έως 8,2 GPa).

Ο συντελεστής ελαστικότητας του σμάλτου των δοντιών είναι περίπου 100 GPa, για οδοντικά κράματα - από 65,9 έως 232,2 GPa. Παρόμοιες ιδιότητες για το ζιρκόνιο, ελαφρώς υψηλότερες για το κράμα τιτανίου και το κράμα χρυσού-πλατίνας. Όλα τα άλλα κράματα, εκτός από το νικελίδιο του τιτανίου, έχουν μεγαλύτερο μέτρο ελαστικότητας.

Ως γνωστόν, για το οστό είναι πολύ λιγότερο και ανέρχεται σε Ε=10 - 40 GPa.

Κρίνοντας από την πολύ χαμηλή τιμή του E (65,9 ± 2,5 GPa), το κράμα νικελιούχου τιτανίου υπό συνθήκες δοκιμής είναι κοντά στο εύρος μαρτενσιτικού μετασχηματισμού σε μια ειδική δομική κατάσταση, η οποία χαρακτηρίζεται από

Τα υπόλοιπα κράματα παρουσιάζουν ελαστικές τιμές ανάκτησης 10-20% τυπικές για μέταλλα. Μια ελαφρά υπέρβαση αυτού του επιπέδου για τα κράματα κοβαλτίου-χρωμίου, το κράμα τιτανίου και το κράμα νικελίου-χρωμίου Remanium 2000 και οι αυξημένες τιμές του συντελεστή ελαστικότητας μπορεί να συσχετιστούν με το σχηματισμό διαμεταλλικών φάσεων (παραγγελία), υφής ή υπολειπόμενων εσωτερικών τάσεων πεδίων μετά χύτευση ή κύλιση.

Έτσι, οι βασικές φυσικές και μηχανικές παράμετροι των κραμάτων τιτανίου καταλαμβάνουν μια μεσαία θέση μεταξύ των κοινών οδοντικών κραμάτων διαφορετικής σύνθεσης. Το κράμα νικελιούχου τιτανίου παρουσιάζει ενδιαφέρον λόγω της ιδιαίτερα υψηλής αξίας ελαστικής ανάκτησης. Τα δεδομένα νανοοδοντώσεων από κράμα είναι σημαντικά για την επιλογή δομικών υλικών για οδοντοστοιχίες και εμφυτεύματα.

Ολοκληρωμένη τριβολογική μελέτη, η φρακτογραφία με αυλάκι φθοράς αποτέλεσε τη βάση για την αντοχή στη φθορά των οδοντικών κραμάτων. Οι μετρήσεις του συντελεστή ελαστικότητας κατέστησαν δυνατή την εκτίμηση των ερτζιανών τάσεων στο ζεύγος τριβής.

Το Σχήμα 14 δείχνει τις υπολογισμένες τιμές πίεσης που προκύπτουν από την επαφή ενός επίπεδου δείγματος του υπό μελέτη κράματος με ένα σφαιρικό εσοχή 3 mm από οξείδιο του αλουμινίου (οι χαρακτηρισμοί των κραμάτων αντιστοιχούν στη σύνθεσή τους σύμφωνα με τον Πίνακα 1).

1 Σύμφωνα με τις τιμές των τάσεων επαφής, διακρίνονται 2 ομάδες κραμάτων. Το πρώτο περιλαμβάνει κράματα νικελίου και κοβαλτίου-χρωμίου, τα οποία χαρακτηρίζονται από τιμές 1,36–1,57 GPa, που αντιστοιχεί σε συντελεστή Young 167–232 GPa. Όλα αυτά τα κράματα χαρακτηρίζονται από υψηλή αντοχή στη φθορά (6,75106 mm3/N/m) και η φθορά φαίνεται να ακολουθεί τον ίδιο μηχανισμό.

Μια άλλη ομάδα με τιμές τάσης επαφής​​(1,07-1,28) αποτελείται από κράματα τιτανίου και ζιρκονίου, τα οποία έχουν παρουσιάσει σημαντική φθορά (3,245-10 "4 mm3 / N / m). Εκτός αυτής της ταξινόμησης είναι το νικέλιο-τιτάνιο και κράματα χρυσού-πλατίνας, τα οποία τυπικά μπορούν να αντιστοιχιστούν στη δεύτερη ομάδα. Αυτά τα κράματα έχουν το δικό τους μηχανισμό φθοράς. Δείγματα κοβαλχρωμίου, νικελοχρώμιου και κραμάτων χρυσού πλατίνας άντεξαν στη δοκιμή υπό καθορισμένες συνθήκες, για το υπόλοιπο της δοκιμής

Όπως φαίνεται από τις εικόνες στα σχήματα 16-17 και στον πίνακα 7, η μικρότερη φθορά (2,45-10" mm / N / m) παρατηρείται στο κράμα χρυσού-πλατίνας, καθώς και στο κράμα κοβαλτίου-χρωμίου Remanium 2000 - 1,75-10-6 mm / N / m Η μεγαλύτερη φθορά παρουσιάστηκε από δείγματα Rematitan και ζιρκονίου - 8,244-10-4 και 8,465-10 "4 mm / N / m, αντίστοιχα.

Κατά τη σύγκριση των σχημάτων 16-20, μπορεί να εξαχθεί το συμπέρασμα ότι υπάρχει ένας ειδικός μηχανισμός φθοράς για το κράμα χρυσού-πλατίνας και το νικελίδιο του τιτανίου. Το πιο ανθεκτικό στη φθορά κράμα χρυσού-πλατίνας έχει έναν ειδικό μηχανισμό φθοράς που σχετίζεται με την χημικά αδρανή επιφάνειά του σε περιβάλλον βιοδιάλυσης.

Παρά το χαμηλό συντελεστή ελαστικότητας, παρουσιάζει ρεκόρ χαμηλής φθοράς και ελάχιστους αρχικούς και τελικούς συντελεστές τριβής. Υπάρχει επίσης ειδικός μηχανισμός φθοράς για το δείγμα νικελιούχου τιτανίου, στον οποίο ένας από τους χαμηλότερους αρχικούς συντελεστές τριβής (k.f.) (0,107) και ο μέγιστος τελικός κ.φ. (0,7), η οποία σχετίζεται με την εμφάνιση αναστρέψιμου μαρτενσιτικού μετασχηματισμού στο νικελίδιο του τιτανίου, που ξεκινά από εξωτερικό φορτίο. Αυτό αποδεικνύεται από το μεγάλο πλάτος της κ.τ. και η αύξηση του μέχρι το τέλος του τεστ κατά 7 φορές.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η αυξημένη φθορά των κραμάτων που περιέχουν τιτάνιο σχετίζεται με την προσκόλληση μετάλλων στην επιφάνεια της σφαίρας, η οποία οδηγεί σε αλλαγή στη γεωμετρία επαφής (μειώνεται η περιοχή επαφής) και στις ιδιότητες του αντισώματος (σχηματισμός διαμεταλλικής ένωσης τύπου TIA1 με ένα υψηλό συντελεστή Young), το οποίο τελικά οδηγεί σε απότομη αύξηση των τάσεων επαφής σε σύγκριση με τις υπολογιζόμενες.

Έτσι, οι δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν στην αντοχή στη φθορά των οδοντικών κραμάτων σε μέσο βιολογικού διαλύματος έδειξαν ότι τα καθαρά μέταλλα τιτάνιο (DA2) και ζιρκόνιο (DA7) παρουσιάζουν τη μεγαλύτερη φθορά (8,24-8,47-10"4 mm3 / N / m). καθώς και νικελίδιο τιτανίου (DA1) (5,09-10" 4mm3/N/m). Το κράμα τιτανίου (DA8 και DA9) αυξάνει την αντοχή στη φθορά: η φθορά των κραμάτων VT5 (σύστημα Ti-Al-Sn) και VT 14 (Ti-Al-Mo-V) μειώνεται κατά περίπου 2,5 φορές σε σύγκριση με το καθαρό τιτάνιο.

Το πιο ανθεκτικό στη φθορά κράμα είναι το DA10 με βάση το Au-Pt (2,45-10 7 mm3/N/m).

Επαρκώς υψηλή αντοχή στη φθορά, αλλά μια τάξη μεγέθους χειρότερη από χρυσό-πλατίνα, έδειξε το κράμα DA5 (Remanium 2000) που βασίζεται στο σύστημα Co-Cr-Mo-Si (1,7540-6 mm3/N/m). Τα υπόλοιπα κράματα DA2, DA4, DA11 (νικελοχρώμιο και Cellite K) έχουν ικανοποιητική αντοχή στη φθορά στην περιοχή (4,25-7,35)-10"6 mm3 / N / m.

Τιτάνιο και ταντάλιο - «συμβιβάζουν» μέταλλα για ιατρική
Η χρήση διαφόρων μεταλλικών προϊόντων στην ιατρική ασκείται από την αρχαιότητα. Ο συνδυασμός τέτοιων χρήσιμων ιδιοτήτων των μετάλλων και των κραμάτων τους όπως αντοχή, ανθεκτικότητα, ευκαμψία, πλαστικότητα, ελαστικότητα, δεν έχει εναλλακτικές, ιδίως στην κατασκευή ορθοπεδικών κατασκευών, ιατρικών οργάνων, συσκευών για την ταχεία επούλωση 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 ράμματος, πλέγματος στεντ για διαστολή φλεβών και αρτηριών, μεγάλες ενδοπροθέσεις , και 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 ζωντανούς ιστούς, γεγονός που προκαλεί υψηλό κίνδυνο απόρριψης και άλλες επιπλοκές.

Ένα είδος συμβιβασμού μεταξύ αυτών των δύο πόλων είναι μέταλλα όπως το τιτάνιο και το ταντάλιο: ισχυρά, ελατά, σχεδόν μη υποκείμενα σε διάβρωση, με υψηλό σημείο τήξης και το πιο σημαντικό - εντελώς βιολογικά ουδέτερα, λόγω του οποίου γίνονται αντιληπτά από το σώμα ως τον δικό τους ιστό και πρακτικά δεν προκαλούν απόρριψη. Όσο για το κόστος, για το τιτάνιο δεν είναι υψηλό, αν και ξεπερνά σημαντικά αυτό των ανοξείδωτων. Το ταντάλιο, που είναι ένα αρκετά σπάνιο μέταλλο, είναι πάνω από δέκα φορές πιο ακριβό από το τιτάνιο, αλλά εξακολουθεί να είναι πολύ φθηνότερο από τα 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, ανοίγουν πραγματικά τεράστιες προοπτικές για τη σύγχρονη ιατρική.

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 σε ασημί απόχρωση που μοιάζει με ατσάλι - είναι ένα από τα χημικά στοιχεία του Περιοδικού Πίνακα, τοποθετημένο στην τέταρτη ομάδα της τέταρτης περιόδου, ατομικό αριθμό 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. Η ιατρική χρήση του Ta σε τομείς όπως η επανορθωτική χειρουργική, η ορθοπεδική και η εμφυτευματολογία βασίζεται σε αυτήν την πολύτιμη ιδιότητα.

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 το φύλλο, η ράβδος, το σύρμα και άλλες μορφές απελευθέρωσης, κατασκευάζονται δομές που έχουν ζήτηση σε πλαστικές, καρδιο-, νευρο- και οστεοχειρουργικές επεμβάσεις για συρραφή, σύντηξη θραυσμάτων οστών, στεντ και αποκοπή 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 επιθυμητών βιοδιεργασιών στο ανθρώπινο σώμα. 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 καταγμάτων, χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο μια τόσο καινοτόμος τεχνολογία όπως 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 .

Η κατασκευή σταθεροποιητικών-εμφυτευμάτων τιτανίου και τανταλίου, που έχουν την ιδιότητα της βιοσυμβατότητας με ζωντανούς ιστούς, καθιστά δυνατή την αποφυγή ανεπιθύμητων συνεπειών (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

Οι τεχνητοί μηχανισμοί που εμφυτεύονται χειρουργικά στον 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 διαθέτουν 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 εύχρηστα υλικά παρέχουν αποτελεσματική οστεοενσωμάτωση (είναι αντιληπτά από τον οστικό ιστό ως φυσικοί ιστοί του σώματος και δεν προκαλούν αρνητικές αντιδράσεις από την πλευρά του) και ταχεία σύντηξη των οστών, εξασφαλίζοντας 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 χρησιμοποιούνται ευρέως τόσο το καθαρό Ti (π.χ. CP-Ti με περιεκτικότητα σε Ti 98,2-99,7%) όσο και τα κράματά του. Το πιο κοινό από αυτά Ti-6AI-4V με υψηλή αντοχή, 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 τόσο σημαντικές ιδιότητες για την ενδοπροσθετική όπως η βιοσυμβατότητα με τους ιστούς του σώματος με βάση τη διάβρωση και τη γαλβανική αντίσταση, την ακαμψία της επιφάνειας και την δοκιδωτή (πορώδη) δομή της μεταλλικής επιφάνειας. 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 όταν ψύχεται σε ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας και η παραμόρφωση αυτοαπομακρύνεται όταν η θερμοκρασία ανεβαίνει στην αρχική τιμή με την εμφάνιση υπερελαστικών ιδιοτήτων. Με άλλα λόγια, εάν μια πλάκα κράματος νιτινόλης λυγίσει σε χαμηλή θερμοκρασία, τότε στο ίδιο καθεστώς θερμοκρασίας θα διατηρήσει το νέο της σχήμα για αυθαίρετα μεγάλο χρονικό διάστημα. Ωστόσο, χρειάζεται μόνο να ανεβάσετε τη θερμοκρασία στην αρχική, η πλάκα θα ισιώσει ξανά σαν ελατήριο και θα πάρει το αρχικό της σχήμα.

Δείγματα ιατρικών προϊόντων από 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 πλαισίων πλέγματος, 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, περισσότεροι από μισοί διαφορετικοί τύποι και σχέδια αγγειακών στεντ έχουν αναπτυχθεί επιστημονικά και έχουν τεθεί σε εφαρμογή. 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 συνθέσεις ευγενών μετάλλων, καθώς και Ta, Ti και τα κράματά του (VT6S, VT8, VT 14, VT23, νιτινόλη), τα οποία είναι πλήρως βιοενσωματωμένα με τους ιστούς του σώματος και συνδυάζουν ένα σύμπλεγμα όλων των άλλων απαραίτητων φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων.ιδιότητες.

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 τέτοιες παθολογίες παρατηρούνται συνήθως στο πλαίσιο τραυματισμών σε συναφή όργανα, όπως οστά, αιμοφόρα αγγεία, μύες, τένοντες κ.λπ. Στην περίπτωση αυτή αναπτύσσεται ένα ολοκληρωμένο πρόγραμμα θεραπείας με την εφαρμογή ειδικών ράμματα. 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

Η πλαστική χειρουργική είναι η χειρουργική αφαίρεση ελαττωμάτων οργάνων 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 πλάκας τιτανίου και πλέγματος τανταλίου φαίνονται 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 απενεργοποιήσει τα τραυματισμένα μικρά αγγεία από την κυκλοφορία του αίματος. 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 ειδικό 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 παραδοσιακά χρησιμοποιούμενα πολύτιμα μέταλλα στην οδοντική προσθετική, όπως ο χρυσός και η πλατίνα, στη στοματική κοιλότητα δεν μπορούν να αντισταθούν πλήρως στη διάβρωση και την επακόλουθη απόρριψη, για να μην αναφέρουμε το υψηλό κόστος και τη μεγάλη μάζα που προκαλεί δυσφορία στους 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 τόσο πολύτιμων ιδιοτήτων που είναι εγγενή σε αυτά, όπως η βιολογική αδράνεια και η υψηλή αντοχή σε σχετική φθηνή τιμή, ανταγωνίζονται επιτυχώς τον χρυσό και την πλατίνα και τα ξεπερνούν ακόμη και σε πολλές παραμέτρους.

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 (γέφυρες) για την αποκατάσταση πολλών γειτονικών δοντιών ή να αφαιρεθούν, που χρησιμοποιούνται σε περίπτωση απώλειας ολόκληρης της οδοντοφυΐας (πλήρης αυλάκωση 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 ήδη υπάρχουσες, αναπτύσσονται όλο και περισσότερες νέες μέθοδοι προσθετικής σε εμφυτεύματα, που παρουσιάζουν υψηλή αποτελεσματικότητα σε διάφορες κλινικές καταστάσεις.

Κατασκευή ιατρικών οργάνων

Σήμερα, εκατοντάδες ποικιλίες διαφόρων χειρουργικών και ενδοσκοπικών οργάνων και ιατρικού εξοπλισμού χρησιμοποιούνται στην παγκόσμια κλινική πρακτική, που κατασκευάζονται με τιτάνιο και ταντάλιο (GOST 19126-79 "Ιατρικά μεταλλικά όργανα. Γενικές προδιαγραφές". Συγκρίνονται ευνοϊκά με άλλα ανάλογα όσον αφορά την αντοχή , ολκιμότητα και αντοχή στη διάβρωση, προκαλώντας 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 τη στρατιωτική χειρουργική πεδίου και τις 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 και 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 πρακτικής χρήσης, 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.

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 ιδιότητάς του, το κράμα χρησιμοποιείται στην ορθοπεδική οδοντιατρική για την κατασκευή χυτών στεφάνων, γεφυρών, διαφόρων σχεδίων χυτών προθέσεων με κούμπωμα, μεταλλικού κεραμικού πλαισίου οδοντοστοιχιών, αφαιρούμενες οδοντοστοιχίες με χυτές βάσεις, νάρθηκες συσκευές, χυτά 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, καθώς και υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα 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. Το φιλμ οξειδίου που σχηματίζεται στην επιφάνεια των κραμάτων καθιστά δυνατή την εφαρμογή κεραμικών ή υαλοκεραμικών επικαλύψεων. 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 υψηλής ποιότητας μεταλλοκεραμικές στεφάνες και 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 τήξης επαγωγής 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, πλήρη απουσία τοξικών, θερμομονωτικών και αλλεργικών επιδράσεων, μικρό πάχος και βάρος με επαρκή ακαμψία της βάσης λόγω της υψηλής ειδικής αντοχής του τιτανίου, υψηλή πιστότητα στην αναπαραγωγή τις πιο μικρές λεπτομέρειες 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.