نمرات ترجیحی تیتانیوم در دندانپزشکی بی تفاوتی بیولوژیکی و مقاومت ضد خوردگی در برابر اسیدها و قلیاها در غلظت های کم

آلیاژهای تیتانیومدارای خواص فنی و فیزیکی-مکانیکی بالا و همچنین بی اثر بودن سم شناسی هستند. ورق تیتانیوم گرید VT-100 برای روکش های مهر شده (ضخامت 0.14-0.28 میلی متر)، پایه های مهر شده (0.35-0.4 میلی متر) پروتزهای متحرک، فریم های پروتزهای تیتانیوم سرامیکی، ایمپلنت های طرح های مختلف استفاده می شود. تیتانیوم VT-6 نیز برای کاشت استفاده می شود.

از آن برای ایجاد تاج های ریخته گری، پل ها، قاب های قوسی (قلاب)، پروتزهای آتل و پایه های فلزی ریخته گری استفاده می شود. تیتانیوم ریخته گری VT-5L. نقطه ذوب آلیاژ تیتانیوم 1640 درجه سانتیگراد است.

در ادبیات تخصصی خارجی دیدگاهی وجود دارد که بر اساس آن تیتانیوم و آلیاژهای آنبه عنوان جایگزینی برای طلا عمل کند. وقتی تیتانیوم در معرض هوا قرار می گیرد، یک لایه نازک اکسید بی اثر تشکیل می دهد. از دیگر مزایای آن می توان به رسانایی حرارتی کم و قابلیت اتصال با سیمان های کامپوزیت و چینی اشاره کرد. نقطه ضعف آن دشواری بدست آوردن قالب است (تیتانیوم خالص در دمای 1668 درجه سانتیگراد ذوب می شود و به راحتی با ترکیبات قالب گیری سنتی و اکسیژن واکنش می دهد). در نتیجه باید در دستگاه های مخصوص در محیطی بدون اکسیژن ریخته گری و لحیم کاری شود. آلیاژهایی از تیتانیوم و نیکل در حال توسعه هستند که می‌توانند با استفاده از روش سنتی ریخته‌گری شوند (چنین آلیاژی یون‌های نیکل بسیار کمی را آزاد می‌کند و به خوبی به چینی می‌چسبد). روش‌های جدید ایجاد پروتزهای ثابت (عمدتاً روکش‌ها و پل‌ها) با استفاده از فناوری CAD/CAM (مدل‌سازی به کمک رایانه/فرزکاری به کمک رایانه) بلافاصله تمام مشکلات ریخته‌گری را برطرف می‌کند. برخی از موفقیت ها نیز توسط دانشمندان داخلی به دست آمده است.

پروتزهای متحرک با پایه های تیتانیوم ورقه نازک به ضخامت 0.3-0.7 میلی متر دارای مزایای اصلی زیر نسبت به دندان مصنوعی با پایه های ساخته شده از مواد دیگر هستند:

بی اثری مطلق نسبت به بافت های دهان که امکان واکنش آلرژیک به نیکل و کروم را که بخشی از پایه های فلزی ساخته شده از آلیاژهای دیگر هستند کاملاً از بین می برد. - عدم وجود اثرات سمی، عایق حرارتی و آلرژیک معمولی پایه های پلاستیکی. - ضخامت و وزن کم با استحکام پایه کافی به دلیل استحکام ویژه بالای تیتانیوم. - دقت بالابازتولید کوچکترین جزئیات نقش برجسته تخت مصنوعی، غیرقابل دسترس برای پایه های پلاستیکی و ریخته گری ساخته شده از فلزات دیگر. - تسکین قابل توجهی در سازگاری بیمار با پروتز؛ - حفظ دیکشنری و درک خوب از طعم غذا.

تیتانیوم متخلخل و نیکلید تیتانیوم که حافظه شکلی دارد، در دندانپزشکی به عنوان موادی برای ایمپلنت استفاده می شود. دوره ای بود که پوشش پروتزهای فلزی با نیترید تیتانیوم در دندانپزشکی رایج شد و رنگ طلایی به فولاد و CHS داد و به گفته نویسندگان این روش، خط لحیم کاری را جدا کرد. با این حال، این تکنیک به دلایل زیر به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرد:

1) پوشش نیترید تیتانیوم پروتزهای ثابت مبتنی بر فناوری قدیمی است، یعنی مهر زنی و لحیم کاری.

2) هنگام استفاده از پروتز با پوشش نیترید تیتانیوم، از تکنولوژی قدیمی پروتز استفاده می شود، بنابراین، مدارک دندانپزشکان ارتوپدی افزایش نمی یابد، اما در سطح دهه 50 باقی می ماند.

3) پروتزهای با پوشش نیترید تیتانیوم غیر زیبایی هستند و برای طعم بد بخشی از جمعیت طراحی شده اند. وظیفه ما تاکید بر نقص دندان نیست، بلکه پنهان کردن آن است. و از این منظر این پروتزها غیرقابل قبول هستند. آلیاژهای طلا نیز دارای معایب زیبایی هستند. اما تعهد دندانپزشکان ارتوپد به آلیاژهای طلا نه با رنگ آنها، بلکه با قابلیت ساخت و مقاومت بالای آنها در برابر مایعات دهانی توضیح داده می شود.

4) مشاهدات بالینینشان داد که پوشش نیترید تیتانیوم پوست کنده می شود، به عبارت دیگر، این پوشش سرنوشتی مشابه سایر دو فلزات دارد.

5) باید در نظر داشت که سطح فکری بیماران ما به طور قابل توجهی افزایش یافته است و در عین حال الزامات ظاهری پروتز افزایش یافته است. این امر در مواجهه با تلاش‌های برخی از ارتوپدها برای یافتن جایگزین آلیاژ طلا انجام می‌شود.

6) دلایل ظهور پروپوزال – پوشش دندان های مصنوعی ثابت با نیترید تیتانیوم – از یک سو عقب ماندگی پایه مادی و فنی دندانپزشکی ارتوپدی و از سوی دیگر سطح ناکافی فرهنگ حرفه ای برخی است. دندانپزشکان

به این می توان مقدار زیادی سم را اضافه کرد عکس العمل های آلرژیتیکبدن بیماران روی پوشش نیترید تیتانیوم پروتزهای ثابت.

مطالعات پایه و کاربردی متعدد بیانگر آن است بهترین موادتیتانیوم برای ساخت ایمپلنت های دندانی استفاده می شود.

در روسیه، برای تولید ساختارهای مختلف، از گریدهای تیتانیوم خالص فنی BT 1-0 و BT 1-00 (GOST 19807-91) استفاده می شود و در خارج از کشور از تیتانیوم به اصطلاح "تجاری خالص" استفاده می شود که به دو دسته تقسیم می شود. 4 درجه (گرید 1-4 ASTM، ISO). آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V (ASTM، ISO) نیز استفاده می شود که آنالوگ آلیاژ داخلی BT-6 است. همه این مواد از نظر ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی متفاوت هستند.

تیتانیوم درجه 1،2،3 - در دندانپزشکی استفاده نمی شود، زیرا خیلی نرم.

مزایای تیتانیوم خالص درجه 4 (CP4)

• سازگاری بیولوژیکی بهتر
• عدم وجود وانادیوم سمی (V)
• مقاومت در برابر خوردگی بهتر
• عدم وجود 100٪ واکنش های آلرژیک

بر اساس مطالعه مقالات علمی، انتشارات روش شناسی و ارائه شرکت های خارجی، استانداردهای ASTM، ISO، GOST در دسترس است. جداول مقایسهخواص و ترکیب تیتانیوم درجات مختلف

جدول 1. ترکیب شیمیایی تیتانیوم بر اساس ISO 5832/II و ASTM F 67-89.

** داده های ISO و ASTM در بسیاری از موارد با هم توافق دارند، جایی که آنها متفاوت هستند، مقادیر ASTM در پرانتز آورده شده است.

جدول 2. خواص مکانیکی تیتانیوم بر اساس ISO 5832/II و ASTM F 67-89.

جدول 3. ترکیب شیمیایی آلیاژهای تیتانیوم مطابق با GOST 19807-91.

* در گرید تیتانیوم VT 1-00، کسر جرمی آلومینیوم بیش از 0.3٪ مجاز نیست، در درجه تیتانیوم VT 1-0 بیش از 0.7٪ مجاز نیست.

جدول 4. خواص مکانیکی آلیاژهای تیتانیوم بر اساس GOST 19807-91.

** داده ها مطابق OST 1 90 173-75 داده شده است.
*** هیچ داده ای در ادبیات موجود یافت نشد.

بادوام ترین مواد در نظر گرفته شده آلیاژ Ti-6Al-4V (آنالوگ داخلی VT-6) است. افزایش استحکام با وارد کردن آلومینیوم و وانادیم در ترکیب آن حاصل می شود. اما این آلیاژ متعلق به نسل اول بیومواد است و علیرغم عدم وجود هرگونه منع مصرف بالینی، کمتر و کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده در جنبه مشکلات جایگزینی اندوپرتز مفاصل بزرگ ارائه شده است.

از نقطه نظر سازگاری بیولوژیکی بهتر، مواد متعلق به گروه تیتانیوم "خالص" امیدوارکننده تر به نظر می رسد. لازم به ذکر است که وقتی صحبت از تیتانیوم خالص می شود، منظور یکی از چهار درجه تیتانیوم تایید شده برای ورود به بافت های بدن مطابق با استانداردهای بین المللی. همانطور که از داده های بالا مشاهده می شود، آنها از نظر ترکیب شیمیایی متفاوت هستند که در واقع سازگاری بیولوژیکی و خواص مکانیکی را تعیین می کند.

مسئله استحکام این مواد نیز مهم است. بهترین ویژگی هاتیتانیوم از این نظر کلاس 4 است.
هنگام در نظر گرفتن ترکیب شیمیایی آن، می توان به این نکته اشاره کرد که این درجه از تیتانیوم دارای محتوای افزایش یافته اکسیژن و آهن است. سوال اساسی این است: آیا این سازگاری بیولوژیکی را مختل می کند؟

افزایش اکسیژن احتمالا منفی نخواهد بود. افزایش 0.3 درصد آهن در تیتانیوم درجه 4 (در مقایسه با درجه 1) ممکن است باعث نگرانی شود، زیرا طبق داده های تجربی، آهن (و همچنین آلومینیوم) هنگامی که در بافت بدن کاشته می شود منجر به تشکیل بافت همبند در اطراف می شود. لایه ایمپلنت-فابریک که نشانه ای از عدم تناسب زیستی کافی فلز است. علاوه بر این، طبق همین داده ها، آهن رشد محصولات ارگانیک را سرکوب می کند. با این حال، همانطور که ذکر شد، داده های فوق به کاشت فلزات "خالص" مربوط می شود.

در این مورد، سوال مهم این است: آیا امکان خروج یون های آهن از طریق لایه ای از اکسید تیتانیوم به بافت های اطراف وجود دارد و اگر چنین است، با چه سرعتی و متابولیسم بعدی چگونه است؟ ما اطلاعاتی در مورد این موضوع در ادبیات موجود پیدا نکرده ایم.

هنگام مقایسه استانداردهای خارجی و داخلی، می توان اشاره کرد که آلیاژهای تیتانیوم VT 1-0 و VT 1-00 که برای استفاده بالینی در کشور ما تأیید شده اند، عملاً با گریدهای تیتانیوم "خالص" درجه 1 و 2 مطابقت دارند. محتوای کاهش یافته استاکسیژن و آهن در این گریدها منجر به کاهش خواص مقاومتی آنها می شود که نمی توان آن را مطلوب دانست. اگرچه درجه تیتانیوم VT 1-00 دارای حد بالایی از استحکام کششی است که با شاخص مشابه درجه 4 مطابقت دارد، استحکام تسلیم آلیاژ خانگی تقریباً دو برابر کمتر است. علاوه بر این، ممکن است حاوی آلومینیوم باشد، که، همانطور که در بالا ذکر شد، نامطلوب است.

هنگام مقایسه استانداردهای خارجی می توان به این نکته اشاره کرد که استاندارد آمریکایی سختگیرانه تر است و استانداردهای ISO در مواردی به استانداردهای آمریکایی اشاره می کنند. علاوه بر این، هیئت آمریکایی مخالفت خود را با تصویب استاندارد ISO برای تیتانیوم مورد استفاده در جراحی ابراز کرد.

بنابراین می توان بیان کرد که:
بهترین ماده برای ساخت ایمپلنت های دندانی امروزه طبق استاندارد ASTM تیتانیوم "خالص" کلاس 4 است، زیرا:

• حاوی وانادیوم سمی مانند آلیاژ Ti-6Al-4V نیست.
• وجود آهن در ترکیب آن (اندازه گیری شده در دهم درصد) را نمی توان منفی تلقی کرد، زیرا حتی در صورت انتشار احتمالی یون های آهن در بافت های اطراف، تأثیر آنها بر روی بافت ها مانند وانادیوم سمی نیست.
• تیتانیوم کلاس 4 در مقایسه با سایر مواد گروه تیتانیوم "خالص" خواص مقاومتی بهتری دارد.

آلیاژهای کبالت کروم

آلیاژهای کبالت کروم درجه KHS

کبالت 66-67٪، که به آلیاژ سختی می دهد، بنابراین کیفیت مکانیکی آلیاژ را بهبود می بخشد.

کروم 26 تا 30 درصد معرفی شده برای ایجاد سختی به آلیاژ و افزایش مقاومت در برابر خوردگی، تشکیل یک لایه غیرفعال بر روی سطح آلیاژ.

نیکل 3-5٪، افزایش شکل پذیری، چقرمگی و چکش خواری آلیاژ، در نتیجه بهبود خواص تکنولوژیکی آلیاژ.

مولیبدن 4-5.5 درصد که برای افزایش استحکام آلیاژ با ریزدانه سازی آن از اهمیت بالایی برخوردار است.

منگنز 0.5 درصد که استحکام و کیفیت ریخته گری را افزایش می دهد، نقطه ذوب را کاهش می دهد و به حذف ترکیبات دانه ای سمی از آلیاژ کمک می کند.

کربن 0.2 درصد که نقطه ذوب را کاهش می دهد و سیالیت آلیاژ را بهبود می بخشد.

سیلیکون 0.5 درصد که باعث بهبود کیفیت ریخته گری و افزایش سیالیت آلیاژ می شود.

آهن 0.5٪، افزایش سیالیت، افزایش کیفیت ریخته گری.

نیتروژن 0.1 درصد که نقطه ذوب را کاهش می دهد و سیالیت آلیاژ را بهبود می بخشد. در عین حال، افزایش نیتروژن بیش از 1٪ باعث بدتر شدن شکل پذیری آلیاژ می شود.

بریلیم 0-1.2٪

آلومینیوم 0.2٪

خواص: KHS دارای خواص فیزیکی و مکانیکی بالا، چگالی نسبتا کم و سیالیت عالی است که امکان ریخته‌گری محصولات دندانپزشکی روباز با استحکام بالا را فراهم می‌کند. نقطه ذوب 1458 درجه سانتیگراد است، ویسکوزیته مکانیکی 2 برابر بیشتر از طلا است، حداقل استحکام کششی 6300 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است. مدول الاستیسیته بالا و چگالی کمتر (8 گرم بر سانتی متر مکعب) امکان تولید پروتزهای سبک تر و بادوام تر را فراهم می کند. همچنین در برابر سایش مقاوم‌تر هستند و درخشش آینه‌مانند سطح را برای مدت طولانی‌تری حفظ می‌کنند. این آلیاژ به دلیل خاصیت ریخته گری خوب و ضد خوردگی آن در دندانپزشکی ارتوپدی برای ساخت روکش های ریخته گری، بریج ها، طرح های مختلف پروتزهای قلاب دار جامد، فریم دندان های مصنوعی فلزی-سرامیکی، پروتزهای متحرک با پایه های ریخته گری، آتل استفاده می شود. دستگاه ها، قلاب های ریخته گری.

فرم انتشار: تولید شده به صورت بلنک های گرد به وزن 10 و 30 گرم بسته بندی شده در 5 و 15 عدد.

تمام آلیاژهای فلزی تولید شده برای دندانپزشکی ارتوپدی به 4 گروه اصلی تقسیم می شوند:

بایگودنت ها آلیاژی برای پروتزهای متحرک قالبی هستند.

KH-Dents - آلیاژهای پروتزهای فلزی و سرامیکی.

NX-Dents - آلیاژهای نیکل کروم برای پروتزهای فلزی و سرامیکی.

دندان ها آلیاژهای آهن نیکل کروم برای دندان مصنوعی هستند.

1. Byugodents. آنها یک آلیاژ چند جزئی هستند.

ترکیب: کبالت، کروم، مولیبدن، نیکل، کربن، سیلیکون، منگنز.

خواص: چگالی - 8.35 گرم بر سانتی متر 3، سختی برینل - 360-400 HB، نقطه ذوب آلیاژ - 1250-1400 درجه سانتیگراد.

کاربرد: برای ساخت پروتزهای قلابی ریخته گری، گیره ها، دستگاه های آتل استفاده می شود.

Bygodent CCS vac (نرم)- حاوی 63 درصد کبالت، 28 درصد کروم، 5 درصد مولیبدن است.

Bygodent CCN vac (معمولی) - حاوی 65٪ کبالت، 28٪ کروم، 5٪ مولیبدن و افزایش محتواکربن و حاوی نیکل نیست.

Bygodent CCH vac (جامد)- اساس کبالت - 63٪، کروم - 30٪ و مولیبدن - 5٪ است. این آلیاژ دارای حداکثر محتوای کربن 0.5٪ است، علاوه بر این با نیوبیم - 2٪ آلیاژ شده است و حاوی نیکل نیست. دارای پارامترهای الاستیک و استحکام فوق العاده بالایی است.

واکس Byugodent CCC (مس)- پایه کبالت - 63٪، کروم - 30٪، مولیبدن - 5٪. ترکیب شیمیایی آلیاژها شامل مس و محتوای کربن بالا - 0.4٪ است. در نتیجه آلیاژ خاصیت کشسانی و استحکام بالایی دارد. وجود سطوح کم عمق در آلیاژ پولیش و همچنین سایر پردازش های مکانیکی پروتزهای ساخته شده از آن را تسهیل می کند.

Bygodent CCL vac (مایع)- علاوه بر کبالت - 65٪، کروم - 28٪ و مولیبدن - 5٪، آلیاژ حاوی بور و سیلیکون است. این آلیاژ سیالیت عالی و خواص متعادلی دارد.

2. KH-Dents

کاربرد: برای ساخت قاب های فلزی ریخته گری با آستر چینی استفاده می شود. فیلم اکسیدتشکیل شده بر روی سطح آلیاژها، امکان اعمال پوشش های سرامیکی یا شیشه-سرامیک را فراهم می کند. انواع مختلفی از این آلیاژ وجود دارد: CS، CN، CB، CC، CL، DS، DM.

KH-Dent CN vac (طبیعی) حاوی 67 درصد کبالت، 27 درصد کروم و 4.5 درصد مولیبدن است، اما حاوی کربن و نیکل نیست. این به طور قابل توجهی ویژگی های پلاستیکی آن را بهبود می بخشد و سختی را کاهش می دهد.

KH-Dent CB vac (باندی)دارای ترکیبات زیر است: 66.5٪ کبالت، 27٪ کروم، 5٪ مولیبدن. این آلیاژ ترکیب خوبی از خواص ریخته گری و مکانیکی دارد.

3. NH-Dents

ترکیب: نیکل - 60-65٪؛ کروم - 23-26٪؛ مولیبدن - 6-11٪؛ سیلیکون - 1.5-2٪؛ حاوی کربن نیستند

آلیاژهای NH-Dent روی پایه نیکل-کروم

کاربرد: برای کیفیت تاج های فلزی و سرامیکیو پل های کوچک سختی و استحکام بالایی دارند. فریم های دندان مصنوعی را می توان به راحتی آسیاب و جلا داد.

خواص: آلیاژها دارای خواص ریخته گری خوبی هستند و حاوی افزودنی های پالایشی هستند که نه تنها در هنگام ریخته گری در ماشین های ذوب القایی با فرکانس بالا محصولی با کیفیت به دست می آورند، بلکه می توانند تا 30٪ از دروازه ها را در مذاب های جدید استفاده مجدد کنند. انواع مختلفی از این آلیاژ وجود دارد: NL، NS، NH.

NH-Dent NS vac (نرم) - حاوی نیکل - 62٪، کروم - 25٪ و مولیبدن - 10٪ است. دارای پایداری ابعادی بالا و انقباض کم است که امکان ریختن پل های طولانی را در یک مرحله فراهم می کند.

NH-Dent NL vac (مایع) - حاوی 61 درصد نیکل، 25 درصد کروم و 9.5 درصد مولیبدن است. این آلیاژ خاصیت ریخته گری خوبی دارد و امکان به دست آوردن ریخته گری با دیواره های نازک و روباز را فراهم می کند.

4.دندان ها

ویژگی ها: آلیاژهای نوع دنتان برای جایگزینی فولادهای ضد زنگ ریختگی ساخته شده اند. آنها دارای شکل پذیری و مقاومت در برابر خوردگی به طور قابل توجهی هستند زیرا حاوی تقریباً 3 برابر نیکل و 5٪ کروم بیشتر هستند. آلیاژها خواص ریخته گری خوبی دارند - انقباض کم و سیالیت خوب. در ماشینکاری بسیار چکش خوار.

کاربرد: برای تولید تاج های تک ریخته گری، تاج های ریخته گری با آستر پلاستیکی استفاده می شود. انواع مختلفی از این آلیاژ وجود دارد: DL، D، DS، DM.

دنتان دیحاوی 52 درصد آهن، 21 درصد نیکل، 23 درصد کروم است. دارای انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خوردگی بالا، انقباض کم و سیالیت خوب است.

Dentan DMحاوی 44 درصد آهن، 27 درصد نیکل، 23 درصد کروم و 2 درصد مولیبدن است. مولیبدن علاوه بر این به آلیاژ وارد شد که در مقایسه با همان سطح کارپذیری، سیالیت و سایر خواص تکنولوژیکی، استحکام آن را در مقایسه با آلیاژهای قبلی افزایش داد.

برای برخی از آلیاژهای نیکل کروم، وجود یک فیلم اکسید می تواند تأثیر منفی داشته باشد، زیرا در دمای پخت بالا، اکسیدهای نیکل و کروم در پرسلن حل می شوند و آن را رنگ می کنند. افزایش مقدار اکسید کروم در چینی منجر به کاهش ضریب انبساط حرارتی آن می شود که می تواند باعث جدا شدن سرامیک از فلز شود.

آلیاژهای تیتانیوم

خواص: آلیاژهای تیتانیوم دارای خواص فنی و فیزیکی-مکانیکی بالا و همچنین بی اثری بیولوژیکی هستند. نقطه ذوب آلیاژ تیتانیوم 1640 درجه سانتیگراد است. محصولات ساخته شده از تیتانیوم نسبت به بافت های دهان کاملا بی اثر هستند. غیبت کاملاثرات سمی، عایق حرارتی و آلرژیک، ضخامت و وزن کم با استحکام کافی پایه به دلیل استحکام ویژه بالای تیتانیوم، دقت بالا در بازتولید کوچکترین جزئیات برجستگی تخت مصنوعی.

ورق VT-100- برای ساخت روکش های مهر شده (ضخامت 0.14-0.28 میلی متر)، پایه های مهر شده (0.35-0.4 میلی متر) پروتزهای متحرک استفاده می شود.

VT-5L - قالب گیری تزریقی -برای ساخت تاج های ریخته گری، پل ها، قاب های پروتزهای آتل قلاب، پایه های فلزی ریخته گری استفاده می شود.

معرفی

امروزه دندانپزشکی ثابت نیست. تقریبا هر ماه در مورد تکنیک ها، تجهیزات، مواد و غیره جدید می شنویم. البته، همه نوآوری ها با حرفه ای ها طنین انداز نمی شوند. اما یک ماده وجود دارد که به طور جدی و برای مدت طولانی جایگاه خود را در دندانپزشکی اشغال کرده است که به لطف کیفیت خود به خوبی خود را ثابت کرده است. و نام این ماده تیتانیوم است.

دامنه استفاده از تیتانیوم به طور مداوم در حال گسترش است. امروزه هم در پروتزهای متحرک و غیر متحرک، ایمپلنتولوژی، ارتودنسی و غیره استفاده می شود.

در حال حاضر، تولید دندان از تیتانیوم در حال حاضر تسلط یافته است، و مطالعات نشان داده است که تیتانیوم از نظر مقاومت در برابر خوردگی در حفره دهان، کمتر از فلزات گرانبها نیست. و این حد نیست. اغراق نیست اگر بگوییم دیگر هیچ جهتی در دندانپزشکی باقی نمانده که جایی برای تیتانیوم باشد.

در مورد کاربرد، معرفی آلیاژهای تیتانیوم به دندانپزشکی محدود نشد. تیتانیوم به طور گسترده در تمام زمینه های پزشکی بدون استثنا مورد استفاده قرار می گیرد. اگر در مورد تیتانیوم صحبت کنیم، بلافاصله یک سری مزیت به ذهن می رسد که در کل منحصر به فرد است. بی تفاوتی بیولوژیکی، عدم خاصیت مغناطیسی، وزن مخصوص کم، استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی در بسیاری از محیط‌های تهاجمی و در دسترس بودن، تیتانیوم را به یک ماده تقریبا جهانی و ضروری تبدیل کرده است. و این تنها بخش کوچکی از مزایای آلیاژهای تیتانیوم است.

این پروژه فارغ التحصیلی تمام جنبه های این ماده انقلابی را آشکار خواهد کرد. از طریق لنز حرفه یک تکنسین دندانپزشکی، خواص تیتانیوم و آلیاژهای آن، روش های تولید آنها، تفاوت های ظریف در پردازش آلیاژهای تیتانیوم، خطاهایی که هنگام کار با آن ایجاد می شود و موارد دیگر به دقت مورد بررسی قرار خواهد گرفت. به آخرین پیشرفت های علم و فناوری توجه خواهد شد. هم آلیاژهای دیرینه تیتانیوم که به طور گسترده در سراسر جهان استفاده می شوند و هم آخرین پیشرفت ها در این زمینه به تفصیل مورد بررسی قرار خواهند گرفت. و البته نمی توان از روش های فرآوری مانند آسیاب، آسیاب آلیاژهای تیتانیوم و غیره چشم پوشی کرد.

ارتباط تحقیق

انتخاب ماده برای پروتز یکی از مراحل مهم برنامه ریزی پروتز است، زیرا خواص آینده پروتز به مواد بستگی دارد. در حال حاضر به دنبال ترکیب دو کلید و خواص مهمو مواد دندانی - بیوانرتنسی و زیبایی شناسی. یکی از مواد با کیفیت اول تیتانیوم است. استفاده از تیتانیوم در ترکیب با روکش با توده های سرامیکی به ما امکان می دهد مشکل دوم را حل کنیم. به این ترتیب، هر دو مشکل حل می شود - بیوانرتنسی و زیبایی شناسی. اما در ادبیات مدرن و حتی هنگام تدریس در موسسات آموزشی، تفاوت های ظریف کار با تیتانیوم ضعیف پوشش داده شده است. بنابراین لازم است ادبیات تیتانیوم را به تفصیل مطالعه، خلاصه، نظام مند و در این پروژه پایان نامه خلاصه کنیم تا مطالعه این موضوع توسط تکنسین های دندانپزشکی در آینده تسهیل شود.

موضوع مطالعه

تیتانیوم برای ساخت پروتزهای دندانی

موضوع مطالعه

تکنولوژی پردازش تیتانیوم

هدف از مطالعه

مطالعه فناوری‌های ساخت پروتزهای تیتانیوم در دندانپزشکی

اهداف پژوهش

1. مطالعه ادبیات در این زمینه؛
2. بررسی خواص تیتانیوم مورد استفاده در دندانپزشکی;
3. مطالعه فناوری برای پردازش آن؛
4. مقایسه فن آوری های پردازش تیتانیوم

فرضیه

مطالعه این مطالب به شما این امکان را می دهد که مثبت و جنبه های منفیفناوری های مختلف پردازش تیتانیوم و شناسایی بهترین آنها که می تواند کیفیت پروتز را بیشتر بهبود بخشد.

روش های پژوهش

مطالعه ادبیات داخلی و خارجی، تحلیل تطبیقی، نظام مندسازی.

فصل 1. ویژگی های تیتانیوم و مشکلات هنگام کار با آن

1.1. مزایای تیتانیوم

در سیستم تناوبی D.I. تیتانیوم مندلیف دارای عدد 22 (Ti) است. از نظر خارجی، تیتانیوم شبیه فولاد است (شکل 1).

عکس. 1. ایمپلنت تیتانیومیو تکیه گاه ها

آلیاژهای تیتانیوم دارای خواص فنی و فیزیکی-مکانیکی بالا و همچنین بیوانرتی هستند.

آلیاژهای تیتانیوم ساختاری و با استحکام بالا محلول‌های جامدی هستند که به آنها اجازه می‌دهد تا تعادل بهینه بین ویژگی‌های استحکام و شکل‌پذیری ایجاد کنند.

تیتانیوم متخلخل و نیکلید تیتانیوم که حافظه شکلی دارد به عنوان موادی برای ایمپلنت استفاده شده است.

در ادبیات خارجی دیدگاهی وجود دارد که بر اساس آن تیتانیوم و آلیاژهای آن جایگزین طلا هستند. در تماس با هوا، غیرفعال شدن رخ می دهد، به عنوان مثال. یک لایه نازک اکسید بی اثر روی سطح تیتانیوم تشکیل می شود. از دیگر مزایای آن می توان به رسانایی حرارتی کم و قابلیت ترکیب با سیمان های کامپوزیت و چینی اشاره کرد. نقطه ضعف آن دشواری بدست آوردن قالب است (تیتانیوم خالص در دمای 1668 درجه سانتیگراد ذوب می شود و با ترکیبات قالب گیری سنتی و اکسیژن واکنش می دهد). در نتیجه باید در دستگاه های مخصوص در محیطی بدون اکسیژن ریخته گری و لحیم کاری شود. آلیاژهایی از تیتانیوم و نیکل در حال توسعه هستند که می‌توانند با استفاده از روش سنتی ریخته‌گری شوند (چنین آلیاژی یون‌های نیکل بسیار کمی را آزاد می‌کند و به خوبی به چینی می‌چسبد). روش های جدید برای ایجاد پروتزهای ثابت (عمدتا روکش ها و بریج ها) با استفاده از فناوری CAD/CAM بلافاصله تمام مشکلات ریخته گری را برطرف می کند.

پروتز قسمت تاج دندان جایگاه پیشرو در کلینیک دندانپزشکی ارتوپدی را به خود اختصاص می دهد و در تمام دوره های شکل گیری و توسعه دستگاه جونده استفاده می شود. دوران نوزادیو تا کهنسال. جایگاه ویژه ای در ارتوپدی توسط تاج های تیتانیوم اشغال شده است که با ویژگی های زیر متمایز می شوند:

• اینرسی بیولوژیکی؛
• سهولت برداشتن تاج
• هدایت حرارتی پایین در مقایسه با سایر فلزات و آلیاژها؛
• وزن مخصوص کوچک که به دلیل آن پروتزها سبک هستند.
• دارای خاصیت ارتجاعی بالا؛
• مقاومت سایشی کمتری نسبت به فولاد ضد زنگ برای پروتز دندان های شیری.

هنگام ذکر اهمیت استفاده از روکش های تیتانیومی، باید روی این موضوع تمرکز کنیم بیماری دندانبافت های سخت دندان مانند آپلازی و هیپوپلازی مینای دندان. این نقایص ناهنجاری‌های بافت‌های سخت دندان هستند و در نتیجه اختلال در متابولیسم مواد معدنی و پروتئین در بدن جنین یا کودک ایجاد می‌شوند. توسعه نیافتگی مینای دندان یک فرآیند برگشت ناپذیر است و برای کل دوره زندگی باقی می ماند. بنابراین وجود این بیماری ها یک نشانه مطلق برای استفاده از روکش های تیتانیوم جدار نازک است.

در مورد پروتزهای متحرک، پروتزهای با پایه های تیتانیوم ورقه نازک به ضخامت 0.3-0.7 میلی متر دارای مزایای اصلی زیر نسبت به دندان مصنوعی با پایه های ساخته شده از مواد دیگر هستند:

• بی اثری مطلق نسبت به بافت های دهان، که به طور کامل امکان واکنش آلرژیک به نیکل و کروم را که بخشی از پایه های فلزی ساخته شده از آلیاژهای دیگر هستند، از بین می برد.
• فقدان کامل اثرات سمی، عایق حرارتی و آلرژیک معمولی پایه های پلاستیکی؛
• ضخامت و وزن کم با استحکام پایه کافی به دلیل استحکام ویژه بالای تیتانیوم.
• دقت بالا در بازتولید کوچکترین جزئیات نقش برجسته تخت مصنوعی، غیرقابل دسترس برای پایه های پلاستیکی و ریخته گری ساخته شده از فلزات دیگر.
• تسکین قابل توجهی در سازگاری بیمار با پروتز؛
• حفظ دیکشنری و درک خوب از طعم غذا.

1.2. ویژگی های تیتانیوم و مشکلات کار با آن

تیتانیوم (تیتانیوم) Ti - عنصر گروه IV از دوره چهارم سیستم تناوبی D.I. مندلیف، شماره سریال 22، جرم اتمی 47.90. به شکل خالص آن تنها در سال 1925 به دست آمد. مواد اولیه اصلی مواد معدنی روتیل TiO2، ایلمنیت FeTiO3 و غیره است. تیتانیوم یک فلز نسوز است.

تیتانیوم از احیای دی اکسید تیتانیوم با فلز کلسیم، هیدرید کلسیم، احیای تتراکلرید تیتانیوم با سدیم مذاب به دست می آید. فلز منیزیم. تیتانیوم ماده امیدوار کننده ای برای صنایع هوایی، شیمیایی و کشتی سازی و پزشکی است. در بیشتر موارد تیتانیوم به شکل آلیاژ با آلومینیوم، مولیبدن، وانادیم، منگنز و سایر فلزات استفاده می شود.

میز 1.

خواص مقایسه ای آلیاژهای مختلف

خواص				آلیاژ نقره - پالادیوم	فولاد ضد زنگ
چگالی (g/cm³)
سختی (HB) MPa
قدرت MPa (N/mm 2)، Rm
مدول الاستیسیته، GPa
نقطه ذوب (درجه سانتیگراد)
هدایت حرارتی W/(m K)
KTR (α 10-6 درجه سانتی گراد -1)

مشخص است که برخی از عناصر شیمیایی می توانند به شکل دو یا چند ماده ساده وجود داشته باشند که از نظر ساختار و خواص متفاوت هستند. به طور معمول، یک ماده از یک تغییر آلوتروپیک به دیگری در دمای ثابت عبور می کند. تایتان دو تغییر از این دست دارد. اصلاح آلفا تیتانیوم در دماهای تا 882.5 درجه سانتیگراد وجود دارد. اصلاح β-دمای بالا می تواند از 882.5 درجه سانتیگراد تا نقطه ذوب پایدار باشد.

عناصر آلیاژی خواص مختلفی به آلیاژ تیتانیوم می دهند. برای این کار از آلومینیوم، مولیبدن، منگنز، کروم، مس، آهن، قلع، زیرکونیوم، سیلیکون، نیکل و غیره استفاده می شود.

افزودنی های آلیاژی در تغییرات آلوتروپیک تیتانیوم متفاوت رفتار می کنند. آنها همچنین دمایی را که در آن انتقال α/β رخ می دهد تغییر می دهند. بنابراین، افزایش غلظت آلومینیوم، اکسیژن و نیتروژن در آلیاژ تیتانیوم این مقدار دما را افزایش می دهد. دامنه وجود اصلاح α در حال گسترش است. و به این عناصر تثبیت کننده α می گویند.

قلع و زیرکونیوم دمای تبدیل های α/β را تغییر نمی دهند. بنابراین، آنها را سخت کننده تیتانیوم خنثی می دانند.

تمام افزودنی های آلیاژی دیگر به آلیاژهای تیتانیوم به عنوان تثبیت کننده بتا در نظر گرفته می شوند. حلالیت آنها در تغییرات تیتانیوم به دما بستگی دارد. و این امکان افزایش استحکام آلیاژهای تیتانیوم با این مواد افزودنی را از طریق سخت شدن و پیری فراهم می کند. استفاده كردن انواع متفاوتافزودنی های آلیاژی، آلیاژهای تیتانیوم با طیف گسترده ای از خواص به دست می آیند.

برای ایجاد تاج های ریخته گری، پل ها، قاب های قوسی (قلاب)، پروتزهای آتل، پایه های فلزی ریخته گری، تیتانیوم ریخته گری VT-5L استفاده می شود. نقطه ذوب آلیاژ تیتانیوم 1640 درجه سانتیگراد است.

آلیاژ VT5 (VT5L) فقط با آلومینیوم آلیاژ می شود. آلومینیوم یکی از رایج ترین عناصر آلیاژی در آلیاژهای تیتانیوم است. این به دلیل مزایای زیر آلومینیوم نسبت به سایر اجزای آلیاژی است:

1. آلومینیوم در طبیعت گسترده، در دسترس و نسبتا ارزان است.
2. چگالی آلومینیوم به طور قابل توجهی کمتر از چگالی تیتانیوم است و بنابراین معرفی آلومینیوم استحکام ویژه آنها را افزایش می دهد.
3. با افزایش محتوای آلومینیوم، مقاومت حرارتی و مقاومت در برابر خزش آلیاژهای تیتانیوم افزایش می یابد.
4. آلومینیوم مدول الاستیک را افزایش می دهد.
5. با افزایش محتوای آلومینیوم در آلیاژها، تمایل آنها به تردی هیدروژنی کاهش می یابد. آلیاژ VT5 از نظر استحکام و مقاومت در برابر حرارت بیشتر با تیتانیوم فنی متفاوت است. در همان زمان، آلومینیوم به طور قابل توجهی انعطاف پذیری تکنولوژیکی تیتانیوم را کاهش می دهد. آلیاژ VT5 در حالت داغ تغییر شکل می دهد: آهنگری، نورد شده، مهر. با این حال، آنها ترجیح می دهند از آن نه در حالت تغییر شکل، بلکه به شکل ریخته گری شکل استفاده کنند (در این مورد مارک VT5L داده شده است).

تیتانیوم VT-6 برای کاشت استفاده می شود. آلیاژهای کلاس VT6 (Ti-6A1-4V) (α + β) از رایج ترین آلیاژهای تیتانیوم در سایر زمینه ها هستند.

این استفاده گستردهاین آلیاژ با آلیاژسازی موفق آن توضیح داده می شود. آلومینیوم موجود در آلیاژهای سیستم Ti-Al-V استحکام و خواص مقاوم در برابر حرارت را افزایش می دهد و وانادیوم یکی از معدود عناصر آلیاژی تیتانیوم است که نه تنها خواص استحکام، بلکه شکل پذیری را نیز افزایش می دهد.

در کنار استحکام ویژه بالا، آلیاژهای این نوع نسبت به آلیاژهای OT4 و OT4-1 حساسیت کمتری نسبت به هیدروژن دارند، حساسیت کمی به خوردگی نمک دارند و کارایی خوبی دارند.

آلیاژهای نوع VT6 در حالت های آنیل شده و تقویت شده حرارتی استفاده می شوند. بازپخت دوبل همچنین چقرمگی شکست و مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشد.

ورق تیتانیوم گرید VT1-00 برای روکش های مهر شده (ضخامت 0.14-0.28 میلی متر)، پایه های مهر شده (0.35-0.4 میلی متر) پروتزهای متحرک، فریم های دندان مصنوعی تیتانیوم-سرامیکی، ایمپلنت های طرح های مختلف استفاده می شود.

صنعت متالورژی محصولات نیمه تمام تیتانیوم فنی دو درجه VT1-00 و VT1-0 را عرضه می کند که در محتوای ناخالصی ها (اکسیژن، نیتروژن، کربن، آهن، سیلیکون و غیره) متفاوت است. اینها موادی با استحکام پایین هستند و تیتانیوم VT1-00 که حاوی ناخالصی های کمتری است با استحکام کمتر و شکل پذیری بیشتر مشخص می شود. مزیت اصلی آلیاژهای تیتانیوم VT1-00 و VT1-0 انعطاف پذیری بالای تکنولوژیکی آنهاست که حتی امکان تولید فویل از آنها را نیز فراهم می کند.

خواص استحکام تیتانیوم را می توان با سخت شدن سرد افزایش داد، اما در عین حال خواص پلاستیک به شدت کاهش می یابد. کاهش ویژگی های شکل پذیری بیشتر از افزایش ویژگی های مقاومت است، بنابراین سخت شدن سرد بهترین راه برای بهبود خواص پیچیده تیتانیوم نیست. از معایب تیتانیوم می توان به تمایل زیاد به شکنندگی هیدروژن اشاره کرد و بنابراین محتوای هیدروژن در تیتانیوم VT1-00 نباید از 0.008٪ و در VT1-0 0.01٪ بیشتر شود.

1.3. ویژگی های پردازش تیتانیوم (سنگ زنی و پرداخت)

خواص فیزیکی، فازهای اکسیداسیون و تغییرات شبکه باید در هنگام پردازش تیتانیوم در نظر گرفته شود. پردازش مناسبرا می توان با موفقیت تنها با برش های مخصوص تیتانیوم، با یک بریدگی متقاطع شکل تولید کرد (شکل 2). کاهش زاویه سطح کار، که امکان حذف بهینه فلز نسبتاً نرم را فراهم می کند و در عین حال خنک شدن خوب ابزار را تضمین می کند. پردازش تیتانیوم باید بدون اعمال فشار قوی به ابزار انجام شود.

شکل 2.

برش تیتانیوم باید جدا از سایر ابزارها نگهداری شود. آنها باید به طور منظم با جت بخار و برس های فایبرگلاس تمیز شوند تا بقایای تراشه های تیتانیوم که به اندازه کافی محکم رسوب کرده اند، پاک شوند.

هنگام استفاده از ابزار نامناسب یا فشار قوی، گرمای موضعی فلز ممکن است، همراه با تشکیل شدید اکسید و تغییر در شبکه کریستالی. از نظر ظاهری، روی جسم پردازش شده، تغییر رنگ ایجاد می شود و سطح کمی زبر می شود. در این مکان ها چسبندگی لازم به سرامیک ها وجود نخواهد داشت (احتمال ترک و تراشه)، اگر این قسمت ها روکش شده نباشند، پردازش و پرداخت بیشتر نیز الزامات را برآورده نمی کند.

هنگام پردازش تیتانیوم، استفاده از دیسک‌ها و سنگ‌های کربنی مختلف یا سرهای الماسی، سطح تیتانیوم را به شدت آلوده می‌کند که متعاقباً منجر به ایجاد شکاف و تراشه در سرامیک‌ها می‌شود. بنابراین استفاده از ابزارهای فوق فقط برای فرآوری به عنوان مثال فریم دندان مصنوعی قلابی مناسب است و باید از استفاده از سرهای الماسی کاملاً خودداری شود. سنگ زنی و پرداخت بیشتر نواحی در معرض تیتانیوم فقط با سرهای لاستیکی ساینده مخصوص تیتانیوم و خمیرهای پولیش امکان پذیر است. بسیاری از شرکت‌های فعال در تولید ابزارهای دوار در حال حاضر طیف وسیعی از برش‌ها و سرهای آسیاب لاستیکی را برای تیتانیوم تولید می‌کنند.

پارامترهای پردازش مناسب برای تیتانیوم:

• سرعت چرخش نوک پایین - حداکثر 15000 دور در دقیقه;
• فشار کم بر روی ابزار؛
• پردازش دسته ای؛
• پردازش قاب فقط در یک جهت.
• از گوشه های تیز و همپوشانی فلزی خودداری کنید.
• هنگام سنگ زنی و پرداخت، فقط از سرهای لاستیکی ساینده مناسب و خمیرهای پولیش استفاده کنید.
• کاترها را به صورت دوره ای با جت بخار و برس فایبرگلاس تمیز کنید.

سندبلاست قبل از اعمال لایه پیوند برای پوشش های سرامیکی و همچنین برای روکش با مواد کامپوزیت باید شرایط زیر را برآورده کند:

• فقط اکسید آلومینیوم خالص و یکبار مصرف؛
• حداکثر اندازه دانه شن 150 میکرومتر، بهینه 110-125 میکرومتر است.
• حداکثر فشار مداد 2 بار است.
• جهت جریان شن و ماسه در زاویه قائم به سطح است.

پس از درمان، باید جسم تحت درمان را به مدت 5 تا 10 دقیقه رها کنید تا غیرفعال شود و سپس سطح را با بخار تمیز کنید.

هنگام کار با تیتانیوم، پخت اکسید یا روش های مشابه کاملاً حذف می شود. استفاده از اسیدها یا اچینگ نیز کاملاً منتفی است.

1.4.نتیجه گیری در مورد فصل اول

بر اساس مواد ارائه شده در بالا، می توان نتیجه گرفت که آلیاژهای تیتانیوم دارای تعداد قابل توجهی از خواص بسیار مهم هستند که در پروتزهای دندان ضروری هستند. اصلی‌ترین آن‌ها بیوانرتی، مقاومت در برابر خوردگی، استحکام و سختی با وزن مخصوص کم است. با این حال، به دست آوردن تیتانیوم فرآیند گران قیمتی در نظر گرفته می شود، اما از آنجایی که مقدار استفاده شده در ساخت پروتز کم است، این امر تأثیر زیادی بر هزینه آن ندارد. اما با توجه به اینکه تکنولوژی تولید پروتزهای تیتانیوم گرانتر است، پروتزهای تیتانیوم گرانتر از CHS یا فولاد ضد زنگ هستند.

همچنین تا همین اواخر، فرآوری تیتانیوم مشکلاتی را ایجاد می کرد، اما پیدایش و گسترش ابزارهای خاص باعث شده است برنامه های کاربردی ممکنآلیاژهای تیتانیوم در دندانپزشکی خواص مثبت تیتانیوم قبلا شناخته شده بود، اما این پردازش طولانی و گران بود که مانع اصلی معرفی آن به دندانپزشکی شد.

با وجود الزامات خاصی که هنگام پردازش فلزات دیگر وجود ندارد و ویژگی های ابزارها، یک لیست کامل است ویژگی های مثبتبا این وجود تیتانیوم منجر به بهبود فرآیندهای کار با آن شد. خواص شیمیایی تیتانیوم از یک سو فرصت های جدیدی را برای تکنسین های دندانپزشکی ایجاد می کند، اما از سوی دیگر نیاز به رعایت دقیق تری از فناوری پردازش و در نظر گرفتن همه ویژگی ها دارد.

فصل 2. فن آوری برای ساخت پروتزهای تیتانیوم

2.1. مهر زنی تیتانیوم

مهر زنی فرآیند تغییر شکل پلاستیک یک ماده با تغییر شکل و اندازه بدنه است. در دندانپزشکی فلزات مهر و موم می شوند.

شایان ذکر است که تاج های تیتانیوم مهر شده کاملاً هستند پدیده نادربه روز. فن آوری ساخت تاج با مهر زنی از تیتانیوم کاربرد گسترده ای پیدا نکرده است، زیرا تیتانیوم در حالت سرد سخت است. با این حال، در داخل مطالعه عمومیتکنولوژی ساخت روکش های تیتانیوم با استفاده از روش مهر زنی در نظر گرفته خواهد شد.

روکش های مهر و موم شده تیتانیوم دارای معایبی مشابه روکش های مهر و موم معمولی هستند، یعنی:

• عدم مقاومت در برابر سایش؛
• وجود سطح صاف جویدنی دندان؛
• چسبندگی ناکافی به گردن دندان؛
• عدم زیبایی شناسی.

خواص روکش‌های تیتانیوم مشابه آلیاژهای تاج‌های طلای گران‌تر است.

فرآیند مهر زنی از آلیاژهای تیتانیوم تفاوت قابل توجهی با فرآیند ساخت روکش های فولادی ضد زنگ معمولی ندارد.

هنگام ساخت تاج های مهر شده، قالب گیری معمولاً با سینی های آلژینات استاندارد گرفته می شود.

تکنولوژی ساخت تاج مهر تیتانیوم:

مرحله آزمایشگاهی ساخت تاج با به دست آوردن مدل شروع می شود. در مرحله بعد، دندان با موم مدلینگ مدل سازی می شود. با لایه‌بندی موم مذاب روی سطح دندان گچی، به افزایش حجم لازم برای بازگرداندن شکل آناتومیکی آن دست می‌یابیم. پس از مدل سازی، لازم است یک قالب گچی از مدل بریده شود. سپس باید یک کپی از آن را از فلز کم ذوب تهیه کنید. برای این کار باید یک قالب گچی درست کنید. بلوک گچی در دو مرحله ساخته می شود. قالب گچ برداشته می شود و قسمت های تقسیم شده بلوک در کنار هم قرار می گیرند و فلز کم ذوب ذوب می شود. هنگام ذوب، مهم است که فلز بیش از حد گرم نشود؛ هنگامی که بیش از حد گرم می شود، برخی از اجزای آلیاژ تبخیر شده و شکننده تر می شود. و سپس فرم را پر می کنند. قالب باید به خوبی خشک شود، زیرا رطوبت، تبخیر، فلز را متخلخل می کند.

در کل باید دو قالب فلزی بسازید. اولین مورد دقیق ترین برای مهر زنی نهایی است. دومی برای پیش مهر زدن است. پس از ساخت قالب فلزی، باید یک آستین تیتانیومی انتخاب کنید.

آستین باید به استوای دندان برسد و تا حدودی آن را با فشار فشار دهد. آستین آنیل شده روی پانچ های یک سندان دندانی خاص به شکل تقریبی تاج آینده با ضربات چکش داده می شود. و سپس بازپخت دوباره دنبال می شود. در هنگام ضربات چکش، تغییراتی در ساختار فلز ایجاد می‌شود، انعطاف‌پذیرتر می‌شود و در برابر پردازش بیشتر تسلیم نمی‌شود، یعنی سخت شدن ایجاد می‌شود، از طریق بازپخت شبکه کریستالی فلز ترمیم می‌شود و فلز انعطاف‌پذیرتر می‌شود. پس از این، قالبی را که ریخته شده است، برمی دارند، آستینی روی آن می گذارند و با چند ضربه محکم و دقیق چکش، آن را به داخل «کوسن» سربی می کوبند. پد سربی یک شمش از سرب نرم در اندازه های مختلف است.

رانندگی در قالب با آستین تا سطح استوای تاج ضروری است. سرب آستین فلزی را محکم روی قالب فشار می دهد. قالب با آستین از سرب جدا می شود و کیفیت مهر زنی اولیه ارزیابی می شود. روی آستین نباید چین خوردگی یا ترک وجود داشته باشد. مهر زنی نهایی در پرس، دستی یا هیدرولیک مکانیزه انجام می شود. تنها یک معنی وجود دارد - در پایه پرس یک خندق پر از لاستیک غیر ولکان شده وجود دارد. مهر به داخل کووت وارد لاستیک می شود و میله پرس تحت تأثیر نیروی فلایویل چرخان یا هیدرولیک بر روی لاستیک فشار می آورد ، دومی فشار را به آستین منتقل می کند که به نوبه خود تحت فشار محکم می شود. روی مهر فلزی فشار داده شده است.

شایان ذکر است که تیتانیوم سرد بسیار دشوار است. در طول تغییر شکل گرم و به ویژه در دماهای 900 درجه سانتیگراد و بالاتر، زمانی که فرآیندهای نرم شدن ایجاد می شود، تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم دارای شکل پذیری نسبتاً بالایی هستند. از آلیاژهای تیتانیوم برای آهنگری و مهر زنی داغ برای تولید محصولاتی با اشکال هندسی پیچیده که شامل دندانه می شود استفاده می شود.

شکل پذیری تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم در حضور یک لایه آلفا روی سطح به شدت کاهش می یابد. لایه آلفینیزه محلول جامد اکسیژن در تیتانیوم است. فلزی که دارای یک لایه آلفا است در هنگام آهنگری و مهر زنی داغ به تغییرات در حالت تنش-کرنش با افزایش تنش ها و کرنش های کششی بسیار حساس است. از آنجایی که عملاً تمام روش‌های آهنگری و مهر زنی شامل تنش‌های کششی و تغییر شکل است، باید از تشکیل یک لایه آلفا در هنگام حرارت دادن تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم برای ماشین‌کاری داغ اجتناب شود. این امر با گرمایش برای آهنگری و مهر زنی در کوره های گرمایشی با جو خنثی یا غیر اکسید کننده حاصل می شود. مناسب ترین محیط برای گرم کردن تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم آرگون است.

2.2. روش تزریق

واکنش پذیری بالای تیتانیوم و نقطه ذوب بالای آن مستلزم نصب ریخته گری ویژه و مواد سرمایه گذاری است. در حال حاضر چندین سیستم در بازار وجود دارد که امکان ریخته گری تیتانیوم را فراهم می کند.

به عنوان مثال، تاسیسات ریخته گری اتوکست، که بر اساس اصل ذوب تیتانیوم در اتمسفر محافظ آرگون بر روی یک بوته مسی با استفاده از قوس ولتایی است، درست همانطور که اسفنج تیتانیوم در صنعت برای تولید تیتانیوم خالص ذوب می شود. این فلز با استفاده از خلاء در محفظه ریخته گری و فشار آرگون بالا در اتاق ذوب به داخل کووت ریخته می شود - در حالی که بوته در حال واژگونی است.

ظاهر و اصل نحوه عملکرد نصب در شکل 3 نشان داده شده است.

شکل 3.

در ابتدای فرآیند، هر دو محفظه، محفظه ذوب (بالا) و محفظه ریخته گری (پایین)، با آرگون تصفیه می شوند، سپس مخلوطی از هوا و آرگون از هر دو محفظه تخلیه می شود و پس از آن محفظه ذوب با پر می شود. آرگون، و خلاء در محفظه ریخته گری تشکیل می شود. قوس ولتایی روشن می شود و فرآیند ذوب تیتانیوم آغاز می شود. پس از گذشت مدت زمان معینی، بوته ذوب به شدت واژگون می شود و فلز به داخل قالب واقع در خلاء مکیده می شود؛ وزن خود و همچنین افزایش فشار آرگون در این لحظه، به پر شدن آن در قالب تزریق کمک می کند. . این اصل امکان به دست آوردن ریخته گری های خوب و متراکم از تیتانیوم خالص را فراهم می کند.

جزء بعدی سیستم ریخته گری مواد سرمایه گذاری است. از آنجایی که واکنش‌پذیری تیتانیوم در حالت مذاب بسیار زیاد است، نیاز به ترکیبات سرمایه‌گذاری ویژه‌ای دارد که بر پایه اکسیدهای آلومینیوم و منیزیم ساخته می‌شوند که به نوبه خود امکان کاهش لایه واکنش تیتانیوم را به حداقل ممکن می‌سازد.

ایجاد صحیح سیستم دروازه و همچنین مکان صحیح در خندق نقش مهمی ایفا می کند و دقیقاً طبق قوانین پیشنهاد شده توسط سازنده تجهیزات ریخته گری انجام می شود. برای تاج ها و پل ها فقط از یک مخروط ریخته گری مخصوص استفاده شود که به فلز اجازه می دهد به طور مطلوب به سمت جسم ریخته گری هدایت شود. ارتفاع کانال اسپرو ورودی از مخروط تا پرتو تغذیه 10 میلی متر با قطر 4-5 میلی متر است. قطر تیر تغذیه 4 میلی متر است.

کانال های دروازه ای زیر آب به جسم مورد ریخته گری قطر 3 میلی متر و ارتفاع بیش از 3 میلی متر ندارند. بسیار مهم: کانال های زیر آب نباید در مقابل کانال دروازه ورودی قرار گیرند (شکل 4)، در غیر این صورت احتمال منافذ گاز بسیار زیاد است.

شکل 4.

تمام اتصالات باید بسیار صاف و بدون گوشه های تیز و غیره باشد. به منظور به حداقل رساندن تلاطم ایجاد شده در هنگام ریختن فلز که منجر به تشکیل منافذ گاز می شود. سیستم دریچه ای برای دندان های مصنوعی clasp و به ویژه برای پایه های جامد پروتزهای متحرک کامل نیز با سیستم های گیتینگ که برای ریخته گری دندان مصنوعی clasp از آلیاژهای کروم-کبالت استفاده می کنیم متفاوت است.

برای کاربردهای دندانی، انتقال تیتانیوم در دمای 882.5 درجه سانتیگراد از یک حالت کریستالی به حالت دیگر بسیار مهم است. تیتانیوم در این دما از α-تیتانیوم با یک شبکه کریستالی شش ضلعی به β-تیتانیوم با یک شبکه مکعبی تبدیل می شود. چیزی که مستلزم این است نه تنها تغییر در پارامترهای فیزیکی آن، بلکه افزایش 17 درصدی حجم آن است.

به همین دلیل استفاده از سرامیک های مخصوص که دمای پخت آن باید زیر 880 درجه سانتی گراد باشد نیز ضروری است.

تیتانیوم تمایل بسیار زیادی در دمای اتاق با اکسیژن اتمسفر دارد تا فوراً یک لایه اکسید محافظ نازک تشکیل دهد که در آینده آن را از خوردگی محافظت می کند و باعث می شود که تیتانیوم به خوبی توسط بدن تحمل شود. این لایه به اصطلاح منفعل است.

لایه غیرفعال توانایی بازسازی خود را دارد. این لایه در مراحل مختلف کار با تیتانیوم باید تضمین شود. پس از سندبلاست، قبل از تمیز کردن قاب با بخار، لازم است قاب را حداقل به مدت 5 دقیقه به حالت غیرفعال درآورید. یک پروتز تازه پولیش شده باید حداقل 10-15 دقیقه غیرفعال شود، در غیر این صورت هیچ تضمینی برای درخشش خوب کار تمام شده وجود ندارد.

2.3. قالب گیری سوپرپلاستیک

برای 15 سال، ریخته گری پروتز تیتانیوم در ژاپن، ایالات متحده آمریکا و آلمان و اخیراً در روسیه ترویج شده است. توسعه یافته انواع مختلفتجهیزات برای ریخته گری گریز از مرکز یا خلاء، کنترل کیفیت اشعه ایکس ریخته گری، مواد نسوز ویژه.

روش های ذکر شده در بالا از نظر فناوری بسیار پیچیده و گران هستند. یک راه برای خروج از این وضعیت ممکن است قالب گیری فوق پلاستیک باشد. ماهیت فوق پلاستیک این است که در دمای معین، فلزی که دارای دانه بسیار ریز است مانند رزین گرم شده رفتار می کند، یعنی می تواند صدها و هزاران درصد تحت تأثیر بارهای بسیار کوچک کشیده شود، که این امر باعث می شود که از ورقه ای از آلیاژ تیتانیوم، قطعات دیواره نازک با اشکال پیچیده تولید می کند. این پدیده و فرآیند شامل این واقعیت است که یک ورق فوق پلاستیک روی یک ماتریس فشرده می شود و تحت تأثیر یک فشار گاز کوچک (حداکثر 7 تا 8 اتمسفر) به طور فوق پلاستیک تغییر شکل می دهد و شکل بسیار دقیقی از حفره ماتریس به خود می گیرد. در یک عملیات

اجازه دهید استفاده از روش قالب‌گیری کروی-پلاستیک را با استفاده از مثال ساخت یک پروتز متحرک لایه‌ای در نظر بگیریم. پروتزهای ساخته شده با قالب گیری سوپرپلاستیک دارای مزایای قابل توجهی هستند. اصلی ترین آنها سبکی (وزن سبک) در مقایسه با پروتزهای ساخته شده از آلیاژهای کبالت کروم یا نیکل کروم و همچنین مقاومت در برابر خوردگی و استحکام بالا است. سادگی کافی در ساخت پروتز، آن را برای تولید انبوه در دندانپزشکی ارتوپدی ضروری می کند.

مراحل اولیه بالینی ساخت پروتز متحرک کامل با پایه تیتانیوم با مراحل سنتی در ساخت پروتزهای پلاستیکی تفاوتی ندارد. این شامل معاینه بالینی بیماران، به دست آوردن قالب های تشریحی، ساخت یک سینی جداگانه، به دست آوردن یک قالب کاربردی، و ساخت یک مدل با استحکام بالا از سوپر پلاستر است.

یک مدل ساخته شده از سوپر گچ با یک برآمدگی آلوئولی که از قبل با موم قلاب عایق شده است به یک توده مقاوم در برابر آتش کپی شده است. مدل های نسوز در یک قفس فلزی ساخته شده از آلیاژ مقاوم در برابر حرارتکه دارای برش های مخصوصی است که اندازه و شکل آن به شما این امکان را می دهد که مدل فک بالایی هر بیمار را در آن قرار دهید.

یک ورق آلیاژ تیتانیوم به ضخامت 1 میلی متر در بالای مدل های سرامیکی قرار می گیرد. ورق خالی بین دو نیمه قالب بسته می شود. نیم قالب ها یک محفظه مهر و موم شده را تشکیل می دهند که توسط یک ورق به دو قسمت تقسیم می شود که هر کدام دارای یک کانال ارتباطی با سیستم گاز هستند و می توانند به طور مستقل یا تخلیه شوند یا با گاز بی اثر تحت فشاری پر شوند (شکل 5).

شکل 5.

نیمه های قالب مهر و موم شده گرم می شوند و اختلاف فشار ایجاد می کنند. خلاء 0.7-7.0 Pa در زیر ورق ایجاد می شود. ورقه ای از آلیاژ تیتانیوم به سمت نیمه قالب تخلیه شده خم می شود و به مدل سرامیکی واقع در آن "دمیده" می شود و بر روی قسمت برجسته آن قرار می گیرد. در این مدت فشار طبق برنامه خاصی حفظ می شود. در پایان این برنامه نیمه های قالب خنک می شوند.

پس از این، فشار در هر دو نیمه به حالت عادی برابر می شود و قطعه کار از قالب خارج می شود. پایه های پروفیل مورد نیاز در امتداد کانتور بریده می شوند، به عنوان مثال، با پرتو لیزر، لبه روی یک چرخ ساینده آسیاب می شود، مقیاس برداشته می شود، نوارهای نگهدارنده با یک دیسک ساینده در قسمت زینی شکل پایه بریده می شوند. وسط فرآیند آلوئولی و با توجه به روش توسعه یافته الکتروپولیش.

محدود کننده پلاستیکی در سطوح مختلف پایه تیتانیوم از سطوح کامی و دهانی زیر بالای برجستگی آلوئولی به میزان 3-4 میلی متر با استفاده از آسیاب شیمیایی تشکیل می شود. آسیاب شیمیایی نیز در امتداد خط "A" انجام می شود تا در هنگام تثبیت پلاستیک پایه، یک ناحیه نگهدارنده ایجاد شود. وجود پلاستیک در امتداد خط "A" برای اصلاح بیشتر ناحیه دریچه ضروری است.

در کلینیک، پزشک با استفاده از روش های سنتی، رابطه مرکزی فک ها را تعیین می کند. نصب دندان ها و نصب در حفره دهان با عملیات مشابه در ساخت پروتزهای متحرک ساده تفاوتی ندارد. در مرحله بعد، در آزمایشگاه، موم با پلاستیک جایگزین می شود و پولیش می شود. در این مرحله، تولید یک پروتز متحرک با پایه تیتانیوم به پایان می رسد (شکل 6).

شکل 6.

برای قالب‌گیری فوق‌پلاستیک در روسیه، اغلب از فناوری داخلی، نصب داخلی (نصب و تکنیک اصلی ثبت اختراع روسیه) و ورق‌های داخلی آلیاژ VT 14 خانگی استفاده می‌شود.

به جرات می توان گفت که قالب گیری فوق پلاستیک آلیاژهای تیتانیوم چشم انداز بسیار خوبی برای توسعه بیشتر دارد، زیرا ترکیبی از دوام بالا، بیوانرتی و زیبایی شناسی است.

2.4. فرز کامپیوتری (CAD/CAM)

CAD/CAM مخفف عبارت طراحی/طراحی به کمک کامپیوتر و ساخت با کمک کامپیوتر است که به معنای واقعی کلمه "طراحی و ساخت به کمک کامپیوتر" ترجمه می شود. منظور اتوماسیون تولید و سیستم های طراحی و توسعه به کمک کامپیوتر است.

با پیشرفت تکنولوژی، دندانپزشکی پروتز نیز از زمان انسان برنزی، زمانی که دندان‌های مصنوعی با سیم طلا به دندان‌های مجاور بسته می‌شد، تکامل یافته است. انسان مدرن، که از فناوری CAD/CAM استفاده می کند. در زمان ظهور فناوری CAD/CAM، این فناوری عاری از تمام معایب ذاتی فناوری های ریخته گری است، به عنوان مثال، انقباض، تغییر شکل، از جمله هنگام برداشتن تاج های ریخته گری، پل ها یا قاب های آنها. هیچ خطری برای نقض فناوری وجود ندارد، به عنوان مثال، گرم شدن بیش از حد فلز در هنگام ریخته گری یا استفاده مجدد از دروازه ها، که منجر به تغییر در ترکیب آلیاژ می شود. پس از اجرای روکش سرامیکی، هیچ گونه انقباض قاب، عدم تغییر شکل احتمالی در هنگام برداشتن کلاهک های مومی از مدل گچی، منافذ و حفره ها در هنگام ریخته گری، مناطق غیر ریزش و غیره وجود ندارد. عیب اصلی فناوری CAD/CAM هزینه بالای آن است که اجازه نمی دهد این فناوری به طور گسترده وارد دندانپزشکی ارتوپدی شود. اگر چه، انصافا، شایان ذکر است که تقریبا هر سال نصب ارزان تر و ارزان تر ظاهر می شود. فناوری اولیه CAD/CAM یک کامپیوتر با نرم افزار لازم بود که مدل سازی سه بعدی از یک پروتز ثابت و به دنبال آن فرز کامپیوتری با دقت 0.8 میکرون از یک بلوک جامد فلزی یا سرامیکی را تولید می کرد. شکل 7 یک راه اندازی مدرن CAD/CAM را نشان می دهد.

شکل 7.

با استفاده از CAD/CAM می توانید تولید کنید:

• تاج ها و پل های منفرد به وسعت کوچک و بزرگ؛
• تاج های تلسکوپی؛
• اباتمنت سفارشی برای ایمپلنت؛
• ایجاد مجدد شکل آناتومیک کامل برای مدل های سرامیک پرس اعمال شده بر روی قاب (overpress)؛
• ایجاد تاج های موقت در پروفایل کامل و مدل های مختلف ریخته گری.

در حال حاضر، اگر CAD/CAM را به عنوان یک تاسیسات برای پردازش آلیاژهای تیتانیوم در نظر بگیریم، تولید تکیه گاه های جداگانه بسیار گسترده شده است (با توجه به هزینه نسبتاً پایین). ظاهر چنین تکیه گاه ها در شکل 8 نشان داده شده است.

شکل 8.

در زیر نمونه ای از الگوریتم یک تکنسین دندانپزشکی با استفاده از نصب CAD/CAM آورده شده است. کاملاً همه کاره است. و اگر مستقیماً در مورد تیتانیوم صحبت کنیم ، این الگوریتم تقریباً یکسان خواهد بود.

شرح کار با استفاده از فناوری های مدرن CAD/CAM:

مرحله 1: بازیگران مدل گچ. برداشت از حفره دهان دقیقاً به همان روشی انجام می شود روش های سنتیپروتز دندان. از بازیگران به دست آمده، الف مدل گچفک های بیمار

مرحله 2: اسکن هدف اصلی این مرحله به دست آوردن داده های دیجیتالی است که بر اساس آن مدل های سه بعدی الکترونیکی محصولات مورد نیاز (تاج، پروتز، بریج و ...) ساخته شود. داده های دیجیتالی در قالب STL ذخیره می شوند. نتیجه اسکن و اساس کار یک مدل هندسی کامپیوتری سه بعدی (در قالب یک فایل STL) از ناحیه حفره دهان است که قرار است پروتز روی آن نصب شود. اسکنر نوبل در شکل 9 نشان داده شده است.

شکل 9.

مرحله 3: مدل سازی سه بعدی (3D). فایل STL به دست آمده در مرحله 2 به سیستم CAD وارد می شود. این برای ایجاد مدل های کامپیوتری تاج، دندان مصنوعی، بریج و غیره در نظر گرفته شده است. با انتقال بعدی آنها به سیستم CAM برای پردازش برنامه نویسی در دستگاه CNC. این سیستم به طور خاص برای تکنسین ها با استفاده از اصطلاحات مناسب و یک رابط کاربر پسند و بصری طراحی شده است. این برنامه برای کاربرانی است که در استفاده از سیستم های CAD بی تجربه هستند.

در این مرحله، تکنسین دندانپزشکی باید مناسب ترین شکل دندان را از پایگاه داده انتخاب کرده و آن را با ابزار به شکل دلخواه تغییر دهد. پایگاه داده ارائه شده شامل مدلی از تاج برای هر دندان است. از ویژگی های بصری مجسمه سازی برای ویرایش هندسه استفاده کنید. در طول فرآیند مدل‌سازی، می‌توانید مدل رایانه‌ای را به منظور جبران انقباض در طی فرآیند پخت و به دست آوردن حداکثر تاج ممکن مقیاس کنید. ابعاد دقیق. به عنوان مثال، شکل 10 رابط برنامه را نشان می دهد که یک تکیه گاه بر روی آن مدل شده است.

شکل 10.

مرحله 4: پردازش برنامه نویسی پس از بررسی هندسه محصولات در سیستم، داده های دریافتی به سیستم CAM منتقل می شود. برای برنامه نویسی پردازش محصولات در ماشین های CNC در نظر گرفته شده است. در سیستم CAM، مسیرهای پردازش تولید می شوند که با استفاده از یک پس پردازشگر، به یک "زبان" قابل درک برای ماشین - به برنامه کنترل ترجمه می شوند. این برنامه برای کاربران کم تجربه ای که تجربه کار با سیستم های CAM و برنامه نویسی ماشین های CNC را ندارند، طراحی شده است.

مرحله 5: پردازش پروتز در دستگاه CNC. برنامه های کنترلی حاصل به یک دستگاه CNC ارسال می شود. شکل 11 در زیر نمونه ای از فرآیند فرز سه اباتمنت برای کاربرد و دو پرتو برای دندان مصنوعی را نشان می دهد.

شکل 11.

چاپ 2.5.3 بعدی (CAD/CAM)

به لطف تکامل بیشتر فناوری CAD/CAM، آسیاب کامپیوتری با فناوری چاپ سه بعدی جایگزین شد، که هزینه ها را کاهش داد و امکان تولید اشیایی با هر شکل و پیچیدگی را فراهم کرد که قبلاً توسط هیچ یک از فناوری های موجود قابل تولید نبود. به عنوان مثال، به لطف پرینت سه بعدی، امکان تولید یک جسم توخالی جامد با هر شکلی از سطح داخلی وجود دارد. در رابطه با دندانپزشکی ارتوپدی، می توان یک بدنه توخالی از پروتز تولید کرد که بدون کاهش استحکام ساختار، وزن آن را کاهش داد.

علاوه بر این، پرینترهای سه بعدی در دندانپزشکی افزایش حجم تولید و دقت محصولات نهایی را تضمین می کنند. چاپگرهای سه بعدی، مانند ماشین های فرز کنترل شده با کامپیوتر (CNC)، تکنسین های دندانپزشکی را از یک فرآیند بسیار وقت گیر در کار خود - مدل سازی دستی پروتزها، روکش ها و سایر محصولات رهایی می بخشد. شکل 12 چاپگر سه بعدی X350pro از شرکت آلمانی RepRap را نشان می دهد.

شکل 12.

تکنولوژی CAD در پرینت سه بعدی تفاوتی با تکنولوژی CAD در فرز کامپیوتری ندارد و در فصل قبل به تفصیل توضیح داده شده است.

اصل فرآیند به این صورت است که لایه ای از پودر فلز با ضخامت میکروسکوپی روی بستر اعمال می شود. سپس تف جوشی یا به طور دقیق تر جوشکاری میکروسکوپی با لیزر در خلاء دانه های میکروسکوپی فلز در نواحی مورد نیاز لایه اتفاق می افتد. جوشکاری فرآیند تبدیل پودر به ماده جامد با استفاده از حرارت زیاد بدون ذوب شدن خود ماده است. پس از این، لایه دیگری از پودر فلز در بالا اعمال می شود و ریزدانه های فلز با لیزر نه تنها به یکدیگر، بلکه به لایه زیرین نیز میکرو جوش داده می شوند.

بازتولید شکل منحصر به فرد هر دندان با استفاده از صنایع دستی دشوار است. با این حال، پرینترهای سه بعدی دندانی، روش های ساخت پیچیده و قدیمی را غیر ضروری می کنند. با تشکر از آخرین فن آوری هاو بیشتر مواد مدرنمحصولات نهایی چندین برابر سریعتر از قبل تولید می شوند.

مزایای پرینت سه بعدی در زمینه دندانپزشکی:

• توانایی تولید محصولات با بخش های داخلی توخالی که با آسیاب امکان پذیر نیست.
• تسریع قابل توجه در تولید محصولات لازم؛
• افزایش حجم تولید بدون پرسنل اضافی؛
• توانایی استفاده مجدد از مواد پس از تمیز کردن، که ضایعات تولید را تقریبا به صفر می رساند.

2.6. نتیجه گیری در مورد فصل دوم.

از مجموع موارد فوق می توان نتایج خاصی گرفت. تیتانیوم از زمان های قدیم شناخته شده است، اما به دلیل اینکه برای مدت طولانی هیچ فناوری برای پردازش آن وجود نداشت، در دندانپزشکی کاربرد پیدا نکرد. با گذشت زمان، وضعیت شروع به تغییر کرد و امروزه تیتانیوم به روش‌های مختلفی بدون به خطر انداختن زیبایی‌شناسی ترمیم‌های نهایی پردازش می‌شود.

از زمان ظهور تیتانیوم در دندانپزشکی تا به امروز، روش های زیادی برای پردازش آن ظاهر شده است. همه آنها هم معایب و هم مزایای خود را دارند. چنین تنوعی طبیعتاً یک مزیت غیرقابل انکار تیتانیوم است، زیرا هر آزمایشگاه و به ویژه هر تکنسین دندانپزشکی می تواند دقیقاً روش کار با تیتانیوم را انتخاب کند که بسته به وظایفی که در دست دارد مناسب تر است.

پس از تجزیه و تحلیل ادبیات، متوجه شدیم که از بین تمام روش‌های موجود یا شناخته شده پردازش تیتانیوم در دندانپزشکی، امیدوارکننده‌ترین و بهترین روش، روش پرینت سه بعدی با تیتانیوم است، زیرا بیشترین مزایا را دارد و عملاً هیچ معایبی ندارد.

نتیجه

از تمام مطالبی که در بالا مورد بحث قرار گرفت، تنها یک نتیجه می توان گرفت: تیتانیوم ایده های جدیدی را ارائه کرد و به طور قابل توجهی سرعت بسیاری از عملیات ها را افزایش داد. تیتانیوم با وجود تاریخچه بیش از حد متوسط ​​خود، به ماده ای پیشرو در دندانپزشکی تبدیل شده است. آلیاژهای تیتانیوم تقریباً تمام خصوصیات لازم در دندانپزشکی ارتوپدی را دارند که عبارتند از: انرژی زیستی، استحکام، سختی، سختی، دوام، مقاومت در برابر خوردگی، وزن مخصوص پایین. علیرغم کیفیت های بسیار که برای دندانپزشکی ضروری است، تیتانیوم را می توان به طرق مختلف بدون از دست دادن کیفیت محصولات نهایی فرآوری کرد. امروزه ما تمام ابزار و تجهیزات لازم برای پردازش باکیفیت آلیاژهای تیتانیوم را در اختیار داریم.

پس از تجزیه و تحلیل تمام روش های ساخت محصولات تیتانیوم، می توان نتیجه گرفت که پیشرفته ترین روش، پرینت سه بعدی است. در مقایسه با روش‌های دیگر، مزایای زیادی دارد، مانند سادگی خود فرآیند. بر خلاف مهر زنی تیتانیوم، پرینت سه بعدی دقت تقریباً کاملی دارد. فناوری فرز کامپیوتری نیز دقت بالایی را ارائه می دهد، اما بر خلاف پرینت سه بعدی، نمی تواند قسمت های داخلی توخالی یک محصول را بازتولید کند. و علاوه بر این، چاپ سه بعدی بسیار مقرون به صرفه است، زیرا عملاً هیچ زباله تولیدی وجود ندارد و مواد باقی مانده در چاپ را می توان پس از تمیز کردن مجددا استفاده کرد. روش قالب گیری تزریقی و روش تغییر شکل پلاستیک به تجهیزات تکنولوژیکی پیچیده نیاز دارد. اما هنوز نمی توان دقت تولید محصول را با چاپ سه بعدی مقایسه کرد.

در نتیجه می توان نتیجه گرفت که روش پرینت سه بعدی در حال حاضر امیدوارکننده ترین، پیشروترین و مقرون به صرفه ترین روش کار با محصولات ساخته شده از آلیاژ تیتانیوم در دندانپزشکی است.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. مجله «تکنسین دندانپزشکی». تیتانیوم - ماده ای برای دندانپزشکی مدرن / الکساندر مودستوف © Medical Press LLC (شماره 3 (38) 2003) 1997-2015.
2. اروندیان، ع.غ. فناوری های CAD/CAM در دندانپزشکی ارتوپدی [منبع الکترونیکی] / هاروتیون گغاموویچ اروندیان، 10/4/2015. – حالت دسترسی: https://www.. – Cap. از صفحه نمایش
3. ترزوبوف، V.N. دندانپزشکی ارتوپدی. علم مواد کاربردی / V.N. ترزوبوف، ال.ام. میشنف، ای.ن. ژولف. – م.: 2008. – 473 ص.
4. sgma [منبع الکترونیکی] "فناوری های CAD/CAM: خبر خوب برای آزمایشگاه های دندانپزشکی" حالت دسترسی: رایگان، 2008/04/26. http://sgma.ucoz.ru/publ/3-1-0-21 – سرپوش. از صفحه نمایش
5. میرونوا M.L. پروتزهای متحرک: آموزش" - M.: "GEOTAR-Media" 2009.
6. آندریوشچنکو I.A.، Ivanov E.A.، Krasnoselsky I.A. "آلیاژهای جدید برای دندان مصنوعی" // مسائل فعلی در دندانپزشکی ارتوپدی. م.، 1968.
7. Kopeikin V.N.، Efremova L.A.، Ilyashenko V.M. "استفاده از آلیاژهای جدید در کلینیک دندانپزشکی ارتوپدی" // مسائل فعلی در دندانپزشکی ارتوپدی، - M.، 1968.
8. Bolton W. "مواد ساختاری: فلزات، آلیاژها، پلیمرها، سرامیک ها، کامپوزیت ها." M.: انتشارات Dodeka-XXI، 2004.
9. Nurt R.V. ترجمه از انگلیسی ویرایش شده توسط پاخوموا G.N. "مبانی علم مواد دندانی." "KMK-Invest" 2004.
10. تیتان [منبع الکترونیکی]. حالت دسترسی: رایگان http://chem100.ru/text.php?t=1926 - سرپوش. از صفحه نمایش

تیتانیوم و تانتالیوم - فلزات "سازش" برای پزشکی
استفاده از محصولات فلزی مختلف در پزشکی از زمان های بسیار قدیم رواج داشته است. ترکیبی از اینها خواص مفیدفلزات و آلیاژهای آنها مانند استحکام، دوام، انعطاف پذیری، شکل پذیری، خاصیت ارتجاعی، جایگزینی ندارند، به ویژه در ساخت سازه های ارتوپدی، ابزار پزشکی، دستگاه هایی برای بهبود سریع شکستگی ها. و در دهه‌های اخیر، به لطف کشف اثر "حافظه شکل" و معرفی نوآوری‌های دیگر، فلزات نیز به طور گسترده در جراحی عروق و مغز و اعصاب برای ساخت مواد بخیه، استنت‌های مش برای گشاد کردن رگ‌ها و شریان‌ها، اندو پروتزهای بزرگ مورد استفاده قرار گرفته‌اند. و در ایمپلنتولوژی چشم و دندان.

با این حال، همه فلزات برای استفاده در زمینه پزشکی مناسب نیستند و دلایل اصلی مخرب در اینجا حساسیت به خوردگی و واکنش با بافت های زنده است - عواملی که پیامدهای مخربی هم برای فلز و هم برای خود بدن دارند.

البته فلزات گروه طلا و پلاتین (پلاتین، ایریدیم، اوسمیم، پالادیوم، رودیوم و ...) از رقابت خارج می شوند. با این حال، امکان استفاده از فلزات گرانبها برای استفاده انبوه به دلیل هزینه بسیار زیاد آنها عملاً وجود ندارد و ترکیبی از خواص مفیدی که در شرایط خاص بالینی خاص مورد تقاضا هستند، همیشه در فلزات نجیب ذاتی نیست.

جایگاه قابل توجهی در این منطقه تا به امروز توسط فولادهای ضد زنگ که با مواد افزودنی خاصی آلیاژ شده اند تا ویژگی های مورد نیاز را به دست آورند. اما چنین مواد فلزی که صدها برابر ارزانتر از فلزات گرانبها هستند، به طور موثر در برابر خوردگی و سایر تأثیرات تهاجمی مقاومت نمی کنند، که به طور قابل توجهی امکان استفاده از آنها را برای تعدادی از نیازهای پزشکی محدود می کند. علاوه بر این، یک مانع برای پیوند محصولات فولادی ضد زنگ کاشته شده در داخل بدن، درگیری آنها با بافت های زنده است که باعث می شود ریسک بالارد شدن و سایر عوارض

نوعی سازش بین این دو قطب فلزاتی مانند تیتانیوم و تانتالیم است: قوی، چکش خوار، تقریباً در معرض خوردگی نیست، دارای درجه حرارت بالاذوب شدن و از همه مهمتر - از نظر بیولوژیکی کاملاً خنثی است ، به همین دلیل آنها توسط بدن به عنوان بافت خود درک می شوند و عملاً باعث رد نمی شوند. در مورد هزینه، برای تیتانیوم زیاد نیست، اگرچه به طور قابل توجهی از فولادهای ضد زنگ بیشتر است. تانتالیم که یک فلز نسبتا کمیاب است، بیش از ده برابر گران‌تر از تیتانیوم است، اما همچنان در مقایسه با آن بسیار ارزان‌تر است. فلزات گرانبها. اگرچه اکثر خواص عملیاتی اساسی مشابه هستند، اما در برخی از آنها هنوز نسبت به تیتانیوم پایین تر است، اگرچه در برخی از آن برتر است، که در واقع ارتباط برنامه را تعیین می کند.

به همین دلایل است که تیتانیوم و تانتالیوم، که اغلب به عنوان فلزات پزشکی شناخته می شوند، و همچنین تعدادی از آلیاژهای آنها، در بسیاری از زمینه های پزشکی رایج شده اند. در تعدادی از خصوصیات متفاوت و در نتیجه مکمل یکدیگر، آشکار می شوند پزشکی مدرنچشم اندازهای واقعاً عظیم

در زیر با جزئیات بیشتری در مورد ویژگی های منحصر به فرد تیتانیوم و تانتالیم، زمینه های اصلی استفاده از آنها در پزشکی و استفاده از اشکال مختلف تولید این فلزات برای ساخت ابزار، تجهیزات ارتوپدی و جراحی صحبت خواهیم کرد.

تیتانیوم و تانتالیوم - تعریف، خواص فعلی

تیتانیوم برای پزشکی

تیتانیوم (Ti)، یک فلز سبک با رنگ نقره ای که شبیه فولاد است، یکی از عناصر شیمیاییجدول تناوبی در گروه چهارم قرار می گیرد دوره چهارم، عدد اتمی 22 (شکل 1).

شکل 1. قطعه تیتانیوم.

جرم اتمی آن 47.88 با چگالی مخصوص 4.52 g/cm3 است. نقطه ذوب - 1669 درجه سانتیگراد، نقطه جوش -3263 درجه سانتیگراد. در گریدهای صنعتی با پایداری بالا چهار ظرفیتی است. با شکل پذیری و چکش خواری خوب مشخص می شود.

تیتانیوم که هم سبک وزن است و هم از استحکام مکانیکی بالا، دو برابر آهن و شش برابر آل، دارای ضریب انبساط حرارتی پایینی است که امکان استفاده از آن را در محدوده دمایی وسیعی فراهم می‌کند.

تیتانیوم با هدایت حرارتی کم، چهار برابر کمتر از آهن و بیشتر از یک مرتبه قدر کمتر از آلومینیوم مشخص می شود. ضریب انبساط حرارتی در 20 درجه سانتیگراد نسبتاً کم است، اما با گرمایش بیشتر افزایش می یابد.

این ماده همچنین با مقاومت الکتریکی بسیار بالا متمایز می شود که بسته به وجود عناصر خارجی، می تواند در محدوده 42·11 -8 ...80·11 -6 اهم سانتی متر متغیر باشد.

تیتانیوم یک فلز پارامغناطیس است که رسانایی الکتریکی کمی دارد. و اگرچه در فلزات پارامغناطیس، به عنوان یک قاعده، با گرم شدن، حساسیت مغناطیسی کاهش می یابد، تیتانیوم از این نظر می تواند به عنوان یک استثنا طبقه بندی شود، زیرا برعکس، حساسیت مغناطیسی آن با افزایش دما افزایش می یابد.

با توجه به مجموع خواص فوق، تیتانیوم به عنوان یک ماده اولیه برای رشته های مختلف پزشکی عملی و ساخت ابزار پزشکی کاملاً ضروری است. و با این حال، با ارزش ترین کیفیت تیتانیوم برای استفاده برای این منظور، بالاترین مقاومت آن در برابر خوردگی و در نتیجه ضد حساسیت است.

تیتانیوم مقاومت در برابر خوردگی خود را مدیون این واقعیت است که در دمای 530-560 درجه سانتیگراد سطح فلز با قوی ترین لایه محافظ طبیعی اکسید TiO 2 پوشیده شده است که با توجه به محیط های شیمیایی و بیولوژیکی تهاجمی کاملاً خنثی است. از نظر مقاومت در برابر خوردگی، تیتانیوم با فلزات پلاتین و پلاتین قابل مقایسه است و حتی از این فلزات نجیب نیز پیشی می گیرد. به ویژه، در برابر محیط های اسیدی بسیار مقاوم است، حتی در چنین "کوکتل" تهاجمی مانند aqua regia حل نمی شود. توجه به این نکته کافی است که شدت تخریب خورنده تیتانیوم در آب دریا که ترکیب شیمیایی آن از بسیاری جهات شبیه به لنف انسان است، در طول یک هزاره از 0.00003 میلی متر در سال یا 0.03 میلی متر تجاوز نمی کند!

به دلیل بی‌اثر بودن بیولوژیکی ساختارهای تیتانیوم برای بدن انسان، هنگام کاشت، رد نمی‌شوند و واکنش‌های آلرژیک ایجاد نمی‌کنند و به سرعت با بافت‌های اسکلتی عضلانی پوشیده می‌شوند، ساختاری که در طول زندگی بعدی ثابت می‌ماند.

مزیت قابل توجه تیتانیوم مقرون به صرفه بودن آن است که امکان استفاده انبوه را فراهم می کند.

گریدهای تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم
محبوب ترین درجات پزشکی تیتانیوم از نظر فنی خالص VT1-0، VT1-00، VT1-00sv هستند. آنها تقریباً هیچ ناخالصی ندارند، مقدار آن به قدری ناچیز است که در محدوده صفر خطا در نوسان است. بنابراین، گرید VT1-0 حاوی حدود 99.35-99.75٪ فلز خالص است و گرید VT1-00 و VT1-00sv به ترتیب شامل 99.62-99.92٪ و 99.41-99.93٪ است.

امروزه طیف گسترده ای از آلیاژهای تیتانیوم در پزشکی استفاده می شود که از نظر ترکیب شیمیایی و پارامترهای مکانیکی متفاوت است. Ta، Al، V، Mo، Mg، Cr، Si، Sn اغلب به عنوان افزودنی های آلیاژی استفاده می شوند. موثرترین تثبیت کننده ها شامل فلزات Zr، طلا و پلاتین هستند. هنگامی که تا 12 درصد Zr به تیتانیوم وارد می شود، مقاومت در برابر خوردگی آن به نسبت بزرگی افزایش می یابد. بیشترین اثر را می توان با افزودن مقدار کمی پلاتین و پلاتینوئیدهای Pd, Rh, Ru به تیتانیوم به دست آورد. ورود تنها 0.25٪ از این عناصر به Ti این امکان را فراهم می کند که فعالیت برهمکنش آن با جوشاندن H 2 SO 4 و HCl غلیظ را با ده ها مرتبه قدر کاهش دهد.

آلیاژ Ti-6Al-4V در ایمپلنتولوژی، ارتوپدی و جراحی رایج شده است و به طور قابل توجهی در پارامترهای عملکردی نسبت به "رقبا" مبتنی بر کبالت و فولادهای ضد زنگ برتری دارد. به طور خاص، مدول الاستیک آلیاژهای تیتانیوم دو برابر کمتر است. برای کاربردهای پزشکی (ایمپلنت برای استئوسنتز، اندو پروتز مفصلی، و غیره) این یک مزیت بزرگ است، زیرا سازگاری مکانیکی بالاتر ایمپلنت با ساختارهای استخوانی متراکم بدن را تضمین می کند، که در آن مدول الاستیک 5¸20 GPa است. آلیاژهای تیتانیوم-نیوبیوم، که توسعه و اجرای آنها به ویژه مرتبط است، با شاخص های حتی پایین تر در این زمینه مشخص می شود (تا 40 گیگا پاسکال و کمتر). با این حال، پیشرفت هنوز متوقف نشده است و امروزه Ti-6Al-4V سنتی با آلیاژهای پزشکی جدید Ti-6Al-7Nb، Ti-13Nb-13Zr و Ti-12Mo-6Zr جایگزین شده است که حاوی آلومینیوم و وانادیم نیستند. عناصری که اگرچه جزئی هستند، اما همچنان سمی بر بافت زنده هستند.

اخیراً، ایمپلنت‌های سازگار با بیومکانیکی، که مواد آن نیکلید تیتانیوم TiNi است، به طور فزاینده‌ای برای نیازهای پزشکی مورد تقاضا قرار گرفته‌اند. دلیل محبوبیت روزافزون این آلیاژ به اصطلاح ذاتی آن است. اثر حافظه شکل (SME). ماهیت آن در این واقعیت نهفته است که یک نمونه کنترل که در دماهای پایین تغییر شکل می‌دهد، می‌تواند دائماً شکل جدید خود را حفظ کند و پس از گرم شدن بعدی، پیکربندی اولیه خود را بازیابی کند، در حالی که فوق الاستیسیته را نشان می‌دهد. ساختارهای نیکلید-تیتانیوم، به ویژه در درمان آسیب های ستون فقرات و دیستروفی سیستم اسکلتی عضلانی ضروری هستند.

تانتالیوم برای دارو

تعریف و ویژگی های مفید
تانتالم (Ta, lat. Tantalum) یک فلز نسوز و سنگین با رنگ سرب مایل به آبی نقره ای است که به دلیل پوشش پنتوکسید Ta 2 O 5 آن است. این یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که در یک زیر گروه ثانویه از گروه پنجم دوره ششم، عدد اتمی 73 قرار دارد (شکل 2).

شکل 2. بلورهای تانتالیوم.

تانتالیوم دارای جرم اتمی 180.94 با چگالی ویژه بالای 16.65 g/cm 3 در 20 درجه سانتی گراد است (برای مقایسه: چگالی ویژه Fe 7.87 g/cm3، Pv 11.34 g/cm3 است). نقطه ذوب - 3017 درجه سانتیگراد (فقط W و Re نسوزتر هستند). 1669 درجه سانتیگراد، نقطه جوش - 5458 درجه سانتیگراد. تانتالوم با خاصیت پارامغناطیس مشخص می شود: حساسیت مغناطیسی خاص آن در دمای اتاق 0.849·10 -6 است.

این ماده ساختاری، با ترکیب سطوح بالایی از سختی و پلاستیسیته، در شکل خالص خود به خوبی برای پردازش مکانیکی به هر وسیله ای (مهرزنی، نورد، آهنگری، کشیدن، پیچاندن، برش و غیره) مناسب است. در دماهای پایین بدون سخت شدن قوی، تحت تأثیر تغییر شکل (سطح فشرده سازی 98.8٪) و بدون نیاز به پیش پخت پردازش می شود. تانتالیوم حتی اگر تا 198- درجه سانتیگراد منجمد شود انعطاف پذیری خود را از دست نمی دهد.

مدول الاستیسیته تانتالیوم 190 H/m2 یا 190·102 kgf/mm2 در دمای 25 درجه سانتیگراد است که به همین دلیل به راحتی به سیم تبدیل می شود. ما همچنین نازک ترین ورق تانتالیوم (ضخامت تقریبی 0.039 میلی متر) و سایر محصولات نیمه تمام ساختاری را تولید می کنیم.

نوعی "دوقلو" Ta Nb است که با بسیاری از خواص مشابه مشخص می شود.

تانتالوم با مقاومت استثنایی در برابر محیط های تهاجمی متمایز می شود. این یکی از با ارزش ترین خواص آن برای استفاده در بسیاری از صنایع از جمله پزشکی است. در برابر اسیدهای تهاجمی غیر آلی مانند HNO 3، H 2 SO 4، HCl، H 3 PO 4 و همچنین اسیدهای آلی با هر غلظتی مقاوم است. در این پارامتر، فقط فلزات نجیب از آن پیشی گرفته اند و حتی در همه موارد نه. بنابراین، Ta، بر خلاف طلا، پلاتین و بسیاری از فلزات گرانبها دیگر، حتی HNO 3 +3HCl را نادیده می گیرد. تانتالوم در برابر قلیاها کمی مقاومت کمتری دارد.

مقاومت خوردگی بالای Ta در رابطه با اکسیژن اتمسفر نیز خود را نشان می دهد. فرآیند اکسیداسیون تنها در دمای 285 درجه سانتیگراد آغاز می شود: یک لایه محافظ سطحی از پنتوکسید تانتالیوم Ta 2 O 5 بر روی فلز تشکیل می شود. وجود لایه ای از این، تنها پایدار از تمام اکسیدهای Ta است که باعث می شود فلز در برابر واکنشگرهای تهاجمی مصون بماند. از این رو، چنین ویژگی بسیار ارزشمند تانتالیوم برای پزشکی، زیست سازگاری بالا با بدن انسان است، که ساختارهای تانتالیوم کاشته شده در آن را به عنوان بافت خود، بدون رد، درک می کند. بر اساس این با ارزش ترین کیفیت استفاده پزشکیکه در زمینه هایی مانند جراحی ترمیمی، ارتوپدی، ایمپلنتولوژی.

تانتالم یکی از فلزات کمیاب است: ذخایر آن در پوسته زمین تقریباً 0.0002٪ است. این امر باعث هزینه بالای این ماده ساختاری می شود. به همین دلیل است که استفاده از تانتالیوم به شکل لایه‌های نازک پوشش‌های ضد خوردگی محافظ اعمال شده روی فلز پایه، که به هر حال، سختی سه تا چهار برابر بیشتر از تانتالیوم آنیل شده خالص دارد، بسیار گسترده است.

حتی بیشتر اوقات، تانتالیوم به شکل آلیاژها به عنوان یک افزودنی آلیاژی در فلزات ارزان‌تر استفاده می‌شود تا ترکیبات حاصل را با مجموعه‌ای از خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی لازم القا کند. فولاد، تیتانیوم و سایر آلیاژهای فلزی با افزودن تانتالیوم به طور گسترده در ساخت ابزارهای شیمیایی و پزشکی مورد تقاضا هستند. از این میان، به ویژه ساخت کویل، دستگاه تقطیر، دستگاه هواده، تجهیزات اشعه ایکس، دستگاه های کنترل و غیره را انجام می دهند. در پزشکی نیز از تانتالیوم و ترکیبات آن برای ساخت تجهیزات اتاق عمل استفاده می شود.

قابل توجه است که در تعدادی از زمینه ها تانتالیوم با قیمتی کمتر اما دارای ویژگی های عملکردی کافی می تواند با موفقیت جایگزین فلزات گرانبهای گروه پلاتین-ایریدیم شود.

درجات تانتالیوم و آلیاژهای آن
گریدهای اصلی تیتانیوم بدون آلیاژ با محتوای ناخالصی در خطای آماری عبارتند از:

• HDTV: Ta - 99.9٪، (Nb) - 0.2٪. سایر ناخالصی ها مانند (Ti)، (Al)، (Co)، (Ni) در هزارم و ده هزارم درصد قرار دارند.
• HDTV 1: ترکیب شیمیایی گرید مشخص شده از 99.9% Ta تشکیل شده است. نیوبیوم (Nb)، که همیشه در تانتالیوم صنعتی وجود دارد، تنها 0.03 درصد است.
• TC: بله – 99.8%. ناخالصی ها (بیشتر از %): Nb - 0.1٪، Fe - 0.005٪، Ti، H - 0.001٪ هر کدام، Si - 0.003٪، W+Mo، O - 0.015٪، Co - 0.0001٪، Ca - 0.002٪. ، Na، Mg، منگنز - هر کدام 0.0003٪، Ni، Zr، Sn - هر کدام 0.0005٪، Al - 0.0008٪، مس، کروم - 0.0006٪، C، N - هر 0.01٪.
• T: Ta - 99.37٪، Nb - 0.5٪، W - 0.05٪، Mo - 0.03٪، (Fe) - 0.03٪؛ (Ti) - 0.01٪، (Si) - 0.005٪.

مقادیر بالای سختی Ta امکان تولید آلیاژهای سخت ساختاری بر اساس آن را فراهم می کند، به عنوان مثال Ta with W (TV). جایگزینی آلیاژ TiC با آنالوگ تانتالیوم TaC به طور قابل توجهی ویژگی های مکانیکی مواد ساختاری را بهینه می کند و امکانات کاربرد آن را افزایش می دهد.

ارتباط استفاده از Ta برای اهداف پزشکی
تقریباً 5 درصد از تانتالیوم تولید شده در جهان صرف نیازهای پزشکی می شود. با وجود این، اهمیت استفاده از آن در این صنعت را نمی توان دست بالا گرفت.

همانطور که قبلاً اشاره شد، تانتالیوم یکی از بهترین مواد بیواینرت فلزی است که به دلیل لایه نازک، اما بسیار قوی و مقاوم در برابر مواد شیمیایی از پنتوکسید Ta 2 O 5 است که خود روی سطح آن تشکیل می شود. با توجه به نرخ بالای چسبندگی که باعث تسهیل و تسریع فرآیند ادغام ایمپلنت با بافت زنده می شود، درصد رد ایمپلنت های تانتالیوم پایین و عدم وجود واکنش های التهابی وجود دارد.

محصولات نیمه تمام تانتالیوم مانند ورقه‌ها، میله‌ها، سیم‌ها و اشکال دیگر برای ساخت سازه‌هایی استفاده می‌شوند که در پلاستیک، قلب، مغز و اعصاب و جراحی استخوان برای بخیه زدن، جوش دادن قطعات استخوان، استنت گذاری و برش عروق مورد تقاضا هستند (شکل 3). .

شکل 3. ساختار بستن تانتالیوم در مفصل شانه.

استفاده از صفحه نازک تانتالیوم و ساختارهای مشبک در جراحی فک و صورت و برای درمان آسیب های مغزی تروماتیک انجام می شود. الیاف نخ تانتالیوم جایگزین بافت ماهیچه ای و تاندون می شود. استفاده از تانتالیوم جراحان از فیبر تانتالیوم در حین عمل های شکمی، به ویژه برای تقویت دیواره های حفره شکم استفاده می کنند. مش های تانتالیوم در زمینه پروتزهای چشمی ضروری هستند. از بهترین نخ های تانتالیوم حتی برای بازسازی تنه های عصبی استفاده می شود.

و البته Ta و ترکیبات آن به همراه Ti در ارتوپدی و ایمپلنتولوژی برای ساخت پروتزهای مفصلی و پروتزهای دندانی کاربرد فراوانی دارند.

از آغاز هزاره جدید، رشته نوآورانه پزشکی به طور فزاینده ای محبوب شده است، بر اساس اصل استفاده از میدان های الکتریکی ساکن برای فعال سازی بدن انسانفرآیندهای زیستی مورد نظر وجود خواص الکتریکی بالای پوشش پنتوکسید تانتالیوم Ta 2 O 5 از نظر علمی ثابت شده است. فیلم های الکترت اکسید تیتانیوم در حال حاضر در جراحی عروق، اندو پروتز و ایجاد ابزار و وسایل پزشکی رایج شده اند.

کاربرد عملی تیتانیوم و تانتالیوم در شاخه های خاص پزشکی

تروماتولوژی: ساختارهایی برای بهبود شکستگی

در حال حاضر برای تسریع در بهبود شکستگی ها، از چنین روش هایی به طور فزاینده ای استفاده می شود. فناوری نوآورانهمانند استئوسنتز فلزات. به منظور اطمینان از موقعیت پایدار قطعات استخوانی، از ساختارهای ثابت کننده مختلف، چه خارجی و چه داخلی، در بدن کاشته می شود. با این حال، محصولات فولادی که قبلاً استفاده شده بودند، به دلیل حساسیت به خوردگی تحت تأثیر محیط تهاجمی بدنه و پدیده گالوانیزه شدن، راندمان پایینی از خود نشان می دهند. نتیجه هم تخریب سریع خود فیکساتورها و هم یک واکنش رد است که باعث ایجاد فرآیندهای التهابی در پس زمینه درد شدید به دلیل تعامل فعال یون های Fe با محیط فیزیولوژیکی بافت های اسکلتی عضلانی در میدان الکتریکی بدن می شود.

برای جلوگیری عواقب نامطلوباجازه تولید ایمپلنت های فیکساتور تیتانیوم و تانتالیوم را می دهد که با بافت های زنده سازگاری زیستی دارند (شکل 4).

شکل 4. ساختارهای تیتانیوم و تانتالیوم برای استئوسنتز.

چنین طرح هایی از پیکربندی های ساده و پیچیده را می توان برای اجرای طولانی مدت یا حتی دائمی در بدن انسان استفاده کرد. این امر به ویژه برای بیماران مسن اهمیت دارد زیرا نیاز به جراحی برای برداشتن لنگر را از بین می برد.

اندو پروتز

مکانیسم های مصنوعی کاشته شد به صورت جراحیبه بافت استخوانی آندوپروتز گفته می شود. رایج ترین آن ها آندوپروتزی مفاصل - مفصل ران، شانه، آرنج، زانو، مچ پا و غیره است. فرآیند جایگزینی اندو پروتز همیشه یک عمل پیچیده است، زمانی که بخشی از مفصل که تحت ترمیم طبیعی نیست برداشته شود و سپس با ایمپلنت اندو پروتز جایگزین شود.

تعدادی الزامات جدی بر اجزای فلزی پروتزهای داخلی تحمیل شده است. آنها باید به طور همزمان دارای خواص سفتی، استحکام، خاصیت ارتجاعی، توانایی ایجاد ساختار سطحی لازم، مقاومت در برابر اثرات خورنده از بدن، از بین بردن خطر رد شدن و سایر ویژگی های مفید باشند.

از فلزات بیوانرت مختلف می توان برای ساخت پروتزهای داخلی استفاده کرد. جایگاه پیشرو در میان آنها توسط تیتانیوم، تانتالیوم و آلیاژهای آنها اشغال شده است. این مواد بادوام، قوی و آسان برای پردازش، یکپارچگی استخوانی موثری را فراهم می کنند (آنها توسط بافت استخوانی به عنوان بافت های طبیعی بدن درک می شوند و باعث نمی شوند. واکنش های منفی) و همجوشی سریع استخوان ها، تضمین کننده ثبات پروتز برای دوره های طولانی، تخمین زده شده در چند دهه است. در شکل شکل 5 استفاده از تیتانیوم را در آرتروپلاستی لگن نشان می دهد.

شکل 5. تعویض مفصل ران تیتانیوم.

در پروتزهای داخلی، به عنوان جایگزینی برای استفاده از ساختارهای تمام فلزی، روش اسپری پلاسما پوشش های زیست سازگار محافظ بر پایه اکسیدهای Ti و Ta بر روی سطح اجزای غیرفلزی پروتز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.

تیتانیوم خالص و آلیاژهای آن در زمینه اندو پروتز پیدا می کنند کاربرد گستردههم Ti خالص (به عنوان مثال CP-Ti با محتوای Ti 98.2-99.7٪) و آلیاژهای آن. رایج ترین آنها Ti-6AI-4V در است نرخ بالااستحکام، که با مقاومت در برابر خوردگی و بی اثری بیولوژیکی مشخص می شود. آلیاژ Ti-6A1-4V با استحکام مکانیکی بالا مشخص می شود و ویژگی های پیچشی- محوری بسیار نزدیک به استخوان است.

تا به امروز، تعدادی از آلیاژهای مدرن تیتانیوم ساخته شده است. بنابراین، ترکیب شیمیایی آلیاژهای Niobium Ti-5AI-2.5Fe و Ti-6AI-17 حاوی V سمی نیست، علاوه بر این، آنها با مدول الاستیک پایین مشخص می شوند. و آلیاژ Ti-Ta30 با وجود مدول انبساط حرارتی قابل مقایسه با فلز سرامیک مشخص می شود که پایداری آن را در طول تعامل طولانی مدت با اجزای فلزی-سرامیکی ایمپلنت تعیین می کند.

آلیاژهای تانتالیوم - زیرکونیوم. آلیاژهای Ta+Zr خواص مهمی را برای اندوپروتزها ترکیب می‌کنند، مانند زیست سازگاری با بافت‌های بدن بر اساس خوردگی و مقاومت گالوانیکی، سفتی سطح و ساختار ترابکولار (متخلخل). سطح فلزی. به لطف خاصیت ترابکولار است که تسریع قابل توجهی در روند ادغام استخوانی امکان پذیر است - رشد بافت استخوانی زنده روی سطح فلزی ایمپلنت.

پروتزهای الاستیک ساخته شده از مش سیم تیتانیوم. به دلیل انعطاف پذیری و سبکی بالا، جراحی های بازسازی مدرن و سایر صنایع پزشکی به طور فعال از اندو پروتزهای الاستیک نوآورانه در قالب بهترین مش سیم تیتانیوم - "تار عنکبوت" استفاده می کنند. مش الاستیک، قوی، الاستیک، بادوام و حفظ خواص بیواینرت، ماده ایده آلی برای اندو پروتزهای بافت نرم است (شکل 6).

شکل 6. اندو پروتز مش آلیاژ تیتانیوم برای پلاستیک های بافت نرم.

"وب" قبلاً با موفقیت در زمینه هایی مانند زنان، جراحی فک و صورت و تروماتولوژی آزمایش شده است. به گفته متخصصان، پروتزهای مش تیتانیوم از نظر پایداری با خطر عوارض جانبی تقریباً صفر برابری ندارند.

آلیاژهای پزشکی تیتانیوم نیکل با اثر حافظه شکل

امروزه در زمینه های مختلف پزشکی از آلیاژهای ساخته شده از نیکلید تیتانیوم به طور گسترده استفاده می شود که دارای اصطلاحا می باشد. با اثر حافظه شکل (SME). این ماده برای اندوپروتزی بافت لیگامانی-غضروفی سیستم اسکلتی عضلانی انسان استفاده می شود.

نیکلید تیتانیوم (اصطلاح بین المللی نیتینول) یک ترکیب بین فلزی TiNi است که از آلیاژ Ti و Ni به نسبت مساوی به دست می آید. مهمترین ویژگی آلیاژهای نیکلید-تیتانیوم خاصیت فوق الاستیسیته است که EFM بر اساس آن است.

ماهیت اثر این است که نمونه، هنگامی که در یک محدوده دمایی خاص خنک می شود، به راحتی تغییر شکل می دهد و تغییر شکل زمانی که دما به مقدار اولیه با ظهور خواص فوق الاستیک افزایش می یابد، خود اصلاح می شود. به عبارت دیگر، اگر صفحه ای از آلیاژ نیتینول در دمای پایین خم شود، در همان حالت شرایط دماییشکل جدید خود را به طور نامحدود حفظ خواهد کرد. با این حال، به محض افزایش دما به دمای اولیه، صفحه دوباره مانند فنر صاف می شود و شکل اولیه خود را به خود می گیرد.

نمونه های محصول اهداف پزشکیساخته شده از آلیاژ نیتینول در شکل های زیر نشان داده شده است. 7، 8، 9، 10.

شکل 7. مجموعه ای از ایمپلنت های ساخته شده از نیکلید تیتانیوم برای تروماتولوژی (به شکل منگنه، گیره، گیره و غیره).

شکل 8. مجموعه ای از ایمپلنت های نیکلید تیتانیوم برای جراحی (به شکل گیره، گشادکننده، ابزار جراحی).

شکل 9. نمونه هایی از مواد متخلخل و ایمپلنت های ساخته شده از نیکلید تیتانیوم برای مهره شناسی (به صورت پروتزهای داخلی، محصولات صفحه ای شکل و استوانه ای).

شکل 10. مواد و پروتزهای ساخته شده از نیکلید تیتانیوم برای جراحی فک و صورت و دندانپزشکی.

علاوه بر این، آلیاژهای نیکلید-تیتانیوم، مانند اکثر محصولات مبتنی بر تیتانیوم، به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و گالوانیکی بالا، بیواینرت هستند. بنابراین، این یک ماده ایده آل در رابطه با بدن انسان برای ساخت ایمپلنت های سازگار با بیومکانیکی (BCI) است.

کاربرد Ti و Ta برای ساخت استنت های عروقی

استنت ها (از استنت انگلیسی) - در پزشکی به آنها قاب های استوانه ای مشبک خاص و الاستیک، ساختارهای فلزی که در داخل عروق بزرگ (رگ ها و شریان ها) و همچنین سایر اندام های توخالی (مری، روده ها، مجاری صفراوی-ادراری و غیره قرار می گیرند) می گویند. در مناطق باریک پاتولوژیک به منظور گسترش آنها به پارامترهای مورد نیاز و بازیابی باز بودن.

رایج ترین کاربرد روش استنت گذاری در مناطقی مانند جراحی عروق و به ویژه آنژیوپلاستی عروق کرونر است (شکل 11).

شکل 11. نمونه هایی از استنت های عروقی تیتانیوم و تانتالیوم.

تا به امروز، بیش از پنج هزار استنت عروقی به صورت علمی توسعه یافته و در عمل واقعی معرفی شده است. انواع مختلفو طرح ها آنها در ترکیب آلیاژ اصلی، طول، پیکربندی سوراخ، نوع پوشش سطح و سایر پارامترهای عملیاتی متفاوت هستند.

الزامات استنت های عروقی برای اطمینان از عملکرد بی عیب و نقص آنها طراحی شده اند و بنابراین متنوع و بسیار بالا هستند.

این محصولات باید:

• زیست سازگار با بافت های بدن؛
• قابل انعطاف؛
• کشسان؛
• بادوام؛
• پرتوپاک و غیره

مواد اصلی مورد استفاده امروزه در ساخت استنت های فلزی ترکیبات هستند فلزات نجیبو همچنین Ta، Ti و آلیاژهای آن (VT6S، VT8، VT 14، VT23، نیتینول)، که به طور کامل با بافت‌های بدن ترکیب می‌شوند و مجموعه‌ای از سایر خواص فیزیکی و مکانیکی ضروری را ترکیب می‌کنند.

دوخت استخوان ها، رگ های خونی و رشته های عصبی

تنه های اعصاب محیطی آسیب دیده در نتیجه آسیب های مکانیکی مختلف یا عوارض بیماری های خاص نیاز به مداخله جراحی جدی برای ترمیم دارند. وضعیت با این واقعیت تشدید می شود که معمولا آسیب شناسی های مشابهدر پس زمینه آسیب مشاهده شده است ارگان های مرتبطمانند استخوان ها، رگ های خونی، ماهیچه ها، تاندون ها و غیره در این صورت یک برنامه درمانی جامع با استفاده از بخیه های خاص تدوین می شود. به عنوان ماده اولیه برای ساخت مواد بخیه - نخ ها، بست ها، بست ها و غیره. - تیتانیوم، تانتالیوم و آلیاژهای آنها به عنوان فلزاتی استفاده می شود که دارای زیست سازگاری شیمیایی و طیف وسیعی از خواص فیزیکی و مکانیکی لازم هستند.

شکل های زیر نمونه هایی از این عملیات را نشان می دهد.

شکل 12. بخیه زدن استخوان با گیره های تیتانیومی.

شکل 13. دوخت یک دسته از رشته های عصبی با استفاده از بهترین نخ های تانتالیوم.

شکل 14. آب بندی ظروف با استفاده از منگنه های تانتالیوم.

در حال حاضر، فناوری‌های پیشرفته‌تر و پیشرفته‌تری از استئوپلاستی عصبی و وازوپلاستی در حال توسعه هستند، با این حال، مواد تیتانیوم-تانتالومی که برای این کار استفاده می‌شوند همچنان کف دست را بیش از سایرین نگه می‌دارند.

جراحی پلاستیک

جراحی پلاستیکاز بین بردن عیوب اندام ها با جراحی به منظور بازسازی نسبت های آناتومیک ایده آل آنها نامیده می شود. اغلب، چنین بازسازی هایی با استفاده از محصولات فلزی مختلف کاشته شده در بافت ها به شکل صفحات، مش، فنر و غیره انجام می شود.

به ویژه در این زمینه نشان دهنده جمجمه است - عملی برای اصلاح بدشکلی جمجمه. بسته به اندیکاسیون ها در هر موقعیت بالینی خاص، کرانیوپلاستی را می توان با اعمال صفحات تیتانیوم سفت یا مش های تانتالیوم الاستیک در ناحیه جراحی انجام داد. در هر دو مورد، هم استفاده از فلزات خالص بدون افزودنی های آلیاژی و هم از آلیاژهای بیواینرت آنها مجاز است. نمونه هایی از کرانیوپلاستی با استفاده از صفحه تیتانیومو مش تانتالیوم در شکل های زیر نشان داده شده است.

شکل 15. کرانیوپلاستی با استفاده از صفحه تیتانیوم.

شکل 16. کرانیوپلاستی با استفاده از مش تانتالیوم.

از ساختارهای تیتانیوم تانتالیوم نیز می توان برای ترمیم زیبایی صورت، سینه، باسن و بسیاری از اندام های دیگر استفاده کرد.

جراحی مغز و اعصاب (کاربرد میکروکلیپس)

کلیپینگ (به انگلیسی clip clip) یک عمل جراحی مغز و اعصاب بر روی رگ‌های مغز است که هدف آن متوقف کردن خونریزی (به‌ویژه زمانی که آنوریسم پاره می‌شود) یا جلوگیری از گردش خون افراد مجروح است. کشتی های کوچک. ماهیت روش قیچی در این واقعیت نهفته است که گیره های فلزی مینیاتوری - گیره ها - بر روی مناطق آسیب دیده قرار می گیرند.

تقاضا برای روش برش، در درجه اول در زمینه جراحی مغز و اعصاب، با عدم امکان بستن عروق کوچک مغز با استفاده از روش های سنتی توضیح داده می شود.

با توجه به تنوع و ویژگی موقعیت های بالینی در حال ظهور، عمل جراحی مغز و اعصاب از طیف گسترده ای از گیره های عروقی استفاده می کند که در هدف خاص، روش تثبیت، اندازه و سایر پارامترهای عملکردی متفاوت است (شکل 17).

شکل 17. گیره برای جدا کردن آنوریسم های مغزی.

در عکس‌ها، گیره‌ها بزرگ به نظر می‌رسند، اما در واقعیت بزرگ‌تر از ناخن کودک نیستند و زیر میکروسکوپ نصب می‌شوند (شکل 18).

شکل 18. جراحی برای کلیپ آنوریسم مغزی.

برای ساخت گیره ها معمولاً از سیم مسطح ساخته شده از تیتانیوم خالص یا تانتالیم و در برخی موارد از نقره استفاده می شود. چنین محصولاتی در رابطه با ماده مغزی کاملاً بی اثر هستند، بدون ایجاد واکنش متقابل.

ارتوپدی دندان

تیتانیوم، تانتالیوم و آلیاژهای آنها کاربرد پزشکی گسترده ای در دندانپزشکی پیدا کرده اند، یعنی در زمینه پروتزهای دندانی.

حفره دهان یک محیط تهاجمی خاص است که بر مواد فلزی تأثیر منفی می گذارد. حتی فلزات گرانبهایی که به طور سنتی در پروتزهای دندانی استفاده می شوند، مانند طلا و پلاتین، حفره دهاننمی تواند به طور کامل در برابر خوردگی و پس زدن متعاقب آن مقاومت کند، به غیر از هزینه بالا و جرم زیاد، ایجاد ناراحتیدر بیماران از سوی دیگر، سازه های ارتوپدی سبک وزن ساخته شده از پلاستیک اکریلیک نیز به دلیل شکنندگی، در برابر انتقاد جدی مقاومت نمی کنند. یک انقلاب واقعی در دندانپزشکی، تولید تاج های فردی و همچنین پل ها و پروتزهای متحرک بر پایه تیتانیوم و تانتالیم بود. این فلزات به دلیل ذاتی بودنشان کیفیت های ارزشمندچگونه بی اثری بیولوژیکی و استحکام بالا با ارزانی نسبی با موفقیت با طلا و پلاتین رقابت می کند و در تعدادی از پارامترها حتی از آنها پیشی می گیرد.

به طور خاص، تاج های تیتانیوم مهر و موم شده و جامد بسیار محبوب هستند (شکل 19). و روکش های پلاسما ساخته شده از نیترید تیتانیوم TiN عملاً از نظر ظاهر و ویژگی های عملکردی از طلایی قابل تشخیص نیستند (شکل 19).

شکل 19. روکش تیتانیوم جامد و روکش با نیترید تیتانیوم.

در مورد پروتزها، آنها می توانند دائمی (پل مانند) باشند تا چندین مورد در نزدیکی را بازسازی کنند دندان های ایستادهیا قابل جابجایی، در صورت از بین رفتن کل دندان (فک کاملاً بی دندانی) استفاده می شود. رایج ترین پروتزها قلاب (از آلمانی der Bogen "arc") هستند.

پروتز قلاب با وجود یک قاب فلزی که قسمت پایه روی آن وصل شده است متمایز می شود (شکل 20).

شکل 20. پروتز گیره فک پایین.

امروزه قسمت گیره پروتز و گیره ها معمولاً از تیتانیوم پزشکی خالص با خلوص بالا درجه HDTV ساخته می شود.

یک انقلاب واقعی در دندانپزشکی، تکنولوژی روزافزون محبوب پروتزهای دندانی ایمپلنت بوده است. پروتز روی ایمپلنت مطمئن ترین راه برای چسباندن ساختارهای ارتوپدی است که در این حالت برای چندین دهه یا حتی یک عمر دوام می آورد.

ایمپلنت دندانی (دندانی) ساختاری دو قسمتی است که به عنوان تکیه گاه برای تاج ها و همچنین پل ها و پروتزهای متحرک عمل می کند که قسمت پایه آن (خود ایمپلنت) یک پین مخروطی شکل است که مستقیماً به فک پیچ می شود. استخوان یک اباتمنت روی سکوی بالایی ایمپلنت نصب می شود که برای ثابت کردن تاج یا پروتز عمل می کند (شکل 21).

شکل 21. ایمپلنت دندان Nobel Biocare ساخته شده از تیتانیوم خالص پزشکی درجه 4 (G4Ti).

اغلب برای ساخت قسمت پیچ ایمپلنت از تیتانیوم پزشکی خالص با پوشش سطحی تانتالیوم-نیوبیوم استفاده می شود که به فعال شدن فرآیند ادغام استخوانی - ادغام فلز با استخوان زنده و بافت های لثه کمک می کند.

با این حال، برخی از تولیدکنندگان ترجیح می دهند ایمپلنت های نه دو تکه، بلکه یک تکه تولید کنند که در آن قسمت پیچ و اباتمنت ساختاری یکپارچه دارند تا مجزا. در همان زمان، برای مثال، شرکت آلمانی Zimmer، ایمپلنت‌های جامد را از تانتالیوم متخلخل تولید می‌کند که در مقایسه با تیتانیوم، انعطاف‌پذیری بیشتری دارد و با خطر تقریباً صفر در بافت استخوانی جاسازی می‌شود (شکل 22).

شکل 22. ایمپلنت های دندانی تانتالیوم متخلخل جامد زیمر.

تانتالیوم، برخلاف تیتانیوم، فلز سنگین‌تری است، بنابراین ساختار متخلخل به طور قابل‌توجهی محصول را سبک‌تر می‌کند، بدون اینکه نیازی به پوشش خارجی اضافی از یک پوشش استخوانی ادغام‌کننده باشد.

نمونه هایی از پروتزهای ایمپلنت برای تک دندان ها (تاج) و با نصب پروتزهای متحرک روی ایمپلنت ها در شکل نشان داده شده است. 23.

شکل 23. نمونه هایی از استفاده از ایمپلنت تیتانیوم تانتالیوم در پروتزهای دندانی.

امروزه علاوه بر روش‌های موجود، روش‌های جدید پروتز روی ایمپلنت‌ها در حال توسعه است که کارایی بالایی در موقعیت‌های بالینی مختلف نشان می‌دهد.

ساخت ابزار پزشکی

امروز در جهان عمل بالینیصدها نوع ابزار مختلف جراحی و آندوسکوپی و تجهیزات پزشکی استفاده می شود که با استفاده از تیتانیوم و تانتالیم ساخته شده اند (GOST 19126-79 "ابزار فلزی پزشکی. شرایط فنی عمومی". ، باعث بی اثری بیولوژیکی می شود.

ابزار پزشکی تیتانیوم تقریباً دو برابر سبک‌تر از همتایان فولادی خود هستند، در حالی که راحت‌تر و بادوام‌تر هستند.

شکل 24. ابزار جراحی ساخته شده بر روی پایه تیتانیوم تانتالیوم.

صنایع پزشکی اصلی که در آن ابزارهای تیتانیوم تانتالیوم بیشترین تقاضا را دارند عبارتند از چشم پزشکی، دندانپزشکی، گوش و حلق و بینی و جراحی. طیف گسترده ای از ابزار شامل صدها نوع کاردک، گیره، جمع کننده، آینه، گیره، قیچی، فورسپس، چاقوی جراحی، استریل کننده، لوله، اسکنه، موچین و انواع بشقاب می باشد.

ویژگی های بیوشیمیایی و فیزیکی-مکانیکی ابزار تیتانیوم سبک وزن برای جراحی های میدانی نظامی و اعزام های مختلف از ارزش ویژه ای برخوردار است. در اینجا آنها کاملا غیر قابل تعویض هستند ، زیرا در شرایط شدید به معنای واقعی کلمه هر 5-10 گرم وزن اضافی بار قابل توجهی است و مقاومت در برابر خوردگی و حداکثر قابلیت اطمینان الزامی است.

تیتانیوم، تانتالیوم و آلیاژهای آنها به شکل محصولات یکپارچه یا پوشش های محافظ نازک به طور فعال در ساخت ابزار پزشکی استفاده می شود. آنها در ساخت دستگاه های تقطیر، پمپ های پمپاژ مواد تهاجمی، استریل کننده ها، اجزای تجهیزات بیهوشی-تنفسی، دستگاه های پیچیده برای تکثیر کار ارگان های حیاتی مانند "قلب مصنوعی"، "ریه مصنوعی"، "کلیه مصنوعی" استفاده می شوند. و غیره.

سرهای تیتانیومی دستگاه های اولتراسوند بیشترین عمر مفید را دارند، در حالی که آنالوگ های ساخته شده از مواد دیگر، حتی با قرار گرفتن نامنظم در معرض ارتعاشات اولتراسونیک، به سرعت غیرقابل استفاده می شوند.

علاوه بر موارد فوق، می توان به این نکته اشاره کرد که تیتانیوم، مانند تانتالیوم، بر خلاف بسیاری از فلزات دیگر، توانایی دفع ("دفع") تشعشعات ایزوتوپ های رادیواکتیو را دارد و بنابراین به طور فعال در تولید وسایل حفاظتی مختلف و رادیولوژیک استفاده می شود. تجهیزات.

نتیجه

توسعه و تولید محصولات پزشکی یکی از سریع ترین زمینه های پیشرفت علمی و فناوری است. با آغاز هزاره سوم، علم و فناوری پزشکی به یکی از نیروهای محرکه اصلی تمدن مدرن جهان تبدیل شد.

اهمیت فلزات در زندگی انسان به طور پیوسته در حال افزایش است. تغییرات انقلابی در پس زمینه توسعه فشرده علم مواد علمی و متالورژی عملی در حال وقوع است. و در دهه‌های اخیر، فلزات صنعتی مانند تیتانیوم و تانتالیم «بر روی سپر تاریخ» پرورش یافته‌اند که با دلایل خوب می‌توان آن‌ها را مواد ساختاری هزاره جدید نامید.

اهمیت تیتانیوم در درمان مدرن را نمی توان دست کم گرفت. علیرغم سابقه نسبتا کوتاه استفاده از آن در اهداف عملی، به یکی از مواد پیشرو در انواع صنایع پزشکی تبدیل شده است. تیتانیوم و آلیاژهای آن دارای مجموع تمام ویژگی‌های لازم برای این کار هستند: مقاومت در برابر خوردگی (و در نتیجه بی‌اثر بودن) و همچنین سبکی، استحکام، سختی، استحکام، دوام، خنثی بودن گالوانیکی و غیره.

تانتالیم از نظر اهمیت عملی کمتر از تیتانیوم نیست. علیرغم شباهت کلی اکثر خواص مفید، در برخی صفات پست تر و در برخی دیگر بر یکدیگر برتری دارند. به همین دلیل است که قضاوت عینی در مورد اولویت هر یک از این فلزات برای پزشکی دشوار است و به سختی معقول است: آنها به جای تضاد با یکدیگر، بیشتر مکمل یکدیگر هستند. توجه به این نکته کافی است که ساختارهای پزشکی مبتنی بر آلیاژهای تیتانیوم-تانتالوم، که تمام مزایای Ti و Ta را با هم ترکیب می‌کنند، اکنون به طور فعال در حال توسعه هستند و در حال استفاده واقعی هستند. و تصادفی نیست که در سال های اخیر، تلاش های موفقیت آمیز فزاینده ای برای ایجاد اندام های مصنوعی کامل ساخته شده از تیتانیوم، تانتالوم و ترکیبات آنها به طور مستقیم در بدن انسان انجام شده است. زمانی نزدیک می شود که مثلاً مفاهیم "قلب تیتانیومی" یا "اعصاب تانتالیومی" با اطمینان از مقوله شکل های گفتاری به سطحی کاملاً کاربردی منتقل شوند.