نمرات ترجیحی تیتانیوم در دندانپزشکی بی تفاوتی بیولوژیکی و مقاومت به 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 درجه BT-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، چارچوب پروتزهای تیتانیوم-سرامیکی، ایمپلنت های طرح های مختلف استفاده می شود. تیتانیوم VT-6 نیز برای کاشت استفاده می شود.

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

در ادبیات تخصصی خارجی دیدگاهی وجود دارد که بر اساس آن تیتانیوم و آلیاژهای آنجایگزینی برای طلا هستند. وقتی تیتانیوم در معرض هوا قرار می گیرد، یک لایه نازک و اکسید بی اثر را تشکیل می دهد. از دیگر مزایای آن می توان به رسانایی حرارتی کم و قابلیت اتصال با سیمان 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 توده های قالب گیری سنتی و اکسیژن واکنش می دهد). بنابراین باید در دستگاه های مخصوص در محیطی بدون اکسیژن ریخته گری و لحیم کاری شود. آلیاژهای تیتانیوم نیکل در حال توسعه هستند که می توانند با استفاده از روش سنتی ریخته گری شوند (چنین آلیاژی یون های نیکل بسیار کمی آزاد می کند و به خوبی با چینی پیوند می خورد). روش‌های جدید برای ایجاد پروتزهای ثابت (عمدتاً روکش‌ها و بریج‌ها) با استفاده از فناوری CAD/CAM (مدل‌سازی رایانه‌ای / فرز رایانه) بلافاصله تمام مشکلات ریخته‌گری را برطرف می‌کند. موفقیت های خاصی 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 به بافت های حفره دهان، که امکان واکنش آلرژیک به نیکل و کروم را که بخشی از پایه های فلزی سایر آلیاژها هستند کاملاً از بین می برد. - عدم وجود کامل اثرات سمی، عایق حرارتی و آلرژیک مشخصه پایه های پلاستیکی. - ضخامت و وزن کم با استحکام کافی پایه به دلیل استحکام ویژه بالای تیتانیوم. - دقت بالا در تولید مثل کوچکترین جزئیات برجسته تخت مصنوعی، غیرقابل دسترسی برای پایه های پلاستیکی و ریخته گری از فلزات دیگر. - تسکین قابل توجه در اعتیاد بیمار به 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 CCS 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 نگرفته است:

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 پروتزها استفاده می شود، بنابراین، صلاحیت دندانپزشکان ارتوپدی افزایش نمی یابد، اما در سطح دهه 50 باقی می ماند.

3) پروتزهای پوشش داده شده با 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 به دلیل رنگ آنها نیست، بلکه به دلیل ساخت و مقاومت بالا در برابر مایع دهان است.

4) مشاهدات بالینی نشان داده است 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 برخلاف تلاش برخی از متخصصین پا برای یافتن جایگزین آلیاژ طلا است.

6) دلایل ظهور پروپوزال - پوشاندن دندان مصنوعی ثابت با نیترید تیتانیوم - از یک طرف عقب ماندگی پایه مادی و فنی دندانپزشکی ارتوپدی و از طرف دیگر سطح ناکافی فرهنگ حرفه ای است. برخی از دندانپزشکان

به این می توان تعداد زیادی از واکنش های سمی - آلرژیک بدن بیمار را به پوشش نیترید تیتانیوم پروتزهای ثابت اضافه کرد.

مطالعات بنیادی و کاربردی متعدد بیان می‌کنند که تیتانیوم بهترین ماده برای ساخت ایمپلنت‌های دندانی است.

در روسیه برای تولید طرح های مختلف از گریدهای تیتانیوم خالص تجاری 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 تقسیم بندی می شود. به 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.

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

مزایای تیتانیوم خالص درجه 4 (СP4)

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

با توجه به مطالعه مقالات علمی، انتشارات روش شناختی و ارائه شرکت های خارجی، استانداردهای ASTM، ISO، GOST، جداول مقایسه ای از خواص و ترکیب تیتانیوم با گریدهای مختلف وجود دارد.

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 مردم از تیتانیوم خالص صحبت می کنند، منظورشان یکی از چهار درجه تیتانیوم است که برای ورود به بافت های بدن مطابق با استانداردهای بین المللی تایید شده است. 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. تیتانیوم کلاس 4 بهترین عملکرد را در این زمینه دارد.
با توجه به ترکیب شیمیایی آن می توان به افزایش محتوای اکسیژن و آهن در تیتانیوم این درجه اشاره کرد. 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 های بدن کاشته می شود منجر به تشکیل یک پیوند می شود. بافت اطراف ایمپلنت - لایه بافتی که نشانه ای از ناتوانی زیستی کافی فلز است. علاوه بر این، طبق همین داده ها، آهن از رشد کشت ارگانیک جلوگیری می کند. با این حال، همانطور که در بالا ذکر شد، داده های فوق به کاشت فلزات "خالص" اشاره دارد.

در این مورد، این سوال مهم است: آیا امکان خروج یون های آهن از طریق لایه اکسید تیتانیوم به بافت های اطراف وجود دارد و در صورت امکان، با چه سرعت و چه نوع متابولیسم بعدی؟ ما اطلاعاتی در مورد این موضوع در ادبیات موجود پیدا نکردیم.

هنگام مقایسه استانداردهای خارجی و داخلی، می توان به این نکته اشاره کرد که آلیاژهای تیتانیوم VT 1-0 و VT 1-00 مجاز برای استفاده بالینی در کشور ما عملاً با گریدهای تیتانیوم خالص درجه 1 و 2 مطابقت دارند. محتوای کاهش یافته اکسیژن و آهن در این گریدها منجر به کاهش خواص مقاومتی آنها می شود که نمی توان آن را مطلوب دانست. اگرچه تیتانیوم گرید VT 1-00 دارای حد بالایی از استحکام کششی مطابق با درجه 4 است، استحکام تسلیم آلیاژ خانگی تقریباً دو برابر کمتر است. علاوه بر این، آلومینیوم ممکن است در ترکیب آن 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 تعدادی از پاراگراف ها به استانداردهای آمریکایی اشاره می کنند. علاوه بر این، هیئت ایالات متحده با تصویب استاندارد ISO برای تیتانیوم مورد استفاده در جراحی مخالفت کرد.

بنابراین، می توان استدلال کرد که:
بهترین ماده برای ساخت ایمپلنت های دندانی امروزه تیتانیوم درجه 4 "خالص" طبق استاندارد ASTM 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 در نظر گرفت، زیرا حتی در صورت انتشار احتمالی یون های آهن در بافت های اطراف، تأثیر آنها بر بافت ها سمی نیست، مانند وانادیوم.
• تیتانیوم کلاس 4 دارای خواص استحکام بهتری در مقایسه با سایر مواد گروه تیتانیوم خالص است.

آلیاژهای کروم کبالت

آلیاژهای کبالت کروم درجه KHS

کبالت 66-67 درصد که به آلیاژ سختی می دهد و در نتیجه خواص مکانیکی آلیاژ را بهبود می بخشد.

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

نیکل 3-5٪، که باعث افزایش انعطاف پذیری، چقرمگی، چکش خواری آلیاژ می شود و در نتیجه خواص تکنولوژیکی آلیاژ را بهبود می بخشد.

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، کیفیت ریخته گری را افزایش می دهد، نقطه ذوب را کاهش می دهد، 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٪، بهبود کیفیت ریخته گری، افزایش سیالیت آلیاژ.

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

نیتروژن 0.1٪ که نقطه ذوب را کاهش می دهد، 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٪

ویژگی ها: CCS دارای خواص فیزیکی و مکانیکی بالا، چگالی نسبتا کم و سیالیت عالی است که امکان ریخته گری محصولات دندانی روباز با استحکام بالا را فراهم می کند. 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 قوی تر را فراهم می کند. آنها همچنین در برابر سایش مقاومت بیشتری دارند و درخشش آینه ای سطح را که با پرداخت پولیش ایجاد می شود، برای مدت طولانی تری حفظ می کنند. 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 قلابی ریخته گری، فریم های دندان مصنوعی فلزی-سرامیکی، پروتزهای متحرک با پایه های ریخته گری، دستگاه های اسپلینتینگ، ریخته گری استفاده می شود. گیره ها

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:

Bygodents - آلیاژهای برای پروتزهای متحرک ریخته گری.

KX-Dents - آلیاژهای پروتزهای سرامیکی و فلزی.

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

دندان‌ها آلیاژهای آهن، نیکل و کروم برای دندان‌های مصنوعی هستند.

1. Bygodents. 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 قلاب ریخته گری، گیره ها، دستگاه های آتل استفاده می شود.

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

Bygodent CCN vac (معمولی) - حاوی 65٪ کبالت، 28٪ کروم، 5٪ مولیبدن، و همچنین محتوای کربن بالا و فاقد نیکل است.

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

واکس Byugodent CCC (مس)- اساس 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 مکانیکی پروتزها از آن را تسهیل می کند.

Bygodent CCL vac (مایع)- علاوه بر کبالت - 65٪، کروم - 28٪ و مولیبدن - 5٪، بور و سیلیکون به ترکیب آلیاژ وارد می شود. این آلیاژ دارای سیالیت عالی و خواص متعادل است.

2. KH-Dents

کاربردها: برای ساخت چارچوب های فلزی ریخته گری با روکش های چینی استفاده می شود. لایه اکسیدی تشکیل 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 فاقد کربن و نیکل است. این به طور قابل توجهی ویژگی های پلاستیکی آن را بهبود می بخشد و سختی را کاهش می دهد.

واکس KX-Dent CB (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 بر پایه نیکل کروم

کاربرد: برای روکش های فلزی-سرامیکی با کیفیت بالا و پل های کوچک، سختی و استحکام بالایی دارند. چارچوب پروتزها به راحتی آسیاب و صیقلی می شوند.

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

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

HX-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. فرورفتگی

خواص: آلیاژهای نوع دنتان برای جایگزینی فولادهای ضد زنگ ریختگی طراحی شده اند. آنها به دلیل داشتن تقریباً 3 برابر نیکل و 5٪ کروم بیشتر، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خوردگی بسیار بالاتری دارند. آلیاژها خواص ریخته گری خوبی دارند - انقباض کم و سیالیت خوب. در ماشینکاری بسیار چکش خوار.

کاربردها: برای ساخت تاج های تک ریخته گری، روکش های ریخته گری با روکش 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 بالا و مقاومت در برابر خوردگی، 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 ترکیب آلیاژ اضافه شد، که در مقایسه با همان سطح ماشینکاری، سیالیت و سایر خواص تکنولوژیکی، استحکام آن را در مقایسه با آلیاژهای قبلی افزایش داد.

برای برخی از آلیاژهای نیکل کروم، حضور یک فیلم اکسید می تواند منفی باشد، زیرا در دمای پخت بالا، اکسیدهای نیکل و کروم در چینی حل می شوند و آن را رنگ می کنند. افزایش در مقدار اکسید کروم در چینی منجر به کاهش ضریب انبساط حرارتی آن می شود که ممکن است باعث کنده 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 دارای بی اثری مطلق نسبت به بافت های حفره دهان، عدم وجود اثرات سمی، عایق حرارتی و آلرژیک، ضخامت و وزن کم با سفتی کافی پایه به دلیل استحکام ویژه بالای تیتانیوم، دقت بالا در تولید مثل هستند. از کوچکترین جزئیات نقش برجسته 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 - بازیگران -برای ساخت تاج های ریخته گری، پل ها، قاب های پروتزهای آتل قلاب، پایه های فلزی ریخته گری استفاده می شود.

مقدمه

امروزه دندانپزشکی ثابت نیست. تقریبا هر ماه در مورد روش 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 طرز درخشانی 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، در ایمپلنتولوژی، در ارتودنسی و غیره استفاده می شود.

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

از نظر 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، فوراً تعدادی مزیت به ذهن می رسد که در ترکیب آن منحصر به فرد است. بی تفاوتی بیولوژیکی، فقدان خواص مغناطیسی، وزن مخصوص کم، استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی در بسیاری از محیط های 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.

در این پروژه فارغ التحصیلی، تمام جنبه های این مطالب انقلابی آشکار خواهد شد. در منشور 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 رخ می دهد و موارد دیگر با دقت مورد توجه قرار خواهد گرفت. به آخرین پیشرفت های علم و فناوری توجه خواهد شد. آلیاژهای تیتانیوم که از دیرباز وجود داشته اند و به طور گسترده در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرند و همچنین آخرین پیشرفت ها در این زمینه به تفصیل مورد تجزیه و تحلیل قرار خواهد گرفت. و البته روش های فرآوری مانند آسیاب، آسیاب آلیاژهای تیتانیوم و ... را نمی توان نادیده گرفت.

ارتباط تحقیق

انتخاب ماده برای پروتز یکی از مراحل مهم در برنامه ریزی پروتز است، زیرا خواص آینده پروتز به مواد بستگی دارد. در حال حاضر، آن را به دنبال ترکیب دو ویژگی کلیدی و مهم مواد دندانی به طور همزمان - بیوانرتنس و زیبایی. یکی از مواد با کیفیت اول تیتانیوم است. استفاده از تیتانیوم در ترکیب با روکش با توده های سرامیکی حل مشکل دوم را ممکن می سازد. بنابراین، هر دو مشکل حل می‌شوند - بیوانرتی و زیبایی‌شناسی. اما در ادبیات مدرن و حتی هنگام تحصیل در موسسات آموزشی، تفاوت های ظریف کار با تیتانیوم ضعیف پوشش داده شده است. بنابراین، با مطالعه دقیق متون مربوط به تیتانیوم، لازم است آن را خلاصه، نظام مند و در این پروژه خلاصه کنیم تا مطالعه این موضوع توسط تکنسین های دندانپزشکی در آینده تسهیل شود.

موضوع مطالعه

تیتانیوم برای ساخت پروتزهای دندانی

موضوع مطالعه

فناوری پردازش تیتانیوم

هدف از مطالعه

بررسی تکنولوژی ساخت پروتزهای تیتانیوم در دندانپزشکی

اهداف پژوهش

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

فرضیه

مطالعه این ماده به ما امکان می دهد جنبه های مثبت و منفی فناوری های مختلف پردازش تیتانیوم را مشخص کنیم و بهترین آنها را شناسایی کنیم که در آینده می تواند به عنوان بهبود کیفیت پروتز عمل کند.

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 شماره 22 (Ti) است. از نظر خارجی، تیتانیوم شبیه فولاد است (شکل 1).

عکس. 1.ایمپلنت و اباتمنت تیتانیومی.

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

آلیاژهای تیتانیوم ساختاری و با استحکام بالا محلول های جامدی هستند که به آنها امکان می دهد نسبت بهینه ای از ویژگی های مقاومت و شکل پذیری را ارائه دهند.

تیتانیوم متخلخل و همچنین 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 توده های قالب گیری سنتی و اکسیژن واکنش می دهد). بنابراین باید در دستگاه های مخصوص در محیطی بدون اکسیژن ریخته گری و لحیم کاری شود. آلیاژهای تیتانیوم نیکل در حال توسعه هستند که می توانند با استفاده از روش سنتی ریخته گری شوند (چنین آلیاژی یون های نیکل بسیار کمی آزاد می کند و به خوبی با چینی پیوند می خورد). روش‌های جدید برای ایجاد پروتزهای ثابت (عمدتا روکش‌ها و پل‌ها) با استفاده از فناوری CAD/CAM بلافاصله تمام مشکلات ریخته‌گری را برطرف می‌کنند.

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 از نوزادی تا پیری استفاده می شود. 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 دندان های شیری.

با ذکر اهمیت استفاده از روکش‌های تیتانیومی، باید به بیماری‌های دندانی بافت‌های سخت دندان مانند آپلازی و هیپوپلازی مینا پرداخت. این نقایص ناهنجاری‌های بافت‌های سخت دندان هستند و در نتیجه نقض متابولیسم مواد معدنی و پروتئین در بدن جنین یا کودک رخ می‌دهند. 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، پروتزهایی با پایه های تیتانیوم ورقه نازک به ضخامت 0.3-0.7 میلی متر دارای مزایای اصلی زیر نسبت به پروتزهای با پایه های ساخته شده از مواد دیگر هستند:

• بی اثر بودن مطلق به بافت های حفره دهان، که امکان واکنش آلرژیک به نیکل و کروم را که بخشی از پایه های فلزی سایر آلیاژها هستند، کاملاً از بین می برد.
• فقدان کامل اثرات سمی، عایق حرارتی و آلرژیک مشخصه پایه های پلاستیکی؛
• ضخامت و وزن کم با استحکام کافی پایه به دلیل استحکام ویژه بالای تیتانیوم.
• دقت بالا در تولید مثل کوچکترین جزئیات برجسته تخت مصنوعی، غیرقابل دسترسی برای پایه های پلاستیکی و ریخته گری از فلزات دیگر.
• تسکین قابل توجهی در عادت کردن بیمار به پروتز؛
• حفظ دیکشنری و درک خوب از طعم غذا.

1.2. ویژگی های تیتانیوم و پیچیدگی کار با آن

تیتانیوم (تیتانیوم) Ti عنصری از گروه IV از دوره چهارم سیستم تناوبی D.I. مندلیف، شماره سریال 22، جرم اتمی 47.90 است. این ماده 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 کلسیم فلزی، هیدرید کلسیم، احیای تتراکلرید تیتانیوم با سدیم مذاب، منیزیم فلزی به دست می آید. 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. معمولاً یک ماده در دمای ثابت از یک تغییر آلوتروپیک به دیگری تغییر می کند. تیتانیوم دارای دو نوع اصلاح است. 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 به آلیاژ تیتانیوم خواص مختلفی 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. منطقه 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 آلیاژهای دیگر به آلیاژهای تیتانیوم 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. با استفاده از انواع مختلف افزودنی های آلیاژی، آلیاژهای تیتانیوم با خواص بسیار متنوعی به دست می آید.

ریخته گری تیتانیوم VT-5L برای ایجاد تاج های ریخته گری، پل ها، چارچوب های قوس (قلاب)، پروتزهای آتل، پایه های فلزی ریخته گری 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 به طور گسترده در طبیعت توزیع شده است، در دسترس و نسبتا ارزان است.
2. چگالی آلومینیوم بسیار 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 الاستیسیته را افزایش می دهد.
5. با افزایش محتوای آلومینیوم در آلیاژها، تمایل آنها به تردی هیدروژنی کاهش می یابد. آلیاژ VT5 با تیتانیوم تجاری در استحکام بیشتر و مقاومت در برابر حرارت متفاوت است. در همان زمان، آلومینیوم به طور قابل توجهی انعطاف پذیری تکنولوژیکی تیتانیوم را کاهش می دهد. آلیاژ VT5 در حالت گرم تغییر شکل می دهد: آهنگری، نورد شده، مهر و موم شده است. با این وجود، ترجیح داده می شود از آن نه در حالت تغییر شکل، بلکه در قالب ریخته گری شکل استفاده شود (در این مورد، نام تجاری VT5L به آن اختصاص داده شده است).

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

چنین توزیع گسترده ای از این آلیاژ به دلیل آلیاژسازی موفق آن است. 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 سخت 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، چارچوب پروتزهای 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 با محتوای ناخالصی ها (اکسیژن، نیتروژن، کربن، آهن، سیلیکون و غیره) عرضه می کند. اینها مواد با استحکام کم هستند و تیتانیوم VT1-00 که حاوی ناخالصی های کمتری است، دوام کمتر و انعطاف پذیری بیشتری دارد. مزیت اصلی آلیاژهای تیتانیوم VT1-00 و VT1-0 انعطاف پذیری با تکنولوژی بالا است که امکان بدست آوردن حتی فویل از آنها را فراهم می کند.

خواص استحکام تیتانیوم را می توان با سخت کاری (سختی کاری) افزایش داد، اما در این حالت خواص پلاستیک بسیار کاهش می یابد. کاهش ویژگی های شکل پذیری بیشتر از افزایش ویژگی های استحکام است، بنابراین سخت شدن کار 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 کریستالی باید در هنگام پردازش تیتانیوم در نظر گرفته شود. ماشینکاری مناسب فقط با برش های مخصوص تیتانیوم با یک برش متقاطع خاص می تواند با موفقیت انجام شود (شکل 2). کاهش زاویه سطح کار، که امکان حذف بهینه فلز به اندازه کافی نرم و در عین حال خنک کننده خوب ابزار را فراهم می کند. ماشینکاری تیتانیوم باید بدون فشار قوی روی 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.

استفاده از دیسک‌ها و سنگ‌های مختلف کربوراندوم یا سرهای الماسی هنگام پردازش تیتانیوم، سطح تیتانیوم را به شدت آلوده می‌کند که متعاقباً منجر به ایجاد ترک و بریدگی در سرامیک‌ها می‌شود. بنابراین استفاده از ابزارهای فوق فقط برای فرآوری به عنوان مثال فریم های پروتز قلابی مناسب است و استفاده از سرهای الماسی باید کاملاً منتفی شود. سنگ زنی و پرداخت بیشتر نواحی در معرض تیتانیوم فقط با نقاط لاستیکی آسیاب تطبیق داده شده با تیتانیوم و خمیرهای پولیش امکان پذیر است. بسیاری از سازندگان ابزارهای دوار در حال حاضر طیف وسیعی از فرز و سرهای لاستیکی آسیاب را برای تیتانیوم تولید می کنند.

پارامترهای ماشینکاری مناسب برای تیتانیوم:

• سرعت پایین هندپیس - حداکثر 15000 دور در دقیقه;
• فشار کم بر روی ابزار؛
• پردازش دوره ای؛
• پردازش قاب تنها در یک جهت.
• از گوشه های تیز و همپوشانی فلزی خودداری کنید.
• هنگام سنگ زنی و پرداخت، فقط از نقاط لاستیکی آسیاب مناسب و خمیرهای پولیش استفاده کنید.
• تمیز کردن دوره ای کاترها با جت بخار و برس فایبرگلاس.

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

• خالص، فقط اکسید آلومینیوم یکبار مصرف؛
• حداکثر اندازه دانه شن 150 میکرومتر، به طور مطلوب 110-125 میکرومتر است.
• حداکثر فشار از مداد 2 bar;
• جهت جریان ماسه در زوایای قائم به سطح.

پس از پردازش، لازم است جسم تحت درمان را به مدت 5-10 دقیقه غیرفعال کنید و سپس سطح را با بخار تمیز کنید.

شلیک اکسید یا روش های مشابه در هنگام کار با تیتانیوم کاملاً منتفی است. 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 CCS یا فولاد ضد زنگ هستند.

همچنین تا همین اواخر فرآوری تیتانیوم مشکلاتی را ایجاد می کرد، اما ظهور و گسترش ابزارهای خاص امکان استفاده از آلیاژهای تیتانیوم را در دندانپزشکی فراهم کرد. خواص مثبت تیتانیوم قبلا شناخته شده بود، اما این پردازش طولانی و پرهزینه بود که مانع اصلی معرفی آن به دندانپزشکی شد.

علیرغم الزامات خاصی که در پردازش سایر فلزات وجود ندارد و ویژگی های ابزارها، فهرست کاملی از ویژگی های مثبت تیتانیوم هنوز منجر به بهبود فرآیندهای کار با آن شده است. از یک طرف ویژگی های شیمیایی تیتانیوم فرصت های جدیدی را برای تکنسین های دندانپزشکی ایجاد می کند، اما از طرف دیگر نیاز به رعایت دقیق تری از فناوری پردازش و در نظر گرفتن تمام ویژگی ها دارد.

فصل 2

2.1. مهر زنی تیتانیوم

مهر زنی ( stamping ) فرآیند تغییر شکل پلاستیکی یک ماده با تغییر شکل و ابعاد بدنه است. فلزات در دندانپزشکی مهر می خورند.

شایان ذکر است که تاج های تیتانیوم مهر شده امروزه بسیار نادر هستند. فناوری ساخت روکش ها با مهر زنی از تیتانیوم توزیع نشده است، زیرا تیتانیوم در حالت سرد سخت است. با این حال، به عنوان بخشی از مطالعه کلی، فناوری ساخت روکش های تیتانیوم با 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 برای آلیاژهای تیتانیوم تفاوت قابل توجهی با فرآیند ساخت روکش های فولادی ضد زنگ معمولی ندارد.

در ساخت تاج های مهر شده، قالب گیری معمولاً با قاشق های استاندارد جرم آلژینات گرفته می شود.

تکنولوژی ساخت تاج مهر تیتانیوم:

مرحله آزمایشگاهی ساخت تاج با به دست آوردن مدل آغاز می شود. در مرحله بعد، دندان با موم مدلینگ مدل سازی می شود. با لایه بندی موم ذوب شده روی سطح دندان گچی، افزایش حجم لازم برای بازیابی شکل آناتومیکی حاصل می شود. 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 قابل 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 می شود و به نظر می رسد شکننده تر است. و سپس فرم را پر می کنند. فرم باید به خوبی خشک شود، زیرا رطوبت، تبخیر، فلز را متخلخل می کند.

در کل ساخت دو مهر فلزی ضروری است. اولین مورد دقیق ترین برای مهر زنی نهایی است. دومی برای پیش مهر زدن است. پس از ساخت یک قالب فلزی، لازم است یک آستین تیتانیوم انتخاب شود.

آستین باید به خط استوای دندان برسد و با کمی تلاش وارد آن شود. آستین آنیل شده روی پانچ های یک سندان دندانی خاص با ضربات چکش شکل تقریبی تاج آینده را به خود می گیرد. و سپس بازپخت دوباره دنبال می شود. در هنگام ضربات چکش، تغییراتی در ساختار فلز ایجاد می‌شود، انعطاف‌پذیرتر می‌شود و نسبت به پردازش بیشتر تسلیم نمی‌شود، یعنی سخت شدن ایجاد می‌شود، با بازپخت شبکه کریستالی فلز ترمیم می‌شود و فلز انعطاف‌پذیرتر می‌شود. پس از آن، قالب ریخته شده را در مرحله دوم می گیرند و آستینی روی آن می گذارند و با چند ضربه محکم و دقیق چکش آن را به بالش سربی می کوبند. بالش سربی - یک شمش از سرب نرم در اندازه های مختلف.

رانندگی در قالب با آستین تا سطح استوای تاج ضروری است. سرب آستین فلزی روی قالب را محکم فشرده می کند. یک قالب با آستین از سرب استخراج می شود و کیفیت مهر زنی اولیه ارزیابی می شود. روی آستین نباید چین و چروک 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 کووت پر از لاستیک غیر ولکانیزه وجود دارد. قالب به داخل کووت وارد لاستیک می شود و میله پرس تحت نیروی فلایویل یا هیدرولیک غیرپیچیده شده روی لاستیک فشار می آورد ، دومی فشار را به آستین منتقل می کند ، که به نوبه خود محکم روی قالب فلزی فشرده می شود. تحت فشار.

لازم به ذکر است که مهر زنی تیتانیوم سرد بسیار دشوار است. در طول تغییر شکل گرم و به ویژه در دمای 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، آهنگری و مهر زنی داغ برای تولید محصولات پیچیده هندسی، که شامل دندانه ها می شود، استفاده می شود.

شکل پذیری تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم در حضور یک لایه آلفا روی سطح به شدت کاهش می یابد. لایه تصفیه شده محلول جامد اکسیژن در تیتانیوم است. فلزی که یک لایه آلفا دارد در حین آهنگری و مهر زنی داغ به تغییر حالت تنش-کرنش با افزایش تنش ها و کرنش های کششی بسیار حساس است. از آنجایی که تنش‌های کششی و تغییر شکل‌ها تقریباً در تمام روش‌های آهنگری و مهر زنی عمل می‌کنند، باید از تشکیل یک لایه آلفا در حین حرارت دادن برای ماشینکاری داغ تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم 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 بالا، نقطه ذوب بالا تیتانیوم به ماشین ریخته گری ویژه و مواد سرمایه گذاری نیاز دارد. در حال حاضر، چندین سیستم در بازار شناخته شده است که امکان ریخته گری تیتانیوم را فراهم می کند.

به عنوان مثال می توان به کارخانه های ریخته گری اتوکست اشاره کرد که بر اساس اصل ذوب تیتانیوم در فضای محافظ آرگون بر روی بوته مسی با استفاده از قوس ولتایی هستند، به همین ترتیب اسفنج تیتانیوم در صنعت برای به دست آوردن خالص آلیاژ می شود. تیتانیوم این فلز با استفاده از خلاء در محفظه ریخته گری و افزایش فشار آرگون در محفظه ذوب - در هنگام واژگونی بوته - به داخل کووت ریخته می شود.

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

شکل 3.

در ابتدای فرآیند، هر دو محفظه ذوب (بالا) و ریخته گری (پایین) با آرگون تمیز می شوند، سپس مخلوطی از هوا و آرگون از هر دو محفظه تخلیه می شود، پس از آن محفظه ذوب با آرگون پر می شود و خلاء ایجاد می شود. در ریخته گری تشکیل شده است. قوس ولتایی روشن می شود و فرآیند ذوب تیتانیوم آغاز می شود. پس از سپری شدن زمان معین، بوته ذوب به شدت واژگون می شود و فلز به داخل قالب خلاء مکیده می شود، وزن خود و همچنین افزایش فشار آرگون در این نقطه نیز به پر شدن قالب با آن 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 مواد سرمایه‌گذاری خاصی 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 کاملاً طبق قوانین پیشنهادی سازنده تأسیسات ریخته گری انجام می شود. برای تاج ها و پل ها، فقط یک مخروط ریخته گری ویژه مجاز است که امکان هدایت بهینه فلز را به سمت جسم ریخته گری می دهد. ارتفاع کانال اسپرو ورودی از مخروط تا پرتو تغذیه 10 میلی متر با قطر 4-5 میلی متر است. قطر پرتو تغذیه 4 میلی متر است.

کانال های اسپرو زیر آب به جسم ریخته گری دارای اندازه 3 میلی متر قطر و بیش از 3 میلی متر در ارتفاع هستند. 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.

همه اتصالات باید بسیار صاف و بدون گوشه های تیز و غیره باشند. برای به حداقل رساندن تلاطمی که در هنگام ریختن فلز رخ می دهد که منجر به تشکیل منافذ گاز می شود. سیستم اسپرو برای پروتزهای قلاب دار، و به ویژه برای پایه های ریخته گری برای پروتزهای متحرک کامل، نیز با سیستم های اسپروی که ما برای ریخته گری پروتزهای کلاسپ 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 اهمیت زیادی دارد. تیتانیوم در این دما از α-تیتانیوم با یک شبکه کریستالی شش ضلعی به β-تیتانیوم با یک شبکه مکعبی عبور می کند. آنچه مستلزم آن است نه تنها تغییر در پارامترهای فیزیکی آن، بلکه افزایش 17 درصدی در 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 تحمل خوب تیتانیوم توسط بدن می 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 چارچوب با بخار، لازم است چارچوب را حداقل 5 دقیقه بگذارید تا غیرفعال شود. یک پروتز تازه صیقلی شده باید حداقل به مدت 10-15 دقیقه غیرفعال شود، در غیر این صورت هیچ تضمینی برای براق شدن کار تمام شده وجود ندارد.

2.3 قالب گیری فوق العاده پلاستیکی

به مدت 15 سال، ریخته گری پروتزهای تیتانیومی در ژاپن، ایالات متحده آمریکا و آلمان و اخیراً در روسیه ترویج شده است. انواع مختلفی از تجهیزات برای ریخته گری گریز از مرکز یا خلاء، کنترل کیفیت اشعه ایکس ریخته گری، مواد نسوز ویژه توسعه یافته است.

روش های ذکر شده در بالا از نظر فنی بسیار پیچیده و گران هستند. راه برون رفت از این وضعیت می تواند قالب گیری فوق پلاستیک باشد. ماهیت فوق پلاستیک در این واقعیت نهفته است که در یک دمای خاص، فلزی که دارای دانه بسیار ریز است مانند یک رزین گرم شده رفتار می کند، یعنی می تواند صدها و هزاران درصد تحت تأثیر بارهای بسیار کوچک کشیده شود، که این امکان را فراهم می کند. برای ساخت قطعات جدار نازک با شکل پیچیده از ورق آلیاژ تیتانیوم. 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 7-8 اتمسفر) به طور فوق پلاستیک تغییر شکل می دهد و شکل بسیار دقیقی از ماتریس می گیرد. حفره در یک عملیات

بیایید کاربرد روش قالب گیری پلاستیک کروی را در مثال ساخت پروتز صفحه متحرک در نظر بگیریم. پروتز دندان ساخته شده با قالب گیری سوپرپلاستیک دارای مزایای قابل توجهی است. اصلی ترین آنها سبکی (وزن کم) در مقایسه با پروتزهای ساخته شده از آلیاژهای کبالت کروم یا نیکل کروم و همچنین مقاومت در برابر خوردگی و استحکام بالا است. سهولت 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 یک معاینه بالینی بیماران، گرفتن قالب های آناتومیک، ساخت یک قاشق انفرادی، به دست آوردن یک قالب کاربردی، ساخت یک مدل کار با استحکام بالا از سوپر گچ است.

یک مدل ساخته شده از سوپر گچ با یک برآمدگی آلوئولی که از قبل با موم قلاب عایق شده است به یک توده نسوز کپی شده است. مدل های نسوز در یک محفظه فلزی آلیاژی مقاوم در برابر حرارت قرار می گیرند که دارای بریدگی های خاصی است که اندازه و شکل آن امکان قرار دادن مدل فک بالایی هر بیمار را در آن می دهد.

یک ورق از آلیاژ تیتانیوم به ضخامت 1 میلی متر در بالای مدل های سرامیکی قرار داده شده است. ورق خالی بین دو نیمه قالب بسته می شود. نیم قالب ها یک محفظه هرمتیک را تشکیل می دهند که توسط یک ورقه به دو قسمت تقسیم می شود که هر کدام دارای یک کانال ارتباطی با سیستم گاز هستند و می توان آنها را تخلیه کرد یا با یک گاز بی اثر تحت فشار معینی مستقل از یکدیگر پر کرد (شکل 5). .

شکل 5.

نیمه های قالب مهر و موم شده گرم می شوند و اختلاف فشار ایجاد می شود. یک خلاء (خلاء) 0.7-7.0 Pa در زیر ورق ایجاد می شود. ورقه ای از آلیاژ تیتانیوم به سمت نیم قالب خلاء خم شده 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 آن، فشار در هر دو نیم قالب به حالت عادی یکسان شده 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 بر روی یک چرخ ساینده چرخانده 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، توسط آسیاب شیمیایی تشکیل می شود. آسیاب شیمیایی نیز در امتداد خط "A" انجام می شود تا در هنگام تثبیت رزین پایه، یک ناحیه نگهدارنده ایجاد شود. وجود پلاستیک در امتداد خط "A" برای امکان اصلاح بیشتر ناحیه دریچه ای ضروری است.

در کلینیک، پزشک با استفاده از روش های سنتی نسبت مرکزی فک ها را تعیین می کند. قرار دادن دندان ها و نصب در حفره دهان با عملیات مشابه در ساخت پروتزهای متحرک ساده تفاوتی ندارد. علاوه بر این، در آزمایشگاه، موم با پلاستیک جایگزین شده و جلا داده می شود. این کار ساخت یک پروتز متحرک با پایه تیتانیوم را تکمیل می کند (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 داخلی VT 14 استفاده می‌شود.

می توان با قطعیت اظهار داشت که تشکیل سوپرپلاستیک آلیاژهای تیتانیوم چشم انداز بسیار خوبی برای توسعه بیشتر دارد. 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 به عنوان "دستیار طراحی و ساخت به کمک کامپیوتر" ترجمه می شود. از نظر معنی، این اتوماسیون تولید و سیستم های طراحی و توسعه به کمک رایانه است.

با پیشرفت تکنولوژی، دندانپزشکی ارتوپدی نیز از زمان انسان برنزی که دندان‌های مصنوعی با سیم طلا به دندان‌های مجاور بسته می‌شد، تا انسان امروزی که از فناوری CAD/CAM استفاده می‌کند، تکامل یافته است. در زمان ظهور CAD / CAM، این فناوری از تمام معایب ذاتی فناوری های ریخته گری، مانند انقباض، تغییر شکل، از جمله هنگام استخراج تاج های ریخته گری، پل ها یا چارچوب های آنها خالی است. هیچ خطری برای نقض فناوری وجود ندارد، به عنوان مثال، گرم شدن بیش از حد فلز در هنگام ریخته گری یا استفاده مجدد از اسپروها، که منجر به تغییر در ترکیب آلیاژ می شود. عدم انقباض قاب پس از اجرای روکش سرامیکی، تغییر شکل احتمالی هنگام برداشتن کلاهک های مومی از مدل گچی، منافذ و پوسته ها در هنگام ریخته گری، مناطق نریخته 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، باید توجه داشت که تقریبا هر سال نصب های ارزان قیمت بیشتری ظاهر می شود. فناوری اولیه CAD/CAM یک کامپیوتر با نرم افزار لازم بود که یک 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 تولید می کرد. شکل 7 یک راه اندازی مدرن CAD/CAM را نشان می دهد.

شکل 7.

با CAD/CAM می توانید تولید کنید:

• تاج ها و پل های منفرد با طول کوچک و بزرگ؛
• تاج های تلسکوپی؛
• اباتمنت های فردی برای ایمپلنت؛
• بازسازی کامل شکل آناتومیکی برای مدل های پرس-سرامیک اعمال شده بر روی چارچوب (overpress)؛
• تاج های موقت و مدل های مختلف ریخته گری را ایجاد کنید.

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

شکل 8.

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

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

مرحله 1: بازیگران مدل گچ. برداشت از حفره دهان مانند روش های سنتی پروتز انجام می شود. از گچ گیری به دست آمده، یک مدل گچی از فک بیمار ساخته می شود.

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، پل و ...) ساخته می شود. داده های دیجیتالی در قالب STL ذخیره می شوند. نتیجه اسکن و اساس کار یک مدل هندسی کامپیوتری سه بعدی (در قالب فایل STL) از ناحیه حفره دهانی است که قرار است پروتز در 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، پروتز، پل و غیره طراحی شده است. با انتقال بعدی آنها به سیستم CAM برای پردازش برنامه نویسی در دستگاه CNC. این سیستم به طور خاص برای تکنسین ها طراحی شده است، از اصطلاحات مناسب و یک رابط بصری کاربر پسند استفاده می کند. این برنامه برای کاربران بی تجربه در استفاده از سیستم های CAD طراحی شده است.

در این مرحله، تکنسین دندانپزشکی باید مناسب ترین دندان را از پایگاه داده انتخاب کرده و آن را با ابزار به شکل دلخواه اصلاح کند. پایگاه داده ارائه شده شامل مدلی از تاج برای هر دندان است. ویرایش هندسه از ویژگی های بصری مجسمه سازی استفاده می کند. در طول فرآیند مدل‌سازی، مدل کامپیوتری را می‌توان برای جبران انقباض در حین پخت و به دست آوردن تاجی با دقیق‌ترین ابعاد، مقیاس‌بندی کرد. به عنوان مثال، شکل 10 رابط نرم افزاری را نشان می دهد که یک اباتمنت سفارشی بر روی آن مدل شده است.

شکل 10.

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

مرحله 5: پردازش پروتزها در دستگاه CNC. برنامه های کنترلی حاصل به دستگاه CNC ارسال می شود. شکل 11 در زیر نمونه ای از فرآیند فرز برای سه اباتمنت برای کاربرد و دو میله برای پروتزها 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 امکان کاهش هزینه را فراهم کرد و امکان ساخت اشیایی با هر شکل و پیچیدگی را فراهم کرد که قبلاً توسط هیچ یک از آنها تولید نمی شد. فن آوری های موجود 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 ساخت که بدون کاهش استحکام ساختار، وزن آن را کاهش می دهد.

علاوه بر این، پرینترهای سه بعدی در دندانپزشکی تسریع در حجم تولید و دقت محصولات نهایی را تضمین می کنند. پرینترهای سه بعدی و همچنین ماشین‌های فرز کامپیوتری (CNC)، تکنسین‌های دندانپزشکی را از یک فرآیند بسیار وقت‌گیر در کارشان - مدل‌سازی دستی پروتزها، روکش‌ها و سایر محصولات - رهایی می‌دهند. 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 این است که لایه ای از پودر فلز با ضخامت میکروسکوپی بر روی یک بستر رسوب می کند. سپس زینترینگ یا به عبارت بهتر جوشکاری میکروسکوپی توسط لیزر در خلاء دانه های فلزی میکروسکوپی در بخش های ضروری لایه انجام می شود. جوشکاری فرآیند تبدیل پودر به ماده جامد با استفاده از دمای بالا، اما بدون ذوب شدن خود ماده است. پس از آن، یک لایه دیگر از پودر فلز در بالا اعمال می شود و ریزدانه های فلز توسط لیزر نه تنها بین خود، بلکه با لایه زیرین نیز میکرو جوش داده می شوند.

شکل منحصر به فرد هر دندان به سختی قابل انتقال با استفاده از ساخت دست ساز است. با این حال، پرینترهای سه بعدی دندانی، روش های پیچیده و قدیمی ساخت را غیر ضروری می کنند. به لطف آخرین فناوری ها و مدرن ترین مواد، محصولات نهایی چندین برابر سریعتر از قبل به دست می آیند.

مزایای پرینت سه بعدی در زمینه دندانپزشکی:

• امکان ساخت محصولات با مقاطع داخلی توخالی که با آسیاب امکان پذیر نیست.
• تسریع قابل توجه در تولید محصولات لازم؛
• افزایش حجم تولید بدون پرسنل اضافی؛
• امکان 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 بود، اما به دلیل اینکه برای مدت طولانی هیچ فناوری برای پردازش آن وجود نداشت، در دندانپزشکی کاربرد پیدا نکرد. با گذشت زمان، شرایط شروع به تغییر کرد و امروزه تیتانیوم به روش‌های مختلفی بدون آسیب رساندن به زیبایی‌شناسی ترمیم‌های نهایی انجام می‌شود.

از زمان ظهور تیتانیوم در دندانپزشکی و تا به امروز، روش های زیادی برای پردازش آن ظاهر شده است. همه آنها هم معایب و هم مزایای خود را دارند. چنین تنوعی مزیت انکارناپذیر تیتانیوم است، زیرا هر آزمایشگاه و به طور خاص هر تکنسین دندانپزشکی می تواند دقیقاً روش کار با تیتانیوم را برای خود انتخاب کند که بسته به وظایف مناسب تر است.

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

نتیجه

از تمام مطالبی که در بالا مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت، تنها یک نتیجه می توان گرفت: تیتانیوم ایده های جدیدی را ارائه کرد و به طور قابل توجهی عملیات را سرعت بخشید. 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. با وجود بسیاری از ویژگی های ضروری برای دندانپزشکی، تیتانیوم، با این وجود، می تواند به روش های مختلف بدون از دست دادن کیفیت محصولات نهایی پردازش شود. تا به امروز، ما در حال حاضر تمام ابزار و تجهیزات لازم برای پردازش با کیفیت بالا از آلیاژهای تیتانیوم را 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 روش های دیگر، مزایای متعددی از جمله سادگی خود فرآیند دارد. 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 چاپ سه بعدی، نمی تواند قسمت های داخلی توخالی محصول را بازتولید کند. و علاوه بر این، چاپ سه بعدی بسیار مقرون به صرفه است، زیرا عملاً هیچ ضایعات تولیدی وجود ندارد و مواد باقی مانده در چاپ را می توان پس از تمیز کردن مجددا استفاده کرد. روش تزریق و روش تغییر شکل پلاستیک نیاز به تجهیزات پیچیده تکنولوژیکی دارد. و دقت تولید محصولات هنوز با چاپ سه بعدی قابل مقایسه نیست.

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

فهرست کتابشناختی

1. مجله «تکنسین دندانپزشکی». تیتانیوم - ماده ای برای دندانپزشکی مدرن / الکساندر مودستوف © Medical Press LLC (شماره 3 (38) 2003) 1997-2015
2. یرواندیان، آ.گ. فن آوری های CAD / CAM در دندانپزشکی ارتوپدی [منبع الکترونیکی] / هاروتین گگاموویچ یرواندیان، 10/4/2015. – حالت دسترسی: https://www.. – سر. از صفحه نمایش
3. ترزوبوف، V.N. دندانپزشکی ارتوپدی. علم مواد کاربردی / V.N. ترزوبوف، ال.ام. میشنف، ای.ن. ژولف. - M. : 2008. - 473 p.
4. sgma [منبع الکترونیکی] "تکنولوژی های CAD / CAM: خبر خوب برای آزمایشگاه های دندانپزشکی" حالت دسترسی: رایگان، 2008/04/26. http://sgma.ucoz.ru/publ/3-1-0-21 – سر. از صفحه نمایش
5. میرونوا M.L. "پرتزهای متحرک: یک کتاب درسی" - M .: "GEOTAR-Media" 2009.
6. آندریوشچنکو I.A.، Ivanov E.A.، Krasnoselsky I.A. "آلیاژهای جدید برای پروتزهای دندانی" // موضوعات موضوعی دندانپزشکی ارتوپدی. م.، 1968.
7. Kopeikin V.N.، Efremova L.A.، Ilyashenko V.M. "استفاده از آلیاژهای جدید در کلینیک دندانپزشکی ارتوپدی" // مسائل واقعی دندانپزشکی ارتوپدی، - M.، 1968.
8. بولتون، W. مواد ساختاری: فلزات، آلیاژها، پلیمرها، سرامیک ها، کامپوزیت ها. مسکو: انتشارات دودکا-XXI، 2004.
9. Nurt R.V. ترجمه از eng. ویرایش پاخوموا G.N. "مبانی علم مواد دندانی". "KMK-Invest" 2004.
10. تیتان [منبع الکترونیکی]. حالت دسترسی: رایگان http://chem100.ru/text.php?t=1926 - سر. 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 خواص مفید فلزات و آلیاژهای آنها مانند استحکام، دوام، انعطاف پذیری، شکل پذیری، خاصیت ارتجاعی، هیچ جایگزینی ندارد، به ویژه در ساخت سازه های ارتوپدی، ابزار پزشکی، دستگاه هایی برای بهبود سریع شکستگی ها. و در دهه های اخیر، به لطف کشف اثر "حافظه شکل" و معرفی نوآوری های دیگر، فلزات نیز به طور گسترده در جراحی عروق و مغز و اعصاب برای ساخت مواد بخیه، استنت های مش برای گسترش رگ ها و شریان ها، پروتزهای داخلی بزرگ استفاده شده اند. ، در ایمپلنتولوژی چشم و دندان.

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

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

جایگاه قابل توجهی در این منطقه تا به امروز توسط فولادهای ضد زنگ آلیاژ شده با مواد افزودنی خاص برای به دست آوردن ویژگی های مورد نیاز اشغال شده است. 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 افزایش خطر رد و سایر عوارض می شود.

نوعی مصالحه بین این دو قطب فلزاتی مانند تیتانیوم و تانتالیوم است: قوی، چکش خوار، تقریباً در معرض خوردگی نیست، دارای نقطه ذوب بالا، و مهمتر از همه - از نظر بیولوژیکی کاملاً خنثی، به همین دلیل توسط بدن به عنوان بافت خود را دارند و عملا باعث رد نمی شوند. در مورد هزینه، برای تیتانیوم زیاد نیست، اگرچه به طور قابل توجهی از فولادهای ضد زنگ بیشتر است. تانتالم که یک فلز نسبتا کمیاب است، بیش از ده برابر گران‌تر از تیتانیوم است، اما همچنان بسیار ارزان‌تر از فلزات گرانبها است. با شباهت بیشتر ویژگی های عملیاتی اصلی، در برخی از آنها هنوز نسبت به تیتانیوم پایین تر است، اگرچه در برخی از آن پیشی می گیرد، 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 به طور گسترده در بسیاری از صنایع پزشکی استفاده می شود. با وجود تفاوت در تعدادی از ویژگی ها و در نتیجه، مکمل یکدیگر، چشم اندازهای واقعاً عظیمی را برای پزشکی مدرن باز می کنند.

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

تیتانیوم و تانتالیوم - تعریف، خواص واقعی

تیتانیوم برای پزشکی

تیتانیوم (Ti) - یک فلز سبک با رنگ نقره ای که شبیه فولاد است - یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که در گروه چهارم دوره چهارم، عدد اتمی 22 قرار می گیرد (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 انعطاف پذیری خوب و چکش خواری 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 با رسانایی الکتریکی کم است. و اگرچه در فلزات پارامغناطیس، به عنوان یک قاعده، حساسیت مغناطیسی با گرم شدن 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 خام برای رشته های مختلف پزشکی عملی و ابزار دقیق پزشکی کاملاً ضروری است. و با این حال با ارزش ترین کیفیت تیتانیوم برای استفاده برای این منظور بالاترین مقاومت آن در برابر اثرات خورنده 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 فیلم محافظ طبیعی اکسید TiO 2 پوشیده شده است که نسبت به محیط های شیمیایی و بیولوژیکی تهاجمی کاملاً خنثی است. از نظر مقاومت در برابر خوردگی، تیتانیوم قابل مقایسه و حتی برتر از فلزات پلاتین و پلاتین است. به ویژه، در برابر محیط های اسیدی بسیار مقاوم است، حتی در چنین "کوکتل" تهاجمی مانند aqua regia حل نمی شود. کافی است بگوییم که شدت تخریب خوردگی تیتانیوم در آب دریا، که از بسیاری جهات دارای ترکیب شیمیایی مشابه لنف انسان است، از 0.00003 میلی متر در سال یا 0.03 میلی متر برای هزاره فراتر نمی رود!

به دلیل بی اثر بودن بیولوژیکی ساختارهای تیتانیوم برای بدن انسان، در حین کاشت آنها رد نمی شوند و واکنش های آلرژیک را تحریک نمی کنند و به سرعت با بافت های اسکلتی عضلانی پوشانده می شوند که ساختار آنها در طول زندگی بعدی ثابت می ماند.

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

گریدهای تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم
نمرات تیتانیوم که بیشترین تقاضا در پزشکی را دارند 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.

تا به امروز، پزشکی از طیف گسترده ای از آلیاژهای تیتانیوم استفاده می کند که از نظر ترکیب شیمیایی و پارامترهای مکانیکی متفاوت هستند. Ta، Al، V، Mo، Mg، Cr، Si، Sn بیشتر به عنوان افزودنی های آلیاژی در آنها استفاده می شود. موثرترین تثبیت کننده ها شامل فلزات Zr، طلا و پلاتین هستند. با وارد شدن تا 12 درصد Zr به تیتانیوم، مقاومت در برابر خوردگی آن به نسبت بزرگی افزایش می یابد. بیشترین تأثیر را می توان با افزودن مقدار کمی پلاتینوئید Pt و Pd، Rh و 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 به طور گسترده در ایمپلنتولوژی، ارتوپدی و جراحی مورد استفاده قرار گرفته است و از نظر پارامترهای عملیاتی به طور قابل توجهی از "رقبای" خود مبتنی بر کبالت و فولادهای زنگ نزن پیشی گرفته است. 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 بالاتری را برای ایمپلنت با ساختارهای استخوانی متراکم بدن، که در آن مدول الاستیسیته 5-20 GPa است، فراهم می‌کند. حتی شاخص های پایین تر از این نظر (تا 40 گیگا پاسکال و کمتر) مشخصه آلیاژهای تیتانیوم-نیوبیوم است که توسعه و اجرای آنها به ویژه مرتبط است. 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 ناچیز هستند، اما همچنان بر روی بافت‌های زنده اثر سمی دارند.

اخیراً، ایمپلنت‌های سازگار با بیومکانیکی، که ماده‌ای برای ساخت آن‌ها 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 نمونه کنترل که در دماهای پایین تغییر شکل می دهد، می تواند به طور مداوم شکل تازه به دست آمده را حفظ کند و پس از گرم شدن بعدی، پیکربندی اولیه را بازیابی کند و در عین حال فوق الاستیسیته را نشان دهد. ساختارهای نیکل تیتانیوم به ویژه در درمان آسیب های ستون فقرات و دیستروفی سیستم اسکلتی عضلانی ضروری هستند.

تانتالیوم برای دارو

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

شکل 2. بلورهای تانتالیوم.

تانتالیوم دارای جرم اتمی 180.94 با چگالی ویژه بالای 16.65 g/cm3 در دمای 20 درجه سانتیگراد است (برای مقایسه: چگالی ویژه Fe 7.87 g/cm3، Pv 11.34 g/cm3 است). نقطه ذوب 3017 درجه سانتیگراد است (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، ترکیبی از سختی و شکل پذیری بالا، در شکل خالص خود به خوبی به ماشین کاری با هر وسیله ای (مه زنی، نورد، آهنگری، برش، پیچش، برش و غیره) کمک می کند. در دماهای پایین، بدون سخت شدن کار قوی، در معرض اثرات تغییر شکل (نقطه فشرده سازی 98.8٪) و بدون نیاز به شلیک اولیه پردازش می شود. تانتالیوم حتی اگر تا 198- درجه سانتیگراد منجمد شود انعطاف پذیری خود را از دست نمی دهد.

مقدار مدول الاستیسیته تانتالیوم 190 Gn/m 2 یا 190 102 kgf/mm 2 در دمای 25 درجه سانتی گراد است که به همین دلیل به راحتی به سیم تبدیل می شود. تولید نازک ترین ورق تانتالیوم (حدود 0.039 میلی متر ضخامت) و سایر محصولات نیمه تمام ساختاری نیز انجام می شود.

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 معدنی مهاجم 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. پایداری کمی تانتالیوم نسبت به قلیاها مشاهده می شود.

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 تانتالیوم، به ویژه برای پزشکی ارزشمند است، به عنوان زیست سازگاری بالا با بدن انسان، که ساختارهای تانتالیوم کاشته شده در آن را به عنوان بافت خود، بدون رد، درک می کند. استفاده پزشکی از Ta در زمینه هایی مانند جراحی ترمیمی، ارتوپدی و ایمپلنتولوژی بر اساس این با ارزش ترین کیفیت است.

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 روی فلز پایه که اتفاقاً سه تا چهار برابر بیشتر از تانتالیوم آنیل شده خالص است، بسیار گسترده است.

حتی بیشتر اوقات، تانتالیوم به شکل آلیاژ به عنوان یک افزودنی آلیاژی به فلزات ارزان‌تر استفاده می‌شود تا ترکیبات حاصل را مجموعه‌ای از خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی لازم را بدهد. فولاد، تیتانیوم و سایر آلیاژهای فلزی با افزودن تانتالیوم در ابزار دقیق شیمیایی و پزشکی تقاضای زیادی دارند. از این میان، به ویژه ساخت کویل، دستگاه تقطیر، دستگاه هواده، تجهیزات اشعه ایکس، دستگاه های کنترل و غیره انجام می شود. در پزشکی نیز از تانتالیوم و ترکیبات آن برای ساخت تجهیزات اتاق عمل استفاده می شود.

شایان ذکر است که در تعدادی از زمینه ها، تانتالیوم با کم هزینه بودن، اما دارای ویژگی های عملکردی کافی، می تواند با موفقیت جایگزین فلزات گرانبهای گروه پلاتین-ایریدیم شود.

گریدها و آلیاژهای تانتالیوم
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 99.9% Ta است. نیوبیوم (Nb) که همیشه در تانتالیوم صنعتی وجود دارد، تنها 0.03 درصد است.
• PM: تا - 99.8٪. ناخالصی ها (نه بیشتر از٪): Nb - 0.1٪، Fe - 0.005٪، Ti، H - 0.001٪ هر کدام، Si - 0.003٪، W + Mo، O - 0.015٪ هر کدام، 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٪.

سختی بالای Ta امکان ساخت آلیاژهای سخت ساختاری را بر اساس آن 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 امکان استفاده از آن را افزایش می دهد.

ارتباط برنامه 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 نادیده گرفت.

همانطور که قبلا ذکر شد، تانتالیوم یکی از بهترین مواد بیواینرت فلزی است که به دلیل نازک ترین، اما بسیار قوی و مقاوم در برابر مواد شیمیایی فیلم پنتوکسید Ta 2 O 5 است که بر روی سطح آن خود شکل می گیرد. به دلیل چسبندگی زیاد که فرآیند همجوشی ایمپلنت با بافت زنده را تسهیل و تسریع می کند، درصد رد ایمپلنت های تانتالیوم پایین و عدم واکنش های التهابی وجود دارد.

از محصولات نیمه تمام تانتالیوم مانند ورقه‌ها، میله‌ها، سیم‌ها و سایر اشکال تولید، سازه‌هایی ساخته می‌شوند که در پلاستیک، قلب، مغز و اعصاب و استئوجراحی برای بخیه زدن، ادغام قطعات استخوان، استنت گذاری و قیچی مورد تقاضا هستند. از عروق (شکل 3).

شکل 3. ساختار اتصال 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 برای عمل های شکمی، به ویژه برای تقویت دیواره های حفره شکم استفاده می کنند. مش های تانتالیوم در زمینه پروتزهای چشمی ضروری هستند. از نازک ترین 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 بر اساس اصل استفاده از میدان های الکتریکی ساکن برای فعال کردن فرآیندهای زیستی مطلوب در بدن انسان، به طور فزاینده ای محبوب شده است. وجود خواص الکتریکی بالای پوشش پنتوکسید تانتالیوم Ta 2 O 5 از نظر علمی ثابت شده است. لایه‌های الکتریک اکسید تیتانیوم مار در جراحی عروق، اندوپرتز و ساخت ابزار و وسایل پزشکی رایج شده است.

کاربرد عملی تیتانیوم و تانتالیوم در شاخه های خاص پزشکی

تروماتولوژی: ساختارهایی برای همجوشی شکستگی ها

در حال حاضر، برای ادغام سریع شکستگی ها، از فناوری نوآورانه ای مانند استئوسنتز فلزی به طور فزاینده ای استفاده می شود. 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. در نتیجه، هم تخریب سریع خود فیکساتورها و هم واکنش رد رخ می دهد و باعث ایجاد فرآیندهای التهابی در پس زمینه درد شدید به دلیل تعامل فعال یون های آهن با محیط فیزیولوژیکی بافت های اسکلتی عضلانی در میدان الکتریکی بدن می شود. .

ساخت فیکساتور-ایمپلنت های تیتانیوم و تانتالیوم که دارای خاصیت زیست سازگاری با بافت های زنده هستند، امکان جلوگیری از عواقب نامطلوب را فراهم می کند (شکل 4).

شکل 4. ساختارهای تیتانیوم و تانتالیوم برای استئوسنتز.

طرح های مشابه از پیکربندی های ساده و پیچیده را می توان برای ورود طولانی مدت یا حتی دائمی به بدن انسان استفاده کرد. این امر به ویژه برای بیماران مسن‌تر اهمیت دارد، زیرا نیاز به جراحی برای برداشتن نگهدارنده را از بین می‌برد.

اندو پروتز

مکانیسم های مصنوعی که با جراحی در بافت استخوان کاشته می شوند، اندو پروتز نامیده می شوند. پرکاربردترین آرتروپلاستی مفصل - مفصل ران، شانه، آرنج، زانو، مچ پا و غیره. فرآیند آرتروپلاستی همیشه یک عمل پیچیده است، زمانی که بخشی از مفصل که در معرض ترمیم طبیعی نیست برداشته می شود و سپس با ایمپلنت اندوپرتز جایگزین می 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.

برای ساخت اندو پروتزها می توان از فلزات بیوانرت مختلف 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 موثر (که توسط بافت استخوانی به عنوان بافت طبیعی بدن درک می شود و واکنش منفی از طرف آن ایجاد نمی کند) و همجوشی سریع استخوان را فراهم می کند و پایداری پروتز را تضمین می کند. دوره های طولانی چند دهه روی انجیر 5 استفاده از تیتانیوم را در آرتروپلاستی لگن نشان می دهد.

شکل 5. تعویض مفصل ران تیتانیوم.

در آرتروپلاستی به عنوان جایگزینی برای استفاده از ساختارهای تمام فلزی، از روش اسپری پلاسما پوشش های زیست سازگار محافظ بر پایه اکسیدهای Ti و Ta بر روی سطح اجزای غیرفلزی پروتز استفاده می شود.

تیتانیوم خالص و آلیاژهای آن در زمینه پروتزهای داخلی، هم Ti خالص (به عنوان مثال CP-Ti با محتوای Ti 98.2-99.7٪) و هم آلیاژهای آن به طور گسترده استفاده می شود. رایج ترین آنها Ti-6AI-4V با استحکام بالا، با مقاومت در برابر خوردگی و بی اثری بیولوژیکی مشخص می شود. آلیاژ Ti-6A1-4V با استحکام مکانیکی بالا متمایز می شود و ویژگی های محوری پیچشی 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 مقدار کم مدول الاستیک متمایز 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 آرتروپلاستی مانند زیست سازگاری با بافت های بدن بر اساس خوردگی و مقاومت گالوانیکی، سفتی سطح و ساختار ترابکولار (متخلخل) سطح فلز ترکیب می کنند. به دلیل خاصیت ترابکولاریته 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 در جراحی های ترمیمی مدرن و سایر صنایع پزشکی، پروتزهای اندوپروتز الاستیک نوآورانه به شکل نازک ترین مش سیم تیتانیوم به طور فعال مورد استفاده قرار می گیرند. ارتجاعی، قوی، الاستیک، بادوام و بیواینرت، مش یک ماده ایده آل برای اندو پروتزهای بافت نرم است (شکل 6).

شکل 6. اندوپرتز مش آلیاژ تیتانیوم برای پلاستیک بافت نرم.

"وب" قبلا با موفقیت در زمینه هایی مانند زنان، جراحی فک و صورت و تروماتولوژی آزمایش شده است. به گفته کارشناسان، پروتزهای تیتانیوم مش از نظر پایداری با خطر تقریباً صفر عوارض جانبی بی بدیل هستند.

آلیاژهای حافظه دار شکل پزشکی تیتانیوم نیکل

امروزه در زمینه های مختلف پزشکی، آلیاژهای نیکلید تیتانیوم که اصطلاحاً دارند. با اثر حافظه شکل (SME). این ماده برای جایگزینی اندو پروتز بافت لیگامانی-غضروفی سیستم اسکلتی عضلانی انسان استفاده می شود.

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

ماهیت اثر این است که نمونه به راحتی با سرد شدن در یک محدوده دمایی خاص تغییر شکل می‌دهد و تغییر شکل زمانی که دما به مقدار اولیه با ظهور خواص فوق الاستیک افزایش می‌یابد، خودبه‌خود حذف می‌شود. به عبارت دیگر، اگر یک صفحه آلیاژی نیتینول در دمای پایین خم شود، در همان رژیم دمایی شکل جدید خود را برای مدت طولانی خودسرانه حفظ می کند. با این حال، فقط باید دما را به دمای اولیه برسانید، صفحه دوباره مانند فنر صاف می شود و شکل اولیه خود را به خود می گیرد.

نمونه محصولات پزشکی آلیاژ نیتینول در شکل های زیر نشان داده شده است. 7، 8، 9، 10.

شکل 7. مجموعه ای از ایمپلنت های نیکلید تیتانیوم برای تروماتولوژی (به شکل استیپل، منگنه، فیکساتور 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 نیکلید تیتانیوم برای مهره شناسی (به صورت پروتزهای اندو پروتز، محصولات لایه ای و استوانه ای).

شکل 10. مواد نیکلید تیتانیوم و پروتزهای اندو برای جراحی فک و صورت و دندانپزشکی.

علاوه بر این، آلیاژهای نیکل-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 (BMCI) است.

استفاده از Ti و Ta برای ساخت استنت های عروقی

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

استفاده از روش استنت گذاری در زمینه هایی مانند جراحی عروق و به ویژه آنژیوپلاستی عروق کرونر بیشترین تقاضا را دارد (شکل 11).

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

تا به امروز، بیش از نیم هزار نوع و طرح مختلف از استنت های عروقی به صورت علمی توسعه یافته و در عمل به کار گرفته شده است. آنها در ترکیب آلیاژ اصلی، طول، پیکربندی سوراخ، نوع پوشش سطح و سایر پارامترهای عملیاتی با یکدیگر 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 فلزات نجیب و همچنین Ta، Ti و آلیاژهای آن (VT6S، VT8، VT 14، VT23، نیتینول) است که کاملاً زیست ادغام پذیر با بافت های بدن هستند و یک ترکیب پیچیده را ترکیب می کنند. سایر خواص فیزیکی و مکانیکی لازم.

دوخت استخوان ها، عروق و رشته های عصبی

تنه های اعصاب محیطی که در نتیجه آسیب های مکانیکی مختلف یا عوارض بیماری های خاص آسیب دیده اند، نیاز به مداخله جراحی جدی برای ترمیم دارند. وضعیت با این واقعیت تشدید می شود که چنین آسیب شناسی معمولاً در پس زمینه آسیب به اندام های مرتبط مانند استخوان ها، رگ های خونی، ماهیچه ها، تاندون ها و غیره مشاهده می شود. در این مورد، یک برنامه درمانی جامع با استفاده از روش های خاص ایجاد می شود. بخیه ها به عنوان ماده اولیه برای ساخت مواد بخیه - نخ ها، منگنه ها، گیره ها و غیره. - تیتانیوم، تانتالیوم و آلیاژهای آنها به عنوان فلزاتی استفاده می شود که دارای زیست سازگاری شیمیایی و کل مجموعه خواص فیزیکی و مکانیکی لازم هستند.

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

شکل 12. دوخت استخوان با منگنه های تیتانیومی.

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

شکل 14. دوخت ظروف با استفاده از منگنه 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 پلاستیک عبارت است از برداشتن عیوب اندام از طریق جراحی به منظور بازسازی نسبت های آناتومیک ایده آل آنها. 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 تیتانیوم و مش تانتالیوم در شکل های زیر نشان داده شده است.

شکل 15. کرانیوپلاستی با استفاده از صفحه تیتانیوم.

شکل 16. کرانیوپلاستی با 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 (تحمل میکروکلیپ)

کلیپینگ (به انگلیسی clip clip) یک عمل جراحی مغز و اعصاب بر روی رگ های مغز است که هدف آن متوقف کردن خونریزی (به ویژه هنگامی که آنوریسم پاره می شود) یا خاموش کردن عروق کوچک آسیب دیده از گردش خون است. 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، طیف گسترده ای از گیره های عروقی در عمل جراحی مغز و اعصاب استفاده می شود که در هدف خاص، روش تثبیت، ابعاد و سایر پارامترهای عملکردی متفاوت است (شکل 17).

شکل 17. گیره برای خاموش کردن آنوریسم مغزی.

در عکس ها، گیره ها بزرگ به نظر می رسند، اما در واقعیت بزرگتر از ناخن کودک نیستند و زیر میکروسکوپ نصب می شوند (شکل 18).

شکل 18. جراحی برای کلیپ آنوریسم عروق مغزی.

برای ساخت گیره ها، به عنوان یک قاعده، سیم مسطح از تیتانیوم خالص یا تانتالیوم، در برخی موارد از نقره استفاده می شود. چنین محصولاتی نسبت به بصل النخاع 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 چنین فلزات گرانبهایی که به طور سنتی در پروتزهای دندانی مورد استفاده قرار می گیرند، مانند طلا و پلاتین، در حفره دهان نمی توانند به طور کامل در برابر خوردگی و پس زدن متعاقب آن مقاومت کنند، بدون توجه به هزینه بالا و جرم بزرگ که باعث ناراحتی بیماران می شود. از سوی دیگر، سازه های ارتوپدی سبک وزن ساخته شده از پلاستیک اکریلیک نیز به دلیل شکنندگی در برابر انتقاد جدی قرار نمی گیرند. یک انقلاب واقعی در دندانپزشکی، ساخت روکش‌های فردی و همچنین پل‌ها و پروتزهای متحرک بر پایه تیتانیوم و تانتالیوم بوده است. این فلزات به دلیل ویژگی‌های ارزشمند ذاتی خود مانند بی‌اثری بیولوژیکی و استحکام بالا در ارزانی نسبی، با موفقیت با طلا و پلاتین رقابت می‌کنند و حتی در تعدادی از پارامترها از آنها پیشی می‌گیرند.

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

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

در مورد پروتزها، می توان آنها را ثابت کرد (پل) برای بازیابی چندین دندان مجاور یا قابل جابجایی، در صورت از بین رفتن کل دندان (آدنتی کامل فک). 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 به خوبی متمایز می شود (شکل 20).

شکل 20. پروتز گیره فک پایین.

امروزه قسمت گیره پروتز و گیره ها معمولا از تیتانیوم طبی خالص با خلوص بالا برند HDTV ساخته می شود.

یک انقلاب واقعی در دندانپزشکی تقاضای روزافزون برای پروتزهای ایمپلنت بوده است. پروتز روی ایمپلنت مطمئن ترین راه برای تثبیت سازه های ارتوپدی است که در این مورد برای چندین دهه یا حتی مادام العمر مفید است.

ایمپلنت دندان (دندان) ساختاری دو تکه است که به عنوان تکیه گاه 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 استخوان فک پیچ می شود. 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 درجه 4 (G4Ti).

بیشتر اوقات ، 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 بافت های زنده استخوان و لثه کمک می کند.

با این حال، برخی از تولید کنندگان ترجیح می دهند ایمپلنت های نه دو تکه، بلکه یک تکه تولید کنند، که در آن قسمت پیچ و اباتمنت دارای ساختاری مجزا نیستند، بلکه ساختاری یکپارچه دارند. به عنوان مثال، در همان زمان، شرکت آلمانی Zimmer، ایمپلنت های یک تکه را از تانتالیوم متخلخل تولید می کند که در مقایسه با تیتانیوم، انعطاف پذیری بیشتری دارد و در بافت استخوانی با خطر عوارض تقریباً صفر تعبیه شده است (شکل 22).

شکل 22 ایمپلنت های دندانی یک تکه متخلخل تانتالیوم زیمر.

تانتالیوم، برخلاف تیتانیوم، فلز سنگین‌تری است، بنابراین ساختار متخلخل به طور قابل‌توجهی محصول را سبک می‌کند، علاوه بر این، نیازی به رسوب خارجی اضافی یک پوشش استخوانی ادغام‌کننده ندارد.

نمونه هایی از پروتز ایمپلنت تک دندانی (تاج) و با نصب پروتزهای متحرک روی ایمپلنت در شکل 1 نشان داده شده است. 23.

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

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

ساخت ابزار پزشکی

امروزه صدها نوع ابزار مختلف جراحی و آندوسکوپی و تجهیزات پزشکی در عمل بالینی جهان مورد استفاده قرار می گیرد که با استفاده از تیتانیوم و تانتالیوم ساخته می شوند (GOST 19126-79 "ابزار فلزی پزشکی. مشخصات عمومی". شکل پذیری و مقاومت در برابر خوردگی، باعث بی اثری بیولوژیکی می شود.

ابزارهای پزشکی تیتانیوم تقریباً دو برابر سبک‌تر از همتایان فولادی 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 ابزارها شامل صدها نوع کاردک، گیره، گشادکننده، آینه، گیره، قیچی، فورسپس، چاقوی جراحی، استریل کننده، لوله، اسکنه، موچین، انواع بشقاب می باشد.

ویژگی های بیوشیمیایی و فیزیکی-مکانیکی ابزار تیتانیوم سبک برای جراحی های میدانی نظامی و اکسپدیشن های مختلف از ارزش ویژه ای برخوردار است. در اینجا آنها کاملاً ضروری هستند ، زیرا در شرایط شدید ، به معنای واقعی کلمه هر 5-10 گرم محموله 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 ابزار دقیق پزشکی استفاده می شود. آنها در ساخت دستگاه های تقطیر، پمپ های پمپاژ مواد تهاجمی، استریل کننده ها، اجزای بیهوشی و تجهیزات تنفسی، پیچیده ترین دستگاه ها برای تکثیر کار ارگان های حیاتی مانند "قلب مصنوعی"، "ریه مصنوعی"، "کلیه مصنوعی" استفاده می شوند. "، و غیره.

سرهای تیتانیوم دستگاه های اولتراسونیک با وجود این واقعیت که آنالوگ های سایر مواد، حتی با قرار گرفتن نامنظم در معرض ارتعاشات اولتراسونیک، به سرعت غیرقابل استفاده می شوند، طولانی ترین عمر مفید را دارند.

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 به همین دلیل به طور فعال در تولید وسایل حفاظتی مختلف استفاده می شود. تجهیزات رادیولوژی

نتیجه

توسعه و تولید تجهیزات پزشکی یکی از زمینه های پیشرفت علمی و فناوری است که به شدت در حال توسعه 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 اکنون، در دهه های اخیر، فلزات صنعتی مانند تیتانیوم و تانتالیوم "بر روی سپر تاریخ" پرورش یافته اند، که، با دلایل خوب، می توان آنها را مواد ساختاری هزاره جدید نامید.

اهمیت تیتانیوم در پزشکی مدرن را نمی توان دست کم گرفت. علیرغم سابقه نسبتا کوتاه استفاده عملی، این ماده به یکی از مواد پیشرو در بسیاری از 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 خنثی بودن زیستی) و همچنین سبکی، استحکام، سختی، استحکام، دوام، خنثی بودن گالوانیکی و غیره.

از نظر اهمیت عملی و تانتالیوم کمتر از تیتانیوم نیست. با تشابه کلی اکثر خواص مفید، در برخی کیفیت ها پست تر و در برخی 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، مکمل یکدیگر هستند. کافی است بگوییم که ساختارهای پزشکی مبتنی بر آلیاژهای تیتانیوم تانتالیوم که تمام مزایای Ti و Ta را با هم ترکیب می کنند، به طور فعال در حال توسعه هستند و در عمل مورد استفاده قرار می گیرند. و بسیار تصادفی نیست که در سال های اخیر تلاش های موفقیت آمیز بیشتری برای ایجاد اندام های مصنوعی کامل که مستقیماً از تیتانیوم، تانتالیم و ترکیبات آنها در بدن انسان کاشته شده اند، صورت گرفته است. زمانی نزدیک می شود که مثلاً مفاهیم "قلب تیتانیومی" یا "اعصاب تانتالیومی" با اطمینان از مقوله چهره های گفتاری به سطحی کاملاً کاربردی منتقل شوند.