Preferirane vrste titana u stomatologiji. biološka indiferentnost i otpornost na koroziju prema kiselinama i lužinama u malim koncentracijama

Legure titana imaju visoka tehnološka i fizičko-mehanička svojstva, kao i toksikološku inertnost. List titana BT-100 koristi se za žigosane krunice (debljine 0,14-0,28 mm), žigosane baze (0,35-0,4 mm) pokretnih proteza, okvire titan-keramičkih proteza, implantate različitih dizajna. Titan VT-6 također se koristi za implantaciju.

Za izradu lijevanih krunica, mostova, lukova (klasama), proteza za udlage, lijevanih metalnih baza, lijevanje titana VT-5L. Talište legure titana je 1640°C.

U stranoj stručnoj literaturi postoji gledište prema kojem titan i njegove legure alternativa su zlatu. Kada je izložen zraku, titan formira tanak, inertan oksidni sloj. Ostale prednosti uključuju nisku toplinsku vodljivost i sposobnost vezivanja s kompozitnim cementima i porculanom. Nedostatak je teškoća dobivanja odljevka (čisti titan se tali na 1668 °C i lako reagira s tradicionalnim kalupnim masama i kisikom). Stoga se mora lijevati i lemiti u posebnim uređajima u okruženju bez kisika. Razvijaju se legure titana i nikla koje se mogu lijevati tradicionalnom metodom (takva legura otpušta vrlo malo iona nikla i dobro se veže za porculan). Nove metode izrade fiksnih proteza (prvenstveno krunica i mostova) korištenjem CAD/CAM tehnologije (kompjutorsko modeliranje/kompjutersko glodanje) odmah otklanjaju sve probleme lijevanja. Određene uspjehe postigli su i domaći znanstvenici.

Odstranjive proteze s tankoslojnim titanskim bazama debljine 0,3-0,7 mm imaju sljedeće glavne prednosti u odnosu na proteze s bazama od drugih materijala:

Apsolutna inertnost na tkiva usne šupljine, što u potpunosti eliminira mogućnost alergijske reakcije na nikal i krom, koji su dio metalnih baza iz drugih legura; - potpuna odsutnost toksičnih, toplinski izolacijskih i alergijskih učinaka karakterističnih za plastične baze; - mala debljina i težina s dovoljnom krutošću osnove zbog visoke specifične čvrstoće titana; - visoka točnost reprodukcije najsitnijih detalja reljefa protetskog ležišta, nedostižna za plastične i lijevane baze od drugih metala; - značajno olakšanje pacijentove ovisnosti o protezi; - održavanje dobre dikcije i percepcije okusa hrane.

Porozni titan i titanijev niklid, koji ima memoriju oblika, korišteni su u stomatologiji kao materijali za implantate. Bilo je razdoblje kada je premazivanje metalnih proteza titanijevim nitridom postalo rašireno u stomatologiji, dajući zlatnu nijansu čeliku i CCS-u i izolirajući, prema autorima metode, liniju lemljenja. Međutim, ova tehnika nije široko korištena iz sljedećih razloga:

1) premazivanje fiksnih proteza titanijevim nitridom temelji se na staroj tehnologiji, tj. utiskivanju i lemljenju;

2) kada se koriste proteze s premazom od titan nitrida, koristi se stara tehnologija proteza, tako da se kvalifikacija ortopedskih stomatologa ne povećava, ali ostaje na razini 50-ih godina;

3) proteze presvučene titanijevim nitridom su neestetske i dizajnirane za neukus određenog dijela populacije. Naš zadatak nije naglasiti nedostatak zubnog niza, već ga sakriti. I s ove točke gledišta te su proteze neprihvatljive. Zlatne legure također imaju estetske nedostatke. Ali predanost ortopedskih stomatologa legurama zlata nije zbog njihove boje, već zbog mogućnosti izrade i visoke otpornosti na oralnu tekućinu;

4) klinička opažanja su pokazala da se prevlaka titan nitrida ljušti, drugim riječima, ova prevlaka ima istu sudbinu kao i drugi bimetali;

5) treba imati na umu da je intelektualna razina naših pacijenata značajno porasla, a istovremeno su porasli zahtjevi za izgledom proteze. Ovo je u suprotnosti s pokušajima nekih podijatara da pronađu surogat legure zlata;

6) razlozi za pojavu prijedloga - pokrivanje fiksnih proteza titanijevim nitridom - su, s jedne strane, zaostalost materijalno-tehničke baze ortopedske stomatologije, as druge strane, nedovoljna razina stručne kulture ortopedske stomatologije. neki zubari.

Tome možemo pridodati i veliki broj toksičko-alergijskih reakcija organizma pacijenta na premaz fiksnih proteza titanijevim nitridom.

Brojne temeljne i primijenjene studije navode da je titan najbolji materijal za izradu dentalnih implantata.

U Rusiji se za proizvodnju različitih dizajna koriste komercijalno čisti titanij BT 1-0 i BT 1-00 (GOST 19807-91), au inozemstvu se koristi takozvani "komercijalno čisti" titan, koji je podijeljen u 4 stupnja (razred 1-4 ASTM, ISO). Također se koristi legura titana Ti-6Al-4V (ASTM, ISO), koja je analogna domaćoj leguri BT-6. Sve su te tvari različite po kemijskom sastavu i mehaničkim svojstvima.

Titanium grade Grade 1,2,3 - ne koristi se u stomatologiji, jer. premekan.

Prednosti Grade 4 Pure Titana (SP4)

• Najbolja biološka kompatibilnost
• Odsutnost toksičnog vanadija (V)
• Najbolja otpornost na koroziju
• 100% odsustvo alergijskih reakcija

Prema proučavanju znanstvenih članaka, metodoloških i prezentacijskih publikacija stranih tvrtki, standarda ASTM, ISO, GOST, postoje usporedne tablice svojstava i sastava titana različitih razreda.

Tablica 1. Kemijski sastav titana prema ISO 5832/II i ASTM F 67−89.

** ISO i ASTM podaci se slažu u mnogim točkama, gdje se razlikuju, ASTM vrijednosti su navedene u zagradama.

Tablica 2. Mehanička svojstva titana prema ISO 5832/II i ASTM F 67−89.

Tablica 3. Kemijski sastav legura titana prema GOST 19807−91.

* U titanu VT 1-00, maseni udio aluminija dopušten je ne više od 0,3%, u titanu VT 1-0 ne više od 0,7%.

Tablica 4. Mehanička svojstva legura titana prema GOST 19807−91.

** Podaci su dati prema OST 1 90 173−75.
*** Nema podataka u dostupnoj literaturi.

Najtrajniji od razmatranih materijala je legura Ti-6Al-4V (domaći analog VT-6). Povećanje čvrstoće postiže se uvođenjem aluminija i vanadija u njegov sastav. Međutim, ova legura pripada prvoj generaciji biomaterijala i, unatoč nepostojanju ikakvih kliničkih kontraindikacija, koristi se sve rjeđe. Ova odredba je dana s aspekta problematike endoprotetske zamjene velikih zglobova.

S gledišta bolje biološke kompatibilnosti, tvari koje pripadaju skupini "čistog" titana izgledaju više obećavajuće. Treba napomenuti da kada se govori o "čistom" titanu, misli se na jedan od četiri stupnja titana odobrenog za unošenje u tjelesna tkiva u skladu s međunarodnim standardima. Kao što se može vidjeti iz gornjih podataka, oni su različiti u kemijskom sastavu, koji, zapravo, određuje biološku kompatibilnost i mehanička svojstva.

Važno je i pitanje čvrstoće ovih materijala. Titan klase 4 ima najbolju izvedbu u tom pogledu.
Kad se uzme u obzir njegov kemijski sastav, može se primijetiti da je u titanu ovog razreda povećan sadržaj kisika i željeza. Temeljno pitanje je: narušava li to biološku kompatibilnost?

Porast kisika vjerojatno neće biti negativan. Povećanje udjela željeza za 0,3% u titanu Grade 4 (u usporedbi s Grade 1) može izazvati određenu zabrinutost, budući da, prema eksperimentalnim podacima, željezo (kao i aluminij) kada se implantira u tjelesna tkiva dovodi do stvaranja vezivnog tkiva. tkivo oko implantata - sloj tkiva, što je znak nedovoljne bioinertnosti metala. Osim toga, prema istim podacima, željezo inhibira rast organske kulture. Međutim, kao što je gore navedeno, gore navedeni podaci odnose se na implantaciju "čistih" metala.

U ovom slučaju važno je pitanje: je li moguće da ioni željeza izlaze kroz sloj titan oksida u okolna tkiva, i ako je moguće, kojom brzinom i kakav je daljnji metabolizam? Podatke o ovoj temi nismo pronašli u dostupnoj literaturi.

Uspoređujući strane i domaće standarde, može se primijetiti da legure titana VT 1-0 i VT 1-00 dopuštene za kliničku upotrebu u našoj zemlji praktički odgovaraju stupnjevima "čistog" titana Grade 1 i 2. Smanjeni sadržaj kisika i željeza u ovim klasama dovodi do smanjenja njihovih svojstava čvrstoće, što se ne može smatrati povoljnim. Iako titan razreda VT 1-00 ima gornju granicu vlačne čvrstoće koja odgovara onoj razreda 4, granica razvlačenja domaće legure je gotovo dva puta niža. Osim toga, aluminij može biti uključen u njegov sastav, što je, kao što je gore spomenuto, nepoželjno.

Uspoređujući inozemne norme, može se primijetiti da je američka norma stroža, a ISO norme se u nizu paragrafa pozivaju na američke. Osim toga, Delegacija SAD-a nije se složila s odobrenjem ISO standarda za titan koji se koristi u kirurgiji.

Stoga se može tvrditi da:
Najbolji materijal za proizvodnju zubnih implantata danas je "čisti" titan 4. stupnja prema standardu ASTM, budući da:

• ne sadrži toksični vanadij, kao što je legura Ti-6Al-4V;
• prisutnost Fe u svom sastavu (mjerena u desetinkama a%) ne može se smatrati negativnom, jer čak iu slučaju mogućeg oslobađanja iona željeza u okolna tkiva, njihov učinak na tkiva nije toksičan, kao u vanadiju;
• titan klase 4 ima bolja svojstva čvrstoće u usporedbi s drugim materijalima skupine "čistog" titana;

Kobalt krom legure

Kobalt-krom legure kvaliteta KHS

kobalta 66-67%, što daje leguri tvrdoću, čime se poboljšavaju mehanička svojstva legure.

krom 26-30%, uveden kako bi se leguri dala tvrdoća i povećala otpornost na koroziju, stvarajući pasivirajući film na površini legure.

nikla 3-5%, što povećava plastičnost, žilavost, savitljivost legure, čime se poboljšavaju tehnološka svojstva legure.

molibden 4-5,5%, što je od velike važnosti za povećanje čvrstoće legure čineći je sitnozrnom.

mangan 0,5%, što povećava čvrstoću, kvalitetu lijevanja, snižava talište, pomaže u uklanjanju otrovnih zrnatih spojeva iz legure.

ugljik 0,2%, što smanjuje talište i poboljšava fluidnost legure.

silicij 0,5%, poboljšanje kvalitete odljevaka, povećanje fluidnosti legure.

željezo 0,5%, povećanje fluidnosti, povećanje kvalitete lijevanja.

dušik 0,1%, što smanjuje talište, poboljšava fluidnost legure. Istodobno, povećanje dušika preko 1% pogoršava duktilnost legure.

berilij 0-1,2%

aluminij 0,2%

SVOJSTVA: CCS ima visoka fizikalna i mehanička svojstva, relativno nisku gustoću i izvrsnu fluidnost, što omogućuje izlijevanje ažurnih zubnih proizvoda visoke čvrstoće. Talište je 1458C, mehanička viskoznost je 2 puta veća od zlata, minimalna vlačna čvrstoća je 6300 kgf/cm 2 . Visoki modul elastičnosti i manja gustoća (8 g/cm 3 ) omogućuju izradu lakših i čvršćih proteza. Također su otporniji na abraziju i dulje zadržavaju zrcalni sjaj površine dobiven poliranjem. Zbog dobrih lijevanih i antikorozivnih svojstava, legura se koristi u ortopedskoj stomatologiji za izradu lijevanih krunica, mostova, raznih izvedbi lijevanih kopčanih proteza, metalokeramičkih okvira proteza, pokretnih proteza s lijevanim bazama, naprava za udlage, lijevanih kopče.

OBLIK OTPUŠTANJA: proizvodi se u obliku okruglih praznina težine 10 i 30 g, pakiranih u 5 i 15 komada.

Sve proizvedene metalne legure za ortopedsku stomatologiju podijeljene su u 4 glavne skupine:

Bygodents - legure za lijevane pokretne proteze.

KX-Dents - legure za keramičko-metalne proteze.

HX-Dents - legure nikal-kroma za metal-keramičke proteze.

Dentans su legure željeza, nikla i kroma za zubne proteze.

1. Dogodovštine. Oni su višekomponentna legura.

SASTAV: kobalt, krom, molibden, nikal, ugljik, silicij, mangan.

SVOJSTVA: gustoća - 8,35 g/cm 3 , tvrdoća po Brinellu - 360-400 HB, talište legure - 1250-1400C.

PRIMJENA: koristi se za izradu lijevanih kopča proteza, kopči, udlaga.

Byugodent CCS vac (meki)- sadrži 63% kobalta, 28% kroma, 5% molibdena.

Bygodent CCN vac (normal) - sadrži 65% kobalta, 28% kroma, 5% molibdena, kao i visok sadržaj ugljika i ne sadrži nikal.

Bygodent CCH vac (tvrdi)- osnova je kobalt - 63%, krom - 30% i molibden - 5%. Legura ima maksimalni udio ugljika od 0,5%, dodatno legirana niobijem - 2% i ne sadrži nikal. Ima izuzetno visoke parametre elastičnosti i čvrstoće.

Byugodent CCC vac (bakar)- osnova je kobalt - 63%, krom - 30%, molibden - 5%.Kemijski sastav legura uključuje bakar i visok sadržaj ugljika - 0,4%. Kao rezultat, legura ima visoka svojstva elastičnosti i čvrstoće. Prisutnost plićaka u leguri olakšava poliranje, kao i drugu mehaničku obradu proteza iz nje.

Bygodent CCL vac (tekućina)- pored kobalta - 65%, kroma - 28% i molibdena - 5%, u sastav legure uvode se bor i silicij. Ova legura ima izvrsnu fluidnost, uravnotežena svojstva.

2. KH-Udubljenja

PRIMJENA: koristi se za izradu lijevanih metalnih okvira s porculanskim oblogama. Oksidni film formiran na površini legura omogućuje nanošenje keramičkih ili staklokeramičkih premaza. Postoji nekoliko vrsta ove legure: CS, CN, CB, CC, CL, DS, DM.

KH-Dent CN vac (normalan) sadrži 67% kobalta, 27% kroma i 4,5% molibdena, ali je bez ugljika i nikla. Time se značajno poboljšava njegova plastična svojstva i smanjuje tvrdoća.

KX-Dent CB vac (Bondy) ima sljedeći sastav: 66,5% kobalta, 27% kroma, 5% molibdena. Legura ima dobru kombinaciju ljevačkih i mehaničkih svojstava.

3. NH-Udubljenja

SASTAV: nikal - 60-65%; krom - 23-26%; molibden - 6-11%; silicij - 1,5-2%; ne sadrže ugljik.

NH-Dent legure na bazi nikal-kroma

PRIMJENA: za kvalitetne metalokeramičke krunice i male mostove visoke tvrdoće i čvrstoće. Okviri proteza lako se bruse i poliraju.

SVOJSTVA: legure imaju dobra svojstva lijevanja, sadrže aditive za rafiniranje, što omogućuje ne samo dobivanje kvalitetnog proizvoda pri lijevanju u visokofrekventnim indukcijskim strojevima za taljenje, već i ponovnu upotrebu do 30% cijevi u novim talinama. Postoji nekoliko vrsta ove legure: NL, NS, NH.

HX-Dent NS vac (meki) - u svom sastavu sadrži nikal - 62%, krom - 25% i molibden - 10%. Ima visoku dimenzionalnu stabilnost i minimalno skupljanje, što omogućuje livenje dugih mostova u jednom koraku.

HX-Dent NL vac (tekućina) - sadrži 61% nikla, 25% kroma i 9,5% molibdena. Ova legura ima dobra svojstva lijevanja, omogućujući dobivanje odljevaka s tankim, otvorenim zidovima.

4.Udubljenja

SVOJSTVA: Legure tipa Dentan dizajnirane su za zamjenu lijevanog nehrđajućeg čelika. Imaju značajno veću duktilnost i otpornost na koroziju zbog činjenice da sadrže gotovo 3 puta više nikla i 5% više kroma. Legure imaju dobra svojstva lijevanja - nisko skupljanje i dobru fluidnost. Vrlo savitljiv za strojnu obradu.

PRIMJENA: koristi se za izradu lijevanih pojedinačnih krunica, lijevanih krunica s plastičnom fasetom. Postoji nekoliko vrsta ove legure: DL, D, DS, DM.

Dentan D sadrži 52% željeza, 21% nikla, 23% kroma. Ima visoku duktilnost i otpornost na koroziju, malo skupljanje i dobru fluidnost.

Dentan DM sadrži 44% željeza, 27% nikla, 23% kroma i 2% molibdena. U sastav legure dodatno je dodan molibden, čime je povećana njezina čvrstoća u odnosu na prijašnje legure, pri usporedbi iste razine obradivosti, fluidnosti i ostalih tehnoloških svojstava.

Za neke legure nikla i kroma, prisutnost oksidnog filma može biti negativna, budući da se pri visokim temperaturama pečenja oksidi nikla i kroma otapaju u porculanu, bojeći ga. Povećanje količine kromovog oksida u porculanu dovodi do smanjenja njegovog koeficijenta toplinskog širenja, što može uzrokovati otkidanje keramike od metala.

Legure titana

SVOJSTVA: legure titana imaju visoka tehnološka i fizičko-mehanička svojstva, kao i biološku inertnost. Talište legure titana je 1640C. Proizvodi od titana imaju apsolutnu inertnost na tkiva usne šupljine, potpunu odsutnost toksičnih, toplinski izolacijskih i alergijskih učinaka, malu debljinu i težinu s dovoljnom krutošću baze zbog visoke specifične čvrstoće titana, visoke točnosti reprodukcije. najsitnijih detalja reljefa protetskog ležišta.

VT-100 list- koristi se za izradu žigosanih krunica (debljine 0,14-0,28 mm), žigosanih baza (0,35-0,4 mm) uklonjivih proteza.

VT-5L - lijevano - koristi se za izradu lijevanih krunica, mostova, okvira nadomjesnih udlaga, lijevanih metalnih baza.

Uvod

Današnja stomatologija ne stoji mirno. Gotovo svaki mjesec čujemo o novim metodama, opremi, materijalima itd. Naravno, nisu sve inovacije odjek kod profesionalaca. No, postoji jedan materijal koji je ozbiljno i dugo zauzeo svoju nišu u stomatologiji, a koji se zahvaljujući svojim kvalitetama sjajno dokazao. A ime ovog materijala je titan.

Raspon upotrebe titana stalno se širi. Danas se koristi u mobilnoj i nemobilnoj protetici, u implantologiji, ortodonciji itd.

Trenutno je izrada zuba od titana već savladana, a studije su pokazale da titan nije inferioran plemenitim metalima u pogledu otpornosti na koroziju u usnoj šupljini. I to nije granica. Neće biti pretjerano reći da više nema smjera u stomatologiji, gdje god postoji mjesto za titan.

Što se tiče primjene, uvođenje legura titana nije bilo ograničeno na stomatologiju. Titan se široko koristi u svim područjima medicine bez iznimke, a da ne spominjemo industriju. Ako govorimo o titanu, odmah padaju na pamet brojne prednosti koje su u kombinaciji samo za njega. Biološka ravnodušnost, nedostatak magnetizacijskih svojstava, niska specifična težina, visoka čvrstoća, otpornost na koroziju u mnogim agresivnim okruženjima i dostupnost učinili su titan gotovo univerzalnim i nezamjenjivim materijalom. A ovo je samo mali dio prednosti koje legure titana mogu dati.

U ovom diplomskom radu otkrit će se svi aspekti ovog revolucionarnog materijala. U prizmu profesije zubnog tehničara pažljivo će se razmotriti svojstva titana i njegovih legura, metode njihove proizvodnje, nijanse obrade legura titana, greške koje se javljaju pri radu s njim i još mnogo toga. Pozornost će se posvetiti najnovijim dostignućima u znanosti i tehnologiji. Detaljno će se analizirati već dugo postojeće legure titana koje se široko koriste u cijelom svijetu, kao i najnovija dostignuća u ovom području. I naravno, ne mogu se zanemariti metode obrade kao što su mljevenje, mljevenje legura titana itd.

Relevantnost istraživanja

Odabir materijala za izradu proteze jedna je od važnih faza u planiranju proteze, budući da će o materijalu ovisiti buduća svojstva proteze. Trenutno nastoji kombinirati dva ključna i važna svojstva dentalnih materijala odjednom - bioinertnost i estetiku. Jedan od materijala prve kvalitete je titan. Upotreba titana u kombinaciji s oblaganjem keramičkim masama omogućuje rješavanje drugog problema. Time su riješena oba problema – bioinertnost i estetika. Ali u modernoj literaturi, pa čak i kada studirate u obrazovnim ustanovama, nijanse rada s titanom slabo su pokrivene. Stoga, nakon što smo detaljno proučili literaturu o titanu, potrebno ju je sažeti, sistematizirati i rezimirati u ovom diplomskom radu kako bi se dentalnim tehničarima u budućnosti olakšalo proučavanje ove teme.

Predmet proučavanja

Titan za izradu zubnih proteza

Predmet proučavanja

Tehnologija obrade titana

Svrha studije

Proučiti tehnologiju izrade titanskih proteza u stomatologiji

Ciljevi istraživanja

1. Proučavanje literature o temi;
2. Proučavanje svojstava titana koji se koristi u stomatologiji;
3. Proučavanje tehnologija za njegovu preradu;
4. Usporedba tehnologija obrade titana.

Hipoteza

Proučavanje ovog materijala omogućit će nam da odredimo pozitivne i negativne aspekte različitih tehnologija obrade titana i identificiramo najbolje od njih, što u budućnosti može poslužiti kao poboljšanje kvalitete protetike.

Metode istraživanja

Proučavanje domaće i strane književnosti, komparativna analiza, sistematizacija.

Poglavlje 1. Značajke titana i poteškoće pri radu s njim

1.1. Prednosti titana

U periodnom sustavu D.I. Mendeljejev titan je broj 22 (Ti). Izvana je titan sličan čeliku (slika 1).

Sl. 1. Implantati i upornjaci od titana.

Legure titana imaju visoka tehnološka i fizikalno-mehanička svojstva, kao i bioinertnost.

Strukturne i legure titana visoke čvrstoće čvrste su otopine, što im omogućuje optimalan omjer karakteristika čvrstoće i duktilnosti.

Kao materijali za implantate korišteni su porozni titan, kao i titan nikelid koji ima memoriju oblika.

U stranoj literaturi postoji gledište prema kojem su titan i njegove legure alternativa zlatu. U dodiru sa zrakom dolazi do pasivizacije, tj. na površini titana stvara se tanki inertni oksidni sloj. Njegove druge prednosti uključuju nisku toplinsku vodljivost i sposobnost kombiniranja s kompozitnim cementima i porculanom. Nedostatak je teškoća dobivanja odljevka (čisti titan se tali na 1668°C i reagira s tradicionalnim kalupnim masama i kisikom). Stoga se mora lijevati i lemiti u posebnim uređajima u okruženju bez kisika. Razvijaju se legure titana i nikla koje se mogu lijevati tradicionalnom metodom (takva legura otpušta vrlo malo iona nikla i dobro se veže za porculan). Nove metode izrade fiksnih proteza (prvenstveno krunica i mostova) pomoću CAD/CAM tehnologije odmah otklanjaju sve probleme lijevanja.

Protetika krunskog dijela zuba zauzima vodeće mjesto u klinici ortopedske stomatologije i koristi se u svim razdobljima formiranja i razvoja žvačnog aparata, od djetinjstva do starije dobi. Posebno mjesto u ortopediji zauzimaju krunice od titana koje se odlikuju sljedećim karakteristikama:

• biološka inertnost;
• Jednostavnost uklanjanja krunice;
• Niska toplinska vodljivost u usporedbi s drugim metalima i legurama;
• Mala specifična težina, zbog koje su proteze lagane;
• Imaju visoku elastičnost;
• Manja otpornost na abraziju od nehrđajućeg čelika za mliječne zube.

Spominjući važnost korištenja titanskih krunica, treba se zadržati na takvoj zubnoj bolesti tvrdih tkiva zuba kao što su aplazija i hipoplazija cakline. Ovi nedostaci su malformacije tvrdih tkiva zuba i nastaju kao posljedica kršenja metabolizma minerala i proteina u tijelu fetusa ili djeteta. Nerazvijenost cakline nepovratan je proces i ostaje cijeli život. Stoga je prisutnost ovih bolesti apsolutna indikacija za korištenje titanskih krunica s tankim stijenkama.

Što se tiče pokretne protetike, proteze s bazama od tankog lima debljine 0,3-0,7 mm imaju sljedeće glavne prednosti u odnosu na proteze s bazama od drugih materijala:

• apsolutna inertnost na tkiva usne šupljine, što u potpunosti eliminira mogućnost alergijske reakcije na nikal i krom, koji su dio metalnih baza iz drugih legura;
• potpuna odsutnost toksičnih, toplinski izolacijskih i alergijskih učinaka karakterističnih za plastične baze;
• mala debljina i težina s dovoljnom krutošću osnove zbog visoke specifične čvrstoće titana;
• visoka točnost reprodukcije najsitnijih detalja reljefa protetskog ležišta, nedostižna za plastične i lijevane baze od drugih metala;
• značajno olakšanje navikavanja pacijenta na protezu;
• održavanje dobre dikcije i percepcije okusa hrane.

1.2. Značajke titana i složenost rada s njim

Titan (Titanium) Ti je element IV skupine 4. razdoblja periodnog sustava D. I. Mendeljejeva, redni broj 22, atomska masa 47,90. U čistom obliku dobiven je tek 1925. godine. Glavne sirovine su minerali rutil TiO2, ilmenit FeTiO3 itd. Titan je vatrostalan metal.

Titan se dobiva redukcijom titanijevog dioksida metalnim kalcijem, kalcijevim hidridom, redukcijom titanovog tetraklorida rastaljenim natrijem, metalnim magnezijem. Titan je obećavajući materijal za zrakoplovnu, kemijsku i brodograđevnu industriju te medicinu. U većini slučajeva titan se koristi u obliku legura s aluminijem, molibdenom, vanadijem, manganom i drugim metalima.

Stol 1.

Usporedna svojstva raznih legura.

Svojstva				Legura srebra i paladija	Ne hrđajući Čelik
Gustoća (g/cm³)
Tvrdoća (HB) MPa
Čvrstoća MPa (N / mm 2), Rm
Modul elastičnosti, GPa
Talište (°C)
Toplinska vodljivost W/(m K)
KTR (α 10 -6 °C -1)

Poznato je da neki kemijski elementi mogu postojati u obliku dviju ili više jednostavnih tvari koje se razlikuju po strukturi i svojstvima. Obično tvar prelazi iz jedne alotropske modifikacije u drugu pri konstantnoj temperaturi. Titan ima dvije takve modifikacije. α-modifikacija titana postoji na temperaturama do 882,5 °C. Visokotemperaturna β-modifikacija može biti stabilna od 882,5 °C do tališta.

Legirajući elementi daju leguri titana različita svojstva. Za to se koriste aluminij, molibden, mangan, krom, bakar, željezo, kositar, cirkonij, silicij, nikal i drugi.

Legirni dodaci ponašaju se različito u različitim alotropskim modifikacijama titana. Oni također mijenjaju temperaturu na kojoj se događa α/β prijelaz. Dakle, povećanje koncentracije aluminija, kisika i dušika u leguri titana povećava ovu vrijednost temperature. Širi se područje postojanja α-modifikacije. I ti se elementi nazivaju α-stabilizatori.

Kositar i cirkonij ne mijenjaju temperaturu α/β transformacija. Stoga se smatraju neutralnim učvršćivačima titana.

Svi ostali dodaci legure legurama titana smatraju se β-stabilizatorima. Njihova topljivost u modifikacijama titana ovisi o temperaturi. A to omogućuje povećanje čvrstoće legura titana s ovim dodacima kroz stvrdnjavanje i starenje. Upotrebom različitih vrsta aditiva za legiranje dobivaju se legure titana s najrazličitijim svojstvima.

Lijevani titan VT-5L koristi se za izradu lijevanih krunica, mostova, lučnih okvira (klasama), proteza za udlage, lijevanih metalnih baza. Talište legure titana je 1640°C.

Legura VT5 (VT5L) je legirana samo s aluminijem. Aluminij je jedan od najčešćih legirajućih elemenata u legurama titana. To je zbog sljedećih prednosti aluminija u odnosu na druge komponente legure:

1. aluminij je široko rasprostranjen u prirodi, dostupan i relativno jeftin;
2. gustoća aluminija mnogo je manja od gustoće titana, pa se uvođenjem aluminija povećava njihova specifična čvrstoća;
3. s povećanjem udjela aluminija povećava se otpornost na toplinu i otpornost na puzanje legura titana;
4. aluminij povećava module elastičnosti;
5. s porastom udjela aluminija u legurama smanjuje se njihova sklonost vodikovoj krtosti. Legura VT5 razlikuje se od komercijalnog titana u većoj čvrstoći i otpornosti na toplinu. Istovremeno, aluminij značajno smanjuje tehnološku plastičnost titana. Legura VT5 se deformira u vrućem stanju: kovana je, valjana, utisnuta. Ipak, poželjno je koristiti ga ne u deformiranom stanju, već u obliku oblikovanog odljevka (u ovom slučaju mu se dodjeljuje marka VT5L).

Za implantaciju se koristi Titanium VT-6. Legure klase VT6 (Ti-6A1-4V) (α + β) među najčešćim su legurama titana iu drugim područjima.

Ovako široka rasprostranjenost ove legure posljedica je uspješnog legiranja. Aluminij u legurama Ti-Al-V sustava povećava čvrstoću i svojstva otpornosti na toplinu, a vanadij je jedan od onih nekoliko legirajućih elemenata u titanu koji povećavaju ne samo svojstva čvrstoće, već i duktilnost.

Uz visoku specifičnu čvrstoću, legure ovog tipa manje su osjetljive na vodik u usporedbi s legurama OT4 i OT4-1, imaju nisku osjetljivost na koroziju soli i dobru obradivost.

Legure tipa VT6 koriste se u žarenom i toplinski očvrsnutom stanju. Dvostruko žarenje također poboljšava žilavost loma i otpornost na koroziju.

List titana razreda VT1-00 koristi se za žigosane krunice (debljine 0,14-0,28 mm), žigosane baze (0,35-0,4 mm) pokretnih proteza, okvire titan-keramičkih proteza, implantate različitih dizajna.

Metalurška industrija isporučuje poluproizvode od tehničkog titana dvaju razreda VT1-00 i VT1-0 koji se razlikuju u sadržaju nečistoća (kisik, dušik, ugljik, željezo, silicij itd.). To su materijali niske čvrstoće, a titan VT1-00, koji sadrži manje nečistoća, manje je izdržljiv i duktilniji. Glavna prednost titanovih legura VT1-00 i VT1-0 je visoka tehnološka plastičnost, što omogućuje dobivanje ravnomjerne folije od njih.

Svojstva čvrstoće titana mogu se povećati otvrdnjavanjem (otvrdnjavanjem), ali se u tom slučaju plastična svojstva znatno smanjuju. Smanjenje karakteristika duktilnosti je izraženije od povećanja karakteristika čvrstoće, tako da otvrdnjavanje nije najbolji način za poboljšanje složenih svojstava titana. Nedostaci titana uključuju visoku tendenciju vodikove krtosti, pa stoga sadržaj vodika ne smije prelaziti 0,008% u titanu VT1-00 i 0,01% u VT1-0.

1.3. Značajke obrade titana (brušenje i poliranje)

Prilikom obrade titana moraju se uzeti u obzir fizikalna svojstva, faze oksidacije i promjene kristalne rešetke. Pravilnu obradu moguće je uspješno izvesti samo posebnim glodalima za titan s posebnim križnim rezom (slika 2). Smanjen kut radne površine, što omogućuje optimalno uklanjanje dovoljno mekog metala, uz istovremeno dobro hlađenje alata. Obrada titana treba biti učinjena bez jakog pritiska na alat.

sl.2.

Rezači od titana trebaju biti pohranjeni odvojeno od ostalih alata. Moraju se redovito čistiti mlazom pare i četkicama od stakloplastike kako bi se uklonili ostaci titanijevih krhotina, koje su dovoljno čvrsto nasložene.

Kod korištenja pogrešnog alata ili jakog pritiska moguće je lokalno pregrijavanje metala, popraćeno snažnim stvaranjem oksida i promjenom kristalne rešetke. Vizualno, na obrađivanom predmetu dolazi do promjene boje i blago ohrapavljanja površine. Na tim mjestima neće biti potrebne adhezije na keramiku (mogućnost pukotina i krhotina), ako se ne radi o furniranim površinama, daljnja obrada i poliranje također neće zadovoljiti zahtjeve.

Korištenje raznih diskova i kamenčića od karborunda, odnosno dijamantnih glava, pri obradi titana jako zagađuje površinu titana, što kasnije dovodi i do pukotina i krhotina keramike. Stoga je uporaba gore navedenih alata prikladna samo za obradu, na primjer, okvira proteza s kopčama, a upotrebu dijamantnih glava treba potpuno isključiti. Brušenje i daljnje poliranje izloženih područja od titana moguće je samo s gumenim vrhovima za brušenje prilagođenim titanu i pastama za poliranje. Mnogi proizvođači rotirajućih alata sada proizvode široku paletu glodala i gumenih glava za mljevenje titana.

Prikladni parametri obrade za titan:

• Mala brzina nasadnika - max. 15 000 okretaja u minuti;
• Nizak pritisak na alat;
• Periodična obrada;
• Obrada okvira samo u jednom smjeru;
• Izbjegavajte oštre kutove i preklapanja metala;
• Prilikom brušenja i poliranja koristite samo prikladne gumene vrhove za brušenje i paste za poliranje;
• Periodično čišćenje rezača mlazom pare i četkom od stakloplastike.

Pjeskarenje, prije nanošenja veznog sloja za keramički premaz, kao i za oblaganje kompozitnim materijalima, mora ispunjavati sljedeće zahtjeve:

• Čisti, samo jednokratni aluminijev oksid;
• Maksimalna veličina zrna pijeska je 150 µm, optimalno 110–125 µm;
• Maksimalni pritisak olovke 2 bara;
• Smjer toka pijeska pod pravim kutom u odnosu na površinu.

Nakon obrade potrebno je tretirani predmet ostaviti da se pasivizira 5-10 minuta, a zatim površinu očistiti parom.

Oksidno pečenje ili slični postupci pri radu s titanom potpuno su isključeni. Također je potpuno isključena uporaba kiselina ili jetkanja.

1.4. Zaključci o prvom poglavlju

Na temelju iznesenog materijala možemo zaključiti da legure titana imaju značajan broj vrlo važnih svojstava koja su nezamjenjiva u stomatološkoj protetici. Glavne su bioinertnost, otpornost na koroziju, čvrstoća i tvrdoća s niskom specifičnom težinom. Međutim, dobivanje titana smatra se skupim procesom, ali budući da je količina koja se koristi u izradi proteze mala, to ne utječe puno na cijenu. Ali zbog činjenice da je tehnologija proizvodnje titanskih proteza skuplja, titanijske proteze su skuplje od CCS ili nehrđajućeg čelika.

Također, donedavno je obrada titana stvarala probleme, no pojava i širenje specijalnih alata omogućili su primjenu legura titana u stomatologiji. Pozitivna svojstva titana bila su poznata i prije, no upravo je duga i skupa obrada bila prepreka njegovom uvođenju u stomatološku praksu.

Unatoč specifičnim zahtjevima koji su odsutni u obradi drugih metala i značajkama alata, čitav niz pozitivnih svojstava titana ipak je doveo do poboljšanja radnih procesa s njim. S jedne strane, kemijska svojstva titana otvaraju nove mogućnosti za zubne tehničare, ali s druge strane, zahtijevaju pažljivije pridržavanje tehnologije obrade i uzimanje u obzir svih značajki.

2. Poglavlje

2.1. Utiskivanje titana

Utiskivanje (utiskivanje) je proces plastičnog deformiranja materijala uz promjenu oblika i dimenzija tijela. Metali se žigosaju u stomatologiji.

Vrijedno je napomenuti da su titanske krunice danas prilično rijetke. Tehnologija proizvodnje krunica žigosanjem od titana nije pronašla distribuciju, jer je titan teško žigosati u hladnom stanju. No, u sklopu opće studije razmotrit će se tehnologija izrade titanskih krunica žigosanjem.

Titanske žigosane krunice imaju iste nedostatke kao i konvencionalne žigosane krunice, naime:

• Nedostatak otpornosti na habanje;
• Prisutnost ravne žvačne površine zuba;
• Nedovoljno čvrsto prianjanje uz vrat zuba;
• Nedostatak estetike.

Svojstva titanskih krunica slična su legurama skupljih zlatnih krunica.

Proces žigosanja legura titana ne razlikuje se značajno od procesa izrade konvencionalnih žigosanih krunica od nehrđajućeg čelika.

U izradi žigosanih krunica otisci se obično uzimaju standardnim žlicama alginatne mase.

Tehnologija izrade krunice od titana:

Laboratorijska faza izrade krunice započinje dobivanjem modela. Zatim se zub modelira voskom za modeliranje. Nanošenjem rastopljenog voska na površinu gipsanog zuba postiže se povećanje volumena potrebnog za vraćanje anatomskog oblika. Nakon modeliranja potrebno je iz modela izrezati gipsanu matricu. Zatim morate napraviti njegovu kopiju od metala s niskim talištem. Da biste to učinili, morate napraviti kalup od gipsa. Gipsani blok se izrađuje u dvije faze. Gipsana matrica se uklanja, a podijeljeni dijelovi bloka se spajaju i topljivi metal se topi. Prilikom taljenja važno je ne pregrijati metal; kada se pregrije, neke komponente legure isparavaju i ispada da je krhkija. I onda ispune formular. Oblik mora biti dobro osušen, jer će vlaga, isparavajući, učiniti metal poroznim.

Ukupno je potrebno izraditi dva metalna pečata. Prvi je najtočniji za završno žigosanje. Drugi je za prethodno žigosanje. Nakon izrade metalne matrice, potrebno je odabrati titansku čahuru.

Čahura bi trebala doseći ekvator zuba i ući u njega s određenim naporom. Žarenoj čahuri na udarcima specijalnog zubnog nakovnja udarcima čekića daje se približan oblik buduće krunice. I onda opet slijedi žarenje. Pri udarcima čekićem dolazi do promjena u strukturi metala, on postaje elastičniji i nepopustljiviji za daljnju obradu, odnosno stvaraju se otvrdnuća, žarenjem se obnavlja kristalna rešetka metala i metal postaje rastegljiviji. Nakon toga uzimaju drugu bačenu kocku, stavljaju na nju tuljac i uz nekoliko snažnih i točnih udaraca čekićem zabijaju je u olovni “jastuk”. Olovni jastuk - poluga mekog olova različitih veličina.

Potrebno je zabiti matricu s rukavcem do razine ekvatora krune. Olovo čvrsto stisne metalnu čahuru na matrici. Iz olova se izvlači matrica s čahurom i ocjenjuje se kvaliteta preliminarnog žigosanja. Na rukavu ne bi trebalo biti nabora ili pukotina. Završno štancanje vrši se u preši, ručnoj ili mehanizirano hidrauličnoj. Ima samo jedno značenje - u dnu preše nalazi se kiveta ispunjena nevulkaniziranom gumom. Matrica se umetne u kivetu u gumu, a pritisna šipka, pod silom neuvijenog zamašnjaka ili hidraulike, pritišće gumu, potonja prenosi pritisak na rukavac, koji je zauzvrat čvrsto pritisnut na metalnu matricu. pod pritiskom.

Treba napomenuti da je hladni titan izuzetno teško žigosati. Tijekom vruće deformacije, a posebno na temperaturama od 900°C i više, kada se razvijaju procesi omekšavanja, titan i titanove legure imaju prilično visoku duktilnost. Od legura titana, kovanje i vruće utiskivanje koriste se za izradu geometrijski složenih proizvoda, koji uključuju zube.

Duktilnost titana i titanovih legura naglo se smanjuje u prisutnosti alfa sloja na površini. Pročišćeni sloj je čvrsta otopina kisika u titanu. Metal koji ima alfa sloj izuzetno je osjetljiv tijekom kovanja i vrućeg štancanja na promjenu stanja naprezanja i deformacije s povećanjem naprezanja i vlačnih deformacija. Budući da vlačna naprezanja i deformacije djeluju u gotovo svim metodama kovanja i štancanja, treba izbjegavati stvaranje alfa sloja tijekom zagrijavanja za vruću strojnu obradu titana i titanovih legura. To se postiže zagrijavanjem za kovanje i štancanje u grijaćim pećima s neutralnom ili neoksidirajućom atmosferom. Najprikladniji medij za zagrijavanje titana i titanovih legura je argon.

2.2.Metoda ubrizgavanja

Visoka reaktivnost titana, visoka točka taljenja zahtijevaju poseban stroj za lijevanje i materijal za ulaganje. Trenutačno je na tržištu poznato nekoliko sustava koji omogućuju lijevanje titana.

Kao primjer možemo navesti ljevaonice Autocast, koje se temelje na principu taljenja titana u zaštitnoj atmosferi argona na bakrenom lončiću pomoću voltaičnog luka, na isti način kao što se titan spužva legira u industriji kako bi se dobila čista titanijum. Metal se ulijeva u kivetu pomoću vakuuma u komori za lijevanje i povećanog tlaka argona u komori za taljenje - tijekom prevrtanja lončića.

Izgled i princip rada instalacije prikazan je na slici 3.

sl.3.

Na početku procesa, komora za taljenje (gornja) i komora za lijevanje (donja) se pročišćavaju argonom, zatim se iz obje komore ispušta mješavina zraka i argona, nakon čega se komora za taljenje puni argonom i stvara se vakuum nastala u ljevaonici. Uključuje se voltin luk i počinje proces taljenja titana. Nakon isteka određenog vremena, lončić za taljenje se naglo prevrne i metal se usisava u vakuumski kalup, vlastita težina, kao i rastući pritisak argona u ovom trenutku, također doprinose punjenju kalupa njime. Ovaj princip omogućuje dobivanje dobrih, gustih odljevaka od čistog titana.

Sljedeća komponenta sustava lijevanja je materijal za ulaganje. Budući da je reaktivnost titana u rastaljenom stanju vrlo visoka, potrebni su posebni materijali za ulaganje, koji se izrađuju na bazi aluminijevih i magnezijevih oksida, što zauzvrat omogućuje smanjenje reakcijskog sloja titana na minimum.

Ispravna izrada sustava vrata, kao i ispravna lokacija u jarku, igra veliku ulogu i provodi se strogo prema pravilima koje je predložio proizvođač ljevaoničkih instalacija. Za krunice i mostove dopušten je samo poseban ljevački konus koji omogućuje optimalno vođenje metala prema lijevanom predmetu. Visina ulaznog kanala od konusa do dovodne grede je 10 mm s promjerom od 4–5 mm. Promjer dovodne grede je 4 mm.

Podvodni kanali lijevaka do lijevanog predmeta imaju veličinu od 3 mm u promjeru i ne više od 3 mm u visinu. Vrlo važno: podvodni kanali ne bi se trebali nalaziti nasuprot ulaznog kanala (Sl. 4), inače je mogućnost stvaranja plinskih pora vrlo velika.

sl.4.

Svi spojevi moraju biti vrlo glatki, bez oštrih kutova itd. kako bi se minimizirale turbulencije koje se javljaju tijekom izlijevanja metala, što dovodi do stvaranja plinskih pora. Sustav lijevki za kvačične proteze, a posebno za lijevane baze za potpune pokretne proteze, također se razlikuje od sustava lijevki koje koristimo za lijevanje kvačičnih proteza od krom-kobalt legura.

Za stomatološke primjene od velike je važnosti prijelaz titana na temperaturi od 882,5 °C iz jednog kristalnog stanja u drugo. Titan na ovoj temperaturi prelazi iz α-titana s heksagonalnom kristalnom rešetkom u β-titan s kubičnom. Ono što podrazumijeva ne samo promjenu fizičkih parametara, već i povećanje volumena od 17%.

Zbog toga je također potrebno koristiti posebne keramike čija temperatura pečenja mora biti ispod 880 °C.

Titan ima vrlo jaku tendenciju na sobnoj temperaturi s atmosferskim kisikom da trenutno stvori tanki zaštitni oksidni sloj, koji ga u budućnosti štiti od korozije i uzrokuje dobru toleranciju tijela na titan. To je takozvani pasivni sloj.

Pasivni sloj ima sposobnost samoregeneracije. Ovaj sloj, u različitim fazama rada s titanom, mora biti zajamčen. Nakon pjeskarenja, prije čišćenja okvira parom, potrebno je okvir ostaviti najmanje 5 minuta da se pasivizira. Svježe polirana proteza mora se pasivizirati najmanje 10-15 minuta, inače nema garancije za dobar sjaj gotovog rada.

2.3 Super plastično oblikovanje

Već 15 godina propagira se lijevanje zubnih proteza od titana u Japanu, SAD-u i Njemačkoj, a odnedavno iu Rusiji. Razvijene su različite vrste opreme za centrifugalno ili vakuumsko lijevanje, rendgensku kontrolu kvalitete odljevaka, posebni vatrostalni materijali.

Gore navedene metode su tehnološki vrlo složene i skupe. Izlaz iz ove situacije može biti superplastično oblikovanje. Bit superplastičnosti leži u činjenici da se na određenoj temperaturi metal ultrafinog zrna ponaša kao zagrijana smola, odnosno može se izdužiti za stotine i tisuće postotaka pod djelovanjem vrlo malih opterećenja, što omogućuje za izradu dijelova tankih stijenki složenog oblika od lima od legure titana. Ova pojava i proces sastoji se u činjenici da se superplastični neobrađeni list pritisne na matricu i pod utjecajem malog tlaka plina (najviše 7-8 atm.) superplastično se deformira, poprimajući vrlo precizan oblik matrice. kavitet u jednoj operaciji.

Razmotrimo primjenu metode sferičnog plastičnog oblikovanja na primjeru izrade uklonjive pločaste proteze. Zubna proteza izrađena superplastičnim prešanjem ima značajne prednosti. Glavne su lakoća (mala težina) u usporedbi s protezama izrađenim od legura kobalt-krom ili nikal-krom, kao i visoka otpornost na koroziju i čvrstoća. Dovoljna jednostavnost izrade proteze čini je nezamjenjivom za masovnu proizvodnju u ortopedskoj stomatologiji.

Početne kliničke faze izrade potpune pokretne proteze s titanskom bazom ne razlikuju se od tradicionalnih u izradi plastičnih proteza. To je klinički pregled pacijenata, izrada anatomskih odljeva, izrada individualne žlice, izrada funkcionalnog odljeva, izrada radnog modela visoke čvrstoće od supergipsa.

Model izrađen od supergipsa s alveolarnim grebenom predizoliranim voskom za kopče duplicira se u vatrostalnu masu. Vatrostalni modeli smješteni su u kućište od metalne legure otporno na toplinu, koje ima posebne izreze, čija veličina i oblik omogućuju postavljanje modela gornje čeljusti bilo kojeg pacijenta u njega.

Na vrh keramičkih modela stavlja se ploča od legure titana debljine 1 mm. Prazan lim je stegnut između dvije polovice kalupa. Polukalupi tvore hermetičku komoru podijeljenu limom na dva dijela, od kojih svaki ima komunikacijski kanal s plinskim sustavom i mogu se neovisno jedan o drugom ili evakuirati ili puniti inertnim plinom pod određenim tlakom (slika 5.) .

sl.5.

Zabrtvljene polovice kalupa se zagrijavaju i stvara se razlika tlaka. Ispod lima stvara se vakuum (vakuum) od 0,7-7,0 Pa. List legure titana savijen je prema vakumiranom polukalupu i "upuhan" je u keramički model koji se nalazi u njemu, uklapajući se u njegov reljef. Tijekom tog razdoblja tlak se održava prema određenom programu. Na kraju ovog programa polovice kalupa se ohlade.

Nakon toga se tlak u oba polukalupa izjednači na normalu i izradak se izvadi iz kalupa. Podloge potrebnog profila režu se po konturi, npr. laserskom zrakom, rub se okreće na abrazivnom kotaču, uklanja se kamenac, retencijske trake se režu abrazivnim diskom u sedlastom dijelu baze kako bi sredini alveolarnog nastavka i elektropolirani prema razvijenoj metodi.

Plastični limiter formira se na različitim razinama titanske baze od palatinalne i oralne površine ispod vrha alveolarnog grebena za 3-4 mm, kemijskim mljevenjem. Kemijsko mljevenje također se provodi duž linije "A" kako bi se stvorilo retencijsko područje prilikom fiksiranja osnovne smole. Prisutnost plastike duž linije "A" neophodna je za mogućnost daljnje korekcije valvularne zone.

U klinici liječnik tradicionalnim metodama određuje središnji omjer čeljusti. Postavljanje zuba i namještanje u usnoj šupljini ne razlikuje se od sličnih operacija u izradi jednostavnih pokretnih proteza. Nadalje, u laboratoriju se vosak zamjenjuje plastikom i polira. Time je dovršena izrada pokretne proteze s titanskom bazom (slika 6).

sl.6.

Za prešanje superplastike u Rusiji često se koristi domaća tehnologija, domaća instalacija (izvorna ruska patentirana instalacija i tehnika) i domaći limovi od domaće legure VT 14.

Sa sigurnošću se može tvrditi da superplastično oblikovanje legura titana ima izvrsne izglede za daljnji razvoj, jer. kombinira visoku trajnost, bioinertnost i estetiku.

2.4. Računalno glodanje (CAD/CAM)

CAD/CAM je akronim koji označava računalno potpomognuto projektiranje/crtanje i kompjuterski potpomognutu proizvodnju, što se doslovno prevodi kao "računalno potpomognuto projektiranje i pomoć u proizvodnji". U smislu značenja, to su automatizacija proizvodnje i sustavi za projektiranje i razvoj pomoću računala.

Razvojem tehnologije evoluirala je i ortopedska stomatologija od vremena brončanog čovjeka, kada su se umjetni zubi vezivali zlatnom žicom za susjedne zube, do modernog čovjeka, koji koristi CAD/CAM tehnologiju. U vrijeme pojave CAD / CAM, tehnologija je lišena svih nedostataka svojstvenih tehnologijama lijevanja, kao što su skupljanje, deformacija, uključujući i vađenje lijevanih krunica, mostova ili njihovih okvira. Ne postoji opasnost od kršenja tehnologije, na primjer, pregrijavanja metala tijekom lijevanja ili ponovne upotrebe cijevi, što dovodi do promjene sastava legure. Nema skupljanja okvira nakon nanošenja keramičke ljuskice, mogućih deformacija prilikom skidanja voštanih kapica sa gipsanog modela, pora i ljuski tijekom lijevanja, nerazlivenih mjesta i sl. Glavni nedostatak CAD/CAM tehnologije je njezina visoka cijena, što ne dopušta šire uvođenje ove tehnologije u ortopedsku stomatologiju. Iako, pošteno govoreći, treba napomenuti da se gotovo svake godine pojavljuje sve više jeftinih instalacija. Izvorna CAD/CAM tehnologija bilo je računalo s potrebnim softverom, koje je proizvodilo trodimenzionalno modeliranje fiksne proteze, nakon čega je uslijedilo računalno glodanje s točnošću od 0,8 mikrona iz čvrstog metalnog ili keramičkog bloka. Slika 7 prikazuje modernu CAD/CAM postavu.

sl.7.

Pomoću CAD/CAM-a možete proizvesti:

• pojedinačne krunice i mostovi male i velike duljine;
• teleskopske krunice;
• pojedinačni nosači za implantate;
• rekreirati puni anatomski oblik za modele od press-keramike nanesene na okvir (overpress);
• izrada privremenih krunica punog profila i raznih lijevanih modela.

Trenutno, ako uzmemo u obzir CAD / CAM kao stroj za obradu legura titana, tada je proizvodnja pojedinačnih nosača postala vrlo raširena (s obzirom na relativno nisku cijenu). Izgled takvih upornjaka prikazan je na slici 8.

sl.8.

Ispod je primjer tijeka rada zubnog tehničara pomoću CAD/CAM postavki. Prilično je svestran. A ako govorimo izravno o titanu, onda će ovaj algoritam biti otprilike isti.

Opis rada korištenjem modernih CAD/CAM tehnologija:

Korak 1: Glumi. Gipsani model. Uzimanje otiska usne šupljine izvodi se na isti način kao kod tradicionalnih protetskih metoda. Od dobivenog odljeva izrađuje se gipsani model pacijentove čeljusti.

Korak 2: Skenirajte. Glavni cilj ovog koraka je dobivanje digitalnih podataka na temelju kojih će se izraditi elektronički trodimenzionalni modeli potrebnih proizvoda (krunica, proteza, mostova i sl.). Digitalizirani podaci spremaju se u STL formatu. Rezultat skeniranja i osnova rada je trodimenzionalni računalni geometrijski model (u obliku STL datoteke) područja usne šupljine gdje se planira ugradnja proteze. Nobelov skener prikazan je na slici 9.

Sl.9.

Korak 3: Trodimenzionalno modeliranje (3D). STL datoteka dobivena u koraku 2 se uvozi u CAD sustav. Namijenjen je izradi računalnih modela krunica, proteza, mostova itd. uz njihov naknadni prijenos u CAM sustav za programiranje obrade na CNC stroju. Sustav je dizajniran posebno za tehničare, koristi odgovarajuću terminologiju i intuitivno sučelje jednostavno za korištenje. Program je namijenjen korisniku neiskusnom u korištenju CAD sustava.

U ovom koraku dentalni tehničar mora odabrati najprikladniji zub iz baze podataka i doraditi ga alatima do željenog oblika. Isporučena baza podataka sadrži model krunica za svaki zub. Uređivanje geometrije koristi intuitivne značajke oblikovanja. Tijekom procesa modeliranja, računalni model se može skalirati kako bi se kompenziralo skupljanje tijekom sinteriranja i dobila krunica najtočnijih dimenzija. Kao primjer, Slika 10 prikazuje softversko sučelje na kojem je modeliran prilagođeni abutment.

Sl.10.

Korak 4: Programiranje obrade. Nakon razrade geometrije proizvoda u sustavu, dobiveni podaci se prenose u CAM sustav. Namijenjen je za programiranje obrade proizvoda na CNC strojevima. U CAM sustavu generiraju se putanje obrade koje se pomoću postprocesora prevode u stroju razumljiv "jezik" - u upravljački program. Ovaj program je namijenjen neiskusnim korisnicima koji nemaju iskustva s CAM sustavima i CNC programiranjem.

Korak 5: Obrada proteza na CNC stroju. Rezultirajući upravljački programi šalju se na CNC stroj. Slika 11 u nastavku prikazuje primjer procesa mljevenja za tri nosača za primjenu i dvije šipke za proteze.

Sl.11.

2.5.3D ispis (CAD/CAM)

Zahvaljujući daljnjem razvoju CAD/CAM tehnologije, računalno glodanje zamijenjeno je tehnologijom 3D ispisa, što je omogućilo smanjenje troškova i omogućilo izradu predmeta bilo kojeg oblika i složenosti koje prije nije mogao proizvesti niti jedan od proizvođača. postojeće tehnologije. Na primjer, zahvaljujući 3D printanju, moguće je proizvesti čvrsti šuplji predmet s bilo kojim oblikom unutarnje površine. U odnosu na ortopedsku stomatologiju, moguće je izraditi šuplje tijelo proteze, što će omogućiti, bez smanjenja čvrstoće strukture, smanjenje njegove težine.

Osim toga, 3D pisači u stomatologiji jamče ubrzanje obima proizvodnje i točnost gotovih proizvoda. 3D printeri, kao i računalne glodalice (CNC), rasterećuju dentalne tehničare vrlo dugotrajnog procesa u radu - ručnog modeliranja proteza, krunica i drugih proizvoda. Slika 12 prikazuje 3D printer X350pro njemačke tvrtke RepRap.

sl.12.

CAD tehnologija u 3D ispisu ne razlikuje se od CAD tehnologije u računalnom glodanju, a detaljno je opisana u prethodnom poglavlju.

Princip procesa je da se sloj metalnog praha mikroskopske debljine nanosi na podlogu. Zatim slijedi sinteriranje, odnosno mikrozavarivanje, laserom u vakuumu mikroskopskih metalnih zrnaca u potrebnim dijelovima sloja. Zavarivanje je proces pretvaranja praha u čvrsti materijal pomoću visoke temperature, ali bez taljenja samog materijala. Nakon toga se na vrh nanosi još jedan sloj metalnog praha, a mikrozrnca metala se laserom mikrozavaruju ne samo između sebe, već i s donjim slojem.

Jedinstveni oblik svakog zuba teško je precizno prenijeti pomoću ručne izrade. Međutim, dentalni 3D printeri čine komplicirane i zastarjele proizvodne metode nepotrebnima. Zahvaljujući najnovijim tehnologijama i najsuvremenijim materijalima, gotovi proizvodi se dobivaju nekoliko puta brže nego prije.

Prednosti 3D printanja u području dentalne medicine:

• mogućnost izrade proizvoda sa šupljim unutarnjim dijelovima, što se ne može učiniti glodanjem;
• značajno ubrzanje proizvodnje potrebnih proizvoda;
• povećanje obujma proizvodnje bez dodatnog osoblja;
• mogućnost ponovne uporabe materijala nakon čišćenja, što smanjuje proizvodni otpad gotovo na nulu.

2.6. Zaključci o drugom poglavlju.

Iz svega navedenog mogu se izvući određeni zaključci. Titan je poznat od davnina, ali nije našao primjenu u stomatologiji zbog činjenice da dugo nije bilo tehnologije za njegovu obradu. S vremenom se situacija počela mijenjati i danas se titan obrađuje na nekoliko načina bez ugrožavanja estetike konačnih nadomjestaka.

Od pojave titana u stomatologiji pa do danas pojavile su se mnoge metode njegove obrade. Svi oni imaju i svoje nedostatke i svoje prednosti. Takva raznolikost naravno je neosporna prednost titana, budući da svaki laboratorij, a posebno svaki zubni tehničar, može za sebe odabrati upravo onu metodu rada s titanom koja je prikladnija ovisno o zadacima.

Analizom literature utvrdili smo da je od svih postojećih ili poznatih metoda obrade titana u stomatologiji najperspektivnija i najbolja metoda 3D ispis titana budući da upravo ova metoda ima najviše prednosti i praktički nema nedostataka.

Zaključak

Iz svega analiziranog materijala može se izvući samo jedan zaključak: titan je dao nove ideje i značajno ubrzao mnoge operacije. Unatoč svojoj više nego skromnoj povijesti, titan je postao vodeći materijal u stomatologiji. Legure titana imaju gotovo sve kvalitete potrebne u ortopedskoj stomatologiji, a to su: bioenergija, čvrstoća, tvrdoća, krutost, postojanost, otpornost na koroziju, niska specifična težina. Unatoč brojnim kvalitetama neophodnim za stomatologiju, titan se ipak može prerađivati ​​na mnogo načina bez gubitka kvalitete gotovih proizvoda. Do danas već imamo sve potrebne alate i opremu za visokokvalitetnu obradu legura titana.

Nakon analize svih metoda proizvodnje proizvoda od titana, možemo zaključiti da je najnaprednija metoda 3D ispis. U usporedbi s drugim metodama ima nekoliko prednosti, kao što je jednostavnost samog procesa. Za razliku od žigosanja titana, 3D ispis ima gotovo savršenu točnost. Tehnologija računalnog glodanja također pruža visoku preciznost, ali za razliku od 3D printanja, ne može reproducirati šuplje unutarnje dijelove proizvoda. Osim toga, 3D ispis je vrlo ekonomičan jer praktički nema otpada od proizvodnje, a preostali materijal korišten u ispisu nakon čišćenja može se ponovno upotrijebiti. Metoda ubrizgavanja i metoda plastičnog deformiranja zahtijevaju složenu tehnološku opremu. A točnost proizvodnje proizvoda još uvijek se ne može usporediti s 3D ispisom.

Zaključno možemo zaključiti da je metoda 3D ispisa daleko najperspektivnija, najprogresivnija i najisplativija metoda rada s proizvodima od legura titana u stomatologiji.

Bibliografski popis

1. Časopis "Zubotehničar". Titan - materijal za modernu stomatologiju / Alexander Modestov © Medical Press LLC (br. 3 (38) 2003) 1997-2015
2. Yervandyan, A.G. CAD / CAM tehnologije u ortopedskoj stomatologiji [Elektronički izvor] / Harutyun Geghamovich Yervandyan, 4.10.2015. – Način pristupa: https://www.. – Glav. s ekrana.
3. Trezubov, V.N. Ortopedska stomatologija. Primijenjena znanost o materijalima / V.N. Trezubov, L.M. Mišnev, E.N. Zhulev. - M. : 2008. - 473 str.
4. sgma [Elektronički izvor] "CAD/CAM-tehnologije: dobre vijesti za zubotehničke laboratorije" Način pristupa: slobodan, 26.04.2008. http://sgma.ucoz.ru/publ/3-1-0-21 – Glava. s ekrana
5. Mironova M.L. "Uklonjive proteze: udžbenik" - M .: "GEOTAR-Media" 2009.
6. Andryushchenko I.A., Ivanov E.A., Krasnoselsky I.A. "Nove legure za zubne proteze" // Aktualna pitanja ortopedske stomatologije. M., 1968.
7. Kopeikin V.N., Efremova L.A., Ilyashenko V.M. "Upotreba novih legura u klinici ortopedske stomatologije" // Aktualna pitanja ortopedske stomatologije, - M., 1968.
8. Bolton, W. Strukturni materijali: metali, legure, polimeri, keramika, kompoziti. Moskva: Izdavačka kuća Dodeka-XXI, 2004.
9. Nurt R.V. prijevod s hrv. izd. Pakhomova G.N. "Osnove znanosti o dentalnim materijalima". "KMK-Invest" 2004.
10. Titan [Elektronički izvor]. Način pristupa: slobodan. http://chem100.ru/text.php?t=1926 - Glava. s ekrana.

Titan i tantal - "kompromisni" metali za medicinu
Korištenje raznih metalnih proizvoda u medicini prakticira se od davnina. Kombinacija takvih korisnih svojstava metala i njihovih legura kao što su čvrstoća, izdržljivost, fleksibilnost, duktilnost, elastičnost, nema alternative, posebno u proizvodnji ortopedskih konstrukcija, medicinskih instrumenata, uređaja za brzo zacjeljivanje prijeloma. A posljednjih desetljeća, zahvaljujući otkriću efekta “pamćenja oblika” i uvođenju drugih inovacija, metali su također postali široko korišteni u vaskularnoj i neurokirurgiji za proizvodnju materijala za šivanje, mrežastih stentova za širenje vena i arterija, velikih endoproteza , u oftalmološkoj i dentalnoj implantologiji.

Međutim, nisu svi metali prikladni za upotrebu u medicinskom polju, a glavni destruktivni uzroci ovdje su osjetljivost na koroziju i reakcija sa živim tkivima - čimbenici koji imaju razorne posljedice i za metal i za samo tijelo.

Naravno, zlato i metali platinske skupine (platina, iridij, osmij, paladij, rodij itd.) su izvan konkurencije. Ipak, mogućnost korištenja plemenitih metala za masovnu upotrebu praktički je odsutna zbog njihove previsoke cijene, a kombinacija korisnih svojstava koja su tražena u određenim specifičnim kliničkim situacijama nije uvijek svojstvena plemenitim metalima.

Značajno mjesto u ovom području do danas zauzimaju nehrđajući čelici legirani određenim dodacima za dobivanje traženih karakteristika. Ali takvi metalni materijali, koji su stotine puta jeftiniji od plemenitih metala, ne odolijevaju učinkovito koroziji i drugim agresivnim utjecajima, što značajno ograničava mogućnost njihove uporabe za niz medicinskih potreba. Osim toga, prepreka za usađivanje proizvoda od nehrđajućeg čelika ugrađenih u tijelo je njihov sukob sa živim tkivima, što uzrokuje visok rizik odbacivanja i drugih komplikacija.

Svojevrsni kompromis između ova dva pola su metali kao što su titan i tantal: čvrsti, savitljivi, gotovo ne podložni koroziji, imaju visoko talište i što je najvažnije - potpuno biološki neutralni, zbog čega ih tijelo percipira kao vlastito tkivo i praktički ne izazivaju odbacivanje. Što se tiče cijene, za titan nije visoka, iako je znatno veća od nehrđajućeg čelika. Tantal je, kao prilično rijedak metal, više od deset puta skuplji od titana, ali još uvijek mnogo jeftiniji od plemenitih metala. Uz sličnost većine glavnih operativnih svojstava, u nekima od njih još uvijek je inferioran od titana, iako ga u nekima nadmašuje, što zapravo određuje relevantnost primjene.

Upravo iz tih razloga titan i tantal, koji se često nazivaju "medicinski metali", kao i niz njihovih legura, naširoko se koriste u mnogim medicinskim industrijama. Razlikujući se po nizu svojstava i na taj način međusobno nadopunjujući, otvaraju doista goleme mogućnosti suvremene medicine.

U nastavku ćemo detaljnije govoriti o jedinstvenim karakteristikama titana i tantala, glavnim područjima njihove upotrebe u medicini, korištenju različitih oblika proizvodnje ovih metala za izradu alata, ortopedske i kirurške opreme.

Titan i tantal - definicija, stvarna svojstva

Titan za medicinu

Titan (Ti) - laki metal srebrnaste boje koji izgleda kao čelik - jedan je od kemijskih elemenata periodnog sustava, smješten u četvrtu skupinu četvrte periode, atomski broj 22 (slika 1).

Slika 1. Titanium grumen.

Ima atomsku masu od 47,88 sa specifičnom gustoćom od 4,52 g/cm 3 . Talište - 1669 ° C, vrelište -3263 ° C. U industrijskim stupnjevima visoke stabilnosti on je četverovalentan. Karakterizira ga dobra plastičnost i savitljivost.

Budući da je lagan i ima visoku mehaničku čvrstoću, dvostruko veću od Fe i šest puta veću od Al, titan također ima nizak koeficijent toplinske ekspanzije, što mu omogućuje upotrebu u širokom rasponu temperatura.

Titan karakterizira niska toplinska vodljivost, četiri puta manja od željeza i više od reda veličine niža od aluminija. Koeficijent toplinskog rastezanja na 20°C je relativno mali, ali raste daljnjim zagrijavanjem.

Ovaj materijal također se odlikuje vrlo visokim električnim otporom, koji, ovisno o prisutnosti stranih elemenata, može varirati u rasponu od 42·11 -8 ... 80·11 -6 Ohm·cm.

Titan je paramagnetski metal niske električne vodljivosti. I premda se u paramagnetskim metalima magnetska osjetljivost u pravilu smanjuje dok se zagrijava, titan se u tom pogledu može klasificirati kao iznimka, jer se njegova magnetska osjetljivost, naprotiv, povećava s porastom temperature.

Zbog skupa navedenih svojstava, titan je apsolutno nezamjenjiv kao sirovina za razna područja praktične medicine i medicinske instrumentacije. Pa ipak, najvrjednija kvaliteta titana za korištenje u ovu svrhu je njegova najveća otpornost na korozivne učinke i, kao rezultat toga, hipoalergenost.

Titan svoju otpornost na koroziju duguje činjenici da je na temperaturama do 530-560 °C metalna površina prekrivena najjačim prirodnim zaštitnim filmom TiO 2 oksida koji je potpuno neutralan u odnosu na agresivne kemijske i biološke medije. Što se tiče otpornosti na koroziju, titan je usporediv, pa čak i bolji od platine i platinskih metala. Konkretno, izuzetno je otporan na kiselo-bazne sredine, ne otapa se čak ni u tako agresivnom "koktelu" kao što je aqua regia. Dovoljno je reći da intenzitet korozijskog razaranja titana u morskoj vodi, koja ima kemijski sastav u mnogočemu sličan ljudskoj limfi, ne prelazi 0,00003 mm/god, odnosno 0,03 mm za tisućljeće!

Zbog biološke inertnosti titanskih struktura na ljudsko tijelo, tijekom implantacije se ne odbacuju i ne izazivaju alergijske reakcije, brzo se prekrivaju mišićno-koštanim tkivima, čija struktura ostaje nepromijenjena tijekom sljedećeg života.

Značajna prednost titana je njegova pristupačnost, što omogućuje njegovu masovnu upotrebu.

Tipovi titana i legure titana
Tipovi titana koji se najviše traže u medicini su tehnički čisti VT1-0, VT1-00, VT1-00sv. Ne sadrže gotovo nikakve nečistoće, čija je količina toliko beznačajna da fluktuira unutar granica nulte pogreške. Dakle, stupanj VT1-0 sadrži oko 99,35-99,75% čistog metala, a razredi VT1-00 i VT1-00sv sadrže 99,62-99,92% odnosno 99,41-99,93%.

Do danas, medicina koristi širok raspon legura titana, različitih u svom kemijskom sastavu i mehanotehnološkim parametrima. Kao legirajući dodaci u njima najčešće se koriste Ta, Al, V, Mo, Mg, Cr, Si, Sn. Najučinkovitiji stabilizatori uključuju Zr, Au i metale platinske skupine. Uvođenjem do 12% Zr u titan, njegova otpornost na koroziju povećava se za red veličine. Najveći učinak može se postići dodavanjem male količine Pt i Pd, Rh i Ru platinoida titanu. Uvođenje samo 0,25% ovih elemenata u Ti omogućuje smanjenje aktivnosti njegove interakcije s kipućim koncentriranim H 2 SO 4 i HCl za desetke redova veličine.

Legura Ti-6Al-4V postala je široko korištena u implantologiji, ortopediji i kirurgiji, značajno nadmašujući svoje "konkurente" na bazi kobalta i nehrđajućeg čelika u smislu radnih parametara. Konkretno, modul elastičnosti titanovih legura je dva puta manji. Za medicinsku primjenu (implantati za osteosintezu, endoproteze zglobova itd.) ovo je velika prednost, jer omogućuje veću mehaničku kompatibilnost implantata s gustim koštanim strukturama tijela, u kojima je modul elastičnosti 5-20 GPa. Još niži pokazatelji u tom pogledu (do 40 GPa i niže) karakteristični su za legure titana i niobija, čiji su razvoj i implementacija posebno relevantni. Međutim, napredak ne stoji, a danas se tradicionalni Ti-6Al-4V zamjenjuje novim medicinskim legurama Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr i Ti-12Mo-6Zr, koje ne sadrže aluminij i vanadij - elementi koji, iako beznačajni, ali ipak otrovno djeluju na živa tkiva.

Nedavno su za medicinske potrebe sve traženiji biomehanički kompatibilni implantati, materijal za izradu kojih je titan niklid TiNi. Razlog sve veće popularnosti ove legure je njoj svojstvena tzv. efekt pamćenja oblika (SME). Njegova bit leži u činjenici da je kontrolni uzorak, deformiran na niskim temperaturama, sposoban stalno zadržati novostečeni oblik, a naknadnim zagrijavanjem vratiti izvornu konfiguraciju, pokazujući pritom superelastičnost. Nikal-titan konstrukcije su nezamjenjive, posebno, u liječenju ozljeda kralježnice i distrofije mišićno-koštanog sustava.

Tantal za lijekove

Definicija i korisna svojstva
Tantal (Ta, lat. Tantalum) je teški vatrostalni metal srebrnasto-plavkaste "olovne" nijanse, što je posljedica filma Ta 2 O 5 pentoksida koji ga prekriva. To je jedan od kemijskih elemenata periodnog sustava, smješten u sekundarnu podskupinu pete skupine šeste periode, atomskog broja 73 (slika 2).

Slika 2. Kristali tantala.

Tantal ima atomsku masu 180,94 s visokom specifičnom gustoćom od 16,65 g/cm 3 na 20 °C (za usporedbu: specifična gustoća Fe je 7,87 g/cm 3, Pv je 11,34 g/cm 3). Talište je 3017 °C (vatrostalniji su samo W i Re). 1669°C, vrelište - 5458°C. Tantal karakterizira svojstvo paramagnetizma: njegova specifična magnetska osjetljivost na sobnoj temperaturi iznosi 0,849·10 -6 .

Ovaj strukturni materijal, koji kombinira visoku tvrdoću i duktilnost, u svom čistom obliku dobro se može obraditi na bilo koji način (štancanje, valjanje, kovanje, provlačenje, uvijanje, rezanje itd.). Na niskim temperaturama obrađuje se bez jakog otvrdnjavanja, podvrgava se deformacijskim učincima (točka kompresije 98,8%) i bez potrebe prethodnog pečenja. Tantal ne gubi plastičnost čak i ako se smrzne na -198 °C.

Vrijednost modula elastičnosti tantala je 190 Gn/m 2 ili 190 102 kgf/mm 2 na 25 °C, zbog čega se lako prerađuje u žicu. Izvodi se i proizvodnja najtanjeg tantalskog lima (debljine oko 0,039 mm) i drugih konstrukcijskih poluproizvoda.

Svojevrsni "blizanac" Ta je Nb, karakteriziran mnogim sličnim svojstvima.

Tantal se odlikuje izuzetnom otpornošću na agresivna okruženja. Ovo je jedno od njegovih najvrjednijih svojstava za upotrebu u mnogim industrijama, uključujući medicinu. Otporan je na agresivne anorganske kiseline poput HNO 3 , H 2 SO 4 , HCl, H 3 PO 4 , kao i na organske kiseline bilo koje koncentracije. U tom ga parametru nadmašuju samo plemeniti metali, ali i to ne u svim slučajevima. Dakle, Ta, za razliku od Au, Pt i mnogih drugih plemenitih metala, "ignorira" čak i aqua regia HNO 3 + 3HCl. Nešto manja stabilnost tantala uočena je u odnosu na lužine.

Visoka otpornost na koroziju Ta također se očituje u odnosu na atmosferski kisik. Proces oksidacije počinje tek na 285 °C: na metalu se stvara površinski zaštitni film tantalovog pentoksida Ta 2 O 5 . Prisutnost filma ovog, jedinog stabilnog od svih Ta oksida, čini metal otpornim na agresivne reagense. Otuda - takva karakteristika tantala, posebno vrijedna za medicinu, kao visoka biokompatibilnost s ljudskim tijelom, koje percipira strukture tantala ugrađene u njega kao vlastito tkivo, bez odbijanja. Medicinska uporaba Ta u područjima kao što su rekonstruktivna kirurgija, ortopedija i implantologija temelji se na ovoj najvrjednijoj kvaliteti.

Tantal je jedan od rijetkih metala: njegove rezerve u zemljinoj kori iznose oko 0,0002%. To uzrokuje visoku cijenu ovog strukturnog materijala. Zato je tako raširena uporaba tantala u obliku tankih slojeva zaštitnih antikorozivnih premaza nanesenih na osnovni metal, koji je, uzgred, tri do četiri puta veći od čistog žarenog tantala.

Još češće se tantal koristi u obliku legura kao legirajući dodatak jeftinijim metalima kako bi dobiveni spojevi dobili kompleks potrebnih fizikalnih, mehaničkih i kemijskih svojstava. Čelik, titan i druge metalne legure s dodatkom tantala vrlo su traženi u kemijskoj i medicinskoj instrumentaciji. Od njih se posebno prakticira proizvodnja zavojnica, destilatora, aeratora, rendgenske opreme, kontrolnih uređaja itd. U medicini se tantal i njegovi spojevi također koriste za proizvodnju opreme za operacijske dvorane.

Važno je napomenuti da u nizu područja tantal, budući da je jeftiniji, ali ima mnogo odgovarajućih karakteristika, može uspješno zamijeniti plemenite metale platinsko-iridijske skupine.

Vrste i legure tantala
Glavni stupnjevi nelegiranog titana sa sadržajem nečistoća unutar statističke pogreške su:

• HDTV: Ta - 99,9%, (Nb) - 0,2%. Ostale nečistoće kao što su (Ti), (Al), (Co), (Ni) sadržane su u tisućinkama i desettisućinkama postotka.
• HDTV 1: Kemijski sastav naznačenog stupnja je 99,9% Ta. Niobij (Nb), koji je uvijek prisutan u industrijskom tantalu, odgovara samo 0,03%.
• PM: Ta - 99,8%. Nečistoće (ne više od%): Nb - 0,1%, Fe - 0,005%, Ti, H - 0,001% svaki, Si - 0,003%, W + Mo, O - 0,015% svaki, Co - 0,0001%, Ca - 0,002% , Na, Mg, Mn - svaki po 0,0003%, Ni, Zr, Sn - svaki 0,0005%, Al - 0,0008%, Cu, Cr - svaki 0,0006%, C, N - svaki 0,01%.
• T: Ta - 99,37%, Nb - 0,5%, W - 0,05%, Mo - 0,03%, (Fe) - 0,03%; (Ti) - 0,01%, (Si) - 0,005%.

Visoka tvrdoća Ta omogućuje proizvodnju konstrukcijskih tvrdih legura na njegovoj osnovi, na primjer, Ta s W (TV). Zamjena legure TiC tantalovim analogom TaC značajno optimizira mehaničke karakteristike konstrukcijskog materijala i proširuje mogućnosti njegove primjene.

Značaj primjene Ta u medicinske svrhe
Otprilike 5% tantala proizvedenog u svijetu troši se na medicinske potrebe. Unatoč tome, važnost njegove uporabe u ovoj industriji ne može se precijeniti.

Kao što je već navedeno, tantal je jedan od najboljih metalnih bioinertnih materijala zbog najtanjeg, ali vrlo čvrstog i kemijski otpornog filma Ta 2 O 5 pentoksida koji se samoformira na njegovoj površini. Zbog visoke adhezije, koja olakšava i ubrzava proces srastanja implantata sa živim tkivom, nizak je postotak odbacivanja tantalskih implantata i izostanak upalnih reakcija.

Od takvih poluproizvoda od tantala kao što su ploče, šipke, žice i drugi oblici proizvodnje izrađuju se konstrukcije koje su tražene u plastičnoj, kardio-, neuro- i osteokirurgiji za šivanje, spajanje fragmenata kostiju, postavljanje stentova i šišanje posuda (sl. 3).

Slika 3. Pričvrsna struktura tantala u ramenom zglobu.

Korištenje tankih ploča od tantala i mrežastih struktura prakticira se u maksilofacijalnoj kirurgiji i za liječenje traumatskih ozljeda mozga. Vlakna tantalove pređe zamjenjuju mišićno i tetivno tkivo. Korištenje tantala Kirurzi koriste tantalova vlakna za abdominalne operacije, posebice za jačanje stijenki trbušne šupljine. Tantalske mrežice nezamjenjive su u području oftalmološke protetike. Najtanje niti tantala koriste se čak i za regeneraciju živčanih debla.

I, naravno, Ta i njegovi spojevi, zajedno s Ti, naširoko se koriste u ortopediji i implantologiji za izradu zglobnih endoproteza i zubne protetike.

Od početka novog tisućljeća sve je popularnije inovativno područje medicine koje se temelji na principu korištenja statičkih električnih polja za aktiviranje poželjnih bioprocesa u ljudskom tijelu. Prisutnost visokih elektretnih svojstava prevlake Ta 2 O 5 tantal pentoksida znanstveno je dokazana. Titan oksidni elektretni filmovi zmije postali su rašireni u vaskularnoj kirurgiji, endoprotezama i izradi medicinskih instrumenata i uređaja.

Praktična primjena titana i tantala u pojedinim granama medicine

Traumatologija: strukture za srastanje prijeloma

Trenutno se za brzo spajanje prijeloma sve više koristi takva inovativna tehnologija kao što je metalna osteosinteza. Kako bi se osigurao stabilan položaj koštanih fragmenata, koriste se različite fiksacijske strukture, vanjske i unutarnje, koje se ugrađuju u tijelo. Međutim, ranije korišteni proizvodi od čelika pokazuju nisku učinkovitost zbog osjetljivosti na koroziju pod utjecajem agresivnog okoliša tijela i fenomena galvanizacije. Kao rezultat toga, dolazi do brzog uništavanja samih fiksatora i reakcije odbacivanja, što uzrokuje upalne procese na pozadini jake boli zbog aktivne interakcije Fe iona s fiziološkim okruženjem mišićno-koštanog tkiva u električnom polju tijela. .

Izrada fiksativa-implantata od titana i tantala, koji imaju svojstvo biokompatibilnosti sa živim tkivima, omogućuje izbjegavanje neželjenih posljedica (slika 4).

Slika 4. Konstrukcije od titana i tantala za osteosintezu.

Slični dizajni jednostavnih i složenih konfiguracija mogu se koristiti za dugotrajno ili čak trajno uvođenje u ljudsko tijelo. Ovo je osobito važno za starije pacijente, jer eliminira potrebu za operacijom uklanjanja držača.

Endoprotetika

Umjetni mehanizmi koji se kirurški ugrađuju u koštano tkivo nazivaju se endoproteze. Najraširenija artroplastika zglobova - kuka, ramena, lakta, koljena, skočnog zgloba itd. Proces artroplastike je uvijek složena operacija, kada se dio zgloba koji nije podložan prirodnoj obnovi uklanja, a zatim zamjenjuje implantatom endoproteze.

Na metalne komponente endoproteza postavlja se niz ozbiljnih zahtjeva. Moraju istovremeno imati svojstva krutosti, čvrstoće, elastičnosti, sposobnost stvaranja potrebne površinske strukture, otpornost na korozivne učinke tijela, uklanjanje rizika odbacivanja i druge korisne osobine.

Za izradu endoproteza mogu se koristiti različiti bioinertni metali. Vodeće mjesto među njima zauzimaju titan, tantal i njihove legure. Ovi izdržljivi, jaki materijali koji se lako obrađuju osiguravaju učinkovitu osteointegraciju (koštano ih tkivo percipira kao prirodna tkiva tijela i ne izazivaju negativne reakcije s njegove strane) i brzu fuziju kostiju, jamčeći stabilnost proteze za duga razdoblja desetljeća. Na sl. Slika 5 prikazuje upotrebu titana u artroplastici kuka.

Slika 5. Zamjena kuka od titana.

U artroplastici, kao alternativa upotrebi potpuno metalnih konstrukcija, široko se koristi metoda plazma raspršivanja zaštitnih biokompatibilnih premaza na bazi Ti i Ta oksida na površinu nemetalnih komponenti proteze.

Čisti titan i njegove legure. U području endoprotetike naširoko se koriste i čisti Ti (npr. CP-Ti s udjelom Ti od 98,2-99,7%) i njegove legure. Najčešći od njih Ti-6AI-4V visoke čvrstoće karakterizira otpornost na koroziju i biološka inertnost. Legura Ti-6A1-4V odlikuje se posebno visokom mehaničkom čvrstoćom, s torzijsko-aksijalnim karakteristikama vrlo bliskim onima kosti.

Do danas je razvijen niz modernih legura titana. Dakle, kemijski sastav legura niobija Ti-5AI-2,5Fe i Ti-6AI-17 ne sadrži toksični V, osim toga, odlikuju se niskom vrijednošću modula elastičnosti. A legura Ti-Ta30 karakterizirana je prisutnošću modula toplinskog širenja usporedivog s modulom metal-keramike, što određuje njegovu stabilnost tijekom dugotrajne interakcije s metal-keramičkim komponentama implantata.

Tantal-cirkonijeve legure. Ta+Zr legure kombiniraju tako važna svojstva za artroplastiku kao što je biokompatibilnost s tjelesnim tkivima na temelju korozije i galvanske otpornosti, krutosti površine i trabekularne (porozne) strukture metalne površine. Upravo zahvaljujući svojstvu trabekularnosti moguće je značajno ubrzanje procesa oseointegracije – rasta živog koštanog tkiva na metalnoj površini implantata.

Elastične endoproteze od titanske žičane mreže. Zbog visoke plastičnosti i lakoće u suvremenoj rekonstruktivnoj kirurgiji i drugim medicinskim industrijama aktivno se koriste inovativne elastične endoproteze u obliku najtanje žičane mreže od titana. Elastična, jaka, elastična, izdržljiva i bioinertna, mrežica je idealan materijal za endoproteze mekih tkiva (slika 6).

Slika 6. Mrežasta endoproteza od legure titana za plastiku mekih tkiva.

"Web" je već uspješno testiran u područjima kao što su ginekologija, maksilofacijalna kirurgija i traumatologija. Prema riječima stručnjaka, mrežaste endoproteze od titana nemaju premca u pogledu stabilnosti s gotovo nultim rizikom od nuspojava.

Medicinske legure s pamćenjem oblika od titan nikla

Danas se u raznim područjima medicine koriste legure titan nikleida, koje imaju tzv. s efektom pamćenja oblika (SME). Ovaj materijal se koristi za endoprotezu nadomjestka ligamentno-hrskavičnog tkiva mišićno-koštanog sustava čovjeka.

Titanijev niklid (međunarodni naziv nitinol) je intermetalni TiNi, koji se dobiva legiranjem Ti i Ni u jednakim omjerima. Najvažnija karakteristika niklid-titanovih legura je svojstvo superelastičnosti na kojem se temelji EZF.

Suština efekta je da se uzorak lako deformira pri hlađenju u određenom temperaturnom rasponu, a deformacija se sama poništava kada temperatura poraste na početnu vrijednost uz pojavu superelastičnih svojstava. Drugim riječima, ako se ploča od legure nitinola savija na niskoj temperaturi, tada će u istom temperaturnom režimu zadržati svoj novi oblik proizvoljno dugo vremena. No, potrebno je samo podići temperaturu na početnu, ploča će se opet ispraviti poput opruge i poprimiti svoj izvorni oblik.

Uzorci medicinskih proizvoda od legura nitinola prikazani su na slikama u nastavku. 7, 8, 9, 10.

Slika 7. Set implantata od titan nikelida za traumatologiju (u obliku spajalica, spajalica, fiksatora i sl.).

Slika 8. Set implantata od titan nikleida za operaciju (u obliku stezaljki, dilatatora, kirurških instrumenata).

Slika 9. Uzorci poroznih materijala i implantata od titan niklida za vertebrologiju (u obliku endoproteza, lamelarnih i cilindričnih proizvoda).

Slika 10. Materijali od titan nikleida i endoproteze za maksilofacijalnu kirurgiju i stomatologiju.

Osim toga, legure nikla i titana, poput većine proizvoda na bazi titana, bioinertne su zbog visoke otpornosti na koroziju i galvansku otpornost. Stoga je idealan materijal u odnosu na ljudsko tijelo za izradu biomehanički kompatibilnih implantata (BMCI).

Upotreba Ti i Ta za proizvodnju vaskularnih stentova

Stentovi (od engleskog stent) - u medicini se nazivaju posebnim, u obliku elastičnih mrežastih cilindričnih okvira, metalnih konstrukcija smještenih unutar velikih žila (vena i arterija), kao i drugih šupljih organa (jednjaka, crijeva, žučnih vodova, itd.) na patološki suženim područjima kako bi se proširila na potrebne parametre i vratila prohodnost.

Korištenje metode stentiranja najviše je traženo u području kao što je vaskularna kirurgija, a posebno koronarna angioplastika (slika 11).

Slika 11. Uzorci vaskularnih stentova od titana i tantala.

Do danas je znanstveno razvijeno i stavljeno u praksu više od pola tisuće različitih vrsta i dizajna vaskularnih stentova. Međusobno se razlikuju po sastavu izvorne legure, duljini, konfiguraciji otvora, vrsti površinskog premaza i drugim radnim parametrima.

Zahtjevi za vaskularne stentove osmišljeni su tako da osiguraju njihovu besprijekornu funkcionalnost, stoga su raznoliki i vrlo visoki.

Ovi proizvodi moraju biti:

• biokompatibilan s tjelesnim tkivima;
• fleksibilno;
• elastičan;
• izdržljiv;
• radiokontaktan itd.

Glavni materijali koji se danas koriste u proizvodnji metalnih stentova su spojevi plemenitih metala, kao i Ta, Ti i njihovih legura (VT6S, VT8, VT 14, VT23, nitinol), koji su potpuno biointegrabilni s tjelesnim tkivima i kombiniraju složeni svih drugih potrebnih fizičkih i mehaničkih svojstava.

Šivanje kostiju, žila i živčanih vlakana

Periferni živčani trupovi, oštećeni kao posljedica različitih mehaničkih ozljeda ili komplikacija određenih bolesti, zahtijevaju ozbiljnu kiruršku intervenciju za obnovu. Situacija je pogoršana činjenicom da se takve patologije obično promatraju u pozadini ozljeda povezanih organa, kao što su kosti, krvne žile, mišići, tetive itd. U ovom slučaju razvija se sveobuhvatan program liječenja s primjenom specifičnih šavovi. Kao sirovina za proizvodnju materijala za šavove - niti, spajalice, stezaljke itd. – titan, tantal i njihove legure koriste se kao metali koji imaju kemijsku biokompatibilnost i cijeli kompleks potrebnih fizikalno-mehaničkih svojstava.

Donje slike prikazuju primjere takvih operacija.

Slika 12. Šivanje kosti titanskim spajalicama.

Slika 13. Šivanje snopa živčanih vlakana pomoću najfinijih tantalovih niti.

Slika 14. Šivanje posuda pomoću tantalovih spajalica.

Trenutno se razvijaju sve naprednije tehnologije neuro-osteo- i vazoplastike, međutim titan-tantal materijali koji se koriste za to i dalje drže prednost nad svim ostalima.

Plastična operacija

Plastična kirurgija je kirurško uklanjanje nedostataka organa kako bi se ponovno stvorile njihove idealne anatomske proporcije. Često se takve rekonstrukcije izvode pomoću raznih metalnih proizvoda koji se ugrađuju u tkiva u obliku ploča, mrežica, opruga i sl.

Posebno indikativna u tom smislu je kranioplastika - operacija ispravljanja deformiteta lubanje. Ovisno o indikacijama u svakoj pojedinoj kliničkoj situaciji, kranioplastika se može izvesti apliciranjem krutih titanskih ploča ili elastičnih tantalovih mreža na operirano područje. U oba slučaja dopušteno je koristiti i čiste metale bez aditiva za legiranje i njihove bioinertne legure. Primjeri kranioplastike pomoću titanske ploče i tantalske mreže prikazani su na slikama ispod.

Slika 15. Kranioplastika pomoću titanske ploče.

Slika 16. Kranioplastika tantalnom mrežicom.

Titan-tantal strukture također se mogu koristiti za kozmetičku obnovu lica, prsa, stražnjice i mnogih drugih organa.

Neurokirurgija (postavljanje mikroklipova)

Clipping (engleski clip clip) je neurokirurški zahvat na moždanim žilama, čiji je cilj zaustaviti krvarenje (posebno kada pukne aneurizma) ili isključiti ozlijeđene male žile iz cirkulacije. Bit metode šišanja leži u činjenici da se minijaturne metalne kopče - štipaljke - postavljaju na oštećena područja.

Potražnja za metodom klipinga, prvenstveno u području neurokirurgije, objašnjava se nemogućnošću podvezivanja malih cerebralnih žila tradicionalnim metodama.

Zbog raznolikosti i specifičnosti novonastalih kliničkih situacija, u neurokirurškoj praksi koristi se širok raspon vaskularnih kvačica koje se razlikuju po specifičnoj namjeni, načinu fiksacije, dimenzijama i drugim funkcionalnim parametrima (slika 17).

Slika 17. Spojnice za isključivanje aneurizme mozga.

Na fotografijama se štipaljke čine velikima, ali u stvarnosti nisu veće od dječjeg nokta i postavljene su pod mikroskopom (slika 18).

Slika 18. Kirurški zahvat za klizanje aneurizme cerebralne žile.

Za izradu stezaljki u pravilu se koristi ravna žica od čistog titana ili tantala, u nekim slučajevima od srebra. Takvi proizvodi su apsolutno inertni u odnosu na medulu, bez izazivanja protudjelovanja.

Zubna ortopedija

Titan, tantal i njihove legure našli su široku medicinsku primjenu u stomatologiji, i to u području zubne protetike.

Usna šupljina posebno je agresivno okruženje koje negativno utječe na metalne materijale. Čak i takvi tradicionalno korišteni plemeniti metali u stomatološkoj protetici, kao što su zlato i platina, u usnoj šupljini ne mogu u potpunosti odoljeti koroziji i kasnijem odbacivanju, a da ne govorimo o skupoj cijeni i velikoj masi koja pacijentima izaziva nelagodu. S druge strane, lagane ortopedske konstrukcije od akrilne plastike također ne podnose ozbiljne kritike zbog svoje krhkosti. Prava revolucija u stomatologiji bila je izrada pojedinačnih krunica, kao i mostova i pokretnih proteza na bazi titana i tantala. Ovi metali, zbog tako vrijednih svojstava koja su im svojstvena kao što su biološka inertnost i visoka čvrstoća pri relativnoj jeftinosti, uspješno se natječu sa zlatom i platinom, pa čak i nadmašuju ih u nizu parametara.

Osobito su vrlo popularne žigosane i čvrste krunice od titana (slika 19). I plazma raspršene krunice izrađene od titan nitrida TiN praktički se ne razlikuju od zlata po izgledu i funkcionalnim svojstvima (slika 19)

Slika 19. Krunica od punog titana i krunica presvučena titanijevim nitridom.

Što se tiče proteza, one mogu biti fiksne (mostovi) za obnavljanje nekoliko susjednih zuba ili pokretne, koje se koriste u slučaju gubitka cijele denticije (potpuna adencija čeljusti). Najčešće proteze su kopča (od njemačkog der Bogen "luk").

Proteza s kopčom povoljno se razlikuje po prisutnosti metalnog okvira na koji je pričvršćen osnovni dio (slika 20).

Slika 20. Klasferna proteza donje čeljusti.

Danas se kopča proteze i kopče obično izrađuju od čistog medicinskog titana visoke čistoće marke HDTV.

Prava revolucija u stomatologiji bila je sve veća potražnja za implantatima. Protetika na implantatima je najpouzdaniji način fiksiranja ortopedskih struktura, koje u ovom slučaju služe desetljećima ili čak doživotno.

Zubni (zubni) implantat je dvodijelna konstrukcija koja služi kao nosač krunica, kao i mostova i pokretnih proteza, čiji je osnovni dio (sam implantat) stožasti navojni klin uvrnut direktno u čeljusnu kost. Na gornju platformu implantata postavlja se abutment koji služi za fiksiranje krunice ili proteze (slika 21).

Slika 21 Nobel Biocare zubni implantat izrađen od titana čistog medicinskog stupnja 4(G4Ti).

Najčešće se za izradu vijčanog dijela implantata koristi čisti medicinski titan s površinskim premazom tantal-niobij, koji pridonosi aktivaciji procesa osteointegracije - spajanja metala sa živim tkivom kosti i desni.

Međutim, neki proizvođači preferiraju proizvodnju ne dvodijelnih, već jednodijelnih implantata, u kojima vijčani dio i nosač nemaju odvojenu, već monolitnu strukturu. Istodobno, primjerice, njemačka tvrtka Zimmer proizvodi jednodijelne implantate od poroznog tantala, koji u usporedbi s titanom ima veću fleksibilnost i ugrađuje se u koštano tkivo s gotovo nultim rizikom od komplikacija (slika 22).

Slika 22 Zimmer jednodijelni porozni tantalni zubni implantati.

Tantal je, za razliku od titana, teži metal, tako da porozna struktura značajno olakšava proizvod, štoviše, ne uzrokujući potrebu za dodatnim vanjskim taloženjem oseointegrirajućeg premaza.

Primjeri implantološke protetike pojedinih zuba (krunica) i ugradnjom pokretnih proteza na implantate prikazani su na sl. 23.

Slika 23. Primjeri primjene titan-tantal implantata u stomatološkoj protetici.

U današnje vrijeme, uz postojeće, razvijaju se sve više nove metode protetike na implantatima koje pokazuju visoku učinkovitost u različitim kliničkim situacijama.

Proizvodnja medicinskih instrumenata

Danas se u svjetskoj kliničkoj praksi koriste stotine različitih kirurških i endoskopskih instrumenata i medicinske opreme proizvedene od titana i tantala (GOST 19126-79 "Medicinski metalni instrumenti. Opće specifikacije". Po snazi ​​su u usporedbi s drugim analogima duktilnost i otpornost na koroziju, uzrokujući biološku inertnost.

Medicinski instrumenti od titana gotovo su dvostruko lakši od čeličnih, a istovremeno su udobniji i izdržljiviji.

Slika 24. Kirurški instrumenti izrađeni na bazi titan-tantal.

Glavne medicinske industrije u kojima su instrumenti od titana i tantala najtraženiji su oftalmološka, ​​stomatološka, ​​otorinolaringološka i kirurška. Širok asortiman alata uključuje stotine vrsta lopatica, kopči, dilatatora, ogledala, stezaljki, škara, pinceta, skalpela, sterilizatora, cijevi, dlijeta, pinceta, svih vrsta ploča.

Biokemijske i fizikalno-mehaničke karakteristike lakih instrumenata od titana od posebne su vrijednosti za vojnu terensku kirurgiju i razne ekspedicije. Ovdje su apsolutno nezamjenjivi, jer u ekstremnim uvjetima doslovno svakih 5-10 grama viška tereta predstavlja značajno opterećenje, a otpornost na koroziju i maksimalnu pouzdanost obvezni su zahtjevi.

Titan, tantal i njihove legure u obliku monolitnih proizvoda ili tankih zaštitnih premaza aktivno se koriste u medicinskoj instrumentaciji. Koriste se u proizvodnji destilatora, pumpi za pumpanje agresivnih medija, sterilizatora, komponenti anesteziološke i respiratorne opreme, najsloženijih uređaja za dupliciranje rada vitalnih organa kao što su "umjetno srce", "umjetna pluća", "umjetni bubreg". ", itd.

Glave ultrazvučnih uređaja od titana imaju najduži vijek trajanja, unatoč činjenici da analozi iz drugih materijala, čak i uz nepravilno izlaganje ultrazvučnim vibracijama, brzo postaju neupotrebljivi.

Uz gore navedeno, može se primijetiti da titan, poput tantala, za razliku od mnogih drugih metala, ima sposobnost desorbiranja ("odbijanja") zračenja radioaktivnih izotopa, pa se stoga aktivno koristi u proizvodnji raznih zaštitnih uređaja i radiološka oprema.

Zaključak

Razvoj i proizvodnja medicinskih proizvoda jedno je od najintenzivnijih područja znanstvenog i tehnološkog napretka. S početkom trećeg tisućljeća medicinska znanost i tehnologija postala je jedan od glavnih pokretača moderne svjetske civilizacije.

Važnost metala u ljudskom životu je u stalnom porastu. Revolucionarne promjene odvijaju se u pozadini intenzivnog razvoja znanstvene znanosti o materijalima i praktične metalurgije. A sada, posljednjih desetljeća, takvi industrijski metali poput titana i tantala podignuti su "na štit povijesti", koji se s razlogom mogu nazvati strukturnim materijalima novog tisućljeća.

Važnost titana u modernoj medicini ne može se precijeniti. Unatoč relativno kratkoj povijesti praktične uporabe, postao je jedan od vodećih materijala u mnogim medicinskim industrijama. Titan i njegove legure imaju zbroj svih potrebnih karakteristika za to: otpornost na koroziju (i, kao rezultat toga, bioinertnost), kao i lakoću, čvrstoću, tvrdoću, krutost, trajnost, galvansku neutralnost itd.

Nije niži od titana u smislu praktičnog značaja i tantala. Uz opću sličnost većine korisnih svojstava, u nekim su kvalitetama inferiorni, au nekima su bolji jedni od drugih. Zato je teško i teško razumno objektivno prosuditi prioritet bilo kojeg od ovih metala za medicinu: oni se radije organski nadopunjuju nego sukobljavaju. Dovoljno je reći da se aktivno razvijaju i koriste u praksi medicinske strukture na bazi legura titana i tantala, koje kombiniraju sve prednosti Ti i Ta. I nije slučajno da se posljednjih godina sve više i više uspješnih pokušaja stvaranja punopravnih umjetnih organa ugrađenih izravno u ljudsko tijelo od titana, tantala i njihovih spojeva. Bliži se vrijeme kada će, recimo, koncepti "titanskog srca" ili "tantalovih živaca" samouvjereno prijeći iz kategorije govornih figura u čisto praktičnu ravan.