Diş hekimliğinde tercih edilen titanyum dereceleri. küçük konsantrasyonlarda asitlere ve alkalilere karşı biyolojik kayıtsızlık ve korozyon direnci

titanyum alaşımları yüksek teknolojik ve fiziksel-mekanik özelliklere ve ayrıca toksikolojik inertliğe sahiptir. BT-100 sınıfı titanyum sac, damgalı kronlar (kalınlık 0,14-0,28 mm), damgalı hareketli protez tabanları (0,35-0,4 mm), titanyum-seramik protez çerçeveleri, çeşitli tasarımlardaki implantlar için kullanılır. İmplantasyon için titanyum VT-6 da kullanılır.

Döküm kron, köprü, ark (toka), splintleme protezleri, döküm metal kaideler oluşturmak, döküm titanyum VT-5L. Titanyum alaşımının erime noktası 1640°C'dir.

Yabancı uzmanlaşmış literatürde, buna göre bir bakış açısı vardır. titanyum ve alaşımları altının alternatifidir. Havaya maruz kaldığında, titanyum ince, inert bir oksit tabakası oluşturur. Diğer avantajları arasında düşük termal iletkenlik ve kompozit çimentolar ve porselen ile bağlanma yeteneği yer alır. Dezavantajı, bir döküm elde etmenin zorluğudur (saf titanyum 1668 ° C'de erir ve geleneksel kalıplama kütleleri ve oksijenle kolayca reaksiyona girer). Bu nedenle oksijensiz ortamda özel cihazlarda dökümü ve lehimlenmesi gerekir. Geleneksel yöntem kullanılarak dökülebilen titanyum-nikel alaşımları geliştirilmektedir (böyle bir alaşım çok az nikel iyonu salar ve porselen ile iyi bir şekilde bağlanır). CAD / CAM teknolojisi (bilgisayar modelleme / bilgisayar frezeleme) kullanılarak sabit protezlerin (öncelikle kuronlar ve köprüler) oluşturulmasına yönelik yeni yöntemler, tüm döküm sorunlarını anında ortadan kaldırır. Yerli bilim adamları tarafından da belirli başarılar elde edildi.

0,3-0,7 mm kalınlığında ince levha titanyum tabanlı hareketli protezler, diğer malzemelerden yapılmış tabanlı protezlere göre aşağıdaki ana avantajlara sahiptir:

Diğer alaşımlardan metal bazların bir parçası olan nikel ve kroma karşı alerjik reaksiyon olasılığını tamamen ortadan kaldıran ağız boşluğunun dokularına mutlak eylemsizlik; - plastik bazlara özgü toksik, termal olarak yalıtkan ve alerjik etkilerin tamamen yokluğu; - titanyumun yüksek özgül mukavemeti nedeniyle temelin yeterli sağlamlığına sahip küçük kalınlık ve ağırlık; - yüksek hassasiyet diğer metallerden plastik ve döküm tabanlar için elde edilemeyen protez yatak kabartmasının en küçük detaylarının çoğaltılması; - hastanın protez bağımlılığında önemli ölçüde rahatlama; - iyi bir diksiyon ve yemeğin tadı algısını sürdürmek.

Şekil hafızasına sahip olan gözenekli titanyum ve titanyum nikelit, diş hekimliğinde implant malzemesi olarak kullanılmıştır. Metal protezlerin titanyum nitrür ile kaplanmasının diş hekimliğinde yaygınlaştığı, çeliğe ve CCS'ye altın rengi verdiği ve yöntemin yazarlarına göre lehim hattını izole ettiği bir dönem vardı. Ancak, bu teknik aşağıdaki nedenlerden dolayı yaygın olarak kullanılmamıştır:

1) sabit protezlerin titanyum nitrür kaplaması eski teknolojiye, yani damgalama ve lehimlemeye dayanmaktadır;

2) titanyum nitrür kaplamalı protezler kullanıldığında eski protez teknolojisi kullanılır, bu nedenle ortopedik diş hekimlerinin nitelikleri artmaz, ancak 50'ler düzeyinde kalır;

3) titanyum nitrür kaplı protezler estetik değildir ve toplumun belirli bir bölümünün kötü zevki için tasarlanmıştır. Görevimiz dişlerdeki kusuru vurgulamak değil, onu gizlemektir. Ve bu açıdan bakıldığında bu protezler kabul edilemez. Altın alaşımlarının estetik dezavantajları da vardır. Ancak ortopedi diş hekimlerinin altın alaşımlarına bağlılığı renklerinden değil, üretilebilirliklerinden ve ağız sıvısına karşı yüksek dirençlerinden kaynaklanmaktadır;

4) klinik gözlemler titanyum nitrür kaplamanın soyulduğunu, yani bu kaplamanın diğer bimetallerle aynı kaderi paylaştığını gösterdi;

5) Hastalarımızın zeka seviyesinin önemli ölçüde yükseldiği ve aynı zamanda protezlerin görünümü için gereksinimlerin arttığı unutulmamalıdır. Bu, bazı pediatristlerin altın alaşımlı bir vekil bulma girişimlerine aykırıdır;

6) titanyum nitrür ile sabit protezleri kapsayan teklifin ortaya çıkma nedenleri, bir yandan ortopedik diş hekimliğinin malzeme ve teknik temelinin geri kalmışlığı, diğer yandan da dişhekimliğinin mesleki kültürünün yetersiz düzeyde olmasıdır. bazı diş hekimleri.

Buna büyük miktarda toksik eklenebilir. alerjik reaksiyonlar sabit protezlerin titanyum nitrür kaplaması üzerindeki hastaların vücutları.

Çok sayıda temel ve uygulamalı çalışma şunu belirtmektedir: en iyi malzeme diş implantlarının üretimi için titanyumdur.

Rusya'da, çeşitli tasarımların üretimi için, ticari olarak saf titanyum sınıfları BT 1-0 ve BT 1-00 (GOST 19807-91) kullanılır ve yurtdışında, bölünmüş olan "ticari olarak saf" titanyum kullanılır. 4 sınıfa (Derece 1-4 ASTM , ISO). Yerli alaşım BT-6'nın bir analoğu olan titanyum alaşımı Ti-6Al-4V (ASTM, ISO) da kullanılır. Bütün bu maddeler kimyasal bileşim ve mekanik özellikler bakımından farklıdır.

Titanyum sınıfı Sınıf 1,2,3 - çünkü diş hekimliğinde kullanılmaz. çok yumuşak.

4. Sınıf Saf Titanyumun (СP4) Faydaları

• En iyi biyolojik uyumluluk
• Toksik vanadyum (V) yokluğu
• En iyi korozyon direnci
• Alerjik reaksiyonların %100 yokluğu

Yabancı firmaların bilimsel makaleleri, metodolojik ve sunum yayınlarının incelenmesine göre ASTM, ISO, GOST standartları bulunmaktadır. karşılaştırma tabloları farklı derecelerde titanyumun özellikleri ve bileşimi.

Tablo 1. Titanyumun ISO 5832/II ve ASTM F 67−89'a göre kimyasal bileşimi.

** ISO ve ASTM verileri pek çok noktada uyuşmakta, farklılık gösterdikleri yerlerde ASTM değerleri parantez içinde verilmiştir.

Tablo 2 Titanyumun ISO 5832/II ve ASTM F 67−89'a göre mekanik özellikleri.

Tablo 3. GOST 19807−91'e göre titanyum alaşımlarının kimyasal bileşimi.

* VT 1−00 sınıfı titanyumda, alüminyumun kütle fraksiyonunun %0,3'ten fazla olmamasına ve VT 1−0 sınıfı titanyumda %0,7'den fazla olmamasına izin verilir.

Tablo 4. GOST 19807−91'e göre titanyum alaşımlarının mekanik özellikleri.

** Veriler OST 1 90 173−75'e göre verilmiştir.
*** Mevcut literatürde veri bulunamadı.

Ele alınan malzemelerden en dayanıklı olanı Ti-6Al-4V alaşımıdır (VT-6'nın yerli analogu). Mukavemet artışı, bileşimine alüminyum ve vanadyum katılarak elde edilir. Bununla birlikte, bu alaşım birinci nesil biyomalzemelere aittir ve herhangi bir klinik kontrendikasyon olmamasına rağmen, giderek daha az kullanılmaktadır. Bu hüküm, büyük eklemlerin endoprotez ile değiştirilmesi sorunları açısından verilmiştir.

Daha iyi biyolojik uyumluluk açısından, "saf" titanyum grubuna ait maddeler daha umut verici görünmektedir. "Saf" titanyumdan bahsettiklerinde, vücut dokularına girmesi onaylanan dört dereceli titanyumdan birini kastettiklerine dikkat edilmelidir. Uluslararası standartlar. Yukarıdaki verilerden de görülebileceği gibi, aslında biyolojik uyumluluğu ve mekanik özellikleri belirleyen kimyasal bileşimde farklıdırlar.

Bu malzemelerin mukavemeti sorunu da önemlidir. En iyi özellikler Titanyum bu açıdan 4. sınıfa sahiptir.
Kimyasal bileşimi göz önüne alındığında, bu derecedeki titanyumda oksijen ve demir içeriğinin arttığı not edilebilir. Temel soru şudur: Bu biyolojik uyumluluğu bozar mı?

Oksijendeki artış muhtemelen negatif olmayacaktır. Derece 4 titanyumdaki (Derece 1'e kıyasla) demir içeriğindeki %0,3'lük bir artış, bazı endişelere neden olabilir, çünkü deneysel verilere göre, demir (aynı zamanda alüminyum) vücut dokularına implante edildiğinde bir bağ oluşumuna yol açar. implant çevresindeki doku - metalin yetersiz biyoinertliğinin bir işareti olan doku tabakası. Ayrıca aynı verilere göre demir organik kültürün büyümesini de engellemektedir. Bununla birlikte, yukarıda bahsedildiği gibi, yukarıdaki veriler "saf" metallerin implantasyonuna atıfta bulunmaktadır.

Bu durumda soru önemlidir: demir iyonlarının titanyum oksit tabakasından çevre dokulara kaçması mümkün mü ve mümkünse, hangi oranda ve ne tür bir başka metabolizma? Mevcut literatürde bu konuda bilgi bulamadık.

Yerli ve yabancı standartlar karşılaştırıldığında, ülkemizde klinik kullanıma izin verilen titanyum alaşımları VT 1-0 ve VT 1-00'in pratik olarak "saf" titanyum Grade 1 ve 2 derecelerine karşılık geldiği belirtilebilir. Azaltılmış içerik Bu sınıflardaki oksijen ve demir, mukavemet özelliklerinde olumlu olarak kabul edilemeyecek bir azalmaya yol açar. Titanyum sınıfı VT 1-00, Derece 4'e karşılık gelen bir üst çekme dayanımı sınırına sahip olmasına rağmen, yerli alaşımın akma dayanımı neredeyse iki kat daha düşüktür. Ek olarak, yukarıda bahsedildiği gibi istenmeyen bir durum olan alüminyum da bileşimine dahil edilebilir.

Yabancı standartları karşılaştırırken, Amerikan standardının daha katı olduğu ve ISO standartlarının birkaç paragrafta Amerikan standartlarına atıfta bulunduğu not edilebilir. Ayrıca ABD Delegasyonu, cerrahide kullanılan titanyum için ISO standardının onaylanmasına karşı çıktı.

Böylece, şu iddia edilebilir:
Günümüzde diş implantlarının üretimi için en iyi malzeme, ASTM standardına göre "saf" 4. derece titanyumdur, çünkü:

• Ti-6Al-4V alaşımı gibi toksik vanadyum içermez;
• Bileşiminde Fe'nin varlığı (% a'nın onda biri olarak ölçülür) negatif olarak kabul edilemez, çünkü demir iyonlarının çevre dokulara olası bir salınımı durumunda bile, bunların dokular üzerindeki etkisi vanadyumda olduğu gibi toksik değildir;
• 4. sınıf titanyum, "saf" titanyum grubunun diğer malzemelerine kıyasla daha iyi mukavemet özelliklerine sahiptir;

Kobalt Krom Alaşımları

Kobalt-krom alaşımları KHS sınıfı

%66-67 oranında kobalt alaşıma sertlik verir ve böylece alaşımın mekanik özelliklerini geliştirir.

%26-30 krom, alaşımın yüzeyinde pasifleştirici bir film oluşturarak alaşım sertliğini vermek ve korozyon direncini arttırmak için eklenir.

alaşımın plastisitesini, tokluğunu, işlenebilirliğini artıran, böylece alaşımın teknolojik özelliklerini iyileştiren% 3-5 nikel.

molibden %4-5,5, bu da alaşımı ince taneli hale getirerek mukavemetini arttırmak için büyük önem taşır.

mukavemeti, döküm kalitesini artıran, erime noktasını düşüren %0,5 manganez, toksik granüler bileşiklerin alaşımdan uzaklaştırılmasına yardımcı olur.

erime noktasını düşüren ve alaşımın akışkanlığını artıran% 0.2 karbon.

%0,5 silisyum, döküm kalitesini artırır, alaşımın akışkanlığını artırır.

%0,5 demir, akışkanlığı arttırır, döküm kalitesini arttırır.

erime noktasını düşüren %0,1 nitrojen, alaşımın akışkanlığını artırır. Aynı zamanda nitrojende %1'in üzerinde bir artış alaşımın sünekliğini kötüleştirir.

berilyum %0-1.2

alüminyum %0,2

ÖZELLİKLER: CCS'nin yüksek fiziksel ve mekanik özellikleri, nispeten düşük yoğunluğu ve mükemmel akışkanlığı vardır, bu da yüksek mukavemetli delikli dental ürünlerin dökümünü mümkün kılar. Erime noktası 145°C, mekanik viskozitesi altından 2 kat daha yüksek, minimum çekme mukavemeti 6300 kgf/cm2'dir. Yüksek elastisite modülü ve düşük yoğunluk (8 g/cm 3 ) daha hafif ve daha güçlü protezlerin üretilmesini mümkün kılar. Ayrıca aşınmaya karşı daha dirençlidirler ve cilalamanın kazandırdığı yüzeyin ayna parlaklığını daha uzun süre korurlar. Alaşım, iyi döküm ve korozyon önleme özelliklerinden dolayı ortopedik diş hekimliğinde döküm kronlar, köprüler, çeşitli döküm kroşe protez tasarımları, metal-seramik protez çerçeveleri, döküm tabanlı hareketli protezler, splintleme cihazları, döküm imalatı için kullanılır. tokalar.

SERBEST ŞEKİL: 10 ve 30 gr ağırlığında yuvarlak boşluklar şeklinde üretilir, 5 ve 15 adet olarak paketlenir.

Ortopedik diş hekimliği için üretilen tüm metal alaşımları 4 ana gruba ayrılır:

Bygodents - dökme hareketli takma dişler için alaşımlar.

KX-Dents - seramik-metal protezler için alaşımlar.

HX-Dents - metal-seramik protezler için nikel-krom alaşımları.

Dentans, protezler için demir-nikel-krom alaşımlarıdır.

1. Bygodentler. Çok bileşenli bir alaşımdır.

BİLEŞİMİ: kobalt, krom, molibden, nikel, karbon, silikon, manganez.

ÖZELLİKLER: yoğunluk - 8.35 g/cm3 , Brinell sertliği - 360-400 HB, alaşım erime noktası - 1250-1400C.

UYGULAMA: döküm kroşe protezlerin, kroşelerin, splintleme cihazlarının imalatında kullanılır.

Byugodent CCS vac (yumuşak)- %63 kobalt, %28 krom, %5 molibden içerir.

Bygodent CCN vac (normal) - %65 kobalt, %28 krom, %5 molibden ve ayrıca artan içerik karbon ve nikel içermez.

Bygodent CCH vac (sert)- baz kobalt - %63, krom - %30 ve molibden - %5'tir. Alaşım maksimum %0,5 karbon içeriğine sahiptir, ayrıca niyobyum - %2 ile alaşımlıdır ve nikel içermez. Son derece yüksek elastikiyet ve mukavemet parametrelerine sahiptir.

Byugodent CCC vakum (bakır)- baz kobalttır - %63, krom - %30, molibden - %5. Alaşımların kimyasal bileşimi bakır ve yüksek karbon içeriği - %0,4 içerir. Sonuç olarak, alaşım yüksek elastik ve mukavemet özelliklerine sahiptir. Alaşımdaki sığlıkların varlığı, ondan protezlerin diğer mekanik işlemlerinin yanı sıra cilalamayı da kolaylaştırır.

Bygodent CCL vac (sıvı)- kobalta -% 65, krom -% 28 ve molibden -% 5'e ek olarak, alaşımın bileşimine bor ve silikon eklenir. Bu alaşım mükemmel akışkanlığa, dengeli özelliklere sahiptir.

2. KH-Ezikler

UYGULAMALAR: porselen kaplamalı dökme metal çerçevelerin imalatında kullanılır. oksit filmi alaşımların yüzeyinde oluşan, seramik veya cam-seramik kaplama uygulamanıza olanak sağlar. Bu alaşımın birkaç türü vardır: CS, CN, CB, CC, CL, DS, DM.

KH-Dent CN vac (normal) %67 kobalt, %27 krom ve %4,5 molibden içerir, ancak karbon ve nikel içermez. Bu, plastik özelliklerini önemli ölçüde geliştirir ve sertliği azaltır.

KX-Dent CB vakum (Bondy)şu bileşime sahiptir: %66,5 kobalt, %27 krom, %5 molibden. Alaşım, döküm ve mekanik özelliklerin iyi bir kombinasyonuna sahiptir.

3. NH-Ezikler

BİLEŞİM: nikel - %60-65; krom - %23-26; molibden - %6-11; silikon - %1,5-2; karbon içermez.

Nikel-krom bazlı NH-Dent alaşımları

UYGULAMA: kalite için metal-seramik kuronlar ve küçük köprüler yüksek sertlik ve mukavemete sahiptir. Protezlerin alt yapıları kolayca taşlanır ve parlatılır.

ÖZELLİKLER: alaşımlar iyi döküm özelliklerine sahiptir, inceltici katkı maddeleri içerir, bu da yalnızca yüksek frekanslı indüksiyonlu eritme makinelerinde döküm yaparken kaliteli bir ürün elde etmeyi değil, aynı zamanda yollukların %30'a kadarını yeni eriyiklerde yeniden kullanmayı mümkün kılar. Bu alaşımın birkaç türü vardır: NL, NS, NH.

HX-Dent NS vac (yumuşak) - Bileşiminde nikel - %62, krom - %25 ve molibden - %10 içerir. Tek adımda uzun köprülerin dökümüne izin veren yüksek boyutsal kararlılığa ve minimum büzülmeye sahiptir.

HX-Dent NL vac (sıvı) - %61 nikel, %25 krom ve %9,5 molibden içerir. Bu alaşım, ince, delikli duvarlara sahip dökümlerin elde edilmesini sağlayan iyi döküm özelliklerine sahiptir.

4.Ezikler

ÖZELLİKLER: Dentan tipi alaşımlar, dökme paslanmaz çeliklerin yerini almak üzere tasarlanmıştır. Neredeyse 3 kat nikel ve %5 daha fazla krom içermeleri nedeniyle önemli ölçüde daha yüksek süneklik ve korozyon direncine sahiptirler. Alaşımlar iyi döküm özelliklerine sahiptir - düşük büzülme ve iyi akışkanlık. İşlemede çok yumuşaktır.

UYGULAMALAR: döküm tek kronların, plastik kaplamalı döküm kronların imalatında kullanılır. Bu alaşımın birkaç türü vardır: DL, D, DS, DM.

Dentan D%52 demir, %21 nikel, %23 krom içerir. Yüksek süneklik ve korozyon direncine, düşük büzülmeye ve iyi akışkanlığa sahiptir.

Dentan DM%44 demir, %27 nikel, %23 krom ve %2 molibden içerir. Aynı düzeyde işlenebilirlik, akışkanlık ve diğer teknolojik özellikleri karşılaştırırken, önceki alaşımlara kıyasla gücünü artıran alaşımın bileşimine ayrıca molibden eklendi.

Bazı nikel-krom alaşımları için, bir oksit filmin varlığı negatif olabilir, çünkü yüksek pişirme sıcaklıklarında nikel ve krom oksitler porselende çözünerek onu renklendirir. Porselen içindeki krom oksit miktarının artması, ısıl genleşme katsayısının düşmesine neden olur ve bu da seramiğin metali parçalamasına neden olabilir.

titanyum alaşımları

ÖZELLİKLER: titanyum alaşımları, yüksek teknolojik ve fiziksel-mekanik özelliklerin yanı sıra biyolojik inertliğe sahiptir. Titanyum alaşımının erime noktası 1640C'dir. Titanyumdan yapılan ürünler, ağız boşluğunun dokularına karşı mutlak eylemsizliğe sahiptir, toplam yokluk toksik, termal olarak yalıtkan ve alerjik etkiler, titanyumun yüksek özgül mukavemeti nedeniyle tabanın yeterli sertliği ile küçük kalınlık ve ağırlık, protez yatağının kabartmasının en küçük detaylarının yüksek reprodüksiyon doğruluğu.

VT-100 sayfa- çıkarılabilir takma dişlerin damgalı kronlarının (kalınlık 0.14-0.28 mm), damgalı tabanlarının (0.35-0.4 mm) üretiminde kullanılır.

VT-5L - dökme - döküm kronların, köprülerin, kroşe splintleme protezlerinin çerçevelerinin, döküm metal kaidelerin imalatında kullanılır.

giriiş

Diş hekimliği bugün hala ayakta değil. Neredeyse her ay yeni yöntemler, ekipman, malzemeler vb. Duyuyoruz. Tabii ki, tüm yenilikler profesyonellerde yankı uyandırmıyor. Ancak, diş hekimliğindeki nişini ciddi bir şekilde ve uzun süredir işgal eden ve nitelikleri sayesinde kendini zekice kanıtlamış bir malzeme var. Ve bu malzemenin adı titanyumdur.

Titanyumun kullanım alanı sürekli genişlemektedir. Günümüzde hem hareketli hem de hareketli olmayan protezlerde, implantolojide, ortodontide vb. kullanılmaktadır.

Şu anda, titanyumdan diş üretimi zaten hakim olmuştur ve araştırmalar, titanyumun ağız boşluğunda korozyon direnci açısından değerli metallerden daha aşağı olmadığını göstermiştir. Ve bu sınır değil. Diş hekimliğinde titanyuma yer olan bir yön kalmadı dersek abartmış olmayız.

Uygulamalar açısından, titanyum alaşımlarının tanıtımı diş hekimliği ile sınırlı değildi. Titanyum, endüstri bir yana, istisnasız tıbbın tüm alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Titanyum hakkında konuşursak, kombinasyon halinde kendisine özgü olan bir dizi avantaj hemen akla gelir. Biyolojik kayıtsızlık, manyetizasyon özelliklerinin olmaması, düşük özgül ağırlık, yüksek mukavemet, birçok agresif ortamda korozyon direnci ve bulunabilirliği, titanyumu neredeyse evrensel ve vazgeçilmez bir malzeme haline getirdi. Ve bu, titanyum alaşımlarının sağlayabileceği avantajların sadece küçük bir kısmı.

Bu mezuniyet projesinde, bu devrim niteliğindeki malzemenin tüm yönleri ortaya çıkarılacak. Bir diş teknisyeninin mesleğinin prizmasında, titanyum ve alaşımlarının özellikleri, üretim yöntemleri, titanyum alaşımlarının işlenmesindeki nüanslar, onunla çalışırken meydana gelen hatalar ve çok daha fazlası dikkatle ele alınacaktır. Bilim ve teknolojideki son gelişmelere dikkat edilecektir. Uzun süredir var olan ve dünya çapında yaygın olarak kullanılan titanyum alaşımları ve bu alandaki son gelişmeler detaylı bir şekilde incelenecektir. Ve tabii ki titanyum alaşımlarının öğütülmesi, öğütülmesi gibi işleme yöntemleri de göz ardı edilemez.

Araştırmanın alaka düzeyi

Protezin gelecekteki özellikleri malzemeye bağlı olacağından protez için malzeme seçimi protezin planlanmasındaki önemli aşamalardan biridir. Şu anda, iki anahtarı birleştirmeye çalışıyor ve önemli özellikler ve diş malzemeleri - biyoinertlik ve estetik. Birinci kaliteye sahip malzemelerden biri titanyumdur. Titanyumun seramik kütlelerle kaplama ile birlikte kullanılması ikinci sorunu çözmeyi mümkün kılar. Böylece her iki sorun da çözülür - biyoinertlik ve estetik. Ancak modern literatürde ve hatta eğitim kurumlarında okurken bile, titanyum ile çalışmanın nüansları yetersiz bir şekilde ele alınmaktadır. Bu nedenle, titanyum ile ilgili literatürü ayrıntılı olarak inceledikten sonra, gelecekte diş teknisyenleri tarafından bu konunun çalışılmasını kolaylaştırmak için bu tez projesinde özetlemek, sistematize etmek ve özetlemek gerekir.

çalışma konusu

Diş protezlerinin üretimi için titanyum

çalışmanın amacı

Titanyum İşleme Teknolojisi

Bu çalışmanın amacı

Diş hekimliğinde titanyum protez üretim teknolojisini incelemek

Araştırma hedefleri

1. Konuyla ilgili literatürü incelemek;
2. Diş hekimliğinde kullanılan titanyumun özelliklerinin incelenmesi;
3. İşleme için teknolojilerin incelenmesi;
4. Titanyum işleme teknolojilerinin karşılaştırılması.

Hipotez

Bu materyalin incelenmesi olumlu ve olumsuz taraflarÇeşitli titanyum işleme teknolojileri ve gelecekte protez kalitesinde bir gelişme olarak hizmet edebilecek en iyilerini belirleyin.

Araştırma Yöntemleri

Yerli ve yabancı literatürün incelenmesi, karşılaştırmalı analiz, sistematizasyon.

Bölüm 1. Titanyumun özellikleri ve onunla çalışmanın zorlukları

1.1. Titanyum Faydaları

Periyodik sistemde D.I. Mendeleev titanyumu 22 numaradır (Ti). Dışarıdan, titanyum çeliğe benzer (Şekil 1).

Şekil 1. titanyum implantlar ve dayanaklar.

Titanyum alaşımları, yüksek teknolojik ve fiziksel-mekanik özelliklerin yanı sıra biyoinertliğe sahiptir.

Yapısal ve yüksek mukavemetli titanyum alaşımları, mukavemet ve süneklik özelliklerinin optimum oranını sağlamalarına izin veren katı çözümlerdir.

İmplant malzemesi olarak gözenekli titanyum ve şekil hafızasına sahip titanyum nikelid kullanılmıştır.

Yabancı literatürde, hangi titanyum ve alaşımlarının altına alternatif olduğu konusunda bir bakış açısı vardır. Hava ile temas ettiğinde pasivasyon meydana gelir, yani. titanyum yüzeyinde ince bir inert oksit tabakası oluşur. Diğer avantajları arasında düşük ısı iletkenliği ve kompozit çimentolar ve porselen ile birleşebilme yeteneği yer alır. Dezavantajı, bir döküm elde etmenin zorluğudur (saf titanyum 1668°C'de erir ve geleneksel kalıplama kütleleri ve oksijenle reaksiyona girer). Bu nedenle oksijensiz ortamda özel cihazlarda dökümü ve lehimlenmesi gerekir. Geleneksel yöntem kullanılarak dökülebilen titanyum-nikel alaşımları geliştirilmektedir (böyle bir alaşım çok az nikel iyonu salar ve porselen ile iyi bir şekilde bağlanır). CAD / CAM teknolojisini kullanarak sabit protezler (öncelikle kuronlar ve köprüler) oluşturmak için yeni yöntemler, tüm döküm sorunlarını anında ortadan kaldırır.

Dişin kron kısmının protezleri, ortopedik diş hekimliği kliniğinde lider bir konuma sahiptir ve çiğneme aparatının oluşum ve gelişiminin tüm dönemlerinde kullanılmaktadır. bebeklik ve daha önce ihtiyarlık. Ortopedide özel bir yer, aşağıdaki özelliklerle ayırt edilen titanyum kronlar tarafından işgal edilir:

• biyolojik eylemsizlik;
• Kron çıkarma kolaylığı;
• Diğer metal ve alaşımlara kıyasla düşük termal iletkenlik;
• Protezlerin hafif olması nedeniyle küçük özgül ağırlık;
• Yüksek esnekliğe sahip;
• Süt dişleri için paslanmaz çelikten daha az aşınma direnci.

Titanyum kaplama kullanmanın öneminden bahsetmişken, bunun üzerinde durmak gerekir. diş hastalığı mine aplazisi ve hipoplazisi gibi dişin sert dokuları. Bu kusurlar, dişin sert dokularının malformasyonlarıdır ve fetüsün veya çocuğun vücudundaki mineral ve protein metabolizmasının ihlali sonucu ortaya çıkar. Emaye azgelişmişliği geri dönüşü olmayan bir süreçtir ve tüm yaşam süresi boyunca devam eder. Bu nedenle, bu hastalıkların varlığı, ince duvarlı titanyum kronların kullanımı için mutlak bir göstergedir.

Hareketli protezlere gelince, 0,3-0,7 mm kalınlığındaki ince levha titanyum tabanlı protezlerin, diğer malzemelerden yapılmış tabanlı protezlere göre aşağıdaki ana avantajları vardır:

• diğer alaşımlardan metal bazların bir parçası olan nikel ve kroma karşı alerjik reaksiyon olasılığını tamamen ortadan kaldıran ağız boşluğunun dokularına mutlak eylemsizlik;
• plastik bazlara özgü toksik, termal olarak yalıtkan ve alerjik etkilerin tamamen yokluğu;
• titanyumun yüksek özgül mukavemeti nedeniyle tabanın yeterli sağlamlığına sahip küçük kalınlık ve ağırlık;
• diğer metallerden plastik ve döküm tabanlar için elde edilemeyen protez yatak kabartmasının en küçük detaylarının yüksek reprodüksiyon doğruluğu;
• hastanın proteze alışmasında belirgin rahatlama;
• iyi bir diksiyon ve yemeğin tadı algısını sürdürmek.

1.2. Titanyumun özellikleri ve onunla çalışmanın karmaşıklığı

Titanyum (Titanyum) Ti, D. I. Mendeleev'in periyodik sisteminin 4. periyodunun IV. grubunun bir elementidir, seri numarası 22, atom kütlesi 47.90. Sadece 1925'te saf haliyle elde edildi. Ana hammaddeler rutil TiO2, ilmenit FeTiO3 vb. Minerallerdir. Titanyum refrakter bir metaldir.

Titanyum, titanyum dioksitin metalik kalsiyum, kalsiyum hidrit ile indirgenmesi, titanyum tetraklorürün erimiş sodyum ile indirgenmesiyle elde edilir, metalik magnezyum. Titanyum, havacılık, kimya ve gemi inşa endüstrileri ve tıp için umut verici bir malzemedir. Çoğu durumda titanyum, alüminyum, molibden, vanadyum, manganez ve diğer metallerle alaşımlar halinde kullanılır.

Tablo 1.

Çeşitli alaşımların karşılaştırmalı özellikleri.

Özellikler				Gümüş-paladyum alaşımı	Paslanmaz çelik
Yoğunluk (g/cm³)
Sertlik (HB) MPa
Mukavemet MPa (N / mm2), Rm
Esneklik modülü, GPa
Erime noktası (°C)
Termal iletkenlik W/(m·K)
KTR (α 10 -6 °C -1)

Bazı kimyasal elementlerin yapıları ve özellikleri farklı olan iki veya daha fazla basit madde halinde bulunabileceği bilinmektedir. Genellikle, bir madde sabit bir sıcaklıkta bir allotropik modifikasyondan diğerine geçer. Titanyumun bu tür iki modifikasyonu vardır. Titanyumun α-modifikasyonu 882,5 °C'ye kadar olan sıcaklıklarda mevcuttur. Yüksek sıcaklıktaki β-modifikasyonu, 882,5 °C'den erime noktasına kadar kararlı olabilir.

Alaşım elementleri titanyum alaşımına çeşitli özellikler verir. Bunun için alüminyum, molibden, manganez, krom, bakır, demir, kalay, zirkonyum, silikon, nikel ve diğerleri kullanılır.

Alaşım katkı maddeleri, titanyumun farklı allotropik modifikasyonlarında farklı davranır. Ayrıca α/β geçişinin meydana geldiği sıcaklığı da değiştirirler. Böylece bir titanyum alaşımında alüminyum, oksijen ve nitrojen konsantrasyonundaki artış bu sıcaklık değerini yükseltir. α modifikasyonunun var olduğu bölge genişlemektedir. Ve bu elementlere α-dengeleyiciler denir.

Kalay ve zirkonyum, α/β dönüşümlerinin sıcaklığını değiştirmez. Bu nedenle, nötr titanyum sertleştiricileri olarak kabul edilirler.

Titanyum alaşımlarına yapılan diğer tüm alaşım ilaveleri β-stabilizörler olarak kabul edilir. Titanyum modifikasyonlarındaki çözünürlükleri sıcaklığa bağlıdır. Bu da, sertleştirme ve eskitme yoluyla bu katkı maddeleri ile titanyum alaşımlarının mukavemetinin arttırılmasını mümkün kılar. kullanma farklı şekiller alaşım katkı maddeleri, çok çeşitli özelliklere sahip titanyum alaşımları elde edilir.

Döküm titanyum VT-5L, döküm kronlar, köprüler, ark çerçeveleri (toka), splintleme protezleri, döküm metal tabanlar oluşturmak için kullanılır. Titanyum alaşımının erime noktası 1640°C'dir.

Alaşım VT5 (VT5L) sadece alüminyum ile alaşımlıdır. Alüminyum, titanyum alaşımlarında en yaygın alaşım elementlerinden biridir. Bunun nedeni, alüminyumun diğer alaşım bileşenlerine göre aşağıdaki avantajlarıdır:

1. alüminyum doğada yaygın olarak bulunur, bulunur ve nispeten ucuzdur;
2. alüminyumun yoğunluğu, titanyumun yoğunluğundan çok daha azdır ve bu nedenle alüminyumun eklenmesi, bunların özgül mukavemetini arttırır;
3. alüminyum içeriğindeki artışla birlikte titanyum alaşımlarının ısı direnci ve sürünme direnci artar;
4. alüminyum esneklik modülünü arttırır;
5. alaşımlardaki alüminyum içeriğindeki artışla birlikte hidrojen kırılganlığına eğilimleri azalır. Alaşım VT5, daha fazla güç ve ısı direnci açısından ticari titanyumdan farklıdır. Aynı zamanda alüminyum, titanyumun teknolojik plastisitesini önemli ölçüde azaltır. Alaşım VT5 sıcak durumda deforme olur: dövülür, haddelenir, damgalanır. Yine de deforme değil, şekilli döküm şeklinde kullanılması tercih edilir (bu durumda VT5L markası atanır).

İmplantasyon için titanyum BT-6 kullanılır. VT6 (Ti-6A1-4V) (α + β) sınıfı alaşımlar, diğer alanlarda da en yaygın kullanılan titanyum alaşımları arasındadır.

Çok geniş kullanım Bu alaşımın başarılı alaşımlaması ile açıklanmaktadır. Ti-Al-V sisteminin alaşımlarındaki alüminyum, mukavemeti ve ısıya dayanıklılık özelliklerini arttırır ve vanadyum, titanyumda sadece mukavemet özelliklerini değil aynı zamanda sünekliği de artıran birkaç alaşım elementinden biridir.

Bu tip alaşımlar, yüksek özgül mukavemetin yanı sıra, OT4 ve OT4-1 alaşımlarına kıyasla hidrojene karşı daha az duyarlıdır, tuz korozyonuna karşı düşük duyarlılığa ve iyi işlenebilirliğe sahiptir.

VT6 tipi alaşımlar, tavlanmış ve termal olarak sertleştirilmiş hallerde kullanılır. Çift tavlama ayrıca kırılma tokluğunu ve korozyon direncini artırır.

Levha titanyum sınıfı VT1-00, damgalı kronlar (kalınlık 0,14-0,28 mm), damgalı hareketli protez tabanları (0,35-0,4 mm), titanyum-seramik protez çerçeveleri, çeşitli tasarımlardaki implantlar için kullanılır.

Metalurji endüstrisi, safsızlık içeriğinde (oksijen, nitrojen, karbon, demir, silikon, vb.) Farklı olan iki dereceli VT1-00 ve VT1-0 teknik titanyumdan yarı mamul ürünler sağlar. Bunlar düşük mukavemetli malzemelerdir ve daha az safsızlık içeren titanyum VT1-00 daha az dayanıklıdır ve daha sünektir. Titanyum alaşımları VT1-00 ve VT1-0'ın ana avantajı, yüksek teknolojik plastisitedir ve bu, onlardan eşit bir folyo elde etmeyi mümkün kılar.

Titanyumun mukavemet özellikleri iş sertleştirme (iş sertleştirme) ile artırılabilir, ancak bu durumda plastik özellikler büyük ölçüde azalır. Süneklik özelliklerindeki azalma, mukavemet özelliklerindeki artıştan daha belirgindir, bu nedenle iş sertleştirme, titanyumun karmaşık özelliklerini iyileştirmenin en iyi yolu değildir. Titanyumun dezavantajları, hidrojen kırılganlığına yüksek bir eğilimi içerir ve bu nedenle hidrojen içeriği, titanyum VT1-00'de %0,008'i ve VT1-0'da %0,01'i geçmemelidir.

1.3. Titanyum işlemenin özellikleri (taşlama ve parlatma)

Titanyum işlenirken fiziksel özellikler, oksidasyon fazları ve kristal kafes değişiklikleri dikkate alınmalıdır. Uygun kullanım sadece özel çapraz biçimli çentikli titanyum için özel kesicilerle başarılı bir şekilde üretilebilir (Şekil 2). Yeterince yumuşak metalin optimum şekilde çıkarılmasını ve aynı zamanda aletin iyi soğutulmasını mümkün kılan azaltılmış çalışma yüzeyi açısı. Titanyum işleme, takım üzerinde güçlü bir baskı olmadan yapılmalıdır.

İncir. 2.

Titanyum kesiciler diğer aletlerden ayrı olarak saklanmalıdır. Yeterince sıkı bir şekilde birikmiş olan titanyum yongalarının kalıntılarını gidermek için bir buhar jeti ve cam elyafı fırçalarla düzenli olarak temizlenmeleri gerekir.

Yanlış alet veya güçlü basınç kullanıldığında, güçlü bir oksit oluşumu ve kristal kafeste bir değişiklik ile birlikte metalin yerel olarak aşırı ısınması mümkündür. Görsel olarak işlenen nesne üzerinde renk değişikliği olur ve yüzey hafif pürüzlenir. Bu yerlerde seramiğe gerekli yapışma olmaz (çatlak ve talaş olasılığı), eğer bunlar kaplamalı alanlar değilse, daha fazla işlem ve cilalama da gereksinimleri karşılamayacaktır.

Titanyum işlenirken çeşitli carborundum disklerin ve taşların veya elmas kafaların kullanılması, titanyum yüzeyini büyük ölçüde kirletir ve bu da daha sonra seramikte çatlaklara ve talaşlara yol açar. Bu nedenle, yukarıdaki aletlerin kullanımı sadece işleme için uygundur, örneğin toka protez çerçeveleri ve elmas kafaların kullanımı tamamen dışlanmalıdır. Titanyumun açıkta kalan alanlarının taşlanması ve daha fazla parlatılması, yalnızca titanyuma uyarlanmış taşlama kauçuk uçları ve parlatma pastaları ile mümkündür. Birçok döner alet üreticisi artık titanyum için çok çeşitli freze bıçakları ve taşlama kauçuk başlıkları üretmektedir.

Titanyum için uygun işleme parametreleri:

• Düşük başlık hızı - maks. 15.000 dev/dak;
• Alet üzerinde düşük basınç;
• Periyodik işleme;
• Yalnızca bir yönde çerçeve işleme;
• Keskin köşelerden ve metal bindirmelerden kaçının;
• Zımparalama ve polisaj yaparken sadece uygun taşlama kauçuk uçlarını ve polisaj pastalarını kullanın;
• Kesicilerin buhar jeti ve fiberglas fırça ile periyodik olarak temizlenmesi.

Seramik kaplama ve kompozit malzemelerle kaplama için yapıştırma tabakası uygulanmadan önce kumlama, aşağıdaki gerekliliklere uygun olmalıdır:

• Saf, tek kullanımlık alüminyum oksit;
• Kumun maksimum tane boyutu 150 µm, optimal olarak 110–125 µm'dir;
• Kalemden maksimum basınç 2 bar;
• Yüzeye dik açılarda kum akışının yönü.

İşlemden sonra, işlenmiş nesneyi 5-10 dakika pasifleştirmeye bırakmak ve ardından yüzeyi buharla temizlemek gerekir.

Titanyum ile çalışırken oksit yakma veya benzeri prosedürler tamamen hariç tutulmuştur. Asit veya dağlama kullanımı da tamamen hariç tutulmuştur.

1.4. Birinci bölümle ilgili sonuçlar

Yukarıda sunulan malzemeye dayanarak, titanyum alaşımlarının diş protezlerinde vazgeçilmez olan önemli sayıda çok önemli özelliklere sahip olduğu sonucuna varabiliriz. Ana olanlar, biyoinertlik, korozyon direnci, mukavemet ve düşük özgül ağırlığa sahip sertliktir. Ancak titanyum elde etmek pahalı bir işlem olarak kabul edilir ancak protezin imalatında kullanılan miktar az olduğu için bu durum maliyeti çok fazla etkilemez. Ancak titanyum protezlerin üretim teknolojisi daha pahalı olduğu için titanyum protezler CCS veya paslanmaz çelikten daha pahalıdır.

Ayrıca yakın zamana kadar titanyumun işlenmesi sorunlara yol açıyordu ancak yapılan özel aletlerin ortaya çıkması ve yaygınlaşması olası uygulamalar diş hekimliğinde titanyum alaşımları. Titanyumun olumlu özellikleri daha önce biliniyordu, ancak dişhekimliği pratiğine girmesinin önündeki en büyük engel, uzun ve pahalı işlemeydi.

Diğer metalleri işlerken bulunmayan özel gereksinimlere ve aletlerin özelliklerine rağmen, tam bir liste pozitif nitelikler titanyum yine de onunla çalışmak için süreçlerin iyileştirilmesine yol açtı. Bir yandan titanyumun kimyasal özellikleri diş teknisyenleri için yeni fırsatlar açarken diğer yandan işleme teknolojisine daha dikkatli bağlılık ve tüm özelliklerin dikkate alınmasını gerektirir.

Bölüm 2

2.1.Titanyum damgalama

Damgalama (damgalama), gövdenin şekil ve boyutlarında bir değişiklik ile bir malzemenin plastik deformasyon işlemidir. Metaller diş hekimliğinde damgalanır.

Damgalı titanyum kronların oldukça nadir görülen olay bugüne kadar. Titanyumun soğuk halde damgalanması zor olduğundan, titanyumdan damgalanarak kron üretme teknolojisi dağıtım bulamamıştır. Ancak çerçeve içinde genel çalışma damgalama ile titanyum kronların üretim teknolojisi ele alınacaktır.

Titanyum damgalı kuronlar, geleneksel damgalı kuronlarla aynı dezavantajlara sahiptir, yani:

• Aşınma direnci eksikliği;
• Dişin düz bir çiğneme yüzeyinin varlığı;
• Dişin boynuna yeterince sıkı oturmaması;
• Estetik eksikliği.

Titanyum kaplamaların özellikleri, daha pahalı olan altın kaplamaların alaşımlarına benzer.

Titanyum alaşımları için damgalama işlemi, geleneksel damgalanmış paslanmaz çelik kuronların yapımından önemli ölçüde farklı değildir.

Damgalı kronların imalatında ölçüler genellikle standart aljinat kütlesi kaşıklarıyla alınır.

Titanyum damgalı taç üretim teknolojisi:

Kron üretiminin laboratuvar aşaması, bir model elde etmekle başlar. Daha sonra modelaj mumu ile diş modellenir. Alçı bir dişin yüzeyine erimiş balmumu tabakalanarak anatomik şeklin eski haline getirilmesi için gerekli olan hacim artışı sağlanır. Modellemeden sonra, modelden bir alçı kalıp kesmek gerekir. O zaman düşük erime noktalı metalden bir kopyasını çıkarmanız gerekir. Bunu yapmak için bir alçı kalıp yapmanız gerekir. Alçı blok iki aşamada yapılır. Alçı kalıbı çıkarılır ve bloğun ayrılan parçaları bir araya getirilir ve eriyebilir metal eritilir. Eritme sırasında metalin aşırı ısınmaması önemlidir, aşırı ısıtıldığında alaşımın bazı bileşenleri buharlaşır ve daha kırılgan hale gelir. Sonra formu dolduruyorlar. Form iyi kurutulmalıdır, çünkü buharlaşan nem metali gözenekli hale getirecektir.

Toplamda iki metal pul yapmak gerekiyor. İlki, son damgalama için en doğru olanıdır. İkincisi ön damgalama içindir. Bir metal kalıbı imal ettikten sonra, bir titanyum manşon seçmek gereklidir.

Manşon dişin ekvatoruna ulaşmalı ve biraz çaba sarf ederek içine girmelidir. Özel bir diş örsünün zımbaları üzerindeki tavlanmış kovana, çekiç darbeleriyle gelecekteki tacın yaklaşık şekli verilir. Ve sonra tavlama tekrar izler. Çekiç darbeleri sırasında metalin yapısında değişiklikler meydana gelir, daha elastik hale gelir ve daha sonraki işlemlere karşı dirençli hale gelir yani sertleşme oluşur, tavlama ile metalin kristal kafesi eski haline döner ve metal daha sünek hale gelir. Bundan sonra, ikinci olarak dökülen kalıbı alırlar, üzerine bir manşon koyarlar ve birkaç güçlü ve isabetli çekiç darbesiyle onu kurşun "yastığa" çakarlar. Kurşun yastık - çeşitli boyutlarda yumuşak kurşun külçe.

Manşonlu bir kalıpta tacın ekvatoru seviyesine kadar sürmek gerekir. Kurşun, kalıbın üzerindeki metal manşonu sıkıca sıkıştırır. Kovanlı bir kalıp kurşundan çıkarılır ve ön damgalamanın kalitesi değerlendirilir. Kolda kırışıklık veya çatlak olmamalıdır. Son damgalama, manuel veya mekanize hidrolik bir preste yapılır. Tek bir anlam var - presin tabanında vulkanize edilmemiş kauçukla dolu bir küvet var. Kalıp, küvetin içine kauçuğa yerleştirilir ve pres çubuğu, bükülmemiş volanın veya hidroliğin kuvveti altında kauçuğa bastırır, ikincisi basıncı manşona aktarır ve bu da metal kalıba sıkıca bastırılır baskı altında.

Soğuk titanyumun damgalanmasının son derece zor olduğu belirtilmelidir. Sıcak deformasyon sırasında ve özellikle 900°C ve üzerindeki sıcaklıklarda, yumuşama işlemleri geliştiğinde, titanyum ve titanyum alaşımları oldukça yüksek bir sünekliğe sahiptir. Titanyum alaşımlarından, dişler dahil olmak üzere geometrik olarak karmaşık ürünler üretmek için dövme ve sıcak damgalama kullanılır.

Titanyum ve titanyum alaşımlarının sünekliği, yüzeyde bir alfa tabakasının varlığında keskin bir şekilde azalır. Rafine edilmiş katman, titanyumdaki katı bir oksijen çözeltisidir. Alfa katmanına sahip bir metal, dövme ve sıcak damgalama sırasında, gerilim ve çekme gerilimlerinde artış ile birlikte gerilim-gerinim durumundaki bir değişikliğe karşı son derece hassastır. Çekme gerilmeleri ve deformasyonlar hemen hemen tüm dövme ve damgalama yöntemlerinde etkili olduğundan, titanyum ve titanyum alaşımlarının sıcak işlenmesi için ısıtma sırasında alfa tabakası oluşumundan kaçınılmalıdır. Bu, nötr veya oksitleyici olmayan bir atmosfere sahip ısıtma fırınlarında dövme ve damgalama için ısıtma ile elde edilir. Titanyum ve titanyum alaşımlarını ısıtmak için en uygun ortam argondur.

2.2.Enjeksiyon yöntemi

Titanyumun yüksek reaktivitesi, yüksek erime noktası, özel bir döküm makinesi ve revetman malzemesi gerektirir. Halihazırda, piyasada titanyum dökümüne izin veren birkaç sistem bilinmektedir.

Örnek olarak, titanyumun koruyucu bir argon atmosferinde bakır bir pota üzerinde voltaik ark vasıtasıyla eritilmesi prensibine dayanan Autocast döküm tesislerini, aynı şekilde titanyum süngerin endüstride alaşımlanarak saf elde edilmesi gibi verebiliriz. titanyum. Metal, potanın devrilmesi sırasında, döküm odasındaki bir vakum ve eritme odasındaki artan argon basıncı kullanılarak küvete dökülür.

Kurulumun nasıl çalıştığının görünümü ve prensibi Şekil 3'te gösterilmiştir.

Şek. 3.

İşlemin başında hem ergitme (üst) hem de döküm (alt) hazneleri argon ile temizlenir, ardından her iki hazneden hava ve argon karışımı boşaltılır, ardından ergitme haznesi argon ile doldurulur ve vakum oluşturulur. dökümhanede oluşturulmuştur. Voltaik ark açılır ve titanyum eritme işlemi başlar. Belirli bir süre geçtikten sonra ergitme potası keskin bir şekilde devrilir ve metal vakumlu kalıba emilir, kendi ağırlığının yanı sıra bu noktada artan argon basıncı da kalıbın metal ile dolmasına katkıda bulunur. Bu ilke, saf titanyumdan iyi, yoğun dökümler elde etmeyi mümkün kılar.

Döküm sisteminin bir sonraki bileşeni revetman malzemesidir. Titanyumun erimiş haldeki reaktivitesi çok yüksek olduğu için, alüminyum ve magnezya oksitler bazında yapılan ve karşılığında titanyumun reaksiyon tabakasını minimuma indirmeyi mümkün kılan özel revetman malzemeleri gerektirir.

Yolluk sisteminin doğru oluşturulması ve hendekte doğru yerleşim büyük bir rol oynar ve kesinlikle dökümhane tesislerinin üreticisi tarafından önerilen kurallara göre gerçekleştirilir. Kuronlar ve köprüler için, metalin döküm nesneye doğru en iyi şekilde yönlendirilmesini sağlayan yalnızca özel bir döküm konisine izin verilir. Giriş yolluk kanalının koniden besleme kirişine yüksekliği 10 mm ve çapı 4–5 mm'dir. Besleme kirişinin çapı 4 mm'dir.

Dökme nesneye giden su altı ladin kanallarının çapı 3 mm'dir ve yüksekliği 3 mm'den fazla değildir. Çok önemli: su altı kanalları giriş kapısı kanalının karşısına yerleştirilmemelidir (Şekil 4), aksi takdirde gaz gözenekleri olasılığı çok yüksektir.

Şekil 4.

Tüm derzler çok düzgün olmalı, keskin köşeler vb. olmamalıdır. metalin dökümü sırasında meydana gelen ve gaz gözeneklerinin oluşumuna yol açan türbülansı en aza indirmek için. Klipsli protezler ve özellikle tam hareketli protezler için döküm kaideler için yolluk sistemi, krom-kobalt alaşımlarından kroşe protezlerin dökümü için kullandığımız yolluk sistemlerinden de farklıdır.

Dental uygulamalar için titanyumun 882,5 °C sıcaklıkta bir kristal halinden diğerine geçişi büyük önem taşımaktadır. Titanyum bu sıcaklıkta altıgen kristal kafesli a-titanyumdan kübik kafesli β-titanyuma geçer. Sadece fiziksel parametrelerinde bir değişiklik değil, aynı zamanda hacminde de %17'lik bir artış söz konusudur.

Bu nedenle pişirme sıcaklığı 880 °C'nin altında olması gereken özel seramiklerin de kullanılması gerekmektedir.

Titanyum, atmosferik oksijenle oda sıcaklığında anında ince bir koruyucu oksit tabakası oluşturmak için çok güçlü bir eğilime sahiptir, bu da onu gelecekte korozyondan korur ve titanyumun vücut tarafından iyi bir şekilde tolere edilmesini sağlar. Bu sözde pasif katmandır.

Pasif katman kendini yenileme yeteneğine sahiptir. Bu katman, titanyum ile çalışmanın çeşitli aşamalarında garanti altına alınmalıdır. Kumlama işleminden sonra karkas buharla temizlenmeden önce pasifleşmek için karkas en az 5 dakika bekletilmelidir. Yeni cilalanmış bir protez en az 10-15 dakika pasifleştirilmelidir, aksi takdirde bitmiş işin iyi bir şekilde parlatılacağı garanti edilemez.

2.3 Süper plastik kalıplama

15 yıldır, titanyum takma dişlerin dökümü Japonya, ABD ve Almanya'da ve son zamanlarda Rusya'da teşvik edilmektedir. Gelişmiş Farklı türde santrifüj veya vakumlu döküm için ekipman, dökümlerin X-ray kalite kontrolü, özel refrakter malzemeler.

Yukarıda listelenen yöntemler teknolojik olarak çok karmaşık ve pahalıdır. Bu durumdan çıkış yolu süper plastik kalıplama olabilir. Süper plastisitenin özü, belirli bir sıcaklıkta, ultra ince taneli bir metalin ısıtılmış bir reçine gibi davranması, yani çok küçük yüklerin etkisi altında yüzde yüz ve binlerce uzayabilmesi gerçeğinde yatmaktadır. titanyum alaşımlı bir levhadan karmaşık şekilli ince cidarlı parçalar üretmek. Bu olgu ve süreç, bir süperplastik levha levhanın bir matrise karşı ve küçük bir gaz basıncının (maksimum 7-8 atm) etkisi altında preslenmesi gerçeğinden oluşur. Süperplastik olarak deforme olur ve matrisin çok hassas bir şeklini alır. tek işlemde boşluk.

Çıkarılabilir bir plaka protezinin imalatı örneğinde küresel plastik kalıplama yönteminin uygulanmasını ele alalım. Süper plastik kalıplama ile yapılan bir diş protezinin önemli avantajları vardır. Ana olanlar, kobalt-krom veya nikel-krom alaşımlarından yapılmış protezlere kıyasla hafiflik (düşük ağırlık), ayrıca yüksek korozyon direnci ve mukavemetidir. Protezin yeterince kolay üretilebilmesi, onu ortopedik diş hekimliğinde seri üretim için vazgeçilmez kılmaktadır.

Titanyum tabanlı tam hareketli protez üretiminin ilk klinik aşamaları, plastik protez üretimindeki geleneksel aşamalardan farklı değildir. Bu, hastaların klinik muayenesi, anatomik kalıpların alınması, bireysel kaşık yapılması, fonksiyonel alçı elde edilmesi, süperalçıdan yüksek mukavemetli çalışan bir model yapılmasıdır.

Toka mumu ile önceden izole edilmiş bir alveoler çıkıntıya sahip süper alçıdan yapılmış bir model, refrakter bir kütleye kopyalanmıştır. Refrakter modeller, metal bir kafes içine yerleştirilmiştir. ısıya dayanıklı alaşım boyutu ve şekli, herhangi bir hastanın üst çenesinin bir modelini içine yerleştirmenize olanak tanıyan özel kesiklere sahiptir.

Seramik modellerin üzerine 1 mm kalınlığında bir titanyum alaşımı levha yerleştirilmiştir. Sac levha, kalıbın iki yarısı arasına sıkıştırılır. Yarım kalıplar, her biri gaz sistemi ile bir iletişim kanalına sahip olan ve birbirinden bağımsız olarak belirli bir basınç altında inert bir gazla doldurulabilen veya boşaltılabilen iki parçaya bölünmüş bir levha ile hermetik bir oda oluşturur (Şekil 5). .

Şekil 5.

Kapalı kalıp yarımları ısıtılır ve bir basınç farkı oluşturulur. Çarşafın altında 0.7-7.0 Pa'lık bir vakum (vakum) oluşturulur. Bir titanyum alaşım levhası, vakumlanmış yarım kalıba doğru bükülür ve içinde bulunan seramik modele kabartmasına uyacak şekilde "üflenir". Bu süre zarfında basınç belli bir programa göre sürdürülür. Bu programın sonunda kalıp yarımları soğutulur.

Daha sonra her iki yarım kalıptaki basınç normale eşitlenir ve iş parçası kalıptan çıkarılır. Gerekli profilin tabanları kontur boyunca kesilir, örneğin bir lazer ışını ile, kenar bir aşındırıcı tekerlek üzerinde döndürülür, tufal çıkarılır, tabanın eyer şeklindeki kısmında bir aşındırıcı disk ile tutma şeritleri kesilir. alveoler sürecin ortasından geçirilir ve geliştirilen yönteme göre elektro-parlatılır.

Plastik sınırlayıcı, kimyasal öğütme ile alveolar çıkıntının tepesinin 3-4 mm altındaki palatal ve oral yüzeylerden titanyum bazın farklı seviyelerinde oluşturulur. Baz reçineyi sabitlerken bir tutma alanı oluşturmak için "A" çizgisi boyunca kimyasal öğütme de gerçekleştirilir. Valvüler bölgenin daha fazla düzeltilmesi olasılığı için "A" çizgisi boyunca plastiğin varlığı gereklidir.

Klinikte doktor, geleneksel yöntemlerle çenelerin merkezi oranını belirler. Dişlerin yerleştirilmesi ve ağız boşluğuna yerleştirilmesi, basit hareketli protezlerin imalatındaki benzer işlemlerden farklı değildir. Ayrıca laboratuvarda mum plastikle değiştirilir ve parlatılır. Bu, titanyum tabanlı hareketli bir takma dişin üretimini tamamlar (Şekil 6).

Şekil 6.

Rusya'da süper plastik kalıplama için genellikle yerli teknoloji, ev içi kurulum (orijinal Rus patentli kurulum ve teknik) ve yerli alaşım VT 14'ün yerli sac boşlukları kullanılır.

Titanyum alaşımlarının süperplastik şekillendirilmesinin, o zamandan beri daha fazla gelişme için mükemmel beklentilere sahip olduğu kesin olarak ifade edilebilir. yüksek dayanıklılık, biyoinertlik ve estetiği birleştirir.

2.4.Bilgisayar frezeleme (CAD/CAM)

CAD/CAM, bilgisayar destekli tasarım/taslak çizimi ve bilgisayar destekli üretim anlamına gelen bir kısaltmadır ve kelimenin tam anlamıyla "bilgisayar destekli tasarım ve üretim yardımı" olarak tercüme edilir. Anlam olarak üretim otomasyonu ve bilgisayar destekli tasarım ve geliştirme sistemleridir.

Teknolojinin gelişmesiyle birlikte ortopedik diş hekimliği de, yapay dişlerin bitişik dişlere altın telle bağlandığı bronz adam döneminden, modern adam CAD/CAM teknolojisini kullanan. CAD / CAM'ın ortaya çıktığı zamanda, teknoloji, döküm kronları, köprüleri veya bunların çerçevelerini çıkarırken de dahil olmak üzere, çekme, deformasyon gibi döküm teknolojilerinin doğasında bulunan tüm dezavantajlardan yoksundu. Döküm sırasında metalin aşırı ısınması veya alaşımın bileşiminde bir değişikliğe yol açan yollukların yeniden kullanılması gibi teknoloji ihlalleri tehlikesi yoktur. Seramik kaplama uygulandıktan sonra çerçevede çekme, alçı modelden mum kapakları çıkarırken olası deformasyon, döküm sırasında gözenekler ve kabuklar, dökülmeyen alanlar vb. CAD/CAM teknolojisinin ana dezavantajı, bu teknolojinin ortopedik diş hekimliğine geniş çapta uygulanmasına izin vermeyen yüksek maliyetidir. Adil olmak gerekirse, neredeyse her yıl daha ucuz kurulumların ortaya çıktığı belirtilmelidir. Orijinal CAD / CAM teknolojisi, sabit bir protezin üç boyutlu bir modellemesini üreten ve ardından katı bir metal veya seramik bloktan 0,8 mikron hassasiyetle bilgisayar frezeleme yapan gerekli yazılıma sahip bir bilgisayardı. Şekil 7, modern bir CAD/CAM kurulumunu göstermektedir.

Şekil 7.

CAD/CAM ile şunları üretebilirsiniz:

• küçük ve büyük uzunluktaki tek kuronlar ve köprüler;
• teleskopik kuronlar;
• implantlar için bireysel dayanaklar;
• çerçeveye uygulanan pres seramik modelleri için tam anatomik şekli yeniden oluşturun (overpress);
• tam profil geçici kronlar ve çeşitli döküm modelleri oluşturun.

Şu anda, CAD / CAM'ı titanyum alaşımlarını işlemek için bir makine olarak düşünürsek, bireysel dayanakların üretimi (nispeten düşük maliyet göz önüne alındığında) çok yaygın hale geldi. Bu tür dayanakların görünümü Şekil 8'de gösterilmiştir.

Şekil 8.

Aşağıda bir diş teknisyeninin CAD/CAM kurulumu kullanan iş akışına bir örnek verilmiştir. Oldukça çok yönlüdür. Ve doğrudan titanyum hakkında konuşursak, bu algoritma aşağı yukarı aynı olacaktır.

Modern CAD / CAM teknolojilerini kullanan işin tanımı:

Adım 1: Oyuncular. Alçı modeli. Ağız boşluğu izleniminin elde edilmesi, aynı şekilde gerçekleştirilir. geleneksel yöntemler protezler. Ortaya çıkan dökümden yapılır alçı modeli hastanın çenesi.

Adım 2: Tarayın. Bu adımın temel amacı, gerekli ürünlerin (kuronlar, protezler, köprüler vb.) elektronik üç boyutlu modellerinin oluşturulacağı dijital verilerin elde edilmesidir. Sayısallaştırılmış veriler STL formatında kaydedilir. Taramanın sonucu ve çalışmanın temeli, takma dişin takılması planlanan ağız boşluğu bölgesinin üç boyutlu bilgisayar geometrik modelidir (STL dosyası şeklinde). Nobel tarayıcı Şekil 9'da gösterilmiştir.

Şekil 9.

Adım 3: Üç boyutlu modelleme (3D). 2. adımda elde edilen STL dosyası CAD sistemine aktarılır. Kuronların, protezlerin, köprülerin vb. bilgisayar modellerini oluşturmak için tasarlanmıştır. daha sonra bir CNC makinesinde programlama işlemesi için CAM sistemine aktarılır. Sistem teknisyenler için özel olarak tasarlanmıştır, uygun terminoloji ve kullanıcı dostu sezgisel bir arayüz kullanır. Program, CAD sistemlerinin kullanımında deneyimsiz kullanıcılara yöneliktir.

Bu adımda, diş teknisyeni veri tabanından en uygun dişi seçmeli ve onu aletlerle istenen şekle getirmelidir. Sağlanan veritabanı, her diş için bir kron modeli içerir. Geometri düzenleme, sezgisel şekillendirme özelliklerini kullanır. Modelleme işlemi sırasında, sinterleme sırasındaki çekmeyi telafi etmek ve tacı mümkün olduğunca elde etmek için bilgisayar modelini ölçeklendirmek mümkündür. kesin boyutlar. Örnek olarak, Şekil 10, özelleştirilmiş bir abutmentin modellendiği yazılım arayüzünü göstermektedir.

Şekil 10.

Adım 4: İşlemenin programlanması. Sistemde ürünlerin geometrisi çıkarıldıktan sonra elde edilen veriler CAM sistemine aktarılır. Ürünlerin CNC makinelerde işlenmesini programlamak için tasarlanmıştır. CAM sisteminde, bir son işlemci aracılığıyla makinenin anlayabileceği bir "dile", yani bir kontrol programına çevrilen işleme yolları oluşturulur. Bu program, CAM sistemleri ve CNC programlama konusunda deneyimi olmayan deneyimsiz kullanıcılara yöneliktir.

Adım 5: Protezlerin CNC makinesinde işlenmesi. Ortaya çıkan kontrol programları CNC makinesine gönderilir. Aşağıdaki Şekil 11, uygulama için üç abutment ve protezler için iki çubuk için bir frezeleme işleminin bir örneğini göstermektedir.

Şekil 11.

2.5.3D baskı (CAD/CAM)

CAD / CAM teknolojisinin daha da gelişmesi sayesinde, bilgisayar frezelemenin yerini 3D baskı teknolojisi aldı, bu da maliyeti düşürmeyi mümkün kıldı ve daha önce hiçbir bilgisayar tarafından üretilemeyen herhangi bir şekil ve karmaşıklıktaki nesneleri üretmeyi mümkün kıldı. mevcut teknolojiler. Örneğin, 3D baskı sayesinde, iç yüzeyinin herhangi bir şekli olan katı içi boş bir nesne üretmek mümkündür. Ortopedik diş hekimliği ile ilgili olarak, yapının mukavemetini azaltmadan ağırlığını azaltmaya izin verecek içi boş bir protez gövdesi yapmak mümkündür.

Ayrıca diş hekimliğindeki 3D yazıcılar, üretim hacimlerinin hızlanmasını ve bitmiş ürünlerin doğruluğunu garanti eder. 3D yazıcılar ve bilgisayar freze makineleri (CNC), diş teknisyenlerini, protezlerin, kronların ve diğer ürünlerin manuel olarak modellenmesi gibi işlerinde çok zaman alan bir süreçten kurtarır. Şekil 12, Alman şirketi RepRap'in X350pro 3D yazıcısını göstermektedir.

Şekil 12.

3D baskıdaki CAD teknolojisi, bilgisayar frezelemedeki CAD teknolojisinden farklı değildir ve bir önceki bölümde ayrıntılı olarak anlatılmıştır.

İşlemin prensibi, mikroskobik bir kalınlığa sahip bir metal tozu tabakasının bir substrat üzerine biriktirilmesidir. Ardından, katmanın gerekli bölümlerinde mikroskobik metal taneciklerinin vakumunda bir lazerle sinterleme veya daha doğrusu mikro kaynaklama yapılır. Kaynak, bir tozu yüksek sıcaklık kullanarak, ancak malzemenin kendisini eritmeden katı bir malzemeye dönüştürme işlemidir. Bundan sonra, üstüne başka bir metal tozu tabakası uygulanır ve metalin mikro tanecikleri lazerle sadece kendi aralarında değil, aynı zamanda alt tabaka ile de mikro kaynak yapılır.

Her bir dişin benzersiz şeklinin, el yapımı üretim kullanılarak doğru bir şekilde iletilmesi zordur. Bununla birlikte, dental 3D yazıcılar, karmaşık ve modası geçmiş üretim yöntemlerini gereksiz kılmaktadır. Sayesinde en son teknolojiler ve en modern malzemeler bitmiş ürünler eskisinden birkaç kat daha hızlı elde edilir.

Dental alanda 3D baskının avantajları:

• frezeleme ile yapılamayan içi boş iç kesitli ürünler üretme imkanı;
• gerekli ürünlerin üretiminin önemli ölçüde hızlanması;
• ek personel olmadan üretim hacimlerinde artış;
• üretim atıklarını neredeyse sıfıra indiren temizlikten sonra malzemeyi tekrar kullanma imkanı.

2.6 İkinci bölümle ilgili sonuçlar.

Yukarıdakilerin hepsinden, belirli sonuçlar çıkarılabilir. Titanyum eski zamanlardan beri biliniyor, ancak uzun süredir işlenmesi için herhangi bir teknoloji olmadığı için diş hekimliğinde uygulama bulamamıştır. Zaman geçtikçe durum değişmeye başladı ve günümüzde titanyum, son restorasyonların estetiğinden ödün vermeden çeşitli şekillerde işleniyor.

Titanyumun diş hekimliğinde ortaya çıkışından günümüze, işlenmesi için birçok yöntem ortaya çıkmıştır. Hepsinin hem dezavantajları hem de avantajları var. Bu tür bir çeşitlilik, titanyumun tartışılmaz bir avantajıdır, çünkü her laboratuvar ve özellikle her diş teknisyeni, görevlere bağlı olarak daha uygun olan titanyum ile çalışma yöntemini tam olarak kendileri için seçebilir.

Literatürü inceledikten sonra, diş hekimliğinde mevcut veya bilinen tüm titanyum işleme yöntemleri arasında en umut verici ve en iyi yöntemin titanyum 3D baskı olduğunu bulduk, çünkü bu yöntem en fazla avantaja sahip ve pratikte hiçbir dezavantaja sahip değil.

Çözüm

Yukarıda analiz edilen tüm malzemelerden yalnızca bir sonuç çıkarılabilir: titanyum yeni fikirler verdi ve birçok işlemi önemli ölçüde hızlandırdı. Mütevazı geçmişinden daha fazlasına rağmen, titanyum diş hekimliğinde lider bir malzeme haline geldi. Titanyum alaşımları, ortopedik diş hekimliğinde gerekli olan hemen hemen tüm niteliklere sahiptir, yani: biyoenerji, güç, sertlik, rijitlik, dayanıklılık, korozyon direnci, düşük özgül ağırlık. Diş hekimliği için vazgeçilmez birçok niteliğe rağmen, titanyum yine de bitmiş ürünlerin kalitesini kaybetmeden birçok şekilde işlenebilir. Bugüne kadar, titanyum alaşımlarının yüksek kalitede işlenmesi için gerekli tüm alet ve ekipmanlara zaten sahibiz.

Titanyum ürünleri üretmenin tüm yöntemlerini analiz ettikten sonra, en ilerici yöntemin 3D baskı olduğu sonucuna varabiliriz. Diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında, sürecin basitliği gibi birçok avantajı vardır. Damgalama titanyumdan farklı olarak, 3D baskı mükemmele yakın doğruluğa sahiptir. Bilgisayar frezeleme teknolojisi de yüksek hassasiyet sağlar, ancak 3D baskının aksine ürünün içi boş kısımlarını yeniden üretemez. Ayrıca 3D baskı, neredeyse hiç üretim atığı olmadığı ve baskıda kullanılan kalan malzeme temizlendikten sonra tekrar kullanılabildiği için çok ekonomiktir. Enjeksiyon yöntemi ve plastik deformasyon yöntemi, karmaşık teknolojik ekipman gerektirir. Ve üretim ürünlerinin doğruluğu hala 3D baskı ile karşılaştırılamaz.

Sonuç olarak, 3D baskı yönteminin diş hekimliğinde titanyum alaşımlı ürünlerle çalışmanın açık ara en umut verici, ilerici ve uygun maliyetli yöntemi olduğu sonucuna varabiliriz.

bibliyografik liste

1. Dergi "Diş Teknisyeni". Titanyum - modern diş hekimliği için bir malzeme / Alexander Modestov © Medical Press LLC (No. 3 (38) 2003) 1997-2015
2. Yervandyan, A.G. Ortopedik diş hekimliğinde CAD / CAM teknolojileri [Elektronik kaynak] / Harutyun Geghamovich Yervandyan, 10/4/2015. – Erişim modu: https://www.. – Baş. ekrandan.
3. Trezubov, V.N. Ortopedik diş hekimliği. Uygulamalı malzeme bilimi / V.N. Trezubov, L.M. Mişnev, E.N. Zhulev. - M. : 2008. - 473 s.
4. sgma [Elektronik kaynak] "CAD / CAM teknolojileri: diş laboratuvarları için iyi haber" Erişim modu: ücretsiz, 26.04.2008. http://sgma.ucoz.ru/publ/3-1-0-21 – Baş. ekrandan
5. Mironova M.L. Hareketli protezler: öğretici"- M.: "GEOTAR-Medya" 2009.
6. Andryushchenko I.A., Ivanov E.A., Krasnoselsky I.A. "Diş protezleri için yeni alaşımlar" // Ortopedik diş hekimliğinin güncel konuları. M., 1968.
7. Kopeikin V.N., Efremova L.A., Ilyashenko V.M. "Ortopedik diş hekimliği kliniğinde yeni alaşımların kullanımı" // Ortopedik diş hekimliğinin güncel sorunları, - M., 1968.
8. Bolton, W. Yapısal Malzemeler: Metaller, Alaşımlar, Polimerler, Seramikler, Kompozitler. Moskova: Dodeka-XXI Yayınevi, 2004.
9. Nurt R.V. İngilizce'den çeviri ed. Pakhomova G.N. "Diş Malzemeleri Biliminin Temelleri". "KMK-Yatırım" 2004.
10. Titan [Elektronik kaynak]. Erişim modu: ücretsiz. http://chem100.ru/text.php?t=1926 - Baş. ekrandan.

Titanyum ve tantal - tıp için "uzlaşma" metalleri
Tıpta çeşitli metal ürünlerin kullanımı eski zamanlardan beri uygulanmaktadır. Böyle kombinasyon faydalı özellikler metaller ve alaşımları, mukavemet, dayanıklılık, esneklik, plastisite, esneklik gibi, özellikle ortopedik yapıların, tıbbi aletlerin, kırıkların hızlı füzyonu için cihazların imalatında hiçbir alternatife sahip değildir. Ve son yıllarda, "şekil hafızası" etkisinin keşfi ve diğer yeniliklerin tanıtılması sayesinde, metaller ayrıca vasküler ve beyin cerrahisinde dikiş malzemesi, damarları ve arterleri genişletmek için ağ stentler, büyük endoprotezler için yaygın olarak kullanılır hale geldi. , oftalmik ve dental implantolojide.

Bununla birlikte, tüm metaller tıp alanında kullanıma uygun değildir ve buradaki ana yıkıcı nedenler, korozyona yatkınlık ve canlı dokularla reaksiyondur - hem metal hem de vücudun kendisi için yıkıcı sonuçları olan faktörler.

Elbette altın ve platin grubu metaller (platin, iridyum, osmiyum, paladyum, rodyum vb.) rekabet dışıdır. Bununla birlikte, değerli metalleri toplu kullanım için kullanma olasılığı, engelleyici derecede yüksek maliyetleri nedeniyle pratikte yoktur ve belirli klinik durumlarda talep edilen yararlı özelliklerin kombinasyonu, her zaman değerli metallerin doğasında yoktur.

Bu alanda bugüne kadar önemli bir yer, gerekli özellikleri elde etmek için belirli katkı maddeleri ile alaşımlanmış paslanmaz çelikler tarafından işgal edilmiştir. Ancak değerli metallerden yüzlerce kat daha ucuz olan bu tür metal malzemeler korozyona ve diğer agresif etkilere etkili bir şekilde direnemez ve bu da bunların bir dizi tıbbi ihtiyaç için kullanım olasılığını önemli ölçüde sınırlar. Ayrıca vücut içine implante edilen paslanmaz çelik ürünlerin aşılanmasının önündeki bir engel de canlı dokularla çatışmasıdır, bu da yüksek risk reddetme ve diğer komplikasyonlar.

Bu iki kutup arasında bir tür uzlaşma, titanyum ve tantal gibi metallerdir: güçlü, dövülebilir, neredeyse korozyona maruz kalmaz, Yüksek sıcaklık erime ve en önemlisi - biyolojik olarak tamamen nötr, bu nedenle vücut tarafından kendi dokuları olarak algılanırlar ve pratikte reddedilmeye neden olmazlar. Maliyete gelince, paslanmaz çeliklerinkini önemli ölçüde aşmasına rağmen, titanyum için yüksek değildir. Oldukça nadir bir metal olan tantal, titanyumdan on kat daha pahalıdır, ancak yine de titanyuma kıyasla çok daha ucuzdur. değerli metaller. Ana operasyonel özelliklerin çoğunun benzerliği ile, bazılarında hala titanyumdan daha düşüktür, ancak bazılarında aslında uygulamanın alaka düzeyini belirleyen onu aşar.

Bu nedenlerden dolayı, genellikle "tıbbi metaller" olarak anılan titanyum ve tantal ve bunların bazı alaşımları birçok tıp endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir takım özelliklerde farklılık gösteren ve dolayısıyla birbirlerini karşılıklı olarak tamamlayan, ortaya koyarlar. modern tıp gerçekten inanılmaz umutlar.

Aşağıda, titanyum ve tantalın benzersiz özellikleri, tıpta kullanımlarının ana alanları, bu metallerin çeşitli üretim biçimlerinin alet, ortopedik ve cerrahi ekipmanların imalatı için kullanımı hakkında daha ayrıntılı olarak konuşacağız.

Titanyum ve tantal - tanım, gerçek özellikler

tıp için titanyum

Titanyum (Ti) - çeliğe benzeyen gümüş rengi bir tona sahip hafif bir metal - kimyasal elementler Dördüncü grupta yer alan periyodik tablo dördüncü periyot, atom numarası 22 (Şekil 1).

Şekil 1. Titanyum külçesi.

47.88 atomik kütleye ve 4.52 g/cm3 özgül yoğunluğa sahiptir. Erime noktası - 1669 °C, kaynama noktası -3263 °C Yüksek stabiliteye sahip endüstriyel sınıflarda, dört değerlidir. İyi plastisite ve işlenebilirlik ile karakterizedir.

Hem hafif hem de Fe'nin iki katı ve Al'in altı katı mekanik mukavemeti yüksek olan titanyum, aynı zamanda düşük bir termal genleşme katsayısına sahiptir ve bu da geniş bir sıcaklık aralığında kullanılmasına olanak tanır.

Titanyum, demirden dört kat daha düşük ve alüminyumdan bir kat daha düşük olan düşük bir ısı iletkenliği ile karakterize edilir. 20°C'deki termal genleşme katsayısı nispeten küçüktür, ancak daha fazla ısıtma ile artar.

Bu malzeme ayrıca yabancı elementlerin varlığına bağlı olarak 42.11 -8 ... 80.11 -6 Ohm·cm aralığında değişebilen çok yüksek bir elektrik direnci ile de ayırt edilir.

Titanyum, düşük elektrik iletkenliğine sahip paramanyetik bir metaldir. Ve paramanyetik metallerde, manyetik duyarlılık, kural olarak, ısıtıldıkça azalmasına rağmen, titanyum bu açıdan bir istisna olarak sınıflandırılabilir, çünkü manyetik duyarlılığı, aksine, artan sıcaklıkla artar.

Yukarıdaki özelliklerin toplamından dolayı titanyum, çeşitli pratik tıp ve tıbbi enstrümantasyon alanları için bir hammadde olarak kesinlikle vazgeçilmezdir. Yine de bu amaçla kullanım için titanyumun en değerli kalitesi, aşındırıcı etkilere karşı en yüksek direnci ve sonuç olarak hipoalerjenitedir.

Titanyum, korozyon direncini, 530-560 ° C'ye kadar olan sıcaklıklarda, metal yüzeyinin, agresif kimyasal ve biyolojik ortamlara karşı tamamen nötr olan en güçlü doğal TiO 2 oksit koruyucu film ile kaplanmasına borçludur. Korozyon direnci açısından titanyum, platin ve platin metallerle karşılaştırılabilir ve hatta onlardan üstündür. Özellikle asit bazlı ortamlara karşı son derece dayanıklıdır, kral suyu gibi agresif bir "kokteylde" bile çözünmez. Birçok yönden insan lenfine benzer bir kimyasal bileşime sahip olan titanyumun deniz suyundaki korozyon tahribatının yoğunluğunun yılda 0,00003 mm'yi veya bin yılda 0,03 mm'yi geçmediğini söylemekle yetinelim!

Titanyum yapılarının insan vücuduna biyolojik inertliği nedeniyle, implantasyon sırasında reddedilmezler ve alerjik reaksiyonlara neden olmazlar, yapısı sonraki yaşam boyunca sabit kalan kas-iskelet dokuları ile hızla kaplanırlar.

Titanyumun önemli bir avantajı, satın alınabilirliğidir ve bu da onu toplu ölçekte kullanmayı mümkün kılar.

Titanyum kaliteleri ve titanyum alaşımları
Tıbbın en çok talep ettiği titanyum dereceleri teknik olarak saf VT1-0, VT1-00, VT1-00sv'dir. Miktarı sıfır hata sınırları içinde dalgalanacak kadar önemsiz olan neredeyse hiç safsızlık içermezler. Yani, VT1-0 sınıfı yaklaşık %99,35-99,75 oranında saf metal içerir ve VT1-00 ve VT1-00sv türleri sırasıyla %99,62-99,92 ve %99,41-99,93 oranında saf metal içerir.

Bugüne kadar tıp, kimyasal bileşimleri ve mekanoteknolojik parametreleri bakımından farklı olan çok çeşitli titanyum alaşımları kullanmaktadır. Ta, Al, V, Mo, Mg, Cr, Si, Sn bunlarda en çok alaşım katkı maddesi olarak kullanılır. En etkili stabilizatörler arasında Zr, Au ve platin grubu metaller bulunur. %12'ye kadar Zr'nin titanyuma eklenmesiyle, korozyon direnci büyüklük sırasına göre artar. En büyük etki, titanyuma az miktarda Pt ve Pd, Rh ve Ru platinoidleri eklenerek elde edilebilir. Bu elementlerin sadece% 0.25'inin Ti'ye dahil edilmesi, kaynayan konsantre H2S04 ve HCl ile etkileşiminin aktivitesini onlarca büyüklük sırasına göre azaltmayı mümkün kılar.

Ti-6Al-4V alaşımı, operasyonel parametreler açısından kobalt ve paslanmaz çeliklere dayalı "rakiplerini" önemli ölçüde geride bırakarak implantoloji, ortopedi ve cerrahide yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Özellikle titanyum alaşımlarının elastik modülü iki kat daha düşüktür. Medikal uygulamalar için (ostesentez için implantlar, eklem endoprotezleri, vb.), elastikiyet modülünün 5–20 GPa olduğu, vücudun yoğun kemik yapılarıyla implantın daha yüksek mekanik uyumluluğunu sağladığı için bu büyük bir avantajdır. Bu açıdan daha düşük göstergeler (40 GPa'ya kadar ve altı), geliştirilmesi ve uygulanması özellikle ilgili olan titanyum-niyobyum alaşımlarının karakteristiğidir. Bununla birlikte, ilerleme hala durmuyor ve bugün geleneksel Ti-6Al-4V'nin yerini alüminyum ve vanadyum içermeyen yeni tıbbi alaşımlar Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr ve Ti-12Mo-6Zr alıyor - Canlı dokular üzerinde önemsiz olmasına rağmen yine de toksik etkisi olan elementler.

Son zamanlarda, üretim malzemesi titanyum nikelit TiNi olan biyomekanik olarak uyumlu implantlar, tıbbi ihtiyaçlar için giderek daha fazla talep görmektedir. Bu alaşımın artan popülaritesinin nedeni, doğasında var olan sözde. şekil hafıza etkisi (SME). Özü, düşük sıcaklıklarda deforme olan kontrol numunesinin, yeni elde edilen şekli sürekli olarak koruyabilmesi ve sonraki ısıtmanın ardından, süper elastikiyet gösterirken orijinal konfigürasyonu geri yükleyebilmesi gerçeğinde yatmaktadır. Nikel-titanyum yapılar, özellikle omurilik yaralanmalarının ve kas-iskelet sistemi distrofisinin tedavisinde vazgeçilmezdir.

tıp için tantal

Tanım ve faydalı özellikler
Tantal (Ta, lat. Tantal), onu kaplayan Ta205 pentoksit filmi nedeniyle gümüşi mavimsi bir "kurşun" tonunda ağır bir refrakter metaldir. Periyodik Tablonun kimyasal elementlerinden biridir ve altıncı periyodun beşinci grubunun ikincil bir alt grubuna, atom numarası 73'e yerleştirilmiştir (Şekil 2).

Şekil 2. Tantal kristalleri.

Tantal 20 °C'de 16,65 g/cm3'lük yüksek özgül yoğunluğa sahip 180,94'lük bir atomik kütleye sahiptir (karşılaştırma için: Fe'nin özgül yoğunluğu 7,87 g/cm3 , Pv 11,34 g/cm3'tür). Erime noktası 3017 °C'dir (yalnızca W ve Re daha dirençlidir). 1669°C, kaynama noktası - 5458°C. Tantal, paramanyetizma özelliği ile karakterize edilir: oda sıcaklığında özgül manyetik duyarlılığı 0.849·10-6'dır.

Yüksek sertlik ve sünekliği birleştiren bu yapısal malzeme, saf haliyle, herhangi bir yöntemle (damgalama, haddeleme, dövme, broşlama, bükme, kesme, vb.) işlemeye uygundur. Düşük sıcaklıklarda, güçlü çalışma sertleştirmesi olmadan, deformasyon etkilerine maruz kalmadan (sıkıştırma noktası %98,8) ve ön pişirmeye ihtiyaç duymadan işlenir. Tantal -198 °C'ye kadar dondurulsa dahi plastisitesini kaybetmez.

Tantalın elastisite modülü değeri 25 °C'de 190 Gn/m 2 veya 190 102 kgf/mm 2'dir, bu sayede kolaylıkla tel haline getirilir. En ince tantal levha (yaklaşık 0,039 mm kalınlık) ve diğer yapısal yarı mamullerin üretimi de yapılmaktadır.

Ta'nın bir tür "ikzi", birçok benzer özellik ile karakterize edilen Nb'dir.

Tantal, agresif ortamlara karşı olağanüstü direnç ile ayırt edilir. Bu, tıp da dahil olmak üzere birçok endüstride kullanım için en değerli özelliklerinden biridir. HNO 3 , H 2SO 4 , HCl, H 3PO 4 gibi agresif inorganik asitlere ve her türlü konsantrasyondaki organik asitlere dayanıklıdır. Bu parametrede, yalnızca asil metaller tarafından aşılır ve o zaman bile her durumda değil. Yani Ta, Au, Pt ve diğer birçok değerli metalin aksine, kral suyu HNO 3 + 3HCl'yi bile "görmezden gelir". Alkalilere göre biraz daha düşük bir tantal stabilitesi gözlenir.

Ta'nın yüksek korozyon direnci, atmosferik oksijen ile ilgili olarak da kendini gösterir. Oksidasyon süreci sadece 285 °C'de başlar: metal üzerinde tantal pentoksit Ta205'ten oluşan bir yüzey koruyucu film oluşur. Metali agresif reaktiflere karşı bağışık kılan, tüm Ta oksitlerinin tek kararlısı olan bunun bir filminin varlığıdır. Bu nedenle - tantalın, özellikle tıp için değerli olan, insan vücudu ile yüksek biyouyumluluk gibi, içine implante edilen tantal yapıları reddedilmeden kendi dokusu olarak algılayan böyle bir özelliği. Bu en değerli kaliteye dayanarak tıbbi kullanım Yani rekonstrüktif cerrahi, ortopedi, implantoloji gibi alanlarda.

Tantal ender metallerden biridir: yerkabuğundaki rezervleri yaklaşık %0,0002'dir. Bu, bu yapısal malzemenin yüksek maliyetine neden olur. Bu nedenle, saf tavlanmış tantaldan üç ila dört kat daha büyük olan, ana metal üzerinde biriken koruyucu korozyon önleyici kaplamaların ince filmleri şeklinde tantal kullanımının bu kadar yaygın olmasının nedeni budur.

Daha da sık olarak tantal, elde edilen bileşiklere gerekli fiziksel, mekanik ve kimyasal özelliklerin bir kompleksini vermek için daha ucuz metallere bir alaşım ilavesi olarak alaşımlar formunda kullanılır. Tantal ilavesiyle çelik, titanyum ve diğer metal alaşımları, kimyasal ve tıbbi aletlerde büyük talep görmektedir. Bunlardan özellikle bobin, damıtıcı, havalandırıcı, X-ray cihazı, kontrol cihazları vb. imalatı uygulanmaktadır. Tıpta, tantal ve bileşikleri ayrıca ameliyathaneler için ekipman üretmek için kullanılır.

Bazı alanlarda, tantalın daha ucuz olmasına rağmen birçok yeterli performans özelliğine sahip olması, platin-iridyum grubunun değerli metallerinin yerini başarıyla alabilmesi dikkat çekicidir.

Tantal sınıfları ve alaşımları
İstatistiksel hata dahilinde safsızlık içeriğine sahip alaşımsız titanyumun ana sınıfları şunlardır:

• HDTV: Ta - %99,9, (Nb) - %0,2. (Ti), (Al), (Co), (Ni) gibi diğer safsızlıklar yüzde binde ve on binde bir oranında bulunur.
• HDTV 1: Belirtilen derecenin kimyasal bileşimi %99,9 Ta'dır. Endüstriyel tantalda her zaman bulunan niyobyum (Nb) sadece %0,03'e karşılık gelir.
• PM: Ta - %99,8. Safsızlıklar (% fazla değil): Nb - %0,1, Fe - %0,005, Ti, H - her biri %0,001, Si - %0,003, W + Mo, O - her biri %0,015, Co - %0,0001, Ca - %0,002 , Na, Mg, Mn - her biri %0,0003, Ni, Zr, Sn - her biri %0,0005, Al - %0,0008, Cu, Cr - her biri %0,0006, C, N - her biri %0,01.
• T: Ta - %99,37, Nb - %0,5, W - %0,05, Mo - %0,03, (Fe) - %0,03; (Ti) - %0,01, (Si) - %0,005.

Ta'nın yüksek sertliği, yapısal sert alaşımların, örneğin Ta ile W (TV) bazında üretilmesini mümkün kılar. TiC alaşımının bir TaC tantal analoğu ile değiştirilmesi, yapısal malzemenin mekanik özelliklerini önemli ölçüde optimize eder ve uygulama olanaklarını genişletir.

Ta uygulamasının tıbbi amaçlarla ilgisi
Dünyada üretilen tantalın yaklaşık %5'i tıbbi ihtiyaçlar için harcanmaktadır. Buna rağmen, bu endüstride kullanımının önemi fazla tahmin edilemez.

Daha önce belirtildiği gibi tantal, yüzeyinde kendiliğinden oluşan en ince, ancak çok güçlü ve kimyasal olarak dirençli Ta205 pentoksit filmi nedeniyle en iyi metalik biyoinert malzemelerden biridir. İmplantın canlı doku ile füzyon sürecini kolaylaştıran ve hızlandıran yüksek yapışma nedeniyle, tantal implantların reddedilme yüzdesi düşüktür ve inflamatuar reaksiyonlar yoktur.

Levhalar, çubuklar, teller ve diğer üretim biçimleri gibi yarı mamul tantal ürünlerinden, dikiş atma, kemik parçalarının füzyonu, stentleme ve klipsleme için plastik, kardiyo-, nöro- ve osteocerrahide talep gören yapılar yapılır. (Şek. 3).

Şekil 3. Omuz eklemindeki tantal bağlantı yapısı.

İnce tantal plaka ve ağ yapılarının kullanımı çene-yüz cerrahisinde ve travmatik beyin yaralanmalarının tedavisinde uygulanmaktadır. Tantal iplik lifleri kas ve tendon dokusunun yerini alır. Tantal kullanma Cerrahlar karın ameliyatlarında, özellikle karın boşluğunun duvarlarını güçlendirmek için tantal lifi kullanırlar. Tantal ağlar oftalmik protez alanında vazgeçilmezdir. En ince tantal iplikler, sinir gövdelerinin yenilenmesi için bile kullanılır.

Ve tabii ki Ta ve bileşikleri, Ti ile birlikte ortopedi ve implantolojide eklem endoprotezlerinin ve diş protezlerinin üretimi için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yeni milenyumun başlangıcından bu yana, statik elektrik alanlarını harekete geçirmek için kullanma ilkesine dayanan yenilikçi tıp alanı giderek daha popüler hale geldi. insan vücudu istenen biyoprosesler Ta 2 O 5 tantal pentoksit kaplamanın yüksek elektret özelliklerinin varlığı bilimsel olarak kanıtlanmıştır. Yılanın titanyum oksit elektret filmleri damar cerrahisi, endoprotez ve tıbbi alet ve cihazların yapımında yaygınlaştı.

Tıbbın belirli dallarında titanyum ve tantalın pratik uygulaması

Travmatoloji: kırıkların füzyonu için yapılar

Şu anda, kırıkların hızlı bir şekilde füzyonu için, böyle bir teknik giderek daha fazla kullanılmaktadır. yenilikçi teknoloji metal osteosentezi gibi. Kemik parçalarının stabil bir pozisyonunu sağlamak için vücuda implante edilen hem dış hem de iç çeşitli sabitleme yapıları kullanılır. Bununla birlikte, daha önce kullanılan çelik ürünler, gövdenin agresif ortamının ve galvanizleme olgusunun etkisi altında korozyona karşı hassas olmaları nedeniyle düşük verimlilik göstermektedir. Sonuç olarak, hem fiksatörlerin hızlı yıkımı hem de reddetme reaksiyonu meydana gelir ve Fe iyonlarının vücudun elektrik alanındaki kas-iskelet dokularının fizyolojik ortamı ile aktif etkileşimi nedeniyle şiddetli ağrının arka planında iltihaplanma süreçlerine neden olur. .

Kaçınmak istenmeyen sonuçlar canlı dokularla biyouyumluluk özelliğine sahip titanyum ve tantal fiksatif-implantların üretilmesine olanak sağlar (Şekil 4).

Şekil 4. Osteosentez için titanyum ve tantal yapılar.

Basit ve karmaşık konfigürasyonların benzer tasarımları, insan vücuduna uzun süreli ve hatta kalıcı giriş için kullanılabilir. Bu, tutucuyu çıkarmak için ameliyat ihtiyacını ortadan kaldırdığı için özellikle yaşlı hastalar için önemlidir.

endoprotez

İmplante edilen yapay mekanizmalar ameliyatla kemik dokusuna girmesine endoprotez denir. En yaygın kullanılan eklem artroplastisi - kalça, omuz, dirsek, diz, ayak bileği vb. Artroplasti işlemi, doğal restorasyona tabi olmayan bir eklem parçasının çıkarıldığı ve ardından bir endoprotez implantı ile değiştirildiği her zaman karmaşık bir işlemdir.

Endoprotezlerin metal bileşenlerine bir dizi ciddi gereklilik getirilir. Aynı anda sertlik, güç, esneklik, gerekli yüzey yapısını oluşturma yeteneği, vücuttan gelen aşındırıcı etkilere karşı direnç, reddedilme riskini ortadan kaldırma ve diğer faydalı niteliklere sahip olmalıdırlar.

Endoprotezlerin üretimi için çeşitli biyoinert metaller kullanılabilir. Aralarındaki lider yer titanyum, tantal ve alaşımları tarafından işgal edilmiştir. Bu dayanıklı, güçlü ve kolay işlenebilen malzemeler, etkin osseointegrasyon sağlar (kemik dokusu tarafından vücudun doğal dokuları gibi algılanır ve kemik oluşumuna neden olmaz). olumsuz tepkiler) ve hızlı kemik füzyonu, protezin uzun yıllar boyunca stabilitesini garanti eder. Şek. Şekil 5 kalça artroplastisinde titanyum kullanımını göstermektedir.

Şekil 5. Titanyum kalça protezi.

Artroplastide, tamamen metal yapıların kullanımına bir alternatif olarak, protezin metalik olmayan bileşenlerinin yüzeyine Ti ve Ta oksit bazlı koruyucu biyouyumlu kaplamaların plazma püskürtme yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır.

Saf titanyum ve alaşımları. Endoprotez alanında, geniş uygulama hem saf Ti (örn. %98,2-99,7 Ti içeriğine sahip CP-Ti) hem de alaşımları. Bunlardan en yaygın olanı Ti-6AI-4V'dir. Yüksek oranlar korozyon direnci ve biyolojik inertlik ile karakterize edilen güç. Ti-6A1-4V alaşımı, kemiğinkine son derece yakın burulma eksenel özelliklerine sahip, özellikle yüksek mekanik mukavemeti ile ayırt edilir.

Bugüne kadar, bir dizi modern titanyum alaşımı geliştirilmiştir. Bu nedenle, Ti-5AI-2.5Fe ve Ti-6AI-17 Niobium alaşımlarının kimyasal bileşimi toksik V içermez, ayrıca düşük bir elastik modül değeri ile ayırt edilirler. Ve Ti-Ta30 alaşımı, implantın metal-seramik bileşenleri ile uzun süreli etkileşim sırasında stabilitesini belirleyen, metal-seramik ile karşılaştırılabilir bir termal genleşme modülünün varlığı ile karakterize edilir.

Tantal-zirkonyum alaşımları. Ta + Zr alaşımları, endoprostetikler için korozyon ve galvanik dirence dayalı vücut dokularıyla biyouyumluluk, yüzey sertliği ve trabeküler (gözenekli) yapı gibi önemli özellikleri birleştirir. metal yüzey. Osseointegrasyon sürecinin önemli bir şekilde hızlanması - implantın metal yüzeyinde canlı kemik dokusunun büyümesi - trabekülerliğin özelliğinden kaynaklanmaktadır.

Titanyum tel örgüden yapılmış elastik endoprotezler. Modern rekonstrüktif cerrahi ve diğer tıp endüstrilerindeki yüksek plastisite ve hafiflik nedeniyle, en ince titanyum tel örgü şeklindeki yenilikçi elastik endoprotezler aktif olarak kullanılmaktadır. Esnek, güçlü, elastik, dayanıklı ve biyoetkisiz olan ağ, yumuşak doku endoprotezleri için ideal bir malzemedir (Şekil 6).

Şekil 6. Yumuşak doku plastisi için titanyum alaşımlı ağ endoprotezi.

"Web" zaten jinekoloji, çene-yüz cerrahisi ve travmatoloji gibi alanlarda başarıyla test edilmiştir. Uzmanlara göre, mesh titanyum endoprotezler neredeyse sıfır yan etki riski ile stabilite açısından eşsizdir.

Titanyum Nikel Tıbbi Şekil Hafızalı Alaşımlar

Günümüzde tıbbın çeşitli alanlarında titanyum nikelit denilen alaşımlara sahip. şekil hafıza etkisi (SME) ile. Bu malzeme, insan kas-iskelet sisteminin bağ-kıkırdak dokusunun endoprotez değişimi için kullanılır.

Titanyum nikelid (uluslararası terim nitinol), Ti ve Ni'nin eşit oranlarda alaşımlanmasıyla elde edilen metaller arası bir TiNi'dir. Nikelit-titanyum alaşımlarının en önemli özelliği, EZF'nin dayandığı süper elastikiyet özelliğidir.

Etkinin özü, numunenin belirli bir sıcaklık aralığında soğuduktan sonra kolayca deforme olması ve sıcaklık, süper elastik özelliklerin ortaya çıkmasıyla başlangıç ​​​​değerine yükseldiğinde deformasyonun kendi kendine ortadan kalkmasıdır. Başka bir deyişle, nitinol alaşımlı bir levha düşük sıcaklıkta bükülürse, o zaman aynı sıcaklık rejimi istediği sürece yeni şeklini koruyacaktır. Ancak, sadece sıcaklığı ilk sıcaklığa yükseltmek gerekir, plaka tekrar bir yay gibi düzleşecek ve orijinal şeklini alacaktır.

Ürün örnekleri tıbbi amaçlı nitinol alaşımından aşağıdaki şekillerde gösterilmiştir. 7, 8, 9, 10.

Şekil 7. Travmatoloji için bir dizi titanyum nikelid implant (zımba teli, zımba teli, fiksatör vb. şeklinde).

Şekil 8. Ameliyat için bir dizi titanyum nikelit implant (kelepçe, dilatör, cerrahi alet şeklinde).

Şekil 9. Vertebroloji için gözenekli malzeme ve titanyum nikelid implant örnekleri (endoprotezler, lameller ve silindirik ürünler şeklinde).

Şekil 10. Çene-yüz cerrahisi ve diş hekimliği için titanyum nikelid malzemeleri ve endoprotezler.

Ek olarak, nikel-titanyum alaşımları, çoğu titanyum bazlı ürün gibi, yüksek korozyon ve galvanik direnç nedeniyle biyoetkisizdir. Bu nedenle, biyomekanik olarak uyumlu implantların (BMCI) üretimi için insan vücudu ile ilgili olarak ideal bir malzemedir.

Vasküler stentlerin üretimi için Ti ve Ta'nın kullanımı

Stentler (İngiliz stentinden) - tıpta özel olarak adlandırılırlar, elastik örgü silindirik çerçeveler, büyük damarların (damarlar ve arterler) içine yerleştirilmiş metal yapıların yanı sıra diğer içi boş organlar (yemek borusu, bağırsaklar, safra kanalları, vb.) gerekli parametrelere genişletmek ve açıklığı geri yüklemek için patolojik olarak daraltılmış alanlarda.

Stentleme yönteminin kullanımı en çok damar cerrahisi ve özellikle koroner anjiyoplasti gibi bir alanda talep görmektedir (Şekil 11).

Şekil 11. Titanyum ve tantal vasküler stent örnekleri.

Bugüne kadar yarım binden fazla vasküler stent bilimsel olarak geliştirilmiş ve uygulamaya konulmuştur. çeşitli tipler ve tasarımlar. Orijinal alaşımın bileşimi, uzunluğu, delik konfigürasyonu, yüzey kaplama tipi ve diğer çalışma parametreleri bakımından birbirlerinden farklıdırlar.

Vasküler stentlere yönelik gereksinimler, kusursuz işlevselliklerini sağlayacak şekilde tasarlanmıştır ve bu nedenle çeşitli ve çok yüksektir.

Bu ürünler:

• vücut dokularıyla biyouyumlu;
• esnek;
• elastik;
• dayanıklı;
• radyoopak vb.

Günümüzde metal stentlerin üretiminde kullanılan ana malzemeler bileşimlerdir. asil metaller, ayrıca Ta, Ti ve alaşımları (VT6S, VT8, VT 14, VT23, nitinol), vücut dokularıyla tamamen biyolojik olarak bütünleşebilir ve diğer tüm gerekli fiziksel ve mekanik özelliklerin bir kompleksini birleştirir.

Kemiklerin, damarların ve sinir liflerinin dikilmesi

Çeşitli mekanik yaralanmalar veya bazı hastalıkların komplikasyonları sonucu hasar gören periferik sinir gövdeleri, restorasyon için ciddi cerrahi müdahale gerektirir. Durum şu gerçeğiyle daha da kötüleşiyor: benzer patolojiler travma bağlamında görülen ilişkili organlar kemikler, kan damarları, kaslar, tendonlar vb. Bu durumda özel dikişlerin uygulanmasıyla kapsamlı bir tedavi programı geliştirilir. Dikiş malzemesi üretimi için hammadde olarak - iplikler, zımbalar, kelepçeler vb. – titanyum, tantal ve alaşımları, kimyasal biyouyumluluğa ve gerekli fiziksel ve mekanik özelliklerin tüm kompleksine sahip metaller olarak kullanılır.

Aşağıdaki şekiller bu tür işlemlerin örneklerini göstermektedir.

Şekil 12. Kemiğin titanyum zımbalarla dikilmesi.

Şekil 13. En ince tantal lifleri kullanılarak bir sinir lifi demetinin dikilmesi.

Şekil 14. Tantal zımba kullanarak kapların dikilmesi.

Şu anda, nöro-osteo- ve vazoplastinin daha ileri teknolojileri geliştirilmektedir, ancak bunun için kullanılan titanyum-tantal malzemeler diğerlerinin üzerinde avuç içi tutmaya devam etmektedir.

Estetik cerrahi

estetik cerrahi ideal anatomik oranlarını yeniden oluşturmak için organlardaki kusurların cerrahi olarak çıkarılması olarak adlandırılır. Çoğu zaman, bu tür rekonstrüksiyonlar, dokulara plakalar, ağlar, yaylar vb. şeklinde implante edilen çeşitli metal ürünler kullanılarak gerçekleştirilir.

Bu bağlamda özellikle belirleyici olan, kafatasının şekil bozukluğunu düzeltmek için yapılan bir operasyon olan kranioplastidir. Her spesifik klinik durumdaki endikasyonlara bağlı olarak, ameliyat bölgesine rijit titanyum plaklar veya elastik tantal meshler uygulanarak kranioplasti yapılabilir. Her iki durumda da, hem alaşım katkı maddeleri içermeyen saf metallerin hem de bunların biyoinert alaşımlarının kullanılmasına izin verilir. Kraniyoplasti örnekleri titanyum levha ve tantal ağ aşağıdaki şekillerde gösterilmektedir.

Şekil 15. Titanyum plaka kullanılarak kraniyoplasti.

Şekil 16. Tantal ağlı kranyoplasti.

Titanyum-tantal yapılar ayrıca yüz, göğüs, kalça ve diğer birçok organın kozmetik restorasyonu için kullanılabilir.

Beyin cerrahisi (mikro kliplerin yerleştirilmesi)

Kırpma (İngilizce klip klip), kanamayı durdurmayı (özellikle bir anevrizma patladığında) veya yaralı insanları kan dolaşımından kapatmayı amaçlayan beyin damarlarında yapılan bir beyin cerrahisi ameliyatıdır. küçük gemiler. Kırpma yönteminin özü, minyatür metal klipslerin - klipslerin - hasarlı alanların üzerine yerleştirilmesidir.

Öncelikle nöroşirürji alanında klipleme yöntemine olan talep, geleneksel yöntemlerle küçük serebral damarların bağlanmasının imkansızlığı ile açıklanmaktadır.

Ortaya çıkan klinik durumların çeşitliliği ve özgüllüğü nedeniyle, beyin cerrahisi pratiğinde, spesifik amaç, fiksasyon yöntemi, boyutsal ve diğer fonksiyonel parametreler açısından farklılık gösteren çok çeşitli vasküler klipsler kullanılmaktadır (Şekil 17).

Şekil 17. Beyin anevrizmalarını kapatmak için klipsler.

Fotoğraflarda klipsler büyük görünüyor, ancak gerçekte bir çocuğun tırnağından daha büyük değiller ve mikroskop altına yerleştirildiler (Şek. 18).

Şekil 18. Bir serebral damar anevrizmasını kesmek için yapılan ameliyat.

Klips üretimi için, kural olarak, bazı durumlarda gümüş olmak üzere saf titanyum veya tantaldan yassı tel kullanılır. Bu tür ürünler medullaya göre kesinlikle inerttir ve karşı reaksiyona neden olmaz.

diş ortopedisi

Titanyum, tantal ve alaşımları diş hekimliğinde, yani diş protezi alanında geniş tıbbi kullanım alanı bulmuştur.

Ağız boşluğu, metal malzemeleri olumsuz yönde etkileyen özellikle agresif bir ortamdır. Diş protezlerinde geleneksel olarak kullanılan altın ve platin gibi değerli metaller bile ağız boşluğu yüksek maliyet ve büyük kütle bir yana, korozyona ve müteakip reddetmeye tamamen karşı koyamaz, rahatsızlığa neden olmak hastalarda. Öte yandan akrilik plastikten üretilen hafif ortopedik yapılar da kırılganlıkları nedeniyle ciddi eleştirilere dayanmıyor. Diş hekimliğinde gerçek bir devrim, bireysel kronların yanı sıra titanyum ve tantal bazlı köprüler ve hareketli takma dişlerin imalatı olmuştur. Bu metaller sahip oldukları özellikler nedeniyle değerli nitelikler göreceli ucuzlukta biyolojik inertlik ve yüksek mukavemet, altın ve platin ile nasıl başarılı bir şekilde rekabet eder ve hatta bir dizi parametrede onları nasıl aşar.

Özellikle damgalı ve masif titanyum kronlar çok popülerdir (Şekil 19). Titanyum nitrit TiN'den yapılan plazma püskürtmeli kronlar, görünüm ve işlevsel özellikler açısından pratik olarak altından ayırt edilemez (Şekil 19).

Şekil 19. Katı titanyum taç ve titanyum nitrür kaplı taç.

Protezlere gelince, yakınlardaki birkaç tanesini restore etmek için sabitlenebilir (köprü) ayakta dişler veya çıkarılabilir, tüm dişlerin kaybı durumunda kullanılır (çenenin tam diş yapısı). En yaygın protezler tokadır (Alman der Bogen "yay" dan).

Toka protezi, üzerine taban parçasının tutturulduğu metal bir çerçevenin varlığı ile olumlu bir şekilde ayırt edilir (Şekil 20).

Şekil 20. Alt çenenin toka protezi.

Günümüzde protezlerin kroşe kısmı ve kroşeler genellikle HDTV markasının saf yüksek saflıkta medikal titanyumdan yapılmaktadır.

Diş hekimliğinde gerçek bir devrim, implant takma dişlere yönelik sürekli artan talep olmuştur. İmplantlar üzerindeki protezler, bu durumda onlarca yıl hatta ömür boyu hizmet veren ortopedik yapıları sabitlemenin en güvenilir yoludur.

Bir diş (diş) implantı, taban kısmı (implantın kendisi) doğrudan çene kemiğine vidalanmış konik dişli bir pim olan, kronların yanı sıra köprüler ve hareketli takma dişler için destek görevi gören iki parçalı bir yapıdır. İmplantın üst platformuna kuronu veya protezi sabitlemeye yarayan bir abutment takılır (Şekil 21).

Şekil 21 4. derece (G4Ti) saf tıbbi sınıf titanyumdan yapılmış Nobel Biocare diş implantı.

Çoğu zaman, implantın vida kısmının üretimi için, osseointegrasyon sürecinin - metalin canlı kemik ve diş eti dokularıyla füzyonu - aktivasyonuna katkıda bulunan, yüzey tantal-niyobyum kaplamalı saf tıbbi titanyum kullanılır.

Ancak bazı üreticiler vida kısmı ile abutmentin ayrı olmayıp yekpare bir yapıya sahip olduğu, iki parça yerine tek parça implantlar üretmeyi tercih etmektedir. Aynı zamanda, örneğin Alman Zimmer şirketi, titanyuma kıyasla daha fazla esnekliğe sahip olan ve neredeyse sıfır komplikasyon riskiyle kemik dokusuna gömülü olan gözenekli tantaldan tek parça implantlar üretmektedir (Şekil 22).

Şekil 22 Zimmer tek parça gözenekli tantal diş implantları.

Tantal, titanyumdan farklı olarak daha ağır bir metaldir, bu nedenle gözenekli yapı, ayrıca bir osseointegrasyon kaplamasının ek harici biriktirme ihtiyacına neden olmadan ürünü önemli ölçüde hafifletir.

Bireysel dişlerin (kronlar) implant protezlerine ve implantlara hareketli takma dişlerin takılmasına ilişkin örnekler Şekil 1'de gösterilmektedir. 23.

Şekil 23. Diş protezlerinde titanyum-tantal implantların kullanım örnekleri.

Günümüzde, mevcut olanlara ek olarak, çeşitli klinik durumlarda yüksek etkinlik gösteren, implantlar üzerinde protez için giderek daha fazla yeni yöntem geliştirilmektedir.

Tıbbi aletlerin imalatı

Bugün dünyada klinik uygulama titanyum ve tantal (GOST 19126-79 "Tıbbi metal aletler. Genel özellikler" kullanılarak üretilen yüzlerce çeşit çeşitli cerrahi ve endoskopik alet ve tıbbi ekipman kullanılmaktadır. Mukavemet, süneklik ve korozyon direnci açısından diğer analoglarla olumlu şekilde karşılaştırırlar, biyolojik inertliğe neden olur.

Titanyum medikal aletler, çelik muadillerinden neredeyse iki kat daha hafif, daha konforlu ve dayanıklıdır.

Şekil 24. Titanyum-tantal taban üzerinde yapılan cerrahi aletler.

Titanyum-tantal aletlerin en çok talep gördüğü başlıca tıbbi endüstriler oftalmolojik, dişçilik, kulak burun boğaz ve cerrahidir. Kapsamlı alet yelpazesinde yüzlerce çeşit spatula, klips, dilatör, ayna, kıskaç, makas, forseps, neşter, sterilizatör, tüp, keski, cımbız ve her türlü plaka bulunur.

Hafif titanyum aletlerin biyokimyasal ve fiziksel-mekanik özellikleri, askeri alan cerrahisi ve çeşitli seferler için özel bir değere sahiptir. Burada kesinlikle vazgeçilmezdirler, çünkü aşırı koşullarda, kelimenin tam anlamıyla her 5-10 gram fazla kargo önemli bir yüktür ve korozyon direnci ve maksimum güvenilirlik zorunlu gereksinimlerdir.

Titanyum, tantal ve bunların monolitik ürünler veya ince koruyucu kaplamalar şeklindeki alaşımları tıbbi enstrümantasyonda aktif olarak kullanılmaktadır. Damıtıcıların, agresif ortamları pompalamak için pompaların, sterilizatörlerin, anestezi bileşenlerinin ve solunum cihazlarının, "yapay kalp", "yapay akciğer", "yapay böbrek" gibi hayati organların çalışmasını çoğaltmak için en karmaşık cihazların imalatında kullanılırlar. ", vesaire.

Ultrasonik cihazların titanyum kafaları, diğer malzemelerden gelen analogların, düzensiz ultrasonik titreşimlere maruz kalsa bile hızla kullanılamaz hale gelmesine rağmen, en uzun hizmet ömrüne sahiptir.

Yukarıdakilere ek olarak, tantal gibi titanyumun, diğer birçok metalin aksine, radyoaktif izotopların radyasyonunu desorpsiyon ("itici") yeteneğine sahip olduğu ve bu nedenle çeşitli koruyucu cihazların üretiminde aktif olarak kullanıldığı not edilebilir. radyolojik ekipman.

Çözüm

Tıbbi cihazların geliştirilmesi ve üretimi, bilimsel ve teknolojik ilerlemenin en yoğun gelişen alanlarından biridir. Üçüncü binyılın başlamasıyla birlikte tıp bilimi ve teknolojisi, modern dünya uygarlığının ana itici güçlerinden biri haline geldi.

Metallerin insan yaşamındaki önemi giderek artmaktadır. Bilimsel malzeme bilimi ve pratik metalurjinin yoğun gelişiminin arka planında devrim niteliğinde değişiklikler yaşanıyor. Ve şimdi, son yıllarda, titanyum ve tantal gibi endüstriyel metaller, haklı olarak yeni milenyumun yapısal malzemeleri olarak adlandırılabilecek "tarihin kalkanına" yükseltildi.

Titanyumun modern tıptaki önemi fazla tahmin edilemez. Nispeten kısa bir kullanım geçmişine rağmen pratik amaçlar, birçok tıp endüstrisinde lider malzemelerden biri haline geldi. Titanyum ve alaşımları bunun için gerekli tüm özelliklerin toplamına sahiptir: korozyon direnci (ve sonuç olarak biyoinertlik), ayrıca hafiflik, güç, sertlik, sağlamlık, dayanıklılık, galvanik nötrlük, vb.

Pratik önem ve tantal açısından titanyumdan aşağı değildir. Yararlı özelliklerin çoğunun genel benzerliği ile bazı niteliklerde aşağı, bazılarında ise birbirlerinden üstündürler. Bu nedenle, bu metallerden herhangi birinin tıp için önceliğini nesnel olarak yargılamak zor ve pek makul değildir: birbirleriyle çatışmaktansa organik olarak birbirlerini tamamlarlar. Ti ve Ta'nın tüm avantajlarını birleştiren titanyum-tantal alaşımlarına dayalı tıbbi yapıların aktif olarak geliştirildiğini ve pratikte kullanıldığını söylemek yeterlidir. Ve son yıllarda titanyum, tantal ve bunların bileşiklerinden doğrudan insan vücuduna implante edilen tam teşekküllü yapay organlar yaratmak için giderek daha başarılı girişimlerin yapılması tesadüf değildir. Diyelim ki "titanyum kalp" veya "tantal sinirler" kavramlarının güvenle konuşma figürleri kategorisinden tamamen pratik bir düzleme geçeceği zaman yaklaşıyor.