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口腔种植体应用中的钛及钛合金材料
来源:宝鸡启成有色金属有限公司 | 点击:71 | 发布日期:2021年10月20日

    1. 纯钛

   自Branemark提出骨结合理论后,纯钛及钛合金(主要是Ti-6Al-4V)一直是口腔种植体的首选材料。研究发现,纯钛具有良好的生物相容性及耐腐蚀性,同时具有优良的力学性能,包括硬度、抗拉强度、屈服强度和疲劳强度,能满足口腔种植体行使功能的需求,已作为种植体材料广泛应用于临床,取得了良好的修复效果。

     然而,钛的颜色灰暗,可以透过植入处较薄的黏膜,进而影响薄龈型患者的美学效果。钛的弹性模量高于人骨,钛的弹性模量为110 GPa,人骨的
     弹性模量为20~30 GPa,会由于应力遮挡而导致骨吸收。随着临床应用的增加,近年有研究发现,纯钛种植体存在着种植体周围炎的风险,可释放钛离子参与牙龈炎症和牙周炎症。

    此外,钛可能具有免疫原性,作为过敏原,引起部分过敏症患者对金属植入物的 Ⅳ 型超敏反应。因此,国内外学者们一直致力于研究和探寻各方面性能更加理想、可替代纯钛的口腔种植体材料。

    2. 钛合金

    继纯钛种植体广泛应用于临床后,钛合金口腔种植体材料也逐渐发展起来。与纯钛相比,添加合金元素后,可提高材料的耐腐蚀性能、可加工性,降低弹性模量,尤其对于窄直径种植体,还可降低其断裂的风险。临床应用较多的钛合金是Ti-6Al-4V合金。近年来,相关的研究发现,Ti-6Al-4V合金会释放极微量的钒和铝离子,这 2 种离子会对人体造成危害,例如导致阿尔兹海默症、周围神经病变以及软骨病等。因而学者们开始将研究的重点放在开发无毒的钛合金。β 型钛合金元素如 Nb、 Zr、 Ga、 Mo、 Pd、 Se、 Sn、Ta、 Ge等被认为是安全无毒的合金元素。因此,在寻求更理想的种植体材料的过程中,钛的合金化成为该领域的研究热点之一。

    2.1 钛锆合金(Ti-Zr)

    锆与钛属于同一主族,二者具有相似的物理化学特性:均具备优秀的抗腐蚀性能、超高的力学强度以及优良的可塑性等,且对机体组织无毒性作用。

    2.2 钛铌合金(Ti-Nb) 

    钛铌合金因其良好的耐腐蚀性和生物相容性逐渐受到学者们的关注。研究表明,钛铌合金具有足够的耐腐蚀性和生物相容性,可促进成骨,有潜力成为种植体材料,但其力学性能等还有待学者进行研究证实。

     2.3 钛铝铌合金 

     学者们因担忧Ti-6Al-4V合金会释放毒性钒离子,对人体造成不良反应,于是Ti-6Al-7Nb合金被开发出来。Ti-6Al-7Nb合金无毒性,不仅具有与Ti-6Al-4V合金相似的力学性能,其耐腐蚀性能亦较强,近年已逐渐进入口腔种植学者的视线。研究可知, Ti-6Al-7Nb合金不仅保留了Ti-6Al-4V合金良好的力学性能,同时具有更好的生物相容性、生物安全性和耐腐蚀性,更有利于成骨细胞的黏附与增殖,骨结合能力与纯钛相当。

     2.4 钛铌锡合金(Ti-Nb-Sn) 

     钛铌锡合金的弹性模量约为40 GPa,无细胞毒性,具有良好的耐腐蚀性能和骨组织相容性。钛铌锡合金具有与纯钛相当的生物学潜力和骨结合能力。

     2.5 钛钽锆合金(Ti-Ta-Zr) 

     钛钽锆合金合成后,钽可降低材料的弹性模量,锆可提高其耐腐蚀性能。相比于纯钛,钛钽锆合金的弹性模量低,具有更好的耐腐蚀性和亲水性,而且骨结合能力较佳,有望成为替代纯钛的种植体材料。

    2.6 钛铌锆合金(Ti-Nb-Zr) 

    钛铌锆合金延展性极大,弹性模量为79 GPa,具有优良的塑性变形能力,以及良好的力学性能和生物相容性。钛铌锆合金的力学性能、生物相容性和耐腐蚀性优良,有潜力成为口腔种植体的候选材料。

     2.7 钛铌锆锡合金(Ti-Nb-Zr-Sn) 

     钛铌锆锡合金是一种高强度、低弹性模量的新型钛合金。Nune等认为Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金因其独特的化学性质和较高的亲水性能,有利于成骨细胞的黏附、增殖、分化、矿化以及相关蛋白质的合成,未来有望应用于临床。

     2.8 钛铌钽锆合金(Ti-Nb-Ta-Zr) 

     钛铌锆钽合金具有与Ti-6Al-4V合金相似的组织相容性,可促进成骨细胞的增殖,提高碱性磷酸酶的活性。因此,钛铌钽锆合金有潜力成为纯钛种植体的替代材料。

      2.9 钛铌锆钽硅合金(Ti-Nb-Zr-Ta-Si) 

      近年来,口腔种植学者们逐渐开发研究新型五相钛合金——钛铌锆钽硅合金。实验结果显示钛铌锆钽硅合金种植体的骨结合能力与纯钛相当,可提高种植体植入后早期周围骨的矿化沉积速率。然而,学者们仅做了初步研究,对于该材料的力学性能和耐腐蚀性能还需深入的研究与证实。

    宝鸡启成有色金属有限公司位于中国钛工业重地——陕西宝鸡,公司具体地址位于宝鸡市高端装备产业园,园区占地面积约238.68亩,公司现有现代化生产厂房2200平方米,各类生产设备30台/套。是集钛及钛合金材料及制品研究开发、加工生产、销售贸易为一体的高新技术企业。现有成品钛板、钛棒、钛丝、钛管等材料上千吨。热诚欢迎各界朋友来访、来函、洽谈、合作。

最后更新:2021-10-20
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