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医用钛合金作为生物医学材料在牙科方面的应用

发布时间 :2018-07-02 15:59:37 浏览次数 :

当前,医用钛合金在牙科领域中正牙学、修复学和植牙学等方面得到了广泛应用。表1是日本研究的钛及钛合金的牙科用途。

(1)正牙学。正牙学是指通过机械性或功能性器械矫正牙齿错位的一门科学。为了矫正牙齿错位,必须通过不同的器械施加外力。可拆卸的器械由分离的丙烯酸(PMMA)片组成,通过丝状元件固定在病人的牙齿上。采用扩张螺钉(带左旋螺纹和右旋螺纹的转轴)使丙烯酸片分开并向牙齿施力。在固定技术中,采用定型物(托架和口腔用管)通过丝状原件向牙齿施力。现在,除不锈钢外,纯钛因质轻且抗蚀性高而用于固定和用作固定性元件。

对于牙弓丝、弹簧元件而言,钛合金因弹性模量比不锈钢低、强度比纯钛高而特别引人注目。β型钛合金通过冷变形后抗拉强度可达1300MPa。β型合金的加工性能较好,甚至可以生产成细丝状元件。冷加工态4级纯钛的力学性能与β型合金相近,从而可以代替β型合金。此外,钛镍合金丝形状记忆合金丝因其伪弹性而得到应用,其伪弹性的基础是应力诱发马氏体相变。

(2)修复学。牙齿修复学是指采用假体代替缺损的牙齿或其他部分以再现牙齿的咀嚼功能、美观特性和发音功能。作为牙科实验室中一种新型材料,钛早期的加工难题已得到解决,从而在牙齿修复方面的应用越来越成功。

钛既用作普通铸件,也用作镶有陶瓷的且与牙齿结合的齿冠和齿桥。常常采用牙科精密铸造来加工钛部件。对固定植入物的大型结构而言,铸钛的电化学性能与工业化生产的骨内植入物相当,减轻了电化学性能与工业化生产的骨内植入物相当,减轻了电化学和腐蚀效应的危害。

此外,与金基合金相比,钛具有经济性的优点。因此,它被认为是复合型修复物、永久性修复物和可拆卸修复物的理想材料。与其他表面熔覆陶瓷的合金相比,钛的热膨胀系数极低,因此需要镶嵌合适的陶瓷。钛在高温下氧化程度增加、晶粒及显微组织粗化以及882℃发生β转变。因此,钛表面熔覆陶瓷的最高焙烧温度为800℃。

(3)植牙学。植牙学是指将(人工)支柱经骨膜或骨内植入颌骨内固定假体以再现咀嚼功能、美观特性和发音功能。在现代牙科手术中,骨内植入物是一种公认的替代牙齿、创建永久性假牙用支柱以及稳定可拆卸假牙的处置方法。钛及钛合金牙科植入物已应用了四十余年,并根据相应的标准进行生产。通常采用A1203喷丸处理或钛等离子体火焰处理粗化植入物表面以促进植入物与骨骼的黏附。表层区域(皮质层)局部采用可吸收的烃基磷灰石层也将促进植入物关键部位与骨骼的黏附。

表1日本研究的钛及钛合金的牙科用途

用途使用的钛材加工方法
人造牙根纯钛丝、纯钛块、Ti6Al4VELI医用钛丝、钛镍合金丝锻造、变形、铸造
牙齿矫正丝钛镍合金丝、β型钛合金丝变形(拉丝)
龋齿用矫冠桥纯钛块、钛合金靶块铸造
前牙用齿冠桥(烧结用)纯钛、钛合金铸造
金属 全部牙床Ti6Al4VELI、纯钛变形、压印、铸造
床修 局部牙床Ti6Al4VELI、纯钛变形、压印、铸造
补件
铸造
颚骨植入材纯钛变形


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