鈦及鈦合金在口腔技術(shù)中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2022-11-07
鈦及鈦合金在口腔技術(shù)中的應(yīng)用
社會(huì)的進(jìn)步，人們健康意識(shí)的不斷增強(qiáng)，鈦及其鈦合金材料以其優(yōu)越的性能，高的強(qiáng)度、輕的比重、強(qiáng)的耐腐蝕性和好的焊接性，使之在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用很多，尤其是它與人體有很多相融合之處，使得在口腔領(lǐng)域上的應(yīng)用更為廣泛。
鈦及鈦合金；口腔技術(shù)；機(jī)械力學(xué)性能
當(dāng)今社會(huì)，由于工業(yè)化的飛速發(fā)展，使得空氣污染日益嚴(yán)重，因此對(duì)于人們的健康有極大地影響，隨著人們生活水平的不斷提高，人們的健康意識(shí)不斷地增強(qiáng)，使得人們對(duì)于口腔的保護(hù)也越來(lái)越重視。
隨著現(xiàn)代化的快速發(fā)展，醫(yī)療領(lǐng)域材料的應(yīng)用要求越來(lái)越嚴(yán)格，由于鈦及鈦合金材料與人體有許多可融合之處，所以外科手術(shù)骨頭壞死，牙科治療用的種植體、烤瓷牙以及許多治療器械的材料的要求，醫(yī)療對(duì)于鈦及鈦合金的應(yīng)用越來(lái)越多。由于其優(yōu)越性太多，比重小，和人骨的比重比較接近，強(qiáng)度大，耐腐蝕性強(qiáng)，是一種比較理想及其安全的醫(yī)學(xué)上所用材料。
鈦及其鈦合金優(yōu)異的性能，能與人體很好地接觸，對(duì)人體危害很小，甚至說(shuō)可以忽略不計(jì)，密度小、彈性模量與人體的骨頭極其接近，所以由于其優(yōu)異的性能，使得它在臨床上的應(yīng)用是非常有利的。所以用純鈦及其鈦合金制作一些與人體相配合的醫(yī)療器材，比如牙科用的烤瓷牙、種植體、義齒、牙床、托環(huán)、牙橋、牙冠、人工關(guān)節(jié)、接骨板、骨螺釘與骨打固定針等已經(jīng)廣泛用于臨床：用純鈦網(wǎng)制作的骨頭托架，經(jīng)過(guò)臨床實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)用于壞死骨頭的再造手術(shù)；用微孔鈦網(wǎng)對(duì)于已經(jīng)損壞的骨頭和硬膜，可以用于修復(fù)治療，并能有效地保護(hù)腦髓液系統(tǒng)；用純鈦制作的人工心瓣膜與瓣籠已成功地得到應(yīng)用，臨床效果良好。
純凈的鈦是銀白色的金屬，具有銀灰光澤，可以作為煉鋼時(shí)的脫氧劑和不銹鋼以及合金鋼的成份。鈦的粉沫狀可以用作顏料和油漆的原料，它還可用作電極和發(fā)電站的冷凝器以及環(huán)境污染控制裝置。但是強(qiáng)度較低。而鈦合金的強(qiáng)度很高，如常用的鈦合金Ti-6AI-4V的強(qiáng)度達(dá)到了一般高強(qiáng)度鋼的水平。鈦合金比其鈦材料而言，它有高的耐熱性、低溫時(shí)的韌性和斷裂韌性，所以可以用作很多工業(yè)零件，比如飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)零件、用作火箭和導(dǎo)彈的部分原件。在石油工業(yè)上主要作各種容器、反應(yīng)器等。鈦鎳形狀記憶合金在儀器儀表上已廣泛應(yīng)用。氮化鈦顏色近于黃金，可以用作裝飾材料。鈦和鈦的合金大量用于航空工業(yè)，有“空間金屬”之稱(chēng)；另外，在造船工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、制造機(jī)械部件、電訊器材、硬質(zhì)合金等方面有著日益廣泛的應(yīng)用。此外，由于鈦合金還與人體有很好的相容性，所以鈦合金還可以作人造骨、義齒、烤瓷牙和固定各種壞骨頭的醫(yī)療器具。鈦合金的比重輕，耐腐蝕性強(qiáng)以及強(qiáng)的耐高溫和焊接性好等優(yōu)異性能，在口腔領(lǐng)域的應(yīng)用是到越來(lái)越廣泛。
鈦及鈦合金因具有良好的機(jī)械力學(xué)性能和生物相容性被廣泛用作牙科種植體。種植體頸部由表面光滑的鈦及鈦合金制成，以利于纖維組織包繞，形成良好的上皮袖口區(qū)，防止菌斑積聚。種植體體部的多孔結(jié)構(gòu)，增大了種植體的表面積，為骨組織的附著生長(zhǎng)提供了條件，利于種植體的固位。實(shí)驗(yàn)制備的ZnHA/TiO2生物涂層的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，成骨細(xì)胞與ZnHA/TiO2涂層有較好的附著，細(xì)胞在材料表面的增殖能力增強(qiáng)，較好的細(xì)胞附著在一定程度上抑制了細(xì)菌在種植體表面的附著。
近年來(lái)，種植體表面處理技術(shù)發(fā)展迅速，處理方法包括X射線噴射、機(jī)械研磨、等離子濺射、噴砂或酸蝕等。鈦表面高溫離子氮化處理，使純鈦及鈦合金硬度分別提高七倍和兩倍，氮化后鈦材的年腐蝕率僅為非氮化的三分之一，并對(duì)周?chē)M織無(wú)毒性。生物組織對(duì)表面滲氮處理鈦材反應(yīng)輕微且無(wú)毒性。鈦及鈦合金表面形成的氧化膜能被口腔中最為普遍應(yīng)用的齲齒預(yù)防劑、預(yù)防性拋光和氟化物破壞引起鈦腐蝕。這種腐蝕產(chǎn)物可引起組織細(xì)胞的變性壞死、非特異性炎癥、過(guò)敏反應(yīng)甚至導(dǎo)致腫瘤的形成。合金材料發(fā)生腐蝕后，影響修復(fù)體的顏色和強(qiáng)度，引起細(xì)胞毒性、過(guò)敏等不良生物反應(yīng)。
鈦及鈦合金作為生物硬組織替代材料。它可以作為牙科材料在鑲嵌體、齒冠、橋接材、義牙床、人工牙根等方面的應(yīng)用。近十年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鈦及鈦合金作為口腔新型修復(fù)材料具有更廣闊的前景。目前制作義齒支架使用的金屬主要有Au、Ni-Cr、Co-Cr、不銹鋼等合金，合金生物相容性好，但價(jià)格昂貴，顏色不理想，其他合金含有Ni、Co、Cr等有害元素。鈦?zhàn)鳛橐环N新型口腔修復(fù)材料，與人體骨骼上皮組織、結(jié)締組織都具有良好的親和性，力學(xué)性能也可與其它各型牙用合金媲美，且密度小，義齒體感舒適。Ti-6Al-4V合金具有超塑性，便于制作義齒基托。研究表明用純鈦制作上頜腭托，具備較好的對(duì)抗折性能和生物相容性。鈦在義齒修復(fù)術(shù)中逐漸成為一種越來(lái)越受重視的材料，成為用于可摘和固定義齒合金的一種經(jīng)濟(jì)和生物相容性好的替代品的趨勢(shì)。對(duì)人體組織無(wú)過(guò)敏，且價(jià)格低廉。鈦?zhàn)鳛橐环N金屬元素，密度輕、高強(qiáng)度、耐抗腐蝕、性能優(yōu)良，儲(chǔ)量豐富，從工業(yè)價(jià)值、資源壽命和發(fā)展前景看，是一種比較好的牙科材料。
鈦材料的一系列特性，對(duì)人體有益，且相當(dāng)安全，非常適合身體。由于鈦材料本身具有特殊的電流特性，對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生有益的生理作用且其化學(xué)性安定。使人在治療過(guò)程中人的精神狀態(tài)比較放松，不會(huì)緊張，從而不會(huì)造成醫(yī)療事故。鈦的高硬度、輕的密度使鈦本身不容易生銹變質(zhì)、并且在應(yīng)用上性能比較穩(wěn)定。所以牙科上用的牙科高速手機(jī)，牙科光纖手機(jī)，牙科種植體，在工作過(guò)程中，牙科手機(jī)要進(jìn)入人體口腔，與人體牙齒相接觸較多，所以對(duì)其外表材料的選擇，大多選用鈦及其合金材料來(lái)加工，對(duì)人本危害小，并且它的性能比較穩(wěn)定可靠。這種比重輕，高強(qiáng)度，特殊的電流特性對(duì)人體可以起到很好地作用。所以鈦在醫(yī)療、醫(yī)藥和體育運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域中被廣泛使用。
鈦及鈦合金以其極佳的生物相容性，優(yōu)異的耐腐蝕性能，已被作為生物材料在人體內(nèi)應(yīng)用。尤其是鈦材料作為種植牙，在人體內(nèi)的應(yīng)用極為廣泛，用鈦材料制作的骨科手術(shù)更是不計(jì)其數(shù)。隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使得口腔事業(yè)的發(fā)展已經(jīng)非常迅速。口腔科，口腔種植學(xué)、鈦的精密鑄造技術(shù)、焊接、粘結(jié)和烤瓷技術(shù)的發(fā)展，鈦已廣泛地運(yùn)用到口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的各個(gè)分支學(xué)科，成為一種勢(shì)在必得的醫(yī)療所用材料。
鈦及鈦合金由于其優(yōu)異的性能，應(yīng)該說(shuō)是一種比較完美的工業(yè)材料，但是，由于材料本身硬度較高，在切削加工時(shí)存在一定的加工難度。切削加工鈦合金應(yīng)從選擇合理的刀具、降低切削溫度和減少粘結(jié)三方面出發(fā)，選用紅硬性好、抗彎強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性能好的刀具，比如YG類(lèi)硬質(zhì)合金，它硬度高，可以適合鈦及其合金材料的加工。在選擇好合適的刀具后，還有注意刀具的刃磨，刀具在加工過(guò)程中，對(duì)刀具的主要參數(shù)的刃磨還是很重要的，比如，什么時(shí)候前角應(yīng)該磨成什么樣，后角應(yīng)該注意什么，這些都是很重要的環(huán)節(jié)，一般對(duì)于鈦及其合金材料的加工，都是有專(zhuān)人去刃磨刀具的。再有就是加工鈦及其合金材料時(shí)，還必須注意降低切削溫度，選擇好的冷卻液，因?yàn)楹玫睦鋮s液，可以減少刀具的更換次數(shù)，可以滲入切削刀具面，提高表面光潔度，并且大大降低廢品率，所以潤(rùn)滑劑的選擇，也是必不可少的，并且是很重要的，有了合適的切削液，使得在加工過(guò)程中材料的粘性會(huì)降低，有利于加工，可以省時(shí)省力。
綜上所述，了解鈦及鈦合金的性能后，我們發(fā)現(xiàn)其優(yōu)越性是很大的，對(duì)其只要掌握了它的加工，選擇了合適的刀具及其冷卻液后，也就沒(méi)有什么能防障它的應(yīng)用了，不難看出，鈦及鈦合金不但在口腔領(lǐng)域上，而且在工業(yè)上的應(yīng)用極為重要，它作為一種現(xiàn)代化的金屬，性能優(yōu)越無(wú)比。
來(lái)源：搜鈦網(wǎng)
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