對于口腔缺失牙齒的修復(fù),以往多采用鈷鉻合金所做的支架,但效果并不十分理想[1]。目前,鈦絲作為醫(yī)用鈦合金材料,具有良好的生物性能和機械性能,是臨床上最具有吸引力的醫(yī)用金屬材料之一,在口腔醫(yī)學(xué)中顯示出良好的應(yīng)用前景[2]。
1、口腔修復(fù)支架基本性能要求
口腔修復(fù)支架所用材料要求不僅要具有高強度、高彈性模量及良好的延伸性,同時還要求材料無毒及具有良好的加工性能[3],以便于能夠使支架獲得足夠的固位效果,保證支架在使用過程中能夠保持長期的堅固和不變形,同時還要保證支架固定后不妨礙義齒的成型與加工。由于口腔修復(fù)支架的各個部位功能不同,因此要求支架材料同時還要有良好的焊接性能。
2、鈦合金在口腔修復(fù)支架中的應(yīng)用
傳統(tǒng)的口腔修復(fù)支架由于極易發(fā)生磨損,且具有一定的生物毒性,目前已經(jīng)為新型的鈦合金材料所取得[4]。鈦金屬是近年來被廣泛關(guān)注的一種新型口腔支架材料,其密度較
低[5],能夠有效地減輕口腔治療負(fù)重,進(jìn)而提高了患者的生命質(zhì)量。鈦金屬的機械性能良好,在用于口腔修復(fù)支架時,不易斷裂,便于日常的口腔護理。同時在鈦中加人其他金屬元素后,其機械性能更好[6]。但由于鈦合金支架長期置于口腔之中,唾液可對其造成腐蝕作用,因此對于鈦合金支架表面涂層的研發(fā)也成了鈦合金支架材料的重要研究內(nèi)容。 目前常用的保護鈦合金支架的方法有加鍍涂層、合金中添加其他金屬元素、改變鈦合金機械特性等方法,用以保護鈦合金不易發(fā)生磨損和腐蝕[7]。近年來,有研究發(fā)現(xiàn),以介孔二氧化鈦作為鈦合金涂層,能夠有效地減少鈦合金的腐蝕效果,由于介孔二氧化鈦具有良好的抗菌性能,使其受到廣泛關(guān)注。
3、鈦合金材料特性
1.3.1 鎳鈦合金
目前,我國臨床中所使用的鎳鈦合金包括普通型、擬彈型及溫控型3 類 ,而不同的鎳鈦合金的內(nèi)部原子排列及力學(xué)特性也各不相同[8]。普通型鎳鈦合金為冷加工制成合金,在常溫及口腔溫度中均能保持良好的穩(wěn)定性,因此用于口腔修復(fù)支架時,不易發(fā)生變形,但同時也缺乏了超彈性和記憶功能。而擬彈型鎳鈦合金則能夠在恒定的溫度時,在相變后恢復(fù)到原始形態(tài),同時其釋放力與加載力呈反比。溫控型鎳鈦合金又被稱為體溫影響鎳鈦合金絲,具有良好的超彈性和形態(tài)記憶功能,在受到外力作用發(fā)生變形后,只需要對材料稍加 熱 (口腔溫度),即可恢復(fù)到原來的形態(tài)[9]。
3.2 Ti-6AI-4V 合金
目前,臨床上使用的鈦合金支架主要為D - eAI- AV合金[1°],由于純鈦的密度低、流鑄性較差,而化學(xué)活性較高,因此限制了其在臨床上的應(yīng)用。而 Ti - 6AI -4V 合金是a + (3相結(jié)構(gòu),具有良好的力學(xué)作用,金屬強度可達(dá)890 MPa, 可滿足口腔修復(fù)支架所需要的力學(xué)性能要求。
4、支架用鈦合金的研究現(xiàn)狀
相對于其他金屬材料,鈦及鈦合金在口腔修復(fù)中的應(yīng)用起步較晚。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,近年來,國內(nèi)口腔修復(fù)用鈦和鈦合金的種類增多,如 T i-6A I-7Nb、T i-6A I-4V及 D M 合金等。雖然這些鈦合金在口腔修復(fù)應(yīng)用過程中性能優(yōu)異,但是均會在臨床應(yīng)用過程中釋放出微量的鋁、釩、鎳等離子,可對人體造成潛在的威脅[11]。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的新型鈦合金材料被開發(fā)利用,其中以鈦鋯合金最為引人關(guān)注[12]。鈦鋯合金通過將鋯元素添加人鈦中來提高鈦的強度,既確保了合金的延展性,又保證了合金的高強度化和可冷加工性。鈦鋯合金在用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域時,由于鋯元素是一種對機體無毒副作用的生命族元素 ,進(jìn)而鈦鋯合金在機體內(nèi)不會釋放出含有毒性的金屬元素。在鈦中添加鋯元素,其對于鈦的鑄造流動性不會造成影響[13],同時還能強化鈦的力學(xué)性能,改善鈦合金的焊接性能,使得鈦鋯合金有效地彌補了鈦及鈦合金在口腔修復(fù)支架應(yīng)用中的不足[14]。林培杰[15]通過對22例應(yīng)用鈦鋯合金作為口腔修復(fù)支架的患者進(jìn)行觀察分析,發(fā)現(xiàn)22例中僅有1 例出現(xiàn)牙齦紅腫、充血的情況,細(xì)胞增值率為98. 8 % , 毒性分級為 1 級 ,表明應(yīng)用鈦鋯合金作為口腔修復(fù)支架時對于細(xì)胞無明顯的抑制作用,不會對細(xì)胞生長造成影響。
鈦及鈦合金應(yīng)用于口腔修復(fù)支架具有廣闊的前景,其以優(yōu)異的生物學(xué)、機械學(xué)性能和價格優(yōu)勢,越來越受到醫(yī)學(xué)界的關(guān)注;但在未來的推廣和應(yīng)用過程中,仍有著較多的問題需要解決,如支架腐蝕、金屬毒性等問題,還需要展開更加深人的研究,以滿足口腔修復(fù)材料的要求。
[參考文獻(xiàn)]
[ 1 ] 呂曉玉.淺析鈦合金鑄造支架在口腔修復(fù)治療中的應(yīng)用價值 [J] .當(dāng)代醫(yī)藥論叢,2016, 14 (17): 70 - 71.
[ 2 ] 羅麗娟,余森,于振濤,等 .3 D 打印鈦及鈦合金醫(yī)療器械的優(yōu)勢 及 臨 床 應(yīng) 用 現(xiàn) 狀 [ J ] . 生物骨科材料與臨床研究,2015,12 (6) : 72 -75.
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