Особенности применения титана в стоматологии. То есть, кроме общих требований, к сплавам предъявляются и специфические требования. Сплавы имеют хорошие литейные свойства - малую усадку и хорошую жидкотекучесть. Очень податливы в механической обработке. Сп

Сплавы образуются при смешивании химических элементов. Один из компонентов сплава обязательно должен быть металлом или химическим соединением, имеющим металлические свойства. Основным компонентом титанового сплава является сам титан, в который добавлены легирующие элементы.

Легирующие элементы придают сплавам различные свойства. В качестве легирующих элементов при получении титановых сплавов используют алюминий, молибден, марганец, хром, медь, железо, олово, цирконий, кремний, никель, и другие.

Аллотропные модификации титана

В периодической системе Д.И.Менделеева титан имеет номер 22. Внешне титан похож на сталь.

Известно, что некоторые химические элементы могут существовать в виде двух или более простых веществ, отличающихся по строениям и свойству. Обычно вещество переходит из одной аллотропной модификации в другую при постоянной температуре. Титан имеет две такие модификации. Альфа-модификация титана существует при температуре до 882,5 ° С. Высокотемпературная бета-модификация может быть устойчивой от 882,5 °С до температуры плавления.

Легирующие добавки по-разному ведут себя в различных аллотропных модификациях титана. Изменяют они и температуру, при которой происходит α/β-переход. Так, увеличение концентрации алюминия, кислорода и азота в сплаве титана повышает это температурное значение. Область существования α-модификации расширяется. А эти элементы называют α-стабилизаторами .

Олово и цирконий не изменяют температуру α/β-превращений. Поэтому их считают нейтральными упрочнителями титана.

Все остальные легирующие добавки к титановым сплавам считаются β-стабилизаторами. Растворимость их в модификациях титана зависит от температуры. А это даёт возможность повышать прочность титановых сплавов с этими добавками с помощью закалки и старения. Используя разные типы легирующих добавок, получают титановые сплавы с самыми различными свойствами.

Титановые сплавы в медицине

Организм человека хорошо переносит конструкции из титанового сплава. Уже много лет такие сплавы применяются в медицине. Они устойчивы к коррозии в агрессивных средах человеческого тела. На их поверхности образуется оксидная плёнка, которая препятствует выходу ионов имплантата в организм. Ткани вокруг таких имплантатов не изменяются. Титановые сплавы очень прочные, способны выдерживать большую нагрузку. Они прочнее, чем хром, никель, нержавеющие стали. При стерилизации медицинских инструментов из таких сплавов спиртом, обжиганием, парами формалина и т.д. поверхности титановых сплавов не разрушаются. И самое важное – титановые сплавы не вызывают аллергии.

Хирургические имплантаты

Сетчатый эндопротез из титанового сплава

Часто говорят, что титан – металл хирургов. Действительно, в хирургической практике титановые сплавы применяются для изготовления различных костных имплантатов. Протез тазобедренного сустава из титанового сплава способен выдерживать усилие до трёх тысяч кг. В организме титановый сплав стоек. Поэтому ткани, прилегающие к нему, не воспаляются. Кроме того, изготавливаются титановые имплантаты быстро. И стоимость их значительно ниже стоимости имплантатов из других сплавов.

Высокая пластичность титановых сплавов позволяет получать из них проволочную сетку и фольгу. Проволочная сетка применяется для пластики мягких тканей. Подшивается такая сетка атравматической иглой с титановой нитью. Титановая мононить иногда используется в офтальмологии.

Титановые сплавы в стоматологии

Зубные имплантаты

В стоматологии применение титановых сплавов также оказалось очень успешным. Титановые сплавы легко соединяются с фарфором и композиционными цементами. Из них делают литые каркасы зубных протезов, стоматологические мосты и коронки. Титановые каркасы легко облицовываются керамикой. Такие протезы долговечны и служат 10-15 лет.

Титановые сплавы и медицинские инструменты

Хирургические инструменты

Применяются титановые сплавы и при изготовлении медицинских инструментов – скальпелей, крючков, пластинчатых пинцетов, зажимов. Эти инструменты гораздо легче инструментов из нержавеющей стали.

Нашли применение титановые сплавы в производстве инвалидных колясок, наружных ортопедических протезов.

Титановые сплавы прочные и пластичные, как сталь, лёгкие, как алюминий, и стойкие к коррозии, как углепластик. Они незаменимы в хирургии, стоматологии, офтальмологии, ортопедии.

Установка титанового имплантата

Титан и тантал – «компромиссные» металлы для медицины
Использование в медицине различных металлоизделий практикуется издревле. Сочетание таких полезных свойств металлов и их сплавов, как прочность, долговечность, гибкость, пластичность, упругость, не имеет альтернатив, в частности, при изготовлении ортопедических конструкций, медицинского инструментария, приспособлений для скорейшего сращивания переломов. А в последние десятилетия, благодаря открытию эффекта «памяти формы» и внедрению прочих инноваций металлы стали широко применяться также в сосудистой и нейрохирургии для изготовления шовного материала, сетчатых стентов для расширения вен и артерий, крупных эндопротезов, в офтальмологической и стоматологической имплантологии.

Однако далеко не все металлы пригодны для применения в медицинской сфере, и главными деструктивными причинами здесь выступают подверженность коррозии и вступление в реакцию с живыми тканями – факторы, имеющие разрушительные последствия, как для металла, так и для самого организма.

Конечно, вне конкуренции стоят золото и металлы платиновой группы (платина, иридий, осмий, палладий, родий и т.п.). Тем не менее, возможность использования драгметаллов для массового применения практически отсутствует ввиду их запредельно высокой стоимости, да и сочетание полезных свойств, востребованных в тех или иных конкретных клинических ситуациях, присуще благородным металлам далеко не всегда.

Значительное место в этой сфере по сегодняшний день занимают нержавеющие стали, легированные определенными добавками для получения требуемых характеристик. Но подобные металломатериалы, которые в сотни раз дешевле драгметаллов, недостаточно эффективно противостоят коррозии и другим агрессивным воздействиям, что значительно ограничивает возможность их применения для целого ряда медицинских нужд. Кроме того, препятствием для приживления изделий из нержавеющих сталей, имплантируемых внутрь организма, является их, конфликт с живыми тканями, обуславливающий высокий риск отторжения и других осложнений.

Своеобразным компромиссом между этими двумя полюсами являются такие металлы, как титан и тантал : прочные, ковкие, почти не подверженные коррозии, имеющие высокую температуру плавления, а главное – совершенно нейтральные в биологическом отношении, за счет чего воспринимаются организмом как собственная ткань и практически не вызывают отторжения. Что же касается стоимости, то у титана она не высока, хотя и значительно превосходит аналогичный параметр нержавеющих сталей . Тантал же, будучи достаточно редким металлом, более чем вдесятеро дороже титана, но все равно обходится намного дешевле в сравнении с драгоценными металлами. При сходстве большинства основных эксплуатационных свойств по некоторым из них он все же уступает титану, хотя по некоторым превосходит его, что, собственно, и обуславливает актуальность применения.

Именно в силу данных причин титан и тантал, нередко именуемые «медицинскими металлами», а также ряд их сплавов, получили широчайшее распространение во многих врачебных отраслях. Различаясь по ряду характеристик и, тем самым, взаимно дополняя друг друга, они раскрывают перед современной медициной воистину необъятные перспективы.

Ниже будет более подробно рассказано об уникальных характеристиках титана и тантала, основных сферах их использования в медицине, применении различных форм выпуска данных металлов для изготовления инструментов, ортопедического и хирургического оборудования.

Титан и тантал – определение, актуальные свойства

Титан для медицины

Титан (Ti) – легкий металл серебристого оттенка, внешне напоминающий сталь – является одним из химических элементов Периодической таблицы, размещенным в четвертой группе четвертого периода, атомный № 22 (рис. 1).

Рисунок 1. Титановый самородок.

Имеет атомную массу 47,88 при удельной плотности 4,52 г/см 3 . Температура плавления – 1669°С, температура кипения –3263 °С. В промышленных марках с высокой устойчивостью является четырехвалентным. Характеризуется хорошей пластичностью и ковкостью.

Будучи одновременно легким и обладая высокой механической прочностью, вдвое превышающей аналогичный показатель Fe и вшестеро – Al, титан также имеет низкий коэффициент теплового расширения, что позволяет применять его в широком температурном диапазоне.

Титан характеризуется низким показателем теплопроводности, вчетверо меньшим по сравнению с железом и более чем на порядок меньшем, чем у алюминия. Коэффициент терморасширения при 20°С относительно невелик, но увеличивается по мере дальнейшего нагревания.

Отличается данный материал и весьма высоким показателем удельного электросопротивления, который, в зависимости от наличия посторонних элементов, может варьироваться в диапазоне 42·11 -8 ...80·11 -6 Ом·см.

Титан относится к парамагнитным металлам, имея невысокий показатель электропроводности. И хотя у парамагнитных металлов магнитовосприимчивость, как правило, уменьшается по мере разогревания, титан в данном отношении можно отнести к разряду исключений, поскольку его магнитовосприимчивость, напротив, возрастает с увеличением температуры.

За счет суммы вышеперечисленных свойств титан совершенно незаменим в качестве исходного сырья для различных областей практической медицины и медицинского приборостроения. И все же самым ценным качеством титана для использования с этой целью является его высочайшая устойчивость к коррозионным воздействиям, и, как следствие, гипоаллергенность.

Своей коррозионной стойкостью титан обязан тому, что при температурах вплоть до 530-560 °С поверхность металла покрыта прочнейшей естественной защитной пленкой оксида TiO 2 , совершенно нейтральной по отношению к агрессивным химико-биологическим средам. В отношении устойчивости к коррозии титан сравним с платиной и металлами-платиноидами, и даже превосходит эти благородные металлы. В частности, он исключительно устойчив к воздействию кислото-щелочных сред, не растворяясь даже в столь агрессивном «коктейле», как царская водка. Достаточно отметить, что интенсивность коррозионного разрушения титана в морской воде, имеющей химсостав во многом сходный с человеческой лимфой, не превышает 0,00003 мм/год или 0,03 мм в течение тысячелетия!

Благодаря биологической инертности титановых конструкций к организму человека, при имплантации они не отторгаются и не провоцируют аллергических реакций, быстро обтягиваясь костно-мышечными тканями, структура которых остается постоянной на протяжении всей последующей жизни.

Существенным преимуществом титана является и его ценовая доступность, обуславливающая возможность массового применения.

Марки титана и титановые сплавы
Наиболее востребованными медициной марками титана являются технически чистые ВТ1-0, ВТ1-00, ВТ1-00св. В них почти не присутствуют примеси, количество которых столь незначительно, что колеблется в пределах нулевой погрешности. Так, в марке ВТ1-0 содержится около 99,35-99,75% чистого металла, а в марках ВТ1-00 и ВТ1-00св, соответственно, – 99,62-99,92% и 99,41-99,93%.

На сегодняшний день в медицине используется широкий спектр титановых сплавов, различных по своему химсоставу, и механотехнологическим параметрам. В качестве легирующих добавок в них чаще всего используются Та, Al, V, Mo, Mg, Cr, Si, Sn. К наиболее эффективным стабилизаторам можно причислить Zr, Au и металлы платиновой группы. При введении в титан до 12% Zr его коррозиестойкость увеличивается на порядки. Достичь же наибольшего эффекта удается при добавлении в титан небольшого количества Pt и платиноидов Pd, Rh, Ru. Введение в Ti лишь 0,25% данных элементов позволяет на десятки порядков уменьшить активность его взаимодействия с кипящими концентрированными H 2 SO 4 и HCl.

Широкое распространение в имплантологии, ортопедии и хирургии получил сплав Ti-6Al-4V, значительно превосходящий по эксплуатационным параметрам «конкурентов» на базисе кобальта и нержавеющих сталей. В частности, модуль упругости у титановых сплавов в два раза ниже. Для медицинского применения (имплантаты для остеосинтеза, эндопротезы суставов и т.д.) это является большим преимуществом, так как обеспечивает более высокую механосовместимость имплантата с плотными костными структурами организма, у которых модуль упругости составляет 5¸20 Гпа. Еще более низкими показателями в этом отношении (до 40 ГПа и ниже) характеризуются титано-ниобиевые сплавы, разработка и внедрение которых особенно актуальны. Однако прогресс не стоит на месте, и сегодня на смену традиционному Ti-6Al-4V приходят новые медицинские сплавы Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr и Ti-12Mo-6Zr, не содержащие алюминия и ванадия – элементов, оказывающих хотя и незначительное, но все же токсичное воздействие на живые ткани.

В последнее время все более востребованными для медицинских нужд становятся биомеханически совместимые имплантаты, материалом для изготовления которых служит никелид титана TiNi. Причиной роста популярности данного сплава является присущий ему т. наз. эффект запоминания формы (ЭЗФ). Его сущность состоит в том, что контрольный образец, будучи деформированным при пониженных температурах, способен постоянно сохранять вновь обретенные очертания, а при последующем нагревании – восстанавливать изначальную конфигурацию, демонстрируя при этом сверхупругость. Никелид-титановые конструкции незаменимы, в частности, при лечении позвоночных травм и дистрофии опорно-двигательного аппарата.

Тантал для медицины

Определение и полезные характеристики
Тантал (Ta, лат. Tantalum) – тяжелый тугоплавкий металл серебристо-голубоватого «свинцового» оттенка, которому обязан покрывающей его пленке пентаоксида Ta 2 O 5 . Является одним из химических элементов Периодической таблицы, размещенным в побочной подгруппе пятой группы шестого периода, атомный № 73 (рис. 2).

Рисунок 2. Кристаллы тантала.

Тантал имеет атомную массу 180,94 при высокой удельной плотности 16,65 г/см 3 при 20 °C (для сравнения: удельная плотность Fe – 7,87 г/см 3 , Рв – 11,34 г/см 3). Температура плавления – 3017 °С (более тугоплавкими являются только W и Re). 1669°С, температура кипения – 5458 °С. Тантал характеризуется свойством парамагнитности: его удельная магнитовосприимчивость при комнатной температуре составляет 0,849·10 -6 .

Данный конструкционный материал, сочетая в себе высокие показатели твердости и пластичности, в чистом виде хорошо поддается механообработке любыми способами (штамповка, прокатка, ковка, протяжка, скручивание, резание, и т. д.). При низких температурах обрабатывается без сильного наклепа, подвергаясь деформационным воздействиям (ст. сжатия 98,8%) и не нуждаясь при этом в предварительном обжиге. Тантал не утрачивает пластичности даже в случае его заморозки до –198 °C.

Значение модуля упругости тантала составляет 190 Гн/м 2 или 190·102 кгс/мм 2 при 25 °С, благодаря чему он легко перерабатывается в проволоку. Осуществляется также выпуск тончайшего танталового листа (толщина примерно 0,039 мм) и других конструкционных полуфабрикатов.

Своеобразным «двойником» Та является Nb, характеризуемый множеством схожих свойств.

Тантал отличает исключительная стойкость к агрессивным средам. Это является одним из ценнейших его свойств для применения во множестве отраслей, включая медицинскую. Он устойчив к воздействию таких неорганических агрессивных кислот, как HNO 3 , H 2 SO 4 , HCl, H 3 PO 4 , а также органических кислот любых концентраций. По данному параметру его превосходят лишь благородные металлы, да и то не во всех случаях. Так, Та, в отличие от Au, Pt и многих других драгметаллов, «игнорирует» даже царскую водку HNO 3 +3HCl. Несколько меньшая устойчивость тантала наблюдается по отношению к щелочам.

Высокая коррозиестойкость Та проявляется и по отношению к атмосферному кислороду. Процесс окисления начинается только при 285 °С: на металле формируется поверхностная защитная плёнка пентаоксида тантала Ta 2 O 5 . Именно наличие пленки из этого единственно стабильного из всех окислов Та делает металл невосприимчивым к агрессивным реагентам. Отсюда – такая особенно ценная для медицины характеристика тантала, как высокая биосовместимость с организмом человека, воспринимающим вживляемые в него танталовые конструкции как собственную ткань, без отторжения. На этом ценнейшем качестве основано медицинское использование Та в таких сферах, как восстановительная хирургия, ортопедия, имплантология.

Тантал входит в число редких металлов: его запасы в земной коре составляют примерно 0,0002%. Это обуславливает высокую стоимость данного конструкционного материала. Вот почему столь распространено применение тантала в виде наносимых на основной металл тонких пленок защитных антикоррозийных покрытий, имеющих, кстати, в три-четыре раза большую твердость, чем чистый отожженный тантал.

Еще чаще тантал используется в виде сплавов как легирующую добавку в менее дорогостоящие металлы для придания получаемым соединениям комплекса необходимых физико-механических и химсвойств. Стальные, титановые и другие металлические сплавы с добавлением тантала широко востребованы в химико-медицинском приборостроении. Из них, в частности, практикуют изготовление змеевиков, дистилляторов, аэраторов, рентгеновской аппаратуры, устройств контроля и т.д. В медицине тантал и его соединения применяют также с целью изготовления оборудования для операционных.

Примечательно, что в ряде областей тантал, как менее дорогостоящий, но имеющий множество адекватных эксплуатационных характеристик, способен успешно заменять драгметаллы платиноиридиевой группы.

Марки тантала и его сплавы
Основными марками нелегированного титана с содержанием примесей в пределах статистической погрешности являются:

• ТВЧ: Ta - 99,9%, (Nb) - 0,2%. Прочие примеси, такие как (Ti), (Al), (Co), (Ni), содержатся в тысячных и десятитысячных долях процента.
• ТВЧ 1: Химический состав указанной марки на 99,9% состоит из Ta. Ниобию (Nb), который всегда присутствует в промышленном тантале, соответствует всего 0,03%.
• ТЧ: Та – 99,8%. Примеси (не более %): Nb - 0,1%, Fe - 0,005%, Ti, H - по 0,001%, Si - 0,003%, W+Mo, O - по 0,015%, Co - 0,0001%, Ca - 0,002%, Na, Mg, Mn - по 0,0003%, Ni, Zr, Sn - по 0,0005%, Al - 0,0008%, Cu, Cr - по 0,0006%, C, N - по 0,01%.
• Т: Та – 99,37%, Nb – 0,5%, W – 0,05%, Mo – 0,03%, (Fe) - 0,03%; (Ti) - 0,01%, (Si) - 0,005%.

Высокие показатели твердости Ta позволяют изготавливать на его основе конструкционные твердые сплавы, например, Ta с W (ТВ). Замена сплава TiС танталовым аналогом TaС существенно оптимизирует механические характеристики конструкционного материала и расширяет возможности его применения.

Актуальность применения Та в медицинских целях
На медицинские нужды расходуется примерно 5% производимого в мире тантала. Несмотря на это, значимость его использования в данной отрасли трудно переоценить.

Как уже отмечалось, тантал является одним из лучших металлических биоинертных материалов благодаря самообразующейся на его поверхности тончайшей, но очень прочной и химически стойкой пленки пентаоксида Та 2 О 5 . Благодаря высоким показателям адгезии, облегчающей и ускоряющей процесс сращивания имплантата с живой тканью, наблюдается низкий процент отторжения танталовых имплантатов и отсутствие воспалительных реакций.

Из таких танталовых полуфабрикатов, как лист, пруток, проволока и прочие формы выпуска, изготавливают конструкции, востребованные в пластической, кардио-, нейро- и остеохирургии для наложения швов, сращивания костных обломков, стентирования и клипирования сосудов (рис. 3).

Рисунок 3. Танталовая крепежная конструкция в плечевом суставе.

Применение тонких танталовых пластинчатых и сетчатых конструкций практикуется в челюстно-лицевой хирургии и для лечения черепно-мозговых травм. Волокнами танталовой пряжи замещают ткань мышц и сухожилий. С помощью тантала Хирурги используют танталовое волокно при полостных операциях, в частности, с целью укрепления стенок брюшной полости. Танталовые сетки незаменимы в сфере офтальмопротезирования. Тончайшие танталовые нити используют даже для регенерации нервных стволов.

И, конечно, Та и его соединения, наряду с Ti, повсеместно применяют в ортопедии и имплантологии для изготовления суставных эндопротезов и стоматологического протезирования.

С начала нового тысячелетия обретает все более широкую популярность инновационная сфера медицины, в основу которой заложен принцип использования статических электрополей для активизации в человеческом организме желательных биопроцессов. Научно доказано наличие высоких электретных свойств покрытия из пентаоксида тантала Та 2 О 5 . Титанооксидные электретные пленки ужа получили распространение в сосудистой хирургии, эндопротезировании, создании медицинских инструментов и приборов.

Практическое применение титана и тантала в конкретных отраслях медицины

Травматология: конструкции для сращивания переломов

В настоящее время для скорейшего сращивания переломов все чаще применяют такую инновационную технологию, как металлический остеосинтез. С целью обеспечить стабильное положение костных осколков используют различные фиксирующие конструкции, как наружные, так и внутренние, имплантируемые в тело. Однако применяемые ранее стальные изделия показывают невысокую эффективность ввиду их подверженности коррозии под воздействием агрессивной среды организма и явления гальванизации. В результате наступает как быстрое разрушение самих фиксаторов, так и реакция отторжения, вызывающая воспалительные процессы на фоне сильных болевых ощущений вследствие активного взаимодействия ионов Fe с физиологической средой костно-мышечных тканей в электрическом поле организма.

Избежать нежелательных последствий позволяет изготовление титановых и танталовых фиксаторов-имплантатов, обладающих свойством биосовместимости с живыми тканями (рис. 4).

Рисунок 4. Титановые и танталовые конструкции для остеосинтеза.

Подобные конструкции простых и сложных конфигураций могут быть использованы для продолжительного или даже постоянного внедрения в организм человека. Это особенно важно для пожилых пациентов, поскольку избавляет их от необходимости операции по удалению фиксатора.

Эндопротезирование

Искусственные механизмы, имплантируемые хирургическим путем в костную ткань, называются эндопротезами. Наибольшее распространение получило эндопротезирование суставов – тазобедренного, плечевого, локтевого, коленного, голеностопного и т.д. Процесс эндопротезирования всегда представляет собой сложную операцию, когда часть не подлежащего естественному восстановлению сустава удаляется с последующей ее заменой на имплантат-эндопротез.

К металлическим компонентам эндопротезов предъявляется ряд серьезных требований. Они должны одновременно обладать свойствами жесткости, прочности, эластичности, возможностью создания необходимой поверхностной структуры, стойкостью к коррозионным воздействиям со стороны организма, исключающей риск отторжения, другими полезными качествами.

Для изготовления эндопротезов могут быть использованы различные биоинертные металлы. Ведущее место среди них занимают титан, тантал и их сплавы. Эти долговечные, прочные и удобные в обработке материалы обеспечивают эффективную остеоинтеграцию (воспринимаются костной тканью как естественные ткани организма и не вызывают с его стороны негативных реакций) и быстрое срастание костей, гарантируя стабильность протеза на длительные сроки, исчисляемые десятилетиями. На рис. 5 представлено применение титана в артропластике бедра.

Рисунок 5. Титановый эндопротез тазобедренного сустава.

При эндопротезировании как альтернативу использованию цельнометаллических конструкций широко используют метод плазменного напыления на поверхность неметаллических компонентов протеза защитных биосовместимых покрытий на основе оксидов Ti и Та.

Чистый титан и его сплавы. В сфере эндопротезирования находят широкое применение как чистый Ti (напр. CP-Ti с содержанием Ti 98,2-99,7 %), так и его сплавы. Наиболее распространенный из них Ti-6AI-4V при высоких показателях прочности, характеризуется коррозиестойкостью и биологической инертностью. Сплав Ti-6A1-4V отличается особенно высокой механопрочностью, имея торсионно-аксиальные характеристики, предельно близкие к аналогичным параметрам кости.

К настоящему времени разработан целый ряд современных титановых сплавов. Так, в химическом составе сплавав Ti-5AI-2,5Fe и Ti-6AI-17 Niobium не содержится токсичный V, кроме того, они отличаются низким значением модуля упругости. А сплаву Ti-Ta30 присуще наличие модуля терморасширения, сопоставимого с аналогичным показателем металлокерамики, что обуславливает его устойчивость при длительном взаимодействии с металлокерамическими компонентами имплантата.

Тантало-циркониевые сплавы. В сплавах Та+Zr совмещаются такие важнейшие для эндопротезирования свойства, как биосовместимость с тканями организма на основе коррозионной и гальванической стойкости, поверхностная жесткость и трабекулярная (пористая) структура металлической поверхности. Именно благодаря свойству трабекулярности возможно значительное ускорение процесса остеоинтеграции – наращивания на металлической поверхности имплантата живой костной ткани.

Эластичные эндопротезы из проволочной титановой сетки. Благодаря высокой пластичности и легкости в современной восстановительной хирургии, других медицинских отраслях активно используются инновационные эластичные эндопротезы в виде тончайшей проволочной титановой сетки-«паутины». Упругая, прочная, эластичная, долговечная и сохраняющая свойство биоинертности, сетка является идеальным материалом для эндопротезов мягких тканей (рис. 6).

Рисунок 6. Сетчатый эндопротез из титанового сплава для пластики мягких тканей.

«Паутину» уже успешно опробовали в таких сферах, как гинекология, челюстно-лицевая хирургия и травматология. По мнению специалистов, сетчатые титановые эндопротезы не знают себе равных в плане стабильности при практически нулевом риске побочных проявлений.

Титано-никелевые медицинские сплавы с эффектом запоминания формы

Сегодня в различных сферах медицины находят широкое распространение сплавы из никелида титана, имеющие т. наз. с эффект запоминания формы (ЭЗФ). Данный материал применяют для эндопротезирования связочно-хрящевой ткани опорно-двигательного аппарата человека.

Никелид титана (международный термин нитинол) представляет собой интерметаллид TiNi, который получают путем сплавления в равных пропорциях Ti и Ni. Важнейшей характеристикой никелид-титановых сплавов является свойство сверхупругости, на котором и базируется ЭЗФ.

Сущность эффекта состоит в том, что образец при охлаждении в определенном диапазоне температур легко деформируется, причем деформация самоустраняется при повышении температуры до первоначального значения с возникновением сверхупругих свойств. Другими словами, если пластину из сплава нитинол изогнуть при пониженной температуре, то в этом же температурном режиме она будет сохранять свою новую форму сколь угодно долго. Однако стоит лишь повысить температуру до исходной, пластина вновь выпрямится подобно пружине и обретет первоначальную форму.

Образцы продукции медицинского назначения из сплава нитинол показаны на представленных ниже рис. 7, 8, 9, 10.

Рисунок 7. Набор имплантатов из никелида титана для травматологии (в виде скоб, скреп, фиксаторов и т.д.).

Рисунок 8. Набор имплантатов из никелида титана для хирургии (в виде зажимов, дилататоров, хирургического инструментария).

Рисунок 9. Образцы пористых материалов и имплантатов из никелида титана для вертебрологии (в виде эндопротезов, изделий пластинчатой и цилиндрической конфигурации).

Рисунок 10. Материалы и эндопротезы из никелида титана для челюстно-лицевой хирургии и стоматологии.

Помимо этого, никелид-титановые сплавы, как и большинство изделий на титановой основе, биоинертны вследствие высокой коррозие- и гальваностойкости. Таким образом, это идеальный по отношению к организму человека материал для изготовления биомеханически совместимых имплантатов (БМСИ).

Применение Ti и Та для изготовления сосудистых стентов

Стентами (от англ. stent) - в медицине называют специальные, имеющие вид упругих сетчатых цилиндрических каркасов, металлоконструкции, помещаемые внутрь крупных сосудов (вен и артерий), а также прочих полых органов (пищевод, кишечник, желче- мочевыводящие протоки и др.) на патологически суженных участках с целью их расширения до необходимых параметров и восстановления проходимости.

Наиболее востребовано применение метода стентирования в такой сфере, как сосудистая хирургия, и, в частности, коронарная ангиопластика (рис. 11).

Рисунок 11. Образцы титановых и танталовых сосудистых стентов.

На сегодняшний день научно разработаны и внедрены в реальную практику сосудистые стенты более чем полутысячи различных типов и конструкций. Они различаются между собой по составу исходного сплава, длине, конфигурации отверстий, виду поверхностного покрытия, другим рабочим параметрам.

Требования, предъявляемые к сосудистым стентам, призваны обеспечить их безупречную функциональность, а потому многообразны и весьма высоки.

Данные изделия должны быть:

• биосовместимыми с тканями организма;
• гибкими;
• эластичными;
• прочными;
• рентгеноконстрастыми и т.д.

Основными материалами, используемыми сегодня при изготовлении металлостентов являются композиции благородных металлов, а также Та, Ti и его сплавы (ВТ6С, ВТ8, ВТ 14, ВТ23, нитинол), полностью биоинтегрируемые с тканями организма и сочетающие в себе комплекс всех прочих необходимых физико-механических свойств.

Сшивание костей, сосудов и нервных волокон

Периферические нервные стволы, поврежденные в результате различных механических травм или осложнений тех или иных заболеваний, нуждаются для восстановления в серьезном хирургическом вмешательстве. Положение усугубляется тем, что обычно подобные патологии наблюдаются на фоне травмирования сопутствующих органов, таких, как кости, сосуды, мышцы, сухожилия и др. В этом случае разрабатывается комплексная программа лечения с наложением специфических швов. В качестве же исходного сырья для изготовления шовного материала – нитей, скреп, фиксаторов и т.д. – используются титан, тантал и их сплавы, как металлы, обладающие химической биосовместимостью и всем комплексом необходимых физикомеханических свойств.

На представленных ниже рисунках изображены примеры подобных операций.

Рисунок 12. Сшивание кости титановыми скрепами.

Рисунок 13. Сшивание пучка нервных волокон с применением тончайших танталовых нитей.

Рисунок 14. Сшивание сосудов с применением танталовых скрепок.

В настоящее время разрабатываются все более совершенные технологии нейро- остео- и вазопластики, однако применяемые для этого титано-танталовые материалы продолжают удерживать пальму первенства перед всеми прочими.

Пластическая хирургия

Пластической хирургией называют устранение хирургическим путем дефектов органов с целью воссоздания их идеальных анатомических пропорций. Часто при этом подобные реконструкции выполняются с использованием имплантируемых в ткани различных металлических изделий в виде пластин, сеток, пружин и т.д.

Особенно показательна в данном отношении краниопластика – операция по исправлению деформации черепа. В зависимости от показаний в каждой конкретной клинической ситуации краниопластика может выполняться посредством наложения на оперируемый участок жестких титановых пластин или эластичных сеток из тантала. В обоих случаях допускается применение как чистых металлов без легирующих добавок, так и их биоинертных сплавов. Примеры краниопластики с применением титановой пластины и танталовой сетки представлены на приведенных ниже рисунках.

Рисунок 15. Краниопластика с использованием титановой пластины.

Рисунок 16. Краниопластика с применением танталовой сетки.

Титано-танталовые конструкции могут применяться также при косметическом восстановлении лица, груди, ягодиц и многих других органов.

Нейрохирургия (наложение микроклипсов)

Клипированием (англ. clip зажим) называется нейрохирургическая операция на сосудах головного мозга, имеющая целью остановить кровотечение (в частности, при разрыве аневризмы) либо выключить из кровообращения травмированные мелкие сосуды. Сущность метода клипирования заключается в том, что на поврежденные участки накладываются миниатюрные металлические зажимы - клипсы.

Востребованность метода клипирования, прежде всего, в нейрохирургической сфере объясняется невозможность перевязывания мелких мозговых сосудов традиционными способами.

В связи с разнообразием и спецификой возникающих клинических ситуаций, в нейрохирургической практике используется обширная номенклатура сосудистых клипсов, различающихся по конкретному назначению, способу фиксации, размерным и другим функциональным параметрам (рис. 17).

Рисунок 17. Клипсы для выключения аневризм головного мозга.

На фотографиях клипсы кажутся крупными, на самом же деле по размерам они не больше ноготка ребенка и устанавливаются под микроскопом (рис. 18).

Рисунок 18. Операция по клипированию аневризмы сосуда головного мозга.

Для изготовления клипсов, как правило, используют плоскую проволоку из чистого титана или тантала, в некоторых случаях из серебра. Такие изделия абсолютно инертны по отношению к мозговому веществу, не вызывая реакций противодействия.

Стоматологическая ортопедия

Широкое медицинское применение титан, тантал и их сплавы нашли в стоматологии, а именно в сфере протезирования зубов.

Ротовая полость – особенно агрессивная среда, негативно воздействующая на металлические материалы. Даже такие традиционно используемые при дентальном протезировании драгметаллы, такие как золото и платина, в ротовой полости не могут совершенно противостоять коррозии и последующему отторжению, не говоря уже о высокой стоимости и большой массе, вызывающей дискомфорт у пациентов. С другой стороны, легкие ортопедические конструкции из акриловой пластмассы также не выдерживают серьезной критики в силу своей недолговечности. Подлинной революцией в стоматологии стало изготовление отдельных коронок, а также мостовидных и съемных протезов на базисе титана и тантала. Данные металлы, ввиду таких присущих им ценных качеств, как биологическая инертность и высокая прочность при относительной дешевизне успешно конкурируют с золотом и платиной, а по ряду параметров даже превосходят их.

Большой популярностью, в частности, пользуются штампованные и цельнолитые титановые коронки (рис. 19). А коронки с плазменным напылением из нитрида титана TiN по внешнему виду и функциональным свойствам практически неотличимы от золотых (рис. 19)

Рисунок 19. Цельнолитая титановая коронка и коронка с напылением из нитрида титана.

Что же касается протезов, то они могут быть несъемными (мостовидными) для восстановления нескольких рядом стоящих зубов или съемными, используемыми при утрате всего зубного ряда (полная адентия челюсти). Наиболее распространенные протезы – бюгельные (от нем. der Bogen «дуга»).

Бюгельный протез выгодно отличает наличие металлического каркаса, на котором крепится базисная часть (рис. 20).

Рисунок 20. Бюгельный протез нижней челюсти.

Сегодня бюгельная часть протеза и кламмеры выполняются, как правило, из чистого медицинского титана высокой чистоты марки ТВЧ.

Подлинной революцией в стоматологии явилась становящаяся все более востребованной технология имплантационного зубного протезирования. Протезирование на имплантатах – самый надежный способ крепления ортопедических конструкций, которые в этом случае служат десятилетиями или даже пожизненно.

Дентальный (зубной) имплантат – служащая опорой для коронок, а также мостовидных и съемных протезов двусоставная конструкция, базовая часть которой (собственно имплантат) представляет собой конусный штифт с резьбой, ввинчиваемый непосредственно в кость челюсти. На верхнюю платформу имплантата устанавливается абатмент, служащий для фиксации коронки или протеза (рис. 21).

Рисунок 21. Зубной имплантат Nobel Biocare из чистого медицинского титана класса 4(G4Ti).

Чаще всего для изготовления винтовой части имплантата служит чистый медицинский титан с поверхностным тантал-ниобиевым напылением, способствующим активизации процесса остеоинтеграции – сращивания металла с живыми костными и десневыми тканями.

Однако некоторые производители предпочитают изготавливать не двусоставные, а цельные имплантаты, в которых винтовая часть и абатмент имеют не раздельную, а монолитную структуру. При этом, например, немецкая компания Zimmer производит цельные имплантаты из пористого тантала, который, в сравнении с титаном, обладает большей гибкостью и внедряется в ткань кости с практически нулевым риском осложнений (рис. 22).

Рисунок 22. Цельные зубные имплантаты Zimmer из пористого тантала.

Тантал, в отличие от титана – более тяжелый металл, поэтому пористая структура существенно облегчает изделие, не вызывая, к тому же, необходимости в дополнительном внешнем напылении остеоинтегрирующего покрытия.

Примеры имплантационного протезирования отдельных зубов (коронки) и путем установки на имплантаты съемных протезов показаны на рис. 23.

Рисунок 23. Примеры применения титано-танталовых имплантатов в зубном протезировании.

Ныне, в добавление к уже существующим, разрабатываются все новые методики протезирования на имплантатах, показывающие высокую эффективность в различных клинических ситуациях.

Изготовление медицинского инструментария

Сегодня в мировой клинической практике используется сотни разновидностей различных хирургических и эндоскопических инструментов и медицинской аппаратуры, изготавливаемых с применением титана и тантала (ГОСТ 19126-79 «Инструменты медицинские металлические. Общие технические условия». Они выгодно отличаются от прочих аналогов по показателям прочности, пластичности и коррозиестойкости, обуславливающей биологическую инертность.

Титановые мединструменты по легкости почти вдвое превосходят стальные аналоги, являясь при этом более удобными и долговечными.

Рисунок 24. Хирургические инструменты, изготовленные на титано-танталовой основе.

Основными медицинскими отраслями, в которых более всего востребован титаново-танталовый инструментарий, являются офтальмологическая, стоматологическая, отоларингологическая и хирургическая. В составе обширной номенклатуры инструментов представлены сотни наименований шпателей, клипсов, расширителей, зеркал, зажимов, ножниц, щипцов, скальпелей, стерилизаторов, тубусов, долот, пинцетов, всевозможных пластин.

Биохимические и физикомеханические характеристики легких титановых инструментов имеют особую ценность для военно-полевой хирургии и различных экспедиций. Здесь они совершенно незаменимы, поскольку в экстремальных условиях буквально каждые 5-10 граммов лишнего груза являются существенной обузой, а устойчивость к коррозии и максимум надежности – обязательные требования.

Титан, тантал и их сплавы в виде монолитных изделий или тонких защитных покрытий активно применяют в медицинском приборостроении. Их используют при изготовлении дистилляторов, насосов для перекачки агрессивных сред, стерилизаторов, компонентов наркозо-дыхательной аппаратуры, сложнейших устройств для дублирования работы жизненно важных органов типа «искусственное сердце», «искусственное легкое», «искусственная почка» и др.

Титановые головки аппаратов для УЗИ имеют самый продолжительный эксплуатационный ресурс, при том, что аналоги из прочих материалов даже при нерегулярном воздействии ультразвуковых колебаний быстро приходят в негодность.

В дополнение к выше сказанному можно отметить, что титан, как и тантал, в отличие от многих других металлов, имеют способность к десорбированию («отталкиванию») излучения радиоактивных изотопов, в связи с чем активно применяются в производстве различных защитных устройств и радиологической аппаратуры.

Заключение

Разработка и производство изделий медицинского назначения – одно из наиболее интенсивно развивающихся направлений научно-технического прогресса. С началом третьего тысячелетия медицинская наука и техника вошли в число основных движущих сил современной мировой цивилизации.

Значение металлов в человеческой жизнедеятельности неуклонно возрастает. Революционные изменения происходят на фоне интенсивного развития научного материаловедения и практической металлургии. И вот уже в последние десятилетия «на щит истории» подняты такие промышленные металлы, как титан и тантал, которые со всеми на то основаниями можно назвать конструкционными материалами нового тысячелетия.

Значение титана в современном врачевании просто невозможно переоценить. Несмотря на относительно непродолжительную историю использования в практических целях, он стал одним из лидирующих материалов во множестве медицинских отраслей. Титан и его сплавы обладают для этого суммой всех необходимых характеристик: коррозиестойкостью (и, как следствие, биоинертностью), а также легкостью, прочностью, твёрдостью, жёсткостью, долговечностью, гальванической нейтральностью и т.д.

Не уступает титану в плане практической значимости и тантал. При общем сходстве большинства полезных свойств по некоторым качествам они уступают, а по некоторым – превосходят друг друга. Вот почему трудно, да и вряд ли разумно объективно судить о приоритетности какого-то одного из этих металлов для медицины: они, скорее, органично дополняют друг друга, чем конфликтуют между собой. Достаточно отметить, что ныне активно разрабатываются и находят реальное применение медицинские конструкции на основе титано-танталовых сплавов, объединяющих в себе все преимущества Ti и Та. И далеко не случайно в последние годы предпринимаются все более успешные попытки создания имплантируемых непосредственно в организм человека полноценных искусственных органов из титана, тантала и их соединений. Близится время, когда, скажем, понятия «титановое сердце» или «танталовые нервы» уверенно перейдут из разряда фигур речи в сугубо практическую плоскость.

Сплавы титана обладают высокими технологическими и физико-механическими свойствами, а также токсикологической инертностью. Титан марки ВТ-100 листовой используется для штампованных коронок (толщина 0,14-0,28 мм), штампованных базисов (0,35-0,4 мм) съемных протезов, каркасов титанокерамических протезов, имплантатов различных конструкций. Для имплантации применяется также титан ВТ-6.

Для создания литых коронок, мостовидных протезов, каркасов дуговых (бюгельных), шинирующих протезов, литых металлических базисов применяется литьевой титан ВТ-5Л . Температура плавления титанового сплава составляет 1640° С.

В зарубежой специальной литературе существует точка зрения, по которой титан и его сплавы выступают альтернативой золоту. При контакте с воздухом титан образует тонкий инертный слой оксида. К его другим достоинствам относятся низкая теплопроводность и способность соединяться с композиционными цементами и фарфором. Недостатком является трудность получения отливки (чистый титан плавится при 1668° С и легко реагирует с традиционными формовочными массами и кислородом). Следовательно, он должен отливаться и спаиваться в специальных приборах в бескислородной среде. Разрабатываются сплавы титана с никелем, которые можно отливать традиционным методом (такой сплав выделяет очень мало ионов никеля и хорошо соединяется с фарфором). Новые методы создания несъемных протезов (в первую очередь коронок и мостовидных протезов) по технологии CAD/CAM (компьютерное моделирование/компьютерное фрезерование) сразу устраняет все проблемы литья. Определенные успехи достигнуты и отечественными учеными.

Съемные зубные протезы с тонколистовыми титановыми базисами толщиной 0,3-0,7 мм имеют следующие основные преимущества перед протезами с базисами из других материалов:

Абсолютную инертность к тканям полости рта, что полностью исключает возможность аллергической реакции на никель и хром, входящие в состав металлических базисов из других сплавов; - полное отсутствие токсического, термоизолирующего и аллергического воздействия, свойственного пластмассовым базисам; - малую толщину и массу при достаточной жесткости базиса благодаря высокой удельной прочности титана; - высокую точность воспроизведения мельчайших деталей рельефа протезного ложа, недостижимую для пластмассовых и литых базисов из других металлов; - существенное облегчение в привыкании пациента к протезу; - сохранение хорошей дикции и восприятия вкуса пищи.

Применение в стоматологии получили пористый титан, а также никелид титана, обладающий памятью формы в качестве материалов для имплантатов. Был период, когда в стоматологии получило распространение покрытие металлических протезов нитридом титана, придающее золотистый оттенок стали и КХС и изолирующее, по мнению авторов метода, линию паяния. Однако эта методика не получила широкого применения по следующим причинам:

1) покрытие нитрид-титаном несъемных протезов базируется на старой технологии, т. е. штамповке и пайке;

2) при применении протезов с нитрид-титановым покрытием используется старая технология протезов, таким образом, квалификация стоматологов-ортопедов не повышается, а остается на уровне 50-х годов;

3) протезы с нитрид-титановым покрытием неэстетичны и рассчитаны на дурной вкус некоторой части населения. Наша задача - не подчеркивать дефект зубного ряда, а скрывать его. И с этой точки зрения данные протезы неприемлемы. Золотые сплавы тоже имеют недостатки эстетического характера. Но приверженность ортопедов-стоматологов к золотым сплавам объясняется не их цветом, а технологичностью и большой устойчивостью к воздействию ротовой жидкости;

4) клинические наблюдения показали, что нитрид-титановое покрытие слущивается, иначе говоря, это покрытие имеет ту же судьбу, что и другие биметаллы;

5) следует иметь в виду, что интеллектуальный уровень наших пациентов значительно возрос, а вместе с этим повысились требования к внешнему виду протеза. Это идет вразрез с попытками некоторых ортопедов найти суррогат золотого сплава;

6) причины появления предложения - покрытие несъемных протезов нитрид-титаном - заключаются, с одной стороны, в отсталости материально-технической базы ортопедической стоматологии, а с другой - в недостаточном уровне профессиональной культуры некоторых врачей-стоматологов.

К этому можно добавить большое количество токсико-аллергических реакций организма пациентов на нитрид-титановое покрытие несъемных протезов.

Александр Модестов зубной техник – мастер, демонстратор фирм Дентаурум и Еспридент, Германия

В настоящее время титан занял свое достойное место в ряду современных материалов.

У этого материала интересная история, принесшая за собой много открытий, которым он обязан своему сегодняшнему успеху, достигнутому в очень короткое время. Сегодня титан успешно применяется в автомобиле- и авиастроении, в космических кораблях и судостроении, везде, где необходима эффективная защита от коррозии и конечно в медицине.

При росте аллергических реакций на различные металлы и сплавы металлов применяемых в медицине и стоматологии титан рассматривается как решающая альтернатива.

Благодаря замечательной биосовместимости и невероятной стабильности титана, этот металл обратил на себя внимание ортопедии. Сегодня из титана изготавливаются тазобедренные и коленные протезы, различные иглы и винты. Также корпуса для сердечных стимуляторов и слуховых аппаратов тоже из титана.

Высокая биосовместимость обусловлена способностью титана в доли секунды образовывать на своей поверхнрсти защитный оксидный слой. Благодаря которому он не корродирует и не отдаёт свободные ионы металла, которые способны вокруг имплантата или протеза вызывать патологические процессы. На сегодняшний день титан даёт нам возможность использования только одного металла в полости рта. Мы можем изготовить практически любые конструкции. Не происходит ни каких электрохимических реакций между различными частями протезов, а окружающие протез ткани остаются свободными от ионов металла.

Вкладки и накладки, цельнолитые и облицованные коронки и мосты, бюгельные протезы и цельнолитые базисы полных съёмных протезов, комбинированные протезы и протезирование на имплантатах (включая сами имплантаты) – вот спектр применения титана, о котором не мечтали и самые большие оптимисты.

Влияние титана на современную стоматологию так всеобъемлюще, что даже скептически настроенные коллеги справедливо отдают должное его особенностям, внимательно следя за его развитием, особенно в современной имплантологии. Поэтому мы сегодня посвящаем эту статью вопросам литья титана и его обработки в условиях зуботехнической лаборатории.

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 7

Рис. 8

Рис. 9

Рис. 10

Рис. 11

В медицине первые опыты по применению титана начались в 40-х годах со вживления в мягкие ткани животных цилиндриков из титана, которое протекало без реакции со стороны организма.

В стоматологии применение титана началось с использования этого металла в своих исследовательских работах профессором Бренемарком в 1956 году.

Пока титан утверждал себя в зубной импланталогии, росло параллельно желание использовать этот металл так же и в индивидуальном протезировании.

Первые эксперименты литья титана в зуботехнической области были произведены доктором Ватерстраатом в 1977 году.

Тепловое преобразование формы титана в зуботехнических целях стало возможным с применением литейной установки для литья титана японской фирмы Охара с 1981 года.

Методы холодной обработки титана – например фрезерная обработка - изготовление имплантатов или фрезерование каркасов коронок или мостовидных протезов путем так называемых САD/CAM технологий, не влечет за собой особых сложностей. Проблемы присутствуют в так называемом горячем изменении формы металла, т.е. в литье. Нам интересен этот процесс в первую очередь не очень высокой себестоимостью, по отношению к ещё развивающимся CAD/CAM технологиям, а во – вторых, как единственный на сегодняшний день способ изготовления каркасов бюгельных протезов.

Литьё титана

Как мы уже отметили высокая реакционная способность титана, высокая точка плавления требуют, низкая плотность требуют специальную литейную установку и паковочную массу. В данное время на рынке известны три системы, которые считаются лучшими, для литья титана. Это система Рематитан фирмы Дентаурум (Германия), система Биотан фирмы Шутц-дентал (Германия) и система японской фирмы Морита. Сегодня мы подробно познакомимся с Рематитан – литейной системой. Во-первых потому, что на наш взгляд это лучшая система, которая позволяет добиться литья очень высокого и стабильного качества, во вторых мы имеем уже 4,5 летний опыт работы.

Что подразумевается под системой для литья титана?

В первую очередь это литейная установка Рематитан- Аутокаст или Аутокаст – Универсал.

Литейные установки Аутокаст основаны на принципе плавки титана в защитной среде аргона на медном тигле посредством вольтовой дуги, точно также в ромышленности сплавляют титановую губку для получения чистого титана. Заливка металла в кювету происходит при помощи вакуума в литейной камере и повышенного давления аргона в плавильной- во время опрокидывания тигля.

Внешний вид и принцип, как функционирует установка, показан на рис. 1 и 2.

В начале процесса обе камеры плавильная (в верху) и литейная (в низу) промываются аргоном, затем из обеих камер эвакуируется смесь воздуха и аргона, после чего плавильная камера заполняется аргоном а в литейной образуется вакуум. Включается вольтовая дуга и начинается процесс плавления титана. После прохождения определенного времени резко опрокидывается плавильный тигель и металл всасывается в находящуюся в вакууме форму, собственный вес а также повышающееся давление аргона на этот момент также способствуют его загонке. Этот принцип даёт возможность получать хорошие, плотные отливки из чистого титана.

Следующим компонентом литейной системы является паковочная масса.

Так как в расплавленном состоянии реакционная способность титана очень высока, то он требует специальных паковочных масс, которые изготавливаются на основе оксидов алюминия и магнезии, которые в свою очередь позволяют снизить реакционный слой титана до минимума. Дентаурум предлагает несколько таких масс, например Рематитан Плюс – паковочная масса для отливки бюгельных протезов, паковочные массы Рематитан Ультра и Тринелл для отливки коронок и мостов (Рис. 3, 4). Тринелл к примеру это новое покаление паковочных масс для титана. Первая в мире скоростная паковочная масса для титана, которая позволяет значительно экономить время и дает очень чистую поверхность металла, практически без реакционного слоя.

Титан – литейный металл

Тритан 1 и Рематитан М. Химическая чистота минимум 99,5%. Тритан 1 – это титан град 1, пригоден для всех видов работ, очень низкое содержание кислорода в металле. Рематитан М – по прочности относится к титану град 4, значительно повышеный предел прочности и эластичность, делают возможным применение в кламмерных бюгельных протезах и для мостовидных работ большой протяженности.

Что нужно знать при работе с титаном?

Особенности моделирования

Изготавливаемый для облицовки керамикой каркас должен иметь уменьшенную анатомическую форму зуба. Внутренняя поддержка керамики каркасом очень важна, кроме того для благоприятного теплообмена между керамикой и металлом во время обжига обязательно наличие или охладительных ребрышек (Рис. 5) или гирлянды. На мостовидных протезах большой протяженности наличие гирлянды обязательно также в целях упрочнения каркаса. Толщина колпачков должна быть не ниже 0,4–0,5 мм. Каркасы бюгельных протезов моделируются также несколько толше, по отношению к каркасам из хром-кобальтовых сплавов.

Штифтование

Правильное штифтование (установка литников и создание литниковой системы), также как и правильное расположение в кювете играет огромную роль и производится строго по правилам предложенным фирмой производителем литейных установок. Фирма Дентаурум предлагает следующие требования к литейной системе Рематитан. Для коронок и мостов использование только специального литьевого конуса, который позволяет оптимально направлять металл к отливаемому объекту. Высота входного литникового канала от конуса до питающей балки 10 мм при его диаметре 4–5 мм. Диаметр питающей балки 4 мм.

Подводные литниковае каналы к отливаемому объекту диаметром 3 мм и высотой также не более 3 мм. Очень важно: подводные каналы не должны располагаться напротив входного литникового канала (Рис. 6 и 7), в противном случае очень высока возможность возникновения газовых пор. Все соединения должны быть очень гладкими, без острых углов и т.д. чтобы максимально снизить возникающую во время заливки металла турбулентность которая приводит к образованию газовых пор. Литниковая система для бюгельных протезов, а особенно для цельнолитых базисов полных съёмных протезов также отлична, от литниковых систем которые мы применяем для отливки бюгельных протезов из хром-кобальтовых сплавов.

Во всех трёх упомянутых выше литейных установках двух камерный принцип, титан плавится в плавильной камере в среде аргона, на медном тигле при помощи вольтовой дуги, и посредством вакуума или давления аргона загоняется в форму. Отличительными являются способ загонки металла и система штифтования, которые и влияют на количество ошибок во время литья.

Альфа-слой

Посредством реакции и диффузии газообразных и твёрдых элементов (кислород, углерод, силициум и др.) из атмосферы плавильной камеры и паковочной массы, происходит образование реакционной зоны и более твердой поверхности титана. Это изменение твердости зависит от веществ, из которых изготовленна паковочная масса и обусловленных реакций с жидким титаном.

Поверхностный слой или альфированный слой настолько хрупкий и загрязнённый, что во время предварительной обработки титана, особенно под облицовку керамикой, должен быть полностью удален.

Изменение кристаллической структуры

Для зуботехнического применения переход титана при температуре 882,5 °С из одного кристолического состояния в другое имеет очень большое значение. Титан переходит при этой температуре из альфа-титана с гексагональной кристалической решеткой в ветта-титан с кубической. Что влечет за собой, не только изменение его физических параметров, но и увеличение на 17% его оъёма.

Поэтой причине также необходимо использование специальных керамик, температура обжига которых должна находиться ниже 880 °С.

Пассивный слой

У титана очень сильное стремление при комнатной температуре с кислородом воздуха образовывать мгновенно тонкий защитный оксидный слой, коорый защищает его в дальнейшем от коррозии и обуславливает хорошую переносимость титана организмом.

Пассивный слой имеет способность самостоятельно регенерироваться.

Этот слой, на различных этапах работы с титаном, должен гарантироваться.

После пескоструйной обработки, перед чисткой каркаса паром, необходимо оставить каркас минимум 5 мин. пассивироваться. Только что отполированный протез должен пассивироваться не менее 10–15 минут, в противном случае нет гарантии хорошего блеска готовой работы.

Требования к обработке, соответствующие материаллу

Физические свойства, фазы оксидации и изменение кристаллической решетки должны учитываться при обработке титана.

Правильная обработка может успешно производиться только специальными фрезами для титана, со специальной крестообразной насечкой (Рис. 10). Уменьшенный угол рабочей поверхности которых дает возможность оптимально снимать достаточно мягкий металл, с одновременно хорошим охлаждением имнструмента. Обработка титана должна производится без сильного давления на инструмент.

При неправильном инструменте, или сильном нажиме возможны локальные перегревы металла, сопровождаемые сильным образованием оксида и изменением кристаллической решетки. Визуально на обрабатываемом объекте происходит изменение цвета и слегка грубеет поверхность. В этих местах не бутет необходимого сцепления с керамикой (возможность появления трещин и сколов), если это не облицовываемые участки, то дальнейшая обработка и полировка будет также не соответствовать предъявляемым требованиям.

Фрезы для титана должны храниться отдельно от других инструментов. Они должны регулярно очищаться пароструйным аппаратом и щеточками из стекловолокна от остатков титана.

Использование при обработке титана различных карборундовых дисков и камней, или алмазных головок сильно загрязняет поверхность титана, что приводит в дальнейшем также к трещинам и сколам в керамике. Поэтому использование вышеперечисленных инструментов пригодно только для обработки например каркасов бюгельных протезов, а использование алмазных головок следует полностью исключить. Шлифовка и дальнейшая полировка открытых участков титана возможна только при помощи адаптированных для титана шлифовальных резинок и полировочных паст. Многие фирмы, занимающиеся производством вращающихся инструментов, выпускают на данный момент достаточный ассортимент фрез и шлифовальных резинок для титана.

Я, например, в своей повседневной работе использую обрабатывающие инструменты фирмы Дентаурум (Рис.11).

Подходящие для титана параметры обработки:

– Низкая скорость вращении наконечника – макс. 15 000 об/мин.

– Низкое давление на инструмент

– Периодическая обработка.

– Обработка каркаса только в одном направлении.

– Избегать острых углов и напусков металла.

– При шлифовке и полировке использовать только подходящие шлифовальные резинки и полировочные пасты.

– Периодическая чистка фрез пароструйным аппаратом и кисточкой из стекловолокна.

Пескоструйная обработка титана

Пескоструйная обработка перед нанесением бондингового слоя при керамическом покрытии также как и при облицовке композитными материалами должна соответствовать следующим требованиям:

– Чистый, только одноразовый оксидалюминия.

– Максимальная величина зерна песка 150 µm, оптимально 110–125 µm.

– Максимальное давление из карандаша 2 бара.

– Направление потока песка под прямым углом к поверхности.

После обработки необходимо оставить обработанный объект на 5–10 мин. пассивироваться, после чего произвести чистку поверхности паром.

Оксидный обжиг или похожие процедуры при работе с титаном полностью исключаются. Использование кислот или травление также полностью исключено.

Во второй части нашей статьи, котрая выйдет в одном из ближайших номеров, мы рассмотрим аспекты титан - керамических облицовок, облицовок композитными материалами, возможности изготовления кламмерных и комбинированных бюгельных протезов из титана.

Важная информация:

· Титан это не сплав – это чистый химический элемент, металл;

· Порядковый номер в переодической системе 22;

· Титан обладает способностью, находясь в организме, долгое время оставаться инертным;

· В зубопротезной технике используется чистый титан в четырёх градациях (от Т1 до Т4);

· Твёрдость, в зависимости от градации, от 140 до 250 ед.,

· КТР 9,6 х 10 (–6) К (–1) ;

Для керамических облицовок требуется специальная керамика;

· Точка плавления 1 668 °С, высокая реакционная способность;

Использование специальных литейных установок и паковочных масс;

· Плотность 4,51 г/см 3 ;

Примерно в четыре раза меньшая плотность, а значит и вес, по отношению к золоту, дает пациентам повышенный комфорт во время пользования зубными протезами;

Титановые импланты идеально подходят для восстановления утраченных зубов. Ученые много лет ставили эксперименты с разными материалами. Исследования показали, что оптимальным для создания искусственных корней является использование титана и циркония. Искусственные конструкции из этих металлов быстрее и удачнее интегрируются в костную ткань. Отторжение инородного тела из титана — крайне редкий случай. Сегодня импланты изготавливают из чистого титана, либо из сплава. В сплавах третьего поколения содержится цирконий, тантал, молибден. Все эти примеси также имеют большую биосовместимость. Еще один плюс — данный металл удовлетворяет все современные технологии изготовления имплантов.

Титановые импланты для зубов

Импланты из титана широко используются в стоматологии не только из-за биосовместимости. Приемлемая цена делает операцию по их установке доступной для большинства пациентов. По сравнению с изделиями из циркония они стоят в несколько раз дешевле. Срок службы титановых имплантов очень велик. Теоретически они могут служить своему обладателю всю жизнь. Они способны выдерживать большую и долгую жевательную нагрузку. Титан способен противостоять ударам и обладает большой вязкостью. Но при использовании в чистом виде может подвергаться абразивному износу.

Титановые импланты имеют и другие преимущества:

• На поверхности образуется оксидная пленка. Она препятствует коррозии металла.
• В содержании сплава отсутствует ванадий.
• Сплавы не имеют конкурентов среди других материалов в устойчивости и прочности.
• Легко приживаются, не вызывают токсикацию организма.
• Гипоаллергенный материал, инертный для организма человека.
• У сплава нет своего специфического вкуса.
• Имеет хорошую теплопроводность.
• Быстро срастается с костью.
• Имеет небольшой вес. Пациент быстро привыкает к имплантам из титана, ощущая их как родные зубы.

Несмотря на все плюсы данного материала, абсолютной гарантии, что не произойдет отторжения имплантов организмом, дать нельзя. Ученые продолжают проводить исследование и искать такой же прочный материал, который не будет отторгаться в 100% случаев. Титан и цирконий пока не могут гарантировать такого результата.

Виды титановых имплантов

Для наилучшего эффекта сцепления с тканями при изготовлении имплантатов применяются современные технологии, позволяющие добиться высокого качества устанавливаемой конструкции. Титановые импланты бывают следующих видов:

• корневидной формы для установки при нормальном объёме костной ткани;
• пластиночные, используемые при узкой кости;
• субпериостальные фиксируются под десной и показаны при малом объёме кости;
• внутрикостные служат для устранения дефектов челюсти, представляющие собой большую комбинированную систему, состоящую из пластинчатых и корневидных имплантов;
• внутрислизистые удерживаются в слизистой без вживления в кость;
• мини-импланты используются временно для дополнительной опоры;
• внутризубные устанавливаются для стабилизации корня.

Импланты зубов: цена установки, виды и фото

Имплантаты или, как их еще называют, импланты уже перестали быть чем-то непривычным. Это приспособление, главной целью которого является замена отсутствующей части организма, широко распространено во всех разделах медицины. Свое применение они нашли и в стоматологии. В данной статье вы узнаете, что такое импланты зубов. Цена установки и возможные виды конструкции также будут оговорены.

Что такое зубные импланты?

Многие не разделяют понятие импланты и протезы, и это совсем неверно. Имплант – это только часть протеза, он представляет собой металлический стержень, который заменяет корень или основную часть зуба.
Имплант закрепляется в костной ткани и служит опорой для будущего протезирования.

Главным показанием к установке имплантата является полная потеря зуба. Причиной этому чаще всего являют физические повреждения.
Людям с депульпированными зубами, то есть теми молярами и резцами, у которых удалены все нервы, тоже, скорее всего, придется прибегнуть к имплантации. Без кровяного снабжения зубы становятся хрупкими и более подвержены различным повреждениям.
Импланты используются не только для замены натурального зуба. Довольно часто они служат опорой для съемных протезов при полном отсутствии зубов.

Виды имплантов

Разборные и неразборные импланты

Стандартный (неразборный) имплант представляет собой единый металлический стержень. Больше популярны и распространены именно такие импланты зубов. Цена такой конструкции позволяет провести реставрацию сразу нескольких моляров и резцов.

Разборный имплант – это более сложная конструкция, состоящая из основного стержня, винта заглушки, формирователя десны и абатмента. К слову, все те же части предусмотрены и в неразборной конструкции, только все они соединены в одно общее изделие.

Формирователь десны – это небольшая часть импланта, диаметр которой несколько больше основной. Если присмотреться к деснам на натуральных зубах, можно увидеть, что те ее части, которые находятся непосредственно возле зуба, имеют небольшой рельеф. Именно для достижения такого рельефа в конструкции и предусмотрен формирователь.
Абатмент – это связующая часть между каркасом и протезом. Именно к абатменту и крепятся коронки.
Разборная конструкция хороша тем, что при необходимости замены протеза, сам имплант менять не придется. Достаточно будет убрать его верхнюю часть и установить новую, более подходящую по размеру и форме.

Цилиндрические, конусные и пластиночные импланты

Форма импланта тоже имеет огромное значение.
Цилиндрические конструкции более дешевые за счет легкости их производства. Диаметр импланта равен по всей длине.

Конусные или винтовые конструкции необходимы в тех случаях, если костная ткань пациента недостаточно прочная. Довольно часто стоматологи пользуются такими изделиями для реставрации зубов у пожилых пациентов. Нижняя часть конструкции более узкая, по сравнению с остальным деталями.
Пластиночные импланты особенно удобны при установке мостовидных коронок. Нижняя их часть немного сплюснута и имеет несколько ячеек для жесткости. Установка такого импланта требует особого мастерства стоматолога и ювелирной точности на всех этапах установки.

Титановые и циркониевые импланты

На протяжении десятилетий для имплантации использовались самые разные материалы, но в результате выявлено, что оптимальными вариантами является титан и цирконий.
Титановые импланты используется в стоматологии уже несколько десятков лет. Первая причина, почему популярны такие зубные импланты – цена. По сравнению со вторым материалом, о котором мы поговорим позже, стоимость их более чем демократичная. Благодаря особой прочности, которая позволяется выдержать долгую жевательную нагрузку, срок службы такого изделия около 30 лет. Чаще всего используется чистый титан, но применение имеет и его сплав с алюминием.
Циркониевые импланты пришли на наш рынок сравнительно недавно, но уже успели завоевать признание стоматологов и многих пациентов. Он такие же прочные, как и титан, срок годности тоже ровняется 30 годам, но стоимость в несколько раз выше. В чем же причина? Все дело в довольно необычном для металла оттенке. Цвет диоксида циркония – белоснежно белый. Керамические коронки обладают определённой степенью прозрачности, и иногда из-под них может проглядывать металлический каркас. Диоксид циркония решает эту проблему.

Ни тот ни другой материал не могут полностью гарантировать то, что организм не начнет отторжение импланта. На данный момент ведется масса исследований для выявления материала, который будет так же прочен как титан или цирконий, но при этом не вызывать отторжение организмом.

Противопоказания к зубным имплантам

Имплантация – это сложная стоматологическая процедура. Не удивительно, что противопоказаний к ней больше, чем достаточно:
— Любые заболевания крови. Особенно опасны заболевания вызывающие плохую свертываемость, это может привести к серьезным осложнениям после операции и обильному кровотечению во время нее. По той же причины имплантация зубов запрещена в период менструации у женщин.
— Болезни сердца. При таких заболеваниях любые операции, если, конечно, они не необходимы для спасения жизни, противопоказаны, так как могут привести к осложнениям проблемы.
— Болезни центральной нервной системой. Не до конца изучено влияние анестезирующих средств на организм людей, страдающим подобными проблемами, поэтому большинство стоматологов не берутся за такие операции.
— Деформация прикуса. При таком недуге имплантация зубов возможна только при полном ортодонтическом лечении. Если исправлять прикус уже после операции, большинство имплантов придется менять, ведь их форма и расположение могут не соответствовать новой улыбке.
— Беременность и период лактации. Лечение зубов при беременности имеет массу противопоказаний. При таком списке ограничений провести имплантацию зубов будет невозможно.
— Острые инфекционные заболевания полости рта, дыхательных путей и органов. Любая инфекция может привести к непоправимым последствиям операции.
— Заболевания костной ткани. Небольшую рыхлость костной ткани можно решить при помощи винтовых имплантов, но в более серьезных случаях они бесполезны.
— Возраст до 25 лет. Официально это ограничение снижено до 18 лет, но большинство стоматологов все же порекомендуют воздержаться от этой затеи. До 25 лет наш организм непрерывно растет и челюстная система вместе с ней. Хорошо, если имплант просто начнет расшатываться или терять свою прочность, но если его расположение сместится, это уже чревато серьезными хирургическими операциями по его удалению.

Осложнения при установке имплантов

Как бы стоматологи ни хвалили цирконий или титан, сказать о то, что эти материалы полностью безопасны, нельзя. Конечно, шанс того, что имплант не приживется, уменьшается с каждым годом, но определенный процент людей, для кого такая процедура пройдет особенно сложно, все же остался.
При хорошем приживании удалить имплантат становиться практически невозможно. Он фактически становится частью костной ткани.
Период заживления длиться 3–4 месяца для нижних зубов и около полугода – для верхних. Все это время зубы и десны будут немного болеть. Стоматолог должен следить за состоянием пациента вплоть до самого заживления. Чаще всего, наблюдение стоматолога после имплантации зубов входит в стоимость услуги.
Если при выборе или установке были допущены ошибки, могут возникнуть серьезные проблемы со здоровьем. Сопровождаются они чаще всего резким повышением температуры, головными и сильными зубными болями.
Если вовремя не обратить внимание на эти симптомы, имплантат придется полностью менять.

Установка имплантов

Первичная консультация и анамнез. Словом «анамнез» назван полный сбор информации о состоянии здоровья пациента. В первую очередь специалист должен определить, нет ли противопоказаний к операции. В дальнейшем он оценивает состояние мягкой и костной ткани, решается, какой именно вид имплантов будет использован.
Делается полный рентген челюсти, выявляются зубы, которые необходимо будет вылечить еще до имплантации. Также стоматолог может направить пациента на профессиональную чистку зубов. Такая процедура позволяет избавиться от всех отложений на эмали, которые могут привести к осложнениям операции.
Если никаких преград для установки нет, пациент направляется к анестезиологу. Установка имплантом подразумевает собой обширное хирургическое вмешательство, и местной анестезией в большинстве случаев недостаточно. Операции такого рода проводятся под местным наркозом. Анестезиолог должен определить, нет ли противопоказаний к наркозу, в противном случае операция будет невозможна. Далее определяется дозировка активного лекарственного препарата в зависимости от роста, веса, поал, возраста и состояния здоровья пациента.

На первом этапе хирург рассекает десны, тем самым освобождая путь к костной ткани. Затем начинается просверливание отверстия для установки имплантов. Диаметр его должен быть на несколько миллиметров меньше самого изделия, что позволяется импланту прочно задержаться в костной ткани при помощи своих бороздок.

Отверстие в костной ткани обрабатывается антисептическим средством. Имплант устанавливается на свое место. Края десны зашиваются.
В рот пациента помещается марлевый тампон для впитывания крови. Осталось только дождаться когда пациент полностью выйдет из наркоза.

Период после установки имплантов и уход

Пациенту прописывается прием обезболивающих и антибиотиков. Назначаются обязательные стоматологические осмотры через 1, 3 и 7 месяцев. Также обязательно помещать специалиста при любом тревожном симптоме.
Во время приема врач осматривает имплантат и полость рта, при необходимости делает рентген. Пациенту могут быть прописаны дополнительные медикаменты. Если учитывать полную стоимость имплантата зуба, то можно смело сказать что дальнейший послеоперационный период обойдет вам примерно в 1/5 суммы.
Уход за имплантами подразумевает собой тщательную чистку протезов. При этом используется та зубная щетка и паста, которая не способна повредить поверхность протезв. Металлокерамические и керамические коронки не боятся любых абразивов, поэтому если вы решили установить именно их, уход за зубами для вас никак не усложниться.

Стоимость зубных имплантов и их установки

Цена зубных имплантов варьируется в довольно широком диапазоне. В одной клинике такая процедура может стоить всего 15 тыс. рублей, в другой — не менее 100. Стоимость зависит от следующих факторов:
1) Материал.
Как уже было сказано, циркониевые конструкции могут обойтись в несколько раз дороже своих титановых аналогов.
2) Форма имплантов.
От формы зависит и количество расходуемого материала, но это не единственная причина, почему импланты могут быть различны в цене. Пластиночные конструкции более сложные в изготовлении. Именно они забирают пальму первенства в вопросе дороговизны.
3) Марка и бренд
Производством самых дорогих изделий занимаются немецкие фирмы Аnkylos и Xive Friadent. Их стоимость примерно 30–40 тыс. рублей. За такую цену они предлагают не только отличное качество, но и гарантию в несколько десятков лет, а иногда и пожизненно. Взять на себя такую ответственность эти компании могут в первую очередь из-за того, что их исследованиями заинтересовано само правительство Германии.
Более бюджетными являются компании Bicon, BioHorizons, Biomet. Они предлагают свою продукцию за 20–30 тыс. рублей,
Израильские фирмы MIS, AlphaBio, Ards, а также южно-корейская компания Implantium работаю в приемлемом ценовом диапазоне. Самые дешевые изделия этих компаний обойдутся всего в 12 тыс.рублей.

Не забывайте, что отдельно придется оплачивать консультацию, рентген, наркоз. Кроме того, как уже было сказано, определенную часть стоимости имплантации занимает покупка необходимых антибиотиков и обезболивающих.
Учитывая, сколько в среднем может прослужить одно такое изделие, даже цену в 40 тыс. рублей нельзя назвать недоступной.

Материал Для Зубного Импланта – Цирконий или Титан

Люди, вследствие определенных обстоятельств утратившие один или несколько зубов, всерьез задумываются о том, как вернуть себе красивую улыбку и вновь радовать окружающих ровными, белоснежными зубами. По словам стоматологов, самой передовой технологией восстановления зубов на сегодняшний день является имплантация.

Преимущества имплантации зубов

Современная медицина уже довольно давно применяет метод имплантации, где имплант выполняет роль корня зуба. По сути, это штифт, который ввинчивают в костную ткань, а после его вживления устанавливают сверху коронку либо зубной мост.

Вживление имплантов имеет немало преимуществ перед прочими вариантами установки зубных протезов. Во-первых, имплантация не требует обточки здоровых зубов и создания зубных мостов. Во-вторых, импланты являются отличной альтернативой съемным протезам, полностью избавляя от дискомфорта, которыми «славятся» последние. А ведь некоторые пациенты совсем не могут носить вставную челюсть из-за повышенной чувствительности слизистой полости рта. У таких людей попросту нет другой альтернативы, кроме установки импланта.

Нельзя не отметить и тот факт, что имплантация является единственным методом, который позволяет получить почти абсолютное сходство с утраченным естественным зубом, что особенно важно при протезировании передних (фронтальных) зубов.

Выбор материала при имплантации зуба

Имплантация является сложной хирургической процедурой, которая сопряжена с определенными рисками. Чтобы минимизировать их важно со всей ответственностью подойти к выбору имплантируемого материала, ведь организм может попросту отторгнуть внедряемый материал.

Не секрет, что устанавливаемому протезу придется постоянно подвергаться нагрузкам, а потому материал, из которого он выполнен, должен иметь подходящие механические характеристики и хорошую совместимость с костными тканями. В настоящее время этим требованиям в большей степени удовлетворяют титан и цирконий. Каждый из названных материалов обладает как преимуществами, так и недостатками, а потому рассмотрим причины выбора каждого из них.

Титановые зубные импланты

Титан используется в качестве материала для изготовления зубных имплантов уже не один десяток лет, и до последнего времени являлся безальтернативно лучшим материалом для данных изделий. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на преимущества этого металла:

• высокая прочность и пластичность, вязкость и ударная устойчивость;
• наличие оксидной пленки на поверхности титана, которая защищает металл от разрушения;
• хорошая приживаемость титана к костным тканям, а значит, низкая вероятность отторжения материала в силу его биологической инертности;
• нетоксичность металла и его оксида для организма;
• отсутствие вкуса;
• низкая способность провоцировать аллергические реакции;
• малый вес, благодаря которому пациент практически не ощущает утяжеления челюсти с установленным на ней титановым имплантом;
• возможность проводить КТ и МРТ, так как титан не относится к ферромагнетикам и не нагревается в процессе процедуры;
• быстрое срастание с костной тканью;
• срок службы более 30 лет.

Стоит сказать, что для удешевления продукта некоторые производители выпускают сплав титана с алюминием. Такие импланты стоят гораздо дешевле, однако наличие той или иной примеси заметно снижает срок службы протеза, уменьшает вероятность приживления и может сопровождаться рядом других побочных эффектов. Именно поэтому если вы желаете установить именно титановый имплант, выбирайте продукцию с маркой титана не ниже «Град 5».

Даже учитывая перечисленные преимущества титана, при некоторых заболеваниях данный металл противопоказан к установке. В этот список входят:

• сахарный диабет (возникают проблемы с регенерацией костей);
• гемофилия и прочие патологии крови;
• болезни щитовидной железы;
• заболевания сердечно-сосудистой системы (ИБС, гипертония и другие);
• болезни соединительной ткани (в т.ч. ревматизм);
• патологии иммунной системы;
• наличие злокачественных опухолей;
• нарушение функции ЦНС;
• туберкулез.

Кроме того, титановые импланты не устанавливаются при тяжелых формах пародонтоза. В случае стоматита, гингивита и воспалительных процессов в корнях зубов, имплант устанавливается, но только после излечения заболеваний.

Стоит учитывать, что организм некоторых пациентов просто не переносит внедрения металла в ткани. Таким лицам для протезирования необходимо использовать другой материал, не относящийся к металлам. Альтернативой в этом случае может выступать диоксид циркония.

Читайте также:

Циркониевые зубные импланты

Импланты из диоксида циркония появились в стоматологии не так давно, однако уже сегодня они заслужили немало лестных оценок профессиональных стоматологов и повсеместно начали вытеснять металлокерамические импланты за счет своих технических и эстетических характеристик.

Первое, что бросается в глаза – белоснежный цвет диоксида циркония. Недаром стоматологи называют его «белое золото». Казалось бы, разве важен цвет импланта, если сверху он скрывается под коронкой? На самом деле, цвет очень важен, так как керамические коронки обладают определенной прозрачностью, а значит, в некоторых случаях через них может просвечиваться металлический каркас. Цирконий в этом случае будет совершенно незаметен, а потому только такой материал может устанавливаться на передние (фронтальные) зубы. А вот титан для этого не годится.

Благодаря этой особенности из диоксида циркония изготавливают абатмент, т.е. связующее звено между имплантом и коронкой. Более того, в современной стоматологии из этого материала нередко изготавливают сами коронки, ведь кроме белоснежного цвета такие протезы способны выдерживать любые перепады температур и максимальные жевательные нагрузки. Цирконий не подвержен повреждениям, сломам и сколам.

Кроме лучшей эстетики, у диоксида циркония есть ряд технических преимуществ, о которых также следует упомянуть. К ним относятся:

• отсутствие необходимости маскировки штифта;
• отсутствие видимой границы на стыке коронки и десны;
• возможность установки импланта при наличии различных заболеваний, в том числе при тяжелом течении пародонтоза;
• лучшая сохранность костной ткани (за счет отсутствия металла);
• возможность проходить процедуры КТ и МРТ;
• противомикробные свойства;
• низкая теплопроводность.

Отдельно следует сказать о приживаемости костной ткани и аллергических реакциях на имплант из диоксида циркония. Данный материал не относится к металлам, благодаря чему его рекомендуют устанавливать даже аллергикам. К тому же, цирконий лучше приживается и реже отторгается тканями организма. Некоторые эксперты заявляют о практически 100% приживаемости зубных имплантов из циркония.

Справедливости ради скажем, что протезы из титана тоже великолепно приживаются и редко отторгаются организмом. Негативные отзывы, связанные с этим материалом, относятся, скорее, к дешевым сплавам титана с ванадием и алюминием, которые действительно, нередко вызывают отторжение.

Если говорить о сроках службы, то имплант из диоксида циркония гарантированно будет стоять в течение 20–25 лет, что несколько меньше, чем титановый протез (30 лет). Однако данное преимущество титановых имплантов довольно условное, ведь применять цирконий в качестве основы для зуба стали не так давно, а значит прошло еще мало времени, чтобы окончательно установить срок действия таких имплантов. С другой стороны, малая изученность материала все же его минус, т.к. с годами могут выявиться и новые побочные эффекты.

Очевидным минусом импланта из диоксида циркония является его высокая цена, которая в несколько раз превосходит по стоимости изделия из титана.

Есть и еще один важный момент. Мы уже упоминали о том, что цирконий великолепен в качестве импланта на передние зубы. Однако если мы говорим о жевательных (молярных) зубах, то здесь оптимальным материалом для импланта является именно титан. Такие зубы, в силу своего расположения, подвергаются наибольшей нагрузке при жевании, а значит, к материалу для вживляемого зуба предъявляются повышенные требования. Титан соответствует им всем. А если учесть еще и гораздо меньшую стоимость в сравнении с цирконием, становится понятно, что лучшего материала для жевательных зубов, чем титан, просто не найти.

Резюмируя все вышеописанное, можно сказать, что титан и цирконий являются лучшими биоинертными материалами для изготовления имплантов зуба. По некоторым характеристикам цирконий более универсальный и надежный в сравнении с титаном. Однако высокая цена таких изделий нередко уравновешивает данные материалы в глазах потребителя. В любом случае, при отсутствии противопоказаний выбор всегда остается за покупателем.
Здоровья вам и красоты!

Титановый имплант зуба

Имплантация имеет немалые преимущества перед другими вариантами установки зубных протезов. Прежде всего, это отсутствие необходимости обточки здоровых зубов для обеспечения фиксации зубных мостов. Кроме того, установка имплантатов является альтернативой съемным протезом при отсутствии опорных зубов, или при полной утрате зубного ряда. Имплантированные зубы причиняют пациенту меньший дискомфорт, чем съемные протезы. Некоторые пациенты и вовсе не могут носить вставную челюсть из-за слишком чувствительной слизистой оболочки ротовой полости, неприятия акриловых полимеров, либо из-за гипертрофированного рвотного рефлекса.

Важным моментом является и то, что имплантация является единственным методом, обеспечивающим почти полное сходство зубных протезов с природными зубами, что имеет особое значение при протезировании фронтальных зубов.

Титановый имплант зуба (внешний вид)

Тем не менее, при всех достоинствах, имплантация является серьезной хирургической операцией, а потому сопровождается определенными рисками. При данной процедуре производится внедрение инородного тела в ткани пациента, которое может быть отторгнуто. Потому очень важным аспектом имплантации является правильный выбор материала, из которого изготовлены зубные протезы.

В ходе эксплуатации имплант постоянно подвергается нагрузкам. Потому от материала, из которого изготовлен протез, требуются хорошие механические характеристики. В то же время, материал должен обладать достаточной совместимостью с костными и мягкими тканями. Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяет титан. В последнее время стали применяться и циркониевые имплантаты, но цена на них значительно выше, чем на титановые. Потому применяются они в основном либо в случае непереносимости металла пациентом, либо при имплантации передних зубов.

Чем хороши титановые импланты зубов

Первыми материалами, применяемыми для изготовления имплантатов зубов, были нержавеющая сталь, а также сплавы, содержащие хром, ванадий, кобальт и алюминий. В настоящее время импланты, сделанные из этих материалов, значительно вытеснены имплантатами зубов из титана.

Ванадий и алюминий, входящие в состав материалов, прежде широко применемых при изготовлении имплантатов, плохо совместимы с тканями. Потому отторжение имплантов при использовании таких материалов было весьма вероятным. Именно по этой причине многие пациенты отказывались от имплантации в пользу более привычных способов протезирования.

В настоящее время нержавеющая сталь, хром и кобальт применяются, в основном, в бюджетных конструкциях. Однако, при относительно невысокой стоимости таких протезов, пациенту следует трижды подумать, прежде чем согласиться на установку таких имплантов. Дешевый материал является одной из весомых причин возникновения негативных последствий имплантации.

Титановые импланты для зубов получили многочисленные положительные отзывы от пациентов благодаря своим достоинствам. Титан отличают от других материалов, применяемых для изготовления имплантатов, следующие преимущества:

1. Высокие пластичность, прочность, вязкость и устойчивость к ударам.
2. Наличие на поверхности металла оксидной пленки, предохраняющей металл от разрушающего действия среды.
3. Отсутствие ванадия в сплавах.
4. Нетоксичность свободного титана и его оксида для организма.
5. Хорошая приживаемость титановых имплантатов к тканям, низкая вероятность отторжения в силу биологической инертности данного металла.
6. Очень низкая способность вызвать аллергическую реакцию.
7. Отсутствие вкуса.
8. Быстрое срастание с тканью кости.
9. Малый удельный вес, благодаря чему пациент не ощущает утяжеления челюсти после установки титановых имплантатов.

Титановые зубные импланты: показания и противопоказания к установке

Нередко человек с отсутствующими несколькими зубами не спешит с их протезированием, особенно в том случае, если нехватка зубов не сильно заметна со стороны. Однако такая позиция может привести к негативным последствиям. Нарушается естественное распределение нагрузки на зубы что ведет к их расшатыванию, и, как следствие, к развитию пародонтоза.

Уменьшение нагрузки на челюстные кости вызывает их дистрофию. Потому, когда пациент наконец-то решится на имплантацию зубов, эта процедура будет осложнена необходимостью дополнительной хирургической операции по наращиванию кости. В противном случае объема костной ткани будет недостаточно для надежной фиксации имплантата.

Установка титановых имплантатов имеет немалые преимущества перед другими способами протезирования. В то же время, имплантация является сложной хирургической операцией, которая способна вызвать различные осложнения. Потому титановые имплантаты ставят только при наличии ряда показаний. Имплантация зубов предписана в следующих случаях:

• при отсутствии нескольких соседних зубов;
• при невозможности установить стационарные протезы из-за отсутствия опорных зубов;
• при наличии у пациента аллергии на полимерные материалы, из которых делают вставные челюсти;
• при постоянном возникновении рвотного рефлекса при попытке надеть съемный протез;
• при отказе пациента от ношения съемных протезов.

Титан является лучшим материалом для протезирования моляров – жевательных зубов. Эти зубы, в силу их природной функции, подвергаются наибольшей нагрузке. Потому к материалу для имплантатов при протезировании жевательных зубов предъявляются высокие прочностные требования. Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяет титан.

Когда нельзя ставить титановые импланты для зубов

В некоторых случаях установка титановых имплантатов может привести к нежелательным последствиям. Существуют следующие противопоказания для проведения имплантации:

1. Гемофилия и другие болезни крови.
2. Заболевания сердечно-сосудистой системы, такие как гипертония и ишемическая болезнь.
3. Нарушения функций центральной нервной системы.
4. Сахарный диабет – в этом случае пациент имеет серьезные проблемы с регенерацией костей.
5. Нарушение функций органов внутренней секреции, например, щитовидной железы.
6. Наличие злокачественных опухолей.
7. Патологии иммунной системы.
8. Патологии соединительной ткани, такие как ревматизм и другие подобные заболевания.
9. Туберкулез.
10. Тяжелая форма пародонтоза.

При наличии кариеса, пульпита, воспалительных процессов на корнях зубов, стоматитов и гингивитов имплантация допустима, но только при условии излечения имеющегося заболевания.

Некоторые пациенты не переносят внедрения металла в ткани. Поэтому установка титановых имплантатов неизбежно вызовет негативную реакцию организма. В данном случае для протезирования зубов понадобятся материалы, не содержащие свободных металлов.

Протезирование фронтальных зубов требует наибольшего сходства протезов с естественными зубами. Титановые зубные импланты не могут обеспечить этого. Материал искусственной коронки обладает небольшой прозрачностью, и металлическая основа зубного протеза будет видна сквозь коронку. Потому при протезировании передних зубов для имплантатов более подходит диоксид циркония.

Поскольку список случаев, когда имплантация противопоказана, достаточно велик, важным моментов при подготовке к имплантации является исключение противопоказаний. Потому пациент должен пройти полное обследование состояния организма и устранение имеющихся патологий.

В имплантации отказывают пациентам, не достигшим шестнадцати лет. Именно в этом возрасте рост костей считается завершенным. Установка имплантатов тогда, когда кости еще растут, достаточно рискованна. Даже если пациенту уже исполнилось шестнадцать лет, врач должен тщательно исследовать его состояние и по результатам сделать соответствующее заключение.

Какие бывают титановые зубные импланты

Имплантаты из титана могут иметь различную конструкцию. Наиболее распространенными являются титановые имплантаты, представляющие собой протезы зубных корней. Среди них встречаются как цельные, так и сборные конструкции. В первом случае имплантат невозможно разобрать на отдельные составляющие. Во втором случае сам имплантат, переходник или абатмент и прочие элементы конструкции представляют собой отдельные детали.

Наиболее часто применяются титановые импланты, имеющие форму цилиндрического штифта. Такие имплантаты проще всего изготовить, потому у них сравнительно невысокая цена . Они бывают как с резьбой, так и без резьбы – в этом случае они имеют пористую поверхность, обеспечивающую их фиксацию за счет прорастания в поры костной ткани.

При пониженной прочности челюстной кости используются титановые корневые имплантаты в форме конического винта.

Кроме корневых титановых имплантатов существуют и другие конструкции, применяемые тогда, когда установка искусственного корня по тем или иным причинам невозможна. Таковы

• пластинчатые имплантаты из титана, применяемые в случае слишком тонкой челюстной кости;
• комбинированные конструкции, в которых сочетаются элементы пластинчатых и корневых имплантатов;
• поднадкостничные импланты, представляющие собой ажурные каркасы, вживляемые под десну и используемые при сильной дистрофии кости;
• трансоссальные импланты, представляющие собой пластины, крепящиеся к челюсти горизонтальными винтами – установка таких конструкций является сложной и травматичной операцией, поэтому они используются довольно редко;
• базальные имплантаты, внедряемые в глубоколежащие слои ткани челюстной кости.

Импланты могут внедряться не только в костную ткань. Существуют имплантаты, вживляемые в корень зуба для его укрепления или увеличения его длины. В случае разрушения части зуба, располагавшейся над десной, и при сохранившемся корне такие импланты служат основой для наращивания искусственной коронки. Применяются также имплантаты, внедряемые в мягкие ткани десны. Такие мини-импланты предназначены для фиксации съемных протезов.

Можно ли делать МРТ с титановыми имплантами

Магнитно-резонансная томография является широко применяемым способом диагностики состояния организма. Суть этого метода заключается во взаимодействии магнитного поля высокой напряженности с атомами водорода, содержащимися в тканях организма человека.

Магнитное поле способно взаимодействовать с металлами. Потому у людей, имеющих имплантированные зубы, может возникнуть вполне закономерный вопрос о допустимости МРТ при наличии имплантатов.

Возможность применения МРТ зависит от природы металла, из которого изготовлены имплантаты. Магнитное поле наиболее заметно взаимодействует с металлами, являющимися ферромагнетиками. Самый известный среди таких металлов – железо. Но кроме железа свойства ферромагнетиков проявляют также никель и кобальт.

Если зубные имплантаты изготовлены из сплавов, содержащих ферромагнетики, то при действии приложенного магнитного поля происходит их нежелательный разогрев. Потому МРТ при наличии имплантов из нержавеющей стали и других ферромагнетиков лучше не проводить вообще, а если и проводить, то с большой осторожностью.

Разогрев импланта – не единственная проблема при проведении МРТ. Наличие ферромагнетика в тканях может привести к искажению получаемой картины и, соответственно, к ошибочным выводам о состоянии организма.

В случае применения титана в качестве материала для имплантатов, однако, томография вполне допустима. Титан не является ферромагентиком. Он относится к парамагнетикам – веществам, слабо взаимодействующим с приложенным магнитным полем. Потому при проведении МРТ разогрева титановых имплантов не происходит.

С точки зрения точности диагностической картины, проведение МРТ при наличии имплантов из титана также вполне приемлемо. Никаких искажений сигнала титан не вызывает, и результаты исследования будут достаточно верными.

Титановые импланты

Импланты появились благодаря открытию такого свойства титана, как биосовместимость. Заменить утраченный зуб на искусственный до этого не представлялось возможным. Установленные зубы не приживались - происходило отторжение инородного тела. Поэтому до появления имплантации единственным способом для восстановления утраченных зубов являлось протезирование.

Имплантация зубов в ракурсе истории

История открытия биосовместимости титана интересна и в чём-то даже трагична. В 1965 году шведский профессор Ингвар Бранемарк, занимавшийся вопросами восстановления кости после травмы, ставит эксперимент, для чего в кость кролика с помощью хирургического вмешательства подсаживается оптическая мини-камера. Эксперимент прошёл успешно, было лишь одно «печальное недоразумение»: дорогостоящая камера, изготовленная из титана, срослась с костью животного. Так, совершенно случайно, Бранемарк открыл биосовместимость титана и феномен остеоинтеграции.

Это открытие заставило профессора изменить поле для своих дальнейших экспериментов. Он исследует свойства титана с целью его применения в медицинских целях. Первые практические испытания были проведены для восстановления утраченных зубов: вживлялись импланты из титана. Фактически это была первая успешная операция по имплантации зубов.

Казалось, в мире стоматологии свершилась сенсация. Революционная технология Бранемарка открывала новые перспективы восстановления зубов. Однако тот факт, что Бранемарк не являлся по образованию дантистом, стало для Общества стоматологов Швеции весомым аргументом, чтобы пренебрежительно отнестись к открытию какого-то ветеринара и помешать его работе в сфере имплантации зубов. Начавшаяся в медицинских кругах травля вынудила Бранемарка свернуть исследования и вести довольно замкнутый образ жизни.

Спустя десятилетие Джордж Зарб из Торонто, один из наиболее влиятельных исследователей в области имплантации зубов, случайно обнаруживает в архивах записи об эксперименте Бранемарка. Он немедленно вылетает в Гётеборг, чтобы убедить профессора выступить на конференции. Успех выступления Бранемарка можно сравнить с успехом профессора Преображенского. Шведский профессор сразу открывает свой научно-исследовательский институт, а многие участники конференции сочли за честь стать его сотрудниками.

Титановые импланты зубов характеризуется не только биосовместимостью, но и высокими антикоррозийными и прочностными свойствами. Чтобы улучшился процесс остеоинтеграции, импланты имеют особое покрытие и сложный тип резьбы.

Имплантация зубов может проводиться несколькими способами:

• двухэтапная имплантация;
• одноэтапная имплантация;
• экспресс- или трансгингивальная имплантация.

Выбор способа имплантации определяется состоянием костной и мягких тканей пациента, а также временем, прошедшим с момента утраты зуба. Например, трансгингивальная имплантация применяется сразу после удаления зуба, что позволяет устанавливать титановый имплант методом прокола без хирургического вмешательства. Имплантация методом прокола существенно сокращает сроки регенерации, позволяя моментальную установку коронки.

Длительная процедура - длительный эффект. Новый зуб, идентичный натуральному, с пожизненной гарантией