Descrizione generale
TITANIUM (CPTI) e titanio commercialmente puro e titanio -6 al -4 V, entrambe le leghe sono biocompatibili e possono sottoporsi a osteointegrazione quando sono in contatto con osso e tessuto gengivale e sono materiali molto soddisfacenti in odontoiatria.
Composizione e proprietà delle leghe di titanio usate come impianti
Il titanio di grado 5 è ampiamente usato in ortopedia. Ciò è dovuto alla sua forza superiore e al modulo di Low Young. Tuttavia, può anche essere utilizzato in odontoiatria e l'uso di questa lega è stato dimostrato biologicamente accettabile. Tuttavia, questa lega rilascia alluminio e vanadio, entrambi i quali possono causare problemi biologici. L'alluminio interferisce con la mineralizzazione ossea, portando a difetti strutturali, mentre il vanadio è citotossico e può causare reazioni di tipo IV (allergiche). Per avere questi effetti avversi, entrambe le sostanze devono essere presenti in concentrazioni ragionevoli nel tessuto e le concentrazioni rilasciate da questa lega sono molto al di sotto di quelle necessarie per produrre effetti tossici. Il rilascio è anche al di sotto dell'assorbimento nutrizionale medio di questi ioni. Gli studi hanno mostrato un'integrazione ossea soddisfacente con questa lega, specialmente dopo il trattamento per rafforzare lo strato di ossido di superficie.
Il design di impianti moderni include in genere un filo che contiene un componente in lega di metallo nell'osso della mandibola o della mascella. La porzione di metallo liscia passa attraverso il tessuto molle delle gengive e supporta un dente artificiale, che di solito è realizzato in materiale ceramico. In parte a causa di questo progetto, è necessario prestare attenzione quando si selezionano i pazienti per ricevere impianti.
Il titanio è un metallo di transizione in grado di formare soluzioni solide con elementi di dimensioni atomiche simili. A stato solido al di sotto di 882,5 gradi, il titanio ha una geometria esagonale raggruppata nota come struttura alfa. Al di sopra di questa temperatura, il titanio solido si trasforma in una geometria cubica centrata sul corpo nota come struttura beta fino a quando non si scioglie a 1688 gradi. Nelle leghe, il titanio si verifica in una varietà di forme e può essere alfa pura o beta pura, o una combinazione di entrambi. Gli elementi legati al titanio sono stabilizzatori alfa, come alluminio, o stabilizzatori beta, come vanadio, ferro, nichel e cobalto. L'ossigeno è uno stabilizzatore alfa. Ci sono anche alcuni elementi metallici, come lo zirconio, che non hanno alcun effetto sulla stabilità di entrambe le fasi.
Quando si creano impianti, le leghe di titanio che sono pienamente o prevalentemente alfa sono preferite a causa della loro eccellente resistenza alla corrosione. Le condizioni di elaborazione sono scelte per favorire la microstruttura alfa, che influenza anche le proprietà meccaniche (resistenza, duttilità, resistenza alla fatica e tenacità della frattura).
Chimica di superficie
Le due leghe principali usate per realizzare dispositivi impiantabili, titanio commercialmente puro (CPTI) e titanio -6 a 1-4 V, hanno superfici composte principalmente dall'ossido TiO2. Lo strato di ossido è 4-6 nanometri di spessore e contiene gruppi idrossilici oltre agli ossidi. La composizione esatta della superficie è importante per promuovere l'adesione degli osteoblasti e lo strato di ossido tende ad avere proprietà biologiche favorevoli.
Gli impianti di titanio sono spesso modificati in superficie dopo la produzione iniziale per garantire l'ossidazione uniforme e per rimuovere qualsiasi contaminazione. La superficie modificata ha migliori proprietà biologiche, promuovendo i processi di adesione e proliferazione cellulare, che aiutano entrambi nell'integrazione ossea.
La superficie della lega ti -6 a 1-4 V contiene alluminio e vanadio. La finitura superficiale e la rugosità sono anche importanti caratteristiche degli impianti di titanio perché influenzano la qualità dell'interazione con l'osso.
Il comportamento di corrosione è uno dei fattori più importanti che influenzano la biocompatibilità degli impianti metallici. Questo perché gli ioni metallici rilasciati dalla corrosione possono causare vari effetti avversi. Questi possono influenzare il tessuto che circonda l'impianto, ma anche l'intero corpo, dove possono verificarsi reazioni allergiche.
La zona di interfaccia tra l'impianto di titanio e l'osso vivente è fondamentale per lo sviluppo dell'osteointegrazione. Questa zona è molto sottile (20-50 nanometri) ed è dove le cellule ossee rilasciano fattori di crescita, iniziando così le fasi della formazione ossea. Il primo passo è la deposizione di proteine dal plasma allo strato di ossido di superficie. Questo è seguito dalla formazione di una matrice di fibrina, una struttura che funge da impalcatura per gli osteoblasti (cellule che formano l'osso). Supportati in questo modo, gli osteoblasti stendono l'osso, che si espande per riempire la zona di interfaccia, permettendole di crescere contro la superficie dell'impianto, consentendo così all'impianto di osteointegra. Un aspetto importante della corretta osteointegrazione è che, a differenza del caso di una capsula fibrosa, l'impianto è saldamente fisso, che in odontoiatria fornisce un'ancora sicura per il dispositivo riparativo.
Lo strato di ossido in superficie svolge un ruolo importante nel successo dell'osteointegrazione. Uno strato di ossido più spesso e più ruvido promuove osseointegrazione affidabile e rapida, almeno a breve termine. Lo strato di ossido ha anche l'effetto di passivire il metallo, inibendo così la corrosione e minimizzando il rilascio di ioni in titanio.
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TITANIUM ALLEY TI -6 al -4 V.
La lega ampiamente usata ti -6 al -4 V ha proprietà eccellenti da utilizzare come impianti dentali. Tuttavia, i risultati dello studio in vitro generalmente trovano ti -6 al -4 V come superiore. Entrambe le leghe possono osteointare e sono altamente biocompatibili con i tessuti ossei e orali. Mostrano una corrosione minima e hanno pochi effetti sistemici in un piccolo numero di pazienti. Da un punto di vista biomeccanico, sono adatti allo scopo e hanno alti tassi di sopravvivenza clinici dopo molti anni di utilizzo.
TITANIUM ALLOY TI -6 al -4 V-Eli
Ti -6 al -4 V-Eli ha dimostrato di non essere-citotossico rispetto al titanio puro. Altri elementi di lega hanno anche dimostrato di essere accettabili e non è stato riscontrato che aumenti significativamente la citotossicità.
TITANIUM LOOY TI -6 al -7 nb
Ti -6 al -7 nb, ha buone proprietà meccaniche. La loro durezza, resistenza alla snervamento e resistenza alla trazione generalmente superano quelle del CPTI. I fibroblasti umani nelle leghe TI-NB crescono più lentamente e in misura minore.
Ti -6 al -7 nb è una lega multinaria di titanio-niobio che è stata ampiamente studiata per le applicazioni di contatto ossee. In particolare, è sempre più usato nella produzione di impianti dentali. È una lega alfa-beta che è stata originariamente sviluppata per l'ortopedia e ha proprietà meccaniche superiori rispetto al CPTI. È anche resistente alla corrosione e quando si verifica la corrosione, le sue proprietà biologiche sono accettabili, principalmente a causa dell'assenza di vanadio.
Ti -6 al -7 nb è simile a CPTI, con fibroblasti gengivale umani che aderiscono, diffondono e proliferano a gradi simili su entrambe le leghe. L'impianto a breve termine di TI -6 al -7 NB ha dimostrato di indurre una risposta infiammatoria transitoria simile a CPTI, ma seguita da risultati biologici molto soddisfacenti. Elevata resistenza alla corrosione e buona stabilità. Quando ti -6 al -7 NB viene preparato come una resistenza di fusione, resistenza meccanica e usura, confermando le prospettive di questa lega per l'uso come protesi.
