Os implantes dentários, como o mais recente método de restauração para dentes em falta, têm sido geralmente realizados na China. Os implantes dentários são conhecidos como o “terceiro conjunto de dentes reais para seres humanos”, e são confortáveis, não abrasivos e duradouros, e tornaram-se a solução preferida para dentes em falta. Os implantes dentários consistem numa raiz dentária artificial, também chamada implante, um pilar e uma coroa.
O principal material utilizado para implantes é o titânio, então quais são as propriedades do titânio?
I. O uso de titânio em medicina
1, o titânio como material emergente no nosso país e na indústria farmacêutica mundial, instrumentos cirúrgicos, implantes humanos e outros campos têm sido utilizados durante décadas, e tem alcançado grande sucesso.
2, o corpo humano deve ser trauma, tumor causado pelo osso, lesões articulares, o uso de titânio e liga de titânio podem ser fabricados articulações artificiais, placas ósseas e parafusos são agora amplamente utilizados na clínica. Também utilizado em articulações da anca (incluindo a cabeça do fémur), articulações do joelho, articulações do cotovelo, articulações metacarpofalângicas, articulações interfalângicas, osso M inferior, vértebras artificiais (órtese espinal), concha de marcapasso, coração artificial (válvulas cardíacas), implantes dentários artificiais, bem como rede de titânio na ortopedia do crânio e outros aspectos.
3. os requisitos para materiais de implantes podem ser agrupados em três áreas: a biocompatibilidade do material com o corpo humano, a resistência à corrosão do material no ambiente humano e as propriedades mecânicas do material. Existem sete requisitos específicos como materiais de implantes a longo prazo, como se segue.
(1) Resistência à corrosão ;
(2) Biocompatibilidade;
(3) Propriedades mecânicas e de fadiga superiores;
(4) dureza;
(5) baixo módulo de elasticidade;
(6) Boa resistência ao desgaste nas montagens;
(7) Preço satisfatório;
4, os materiais de implantes cirúrgicos são principalmente: metal, polímero, cerâmica, etc., os materiais metálicos incluem aço inoxidável, liga de base e liga à base de titânio.
O desempenho do material e o desempenho ósseo e as características do material de implante da comparação são mostrados nos Quadros I e II. O Quadro II mostra que o aço inoxidável é barato e fácil de processar, mas a resistência à corrosão e biocompatibilidade não é tão boa como as ligas de titânio; a resistência ao desgaste das ligas de titânio, mas a densidade é maior, demasiado pesada; o titânio e as ligas de titânio devido à alta resistência específica, boa biocompatibilidade e boa resistência à corrosão dos fluidos corporais e outras características estão a ser cada vez mais importantes. As insuficiências das ligas de titânio são fraca resistência ao desgaste, difícil de moldar, e fraco desempenho de processamento.
Segundo, os implantes cirúrgicos nacionais e estrangeiros com titânio e material de processamento de liga de titânio situação padrão
1, implantes cirúrgicos estrangeiros com normas de processamento de material
Titânio puro: Organização Internacional de Normalização ISO 5832/2 1999E “implantes cirúrgicos – materiais de processamento de titânio puro
Norma americana: ASTM F67 2006a “titânio puro para implantes cirúrgicos
TC4: ISO 5832/3 1996Z Implantes cirúrgicos – Materiais metálicos – Materiais processados Ti-6Al-4V
ASTM F1472 2002 Processada Liga Ti-6Al-4V para Implantes Cirúrgicos
TC4ELI: ASTM F136 2002a Especificação para materiais processados Ti-6Al-4VELI (Ultra Low Clearance) para Implantes Cirúrgicos
TC20: ISO 5832/11 I994(E) Implantes cirúrgicos – Materiais metálicos – Materiais processados em liga Ti-6Al-7Nb
ASTM F1295:2005 “Material processado em liga Ti-6Al-7Nb para implantes cirúrgicos
2.Chinese Normas Nacionais
①, “Titanium and Titanium Alloy Processing Materials for Surgical Implants” padrão nacional chinês é GB/T13810-2007, as classificações são: TA1ELI, TA1, TA2, TA3, TA4, TC4, TC4ELI, TC20.
As notas são: placa 0.8～25mm; barra 7.0～90mm; fio 1.0～7.0mm;
Os indicadores de desempenho especificados na norma GB/T13810-2007.
②, norma GB/T13810-2007, a fim de assegurar o desempenho abrangente dos materiais de processamento de titânio e de ligas de titânio para implantes cirúrgicos (resistência, plasticidade, tenacidade, dureza, resistência à fadiga e outras propriedades de uma combinação razoável), a liga bifásica de titânio de elevada organização metalúrgica e o conteúdo em hidrogénio e outros elementos intersticiais têm requisitos e controlo muito rigorosos.
③, a fim de garantir a segurança e a vida útil dos materiais processados em titânio e liga de titânio implantados no corpo humano, a norma nacional exige uma inspecção rigorosa de 100% de defeitos ultra-sónicos dos materiais processados em placa e barra para garantir a qualidade interna do produto.
3.Comparison entre as normas nacionais chinesas e as normas avançadas estrangeiras
Titânio puro –
①, material de processamento de titânio puro na composição química e microestrutura e outros indicadores são equivalentes a
Requisitos ISO 5832/2:1999(E);
②, propriedades mecânicas iguais ou superiores à ISO 5832/2, e aumentou os requisitos do índice de retracção da secção
③. A inspecção ultra-sónica é adicionada às placas e barras.
TC4 material de transformação –
①, composição química e microestrutura equivalente à ISO 5832/3:1996(E);
②, os requisitos de propriedades mecânicas são superiores à ISO 5832/3, com a adição do índice de retracção da secção de barras;
③. São acrescentados requisitos de inspecção ultra-sónica para placas e barras.
TC4ELI material de processamento – ①.
①, na composição química, propriedades mecânicas, propriedades de flexão e outros indicadores equivalentes a
ASTM F136 2002a;
②. A classificação da microestrutura foi acrescentada;
③. Requisitos de ensaio ultra-sónico para barras e placas;
Material de processamento da liga TC20 –
①. Composição química, propriedades mecânicas, microestrutura e outros indicadores são equivalentes a
ISO 5832/11 1994 (E);
②. O teste de tecido de baixa frequência foi adicionado;
③. Os testes ultra-sónicos são adicionados às barras;
Conclusão
A norma nacional chinesa – “Titânio e material de processamento de liga de titânio para implantes cirúrgicos” GBT13810-2007, incluindo todo o material de processamento de liga de titânio e titânio estrangeiro para implantes cirúrgicos envolvidos na especificação de graus de titânio, os indicadores da norma do que produtos semelhantes normas estrangeiras, mas também aumentou a norma estrangeira não tem o ultra-som A norma é mais rigorosa do que as normas estrangeiras para produtos semelhantes, e também acrescenta a exigência de inspecção ultra-sónica que não está disponível nas normas estrangeiras. Os produtos produzidos de acordo com os requisitos desta norma podem satisfazer plenamente os requisitos das normas estrangeiras.
Apego.
1, a organização da liga de titânio e a relação entre o desempenho
Existe uma relação estreita entre a organização e o desempenho das ligas de titânio, que tipo de organização terá o desempenho correspondente com ela. Devido à natureza especial do material para implantes humanos, todos os países estabeleceram os requisitos para a classificação da organização metalográfica do material – para obter uma organização esférica equiaxada e não permitir a existência de cestos de malha grossa e a organização da Weil, que é a garantia básica do desempenho do material.
Este é o núcleo e a chave para produzir titânio qualificado para implantes humanos, e representa o nível técnico de uma empresa.
Três tipos de titânio e ligas de titânio são geralmente obtidos após o processamento térmico.
Tecido Weiss – o desempenho deste tipo de tecido é caracterizado por uma alta resistência, mas a fraqueza fatal é a baixa plasticidade e a resistência ao impacto. É um tecido indesejável em materiais maquinados.
Equiaxial – As propriedades deste tipo de tecido são caracterizadas por boas propriedades gerais, especialmente boa plasticidade e resistência ao impacto, e a maior resistência à fadiga. É o tecido mais desejável.
Cesto de malha – as propriedades estão entre as do Weiss e as do equiaxial. Por vezes, o uso selectivo deste tecido.
2, TA1, TA2, TA3, TA4, a diferença entre os quatro titânio industrial puro
A China será titânio puro industrial de acordo com o número de elementos de impureza que contém está dividida em quatro níveis, nomeadamente TA1, TA2, TA3, TA4. estão com os Estados Unidos 1 ~ 4 correspondência básica de titânio, nomeadamente Gr.1, Gr.2, Gr.3, Gr.4. Com a redução da pureza, força de titânio puro industrial, dureza e plasticidade, resistência ao impacto, resistência à fadiga é reduzida. TA3 e TA4 são opcionais para alta resistência, dureza e resistência ao desgaste, e TA1 e TA2 podem ser utilizados para uma melhor formabilidade.
3, o impacto dos elementos de impureza no desempenho do titânio
Impurezas em titânio, especialmente impurezas intersticiais, não só a plasticidade e a tenacidade são reduzidas, mas também o desempenho em fadiga, resistência à fluência, sensibilidade à fenda são muito prejudiciais.
O material de processamento de titânio para implantes cirúrgicos, devido à sua utilização especial, a fim de assegurar o seu bom desempenho e vida útil, deve concentrar-se no controlo do conteúdo dos elementos de impureza. Tanto a força como a plasticidade suficiente, a tenacidade e a boa resistência à fadiga são necessárias.