醫用鈦合金在種植牙領域中的應用

鈦無毒、質輕、強度高且具有優良的生物相容性，是非常理想的醫用金屬材料，可用作植入人體的植入物等。目前，在醫學領域中廣泛使用的仍是Ti-6Al-4v ELI合金。但后者會析出極微量的釩和鋁離子，降低了其細胞適應性且有可能對人體造成危害，這一問題早已引起醫學界的廣泛關注。美國早在20世紀80年代中期便開始研制無鋁、無釩、具有生物相容性的醫用鈦棒，將其用于矯形術。日本、英國等也在該方面做了大量的研究工作，并取得一些新的進展。例如，日本已開發出一系列具有優良生物相容性的α+β鈦合金，包括Ti-15Zr-4Nb_4ta-0.2Pd、Ti-15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20~0.05N、Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2Pd和Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20，這些合金的腐蝕強度、疲勞強度和抗腐蝕性能均優于Ti-6Al-4v ELI。與α+β鈦合金相比，β鈦合金具有更高的強度水乎，以及更好的切口性能和韌性，更適于作為植入物植入人體。在美國，已有5種β鈦合金被推薦至醫學領域，即TMZFTM（TI-12Mo-^Zr-2Fe）、Ti-13Nb-13Zr、Timetal 21SRx（TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si）、Tiadyne 1610（Ti-16Nb-9.5Hf）和Ti-15Mo。估計在不久的將來，此類具有高強度、低彈性模量以及優異成形性和抗腐蝕性能的鈦合金很有可能取代目前醫學領域中廣泛使用的Ti-6Al-4V ELI合金。

鈦合金材料是機械加工行業公認的最難加工的材料之一。其加工成本是其材料價值的數倍到數十倍。給你簡單說下鈦合金的一個特性你就能看出加工難度了。“熱傳導系數低”，也就是說傳熱慢。傳熱慢的話加工時熱量會局部堆積，容易燒壞刀具，所以為了不產生大量熱，加工鈦合金時刀具的切削速度非常慢，所以加工時間很長。一些大型工廠為了提高鈦合金的加工效率會用液氮進行加工冷卻。目前，眾多種植體公司都在研發上投入很多成本，面對不同的口腔條件，種植牙型號很多，相關配件更是成倍的多，從種植體植入一直到最后鑲牙完成，至少要用七八種精密配件，更何況一部分患者要個性化定制，相關費用更高。越小的零件對精密度要求越高。口腔種植的配件目前在醫學類里精密度排名前幾名了。由于種植牙工藝手法的材料成本相當高，材料由純鈦或鈦合金制成，其生物相融性好，與人體沒有排異，可以與牙槽骨緊密結合，堅固耐用。這種鈦的“偽裝術”是種植成功的前提條件，種植體植入后是產生骨結合還是由纖維結締組織包裹，即種植修復是成功還是失敗，重要的因素是植體植入后的機械穩定性。