钛及钛合金在口腔科应用的研究方向

钛及钛合金在口腔科应用的研究方向

冯建勇

大兴安岭加格达奇区礼来口腔医院 165000

【摘 要】随着医疗科技的快速发展，口腔医疗也在不断发展进步。通过口腔医疗的进步，能够使相关口腔疾病患者的疾病痛苦减轻，或能够使相关患者的口腔更为健全。例如，钛及钛合金等金属类物质的开发，其不仅能够与生物高效的相容，也具有一定耐腐蚀性。将钛及钛合金类物质，应用到口腔医学中，不仅可以更好的促进口腔医学的发展，也能够促进相关患者提高生活质量。本文对钛及钛合金在口腔科应用的研究方向进行说明，以促进口腔医学的进步。

【关键词】钛及钛合金；口腔科；研究方向

钛及钛合金是一种与生物相容性极佳的金属类物质，其不仅具有较高的耐腐蚀性，也有一定的稳定性。目前已经被广泛的开发及利用，如作为生物材料应用在人体中。通过该材料的应用到人体中，不仅能够使相关患者的身体更为完善，也能够使相关患者的生活更为方便。将该材料进行口腔科学研究，也能够促进口腔医学的进步，尤其是当前口腔医疗科学中，口腔种植学、粘结技术、烤瓷技术等都十分先进。本文对钛及钛合金在口腔科应用的研究方向进行分析，希望为相关部门提供参考。

1研制和开发生物体用的新型钛合金

虽然钛及其合金是进入医用金属材料领域较晚的一类生物医用材料.但以其优异的性能,已成为最有发展前景的医用材料之一。有学者提出钛及钛合金作为生物材料已进入第三个时代,即研制与开发具有更好生物相容性和力学相容性的新型医用钛合金的时代。第一个时代医用钛合金以纯钛、Ti6Al4V为代表,第二个时代医用钛合金以Ti5Al 2 .5Fe、Ti5Al 2.5Sn为代表。

钛及钛合金在口腔科应用存在着品种太少的问题。口腔修复体的种类很多,对修复材料的性能要求不尽相同,研制和开发多种类型钛合金,以适应各种口腔修复的不同需要已成为必然趋势。目前生物体常用的钛合金为Ti-6Al-4V合金其强度及加工性能优于纯钛,但其含有Al、V元素。V被认为是对生物体有毒的元素,其在生物体内聚集在骨、肾、肝、脾等器官,其毒性效应与磷酸盐生化代谢相关通过影响Na⁺、K⁺、Ca²⁺和H⁺的ATP酶发生作用,其毒性超过Ni和Cr。A1对生物体的危害是通过铝盐在体内的蓄积，而导致器官的损伤,文献报道Al可引起骨软化.贫血、神经系统功能紊乱等症。因此许多国家正着手研制生物相容性好.力学性能更适合各类修复体需要的新型钛合金。例如对种植体材料,纯钛强度不能满足骨种植体的需求.且纯钛的弹性模量高于骨组织,钛种植体与骨组织之间易出现机械不适应性。为此国外学者提出了生物相容性好,弹性模量低的新型医用钛合金,以适应种植材料的需求。

为了扩大此类合金在牙科的应用,许多学者对上述部分合金还进行了牙科铸造后化学性能及机械性能等方面的研究。因此研制和开发多种类型的生物体用钛合金，以满足口腔各类修复体的需求，是未来口腔生物用金属材料研究的重要内容之--。

对义齿修复材料的钛合金的研究也已开展。有的学者针对钛的熔点高,不利于铸造的缺点,研究低熔点钛合金如:TiCo、TiCu、TiNi、TiPd。这些合金的熔点在1100℃左右,比钛及钛合金的熔点降低了约600℃,但是由于钛含量的减少影响了合金的耐蚀性,同时Co、Ni等毒副作用也影响了这些合金的发展,有些学者建议用Ti6AI4V合金做为义齿修复材料，并对其牙科铸造性能进行了研究1,但做为有前途的牙科修复材料必须考虑到Al、V的毒副作用,因此日本学者提出了TiZr合金的应用，利用Zr元素具有生物相容性好,可强化钛的力学性能等特点,对Zr不同比例含量的钛合金的性能进行了研究,提出TiZr合金是一种很有前途的牙用钛合金。因此研制适合义齿修复的新型钛合金将成为钛及钛合金在口腔修复应用的重要内容。

2.口腔医学中钛及钛合金的腐蚀性研究

医疗科学中，对相关医用金属材料的腐蚀机制研究较为复杂，这是因为由于人体内环境的不同，与多变性，都会对医用金属材料的腐蚀机制造成影响，因此也较难以发现其腐蚀机制。应用到人体中的医用金属，其腐蚀速度具有相关要求，如用于人体内的金属其腐蚀速度，应比工业用的金属，慢2到3个腐蚀等级以上。医用金属在应用到人体中，其腐蚀类型有8种，即均匀腐蚀类型、点蚀类型、缝隙腐蚀类型、电偶腐蚀类型、晶间腐蚀类型、磨蚀腐蚀类型、应力或疲劳腐蚀类型。

钛及钛合金是一种耐腐蚀性较高的医用生物金属，其在人体应用中，具有与其他金属更高的耐腐蚀性。而形成这种性质的原因为，钛及钛金属表面在氧化的过程中，能够与金属面形成一层氧化膜，该氧化膜不仅具有稳定性，还具有一定的细密性，从而能够使钛金属耐腐蚀性增强。而将其应用到口腔环境中，由于空腔中的酸碱度变化较大，而往往这种变化会造成钛及钛合金的耐腐蚀性下降，其具体原因为酸碱性的变化破坏了，钛及钛合金的氧化膜，并造成了钛及钛合金的耐腐蚀性下降。此外，钛及钛合金材料在负载情况下，也往往容易造成氧化膜的脱落，及造成金属的直接磨损，并加速钛及钛合金的腐蚀。此外，在其他相关研究中，表面口腔预防制剂中的NaF，同样对钛及钛金属的氧化膜，有破坏作用，进而影响钛及钛金属的耐腐蚀性。以上对钛及钛金属的耐腐蚀性充分研究，不仅利于口腔医学中进行寻找相应的解决策略，也能够促进口腔医学的进步。同时对钛及钛合金在口腔医学中的应用，具有重要参考价值。

3.钛及钛合金加工工艺的研究

磨光:虽然钛及钛合金的硬度较低,质地较软,但其表面氧化层硬度很高,尤其是铸造后,磨光及抛光均有一定的难度。目前临床应用的磨头在磨光时易与钛沾粘,因此研制专门研磨钛铸件的磨头及磨光器械,以减少工作强度,提高工作效率,减少环境污染均具有重要临床意义。

焊接:可摘义齿的腭、舌杆要求强度高,而卡环臂则要求弹性好,同一种钛合金无法满足上述2种要求,需要用二种材料分别制作,然后焊接在一起;多单位的固定义齿也常需要分别制作后再焊成一个整体,有的还要考虑在口内就位后再焊接;种植,义齿、颌面赝复体的上部结构较为复杂,也需要分别制作后焊接成一个整体;磁性固位体的周边需要加焊封闭,以防止磁体的腐蚀。激光焊接的热点集中,强度、时间易控制,热影响范围小,焊后质量可靠,焊件性能不受影响,明显优于氩弧焊等。

钛及钛合金具有许多优越性,对牙科医生及患者产生了极大的吸引力,但是将钛材广泛用于口腔修复临床,还需大量的研究工作及临床试验。尽管如此,钛及钛合金在未来牙科的应用中仍具有广阔的前景。

4.结语

综上所述，口腔医学是保障人类身体健康的重要医学，口腔医学获得进步，同样也能够促进人类的文明。对钛及钛金属在口腔医学中的应用，进行充分研究，不仅能够促进口腔医学的进步，也能够促使医学用金属，快速应用到口腔疾病治疗中。这不仅能够促进口腔医学的进步，也能够促进整个医学行业的进步。但实现钛及钛金属的广泛应用到口腔医学中，还需要大量研究，所以加快该金属的研发，及促进口腔医学的发展，依然具有较高的价值。

参考文献

张敦艇,孙国良.口腔修复用钛及钛合金在老年咬合接触的应用比较[J].航空航天医学杂志,2017(2).

寿雨薇,金诗韵.3D打印个性化钛合金内植物在口腔颌面外科的应用进展[J].口腔材料器械杂志,2017(2).

邓雪阳,潘兰兰,胡婷,et al.钛合金表面氧化石墨烯涂层的制备[J].国际口腔医学杂志,2018(5):539-545.