Применение Титана

Титан - материал для современной  стоматологии

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, 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 поверхности защитный оксидный слой, благодаря которому он не коррозирует и не отдает свободные ионы металла, которые способны вокруг имплантанта или протеза вызывать патологические процессы. На сегодняшний день титан дает нам возможность использования только одного металла в полости рта. Мы можем изготовить практически любые конструкции. Не происходит никаких электрохимических реакций между различными частями протезов, а окружающие протез ткани остаются свободными от ионов металла.  
 
Вкладки и накладки, цельнолитые и облицованные коронки мосты, бюгельные протезы цельнолитые базисы полных съемных 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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Важная информация:

• Титан – это не сплав – это чистый химический элемент, металл
• Порядковый номер в периодической системе 22
• Титан обладает способностью, находясь в организме, долгое время оставаться инертным
• В зубопротезной технике используется чистый титан в четырех градациях (от Т1 до Т4)
• Твердость в зависимости от градации, от 140 до 250 ед., КТР 9,6х10^(-6) К^(-1)
• Для керамических облицовок требуется специальная керамика
• Точка плавления 1668 С, высокая реакционная способность
• Использование специальных литейных установок и паковочных масс
• Плотность 4,51 г/см²
• Примерно в четыре раза меньшая плотность, а значит и вес, по отношению к золоту, дает пациентам повышенный комфорт во время пользования зубными протезами
• Незначительная теплопроводность
• Возможность избежать восприимчивости к раздражению твердых и мягких тканей
• Биологическая совместимость, устойчивость к коррозии
• Титан образует на поверхности необратимый пассивный слой с керамическим характером, который отвечает за биосовместимость
• Нейтральный вкус не вызывает неприятных вкусовых ощущений; отсутствие привкуса металла во рту, как при использовании некоторых сплавов
• Титан прозрачен для рентгеновских лучей, что делает возможным, например, легко обнаружить вторичный кариес у зуба, покрытого коронкой, или в зуботехнических целях - рентген-контроль отлитых изделий на предмет литьевых раковин (рис. 1 и 2)

История применения титана в медицине

В медицине первые опыты  по применению титана начались в 40-х  годах с 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, параллельно росло 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 CAD/CAM технологий не влечет за собой особых сложностей. Проблемы присутствуют при горячем изменении формы металла, т.е. в литье. Нам интересен этот процесс во-первых, не очень высокой себестоимостью по отношению к еще развивающимся CAD/CAM технологиям, а во-вторых, как единственный на сегодняшний день способ изготовления каркасов бюгельных протезов. 
 
 
 
 
 

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. 7), 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 толще 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 литниковые 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. 3 и 4), 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 съемных протезов, также отлична от литниковых систем, которые мы применяем для отливки бюгельных протезов из хром-кобальтовых сплавов. 

Литье

Во всех трех упомянутых выше литейных установках работает двухкамерный 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.