钛在可摘局部义齿修复中的应用

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1、钛在可摘局部义齿修复中的应用　　1792年英国人artinHEinrichKlaproth将其命名为“钛”［1］。由于钛比重小、强度高、化学性能稳定、耐腐蚀，80年代以来钛材开始应用于可摘局部义齿制作，在临床应用中日趋完善［2］。本文着重对此作一些介绍。　　一、钛及钛合金概况　　1.钛资源丰富，占地壳总重量的0.63%，仅次于Al、Fe、Ca、Na、K、Mg，居第七位(金属元素排序)，远远高于Ni、Co、Ag、Au等元素的储量［3］。是金含量的数百万倍，且加工后的价格远远低于金。我国钛含量丰富，为口腔修复临床应用提供了良好的物质基础。　　2.钛在

2、口腔医学中的应用形式为钝钛和钛合金。纯钛中也含有极少量的C、H、O、N、Si和Fe等元素。各国根据纯钛中杂质元素含量的多少将其分为若干等级，目前尚无统一分类。钛合金的研究应用主要是为了改善纯钛的部分机械性能。适用于口腔局部义齿支架的钛合金仍在不断研制开发之中［4］。　　由于钛、钛合金具有良好的物理、化学与力学性能，特别是优良的生物相容性以及易于加工等特点，使得钛在口腔修复方面的应用前景十分广泛。　　二、钛的性能与钛支架的特点　　1.物理性能：钛的原子量为22，密度为4.5×10-3kg/m3，远小于金(19.3×10-3kg/m3)、钴铬合金(8

3、.5×10-3kg/m3)等［5］。因此，钛及钛合金制作的可摘局部义齿支架比目前常用的钴铬合金支架轻，重量仅为后者的1/2。由于钛的密度低，使用普通牙科X线设备即可查出钛支架中的缺陷，使支架质量控制成为可能。钛的导热系数小，易焊接，对牙髓也有保护作用。另外，由于钛的熔点高，约1668℃，热膨胀系数低等，钛支架的制作需要专用的材料及设备［6］。　　2.化学性能：钛是一种化学性质很活泼的金属，与氧有极强的亲和性。在有氧环境中对钛材进行研磨、熔铸、切割时，0.001μs即可与氧发生反应，表面开始形成氧化膜，仅1s约2nm～5nm厚的氧化膜即可形成。膜表

4、层的TiO2具有强抗腐蚀性及良好的防氧渗透性，因此钛具有强抗腐蚀性。钛在高温下与O、H、N发生剧烈火反应，使原有氧化膜增厚，可破坏钛的各项性能［7］。因此，钛支架的铸造、焊接等热加工操作需要在真空或惰性气体环境下进行，且真空度要高于0.133×10-3kPa；惰性气体常用氩气，其纯度要高于99.99%［8］。　　3.力学性能：钛合金的强度、硬度较纯钛高，而低于钴铬合金、镍铬合金。钛合金由于弹性好，适用于义齿支架卡环的制作。Bridgman等人经实验比较后指出，钛与钛合金卡环可置于基牙观测线以下0.75mm。经模拟临床使用3年，其卡环固位力的降低、

5、变形、折断均明显低于钴铬合金卡环。用多种金属材料制作义齿支架、卡环，进行弯曲疲劳实验，钛合金与钴铬合金的抗弯曲疲劳指数相近，而纯钛则较低。比较而言，钛合金更适合于制作可摘局部义齿［9，10］。　　如果将具有等轴微细晶粒的金属置于某种特定条件下进行拉伸，会得到几倍至十几倍的延展率，称为超塑性现象。钛合金即具有此种特性。Ti6Al4V合金属α+β型结构，晶粒的细化比较容易实现。后述的超塑成型法制作义齿基托即是应用此特性［11］。　　4.生物相容性能：众所周知，钛优良的生物相容性是其广泛应用于医学领域的重要原因之一。而钛优良的生物相容性缘于它的强抗腐蚀

6、性，与金、铂等金属不同，后者是因电化学惰性而具有抗腐蚀性。而钛是由于表面有一层氧化膜，该层氧化膜与母体金属结合紧密而牢固。膜的表层为TiO2，具有强绝缘性，能防止氧渗透，具有强抗腐蚀性。TiO2还具有催化作用，使组织液、蛋白、软硬组织等易于接近并附着在氧化膜上。其他金属如纯铁，表层也可形成氧化膜，但此膜不具有嵌入性，与母体金属结合力低，容易被去除而使金属母体继续被氧化分解［3］。钛支架与口腔软组织无反应，戴用适合性好，无味亦无颜色变化。　　目前，药物、医用材料对患者产生的致敏、致瘤、致畸等不良影响已越来越受到人们的重视。而口腔修复材料中的镍、铍及

7、塑料、单体等致敏常见报道。另外，金、钴、铬、钼等亦有致敏报道。对于敏感患者换用钛支架义齿后，敏感体征消失，随访数年无异常［12，13］。　　三、钛的性能与钛支架加工特点　　钛的比重小，熔点高，又极易与C、H、O、N等多元素反应，故不能使用普通合金铸造系统。此外，钛支架的焊接、细加工等方面均有自己的特点。　　1.钛的精密铸造：目前，钛支架的制作应用精密铸造技术。铸钛机主要有压力式、离心式、加压吸引式及离心加压吸引式等类型。铸室内为真空或惰性气体。包埋料选用极少与钛发生反应且膨胀系数与钛相适合者［14］。常见的铸造缺陷有铸入不足，铸件内孔及铸件表面粗

8、糙。钛铸件的内孔多为圆形，为熔化金属中的气体不能排出所致。使用普通牙科X线机即可检测，方法是投照镜头与铸件相距10cm，90kV/25m