Titán és ötvözetei a fogászati implantológiában
e-BIONIKA Hírek
Könnyűsége, ugyanakkor nagy szilárdsága és kiváló korrózióállósága miatt a titán és ötvözetei az 1950-es évektől kezdődően nélkülözhetetlen alapanyagokká váltak a repülőgépiparban. A titánnak számtalan kedvező tulajdonsága van, ami miatt kedvelté vált a fogászatban, azon belül pedig az implantológiában. A BIONIKA több évtizede alkalmazza és kutatja a titán anyag jövőbeli felhasználási lehetőségeit, így fontosnak tartjuk, hogy Önnel is megismertessük, a tudományos világ jelenlegi állását és véleményét a titánnal és ötvözeteivel kapcsolatban.
Miért pont a titán?
A Ti vegyjelű titán a negyedik leggyakrabban előforduló fém és a kilencedik legelterjedtebb elem a földkéregben. A titán felfedezése 1791-re tehető, azonban csak a 20. században vált használatossá az iparban. A titán leggyakoribb ásványai oxidok, de szilikátokkal és más fémekkel is társulhat. A legnagyobb titánlerakódások Brazíliában, Ausztráliában, Kanadában, Norvégiában, Dél-Afrikában és Ukrajnában találhatók.
A titán fő felhasználási területe a repülőgépipar és a vegyipar, de hajózási berendezések gyártásához is gyakran felhasználják. A gyógyászatban is előszeretettel alkalmazzák, csípő-és térd protézisekhez, fogászati implantátumokhoz, csontokban elhelyezett csavarokhoz és koponya töréseknél alkalmazott lemezekhez.
Kevesen tudják, hogy a titán bányászata és előállítása nagyon költséges és energiaigényes folyamat, mivel az ásványt kizárólag magas hőmérsékleten lehet előállítani, emiatt a titán ára is jóval magasabb, mint más fémeké.
Forrás: Azo materials, 2002
A titán és ötvözetei
A titánötvözetek alumínium, nikkel, króm, stb. ötvözőket tartalmaznak a nagyobb szilárdság, korrózióállóság és magas hőmérsékleti ellenállás elérése érdekében.
Az ötvözetek kiválóan alkalmasak légi- és űrtechnikai alkalmazásokra, például repülőgépek, űrhajók, műholdak és rakéták alkatrészeinek gyártására, de még a bicikli gyártásánál is használják. Ezenkívül használják a hadiiparban, az egészségügyi iparban, az autóiparban és a sportfelszerelések gyártásában is.
Vannak olyan speciális titánötvözetek is, amelyek specifikus tulajdonságokkal rendelkeznek, például a szupravezető titánötvözetek, amelyek kiválóan alkalmasak elektronikai berendezések gyártására.
A titánötvözetek előállítása a titánhoz hasonlóan rendkívül költséges folyamat, mely részben a magas hőmérsékleti igényből és a speciális technológiai igényből ered.
Speciáli fizikai tulajdonságok
Sűrűség
A titán és a titánötvözetek alacsony sűrűséggel rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy nagyon könnyűek más fémekhez képest. A tiszta titán sűrűsége kb. 4,5 g/cm³, míg a leggyakrabban használt Ti-6Al-4V ötvözeté 4,43 g/cm³.
Szilárdság
A titán és a titánötvözetek rendkívül szilárdak és merevek. A Ti-6Al-4V ötvözet szilárdsága magas hőmérsékleten akár 1,1 GPa is lehet, ami körülbelül kétszerese a legtöbb alumíniumötvözetnek.
Rugalmassági modulus
A titán és a titánötvözetek rugalmassági modulusa közepes, ami azt jelenti, hogy közepesen merevek. A Ti-6Al-4V ötvözet rugalmassági modulusza kb. 110 GPa, ami magasabb, mint az alumíniumötvözeteké.
Hőtágulási együttható
A titán és a titánötvözetek hőtágulási együtthatója nagyon alacsony, ami azt jelenti, hogy viszonylag stabilak hőmérsékletváltozásokkal szemben.
Korrózióállóság
A titán és a titánötvözetek korrózióállóak, ami azt jelenti, hogy ellenállnak az oxidációnak és más kémiai hatásoknak. Ezért használják őket olyan területeken, ahol a korrózió jelentős problémát okozhat, például a repülőgép- és űrtechnikában, az egészségügyi iparban és a tengeri iparban.
Biokompatibilitás
A titán és a titánötvözetek biokompatibilisek, ami azt jelenti, hogy nem okoznak túlzott immunreakciót vagy más problémát a testben, ha implantátumokként használják őket a fogászatban, az ortopédiában vagy más orvosi alkalmazásokban. A jelenleg ismert fémek közül a legbiokompatibilisabb.
Elektromos vezetőképesség
A titán és a titánötvözetek jó elektromos vezetők, ami fontos a repülőgép- és űrtechnikai alkalmazásokban, ahol az áramvezető képesség fontos szerepet játszik.
Felületi tulajdonságok
A titán és a titánötvözetek jó felületi tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyeket különböző módszerekkel lehet javítani. Az oxidált titán és titánötvözetek például rendkívül kemények és kopásállóak lehetnek.
Mágneses tulajdonságok
A titán és a titánötvözetek gyengén mágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, ami hasznos lehet az elektromos és elektronikai alkalmazásokban, ahol a mágneses interferenciák problémát jelenthetnek.
A kereskedelmben fellelhető titánötvözetek
A titánt anyag felfedezése William Gregor nevéhez fűződik, aki 1791-ben Cornwallban (Angliában) találkozott először ezzel az anyaggal. A titán a görög mitológiából ismert titánokról kapta a nevét. 1940-ben William Justin Kroll kidolgozta az úgynevezett “Kroll” ipari gyártási eljárást, amely napjainkban is lehetővé teszi a titán előállítását.
A kereskedelmi tisztaságú titán rúdként és bugaként egyaránt beszerezhető, különböző változatokban. A Titán Grade 2 egy ötvözetlen anyag, amely magas ütésállósággal bír, emiatt főleg szelepgyártásnál alkalmazzák. A Titán Grade 4 több korrozív környezettel szemben is ellenáll, emiatt az orvostechnika területén is előszeretettel alkalmazzák. A Titán Garde 5 kiváló biokompatibilitással rendelkezik, ezért főleg az egészségügyben használják, orvosi implantátumok és szerszámok gyártására.
Forrás: GMK center, 2023
A BIONIKA a minőségre esküszik alapanyagok terén is!
Kezdetben a BIONIKA (csakúgy, mint a többi gyártó cég) a nagyobb tisztaságú titánt preferálta, azonban szilárdsági okok miatt ma már szinte minden fogászati implantátum Grade 4, Grade 5 vagy egyéb ötvözött titánból készül a világon. A BIONIKA implantátumok gyártásánál alkalmazott Grade 5 minőségű titán, fogászati implantológiai célra a legkedvezőbb tulajdonságokat mutatja. Megfelelő tisztasága miatt rendkívül jó a biokompatibilitása, mely mellett kiváló szilárdsági tulajdonságokkal rendelkezik. Az implantátum rendszereink felépítményeinél ötvözött, nagy szilárdságú Grade 5 minőségű titánt alkalmazunk, azonban egyes fejeink Co-Cr anyagból, műanyag fejeink pedig POM vagy PEEK anyagokból is elérhetők.
Kiváló minőségű, CE jellel rendelkező termékeink minőségét a harmonizált Európai Uniós jogszabályok szerinti tervezés, gyártás és minőségirányítás garantálja. A BIONIKA Medline Kft. az EN ISO 9001 és az EN ISO 13485 minőségirányítási rendszer szerint működik. Az általunk gyártott termékekre hosszú távú garanciát vállalunk. Az implantátum beültetést követően – a csontosodási folyamat kockázatát csökkentve – az ok-okozati összefüggésektől függetlenül, a vásárlást követő egy éven belül, cseregaranciát biztosítunk a kihullott, leejtett implantátumainkra.
MSZ EN ISO 9001:2015
MSZ EN ISO 13485:2016
CE tanúsítvány
CE tanúsítvány melléklete
Források:
- Bionika.hu
- Sulekha Gosavi, Siddharth Gosavi and Alla, R. (2013). Titanium: a miracle metal in dentistry. Trends in Biomaterials and Artificial Organs, [online] 27(1), pp.42–47.
- Hoque, M.E., Showva, N.-N., Ahmed, M., Rashid, A.B., Sadique, S.E., El-Bialy, T. and Xu, H. (2022). Titanium and titanium alloys in dentistry: current trends, recent developments, and future prospects. Heliyon, [online] 8(11), p.e11300. doi:https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e11300.
