医用细节钛材料的发展前景

许多植入材料已根据其功效和可用性用于各种牙科应用。牙种植体必须具备所需的特性，如生物相容性、耐腐蚀和耐磨性、足够的机械性能、骨整合等，以确保其安全和 佳使用。本综述分析了钛 (Ti) 和钛合金的各个方面，包括特性、制造工艺、表面改性、作为牙科植入物的应用以及局限性。此外，它还展示了钛基种植体材料的 新进展和创新牙科种植体的未来发展。

关键词：种植牙，钛合金，表面改性，耐腐蚀性，骨整合，生物相容性，抗菌活性

自 20 世纪 80 年代初以来，钛 (Ti) 和钛合金的用量大幅增加。由于其独特的特性和众多的生物医学用途，它已成为更被接受的金属生物材料（Özcan 等人，2012；Vizureanu 等人，2020；Takeuchi 等人，2020）。大多数时候，金属生物材料因其高承载能力和疲劳强度而被利用，以承受施加在其上的常规运动负载（Gegner et al., 2014）。钛因其低弹性模量、低比重、非凡的耐腐蚀性、出色的强度重量比、良好的摩擦学性能和超越的生物相容性而被认为是 令人鼓舞的设计生物材料之一（Hatamleh 等人，2018穆托姆博，2018）。钛合金比 金属成分都具有更高的生物医学应用生物相容性。然而，由于成骨的趋势，与氧化锆、氧化铝、羟基磷灰石及其组合等生物陶瓷相比，它们被评为生物惰性材料（Niinomi 等人，2008 年；Hoque 等人，2013 年、2014 年；Ragurajan 等人，2018 年）戈利斯卡迪等人，2019）。当前的牙科旨在使患者恢复正常的目的、健康、美观和言语，无论口颌系统是否受伤、萎缩或疾病。因此，对于那些通常口腔健康状况不佳但由于牙周病、受伤或其他原因而失去牙齿的人来说，牙科修复术是不错的选择之一（Oshida 等人，2010 年；Golieskardi 等人，2010 年）。 ，2020）。现在许多设计的植入物都是由纯钛及其合金制成的。

到目前为止，更多的金属植入物是使用热轧、熔模铸造、锻造和机械加工等传统方法制造的。然而，由于所有植入合金无法通过类似的方法有效地处理成 终形式，因此也使用了许多先进的制造方法（Trevisan 等人，2017）。与传统的牙科铸造相比，钛假体可以利用 CAD/CAM（计算机辅助设计和计算机辅助制造）更好地制造（Ohkubo 等，2008）。如今，一种创新技术，3D 打印/增材制造 (AM)，被定制为利用计算机辅助设计快速制造牙种植体（Mohd 和 Abid，2019）。 3D 打印/增材制造已经展示了用于制造植入物的微尺度分辨率，虽然该过程的效率尚不清楚，但它是制造牙科植入物的潜在方法（Thaisa 和 Andréa，2019）。

金属离子的释放会导致与腐蚀相关的生物问题，例如毒性、致癌性和过敏性。金属元素从种植体材料释放到不同的身体器官和种植体周围组织是由生物腐蚀、摩擦腐蚀及其组合引起的，这是口腔环境中的自然现象（Barão et al., 2021）。当存在生物膜或高氟化物浓度时，这种效应会被放大。金属颗粒的存在会激活 T 淋巴细胞、中性粒细胞和巨噬细胞，增加细胞因子和金属蛋白酶的产生。此外，钒、铝和 Ti-6Al-4V 颗粒具有毒性和致突变性，会导致阿尔茨海默病、骨软化症和神经系统问题（Kirmanidou 等，2016）。钛和钛合金在骨科和牙科领域具有显着的应用。因此，每天都有许多植入物被引入市场。本次审查旨在确定这种材料取得显着进展的原因和方式，尤其是 CAD/CAM。有必要研究钛与生物环境的相互作用，以确定哪些特性使这种材料及其合金作为正畸治疗材料具有吸引力。

3D打印（3DP）是一种新兴的牙种植技术，克服了许多牙科困难，包括纵裂、牙冠损伤和牙齿脱落，因为它在预防/修复牙科中发挥着至关重要的作用。 3DP 可以实现对植入物附着的组织和器官的（i）多种成分、（ii）微观结构、（iii）机械属性和（iv）生物方法的密切控制。事实上，它专注于牙科种植和修复应用的特殊属性，因为通过 CAD/CAM 进行的 3DP 对于制造和种植具有重要意义。具有治疗牙齿扭曲所需特征的钛材料似乎可以用更少的努力提高速度（Gagg 等人，2013 年；Unnikrushnan 等人，2021 年）。

本研究旨在描述钛及其合金在牙科中的不同用途，以及其历史发展、制造程序和表面改性技术。本综述对钛合金的各种机械和生理性能进行了删节。它还讨论了其利用的良好前景和未来前景，这将为未来的制造商、研究人员和院士提供概述。