Tıbbi detaylı titanyum malzemelerin gelişme beklentileri.

Birçok implant malzemesi, etkinliklerine ve bulunabilirliklerine bağlı olarak çeşitli diş uygulamalarında kullanılmıştır. Bir diş implantının güvenli ve optimum kullanımını sağlamak için biyouyumluluk, korozyon ve aşınma direnci, yeterli mekanik özellikler, osseointegrasyon vb. gibi gerekli özelliklere sahip olması gerekir. Bu inceleme, özellikler, üretim süreçleri, yüzey modifikasyonları, diş implantları olarak uygulamalar ve sınırlamalar dahil olmak üzere titanyum (Ti) ve Ti alaşımlarının çeşitli yönlerini analiz etmektedir. Ayrıca Ti bazlı implant malzemelerindeki son gelişmelere ve yenilikçi diş implantlarının fütüristik gelişimine ilişkin bir algı da sunuyor.

Anahtar Kelimeler: Diş implantı, Titanyum alaşımı, Yüzey modifikasyonu, Korozyon direnci, Osseointegrasyon, Biyouyumluluk, Antibakteriyel aktivite

Titanyum (Ti) ve Ti alaşımları 1980'lerin başından bu yana büyük ölçüde arttı. Farklı özellikleri ve çok sayıda biyomedikal kullanımı nedeniyle daha kabul gören metalik biyomateryal haline gelmiştir (Özcan ve diğerleri, 2012; Vizureanu ve diğerleri, 2020; Takeuchi ve diğerleri, 2020). Çoğu zaman metalik biyomateryaller, kendilerine uygulanan düzenli hareketlerin yüklerini sürdürmek için yüksek yük taşıma kapasiteleri ve yorulma mukavemetleri nedeniyle kullanılır (Gegner ve diğerleri, 2014). Titanyum, düşük elastikiyet modülü, düşük özgül ağırlığı, korozyona karşı olağanüstü direnci, olağanüstü mukavemet-ağırlık oranı, iyi tribolojik özellikleri ve olağanüstü biyouyumluluğu nedeniyle daha cesaret verici tasarım biyomalzemelerinden biri olarak sunulmuştur (Hatamleh ve diğerleri, 2018). ; Mutombo, 2018). Titanyum alaşımları biyomedikal uygulamalar için herhangi bir metalik içeriğe göre daha yüksek biyouyumluluğa sahiptir. Ancak osteogenez eğilimi nedeniyle zirkonya, alümina, hidroksiapatit ve bunların kombinasyonları gibi biyoseramiklerle karşılaştırıldığında biyoinert malzemeler olarak sınıflandırılırlar (Niinomi ve diğerleri, 2008; Hoque ve diğerleri, 2013, 2014; Ragurajan ve diğerleri, 2018). ; Golieskardi ve diğerleri, 2019). Mevcut diş hekimliği, stomatognatik sistemin yaralanması, atrofisi veya hastalığına bakılmaksızın hastayı normal amacına, sağlığına, estetiğine ve konuşmasına döndürmeyi amaçlamaktadır. Sonuç olarak diş hekimliğinde protezler genellikle ağız sağlığı uygun olmayan ancak periodontal hastalık, yaralanma veya başka sebeplerden dolayı dişlerini kaybetmiş kişiler için iyi seçeneklerden biridir (Oshida ve ark., 2010; Golieskardi ve ark. 2010). , 2020). Birçok tasarımdaki implantların çoğu artık saf titanyum ve alaşımlarından yapılmaktadır.

Şimdiye kadar sıcak haddeleme, hassas döküm, dövme ve işleme gibi geleneksel yöntemler kullanılarak daha fazla metalik implant üretildi. Bununla birlikte, tüm implant alaşımları benzer bir yöntemle verimli bir şekilde nihai forma dönüştürülemediğinden çok sayıda ileri üretim yaklaşımından da yararlanılmaktadır (Trevisan ve diğerleri, 2017). Geleneksel diş dökümüyle karşılaştırıldığında, titanyum protezler CAD/CAM (bilgisayar destekli tasarım ve bilgisayar destekli üretim) kullanılarak daha iyi oluşturulabilir (Ohkubo ve diğerleri, 2008). Günümüzde yenilikçi bir teknik olan 3D baskı/Katmanlı Üretim (AM), bilgisayar destekli tasarımı kullanarak hızlı bir şekilde diş implantları üretmek için özelleştirilmiştir (Mohd ve Abid, 2019). 3D baskı/AM, bu sürecin belirsiz verimliliği sayesinde implant üretimi için mikro ölçekli çözünürlük göstermiştir, ancak diş implantlarının üretimi için potansiyel bir yaklaşımdır (Thaisa ve Andréa, 2019).

Metal iyonu salınımı, toksisite, kanserojenlik ve aşırı duyarlılık gibi korozyona bağlı biyolojik sorunlara neden olur. Metal elementlerin implant malzemesinden farklı vücut organlarına ve implant çevresindeki dokulara boşaltılması, ağız ortamında doğal bir olay olan biyokorozyon, tribokorozyon ve bunların kombinasyonundan kaynaklanmıştır (Barão ve ark., 2021). Biyofilmler veya yüksek florür konsantrasyonları mevcut olsa da bu etki güçlenir. Metalik parçacıkların varlığı T-lenfositleri, nötrofilleri ve makrofajları aktive ederek sitokinlerin ve metalik proteazların üretimini arttırır. Ayrıca vanadyum, alüminyum ve Ti-6Al-4V parçacıkları toksik ve mutajenik olup Alzheimer hastalığına, osteomalaziye ve nörolojik sorunlara neden olur (Kirmanidou ve diğerleri, 2016). Ti ve Ti alaşımlarının ortopedi ve diş hekimliğinde dikkate değer uygulamaları vardır. Bu nedenle her gün birçok implant piyasaya sürülmektedir. Bu inceleme, bu materyalin, özellikle CAD/CAM'in neden ve nasıl önemli ölçüde ilerlediğini belirlemeyi amaçlamaktadır. Bu malzemeyi ve alaşımlarını ortodontik tedavi malzemesi olarak çekici kılan özelliklerin neler olduğuna karar vermek için Ti'nin biyolojik çevre ile etkileşiminin incelenmesi önemlidir.

3D baskı (3DP), koruyucu/onarıcı diş hekimliğinde hayati bir rol oynadığı için diastema, kron hasarı ve diş kaybı dahil olmak üzere çok sayıda diş sorununun üstesinden gelen, diş implantları için yeni ortaya çıkan bir teknolojidir. 3DP, (i) çoklu bileşimlerin, (ii) mikro yapının, (iii) mekanik niteliklerin ve (iv) implantlarla bağlanan doku ve organların biyolojik yöntemlerinin yakın kontrolünü sağlayabilir. Aslında, üretim ve implantasyon için CAD/CAM aracılığıyla 3DP'nin önemi nedeniyle diş hekimliğinde implant ve restorasyon uygulamalarına yönelik olağanüstü bir niteliğe odaklanmaktadır. Diş çarpıklıklarını iyileştirmek için istenen özelliklere sahip Ti materyalinin daha az eforla hızı arttırması olasıdır (Gagg ve ark., 2013; Unnikrushnan ve ark., 2021).

Bu çalışma, titanyum ve alaşımlarının Diş Hekimliğindeki farklı kullanımlarını, tarihsel gelişimini, üretim prosedürlerini ve yüzey modifikasyon tekniklerini açıklamayı amaçlamaktadır. Bu derlemede Ti alaşımlarının çeşitli mekanik ve fizyolojik özellikleri özetlenmiştir. Aynı zamanda gelecekteki üreticilere, araştırmacılara ve akademisyenlere genel bir bakış sağlayacak şekilde kullanımıyla ilgili iyi ve geleceğe yönelik perspektifleri de tartışıyor.