Perspektive razvoja medicinskih detaljnih titanskih materijala.

Mnogi materijali za implantate korišteni su u različitim stomatološkim primjenama, ovisno o njihovoj učinkovitosti i dostupnosti. Zubni implantat mora posjedovati potrebne karakteristike, kao što su biokompatibilnost, otpornost na koroziju i habanje, odgovarajuća mehanička svojstva, oseointegracija itd., kako bi se osigurala njegova sigurna i optimalna uporaba. Ovaj pregled analizira različite aspekte titana (Ti) i Ti legura, uključujući svojstva, proizvodne procese, modifikacije površine, primjene kao zubni implantati i ograničenja. Osim toga, također predstavlja percepciju nedavnog napretka u implantatnim materijalima na bazi Ti i futuristički razvoj inovativnih zubnih implantata.

Ključne riječi: Dentalni implantat, legura titana, modifikacija površine, otpornost na koroziju, oseointegracija, biokompatibilnost, antibakterijsko djelovanje

Titan (Ti) i Ti legure su u velikom porastu od ranih 1980-ih. Postao je prihvaćeniji metalni biomaterijal zbog svojih posebnih svojstava i brojnih biomedicinskih upotreba (Özcan i sur., 2012.; Vizureanu i sur., 2020.; Takeuchi i sur., 2020.). Većinu vremena metalni biomaterijali koriste se zbog svoje visoke nosivosti i čvrstoće na zamor kako bi izdržali opterećenja redovitih pokreta koja se na njih primjenjuju (Gegner et al., 2014.). Titan je predstavljen kao jedan od ohrabrujućih biomaterijala za projektiranje zbog svog niskog modula elastičnosti, niske specifične težine, izvanredne otpornosti na koroziju, izvanrednog omjera čvrstoće i težine, dobrih triboloških svojstava i iznimne biokompatibilnosti (Hatamleh et al., 2018. ; Mutombo, 2018). Legure titana imaju veću biokompatibilnost za biomedicinske primjene nego bilo koji metalni sadržaj. Međutim, zbog trenda osteogeneze, klasificirani su kao bioinertni materijali u usporedbi s biokeramikom kao što su cirkonijev oksid, glinica, hidroksiapatit i kombinacije (Niinomi i sur., 2008.; Hoque i sur., 2013., 2014.; Ragurajan i sur., 2018. ; Golieskardi i sur., 2019). Suvremena stomatologija ima za cilj vratiti pacijenta uobičajenoj namjeni, zdravlju, estetici i govoru bez obzira na ozljedu, atrofiju ili bolest stomatognatog sustava. Stoga je protetika u stomatologiji jedna od dobrih opcija za osobe koje obično imaju neodgovarajuće oralno zdravlje, ali su izgubile zube zbog parodontne bolesti, ozljede ili nekih drugih razloga (Oshida i sur., 2010; Golieskardi i sur. , 2020). Mnogi implantati raznih dizajna sada se izrađuju od čistog titana i njegovih legura.

Do sada se više metalnih implantata proizvodilo tradicionalnim metodama kao što su vruće valjanje, livenje po modelu, kovanje i strojna obrada. Međutim, također se koriste brojni napredni proizvodni pristupi jer se svim legurama implantata ne može učinkovito obraditi u konačni oblik sličnom metodom (Trevisan et al., 2017.). U usporedbi s tradicionalnim zubnim lijevanjem, proteze od titana mogu se bolje izraditi korištenjem CAD/CAM (računalno potpomognuto projektiranje i računalno potpomognuta proizvodnja) (Ohkubo et al., 2008.). Danas je inovativna tehnika, 3D ispis/aditivna proizvodnja (AM), prilagođena za brzu proizvodnju zubnih implantata korištenjem računalno potpomognutog dizajna (Mohd i Abid, 2019.). 3D ispis/AM pokazao je rezoluciju mikroskala za izradu implantata kroz nejasnu učinkovitost ovog procesa, ali potencijalni pristup za proizvodnju zubnih implantata (Thaisa i Andréa, 2019.).

Otpuštanje metalnih iona uzrokuje biološke probleme povezane s korozijom, kao što su toksičnost, karcinogenost i preosjetljivost. Ispuštanje metalnih elemenata iz materijala implantata u različite tjelesne organe i periimplantatna tkiva uzrokovano je biokorozijom, tribokorozijom i njihovom kombinacijom, što je prirodna pojava u oralnom okruženju (Barão et al., 2021.). Dok postoje biofilmovi ili visoke koncentracije fluorida, ovaj se učinak pojačava. Prisutnost metalnih čestica aktivira T-limfocite, neutrofile i makrofage, povećavajući proizvodnju citokina i metalnih proteaza. Nadalje, čestice vanadija, aluminija i Ti–6Al–4V su toksične i mutagene, uzrokuju Alzheimerovu bolest, osteomalaciju i neurološke probleme (Kirmanidou et al., 2016.). Ti i Ti legure imaju značajnu primjenu u ortopediji i stomatologiji. Stoga se mnogi implantati svakodnevno uvode na tržište. Ovaj pregled ima za cilj utvrditi zašto je i kako ovaj materijal značajno napredovao, posebno CAD/CAM. Bitno je proučiti interakciju Ti s biološkim okolišem kako bi se odlučilo koje karakteristike čine ovaj materijal i njegove legure privlačnima kao materijal za ortodontsko liječenje.

3D ispis (3DP) je tehnologija u nastajanju za zubne implantate, koja prevladava brojne dentalne poteškoće, uključujući dijastemu, oštećenje krunice i gubitak zuba, jer igra vitalnu ulogu u preventivnoj/restaurativnoj stomatologiji. 3DP može postići blisku kontrolu (i) višestrukih sastava, (ii) mikrostrukture, (iii) mehaničkih svojstava i (iv) bioloških metoda pričvršćenih tkiva i organa s implantatima. Doista, fokusira se na iznimnu atribuciju u stomatologiji za aplikacije implantata i restauracija zbog značaja 3DP-a putem CAD/CAM-a za proizvodnju i implantaciju. Vjerojatno je da Ti materijal sa željenim svojstvima za liječenje dentalnih deformacija povećava brzinu uz manji napor (Gagg i sur., 2013.; Unnikrushnan i sur., 2021.).

Ova studija ima za cilj opisati različite upotrebe titana i njegovih legura u stomatologiji, zajedno s njegovim povijesnim razvojem, proizvodnim postupcima i tehnikama modifikacije površine. Različita mehanička i fiziološka svojstva Ti legura su skraćena u ovom pregledu. Također se raspravlja o dobrim i budućim perspektivama njegove upotrebe što će pružiti pregled za buduće proizvođače, istraživače i akademike.