钛及钛合金在口腔技术中的应用

当今社会 ，由于工业化的飞速发展 ，使得空气污染日益严重 ，因此对于人们的健康有极大地影响，随着人们生活水平的不断提高，人们的健康意识不断地增强，使得人们对于口腔 的保护也越来越重视。随着现代化 的快速发展，医疗领域材料的应用要求越来越严格，由于钛及钛合金材料与人体有许多可融合之处 ，所 以外科手术骨头坏死，牙科治疗用的种植体、烤瓷牙以及许多治疗器械 的材料 的要求 ，医疗对于钛及钛合金的应用越来越 多。由于其优越性太多 ，比重小，和人骨的比重比较接近 ，强度大 ，耐腐蚀性强，是一种比较理想及其安全的医学上所用材料。

钛及其钛合金优异 的性能，能与人体很好地接触 ，对人体危害很小，甚至说可 以忽略不计 ，密度小、弹性模量与人体的骨头极其接近 ，所 以由于其优异的性能，使得它在临床上的应用是非常有利的。所以用纯钛及其钛 合金制作一些与人体相配合的医疗器材，比如牙科用的烤瓷牙、种植体、义齿、牙床、托环 、牙桥、牙冠、人工关节、接骨板、骨螺钉与骨打固定针等已经广泛用于临床 ：用纯钛网制作的骨头托架 ，经过临床实验 ，已经用于坏死骨头的再造手术；用微孔钛 网对于 已经损坏的骨头和硬膜 ，可以用于修复治疗，并能有效地保护脑髓液系统；用纯钛制作的人工心瓣膜与瓣笼已成功地得到应用，临床效果良好 。

纯净 的钛是银 白色 的金属 ，具有银灰光泽，可以作为炼钢时的脱氧剂和不锈钢 以及合金钢的成份 。钛的粉沫状可 以用作颜料和油漆的原料，它还可用作 电极和发 电站的冷 凝器 以及环境污染控制装置 。但是强度较低。而钛合金 的强度很高，如常用 的钛合金Ti一6AI一4V的强度达到了一般高强度钢的水平。钛合金 比其钛材料而言 ，它有高的耐热性、低温时的韧性和断裂韧性，所以可 以用作很多工业零件，比如飞机的发动机零件、用作火箭和导弹的部分原件 。在石油工业上主要作各种容器、反应器等。钛镍形状记忆合金在仪器仪表上 已广泛应用。氮化钛颜色近于黄金，可 以用作装饰材料。钛和钛的合金大量用于航空工业，有 “空间金属”之称 ；另外 ，在造船工业、化学工业 、制造机械部件 、电讯器材、硬质合金等方面有着 日益广泛 的应用。此外，由于钛合金还与人体有很好的相容性 ，所以钛合金还可 以作人造骨、义齿、烤瓷牙和 固定各种坏骨头的医疗器具。钛合金的比重轻 ，耐腐蚀性强以及强的耐高温和焊接性好等优异性能，在 口腔领域的应用是到越来越广泛。

钛及钛合金因具有 良好的机械力学性能和生物相容性被广泛用作牙科种植体。种植体颈部由表面光滑的钛及钛合金制成，以利于纤维组织包绕 ，形成 良好的上皮袖口区，防止菌斑积聚。种植体体部的多孔结构，增大了种植体的表面积 ，为骨组织的附着生长提供了条件 ，利于种植体的固位 。实验制备 的ZnHA ／TiO生物涂层 的细胞实验结果表明，成骨细胞与ZnHA／TiO，涂层有较好的附着，细胞在材料表面的增殖能力增强 ，较好的细胞附着在一定程度上抑制了细菌在种植体表面的附着。

近年来，种植体表面处理技术发展迅速，处理方法包括x射线喷射 、机械研磨 、等离子溅射 、喷砂或酸蚀等 。钛表面高温离子氮化处理 ，使纯钛及钛合金硬度分别提高七倍和两倍 ，氮化后钛材的年腐蚀率仅为非氮化的三分之一，并对周围组织无毒性 。生物组织对表面渗氮处理钛材反应轻微且无毒性 。钛及钛合金表面形成 的氧化膜能被 口腔中最为普遍应用的龋齿预防剂、预防性抛光和氟化物破坏 引起钛腐蚀 。这种腐蚀产物可引起组织细胞 的变性坏死 、非特异性炎症 、过敏反应甚至导致肿瘤的形成。合金材料发生腐蚀后，影响修复体的颜色和强度，引起细胞毒性、过敏等不良生物反应。

钛及钛合金作 为生物硬组织替代材料 。它可以作为牙科材料在镶嵌体 、齿冠、桥接材、义牙床、人工牙根等方面 的应用 。近十年来 ，随着科学技术 的发展，钛及钛合金作为口腔新型修复材料具有更广阔的前景。 目前制作义齿支架使用 的金属主要有Au、Ni1_cr、C0一Cr 、不锈钢等合金 ，合金生物相容性好，但价格 昂贵 ，颜色不理想，其他合金含有Ni、Co、Cr等有害元素。钛作为一种新型 口腔修复材料，与人体骨骼上皮组织、结缔组织都具有 良好的亲和性，力学性能也可与其它各型牙用合金媲美，且密度小，义齿体感舒适。T i一6A 1—4V合金具有超塑性，便于制作义齿基托 。研究表明用纯钛制作上颌腭托 ，具备较好 的对抗折性能和生物相容性 。钛在义齿修复术中逐渐成为一种越来越受重视的材料 ，成为用于可摘和固定义齿合金 的一种经济和生物相容性好 的替代品的趋势 。对人体组织无过敏，且价格低廉 。钛作为一种金属元素 ，密度轻 、高强度 、耐抗腐蚀 、性能优良，储量丰富，从工业价值、资源寿命和发展前景看，是一种 比较好的牙科材料 。

钛材料 的一系列特性 ，对人体有益，且相当安全，非常适合身体。由于钛材料本身具有特殊的电流特性，对人体会产生有益的生理作用且其化学性安定。使人在治疗过程中人的精神状态比较放松，不会紧张，从而不会造成医疗事故。钛 的高硬度、轻的密度使钛本身不容易生锈变质、并且在应用上性能比较稳定。所以牙科上用 的牙科高速手机，牙科光纤手机，牙科种植体，在工作过程中，牙科手机要进入人体口腔，与人体牙齿相接触较多，所以对其外表材料的选择，大多选用钛及其合金材料来加工，对人本危害小，并且它的性能比较稳定可靠。这种比重轻 ，高强度，特殊的电流特性对人体可以起到很好地作用 。所以钛在 医疗、医药和体育运动领域中被广泛使用 。

钛及钛合金以其极佳 的生物相容性，优异的耐腐蚀性能，己被作为生物材料在人体内应用 。尤其是钛材料作为种植牙 ，在人体内的应用极为广泛 ，用钛材料制作的骨科手术更是不计其数 。随着现代化工业的发展 ，现代医疗事业 的发展，科学技术的进步，使得口腔事业的发展已经非常迅速。 口腔科 ，口腔种植学、钛的精密铸造技术、焊接、粘结和烤瓷技术的发展 ，钛 已广泛地运用到 口腔医学领域的各个分支学科，成为一种势在必得的医疗所用材料。

钛及钛合金由于其优异的性能，应该说是一种 比较完美的工业材料 ，但是，由于材料本身硬度较高，在切削加工时存在一定的加工难度。切削加工钛合金应从选择合理的刀具、降低切削温度和减少粘结三方面 出发 ，选用红硬性好、抗弯强度高、导热性能好的刀具 ，比如Y G类硬质合金，它硬度高，可以适合钛及其合金材料 的加工。在选择好合适的刀具后，还有注意刀具的刃磨，刀具在加工过程 中，对刀具的主要参数的刃磨还是很重要的，比如 ，什么时候前角应该磨成什么样 ，后角应该注意什么，这些都是很重要的环节，一般对于钛及其合金材料的加工，都是有专人去刃磨刀具的。再有就是加工钛及其合金材料时，还必须注意降低切削温度 ，选择好的冷却液 ，因为好的冷却液，可以减少刀具的更换次数，可以渗入切削刀具面，提高表面光洁度，并且大大降低废品率 ，所 以润滑剂的选择，也是必不可少的，并且是很重要的，有了合适的切削液，使得在加工过程 中材料 的粘性会降低 ，有利于加工，可以省时省力。

综上所述，了解钛及钛合金的性能后 ，我们发现其优越性是很大的，对其只要掌握了它的加工 ，选择了合适的刀具及其冷却液后，也就没有什么能防障它的应用了，不难看出，钛及钛合金不但在口腔领域上，而且在工业上的应用极为重要，它作为一种现代化的金属，性能优越无比。

参考文献

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[2] 严彩花 ，张静莹．钛合金在 口腔 中的应用

[3]张新平 ，于思荣，夏连杰，何镇 明．钛及钛合金在牙科领域中的研究现状．

[4]张丹．钛合金及其在牙科的应用．

[5] 中国机床 商务网．钛合金材料切削加工性能．

作者简介 ：田耕 (1974- ) ，男，陕西茂陵人 ，成阳西北医疗器械 (集团 ) 有限公司工程师，研究方向：医疗器械 。

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