טיטניום ביישומי השתלות שיניים ואורתופדיות: יתרונות הליבה

מיקומו של טיטניום בחומרי השתלים נובע משכבת התחמוצת המשטחית שלו ומיכולת ה-oseointegration.

בחשיפה לאוויר או לנוזלים פיזיולוגיים, טיטניום יוצר סרט טיטניום דו חמצני (TiO₂) של כ-2-5 ננומטר. שכבה זו מספקת שתי פונקציות רלוונטיות מבחינה קלינית: היא יציבה מבחינה כימית וחוסמת ביעילות את שחרור יוני מתכת (למשל, ונדיום, אלומיניום) לתוך הרקמות הסובבות, מה שגורם לבטיחות המעולה של הטיטניום לטווח ארוך- בהשוואה לנירוסטה; והוא -מתקן את עצמו-כאשר ניזוק מכני, משטח הטיטניום החשוף מתחמצן מחדש כמעט מיד בסביבות פיזיולוגיות מחומצנות.

info-1280-720

הקשר בין טיטניום לרקמת העצם הוא תהליך ביוכימי מתקדם:

מסגרת זמן	אירוע ביולוגי
בתוך 24 שעות לאחר-ההשתלה	היווצרות שכבת הדבקה ביולוגית של חלבון הדם על משטח סרט התחמוצת
~ חודש	מתחיל שקיעת יוני סידן; מתחילים להיווצר גבישי הידרוקסיאפטיט
3-6 חודשים	רקמת תאי עצם מכסה במלואה את פני הטיטניום, ומשיגה שילוב מכני ושילוב ביולוגי

info-554-370

טיטניום וסגסוגותיו הם כיום החומרים המרכזיים להשתלות שיניים בפרקטיקה הקלינית. יישומים ספציפיים כוללים:

רְכִיב	פוּנקצִיָה
גוף שתל	מונח לתוך עצם המכתשית כדי להחליף את שורש השן הטבעי
אבוטמנט	מחבר את השתל לכתר הסופי
מסגרת כתר	תומך בתותבת הסופית

קטגוריית יישומים	מוצרים ספציפיים	חומרים נפוצים
עיגון אורתודונטי	מיני-שתלים, ברגי עצם	טיטניום טהור מסחרית או*Ti-6Al-4V ELI*
קיבוע פנימי של פה ולסת	לוחות עצם, מיני-ברגים	Ti-6Al-4V
הגדלת עצם המכתשית	רשת טיטניום, ממברנות מחסום	טיטניום טהור מסחרית

info-739-415

גבעולים ומגשי שוק הירכיים מיוצרים בעיקר מסגסוגת Ti-6Al-4V, עם מודול אלסטי של כ-110 GPa-נמוך מפלדת אל חלד (~200 GPa) וקרוב יותר לעצם קליפת המוח (~15-20 GPa מפחית את התאוריה, מפחית מתח. ציפוי טיטניום נקבובי בצד האצטבולי ובגבעול הפרוקסימלי משמשים לקידום צמיחת עצם. משטחי מיסבים אינם משתמשים בטיטניום - ההתנגדות לבלאי שלו אינה מספקת, וסגסוגות Co-Cr-Mo או קרמיקה בשילוב עם פוליאתילן מוצלב מאוד הן הסטנדרט לרכיבים מפרקים.

סוג מוצר	מפרט טיפוסי	יישומים קליניים
נעילה של לוחות	טיטניום טהור מסחרית או סגסוגת טיטניום	שברי עצם ארוכות של הגפיים
ברגים עם צינורות / ברגים קורטיקליים	קוטר 2.0-7.3 מ"מ	שברים תוך-מפרקיים, שברים בקרסול
ציפורניים תוך-מדולריות	Ti-6Al-4V	ציר הירך, שברים בציר השוק
מערכות קיבוע פנימיות של עמוד השדרה	ברגים של פדיקל, מוטות חיבור	איחוי עמוד השדרה, תיקון עיוותים

רשת טיטניום לתיקון גולגולת: בצורת-מותאם אישית על סמך נתוני CT לשחזור פגמים בגולגולת

כלובי היתוך בין גוף: מבני טיטניום נקבוביים לקידום היתוך בין חולייתי

מחוון ביצועים	טיטניום טהור / סגסוגות טיטניום	נירוסטה רפואית (316 ליטר)	קובלט-סגסוגות כרום
תאימות ביולוגית	מְעוּלֶה	הוֹגֶן	טוֹב
עמידות בפני קורוזיה	מְעוּלֶה	הוֹגֶן	טוֹב
מודול אלסטי	נמוך (קרוב לעצם, ~110 GPa)	גבוה (~193 GPA)	גבוה (~240 GPa)
חוזק ספציפי	מְעוּלֶה	הוֹגֶן	טוֹב
לא-מגנטי	כֵּן	לא (מגנטי חלקית חלש)	לֹא
עֲלוּת	גבוה יותר	נָמוּך	לְמַתֵן
התאמה להשתלה-ארוכת טווח	בחירה ראשונה	לרוב קיבעון זמני/קצר-טווח	בעיקר משטחים נושאי מפרקים

הנחיות לבחירה קלינית: טיטניום הוא הבחירה הראשונה עבור שתלים קבועים. פלדת אל-חלד עשויה להיחשב לקיבוע זמני או לתרחישים רגישים לעלות-. סגסוגות כרום קובלט-, עם עמידותן המצוינת לבלאי, משמשות בעיקר למשטחים נושאי מפרקים (למשל, רכיבי קונדיל הירך בתותבות ברכיים).

התאימות של טיטניום להדמיה לאחר ניתוח היא יתרון משמעותי-לא-מאפיינים מגנטיים אינם מטילים הגבלות על מעקב MRI-, וחפצי מתכת CT פחות חמורים מאשר עם נירוסטה.

רגישות יתר לטיטניום היא נדירה, אם כי דווחו מקרים בודדים של רגישות יתר מאוחרת לטיטניום או ליסודות סגסוגת (אלומיניום, ונדיום). זה לא חומר אפס- מוחלט עבור כל החולים.

כיוון טכנולוגיה	תוכן ספציפי
טיטניום נקבובי ותלת מימד	התכת קרן אלקטרונים (EBM), התכת לייזר סלקטיבית (SLM) לייצור מבנה נקבובי, אופטימיזציה של צמיחת עצם
טכנולוגיות לשינוי פני השטח	אנודיזציה, ציפוי הידרוקסיאפטיט מרוסס בפלזמה- כדי להאיץ את שילוב האוסאואינטגרציה
פיתוח סגסוגות טיטניום חדשות	סגסוגות טיטניום מסוג -(למשל, Ti-13Nb-13Zr, Ti-15Mo) מפחיתות עוד יותר את מודול האלסטי, ומפחיתות מיגון מתח
התאמה אישית	תכנון וייצור שתלים רפואיים מדויקים על בסיס נתוני CT של המטופל