Utvecklingsutsikterna för medicinska detaljer av titanmaterial.

Många implantatmaterial har använts i olika dentala tillämpningar beroende på deras effektivitet och tillgänglighet. Ett tandimplantat måste ha de erforderliga egenskaperna, såsom biokompatibilitet, korrosions- och slitstyrka, adekvata mekaniska egenskaper, osseointegration, etc., för att säkerställa en säker och optimal användning. Denna recension analyserar olika aspekter av titan (Ti) och Ti-legeringar, inklusive egenskaper, tillverkningsprocesser, ytmodifieringar, tillämpningar som dentala implantat och begränsningar. Dessutom presenterar den också en uppfattning om de senaste framstegen inom Ti-baserade implantatmaterial och den futuristiska utvecklingen av innovativa tandimplantat.

Nyckelord: Tandimplantat, Titanlegering, Ytmodifiering, Korrosionsbeständighet, Osseointegration, Biokompatibilitet, Antibakteriell aktivitet

Titan (Ti) och Ti-legeringar har ökat kraftigt sedan början av 1980-talet. Det har blivit det mer accepterade metalliska biomaterialet för dess distinkta egenskaper och många biomedicinska användningsområden (Özcan et al., 2012; Vizureanu et al., 2020; Takeuchi et al., 2020). För det mesta används metalliska biomaterial för sin höga belastningskapacitet och utmattningshållfasthet för att upprätthålla de regelbundna rörelsernas belastningar som appliceras på dem (Gegner et al., 2014). Titan har presenterats som ett av de mer uppmuntrande designbiomaterialen för dess låga elasticitetsmodul, låga specifika vikt, extraordinära motståndskraft mot korrosion, enastående styrka-till-vikt-förhållande, goda tribologiska egenskaper och exceptionella biokompatibilitet (Hatamleh et al., 2018) ; Mutombo, 2018). Titanlegeringar har högre biokompatibilitet för biomedicinska tillämpningar än något metallinnehåll. Men på grund av trenden med osteogenes klassas de som bioinerta material jämfört med biokeramer som zirkoniumoxid, aluminiumoxid, hydroxiapatit och kombinationer (Niinomi et al., 2008; Hoque et al., 2013, 2014; Ragurajan et al., 2018 ; Golieskardi et al., 2019). Nuvarande tandvård syftar till att återinföra patienten till sitt vanliga syfte, hälsa, estetik och tal oberoende av det stomatogena systemets skada, atrofi eller sjukdom. Som ett resultat är proteser inom tandvård ett av de goda alternativen för personer som vanligtvis har en olämplig munhälsa men som har tappat sina tänder på grund av tandlossning, en skada eller någon annan orsak (Oshida et al., 2010; Golieskardi et al. , 2020). Många implantat av många mönster är nu gjorda av rent titan och dess legeringar.

Fram till nu har fler metalliska implantat tillverkats med traditionella metoder som varmvalsning, investeringsgjutning, smide och bearbetning. Men många avancerade tillverkningsmetoder används också eftersom alla implantatlegeringar inte kan hanteras effektivt till den ultimata formen med en liknande metod (Trevisan et al., 2017). Jämfört med traditionell tandgjutning kan titanproteser tillverkas bättre med CAD/CAM (datorstödd design och datorstödd tillverkning) (Ohkubo et al., 2008). Nuförtiden är en innovativ teknik, 3D-printing/Additive Manufacturing (AM), anpassad för att snabbt tillverka tandimplantat med hjälp av datorstödd design (Mohd och Abid, 2019). 3D-utskrift/AM har visat upplösning i mikroskala för tillverkning av implantat genom oklar effektivitet i denna process, men ett potentiellt tillvägagångssätt för tillverkning av tandimplantat (Thaisa och Andréa, 2019).

Utsläpp av metalljoner orsakar korrosionsrelaterade biologiska problem, såsom toxicitet, cancerogenicitet och överkänslighet. Utsläppet av metallelement från implantatmaterialet till olika kroppsorgan och peri-implantatvävnader orsakades av biokorrosion, tribokorrosion och deras kombination, vilket är en naturlig förekomst i den orala miljön (Barão et al., 2021). Medan biofilmer eller höga fluorkoncentrationer finns, förstärks denna effekt. Närvaron av metallpartiklar aktiverar T-lymfocyter, neutrofiler och makrofager, vilket ökar produktionen av cytokiner och metalliska proteaser. Dessutom är vanadin-, aluminium- och Ti-6Al-4V-partiklar giftiga och mutagena, vilket orsakar Alzheimers sjukdom, osteomalaci och neurologiska problem (Kirmanidou et al., 2016). Ti- och Ti-legeringar har anmärkningsvärda tillämpningar inom ortopedi och tandvård. Därför introduceras många implantat på marknaden dagligen. Denna granskning syftar till att fastställa varför och hur detta material har utvecklats avsevärt, särskilt CAD/CAM. Det är viktigt att studera interaktionen mellan Ti och den biologiska miljön för att avgöra vilka egenskaper som gör detta material och dess legeringar attraktiva som ett ortodontiskt behandlingsmaterial.

3D-utskrift (3DP) är en framväxande teknologi för tandimplantat, som övervinner många dentala svårigheter, inklusive diastema, kronskador och tandlossning, eftersom den spelar en viktig roll i förebyggande/återställande tandvård. 3DP kan uppnå nära kontroll av (i) flera sammansättningar, (ii) mikrostruktur, (iii) mekaniska egenskaper och (iv) biologiska metoder för fästa vävnader och organ med implantaten. Den fokuserar faktiskt på en exceptionell attribution inom tandvård för implantat- och restaureringsapplikationer på grund av betydelsen av 3DP via CAD/CAM för tillverkning och implantation. Det är troligt att Ti-material med önskade egenskaper för att bota dentala förvrängningar ökar hastigheten med mindre ansträngning (Gagg et al., 2013; Unnikrushnan et al., 2021).

Denna studie syftar till att beskriva de olika användningarna av titan och dess legeringar inom tandvården, tillsammans med dess historiska utveckling, tillverkningsprocedurer och ytmodifieringstekniker. Olika mekaniska och fysiologiska egenskaper hos Ti-legeringar förkortas i denna recension. Den diskuterar också goda och framtida perspektiv på dess användning, vilket kommer att ge en överblick för framtida tillverkare, forskare och akademiker.