Курсовая работа (т): Титан и титановые сплавы: применение в медицине

Зубные протезы из титановых сплавов могут быть изготовлены несколькими способами. Один из них фрезерование.

Наряду с технологией фрезерования дальнейшее развитие получает плазменное напыление и порошковая металлургия. В стоматологии порошковая металлургия титана применяется в основном для изготовления съемных пластиночных протезов.

Плазменное напыление - это нанесение покрытий из порошковых или проволочных заготовок на основу, при этом напыляемый материал подается в высокотемпературную плазменную струю, расплавляется в ней, ускоряется и, ударяясь о подложку, прочно сцепляется с ней. Для этого используется специальное устройство - плазмотрон.

Перечисленные выше методы очень сложны технологически и дорогостоящи.

Выходом из этой ситуации может быть сверхпластическая формовка. Что такое «сверхпластичность»? Суть заключается в том, что при определенной температуре металл, имеющий ультрамелкое зерно, ведёт себя подобно разогретой смоле, то есть может удлиняться на сотни и тысячи процентов под действием очень малых нагрузок, что позволяет изготавливать из листа титанового сплава тонкостенные детали сложной формы. Это явление, а процесс состоит в том, что сверхпластичную листовую заготовку прижимают к матрице и под действием небольшого газового давления (максимально 7-8 атм.) она сверхпластически деформируется, за одну операцию принимая очень точную форму полости матрицы.

Зубной протез, изготовленный методом сверхпластической формовки, имеет существенные преимущества: легкость по сравнению с протезами, изготовленными из кобальтохромового или никельхромового сплавов, и высокая коррозионная стойкость и прочность. Достаточная простота изготовления протеза делает его незаменимым для массового производства в ортопедической стоматологии.

Начальные клинические этапы изготовления полного съемного протеза с титановым базисом не отличаются от традиционных при изготовлении пластмассовых протезов. Это - клиническое обследование больных, получение анатомических слепков, изготовление индивидуальной ложки, получение функционального слепка, изготовление рабочей высокопрочной модели из супергипса.

Модель из супергипса с предварительно изолированным бюгельным воском альвеолярным гребнем дублируют в огнеупорную массу.

Огнеупорные модели размещают в металлической обойме из жаропрочного сплава, которая имеет специальные вырезы, размеры и форма которых позволяет разместить в ней модель верхней челюсти любого пациента.

На керамические модели сверху накладывают лист титанового сплава толщиной 1 мм. Листовая заготовка зажимается между двух половинок формы. Полуформы образуют герметичную камеру, разделенную листом на две части, каждая из которых имеет канал сообщения с газовой системой и может быть независимо друг от друга либо вакуумирована, либо заполнена инертным газом под некоторым давлением (Рисунок 7).

Рисунок 7 - Схема аппарата для сверхпластической формовки

Загерметизированные полуформы нагревают и создают перепад давления. Под листом создают разряжение (вакуум) 0,7-7,0 Па. Лист титанового сплава прогибается в сторону вакуумированной полуформы и «вдувается» в расположенную в ней керамическую модель, облегая ее рельеф. В этот период давление выдерживают по определенной программе. По завершении этой программы полуформы охлаждают.

После этого выравнивают давление в обеих полуформах до нормального и извлекают заготовку из формы. Базисы требуемого профиля вырезают по контуру, например, лучом лазера, обтачивают кромку на абразивном круге, снимают окалину, нарезают ретенционные полосы абразивным диском в седловидной части базиса до середины альвеолярного отростка и электрополируют по разработанной методике.

Ограничитель пластмассы формируется на разных уровнях титанового базиса с небной и оральной поверхности ниже вершины альвеолярного гребня на 3-4 мм, методом химического фрезерования. Вдоль линии «А» также проводится химическое фрезерование для создания ретенционного участка при фиксации базисной пластмассы. Наличие пластмассы вдоль линии «А» необходимо для возможности дальнейшей коррекции клапанной зоны.

В клинике врач определяет центральное соотношение челюстей традиционными методами. Постановка зубов и примерка в полости рта не отличаются от обычных. Далее лаборатории воск заменяют на пластмассу и полируют. На этом изготовление съемного зубного протеза с титановым базисом закончено (Рисунок 8).

Рисунок 8. Готовые съемные протезы с титановыми базисами

Можно с уверенностью утверждать, что сверхпластическая формовка титановых сплавов имеет прекрасные перспективы для дальнейшего развития в нашей стране. И мы рекомендуем практическим врачам данный метод. Созданные в последнее время новые конструкционные материалы открывают новые широкие возможности в области зубопротезирования, благодаря своим уникальным свойствам, сочетающим высокую долговечность, биоинертность и эстетичность.

Заключение

Значение металлов в человеческом обществе всё более возрастает. Переворот в технике происходит с интенсивным развитием алюминиевой и магниевой промышленности. В последние десятилетия человечество получило в своё распоряжение группы редких металлов. И вот уже в наши дни, на авансцену истории «поднимается» новый промышленный металл - титан.

Титан с большим правом, чем алюминий, можно назвать металлом нашего века, этот новый конструкционный материал впервые стали производить и использовать только в пятидесятые годы 20 века. Впрочем, титан так и называют: «металл 20 века». И как много значений у слова «титан», так много эпитетов и наименований у самого металла. «Вечный», «парадоксальный», «металл сверхзвуковых скоростей, «металл будущего», «дитя войны» - вот только некоторые из них.

Титан называют металлом будущего. Это, конечно, правильно. В будущем появятся новые области применения замечательного материала, люди создадут сплавы с ещё более удивительными свойствами. Но ведь будущее начинается сегодня, будущее и настоящее не отдельны непроходимой границей.

Титан уже давно стал материалом современности - ценным, важным и необходимым. Больше того, широкое, повсеместное его применение как раз позволит скорее приблизить то светлое и прекрасное будущее, о котором мы все мечтаем.

Список используемых источников

1.     Глинка, Н.Л. Общая химия/ Н.Л. Глинка; - Л.: Химия, 1981, - 720 с.;

2.     Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия/ Н.С. Ахметов; - М.: Высшая школа, 743с.;

3.     Солонина, О. П. «Жаропрочные титановые сплавы»/ О. П. Солонина, С. Г. Глазунов. - Москва «Металлургия» 1976 г.;

4.     Журнал неорганической химии: ежемес. журн. / В.А. Жиляев, А.П. Штин. "Взаимодействие карбонитридов, оксикарбидов и оксинитридов титана с концентрированными минеральными кислотами", т.48, №8(Август 2003), с.1402;

5.      Годнева, М.М. Химия подгруппы титана/ М.М. Годнева, Д.Л. Мотов; - Л.: Наука, 1980, - 175с.;

.        Сергеев В.В., Галицкий Н.В и др. Металлургия титана - М.: Металлургия, 1971, - 320с.;

.        Под ред. Галицкого Б.А. Титан и его сплавы в химическом машиностроении - М.: Машиностроение, 1968 - 340с.;

8.     Технологические процессы машиностроительного производства. Оренбург, ОГУ, 1996г. Под редакцией С.И. Богодухова, В.А Бондаренко;

.       Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. Материаловедение. Машиностроение 1990г.;

.        Горощенко Я. Г., Химия титана;

.        "Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов" Б.А. Колачев, В.А. Ливанов, В.И. Елагин

.        "Металлургия цветных металлов" Н.И. Уткин

.        Диаграммы состояния двойных металлических систем ред. Лякишева Н.П.Машиностроение, 1996-2000 г.

.        С. С. Ушков, В. И. Михайлов, А. Н. Хатунцев, И. Ю. Сахаров «Статическая прочность и циклическая долговечность сварных соединений из α - и псевдо - α - сплавов титана»

.        «Практическая терапевтическая стоматология» А. И. Николаев, Л. М. Цепов, 2008г., г. Москва;

17.    www.stomatolog.md.ru <http://www.stomatolog.md.ru> - «Международный стоматологический портал»;

.        Хачин В.Н., Пушин В.Г., Кондратьев В.В. Никелид титана: Структура и свойства.. М.: Наука, 1992. 160 с.

.        Берснев В.П., Давыдов Е.А., Кондаков Е.Н. Хирургия позвоночника, спинного мозга и периферических нервов. - СПб: "Специальная литература", 1998. 368 с.

.        Хачин В.Н., Пушин В.Г., Кондратьев В.В. Никелид титана: Структура и свойства.. М.: Наука, 1992. 160 с.

.        Медицинские материалы и имплантаты с памятью формы / Гюнтер В.Э., Дамбаев Г.Ц., Сысолятин П.Г. и др. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1998. 487 с.

.        Коллеров М.Ю., Крастилевский А.А., Гусев Д.Е., Матыцин А.В. "Влияние геометрических параметров проволочных имплантатов с эффектомзапоминания формы из никелида титана на их характеристики работоспособности." Сб. Научные труды МАТИ им. К.Э.Циолковского, вып.3 (75).-М: Издательство ЛАТМЕС, 2000. С.37-41.

.        Ильин А.А., Коллеров М.Ю., Шинаев А.А., Головин И.С. "Исследование механизмов формоизменения при деформации и нагреве титановых сплавов с эффектом запоминания формы". "Металловедение и термическая обработка металлов", № 4, 1998, с. 12-16.