Charakterystyka materiałów stosownych w implantologii
Do budowy implantu wykorzystuje następujące materiały:
- tytan (najlepszy i dlatego najczęściej stosowany),
- stopy tytanu,
- stopy złota,
- stopy chromokobaltowe,
- ceramikę (np. szkło ceramiczne).
Powyżej wymienione materiały stosowane są w implantologii ze względu na swoją biokompatybilność, czyli tolerancję tkanek organizmu, który nie traktuje ich jako ciał obcych (nie uruchamia mechanizmu obronnego, który odrzuca obce elementy). Dzięki temu możliwa jest integracja kostna (osseointegracja), czyli całkowite zrośnięcie się kości z implantem, które następuje po kilku miesiącach od jego umieszczenia w kości.
Bardzo ważna jest również duża odporność tych materiałów na obciążenia.
Podział implantów ze względu na materiał z jakich są zbudowane:
Implanty Ceramiczne
Materiały ceramiczne wykorzystywane do budowy implantów to: związki glinu, sole fosforanowe i wapniowe, bioaktywne szkła i szkło ceramiczne.
Wadą tych materiałów jest duża łamliwość i mała odporność mechaniczna. Natomiast zaletą jest ich doskonała odporność na korozję i dokładne połączenie z tkankami - dzięki porowatej strukturze, kość łatwo wrasta do ich powierzchni.
Na szczególną uwagę zasługuje materiał zwany aluminą, oraz ceramika cyrkoniowa. Ceramika cyrkoniowa jest to materiał najwyższej jakości, jednak w przypadku jej zastosowania wymaga się od implantologa wysokich kwalifikacji i doświadczenia oraz specjalnych procedur klinicznych. Obecnie prowadzone są intensywne badania naukowe ze względu na pozytywne cechy, oraz próby szerszego wprowadzenia takich implantów do implantologii i chęci zamiany elementów metalowych na ceramiczne, w celu uzyskania lepszego efektu kosmetycznego.
Implanty Metalowe
Główne materiały jakie wykorzystuje się do produkcji implantów to metale i ich stopy takie jak: stal nierdzewna, stopy chromowo-kobaltowe. Jednak najbardziej znane i szeroko stosowane w implantologii są implanty tytanowe. Implanty metalowe posiadają porowatości lub mikroporowatość na swojej powierzchni, co umożliwia wrastanie w szczep implantu tkanek kostnych, które go otaczają, tym samym polepsza się jego stabilizacja. Badania wskazują że najodpowiedniejszym materiałem metalowym do budowy implantów jest tynan - odporny na korozję, alergicznie obojętny, co zwiększa dodatkowo jego walory jako tworzywa dla implantów. Pozostałe metale i ich stopy charakteryzują się słabszą odpornością na korozje i trudnym scalaniem się z tkanką kostną.
Implanty Polimerowe
Najszersze zastosowanie wśród implantów polimerowych ma materiał zwany polimetakrylan metylu (PMM), tworzywo sztuczne, o małych właściwościach mechanicznych, stosowany jest do odbudowy pojedynczych zębów. Najbardziej rozpowszechnionym i osiągającym najlepsze wyniki posiada polimetakrylan metylu zmieszany z 20% zdemineralizowanej kości. Porowate korzenie tych implantów zbudowane są z akrylu, które pozwalają tkance kostnej na wrastanie w ich głąb i lepiej mocują wszczep. Wadą jest stosunkowo mała elastyczność tylko 20%, powodująca nadmierny ucisk w miejscu wejścia wszczepu do zagłębienia kości.
Prowadzone są cały czas badania nad zastosowaniem do implantów stomatologicznych materiałów kompozycyjnych oraz tworzyw kauczukowo - silikonowych (te ostatnie będą miały zastosowanie w chirurgii odtwórczej).
Cechy materiałów metalicznych
Materiały metaliczne, tj. metale techniczne i ich stopy, należą do grupy tworzyw krystalicznych. W przeważającej większości wykazują one następujące własności:
tworzenie połyskliwej, gładkiej powierzchni w stanie stałym (bardziej reaktywne metale tworzą na powierzchni warstwę tlenków),
ciągliwość i kowalność,
dobre przewodnictwo cieplne,
szybkie wypromieniowywanie ciepła,
bardzo dobre przewodnictwo elektryczne (za przewodnictwo odpowiedzialne są ujemnie naładowane cząsteczki czyli elektrony <e-> , które poruszają sie w sieci krystalicznej między jonami dodatnimi. Jest to typ wiązania metalicznego),
skłonność do tworzenia związków chemicznych o właściwościach raczej zasadowych i nukleofilowych niż kwasowych i elektrofilowych,
stały stan skupienia (wyjątkiem jest rtęć) i z reguły dość wysoka temperatura topnienia,
bezwonność.
3.Charakterystyka polimerów i ich zastosowania
Polimery, związki, których cząsteczki składają się z bardzo wielu mniejszych, powtarzających się ugrupowań atomowych, merów. Istnieją polimery naturalne (np. białk Ze względu na ogólną strukturę i warunki przetwórstwa rozróżnia się polimery łańcuchowe, rozgałęzione, oraz o budowie drabinkowej i przestrzennie usieciowanej. Polimery, które topią się w wyższych temperaturach i są rozpuszczalne w odpowiednich rozpuszczalnikach to termoplasty, polimery termo- lub chemoutwardzalne to tzw. duroplasty, które pod wpływem odpowiednio wysokiej temperatury albo odczynników chemicznych ulegają usieciowaniu i stają się tworzywami nietopliwymi i nierozpuszczalnymi.
Polimer addycyjny (poliaddukt) jest produktem poliaddycji (polimeryzacja), polimer kondensacyjny (polikondensat) jest produktem polikondensacji. Do polimerów kondensacyjnych należą m.in. poliestry, poliamidy, żywice fenolowo-formaldehydowe i mocznikowo-formaldehydowe, fenoplasty i aminoplasty. Polimery ataktyczne mają nieregularną strukturę. W stereoregularnych polimerach izotaktycznych podstawniki są rozmieszczone po tej samej stronie płaszczyzny łańcucha. Polimery syndiotaktyczne (również stereoregularne) mają podstawniki regularnie rozmieszczone po obu stronach łańcucha.
Niektóre polimery odznaczają się dużą odpornością mechaniczną, termiczną, chemiczną, ponadto posiadają własności termoizolacyjne, są izolatorami elektrycznymi, łatwo poddają się obróbce, są lekkie i tanie w produkcji.
Z polimerów produkowane są: przedmioty codziennego użytku, folie przemysłowe, obwody drukowane, wyłączniki membranowe, materiały izolacyjne, sprzęt sportowy (np. deski surfingowe, narty) i medyczny (np. strzykawki), meble ogrodowe, uszczelki, kleje, lakiery, części samochodów, samolotów, statków kosmicznych, wykładziny, zawory, elementy aparatów i sprzętu audio-wideo, mikrochipy, instrumenty optyczne, płyty kompaktowe, odzież i liny. a, celuloza, kauczuk) i syntetyczne.