Цирконий и титан

Проблема восстановления утраченных зубов заставила человека искать материа­лы для изготовления зубных протезов, ме­ханизм и методы их фиксации в полости рта. Использовались самые различные ма­териалы: слоновая кость, золото, пластмас­са, сплавы железа, кобальта, серебра, хрома и другие. Но при имплантации этих мате­риалов в костную ткань встала проблема их отторжения. К разрешению этой проблемы ближе всего подошел Branemark в 50-60 годы двадцатого столетия, когда он открыл явление остеоинтеграции, использовав в своей работе титан. Использование сплавов на основе титана вызвало бурное развитие стоматологической имплантологии. Однако это не означало, что поиск биоинертного ма­териала завершился. Он был продолжен, но уже с позиций понимания процесса остео­интеграции.

В восьмидесятые годы прошлого столе­тия появилась возможность использования нового материала - циркония. До этого вре­мени он был закрыт для широкого приме­нения.

Цирконий находится в группе титана периодической системы элементов Менде­леева. В связи с этим, сравнительная ха­рактеристика материалов группы титана, используемых в производстве современных дентальных имплантатов, проведенная А.И.Сидельниковым, является неполной и требует дополнения. Поскольку ни титан, ни цирконий в чистом виде в имплантологии не применяются, то сравниваться будут их сплавы. В таблице 1 приведены химичес­кие составы сплавов, широко используемых в производстве имплантатов.

Известно, что легирующие добавки влияют на механические свойства мате­риалов. Увеличение прочности сплава ВТ-6 достигается за счет введения в его со­став алюминия и ванадия. Содержание этих элементов в сплаве достаточно вели­ко. Анализ литературных данных, прове­денный А.И.Сидельниковым, показал, что содержащийся в сплаве ВТ-6 ванадий оказывает токсическое действие на био­логические объекты. Сплавы ВТ 1-0 и ВТ 1-00 также не могут считаться оптималь­ными из-за содержания в них алюминия, хотя и не являющегося токсичным элемен­том, как ванадий, но приводящего к обра­зованию соединительной прослойки вок­руг имплантата и значительному загряз­нению тканей. Содержание этих элемен­тов определяется в титановых сплавах де­сятыми долями процента, тогда как в циркониевом сплаве Э 125 ванадий от­сутствует, а алюминий содержится в ты­сячных долях и не оказывает влияния на окружающие имплантат ткани.

Титановый сплав марки Grade 4 отно­сится к группе «чистого» титана. Однако содержащееся в нем железо, подобно алю­минию, приводит к образованию вокруг имплантата соединительной ткани, что является признаком недостаточной био­инертности материала. А пониженное со­держание железа приводит к снижению прочностных свойств титановых сплавов. Как видно из таблицы 1, содержание всех рассмотренных элементов в циркониевом сплаве на 2 порядка ниже. Исключение со­ставляет ниобий. Установлено, что твер­дость сплавов циркония возрастает при увеличении в них содержания ниобия. В результате проведенных токсикологичес­ких испытаний циркониевого сплава (си­стемы цирконий-ниобий), было установ­лено инертное поведение материала в тка­нях организма и не обнаружено основных компонентов сплава (циркония и ниобия) в окружающих имплантат тканях и орга­нах животных. Подробнее об этом далее по тексту.