По химическим свойствам самым примечательным является сопротивляе­мость циркония коррозии, высокая стой­кость к различным химическим воздей­ствиям. Кокуа и Лавард исследовали при­менение металлов в нейрохирургии и при­шли к выводу, что наиболее подходящими оказались тантал и цирконий, проявив себя электролитически нейтральными. Проведенные исследования на кафедре госпитальной ортопедической стоматологии при ре­шении проблемы коррозионного поведе­ния материалов в электролитически про­водящей коррозионно-активной среде по­казали, что сплав Э 125 проявляет мини­мальный эффект гальванизма. Химический состав сплава обусловли­вает его механические свойства. Цирконие­вые сплавы (системы цирконий-ниобий) относятся к группе сплавов с твердорастворным упрочнением и отличаются от интерметаллидных, т.е. склонных к намагничи­ванию, к числу которых относится и титан, высокими характеристиками усталостной выносливости, мало зависящими от струк­туры металла. Малая структурная чувстви­тельность циркония позволяет расширить спектр технологических воздействий. Сле­дует отметить склонность циркониевых материалов к самозалечиванию поверхно­стных дефектов и высокую стойкость к об­разованию трещин. От титановых эти спла­вы выгодно отличает отсутствие поглоще­ния водорода и склонности к водородному охрупчиванию при температуре выше 50-70 градусов С на воздухе в процессе техно­логической обработки.

Сочетание высокой коррозионной стой­кости в органических соединениях, высо­кой технологичности, трещиноустойчивости и усталостной выносливости делают цирко­ниевые сплавы весьма перспективными для использования в производстве эндопротезов.

Металловедческие исследования пока­зали, что применение циркониевого сплава со специальной термической обработкой, по сравнению с традиционным титаном, по­зволяет получать конструкционные элемен­ты для эндопротезирования и остеосинтеза с преимущественно более высоким уровнем механических свойств, ответственных за эксплуатационную стойкость изделия, и тех­нологических свойств достаточных для прецензионной обработки и получения требуе­мых геометрических размеров и качества поверхности.

Всероссийский институт авиационных материалов (ВИАМ) в результате определения характеристик статистической прочно­сти установил, что сплавы циркония имеют оптимальное сочетание характеристик ста­тистической и циклической прочности и могут быть рекомендованы для изготовле­ния имплантатов.

На основании анализа данных стандар­тов ASTM, 150, ГОСТ, научных статей и других публикаций сравним механичес­кие свойства титановых и циркониевого сплавов (табл. 2).

Как видно из таблицы 2, по указанным параметрам циркониевый сплав отвечает требованиям стандарта ISO.

Помимо определения механических ха­рактеристик параллельно велись исследова­ния по изучению влияния циркониевых сплавов на внутренние органы и ткани жи­вотных.

Роджер Тулль полагает, что биологичес­кая переносимость определяется химичес­ким составом, структурой поверхности ме­талла, свойствами поверхностного слоя и его взаимодействием с электролитами тела, химическими и электрохимическими реак­циями между имплантатом и тканями, ок­ружающими его.

Всесоюзный научно-исследовательс­кий и испытательный институт медицин­ской техники (ВНИИИМТ) провел токси­кологические испытания и дал заключе­ние на циркониевые сплавы. В результа­те испытаний статистически достоверных изменений показателей, характеризую­щих функциональное состояние организ­ма (вес тела, содержание белка, белковых фракций, аспарагин- и аланинаминотренсфераз сыворотки крови, количество белка и веществ со средней молекулярной массой в моче, продолжительность нарко­тического сна) по сравнению с контролем не отмечено. Патоморфологические иссле­дования показали отсутствие патологичес­ких изменений со стороны внутренних ор­ганов и тканей, окружающих имплантат. Методом лазерной масс-спектрометрии миграции основных компонентов сплавов (циркония, ниобия, меди, гафния) в тка­нях, окружающих имплантат, не обнару­жено. Не отмечено гибели подопытных животных, изменения их поведенческих реакций, внешнего вида, работоспособно­сти по сравнению с контрольными, а так­же выраженных воспалительных измене­ний в месте имплантации материалов. Поскольку циркониевые сплавы отвечают гигиеническим требованиям, предъявля­емым к материалам для эндопротезирования, то они были рекомендованы для изготовления стоматологических имплантатов и применению по назначению по по­казателю не токсичности.

ЦИТО (Центральный институт травма­тологии и ортопедии) была проведена се­рия испытаний по изучению реакции кос­тной и мышечной тканей на имплантаты из циркониевого сплава Э 125 , а также возможное токсикологическое воздействие сплава на морфологию внутренних орга­нов. Во все сроки исследований не отме­чалось изменений в надкостнице, мышце и кости. Морфологические исследования материала проводили через 1, 2, 3, 4 и 6 месяцев после операции. Изучали приле­гающие ткани, а также ткани органов: пе­чени, селезенки, почки, легкого и сердца. Гистологическое исследование не выяви­ло раздражающего действия сплава цир­кония на окружающие мягкие ткани и кость. Через 6 месяцев вокруг имплантата, после использования пластин из цир­кониевого сплава при различного вида переломах, наблюдали устойчивый остеосинтез, определяли хорошо развитую но­вообразованную кость. Благодаря надеж­ности остеосинтеза был существенно сокра­щен период послеоперационного стацио­нарного лечения и сроки послеоперацион­ной реабилитации. При динамическом рентгенологическом исследовании было выявлено полноценная консолидация в оптимальные сроки.