آفاق تطوير مواد التيتانيوم الطبية.

تم استخدام العديد من مواد الزرع في تطبيقات طب الأسنان المختلفة اعتمادًا على فعاليتها وتوافرها. يجب أن تتمتع زراعة الأسنان بالخصائص المطلوبة، مثل التوافق الحيوي، ومقاومة التآكل والتآكل، والخواص الميكانيكية الكافية، والتكامل العظمي، وما إلى ذلك، لضمان الاستخدام الآمن والأمثل. تحلل هذه المراجعة جوانب مختلفة من سبائك التيتانيوم (Ti) وTi، بما في ذلك الخصائص وعمليات التصنيع وتعديلات السطح والتطبيقات مثل زراعة الأسنان والقيود. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يقدم أيضًا تصورًا للتطورات الحديثة في مواد زراعة الأسنان القائمة على Ti والتطور المستقبلي لزراعة الأسنان المبتكرة.

الكلمات المفتاحية: زراعة الأسنان، سبائك التيتانيوم، تعديل السطح، مقاومة التآكل، الاندماج العظمي، التوافق الحيوي، النشاط المضاد للبكتيريا

لقد زادت سبائك التيتانيوم (Ti) وTi على نطاق واسع منذ أوائل الثمانينات. لقد أصبحت المادة الحيوية المعدنية الأكثر قبولًا لخصائصها المميزة واستخداماتها الطبية الحيوية العديدة (Özcan et al., 2012; Vizureanu et al., 2020; Takeuchi et al., 2020). في معظم الأحيان، يتم استخدام المواد الحيوية المعدنية لقدرتها العالية على تحمل الأحمال وقوة التعب التي تتحملها للحفاظ على أحمال الحركات المنتظمة المطبقة عليها (Gegner et al., 2014). تم تقديم التيتانيوم كواحد من أكثر المواد الحيوية تصميمًا تشجيعًا بسبب معامل المرونة المنخفض، والوزن النوعي المنخفض، والمقاومة غير العادية للتآكل، ونسبة القوة إلى الوزن المتميزة، والخصائص الاحتكاكية الجيدة، والتوافق الحيوي الاستثنائي (Hatamleh et al., 2018). ؛ موتومبو، 2018). تتمتع سبائك التيتانيوم بتوافق حيوي أعلى للتطبيقات الطبية الحيوية مقارنة بأي محتويات معدنية. ومع ذلك، بسبب اتجاه تكوين العظم، يتم تصنيفها كمواد خاملة بيولوجيًا مقارنة بالسيراميك الحيوي مثل الزركونيا والألومينا والهيدروكسيباتيت ومجموعات (Niinomi et al., 2008; Hoque et al., 2013, 2014; Ragurajan et al., 2018). جوليسكاردي وآخرون، 2019). يهدف طب الأسنان الحالي إلى إعادة المريض إلى حالته الطبيعية، والصحة، والجماليات، والكلام بغض النظر عن إصابة الجهاز الفموي والفكيني، أو ضموره، أو مرضه. نتيجة لذلك، تعد الأطراف الصناعية في طب الأسنان أحد الخيارات الجيدة للأشخاص الذين عادة ما يكون لديهم صحة فموية غير مناسبة ولكنهم فقدوا أسنانهم بسبب أمراض اللثة أو الإصابة أو بعض الأسباب الأخرى (Oshida et al., 2010; Golieskardi et al. ، 2020). يتم الآن تصنيع العديد من الغرسات ذات التصميمات المختلفة من التيتانيوم النقي وسبائكه.

حتى الآن، تم تصنيع المزيد من الغرسات المعدنية باستخدام الطرق التقليدية مثل الدرفلة على الساخن، والصب الاستثماري، والتزوير، والتصنيع الآلي. ومع ذلك، يتم أيضًا استخدام العديد من أساليب التصنيع المتقدمة حيث لا يمكن التعامل مع جميع السبائك المزروعة بكفاءة في الشكل النهائي بطريقة مماثلة (Trevisan et al., 2017). بالمقارنة مع صب الأسنان التقليدي، يمكن تصنيع الأطراف الاصطناعية المصنوعة من التيتانيوم بشكل أفضل باستخدام CAD/CAM (التصميم بمساعدة الكمبيوتر والتصنيع بمساعدة الكمبيوتر) (Ohkubo et al., 2008). في الوقت الحاضر، يتم تخصيص تقنية مبتكرة، الطباعة ثلاثية الأبعاد / التصنيع الإضافي (AM)، لتصنيع زراعة الأسنان بسرعة باستخدام التصميم بمساعدة الكمبيوتر (Mohd and Abid, 2019). أظهرت الطباعة ثلاثية الأبعاد/AM دقة مجهرية لتصنيع الغرسات من خلال كفاءة غير واضحة لهذه العملية، ولكنها طريقة محتملة لتصنيع زراعة الأسنان (Thaisa and Andréa, 2019).

يسبب إطلاق أيون المعدن مشاكل بيولوجية مرتبطة بالتآكل، مثل السمية والسرطان وفرط الحساسية. كان سبب تصريف العناصر المعدنية من مادة الزرع إلى أعضاء الجسم المختلفة والأنسجة المحيطة بالزرع هو التآكل الحيوي والتآكل الثلاثي ومزيجهما، وهو أمر طبيعي في الوضع الفموي (Barão et al., 2021). في حين وجود الأغشية الحيوية أو تركيزات عالية من الفلورايد، يتم تضخيم هذا التأثير. يؤدي وجود الجزيئات المعدنية إلى تنشيط الخلايا اللمفاوية التائية والعدلات والبلاعم، مما يزيد من إنتاج السيتوكينات والبروتياز المعدني. علاوة على ذلك، فإن جزيئات الفاناديوم والألمنيوم وTi-6Al-4V سامة ومطفرة، مما يسبب مرض الزهايمر ولين العظام والمشاكل العصبية (كيرمانيدو وآخرون، 2016). تتمتع سبائك Ti وTi بتطبيقات جديرة بالملاحظة في جراحة العظام وطب الأسنان. ومن ثم، يتم إدخال العديد من عمليات الزرع إلى السوق يوميًا. تهدف هذه المراجعة إلى تحديد سبب وكيفية تقدم هذه المواد بشكل ملحوظ، وخاصة CAD/CAM. من الضروري دراسة تفاعل Ti مع البيئة البيولوجية لتحديد الخصائص التي تجعل هذه المادة وسبائكها جذابة كمادة معالجة لتقويم الأسنان.

تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد (3DP) تقنية ناشئة لزراعة الأسنان، حيث تتغلب على العديد من صعوبات الأسنان، بما في ذلك الفلج وتلف التاج وفقدان الأسنان، لأنها تلعب دورًا حيويًا في طب الأسنان الوقائي/الترميمي. يمكن لـ 3DP تحقيق التحكم الدقيق في (i) التراكيب المتعددة، (ii) البنية المجهرية، (iii) السمات الميكانيكية، و(iv) الطرق البيولوجية للأنسجة والأعضاء المرتبطة بالزرعات. في الواقع، فهو يركز على إسناد استثنائي في طب الأسنان لتطبيقات زراعة وترميم الأسنان بسبب أهمية 3DP عبر CAD/CAM للتصنيع والزرع. من المعقول أن مادة Ti ذات الميزات المرغوبة لعلاج تشوهات الأسنان تزيد من السرعة بجهد أقل (Gagg et al.، 2013؛ Unnikrushnan et al.، 2021).

تهدف هذه الدراسة إلى وصف الاستخدامات المختلفة للتيتانيوم وسبائكه في طب الأسنان، إلى جانب تطوره التاريخي، وإجراءات التصنيع، وتقنيات تعديل السطح. تم اختصار الخصائص الميكانيكية والفسيولوجية المختلفة لسبائك Ti في هذه المراجعة. ويناقش أيضًا وجهات النظر الجيدة والمستقبلية حول استخدامه والذي سيوفر نظرة عامة للمصنعين والباحثين والأكاديميين المستقبليين.