مروری بر ساخت ایمپلنت‌های دندانی و انتخاب بهینه پارامترهای ساخت آنها به منظور دستیابی به خواص مکانیکی و زیست سازگاری مطلوب

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران

2 استادیار دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران

چکیده

امروزه از ایمپلنت‌های دندانی در بیمارانی که بصورت جزئی، تکی و یا به طور کامل دندان خود را از دست داده‌اند به صورت متداول استفاده می‌گردد. با افزایش پژوهش‌ها در جهت شناخت خواص زیست پزشکی، شیمیایی، ساختاری و بارهای مکانیکی در دهان و دندان، ایمپلنت‌ها تغییر و بهبود زیادی را از نظر ابعاد، طراحی بدنه، جنس، روش‌های تولید و نوع سطح به خود دیده‌اند. در مقاله حاضر، در ابتدا به بررسی کلیات ایمپلنت‌های دندانی پرداخته شده‌است. سپس مروری بر پژوهش‌هایی که تاثیر جنس‌ها، روش‌های ساخت و شرایط سطحی و پوشش ایمپلنت‌ها را بر روی خواص مکانیکی، شیمیایی و زیست‌ سازگاری و عملکرد ایمپلنت‌ها بررسی کرده‌اند، ارائه شده‌است. نتایج حاصل از آزمونهای مکانیکی ازجمله تعیین سختی و سایش، آزمونهای تعیین استحکام کششی-فاری و استحکام برشی، آزمون تعیین زبری، آزمون مقاومت به خوردگی، آزمونهای کشت سلولی درون و برون-تنی و تصاویر میکروسکوپ روبشی از رفتار سلولها مورد بررسی قرار گرفته‌اند. در مجموع وبا توجه به مقالات حاضر، استفاده و تولید ایمپلنت‌های دندانی با رزوه دوم و سوم و رزوه با عمق متغیر و استفاده از پوشش زیست سازگار از جمله پوشش هیدروکسی آپاتیت و ماسه پاشی در قسمت سطح ایمپلنت و از جنس آلیاژهای تیتانیومی بخصوص تیتانیوم خالص با استفاده از روش نوین ساخت ذوب لیزر انتخابی بدلیل خواص مکانیکی، شیمیایی و زیست سازگاری و در نتیجه افزایش عمر مفید ایمپلنت از جمله پیشرفت‌های این عرصه است.

کلیدواژه‌ها


[1] Powers, John M, Sakaguchi, Ronald L, Craig, Robert George, et al. Craig’s restorative dental materials/edited by Ronald L. Sakaguchi, John M. Powers. Philadelphia, PA: Elsevier/Mosby„ 2012.
[2] Jayaswal, Gaurav P, Dange, SP, and Khalikar, AN. Bioceramic in dental implants: A review. The Journal of Indian Prosthodontic Society, 10(1):8–12, 2010.
[3] Balaji, SM. Textbook of Oral and Maxillofacial Surgery, 2/e. Elsevier India, 2013.
[4] Devices Marketing Report. BCC Research, Wellesley, MA, 2004.
[5] Anusavice, Kenneth J. Phillips’ science of dental materials. Elsevier Health Sciences, 2003.
[6] Wennerberg, Ann and Albrektsson, Tomas. On implant surfaces: a review of current knowledge and opinions. International Journal of Oral & Maxillofacial Implants, 25(1), 2010.
[7] Ehrenfest, David M Dohan, Coelho, Paulo G, Kang, Byung-Soo, Sul, Young-Taeg, and Albrektsson, Tomas. Classification of osseointegrated implant surfaces: materials, chemistry and topography. Trends in biotechnology, 28(4):198–206, 2010.
[8] Wataha, John C and Schmalz, Gottfried. Dental alloys. in Biocompatibility of Dental Materials, pp. 221–254. Springer, 2009.
[9] Lütjering, Gerd and Williams, James C. Titanium. Springer Science & Business Media, 2007.
[10] Kamachimudali, U, Sridhar, TM, and Raj, Baldev. Corrosion of bio implants. Sadhana, 28(3-4):601–637, 2003.
[11] Nimb, L, Gotfredsen, K, and Steen Jensen, J. Mechanical failure of hydroxyapatite-coated titanium and cobaltchromium-molybdenum alloy implants. an animal study. Acta orthopaedica belgica, 59:333–333, 1993.
[12] Fellah, Mamoun, Assala, Omar, Labaïz, Mohamed, Dekhil, Leila, and Iost, Alain A. Friction and wear behavior of ti6al-7nb biomaterial alloy. 2013.
[13] de Torres, Erica Miranda, Rodrigues, Renata Cristina Silveira, de Mattos, Maria da Gloria Chiarello, and Ribeiro, Ricardo Faria. The effect of commercially pure titanium and alternative dental alloys on the marginal fit of one-piece cast implant frameworks. journal of dentistry, 35(10):800–805, 2007.
[14] Johansson, Carina B, Han, Chong Hyun, Wennerberg, Ann, and Albrektsson, Tomas. A quantitative comparison of machined commercially pure titanium and titaniumaluminum-vanadium implants in rabbit bone. International Journal of Oral & Maxillofacial Implants, 13(3), 1998.
[15] Ribeiro, Ana Lúcia Roselino, Junior, Rubens Caram, Cardoso, Flávia Farias, Fernandes Filho, Romeu Belon, and Vaz, Luís Geraldo. Mechanical, physical, and chemical characterization of ti–35nb–5zr and ti–35nb–10zr casting alloys. Journal of Materials Science: Materials in Medicine, 20(8):1629–1636, 2009.
[16] Dimic, Ivana, Cvijović-Alagić, Ivana, Obradovic, Natasa, Petrovic, Jelena, Putić, Slaviša S, Rakin, Marko P, and Bugarski, Branko. In vitro biocompatibility assessment of co-cr-mo dental cast alloy. Journal of the Serbian Chemical Society, 80(12):1541–1552, 2015.
[17] Okazaki, Yoshimitsu, Ito, Yoshimasa, Ito, Atsuo, and Tateishi, Tetsuya. Effect of alloying elements on mechanical properties of titanium alloys for medical implants. Materials Transactions, JIM, 34(12):1217–1222, 1993.
[18] Vandenbroucke, Ben and Kruth, Jean-Pierre. Selective laser melting of biocompatible metals for rapid manufacturing of medical parts. Rapid Prototyping Journal, 13(4):196–203, 2007.
[19] Das, Suman and Beaman, Joseph J. Direct selective laser sintering of metals, January 13 2004. US Patent 6,676,892.
[20] Löber, Lukas, Klemm, Denis, Kühn, Uta, and Eckert, Jürgen. Rapid manufacturing of cellular structures of steel or titaniumalumide. in Materials Science Forum, vol. 690, pp. 103–106. Trans Tech Publ, 2011.
[21] KHLIL, Sohaib, LEORDEAN, Dan, and BERCE, Petru. Microstructure and mechanical properties of medical implant made from titanium alloys. ACTA TECHNICA NAPOCENSIS-Series: APPLIED MATHEMATICS, MECHANICS, and ENGINEERING, 55(4), 2012.
[22] Chlebus, Edward, Kuźnicka, Bogumiła, Kurzynowski, Tomasz, and Dybała, Bogdan. Microstructure and mechanical behaviour of tiff6alff7nb alloy produced by selective laser melting. Materials Characterization, 62(5):488–495, 2011.
[23] Martinelli, Gianni and Peroni, Roberto. Isothermal forging of ti-alloys for medical applications. in 11th World Conference on Titanium, Kyoto, Japan, 2007.
[24] Boutin, P. Arthroplastie totale de la hanche par prothèse en alumine frittée. étude expérimentale et premières applications cliniques. Revue de Chirurgie Orthopédique et Traumatologique, 100(1):14–21, 2014.
[25] Papaspyridakos, Panos, Mokti, Muizzaddin, Chen, ChunJung, Benic, Goran I, Gallucci, German O, and Chronopoulos, Vasilios. Implant and prosthodontic survival rates with implant fixed complete dental prostheses in the edentulous mandible after at least 5 years: a systematic review. Clinical implant dentistry and related research, 16(5):705–717, 2014.
[26] Mashhadi, Mehdi, Hamzeloo, Reza, and Kadkhodapoor, Javad. Experimental study of the electrochemical corrosion rate of medical implants of titanium and stainless steel made by machining and selective laser melting under different surface conditions.
[27] Jimbo, Ryo, Coelho, Paulo G, Bryington, Matthew, Baldassarri, Marta, Tovar, Nick, Currie, Fredrik, Hayashi, Mariko, Janal, Malvin N, Andersson, Martin, Ono, Daisuke, et al. Nano hydroxyapatite-coated implants improve bone nanomechanical properties. Journal of dental research, 91(12):1172–1177, 2012.
[28] Lynn, AK and DuQuesnay, DL. Hydroxyapatite-coated ti–6al–4v: Part 1: the effect of coating thickness on mechanical fatigue behaviour. Biomaterials, 23(9):1937–1946, 2002.
[29] Geesink, RG, de Groot, Klaas, and Klein, CP. Bonding of bone to apatite-coated implants. The Journal of bone and joint surgery. British volume, 70(1):17–22, 1988.
[30] Elkhaweldi, A, Lee, DH, Wang, W, and Cho, SC. The survival rate of rbm surface versus sla surface in geometrically identical implant design. J Oral Bio, 1(1):8–15, 2014.
[31] Groessner-Schreiber, Birte, Neubert, Anja, Müller, WolfDieter, Hopp, Michael, Griepentrog, Michael, and Lange, Klaus-Peter. Fibroblast growth on surface-modified dental implants: An in vitro study. Journal of Biomedical Materials Research Part A: An Official Journal of The Society for Biomaterials, The Japanese Society for Biomaterials, and The Australian Society for Biomaterials and the Korean Society for Biomaterials, 64(4):591–599, 2003.
[32] Anselme, K, Linez, P, Bigerelle, M, Le Maguer, D, Le Maguer, A, Hardouin, P, Hildebrand, HF, Iost, A, and Leroy, JM. The relative influence of the topography and chemistry of tial6v4 surfaces on osteoblastic cell behaviour. Biomaterials, 21(15):1567–1577, 2000.
[33] Abuhussein, Heba, Pagni, Giorgio, Rebaudi, Alberto, and Wang, Hom-Lay. The effect of thread pattern upon implant osseointegration. Clinical oral implants research, 21(2):129–136, 2010.
[34] Schwartz, Zvi, Raz, Perry, Zhao, Ge, Barak, Yael, Tauber, Michael, Yao, Hai, and Boyan, Barbara D. Effect of micrometer-scale roughness of the surface of ti6al4v pedicle screws in vitro and in vivo. The Journal of Bone and Joint Surgery. American volume., 90(11):2485, 2008.