Materiale metalice avansate, biocompatibile pentru aplicatii medicale

Materiale metalice avansate, biocompatibile pentru aplicatii medicale

Materialele dentare din import utilizate in tehnica restaurativa si protetica dentara au dezavantaje majore legate de pret, biocompatibilitate nesatisfacatoare, datorata prezentei de Cu, Sn, Zn ce au actiune toxica asupra celulelor vii.

S-a incercat un studiu comparativ intre doua aliaje Au-Ag-Pd-Ti, care conform ISO 8891/93 sunt tip 3- Dentor si tip 4 - Dentag. S-a stabilit compozitia chimica a acestora si s-a incercat caracterizarea fizico-chimica si mecanica a unor monstre.

Analizele efectuate asupra acestor aliaje au evidentiat ca, caracteristicile lor se incadreaza in limitele stabilite, valorile rezultate fiind identice sau apropiate de cele obtinute in faza de laborator.

Evaluarile clinico-tehnice au evidentiat ca :

aliajele Au-Ag-Pd-Ti au proprietati mecanice superioare aliajelor clasice Au-Ag-Pd sau Au-Pt-Pd.

turnaturile sunt exacte, rigide, nedeformabile, fara sa necesite grosimi mari

pot fi placate cu rasini polimerice

au densitate mai mica decat aliajele clasice

se pot utiliza pe scara larga in protezarea fixa

au rezistenta la matuire si coroziune

S-a efectuat o analiza tehnico-economica a aliajelor cercetate si s-a constatat ca:

- aliajele dentare nobile din care fac parte si cele Au-Ag-Pd-Ti, sunt in crestere pe piata de desfacere

- acest tip de aliaje provin din import si sunt scumpe

- desi aceste aliaje sunt de calitate superioara pentru ca nu contin elemente cu biocompatibilitate mica, sunt mai ieftine decat celelalte produse de pe piatp ce au acelasi continut de metale nobile.

Fabricarea acestor aliaje in tara este benefica atat pentru producator cat si pentru populatie deoarece aceasta ar beneficia de utilizarea materialelor noi superioare calitativ la un pret mic.

Testele farmacologice preclinice de evaluare a biocompatibilitatii celor doua aliaje au fost efectuate conform standardelor ISO -10993. Aceste teste nu au evidentiat prezenta produsilor toxici ( cito- sau geno-toxici, iritanti, sensibilizanti sau cu actiune toxica sistemica) in extractele realizate din cele doua aliaje, deci aliajele sunt biocompatibile.

Testele clinice au pus in evidenta comportarea clinica conforma cerintelor impuse de legislatia nationala in vigoare si pot fi utilizate in protetica dentara.

Cercetarile efectuate au dus la elaborarea unor tehnologii pentru obtinerea aliajelor dentare nobile pe baza de Au, Ag, Pd si Ti, Dentor si Dentag, o solutie de aliniere indirecta cu un prealiaj Pd-Ti, conform fluxului tehnologic din figura 1.

Fig.1

Aliaj dentar Au-Ag-Pd-Ti

placute de 0,5x10x10 mm

Utilizarea prealiajului presupune o etapa in plus, de topire, dar asigura calitati superioare produsului finit. Prealiajul Pd-Ti se elaboreaza in cuptorul cu flux de electroni in vid. Materiile prime se topesc in cuptor electric cu rezistenta, in creuzete de grafit. Dupa elaborare aliajele se toarna in cochile metalice din otel incaalzite.In stare turnata ambele aliaje au caracteristici mecanice ridicate ce pot fi ameliorate prin tratament termic. Ele pot fi durificate prin imbatranire dupa o omogenizare prealabila. Dupa turnare, semifabricatele sunt laminate la cald si ajung la o grosime de 0,5 mm pornind initial de la 10 mm. Tabla rezultata se debiteaza in placute cu dimensiunile 0,5x10x10 mm si masa de 1 g si sunt marcate prin poansonare, apoi placutele sunt degresate cu solventi organici, se cantaresc si ambaleaza in cutii de carton pentru comercializare.

Operatiile principale cu fluxurile de materiale pentru utilizarea aliajelor de tipul Au-Ag-Pd-Ti sunt prezentate in figura 2.

Procesul tehnologic la utilizarea aliajelor Au-Ag-Pd-Ti pentru aplicatiile stomatologice:

machetarea: machetele incrustatiilor, coroanelor, puntilor se realizeaza sin ceara. Pentru puntile si coroanele metalo-ceramice se folosesc machete prefabricate de tip Inzoma.

ambalarea: utilizeaza masele fosfatice tip Castorit sau Bego-Plus.

conditionarea tiparului: presupune o preincalzire pana la 450⁰C cu o crestere lenta tip de o ora si apoi incalzire la 750-800⁰C, cu o crestere lenta timp de o ora.

dozarea aliajului: cantitatea de aliaj topit se determina functie de necesarul estimat pentru aparatul protetic ce urmeaza sa fie executat. Dozarea e usoara deoarece pastilele au 1g.

topirea: intervalul de topire este 1150-1200⁰C pentru Dentor si 1300-1350⁰C pentru Dentag. Topirea se face in: creuzete ceramice cu flacara oxigen -gaz, cu protectie borax ; cu bobine de inductie si protectie de argon.

turnarea: se poate face cu centrifuga semiautomata actionata mecanic sau electric, sau cu centrifuga automata electronica.

tratamentul termic: presupune omogenizarea (incalzirea turnaturii la 500⁰C, mentinerea 30 minute, racirea in aer) si etapa de imbatranire (incalzirea turnaturii la 350⁰C, mentinere 30 minute, racire cu aer).

prelucrarea turnaturilor: se face cu instrumentar abraziv conventional, apoi functie de tipul lucrarii se executa curatirea electrochimica sau in bai ultrasonice.

placarea componentelor metalice: se poate face cu rasini polimerice baro-termo-polimerizabile, rasini diacrilice compozite.

fig.2

Caracterizarea aliajelor:

Caracterizarea fizico-chimica si structurala

Analiza chimica: s-au efectuat probe prin spectrometrie de absorbtie atomica cu flacara, acestea aratand ca aliajele au o compozitie omogena ce se incadreaza in limitele impuse.

Analiza spectrala: s-au efectuat micrografii ale celor doua aliaje, figura 3 si 4 ce au evidentiat structuri dendridice omogene.

   

Aliajul Dentor    Aliajul Dentag

Sectiune transversala in centrul probei,    Sectiune transversala in centrul

marire X250, atacat probei, marire X125, atacat

Analiza duritatii: s-a analizat duritatea Vickers HV5/15 si se obtin rezultatele din tabelul 1, acesta cuprinde rezultate pentru duritate atat pentru proba in stare turnata cat si pentru probele la care s-a facut tratament termic de omogenizare.

Tabel 1    Duritatea HV

Valoarea duritatii este intr-un interval restrans, fiind relativ mari. Probele omogenizate au valori constante ale duritatii in toate punctele de pe suprafata transversala. La un tratament termic de imbatranire duritatea va creste cu 70-80%.

Analiza termodiferentiala: aliajul Dentor prezinta o temperatura de inceput de topire de 1023⁰C si de sfarsit de topire de 1117⁰C, iar aliajul Dentag prezinta o temperatura de inceput de topire de 1035⁰C si de sfarsit de topire de 1312,5⁰C.

Testarea biocompatibilitatii: au urmarit testarea citotoxicitatii, txicitatii subacute, potentialului sensibilizant, potentialul geno-toxic, potentialului iritant, biocompatibilitatea la implant. Testele nu au evidentiaa produsi toxici, nici metoda de implant intramuscular nu a determinat modificari patologice, deci pot fi consoderate compatibile cu materialul viu.

Testarea clinico-tehnica a aliajelor Dentor si Dentag

Aliajul Dentor se recomanda pentru proteze unidentare si partiale fixe total metalice sau mixte (fig.5). Componentele metalice din acest aliaj pot fi placate cu rasini polimerice sau diacrilice compozite (fig 6).

Fig. 5 componente metalice Fig. 6 componenta metalica placata polimeric

pentru proteza partiala fixa

Aliajul Dentag este recomandat pentru protezele unidentare si partial fixe totale. Componentele metalice din acest aliaj pot fi placate ceramic.

S-au turnat experimental 3 dispozitive corono-radiculare, 5 restaurari indirecte de tip inlay si o componenta metalica pentru o proteza partiala fixa mixta, pentru testarea aliajelor cercetate. Ambalarea in mase fosfatice fac ca aliajele sa aiba o turnabilitate bunp. Prelucrarea este facila, ele isi pastreaza luciul in conditiile prelucrarii normale (fig. 7).

Fig. 7 proteza partiala fixa prelucrata partial

Aliajele s-au evaluat clinic la 24 h, 48 h, 7 zile, 2 saptamani, 30 zile si 60 zile. Comportamentul in mediul oral este optim atat in contact cu saliva cat si endocanalar pentru dispozitivele corono-radiculare (fig. 8 si 9).

Fig 8. aspect clinic intraoral    Fig. 9 Detaliu clinic

Coloratie normala a parodontiului absenta inflamatiei, iritatiei locale

Aliajele Dentor si dentag sunt deci biocompatibile si prezinta un comportament clinic conform cerintelor impuse de legislatia nationala in vigoare.

Bibliografie:

1. https://www.ipronef.ro/rezultated1.htm