1792年英國(guó)人WilliamGregor發(fā)現(xiàn)了一種新的金屬元素，1795年德國(guó)化學(xué)家MartinHeinrichKlaproth將其命名為“鈦”。由于鈦比重小、強(qiáng)度高、化學(xué)性能穩(wěn)定、耐腐蝕，80年代以來(lái)鈦材開始應(yīng)用于可摘局部義齒制作，在臨床應(yīng)用中日趨完善。本文著重對(duì)此作一些介紹。

　　一、鈦及鈦合金概況

　　1.鈦資源豐富：占地殼總重量的0.63%，僅次于Al、Fe、Ca、Na、K、Mg，居第七位（金屬元素排序），遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Ni、Co、Ag、Au等元素的儲(chǔ)量。是金含量的數(shù)百萬(wàn)倍，且加工后的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金。我國(guó)鈦含量豐富，為口腔修復(fù)臨床應(yīng)用提供了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

　　2.鈦在口腔醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用形式為鈍鈦和鈦合金：純鈦中也含有極少量的C、H、O、N、Si和Fe等元素。各國(guó)根據(jù)純鈦中雜質(zhì)元素含量的多少將其分為若干等級(jí)，目前尚無(wú)統(tǒng)一分類。鈦合金的研究應(yīng)用主要是為了改善純鈦的部分機(jī)械性能。適用于口腔局部義齒支架的鈦合金仍在不斷研制開發(fā)之中。

　　由于鈦、鈦合金具有良好的物理、化學(xué)與力學(xué)性能，特別是優(yōu)良的生物相容性以及易于加工等特點(diǎn)，使得鈦在口腔修復(fù)方面的應(yīng)用前景十分廣泛。

　　二、鈦的性能與鈦支架的特點(diǎn)

　　1.物理性能：鈦的原子量為22，密度為4.5×10-3kg/m3，遠(yuǎn)小于金（19.3×10-3kg/m3）、鈷鉻合金（8.5×10-3kg/m3）等。因此，鈦及鈦合金制作的可摘局部義齒支架比目前常用的鈷鉻合金支架輕，重量?jī)H為后者的1/2.由于鈦的密度低，使用普通牙科X線設(shè)備即可查出鈦支架中的缺陷，使支架質(zhì)量控制成為可能。鈦的導(dǎo)熱系數(shù)小，易焊接，對(duì)牙髓也有保護(hù)作用。另外，由于鈦的熔點(diǎn)高，約1668℃，熱膨脹系數(shù)低等，鈦支架的制作需要專用的材料及設(shè)備。

　　2.化學(xué)性能：鈦是一種化學(xué)性質(zhì)很活潑的金屬，與氧有極強(qiáng)的親和性。在有氧環(huán)境中對(duì)鈦材進(jìn)行研磨、熔鑄、切割時(shí)，0.001μs即可與氧發(fā)生反應(yīng)，表面開始形成氧化膜，僅1s約2nm～5nm厚的氧化膜即可形成。膜表層的TiO2具有強(qiáng)抗腐蝕性及良好的防氧滲透性，因此鈦具有強(qiáng)抗腐蝕性。鈦在高溫下與O、H、N發(fā)生劇烈火反應(yīng)，使原有氧化膜增厚，可破壞鈦的各項(xiàng)性能。因此，鈦支架的鑄造、焊接等熱加工操作需要在真空或惰性氣體環(huán)境下進(jìn)行，且真空度要高于0.133×10-3kPa；惰性氣體常用氬氣，其純度要高于99.99%。

　　3.力學(xué)性能：鈦合金的強(qiáng)度、硬度較純鈦高，而低于鈷鉻合金、鎳鉻合金。鈦合金由于彈性好，適用于義齒支架卡環(huán)的制作。Bridgman等人經(jīng)實(shí)驗(yàn)比較后指出，鈦與鈦合金卡環(huán)可置于基牙觀測(cè)線以下0.75mm.經(jīng)模擬臨床使用3年，其卡環(huán)固位力的降低、變形、折斷均明顯低于鈷鉻合金卡環(huán)。用多種金屬材料制作義齒支架、卡環(huán)，進(jìn)行彎曲疲勞實(shí)驗(yàn)，鈦合金與鈷鉻合金的抗彎曲疲勞指數(shù)相近，而純鈦則較低。比較而言，鈦合金更適合于制作可摘局部義齒。

　　如果將具有等軸微細(xì)晶粒的金屬置于某種特定條件下進(jìn)行拉伸，會(huì)得到幾倍至十幾倍的延展率，稱為超塑性現(xiàn)象。鈦合金即具有此種特性。Ti6Al4V合金屬α+β型結(jié)構(gòu)，晶粒的細(xì)化比較容易實(shí)現(xiàn)。后述的超塑成型法制作義齒基托即是應(yīng)用此特性。

　　4.生物相容性能：眾所周知，鈦優(yōu)良的生物相容性是其廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要原因之一。而鈦優(yōu)良的生物相容性緣于它的強(qiáng)抗腐蝕性，與金、鉑等金屬不同，后者是因電化學(xué)惰性而具有抗腐蝕性。而鈦是由于表面有一層氧化膜，該層氧化膜與母體金屬結(jié)合緊密而牢固。膜的表層為TiO2，具有強(qiáng)絕緣性，能防止氧滲透，具有強(qiáng)抗腐蝕性。TiO2還具有催化作用，使組織液、蛋白、軟硬組織等易于接近并附著在氧化膜上。其他金屬如純鐵，表層也可形成氧化膜，但此膜不具有嵌入性，與母體金屬結(jié)合力低，容易被去除而使金屬母體繼續(xù)被氧化分解。鈦支架與口腔軟組織無(wú)反應(yīng)，戴用適合性好，無(wú)味亦無(wú)顏色變化。

　　目前，藥物、醫(yī)用材料對(duì)患者產(chǎn)生的致敏、致瘤、致畸等不良影響已越來(lái)越受到人們的重視。而口腔修復(fù)材料中的鎳、鈹及塑料、單體等致敏常見報(bào)道。另外，金、鈷、鉻、鉬等亦有致敏報(bào)道。對(duì)于敏感患者換用鈦支架義齒后，敏感體征消失，隨訪數(shù)年無(wú)異常。

　　三、鈦的性能與鈦支架加工特點(diǎn)

　　鈦的比重小，熔點(diǎn)高，又極易與C、H、O、N等多元素反應(yīng)，故不能使用普通合金鑄造系統(tǒng)。此外，鈦支架的焊接、細(xì)加工等方面均有自己的特點(diǎn)。

　　1.鈦的精密鑄造：目前，鈦支架的制作應(yīng)用精密鑄造技術(shù)。鑄鈦機(jī)主要有壓力式、離心式、加壓吸引式及離心加壓吸引式等類型。鑄室內(nèi)為真空或惰性氣體。包埋料選用極少與鈦發(fā)生反應(yīng)且膨脹系數(shù)與鈦相適合者。常見的鑄造缺陷有鑄入不足，鑄件內(nèi)孔及鑄件表面粗糙。鈦鑄件的內(nèi)孔多為圓形，為熔化金屬中的氣體不能排出所致。使用普通牙科X線機(jī)即可檢測(cè)，方法是投照鏡頭與鑄件相距10cm，90kV/25mA/30s。使用高滲包埋料或在鑄模上制排氣孔，均可有效地避免鑄件內(nèi)孔的發(fā)生。鈦支架的蠟型鑄道與鈷鉻合金者有差別，直而粗且短的鑄道可減少鈦支架鑄入不足。鑄件表面粗糙常由于鈦及鈦合金在高溫下與包埋料發(fā)生反應(yīng)所致。進(jìn)入90年代，日、美、德等國(guó)在鑄鈦機(jī)及包埋料的研制與應(yīng)用等方面發(fā)展很快，如離心加壓吸引式鑄鈦機(jī)的研制成功已較好地克服了上述種種鑄造缺陷。目前，國(guó)內(nèi)也已研制開發(fā)出該型鑄鈦機(jī)。

　　2.鈦修復(fù)體的CAD/CAM系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制作（computeraideddesign/computeraimedmanufacture，簡(jiǎn)稱CAD/CAM）鈦修復(fù)體，較精密鑄造法有許多優(yōu)點(diǎn)，可避免蠟型變形及鑄件收縮，制作時(shí)間也明顯縮短等。目前，用于鈦支架制作的CAD/CAM系統(tǒng)仍在研制、開發(fā)過(guò)程中，但已顯示出了其美好的應(yīng)用前景。

　　3.鈦的焊接：由于鈦的熱傳導(dǎo)率低，鈦義齒支架部件容易焊接。方法有紅外線、直流電、激光及等離子體焊接等。激光焊接利用聚焦的激光束加熱焊件接縫，使其熔化，而后冷卻凝固結(jié)合。由于光束聚焦后光斑直徑可小至0.01mm，熱量集中，故熱影響區(qū)小，焊接變形亦小。光束在大氣中損耗小，不需直接接觸焊件。因此激光更適合于可摘局部義齒精細(xì)部位的焊接。由于鈦的熱傳導(dǎo)率低，有些學(xué)者甚至預(yù)測(cè)可摘局部義齒的口腔內(nèi)焊接也將成為可能。鑄件焊接使鑄件修理更容易并可彌補(bǔ)鑄造缺陷，減少一些不必要的浪費(fèi)。

　　4.鈦的超塑成型：利用鈦的超塑性，用超塑性成型法在800℃～900℃充氬氣可將0.5～0.75mm厚的Ti6Al4V合金板加壓成型制作較大的義齒支架。所用設(shè)備、方法簡(jiǎn)便。Wakabayashi和Ai將0.75mm的Ti6Al4V合金板加壓制作成義齒支架，戴用6個(gè)月～3年后，義齒適合性好，患者滿意。

　　5.鈦鑄件的細(xì)加工：鈦鑄件表面較硬，打磨較困難。打磨過(guò)程中產(chǎn)生高熱，如出現(xiàn)火花，則使鈦支架表面形成過(guò)厚氧化膜，脆性與硬度增大，機(jī)械性能劣化。因此，鈦支架磨光應(yīng)使用鋒利磨具，低速打磨，轉(zhuǎn)速小于15000r/min，加冷卻水效果好。鈦支架的磨光除機(jī)械法外，還有超聲法、化學(xué)法、電解法等。

　　綜上所述，我國(guó)鈦資源豐富，價(jià)格較低。鈦支架義齒質(zhì)輕而強(qiáng)度好，鈦合金卡環(huán)彈性佳，固位效果可靠。鈦的機(jī)械性能優(yōu)于金合金、鈷鉻合金，更適合制作支架。其生物相容性好，與口腔軟硬組織均無(wú)反應(yīng)，支架在口內(nèi)無(wú)味，不變色，不致敏，無(wú)毒。鈦支架制作技術(shù)及專用材料設(shè)備的研究也在不斷完善之中。醫(yī)學(xué)教.育網(wǎng)搜-集整理可以預(yù)見，經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的共同努力，鈦在可摘局部義齒修復(fù)中的研究與應(yīng)用會(huì)日臻完善，迅速發(fā)展起來(lái)。