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

　　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），遠遠高于Ni、Co、Ag、Au等元素的儲量。是金含量的數(shù)百萬倍，且加工后的價格遠遠低于金。我國鈦含量豐富，為口腔修復臨床應用提供了良好的物質基礎。

　　2.鈦在口腔醫(yī)學中的應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。各國根據(jù)純鈦中雜質元素含量的多少將其分為若干等級，目前尚無統(tǒng)一分類。鈦合金的研究應用主要是為了改善純鈦的部分機械性能。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、化學與力學性能，特別是優(yōu)良的生物相容性以及易于加工等特點，使得鈦在口腔修復方面的應用前景十分廣泛。

　　二、鈦的性能與鈦支架的特點

　　1.物理性能：鈦的原子量為22，密度為4.5×10-3kg/m3，遠小于金（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，重量僅為后者的1/2.由于鈦的密度低，使用普通牙科X線設備即可查出鈦支架中的缺陷，使支架質量控制成為可能。鈦的導熱系數(shù)小，易焊接，對牙髓也有保護作用。另外，由于鈦的熔點高，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備。

　　2.化學性能：鈦是一種化學性質很活潑的金屬，與氧有極強的親和性。在有氧環(huán)境中對鈦材進行研磨、熔鑄、切割時，0.001μs即可與氧發(fā)生反應，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具有強抗腐蝕性及良好的防氧滲透性，因此鈦具有強抗腐蝕性。鈦在高溫下與O、H、N發(fā)生劇烈火反應，使原有氧化膜增厚，可破壞鈦的各項性能。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.力學性能：鈦合金的強度、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)實驗比較后指出，鈦與鈦合金卡環(huán)可置于基牙觀測線以下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)，進行彎曲疲勞實驗，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晶粒的金屬置于某種特定條件下進行拉伸，會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型結構，晶粒的細化比較容易實現(xiàn)。后述的超塑成型法制作義齒基托即是應用此特性。

　　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用于醫(yī)學領域的重要原因之一。而鈦優(yōu)良的生物相容性緣于它的強抗腐蝕性，與金、鉑等金屬不同，后者是因電化學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合緊密而牢固。膜的表層為TiO2，具有強絕緣性，能防止氧滲透，具有強抗腐蝕性。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反應，戴用適合性好，無味亦無顏色變化。

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

　　三、鈦的性能與鈦支架加工特點

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

　　1.鈦的精密鑄造：目前，鈦支架的制作應用精密鑄造技術。鑄鈦機主要有壓力式、離心式、加壓吸引式及離心加壓吸引式等類型。鑄室內為真空或惰性氣體。包埋料選用極少與鈦發(fā)生反應且膨脹系數(shù)與鈦相適合者。常見的鑄造缺陷有鑄入不足，鑄件內孔及鑄件表面粗糙。鈦鑄件的內孔多為圓形，為熔化金屬中的氣體不能排出所致。使用普通牙科X線機即可檢測，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)生反應所致。進入90年代，日、美、德等國在鑄鈦機及包埋料的研制與應用等方面發(fā)展很快，如離心加壓吸引式鑄鈦機的研制成功已較好地克服了上述種種鑄造缺陷。目前，國內也已研制開發(fā)出該型鑄鈦機。

　　2.鈦修復體的CAD/CAM系統(tǒng)：計算機輔助設計與輔助制作（computeraideddesign/computeraimedmanufacture，簡稱CAD/CAM）鈦修復體，較精密鑄造法有許多優(yōu)點，可避免蠟型變形及鑄件收縮，制作時間也明顯縮短等。目前，用于鈦支架制作的CAD/CAM系統(tǒng)仍在研制、開發(fā)過程中，但已顯示出了其美好的應用前景。

　　3.鈦的焊接：由于鈦的熱傳導率低，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部位的焊接。由于鈦的熱傳導率低，有些學者甚至預測可摘局部義齒的口腔內焊接也將成為可能。鑄件焊接使鑄件修理更容易并可彌補鑄造缺陷，減少一些不必要的浪費。

　　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。所用設備、方法簡便。Wakabayashi和Ai將0.75mm的Ti6Al4V合金板加壓制作成義齒支架，戴用6個月～3年后，義齒適合性好，患者滿意。

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

　　綜上所述，我國鈦資源豐富，價格較低。鈦支架義齒質輕而強度好，鈦合金卡環(huán)彈性佳，固位效果可靠。鈦的機械性能優(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反應，支架在口內無味，不變色，不致敏，無毒。鈦支架制作技術及專用材料設備的研究也在不斷完善之中。醫(yī)學教.育網(wǎng)搜-集整理可以預見，經(jīng)過國內外學者的共同努力，鈦在可摘局部義齒修復中的研究與應用會日臻完善，迅速發(fā)展起來。