歯科インプラントは.失った歯の最新の修復方法として.中国では一般的に実施されています。 歯科インプラントは「人間にとって3番目の本物の歯」と呼ばれ.快適で研磨剤を使用せず.長持ちするため.失った歯の解決策として好まれるようになりました。 インプラントは.インプラントと呼ばれる人工歯根.アバットメント.クラウンで構成されています。
インプラントに使われる主な素材はチタンですが.チタンはどのような性質を持っているのでしょうか？
I. 医療におけるチタンの利用
1.チタンは.私たちの国や世界の製薬業界.手術器具.人間のインプラントや他の分野で新興材料として.何十年も使用されており.大きな成功を収めています。
2.人体は外傷.骨.関節の損傷に起因する腫瘍である必要があり.チタンとチタン合金の使用は.人工関節.骨板やネジは現在広く臨床で使用されている製造することができます。 また.股関節（大腿骨頭を含む）.膝関節.肘関節.中手指節関節.指節間関節.下腿骨.人工椎骨（脊椎装具）.ペースメーカーシェル.人工心臓（心臓弁）.人工歯科インプラント.さらに頭蓋骨整形外科などの面でもチタンメッシュが使用されています。
3.インプラント材料に求められる要件は.人体との生体適合性.人体環境下での耐食性.材料の機械的特性の3つに分類される。 長期インプラント材料としての具体的要件は.以下の7つである。
(1) 耐腐食性;
(2)生体適合性。
(3) 機械的特性.疲労特性に優れている。
(4)タフネス
(5) 低弾性率であること。
(6) 組立品の耐摩耗性が良いこと。
(7) 満足できる価格であること。
4.手術用インプラント材料は主に：金属.ポリマー.セラミックなど.金属材料は.ステンレス鋼.ベース合金とチタン系合金が含まれています。
比較した材料性能と骨性能.インプラント材料特性を表I.表IIに示す。 表IIは.ステンレス鋼は.安価で加工しやすいが.耐食性と生体適合性は.チタン合金ほど良好ではないことを示している.チタン合金よりもT合金の耐摩耗性が.密度が大きすぎる.重い.高い比強度のためにチタンとチタン合金.体液や他の特性の良い耐腐食性がますます重要になってきている。 チタン合金の欠点は.耐摩耗性が低い.鋳造が難しい.加工性が悪いなどです。
第二に.チタンとチタン合金の加工材を用いた国内外の外科用インプラントの規格状況です。
1.処理材料規格の外国製外科用インプラント
純チタン：国際標準化機構 ISO 5832/2 1999E「外科用インプラント-純チタン加工材料
米国規格：ASTM F67 2006a「外科用インプラント用純チタン
TC4：ISO 5832/3 1996Z 外科用インプラント-金属材料-Ti-6Al-4V加工材
ASTM F1472 2002年外科用インプラント向けTi-6Al-4V合金加工品
TC4ELI: ASTM F136 2002a 手術用インプラント向けTi-6Al-4VELI（超低クリアランス）加工材仕様書
TC20：ISO 5832/11 I994(E) 外科用インプラント-金属材料-Ti-6Al-7Nb合金加工材
ASTM F1295:2005「外科用インプラント用Ti-6Al-7Nb合金加工材
2.中国国家規格
1.《外科用インプラント用チタン及びチタン合金加工材料》中国国家標準はGB/T13810-2007.グレードはTA1ELI, TA1, TA2, TA3, TA4, TC4, TC4ELI, TC20です。
グレードは.板材0.8～25mm.棒材7.0～90mm.線材1.0～7.0mmです。
GB/T13810-2007規格に規定されている性能指標。
外科用インプラント（強度.可塑性.靭性.硬度.疲労抵抗と合理的な一致の他のプロパティ）のためのチタンとチタン合金の加工材料の包括的な性能を確保するために②.GB / T13810-2007標準.高時間の二相チタン合金冶金組織や水素含有量などの介在元素含有量は非常に厳しい要求と制御を持っています。
3.人体に埋め込まれるチタン及びチタン合金加工材の安全性と寿命を確保するために.国家規格では.製品の内部品質を保証するために.板及び棒状加工材の100％超音波探傷検査を厳しく要求しています。
3.中国国家規格と海外先進国規格の比較
純チタン
純チタン加工材の化学組成や組織などの指標は.①と同等です。
ISO 5832/2:1999(E)の要求事項。
は，ISO 5832/2 と同等以上の機械的特性を有し，断面収縮率の指標となる要求値を高めました。
3.板・棒鋼に超音波探傷検査を追加。
TC4加工材-。
ISO 5832/3:1996(E)に相当する①.化学成分.微細構造。
機械的性質の要求はISO 5832/3より高く.棒鋼の断面収縮率の指数が追加されています。
板材.棒材に対する超音波探傷の要求事項を追加した。
TC4ELI加工素材 – ①.
化学成分.機械的特性.曲げ特性などの指標において.①と同等であること。
ASTM F136 2002a;
微細構造の評価を追加しました。
棒鋼及び板材の超音波探傷試験に関する要求事項 ③．
TC20合金加工材-。
化学成分.機械的特性.微細構造などの指標は.①と同等です。
ISO 5832/11 1994 (E)。
低周波組織検査が追加されました。
棒鋼に超音波探傷検査が追加されました。
結論
中国の国家規格 – “外科手術用インプラントのチタンとチタン合金加工材料” GBT13810-2007.チタン等級の仕様に関与する外科手術用インプラントのすべての外国のチタンとチタン合金加工材料を含む.同様の製品の外国規格よりも規格の指標だけでなく.外国の規格は超音波を持っていない増加しました。 この規格は.類似製品の海外規格よりも厳しく.また.海外規格にはない超音波検査の要件が追加されています。 この規格の要求事項に従って生産された製品は.海外規格の要求事項を完全に満たすことができます。
アタッチメントです。
1.チタン合金の組織と性能の関係
組織とチタン合金の性能には密接な関係があり.どのような組織であれば.それに対応した性能を発揮することができるのか。 人体インプラント用材料の特殊性から.各国とも材料の金相組織の格付けについて.等軸の球状組織を得ること.材料の性能を保証する基本である粗い網目バスケットやワイルズ組織の存在を認めないこと.などの要件を定めています。
これは.人体インプラント用の高品質なチタンを製造するための核となるもので.企業の技術レベルを表すものです。
チタンとチタン合金は.熱処理を施すと通常3種類に分類されます。
ワイス組織 – このタイプの組織の性能は.高い強度を特徴としているが.致命的な弱点は低い可塑性と衝撃靭性である。 機械加工された材料では好ましくない組織である。
等軸 – このタイプの組織の特性は.優れたオールラウンドな特性.特に優れた塑性と衝撃靭性.そして最高の疲労強度を特徴としています。 最も望ましい組織である。
メッシュバスケット・・・Weissとequiaxialの中間的な特性です。 この組織を選択的に使用することもあります。
2.TA1.TA2.TA3.TA4.4つの工業用純チタンの違い
中国はそれが含まれている不純物元素の数に応じて工業用純チタンになります4つのレベル.すなわちTA1.TA2.TA3.TA4に分かれています。彼らは.米国1〜4チタン基本対応.すなわちGr.1.Gr.2.Gr.3.Gr.4である。 純度の低下により.工業用純チタンの強度.硬さ.塑性.衝撃強さ.疲労抵抗は減少しています。 高強度.高硬度.耐摩耗性を求める場合はTA3.TA4が.成形性を求める場合はTA1.TA2がオプションで使用できます。
3.チタンの性能に及ぼす不純物元素の影響
チタンに含まれる不純物.特に格子間不純物は.塑性と靭性が低下するだけでなく.疲労性能.耐クリープ性.ギャップ感度も非常に有害である。
外科用インプラントのチタン加工材料は.その特殊な用途のために.良好な性能と寿命を確保するために.不純物元素の含有量を制御することに焦点を当てる必要があります。 強度と十分な塑性変形.靭性.良好な耐疲労性の両方が要求されます。