Le prospettive di sviluppo dei materiali in titanio per dettagli medici.

Molti materiali per impianti sono stati utilizzati in varie applicazioni dentali a seconda della loro efficacia e disponibilità. Un impianto dentale deve possedere le caratteristiche richieste, quali biocompatibilità, resistenza alla corrosione e all’usura, adeguate proprietà meccaniche, osteointegrazione, ecc., per garantirne un utilizzo sicuro e ottimale. Questa recensione analizza vari aspetti del titanio (Ti) e delle leghe di Ti, comprese proprietà, processi di produzione, modifiche superficiali, applicazioni come impianti dentali e limitazioni. Inoltre, presenta anche una percezione dei recenti progressi nei materiali implantari a base di Ti e dello sviluppo futuristico di impianti dentali innovativi.

Parole chiave: Impianto dentale, Lega di titanio, Modificazione superficiale, Resistenza alla corrosione, Osteointegrazione, Biocompatibilità, Attività antibatterica

Il titanio (Ti) e le leghe di Ti sono aumentati notevolmente dall'inizio degli anni '80. È diventato il biomateriale metallico più accettato per le sue proprietà distinte e i numerosi usi biomedici (Özcan et al., 2012; Vizureanu et al., 2020; Takeuchi et al., 2020). Nella maggior parte dei casi, i biomateriali metallici vengono utilizzati per la loro elevata capacità portante e resistenza alla fatica per sostenere i carichi dei movimenti regolari ad essi applicati (Gegner et al., 2014). Il titanio è stato presentato come uno dei biomateriali più incoraggianti per la progettazione per il suo basso modulo di elasticità, basso peso specifico, straordinaria resistenza alla corrosione, eccezionale rapporto resistenza/peso, buone proprietà tribologiche ed eccezionale biocompatibilità (Hatamleh et al., 2018 ; Mutombo, 2018). Le leghe di titanio hanno la biocompatibilità più elevata per le applicazioni biomediche rispetto a qualsiasi contenuto metallico. Tuttavia, a causa della tendenza all’osteogenesi, sono classificati come materiali bioinerti rispetto alla bioceramica come zirconia, allumina, idrossiapatite e combinazioni (Niinomi et al., 2008; Hoque et al., 2013, 2014; Ragurajan et al., 2018 ; Golieskardi et al., 2019). L'attuale odontoiatria mira a ripristinare il paziente allo scopo, alla salute, all'estetica e alla parola abituali, indipendentemente dalla lesione, dall'atrofia o dalla malattia del sistema stomatognatico. Di conseguenza, le protesi in odontoiatria sono una delle buone opzioni per le persone che di solito hanno una salute orale inadeguata ma hanno perso i denti a causa di una malattia parodontale, di un infortunio o di altri motivi (Oshida et al., 2010; Golieskardi et al. , 2020). Molti impianti di molti design sono ora realizzati in titanio puro e sue leghe.

Fino ad ora, un numero maggiore di impianti metallici è stato prodotto utilizzando metodi tradizionali come la laminazione a caldo, la fusione a cera persa, la forgiatura e la lavorazione meccanica. Tuttavia, vengono utilizzati anche numerosi approcci di produzione avanzati poiché tutte le leghe per impianti non possono essere trattate in modo efficiente nella forma definitiva con un metodo simile (Trevisan et al., 2017). Rispetto alla tradizionale fusione dentale, le protesi in titanio possono essere realizzate meglio utilizzando CAD/CAM (progettazione assistita da computer e produzione assistita da computer) (Ohkubo et al., 2008). Al giorno d’oggi, una tecnica innovativa, la stampa 3D/produzione additiva (AM), è personalizzata per produrre rapidamente impianti dentali utilizzando la progettazione assistita da computer (Mohd e Abid, 2019). La stampa 3D/AM ha dimostrato una risoluzione su microscala per la fabbricazione di impianti attraverso l’efficienza poco chiara di questo processo, ma un potenziale approccio per la produzione di impianti dentali (Thaisa e Andréa, 2019).

Il rilascio di ioni metallici provoca problemi biologici legati alla corrosione, come tossicità, cancerogenicità e ipersensibilità. La fuoriuscita di elementi metallici dal materiale dell'impianto verso diversi organi del corpo e tessuti perimplantari è stata causata da biocorrosione, tribocorrosione e dalla loro combinazione, che è un evento naturale in ambito orale (Barão et al., 2021). Sebbene esistano biofilm o elevate concentrazioni di fluoro, questo effetto è amplificato. La presenza di particelle metalliche attiva i linfociti T, i neutrofili e i macrofagi, aumentando la produzione di citochine e proteasi metalliche. Inoltre, le particelle di vanadio, alluminio e Ti–6Al–4V sono tossiche e mutagene e causano il morbo di Alzheimer, l'osteomalacia e problemi neurologici (Kirmanidou et al., 2016). Ti e le leghe di Ti hanno notevoli applicazioni in ortopedia e odontoiatria. Pertanto, ogni giorno vengono introdotti sul mercato numerosi impianti. Questa revisione mira a determinare perché e come questo materiale ha progredito in modo significativo, in particolare CAD/CAM. È essenziale studiare l’interazione del Ti con l’ambiente biologico per decidere quali caratteristiche rendono questo materiale e le sue leghe attraenti come materiale per trattamenti ortodontici.

La stampa 3D (3DP) è una tecnologia emergente per gli impianti dentali, che supera numerose difficoltà dentali, tra cui diastema, danni alla corona e perdita dei denti, perché svolge un ruolo vitale nell’odontoiatria preventiva/restaurativa. 3DP può ottenere uno stretto controllo di (i) composizioni multiple, (ii) microstruttura, (iii) attributi meccanici e (iv) metodi biologici di tessuti e organi attaccati con gli impianti. Infatti, si concentra su un'attribuzione eccezionale in odontoiatria per le applicazioni di impianti e restauri a causa dell'importanza del 3DP tramite CAD/CAM per la produzione e l'impianto. È plausibile che il materiale in Ti con le caratteristiche desiderate per la cura delle distorsioni dentali aumenti la velocità con uno sforzo minore (Gagg et al., 2013; Unnikrushnan et al., 2021).

Questo studio mira a descrivere i diversi usi del titanio e delle sue leghe in odontoiatria, insieme al suo sviluppo storico, alle procedure di produzione e alle tecniche di modificazione della superficie. In questa recensione vengono riassunte varie proprietà meccaniche e fisiologiche delle leghe di Ti. Vengono inoltre discusse le prospettive positive e future del suo utilizzo che forniranno una panoramica per i futuri produttori, ricercatori e accademici.