Material
Titan und Titan-Legierungen
2SchulungSTRAUMANN
Titan-Mineralien
Anatas Rutil Ilmenit Brookit
3SchulungSTRAUMANN
Titan-Produktion
Handels übliches Reintitan
Titanschwamm
4SchulungSTRAUMANN
Elektronenstrahlschmelzofen Vakuum-Umschmelz-Lichtbogenofen
Blöcke Barren
Titan-Produktion
5SchulungSTRAUMANN
Titan-Produktion
6SchulungSTRAUMANN
Voraussetzungen für dauerhaften Erfolg
1. Physikalische und mechanische Eigenschaften
2. Biologische Eigenschaften
7SchulungSTRAUMANN
Eigenschaften von Titan
Sauerstoff und Eisen in handelsüblichem Reintitan:
Gew.-% (max.)ASTM F67
Grad 1 Grad 2 Grad 3 Grad 40,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6Sauerstoff
Eisen
8SchulungSTRAUMANN
Eigenschaften von Titan
F 67 Standard Specification; American Society for Testing and Materials (US-Norm)
Zugfestigkeit von handelsüblichem Reintitan*:* Schmelzpunkt 1610 °C
MPa
Grad 1 Grad 2 Grad 3 Grad 40
100
200
300
400
500
600
10
20
30
Streckgrenze
Zugfestigkeit
Dehnung %
HB** 120 HB** 150 HB** 170 HB** 200
**HB = Härte nach Brinell
9SchulungSTRAUMANN
Andere Implantatmaterialien
Korrosionsbeständigkeit:
8
7
6
5
4
3
0
Toxisch
Sequestrierung
Inert
Co
Cu
Ni
V
FeCrNiMo 316L CoCrNiMo
FeMo
AlAu
Ag
Ti-Legierungen
PtTaNb
Zr
Ti
Gewebereaktion
10SchulungSTRAUMANN
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
SS SS CW CoCrNiMo CoCrNiMo gehärtet Ti Grad 4 Ti Grad 4 CW Ti-6Al-4V
CWAnn Ann
Stahl, rostfrei
CoNiCrMo
Ti Grad 4
Ti-6Al-4V
Streckgrenze
MPa
Andere Implantatmaterialien
CWAnn Ann
CW
11SchulungSTRAUMANN
Titan 1,00 1,00 1,00 1,00 unbegrenzt
Aluminium 0,57 0,29 0,51 0,36 2 Jahre
Stahl 1,67 0,59 0,35 0,06 1 Jahr
Edelstahl 1,67 0,59 0,35 0,31 200 Jahre
Metall Gewicht Festigkeit Festigk./ Korrosions- Lebensdauer
Gewicht Indizes (in Seewasser)
Eigenschaften von Titan
Korrosionsbeständigkeit:
12SchulungSTRAUMANN
TiO2 ist eine stabile Keramik-
Verbindung
Titan bildet schnell eine Schicht aus TiO2
Osseointegration
13SchulungSTRAUMANN
Roxolid™ ist…
ein neues Metall für ImplantateGleiche Farbe wie normales Titan
eine homogene TitanlegierungBesteht aus den beiden Elementen Titan und
Zirconium, die das Zellwachstum der Osteoblasten in keinster Weise hemmen1
Eignet sich für die SLActive-Oberfläche
extrem stabilHervorragende Osseointegration, insbesondere in Kombination mit SLActive2
1) Steinemann S.G. ‘Titanium – the materials of choice?’ Periodontology 2000, Bd. 17, 1998, 7-21
2) Gottlow J Präklinische Daten, vorgestellt auf dem 17. wissenschaftlichen Jahreskongress der European Association for Osseointegration (EAO), Warschau
14SchulungSTRAUMANN
Osteoblastenaktivität auf Metallen
Polarisationswiderstand, log Ohmmcm2
Titan (Ti) und Zirconium (Zi) waren die einzigen Metalle, die keine Wachstumshemmung bei Osteoblasten bewirkt haben, während bei V, Mo, Cu, Fe, Nb, Ta, Ag und Zn eine starke Hemmung festgestellt wurde.
Steinemann S.G. ‘Titanium – the materials of choice?’ Periodontology 2000, Bd. 17, 1998, 7-21
V
Ost
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erg
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Ko
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oll
e
Kontrollgrenze
Nachweisgrenze
15SchulungSTRAUMANN
Das Rohmaterial aus Roxolid war über 50 % stabiler als Ti (gemäß ASTM-Normen)
Maximale Zugfestigkeit (min.) 1000
800
600
400
200
0
Titan Gr 4* Roxolid Ti-6Al-4V
Ma
xim
ale
Zu
gfe
stig
keit
(MP
a)
* Der Wert stammt aus der Norm ASTM F67. Das für Implantate verwendete Reintitan 4. Grades wurde eventuell Prozessen unterzogen, die die maximale Zugfestigkeit erhöhen. Dies hängt vom Produktionsprozess der verschiedenen Hersteller ab.
16SchulungSTRAUMANN
Unlegiertes Titan 4. Grades für Implantate
Straumann Produktkatalog
a) Chemische Zusammensetzung
O Fe C N H Ti
max. 0,45 % max. 0,3 % max. 0,1 max. 0,05 % max. 0,015 % Rest
b) Mechanische Eigenschaften
Festigkeit Dehnung E-Module
Geschmiedet/geglüht 550 MPa min. 20 % min. 110 GPa
Kalt verarbeitet 800 MPa median 10 % min. 110 Gpa
Ti-N = Verfahren: PVD (Aufdampfen)
Titan-Nitrid-beschichtet Schichtdicke: 3 – 12 µm
Farbe: goldgelb
c) Technische Daten entsprechen Titan Grad 4 gem. Norm ISO 5832-2
17SchulungSTRAUMANN
Materialien für prothetische Versorgungen
Straumann Produktkatalog
Ceramicor® Elitor®
Farbe weiß gelblich
Zusammensetzung Au % 60,0 68,6Pt % 19,0 2,5Pd % 20,0 4,0Ag % 11,8Cu % 10,6Ir % 1,0 +andere Zn 2,5+=< 1%
Schmelzintervall °C 1400- 1490 880- 940
Wärmeaus- WAK 25 - 500 °C=dehnungskoeffizient 11,9 µm/m X °C
18SchulungSTRAUMANN
Legierungen
Straumann Produktkatalog
Ceramicor® Elitor®
Härte im Liefer- HV5 220 260zustandHärte nach dem HV5 205 > 260Angießen oder selbst- selbst-Löten härtend härtendAusgehärtet HV5 205 2750,2 % Dehngrenze N/mm2 780 780(Rp 0,2 %)im Lieferzustand0,2 % Dehngrenze N/mm2 635 655(Rp 0,2 %) nachAngießen oder Löten
19SchulungSTRAUMANN
Legierungen
Straumann Produktkatalog
Ceramicor® Elitor®
Metallische Verbund- Angießen Löten
möglichkeiten oder Löten
Technische Hinweise Nicht oxidierende Legierung für
Anwendungen Legierung zum Konstruktions-
Angießen mit elemente
Edelmetall-
legierungen oder
zum Verlöten mit
Legierungen aus
Edelmetall
oder anderen Metallen
20SchulungSTRAUMANN
Legierungen
Straumann Produktkatalog
Esteticor® Cosmor HFarbe blassgelb
Zusammensetzung MetalleAu + Pt % 96,5Au % 78,5Pt % 10,0Pd % 7,8Ag %In % 3,5Ir % 0,2
Schmelzintervall°C 1120-1280
Wärmeaus- WAK 25 – 500 °C = 13,8 µm/m X °C
dehnungskoeffizient 25 – 600 °C = 14,0 µm/m X °C
ISO 9693 pos.6.3.3.3 positiv
21SchulungSTRAUMANN
Legierungen
Straumann Produktkatalog
Esteticor® Cosmor H
Härte nach HV5 215BrandZugfestigkeit N/mm2 705(Rm)0,2 % Dehngrenze N/mm2 565(Rp 0,2 %)Bruchgrenze % 12,5(A5)
Dichte g/cm2 18,2Technische Hinweise Geringe OxidationAnwendungen Legierung entspricht
ISO-Norm 9693