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Material Titan und Titan-Legierungen

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Material

Titan und Titan-Legierungen

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2SchulungSTRAUMANN

Titan-Mineralien

Anatas Rutil Ilmenit Brookit

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3SchulungSTRAUMANN

Titan-Produktion

Handels übliches Reintitan

Titanschwamm

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4SchulungSTRAUMANN

Elektronenstrahlschmelzofen Vakuum-Umschmelz-Lichtbogenofen

Blöcke Barren

Titan-Produktion

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5SchulungSTRAUMANN

Titan-Produktion

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6SchulungSTRAUMANN

Voraussetzungen für dauerhaften Erfolg

1. Physikalische und mechanische Eigenschaften

2. Biologische Eigenschaften

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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

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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

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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

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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

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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:

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TiO2 ist eine stabile Keramik-

Verbindung

Titan bildet schnell eine Schicht aus TiO2

Osseointegration

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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

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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

eob

last

enza

hl

im V

erg

leic

h z

ur

Ko

ntr

oll

e

Kontrollgrenze

Nachweisgrenze

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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.

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Unlegiertes Titan 4. Grades für Implantate

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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

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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

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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

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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

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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

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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