Biocompatibilité du niobium dans les implants oraux
Introduction
De nombreuses recherches et expériences ont exploré la biocompatibilité du niobium dans les implants oraux. Dès 1991, des recherches comparatives sur des implants en titane pur et des implants en niobium pur dans un os de lapin ont démontré que les implants en niobium présentaient un couple d'ouverture significativement plus élevé que les implants en titane. Ce phénomène a été attribué à la morphologie de surface plus irrégulière du niobium. Toutefois, des études en cours visent à réduire la précipitation de métaux toxiques (tels que le nickel et le vanadium) dans les alliages de titane afin d'améliorer la biocompatibilité, de réduire le module élastique et d'améliorer la résistance mécanique des implants.
Le niobium améliore-t-il la biocompatibilité des implants oraux ?
La réponse est un oui retentissant. D'éminents chercheurs ont examiné les effets de 15 biomatériaux couramment utilisés sur la bioactivité des cellules de type ostéoblaste et ont constaté que le vanadium et le nickel, sous forme de particules et sous forme ionique, sont nettement plus cytotoxiques que le niobium. Malgré son coût élevé et les frais de traitement, le niobium s'est révélé prometteur pour améliorer les performances des implants. Des expériences avec des revêtements de niobium sur des implants en acier inoxydable, en cobalt-chrome, en titane et en alliage de titane ont montré une amélioration de la biocompatibilité et des propriétés mécaniques tout en réduisant les coûts.
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Autres avantages du niobium dans les implants oraux
Un autre objectif des chercheurs est de réduire le module d'élasticité des métaux pour qu'il corresponde le plus possible à celui du tissu osseux afin de minimiser la protection contre les contraintes. Des études ont montré que l'ajout d'éléments métalliques non toxiques tels que le niobium, le zirconium, le tantale et le molybdène aux alliages de titane peut réduire efficacement le module d'élasticité et améliorer la résistance à la corrosion.
Teneur optimale en niobium pour une meilleure biocompatibilité
Les prothèses dentaires métalliques sont largement utilisées dans la restauration dentaire. Compte tenu de la complexité de l'environnement buccal, l'amélioration des propriétés mécaniques et chimiques, en particulier la résistance à la corrosion, est essentielle pour assurer la durabilité des prothèses tout en préservant leur biocompatibilité. Les recherches sur les alliages titane-niobium avec différentes proportions de niobium ont révélé ce qui suit :
- 5wt% Niobium : dureté nettement améliorée.
- Niobium à partir de 10 % en poids : Augmentation de la limite d'élasticité et de la résistance à la traction, mais réduction de l'allongement.
- 30 % de Niobium : Meilleure résistance à l'abrasion tout en conservant une dureté, une résistance et un module d'élasticité élevés.
Autres métaux pour une meilleure biocompatibilité des implants oraux
Les biomatériaux métalliques sont largement utilisés en chirurgie cranio-maxillo-faciale comme substituts des déformations et défauts osseux, et comme matériaux d'échafaudage pour améliorer la qualité de vie des patients. Les biomatériaux métalliques typiques sont les suivants
- L'acier inoxydable : Offre une meilleure ductilité et une meilleure résistance à la torsion cyclique.
- Alliages de cobalt-chrome : Ils offrent la plus grande rigidité, la plus grande résistance à l'usure et une résistance relativement élevée.
- Alliages de titane : Connus pour leur biocompatibilité, leur résistance à la corrosion et leur résistance spécifique (rapport entre la résistance à la traction et la densité), bien que leur rigidité soit la plus faible.
Conclusion
Le niobium a démontré un potentiel significatif dans l'amélioration de la biocompatibilité et des propriétés mécaniques des implants oraux. Malgré son coût élevé, les avantages du niobium, notamment une cytotoxicité réduite, une dureté, une solidité et une résistance à la corrosion améliorées, en font un matériau précieux pour les applications dentaires et médicales. La recherche et le développement en cours sur les formulations d'alliages et les techniques de revêtement continuent d'optimiser son utilisation, garantissant de meilleurs résultats pour les patients dans les chirurgies buccales et crânio-faciales. Pour plus d'informations, veuillez consulter le site Stanford Advanced Materials (SAM).
