Las perspectivas de desarrollo de los materiales de titanio para detalles médicos.

Muchos materiales para implantes se han utilizado en diversas aplicaciones dentales dependiendo de su eficacia y disponibilidad. Un implante dental debe poseer las características requeridas, como biocompatibilidad, resistencia a la corrosión y al desgaste, propiedades mecánicas adecuadas, osteointegración, etc., para garantizar su uso óptimo y seguro. Esta revisión analiza varios aspectos del titanio (Ti) y las aleaciones de Ti, incluidas las propiedades, los procesos de fabricación, las modificaciones de la superficie, las aplicaciones como implantes dentales y las limitaciones. Además, también presenta una percepción de los avances recientes en materiales para implantes basados ​​en Ti y el desarrollo futurista de implantes dentales innovadores.

Palabras clave: Implante dental, Aleación de titanio, Modificación de superficies, Resistencia a la corrosión, Osteointegración, Biocompatibilidad, Actividad antibacteriana

El titanio (Ti) y las aleaciones de Ti han aumentado considerablemente desde principios de los años 1980. Se ha convertido en el biomaterial metálico más aceptado por sus distintas propiedades y numerosos usos biomédicos (Özcan et al., 2012; Vizureanu et al., 2020; Takeuchi et al., 2020). La mayoría de las veces, los biomateriales metálicos se utilizan por su alta capacidad de carga y resistencia a la fatiga para soportar las cargas de los movimientos regulares que se les aplican (Gegner et al., 2014). El titanio se ha presentado como uno de los biomateriales de diseño más alentadores por su bajo módulo de elasticidad, bajo peso específico, extraordinaria resistencia a la corrosión, excelente relación resistencia-peso, buenas propiedades tribológicas y biocompatibilidad excepcional (Hatamleh et al., 2018). ; Mutombo, 2018). Las aleaciones de titanio tienen mayor biocompatibilidad para aplicaciones biomédicas que cualquier contenido metálico. Sin embargo, debido a la tendencia de la osteogénesis, se clasifican como materiales bioinertes en comparación con las biocerámicas como la circona, la alúmina, la hidroxiapatita y sus combinaciones (Niinomi et al., 2008; Hoque et al., 2013, 2014; Ragurajan et al., 2018 ; Golieskardi et al., 2019). La odontología actual tiene como objetivo restablecer al paciente a su propósito, salud, estética y habla habituales, independientemente de la lesión, atrofia o enfermedad del sistema estomatognático. Como resultado, las prótesis en odontología son una de las buenas opciones para las personas que generalmente tienen una salud bucal inadecuada pero han perdido sus dientes debido a una enfermedad periodontal, una lesión u otras razones (Oshida et al., 2010; Golieskardi et al. , 2020). Actualmente, muchos implantes de diversos diseños se fabrican a partir de titanio puro y sus aleaciones.

Hasta ahora, se han fabricado más implantes metálicos utilizando métodos tradicionales como el laminado en caliente, la fundición a la cera perdida, la forja y el mecanizado. Sin embargo, también se utilizan numerosos enfoques de fabricación avanzados, ya que todas las aleaciones de implantes no se pueden manipular de manera eficiente hasta alcanzar su forma definitiva con un método similar (Trevisan et al., 2017). En comparación con el yeso dental tradicional, las prótesis de titanio se pueden fabricar mejor utilizando CAD/CAM (diseño y fabricación asistidos por computadora) (Ohkubo et al., 2008). Hoy en día, una técnica innovadora, la impresión 3D/fabricación aditiva (AM), se personaliza para fabricar implantes dentales rápidamente utilizando un diseño asistido por computadora (Mohd y Abid, 2019). La impresión 3D/AM ha demostrado una resolución a microescala para la fabricación de implantes a través de una eficiencia poco clara de este proceso, pero es un enfoque potencial para la fabricación de implantes dentales (Thaisa y Andréa, 2019).

La liberación de iones metálicos provoca problemas biológicos relacionados con la corrosión, como toxicidad, carcinogenicidad e hipersensibilidad. La descarga de elementos metálicos del material del implante a diferentes órganos del cuerpo y tejidos periimplantarios fue causada por biocorrosión, tribocorrosión y su combinación, lo cual es un fenómeno natural en el entorno bucal (Barão et al., 2021). Mientras existan biopelículas o altas concentraciones de fluoruro, este efecto se amplifica. La presencia de partículas metálicas activa los linfocitos T, neutrófilos y macrófagos, aumentando la producción de citoquinas y proteasas metálicas. Además, las partículas de vanadio, aluminio y Ti–6Al–4V son tóxicas y mutagénicas y causan la enfermedad de Alzheimer, osteomalacia y problemas neurológicos (Kirmanidou et al., 2016). El Ti y las aleaciones de Ti tienen aplicaciones destacadas en ortopedia y odontología. De ahí que diariamente se introduzcan en el mercado muchos implantes. Esta revisión pretende determinar por qué y cómo este material ha progresado significativamente, especialmente el CAD/CAM. Es fundamental estudiar la interacción del Ti con el entorno biológico para decidir qué características hacen atractivo a este material y sus aleaciones como material de tratamiento de ortodoncia.

La impresión 3D (3DP) es una tecnología emergente para implantes dentales, que supera numerosas dificultades dentales, incluidos diastemas, daños en la corona y pérdida de dientes, porque desempeña un papel vital en la odontología preventiva/restauradora. 3DP puede lograr un control cercano de (i) múltiples composiciones, (ii) microestructura, (iii) atributos mecánicos y (iv) métodos biológicos de los tejidos y órganos adheridos a los implantes. De hecho, se centra en una atribución excepcional en odontología para aplicaciones de implantes y restauración debido a la importancia del 3DP a través de CAD/CAM para la fabricación y la implantación. Es posible que el material de Ti con las características deseadas para curar las distorsiones dentales aumente la velocidad con menor esfuerzo (Gagg et al., 2013; Unnikrushnan et al., 2021).

Este estudio tiene como objetivo describir los diferentes usos del titanio y sus aleaciones en Odontología, junto con su desarrollo histórico, procedimientos de fabricación y técnicas de modificación de superficies. En esta revisión se resumen varias propiedades mecánicas y fisiológicas de las aleaciones de Ti. También analiza las buenas y futuras perspectivas sobre su utilización, lo que proporcionará una visión general para futuros fabricantes, investigadores y académicos.