Vol.XXXVII, Suppl. 1 - Giornale Italiano di Ortopedia e Traumatologia

s106
agosto2011;37(suppl.1):106-108
riVEstiMEnto in titanio
saBBiato
titanium surface implant treated by sand
blasting
riassunto
Il grado di resistenza alle forze di taglio con impianti osteointegrati
in titanio dipende dalla reazione biologica che si ha
all’interfaccia. La sabbiatura della superficie del titanio migliora
le caratteristiche biomeccaniche dell’impianto.
La stabilità primaria risulta migliorata in impianti a superficie
sabbiata, fatto, questo, che contribuisce ad accelerare la velocità
di contatto con l’osso. L’aumento di resistenza alle forze
interfaciali sembra essere legato all’aumento della superficie
disponibile per il contatto osseo, che è funzione del grado di rugosità
superficiale. Un secondo fattore cruciale nel rapporto tra
impianti con superfici rugose e tessuti biologici sembra essere
legato al particolare trofismo che certe cellule, quali macrofagi,
cellule epiteliali ed osteoblasti mostrano nei confronti di certe
superfici rugose.
parola chiave: titanio sabbiato
summary
The degree of resistance to shear forces with titanium osseointegrated
implants depends on the biological reaction that occurs
at the interface. The blasting of the surface of titanium improves
the biomechanical characteristics of the system.
The primary stability is improved in systems with sandblasted
surface, a claim, which helps to accelerate the rate of bone
contact. The increase in resistance to forces Interfacial seems
to be related to the increase of available surface area for bone
contact, which is a function of the degree of surface roughness.
A second crucial factor in the relationship between plants with
rough surfaces and biological tissues appears to be related to the
particular tropism that certain cells such as macrophages, epithelial
cells and osteoblasts show towards certain rough surfaces.
Key words: SLA-treated titanium
introduZionE
Un biomateriale per poter essere impiantato nell’essere
umano deve dimostrare un buona biocompatibilità e una
V. ZottoLa, M. MarchEsE, c. BonELLi
U.O. di Ortopedia e traumatologia, Dipartimento
di Chirurgia, Azienda Ospedaliera “S. Anna”, Como
Indirizzo per la corrispondenza:
Massimiliano Marchese
U.O. di Ortopedia e Traumatologia,
Azienda Ospedaliera “S. Anna”
Via Ravona 1, 22020 San Fermo della Battaglia (Como)
Tel. +39 031 5859629
E-mail: drmarmas@yahoo.it
lunga durata (più di 20 anni) senza corrosione, fratture
o delaminazioni. Sono richieste elevate proprietà meccaniche,
per lo più elevata resistenza alla fatica e all’usura,
inoltre è necessario che l’impianto abbia una stabilità
meccanica eccellente dal momento che la fissazione al
tessuto biologico con le sole interazioni chimiche è troppo
debole. Per queste ragioni, è andato aumentando l’interesse
per l’influenza della rugosità superficiale sulle interazioni
biologiche ed è stato oggetto di molti studi.
Sono state individuate ed utilizzate diverse tecniche per i
trattamenti superficiali e per i rivestimenti al fine di fornire
una rugosità micrometrica della dimensione delle cellule
ossee, per garantire la migliore osteointegrazione, ancoraggio
e stabilità dell’impianto. In questo senso, i migliori
candidati per essere utilizzati come biomateriali sono il
titanio e le sue leghe, trattati in superficie con ceramica
o altri metalli.
Tra le caratteristiche meccaniche del titanio si ricordano:
l’ottima resistenza a trazione, l’ottimo rapporto resistenza/peso,
la buona resistenza a fatica, l’allungamento
sufficiente, la scarsa duttilità, il modulo di elasticità non
molto elevato.
Fra tutte le tipologie di titanio presenti sul mercato quelle
che hanno le caratteristiche ottimali per la produzione di
protesi e di conseguenza le più utilizzate sono il titanio
non legato (Ti), il titanio legato al vanadio (Ti6Al4V) ed il
titanio legato al niobio (Ti6Al7Nb).
Il loro comportamento nei confronti della sabbiatura superficiale
è similare anche se per onestà il titanio puro è
più “malleabile” e quindi a parità di “parametri di processo”
di sabbiatura risulta con una rugosità più elevata.
Non è possibile comunque distinguere le leghe sopra citate
solo con una ispezione visiva sia prima che dopo la
sabbiatura.
Il processo di sabbiatura del titanio avviene attraverso
una macchina sabbiatrice ad aria compressa che produce
un getto di materiale granulare utilizzando l’energia
dell’aria compressa. L’abrasivo, cioè il materiale utilizzato
per la “sabbiatura” del titanio delle protesi non è la
normale sabbia ma è ceramica comunemente denominata
corindone ovvero ossido di allumina in forma di granuli
di varie dimensioni (granulometrie). Il corindone, Al2O3,
è l’unica fase rinvenuta in natura per questo composto,
che fa parte della classe degli ossidi con un rapporto tra
metallo e ossigeno di 2:3.
Il corindone utilizzato per la sabbiatura delle superfici delle
protesi è ad altissima purezza, 99,99% pura alumina,
e non contiene inquinanti tipo ferro e metalli pesanti che
potrebbero rimanere depositati sulla superficie della protesi
e dare effetti negativi dopo l’impianto.
Le principali caratteristiche del corindone che ne rendono
l’abrasivo ideale per il processo di sabbiatura del titanio
sono la resistenza all’usura ed all’impatto, la superficie