Prospek pengembangan bahan titanium medis detail.

Banyak bahan implan telah digunakan dalam berbagai aplikasi gigi tergantung pada kemanjuran dan ketersediaannya. Implan gigi harus memiliki karakteristik yang diperlukan, seperti biokompatibilitas, ketahanan terhadap korosi & keausan, sifat mekanik yang memadai, osseointegrasi, dll., untuk memastikan penggunaannya yang aman dan optimal. Tinjauan ini menganalisis berbagai aspek titanium (Ti) dan paduan Ti, termasuk sifat, proses manufaktur, modifikasi permukaan, aplikasi sebagai implan gigi, dan keterbatasan. Selain itu, juga menyajikan persepsi tentang kemajuan terkini dalam bahan implan berbasis Ti dan perkembangan implan gigi inovatif yang futuristik.

Kata Kunci: Implan Gigi, Paduan Titanium, Modifikasi Permukaan, Ketahanan Korosi, Osseointegrasi, Biokompatibilitas, Aktivitas Antibakteri

Titanium (Ti) dan paduan Ti telah meningkat pesat sejak awal tahun 1980an. Ini telah menjadi biomaterial logam yang lebih diterima karena sifatnya yang berbeda dan berbagai kegunaan biomedis (Özcan et al., 2012; Vizureanu et al., 2020; Takeuchi et al., 2020). Seringkali, biomaterial logam digunakan karena kapasitas menahan bebannya yang tinggi dan kekuatan lelahnya untuk menopang beban pergerakan reguler yang diterapkan padanya (Gegner et al., 2014). Titanium telah ditampilkan sebagai salah satu biomaterial yang paling menjanjikan dalam perancangan karena modulus elastisitasnya yang rendah, berat jenis yang rendah, ketahanan yang luar biasa terhadap korosi, rasio kekuatan terhadap berat yang luar biasa, sifat tribologi yang baik, dan biokompatibilitas yang luar biasa (Hatamleh dkk., 2018 ; Paduan titanium memiliki biokompatibilitas yang lebih tinggi untuk aplikasi biomedis dibandingkan kandungan logam apa pun. Namun, karena tren osteogenesis, bahan ini dinilai sebagai bahan bioinert dibandingkan dengan biokeramik seperti zirkonia, alumina, hidroksiapatit, dan kombinasinya (Niinomi et al., 2008; Hoque et al., 2013, 2014; Ragurajan et al., 2018 ; Kedokteran gigi saat ini bertujuan untuk mengembalikan pasien ke tujuan, kesehatan, estetika, dan kemampuan bicara yang biasa terlepas dari cedera, atrofi, atau penyakit sistem stomatognatik. Akibatnya, prostetik dalam kedokteran gigi adalah salah satu pilihan yang baik bagi orang-orang yang biasanya memiliki kesehatan mulut yang buruk namun kehilangan gigi karena penyakit periodontal, cedera, atau alasan lainnya (Oshida et al., 2010; Golieskardi et al. , 2020). Banyak implan dengan berbagai desain kini dibuat dari titanium murni dan paduannya.

Hingga saat ini, lebih banyak implan logam yang diproduksi menggunakan metode tradisional seperti pengerolan panas, pengecoran investasi, penempaan, dan permesinan. Namun, banyak pendekatan manufaktur tingkat lanjut juga digunakan karena semua paduan implan tidak dapat diproses secara efisien menjadi bentuk akhir dengan metode serupa (Trevisan et al., 2017). Dibandingkan dengan pengecoran gigi tradisional, prostesis titanium dapat dibuat lebih baik dengan menggunakan CAD/CAM (desain berbantuan komputer dan manufaktur berbantuan komputer) (Ohkubo et al., 2008). Saat ini, sebuah teknik inovatif, pencetakan 3D/Manufaktur Aditif (AM), disesuaikan untuk memproduksi implan gigi dengan cepat menggunakan desain berbantuan komputer (Mohd dan Abid, 2019). Pencetakan 3D/AM telah menunjukkan resolusi skala mikro untuk pembuatan implan melalui efisiensi proses yang tidak jelas, namun merupakan pendekatan potensial untuk pembuatan implan gigi (Thaisa dan Andréa, 2019).

Pelepasan ion logam menyebabkan masalah biologis terkait korosi, seperti toksisitas, karsinogenisitas, dan hipersensitivitas. Pelepasan unsur logam dari bahan implan ke berbagai organ tubuh dan jaringan peri-implan disebabkan oleh biokorosi, tribokorosi, dan kombinasi keduanya, yang merupakan kejadian alami dalam lingkungan mulut (Barão et al., 2021). Meskipun terdapat biofilm atau konsentrasi fluorida yang tinggi, efek ini semakin besar. Kehadiran partikel logam mengaktifkan limfosit T, neutrofil, dan makrofag, meningkatkan produksi sitokin dan protease logam. Selain itu, partikel vanadium, aluminium, dan Ti–6Al–4V bersifat toksik dan mutagenik, menyebabkan penyakit Alzheimer, osteomalacia, dan masalah neurologis (Kirmanidou et al., 2016). Paduan Ti dan Ti memiliki aplikasi penting dalam bidang ortopedi dan kedokteran gigi. Oleh karena itu, banyak implan yang diperkenalkan ke pasar setiap hari. Tinjauan ini bertujuan untuk mengetahui mengapa dan bagaimana materi ini mengalami kemajuan yang signifikan, khususnya CAD/CAM. Penting untuk mempelajari interaksi Ti dengan lingkungan biologis untuk menentukan karakteristik apa yang membuat bahan ini dan paduannya menarik sebagai bahan perawatan ortodontik.

Pencetakan 3D (3DP) adalah teknologi baru untuk implan gigi, yang mengatasi berbagai kesulitan gigi, termasuk diastema, kerusakan mahkota gigi, dan kehilangan gigi, karena teknologi ini berperan penting dalam kedokteran gigi preventif/restoratif. 3DP dapat mengontrol secara ketat (i) berbagai komposisi, (ii) struktur mikro, (iii) atribut mekanis, dan (iv) metode biologis dari jaringan dan organ yang melekat pada implan. Memang benar, ini berfokus pada atribusi yang luar biasa dalam kedokteran gigi untuk aplikasi implan dan restorasi karena pentingnya 3DP melalui CAD/CAM untuk manufaktur dan implantasi. Masuk akal bahwa bahan Ti dengan fitur yang diinginkan untuk menyembuhkan distorsi gigi meningkatkan kecepatan dengan upaya yang lebih sedikit (Gagg et al., 2013; Unnikrushnan et al., 2021).

Penelitian ini bertujuan untuk mendeskripsikan perbedaan penggunaan titanium dan paduannya dalam Kedokteran Gigi, beserta sejarah perkembangannya, prosedur pembuatannya, dan teknik modifikasi permukaannya. Berbagai sifat mekanik dan fisiologis paduan Ti diringkas dalam ulasan ini. Dibahas juga perspektif baik dan masa depan mengenai pemanfaatannya yang akan memberikan gambaran bagi produsen, peneliti, dan akademisi di masa depan.