سبائك التيتانيومغالبًا ما يتم الترحيب بها على أنها "المعدن العجيب" للطب الحيوي ، مع تطبيقات تتراوح من زراعة العظام وترميم الأسنان إلى الدعامات القلبية الوعائية والأدوات الجراحية ، والتي تشمل كل مجال من مجال الطب الحديث تقريبًا.
لماذا يمكن أن هذا المعدن العادي على ما يبدو "يختفي" داخل جسم الإنسان ، والاندماج بسلاسة مع أنسجةنا؟ ما هو "السحر البيولوجي" الرائع؟ من أين يأتي هذا السحر؟ دعونا نستكشف هذه الأسئلة في هذه المقالة.
في الخمسينيات من القرن الماضي ، دخلت سبائك التيتانيوم رسميًا إلى المجال الطبي. كان منتج النجوم الأولي ، TI-6AL-4V (الذي يحتوي على 6 ٪ من الألومنيوم و 4 ٪ من الفاناديوم) ، أداءً جيدًا ، لكن الأطباء اكتشفوا أن محتوى الفاناديوم قد يشكل مخاطر صحية. لذلك ، بدأ علماء المواد في تطوير تركيبات جديدة ، لتحل محل الفاناديوم بالعنصر الأكثر أمانًا niobium ، مما أدى إلى سبائك جديدة مثل Ti-6AL-7NB.
في عالم المواد الطبية ، تشبه سبائك التيتانيوم كل - حول Champion - القوي وخفيف الوزن ، ومتوافق حيويًا.
ميزة 1: التوافق الحيوي الممتاز.
إذا تم وضع قطعة من المعدن داخل جسم الإنسان ، فما هو أكبر مصدر قلق؟ هذا صحيح - خطر رد فعل الرفض. ومع ذلك ، يمكن لسبائك التيتانيوم أن تتعايش بسلام مع جسم الإنسان بفضل خاصية فريدة: القدرة على تكوين طبقة واقية تلقائيًا (ثاني أكسيد التيتانيوم). هذه الطبقة غير قابلة للذوبان تقريبًا في سوائل الجسم ، وتمنع بشكل فعال إطلاق أيونات المعادن ، وهي مقاومة للتآكل ، مما يقلل من خطر استجابة الجهاز المناعي.
ميزة 2: قوية وخفيفة الوزن.
الميزة الثانية الرائعة لسبائك التيتانيوم هي خصائصها الميكانيكية. لقد وجد الأطباء أن مادة الزرع المثالية يجب أن لها خصائصان: قوة كافية لتحمل الأنشطة اليومية ، والمرونة التي تشبه تلك الموجودة في العظام الطبيعية. سبائك التيتانيوم تلبي هذه المتطلبات تمامًا.
ميزة 3: مقاومة تآكل ممتازة.
نظرًا لأدائها العام الممتاز ، وجدت سبيكة التيتانيوم تطبيقًا واسع النطاق في المجالات الطبية الحديثة ، والتي تغطي المجالات الرئيسية مثل ترميم الأسنان ، والدعامات القلبية الوعائية ، وزراعة العظام.
نظرة عامة شاملة على التطبيقات الطبية لسبائك التيتانيوم
تتمتع سبائك التيتانيوم بأوسع تطبيق في جراحة العظام ، وتستخدم في المقام الأول لإصلاح أو استبدال العظام والمفاصل التالفة. تجعل مقاومة التآكل ومقاومة التعب مادة مثالية لفترة طويلة - يزرع مصطلح في مفاصل الركبة والكتف.
ثانياً ، تم استخدام سبائك التيتانيوم في طب الأسنان لعقود ، وذلك في المقام الأول لزراعة الأسنان ، وأطقم الأسنان ، وعلاجات تقويم الأسنان. التيتانيوم النقي (CP - Ti) و Ti-6AL-4V هما المواد الأكثر استخدامًا لزراعة الأسنان.
تطبيق آخر مهم لسبائك التيتانيوم هو في الطب القلبي الوعائي. في مجال الدعامات القلبية والأوعية الدموية ، يمتلك دعامات النيتينول ، المصنوعة من سبيكة التيتانيوم النيتينيول ، بخصائص فائقة المرونة ، مما يسمح لها بالضغط على قطر صغير جدًا (1-2 مم) ثم استعادة شكلها الأصلي تلقائيًا بعد زرعها في العوامل الدموية ، وبالتالي تدعم شريان شريان مرموقة.
كما ذكرنا سابقًا ، حولت عمليات التصنيع المتقدمة سبائك التيتانيوم من مجرد المعادن الخاملة إلى "الصحابة الطبية" النشطة بيولوجيًا والتي تلعب دورًا لا يمكن تعويضه داخل جسم الإنسان. مع وجود مزيد من الاختراقات في تقاطع علوم المواد والهندسة الحيوية ، يمكن أن تصبح زراعة التيتانيوم المستقبلية أكثر ذكاءً ، والتي قد تمتلك الذات - الشفاء ، والمناعة - ، أو حتى إمكانيات الاستشعار ، وبالتالي الاستمرار في لعب دور رئيسي في الطب التجديد ، و nanotechnology ، أو أخرى.
