โลหะผสมไทเทเนียมมักได้รับการยกย่องว่าเป็น "โลหะสากล" ในการใช้งานด้านชีวการแพทย์ ครอบคลุมเกือบทุกสาขาของการแพทย์แผนปัจจุบัน ตั้งแต่การปลูกถ่ายกระดูกไปจนถึงการบูรณะฟัน ตั้งแต่ขดลวดหัวใจและหลอดเลือดไปจนถึงเครื่องมือผ่าตัด
เหตุใดโลหะที่ดูเหมือนธรรมดาจึงสามารถ "ล่องหน" ส่งผ่านร่างกายมนุษย์และอยู่ร่วมกันอย่างสงบสุขกับเนื้อเยื่อของเราได้ มันมี 'เวทมนตร์ชีวภาพ' ที่มีมนต์ขลังอะไรอยู่? เวทมนตร์นี้มาจากไหน? มาสำรวจความจริงในบทความนี้กันดีกว่า
จากเครื่องบินขับไล่ไอพ่นสู่ร่างกายมนุษย์ การเปลี่ยนแปลงอันงดงามของโลหะผสมไทเทเนียม
เรื่องราวของโลหะผสมไทเทเนียมเริ่มต้นขึ้นในอุตสาหกรรมการบิน ในทศวรรษที่ 1940 นักวิทยาศาสตร์ค้นพบโดยบังเอิญว่าโลหะนี้ที่ใช้ในการผลิตเครื่องบินรบเข้ากันได้ดีกับกระดูกสัตว์
ในปี 1950 โลหะผสมไทเทเนียมเข้าสู่อุตสาหกรรมการแพทย์อย่างเป็นทางการ ผลิตภัณฑ์ดาวเริ่มต้น Ti-6Al-4V (ประกอบด้วยอลูมิเนียม 6% และวาเนเดียม 4%) ทำงานได้ดี แต่แพทย์พบว่าองค์ประกอบวาเนเดียมในนั้นอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพ นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุจึงเริ่ม "กำหนดสูตรใหม่" และแทนที่วานาเดียมด้วยไนโอเบียมที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น โดยพัฒนาโลหะผสมใหม่ เช่น Ti-6Al-7Nb
นักวิทยาศาสตร์สามารถปรับแต่งโลหะผสมไทเทเนียมให้เหมาะกับความต้องการทางการแพทย์ที่แตกต่างกันโดยการปรับสัดส่วนของ "ส่วนผสม" เช่น อลูมิเนียม วาเนเดียม ไนโอเบียม ฯลฯ ปัจจุบัน ตระกูลโลหะผสมไทเทเนียมได้พัฒนาออกเป็นสามนิกายหลัก:
ประเภทอัลฟ่า: ความมั่นคงสูงแต่มีความแข็งแกร่งปานกลาง
ประเภทเบต้า: ยืดหยุ่นที่สุดและใกล้เคียงกับกระดูกจริงมากที่สุด
+ ประเภท: ปรับสมดุลความแข็งแกร่งและความเหนียว
ในโลกของวัสดุทางการแพทย์ โลหะผสมไทเทเนียมเป็นเหมือน-เครื่องเล่นที่อยู่รอบตัว - ทั้งทนทานและน้ำหนักเบา และสามารถอยู่ร่วมกับร่างกายมนุษย์ได้อย่างกลมกลืน
ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่สมบูรณ์แบบ อะไรคือความกลัวที่ใหญ่ที่สุดหากคุณเอาชิ้นส่วนโลหะเข้าไปในร่างกาย? ถูกต้อง มันเป็นปฏิกิริยาการปฏิเสธ แต่โลหะผสมไทเทเนียมสามารถอยู่ร่วมกับร่างกายมนุษย์ได้อย่างสงบสุข ต้องขอบคุณทักษะพิเศษในการสร้างฟิล์มป้องกัน (ชั้นไทเทเนียมไดออกไซด์) โดยอัตโนมัติ เกือบจะไม่ละลายในสิ่งแวดล้อมของมนุษย์ สามารถป้องกันการปล่อยไอออนของโลหะได้อย่างมีประสิทธิภาพ และจะไม่ถูกกัดกร่อนโดยของเหลวในร่างกาย และไม่ง่ายที่จะกระตุ้นการโจมตีของระบบภูมิคุ้มกัน
ชั้นฟิล์มมีความสามารถในการดูดซับแคลเซียมและฟอสเฟต เพิ่มนิวเคลียสของไฮดรอกซีอะพาไทต์ซึ่งเป็นส่วนประกอบอนินทรีย์หลักของกระดูกและฟันของมนุษย์ และทำให้เซลล์กระดูกสามารถเกาะติดกับพื้นผิวไทเทเนียมได้โดยตรงเพื่อสร้าง "ฟิวชั่นทางชีวภาพ" ในทางกลับกัน โลหะผสมสแตนเลสและโคบอลต์โครเมียมเป็นที่รู้กันว่าปล่อยไอออนนิกเกิลและโครเมียมในอัตราที่ช้าซึ่งอาจทำให้เกิดอาการแพ้หรือเป็นพิษได้ พวกมันมักจะห่อหุ้มอยู่ในเนื้อเยื่อที่มีเส้นใยและไม่สามารถเข้ากันได้ทางชีวภาพอย่างแท้จริง
แข็งแรงและน้ำหนักเบา มหาอำนาจประการที่สองของโลหะผสมไทเทเนียมคือคุณสมบัติทางกล แพทย์พบว่าวัสดุปลูกถ่ายที่เหมาะสมควรมีลักษณะสองประการ - แข็งแรงพอที่จะทนทานต่อกิจกรรมประจำวัน และยืดหยุ่นพอที่จะใกล้เคียงกับกระดูกจริง โลหะผสมไทเทเนียมตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้อย่างสมบูรณ์แบบ
ประการแรก มันมีน้ำหนักเบา โดยมีความหนาแน่นเพียงครึ่งหนึ่งของเหล็ก แต่ความแข็งแรงก็ใกล้เคียงกัน ประการที่สองความยืดหยุ่นของมันอยู่ในระดับปานกลาง โลหะผสมไททาเนียมใหม่มีโมดูลัสยืดหยุ่นประมาณ 60GPa (กิกะปาสกาล) ซึ่งใกล้เคียงกับ 30GPa ของกระดูกมนุษย์มาก ประการที่สาม ทนทานต่อความเมื่อยล้า สามารถงอได้หลายล้านครั้งโดยไม่แตกหัก
เหตุใดร่างกายมนุษย์จึงไม่ปฏิเสธโลหะผสมไทเทเนียม
โลหะผสมไททาเนียมพบการใช้งานที่ดีเยี่ยมในสาขาการแพทย์ร่วมสมัย เนื่องจากคุณสมบัติโดยรวมที่โดดเด่น รวมถึงการบูรณะฟัน การใส่ขดลวดหลอดเลือดหัวใจ การปลูกถ่ายกระดูก และอื่นๆ แล้วทำไมร่างกายมนุษย์ถึงไม่ปฏิเสธโลหะผสมไทเทเนียมล่ะ? สิ่งนี้เริ่มต้นด้วยการพัฒนาสาขาสหวิทยาการที่ส่วนต่อประสานของเนื้อเยื่อกระดูกและการควบคุมภูมิคุ้มกัน - วิทยาภูมิคุ้มกันของกระดูก
ขอใบเสนอราคา
อีเมล:bjcxtitanium@gmail.com
วอทส์แอป:+8613571718779
