I. Tibbiy metall materiallarning ta'rifi va qo'llanilishi
Tibbiy metall materiallar, shuningdek, jarrohlik implant metall materiallari sifatida ham tanilgan, asosan diagnostika, davolash va inson tanasida to'qimalarni almashtirish yoki yaxshilash uchun ishlatiladi. So'nggi 20 yil ichida metall tibbiy materiallarning rivojlanishi polimerlar, kompozitlar, duragaylar va lotinlar kabi biomedikal materiallarga qaraganda sekinroq bo'lgan bo'lsa-da, ular boshqa tibbiy materiallar mos kelmaydigan ko'plab almashtirib bo'lmaydigan xususiyatlarni taklif etadi, jumladan, yuqori quvvat, yaxshi pishiqlik, charchoqqa chidamlilik va mukammal qayta ishlash xususiyatlari. Ular klinik ilovalarda eng koʻp qoʻllaniladigan yuk koʻtaruvchi{3}}implant materiallari hisoblanadi. Metall 3D bosib chiqarish texnologiyasining rivojlanishi bilan metall tibbiy materiallar kengroq qo'llanilishiga ega bo'lib, eng muhim ilovalar, jumladan, singan fiksaj plitalari, vintlardek, sun'iy bo'g'inlar va tish implantlari.
II. Odatda ishlatiladigan metall tibbiy materiallar
Klinik tibbiyotda qo'llaniladigan asosiy metall materiallar zanglamaydigan po'lat, kobalt qotishmalari, titanium qotishmalari, shakl xotirasi qotishmalari, qimmatbaho metallar va tantal, niobiy va tsirkonyum kabi sof metallarni o'z ichiga oladi.
1. Zanglamaydigan po'lat
Tibbiy zanglamaydigan po'lat (Biyomedikal material sifatida zanglamaydigan po'lat) temirga{0}}asoslangan, korroziyaga-bardoshli qotishma va eng qadimgi biotibbiy qotishmalardan biri hisoblanadi. Bu ishlov berish qulayligi va arzonligi bilan ajralib turadi. Zanglamaydigan po'latdan yasalgan sovuq po'latdan ishlov berish nafaqat oquvchanlikni oshiradi, balki qotishmani zangga qarshi mustahkamlaydi, bu esa o'z navbatida charchoqning sinishi ehtimolini kamaytiradi. Mikrostrukturani ko'rib chiqsangiz, zanglamaydigan po'latlar ostenitik, ferrit, martenzitik yoki yog'ingarchilik darajasida bir-biriga to'g'ri keladi{{5}. Buning ajablanarli joyi yo'q, bu po'latlar tibbiyot olamida standart uskunaga aylandi; siz ularni jarrohlik pichoqlari, qaychi tig'idagi pastki-rels, gemostatning jag'lari va ichi bo'sh igna tanasiga solib qo'yilgan holda topasiz. Qo'l asboblaridan tashqari, zanglamaydigan po'latlar implantatsiya qilinadigan ilovalarda ham xizmat qiladi, jumladan, sun'iy bo'g'inlar, plastinka va vint fiksatorlar, ortodontik arqon tayanchlari va mexanik yurak klapanlari qurilmalarining klapanlari. Ushbu foydali usullar orasida don chegarasidagi karbid yog'inlarini minimallashtirish uchun qo'shimcha{12}}past uglerodli tarkibga ega bo'lgan 316L va 317L ostenitik navlari ustunlik qiladi. Ushbu qotishmalar uchun yozma spetsifikatsiya birinchi marta 1987 yilda implantatsiya qilinadigan metall materiallar uchun ISO standartining qayta ko'rib chiqilishida nashr etilgan, ISO 5832 va ISO 7153. Xalqaro korpusdan so'ng, mening mamlakatimizda GB 12417 milliy standarti 1990 yilda ishlab chiqilgan va 1991 yilda qabul qilingan.
Tibbiy zanglamaydigan po'latning biologik muvofiqligi va tegishli muammolari, birinchi navbatda, implantatsiyadan keyin korroziya yoki aşınma natijasida metall ionlarining erishi natijasida yuzaga keladigan to'qimalar reaktsiyalariga taalluqlidir. Keng klinik ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, zanglamaydigan po'latdan yasalgan zanglamaydigan po'latning korroziyasi implantatsiyaning uzoq muddatli barqarorligi-ga olib keladi. Bundan tashqari, uning zichligi va elastik moduli insonning qattiq to'qimalaridan sezilarli darajada farq qiladi, buning natijasida mexanik muvofiqligi yomon bo'ladi. Korroziya metall ionlari yoki boshqa birikmalarning atrofdagi to'qimalarga yoki umuman tanaga kirib ketishiga olib kelishi mumkin, bu esa shish, infektsiya va to'qimalar nekrozi kabi salbiy gistologik reaktsiyalarga olib kelishi mumkin, natijada og'riq va allergik reaktsiyalar paydo bo'ladi. Xususan, zanglamaydigan po'latdan nikel ionining erishi jiddiy patologik o'zgarishlarga olib kelishi mumkin (odatda ishlatiladigan ostenitik tibbiy zanglamaydigan po'latdan taxminan 10% nikel mavjud). So'nggi yillarda past{7}}nikel va nikel-bo'lmagan tibbiy zanglamaydigan po'latlar asta-sekin ishlab chiqildi va qo'llanila boshlandi.
2. Kobalt qotishmalari
Kobalt qotishmalari (biologik tibbiy materiallar sifatida Co{0}}asosli qotishmalar) tibbiyotda ham keng qo'llaniladi. Zanglamaydigan po'lat bilan solishtirganda, ular zanglamaydigan po'latdan 40 baravar yuqori korroziyaga chidamliligi bilan, tanadagi og'ir yuklarga ta'sir qiladigan uzoq muddatli implantlar ishlab chiqarish uchun ko'proq mos keladi. Tibbiyot uchun maqsadli ishlab chiqilgan birinchi kobalt{5}}metall qotishmasi kobalt-xrom-molibden bo'lib, barqaror ostenitik tuzilishgacha soviydi. Keyinchalik, 1970-yillarning oxirida, yangi variantlar paydo bo'ldi, xususan, charchoqqa chidamliligi yuqori bo'lgan zarb qilingan kobalt-nikel-xrom-alyuminiy-volfram-mutanti va kobalt-nikel-xrom-alyuminiy kompleksini o'zida saqlab turadigan MP35N varianti paydo bo'ldi. ko'p fazali mikro tuzilma. Klinik kobaltning ostenitik matritsasi va kobalt-nikel variantlari protez muhandisligida yuqori natijalarga erishdi.Ular kobalt-xrom Mo-asosidagi sun'iy sonlarning poyalari va stakanlarini, kobalt-xromli qotishma tizzalarning bo'g'im yuzalarini va ortopedik mahkamlash moslamalarini shakllantiradi, ular orasida beqaror sinishlar uchun qoplama, tikuv vintlari- va suyaklarga mahkam o'rnatiladi. Hozirgi vaqtda quyma kobalt{4}}xrom-alyuminiy qotishmalari eng keng tarqalgan va ISO 5582/4 standartiga kiritilgan. 1990 yilda mening mamlakatim uni GB12417 milliy standartiga kiritdi.
Kobalt qotishmalari odatda inson tanasida passiv holatda qoladi, kamdan-kam hollarda korroziyaga uchraydi. Zanglamaydigan po'lat bilan solishtirganda, ularning passiv plyonkasi barqarorroq va korroziyaga- chidamli. Ular, shuningdek, implantatsiyadan keyin sezilarli gistologik reaktsiyalarni keltirib chiqarmaydi deb hisoblangan barcha tibbiy metall materiallarning eng yaxshi aşınma qarshiligini taklif qiladi. Biroq, yuqori narx tufayli, kobalt qotishmalaridan yasalgan sun'iy kestirib, bo'g'inlar metallning aşınması va korroziyasidan kelib chiqqan Co va Ni ionlarining chiqishi tufayli in vivo jonli ravishda yuqori bo'shashish tezligini namoyish etadi. Bundan tashqari, cho'kilgan Co va Ni elementlari kuchli allergenlik kabi biologik muammolarni keltirib chiqaradi, bu esa in vivo jonli ravishda hujayra va to'qimalarning nekroziga olib kelishi mumkin, bu og'riq, bo'g'imlarning bo'shashishi va cho'kishiga olib keladi. Shuning uchun ularning qo'llanilishi cheklangan. So'nggi yillarda kobalt qotishmalarining sirt xususiyatlarini yaxshilash, ularning klinik samaradorligini samarali oshirish uchun sirtni o'zgartirish usullari qo'llanildi.
3. Titan qotishmalari
Ti{0}}asosli qotishmalar biotibbiy materiallar sifatida eng biologik mos keluvchi metallar qatoriga kiradi. 1940-yillardan boshlab titanium va titanium qotishmalari asta-sekin klinik tibbiyotda qo'llanila boshlandi. 1951 yilda odamlar suyak plitalari va vintlardek sof titandan foydalanishni boshladilar. 1970-yillarning-oʻrtalarida titan va titanium qotishmalari tibbiyotda keng qoʻllanila boshladi va eng istiqbolli tibbiy materiallardan biriga aylandi. Hozirgi vaqtda titanium va titanium qotishmalari asosan ortopediyada, ayniqsa oyoq-qo'l va bosh suyagini qayta tiklashda qo'llaniladi. Ulardan turli xil sinishlarni mahkamlash moslamalari, sun'iy bo'g'inlar, bosh suyagi qopqoqlari va dura mater, sun'iy yurak klapanlari, tishlar, milklar, ushlab turuvchi halqalar va tojlar yasaladi. Tibbiyotda eng ko'p ishlatiladigan titanium qotishmasi TC4 (Ti-6Al-4V). Ushbu qotishma xona haroratida + ikki fazali tuzilishga ega. Uning kuchi va boshqa mexanik xususiyatlari eritma bilan ishlov berish va qarish orqali sezilarli darajada yaxshilanishi mumkin.
Titan va uning qotishmalarining zichligi taxminan 4,5 g / sm³ ni tashkil qiladi, bu zanglamaydigan po'lat va kobalt qotishmalarining taxminan yarmini tashkil etadi va inson qattiq to'qimalariga yaqinlashadi. Bundan tashqari, ularning biologik muvofiqligi, korroziyaga chidamliligi va charchoqqa chidamliligi zanglamaydigan po'lat va kobalt qotishmalaridan ustundir, bu ularni hozirgi vaqtda eng yaxshi metall tibbiy materiallarga aylantiradi. Titan va uning qotishmalarining inson tanasiga yaqinligi ularning sirtlaridagi zich titan oksidi (TiO2) passivatsiya plyonkasidan kelib chiqadi, bu implantatsiyadan so'ng apatit hosil qilish uchun tana suyuqliklarida kaltsiy va fosfor ionlarining cho'kishiga olib keladi. Bu ma'lum darajadagi bioaktivlik va suyak bog'lanishini namoyon qiladi, bu ularni ayniqsa intraosseous implantatsiya uchun mos qiladi. Biroq, titan va uning qotishmalarining kamchiliklari ularning past qattiqligi va yomon aşınma qarshiligidir. Agar aşınma sodir bo'lsa, avval oksidli plyonka yo'q qilinadi, so'ngra inson to'qimalariga kiradigan aşınma zarralari korroziya mahsulotlari chiqariladi. Xususan, Ti-6Al-4V qotishmasidagi zaharli vanadiy (V) implantatsiyaning buzilishiga olib kelishi mumkin. Titan va uning qotishmalarining aşınmaya bardoshliligini yaxshilash uchun ularning sirt aşınma qarshiligini oshirish uchun yuqori haroratli ion aminatsiyasi yoki ion implantatsiyasidan foydalanish mumkin. So'nggi yillarda ba'zi yangi titanium qotishmalari (asosan -tipli qotishmalar) ishlab chiqildi, ularning barchasi inson tanasiga zararli bo'lgan elementlarni kamaytirishga, titanium qotishmalarining biomosligini samarali yaxshilashga qaratilgan.
4. Xotira qotishmalarini shakllantirish
Biyomedikal materiallar sifatida tibbiy shakl xotirasi qotishmalari (SMA) bo'yicha tadqiqotlar 1970-yillarda boshlangan va tezda keng qo'llanilgan. Klinik amaliyotda eng koʻp qoʻllaniladigan SMA nikel{2}}titan SMA hisoblanadi. Tibbiy SMAlarning shakl xotirasini tiklash harorati 36 ± 2 darajani tashkil etadi, bu inson tanasining haroratiga mos keladi va titanium qotishmalari bilan taqqoslanadigan biomoslashuvni namoyish etadi. Biroq, SMA ning tarkibida ko'p miqdorda nikel bo'lganligi sababli, noto'g'ri sirt bilan ishlov berish nikel ionlarining tarqalishi va atrofdagi to'qimalarga kirib borishiga olib kelishi mumkin, bu esa hujayra va to'qimalar nekroziga olib kelishi mumkin. Tibbiy SMAlar asosan plastik jarrohlik va stomatologiyada qo'llaniladi. O'z-o'zidan kengayuvchi stentlar, xususan, yurak-qon tomir stentlari ularni qo'llashning yorqin namunasidir.
5. Qimmatbaho metallar va sof metallar: tantal, niobiy va sirkoniy
Tibbiy qimmatbaho metallar oltin, kumush, platina va ularning qotishmalarini biotibbiyot materiallari sifatida ishlatadi. Qimmatbaho metallar mukammal biomoslashuv, kuchli oksidlanish va korroziyaga chidamlilik, noyob fizik va kimyoviy barqarorlik, mukammal qayta ishlash xususiyatlariga ega va inson to'qimalari uchun toksik emas-. Ular tish restavratsiyasida, bosh suyagini ta'mirlashda, implantatsiya qilinadigan elektron qurilmalarda, nerv protezlarida, quloq va diafragma nervlarini stimulyatsiya qilishda, vizual nerv asboblarida va yurak stimulyatori elektrodlarida qo'llaniladi.
Tishlarni tiklash uchun tantal mukammal kimyoviy barqarorlikka va fiziologik korroziyaga qarshilikka ega. Tantal oksidi asosan so'rilmaydi va zaharli emas. Tantal sirt oksidi plyonkasiga zarar bermasdan boshqa metallar bilan birlashtirilishi mumkin. Kundalik klinik ko'rinishda metallarni bir-biriga bog'lash va ularning sirtini passivlashtiradigan uzluksiz oksidli qatlamning buzilishiga yo'l qo'ymaslik mumkin. Tantal, niobiy va tsirkoniy titan bilan chambarchas mos keladigan mikro tuzilma va reaktivlik profillarini namoyish qilganligi sababli, ular turli xil implant ilovalari uchun baholangan, jumladan, asbobli suyak payvandlari va vintli tish ildizlaridan tortib-olib olinadigan protezlarning ilgak qismlarigacha,{6}} haroratni modulyatsiyalash-to'liq sun'iy yuraklar kabi qurilmalar spektri. Shunga qaramay, ushbu metallarni muntazam amaliyotda ta'qib qilish cheklanganligicha qolmoqda; Ularning o'ziga xos takomillashuvi va ishlab chiqarish iqtisodiyoti ularni implantatsiya chegaralarining ko'p byudjetlaridan ancha ustun qo'yadi.
