कृत्रिम संयुक्त सामग्री विश्लेषण: चिकित्सा प्रत्यारोपण योग्य धातु? पॉलिमर? सिरेमिक?

2. धातु सामग्री

धातु सामग्री को उनके अच्छे यांत्रिक गुणों, प्रसंस्करण और स्थिरता में आसानी के कारण कृत्रिम जोड़ों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। मुख्य धातु सामग्री में स्टेनलेस स्टील, कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु, टाइटेनियम मिश्र धातु और टैंटलम धातुएं शामिल हैं।

टाइटेनियम मिश्र धातु


टाइटेनियम 1950 के दशक में विकसित एक महत्वपूर्ण संरचनात्मक धातु है। उपयोग किया गया पहला टाइटेनियम मिश्र धातु संयुक्त राज्य अमेरिका में 1954 में TI-6AL-4V मिश्र धातु सफलतापूर्वक विकसित हुआ, जो कि टाइटेनियम मिश्र धातु उद्योग में ऐस मिश्र धातु बन गया, जो इसके बेहतर गर्मी प्रतिरोध, शक्ति, प्लास्टिसिटी, क्रूरता, औपचारिकता, वेल्डेबिलिटी, संक्षारण के कारण था। प्रतिरोध और बायोकंपैटिबिलिटी। 1950 के दशक में, इसे एक एयरो-इंजन और विमान शरीर सामग्री के रूप में विकसित किया गया था, और उद्योग में इसके मुख्य अनुप्रयोग को उच्च शक्ति, उच्च प्लास्टिसिटी, उच्च क्रूरता और उच्च धातु क्षति सहिष्णुता की विशेषता है। वर्तमान में, कृत्रिम जोड़ों के लिए TI-6AL-4V मिश्र धातु के लिए घरेलू मानक YY 0117.2-2005 है।

स्टेनलेस स्टील

स्टेनलेस स्टील कृत्रिम संयुक्त प्रोस्थेसिस में उपयोग की जाने वाली पहली सामग्री है, जिसमें एक निश्चित संक्षारण प्रतिरोध और यांत्रिक शक्ति होती है, लेकिन इसमें एनआई जैसे तत्वों का एक टेराटोजेनिक प्रभाव होता है, जो शरीर 1 में लंबे समय तक रहने के लिए उपयुक्त नहीं है, इसके अलावा, स्टेनलेस स्टील सामग्री के अलावा, स्टेनलेस स्टील सामग्री खुद जैविक रूप से सक्रिय नहीं है, हड्डी के ऊतकों के साथ एक स्थिर और ठोस बंधन बनाना मुश्किल है। इसलिए, कृत्रिम संयुक्त सामग्री में, स्टेनलेस स्टील को धीरे-धीरे कोबाल्ट-आधारित मिश्र और टाइटेनियम मिश्र धातुओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। हाल के वर्षों में, कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं और टाइटेनियम मिश्र धातुओं का नैदानिक ​​उपयोग कृत्रिम संयुक्त प्रोस्थेसिस सामग्री के रूप में है।

स्टेनलेस स्टील की तुलना में, कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु की पास होने वाली फिल्म अधिक स्थिर है और इसमें बेहतर संक्षारण प्रतिरोध है। इसके नुकसान में मुख्य रूप से धातु घर्षण जंग के कारण होने वाले सीओ और नी प्लाज्मा की लीचिंग शामिल है, जो साइटोकिन्स 0pg और अन्य पदार्थों के स्राव को उत्तेजित करता है और विवो में हड्डी की कोशिकाओं और ऊतकों के नेक्रोसिस का कारण बनता है, इस प्रकार रोगी के संयुक्त को ढीला करने और जटिलताओं के लिए अग्रणी होता है जैसे संयुक्त प्रोस्थेसिस का डूबना।

कोबाल्ट क्रोमियम मिश्र धातु


कोबाल्ट-क्रोमियम मिश्र धातु एक कठिन मिश्र धातु है जो विभिन्न प्रकार के पहनने और जंग के साथ-साथ उच्च तापमान ऑक्सीकरण के लिए प्रतिरोधी है। इसे आमतौर पर कोबाल्ट-क्रोमियम-टंगस्टन (मोलिब्डेनम) मिश्र धातु या स्टीयरिक मिश्र धातु (स्टीयरिक मिश्र धातु का आविष्कार 1907 में अमेरिकी एलवुड हेनेस द्वारा किया गया था) के रूप में जाना जाता है। कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं को कोबाल्ट के साथ मुख्य घटक के रूप में बनाया जाता है और इसमें निकेल, क्रोमियम, टंगस्टन और मोलिब्डेनम, नाइओबियम, टैंटलम, टाइटेनियम, लैंथेनम और अन्य एलॉयिंग तत्वों की काफी मात्रा में काफी मात्रा में होता है।


कोबाल्ट और क्रोमियम कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं के दो बुनियादी तत्व हैं, जबकि मोलिब्डेनम के अलावा कास्टिंग या फोर्जिंग के बाद एक महीन अनाज और उच्च शक्ति देता है। कोबाल्ट-क्रोमियम-मोलीबेनम मिश्र धातुओं को मूल रूप से दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: एक cocrmo मिश्र धातु है, जो आमतौर पर उत्पादों को कास्ट किया जाता है, और दूसरा Conicrmo मिश्र धातु है, जो आमतौर पर (गर्म) सटीक मशीनिंग के लिए जाली होते हैं। कृत्रिम संयुक्त उत्पादों का उपयोग आमतौर पर कास्ट COCRMO मिश्र के रूप में किया जाता है, और दंत संबंधित प्रत्यारोपण भी निर्मित किए जा सकते हैं। वर्तमान में, कास्टिंग COCRMO मिश्र धातु के लिए घरेलू मानक YY 0117.3-2005 है।

झरझरा टैंटालम धातु सामग्री

झरझरा टैंटलम सामग्री एक नया प्रकार का आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण सामग्री है जो हाल ही में उभरी है। इसकी अच्छी हिस्टोकोम्पैटिबिलिटी, उच्च पोरसिटी, उच्च सतह घर्षण गुणांक और कम लोचदार मापांक के कारण, इसे एक आदर्श आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण सामग्री के रूप में मान्यता दी गई है। झरझरा टैंटालम धातु की छिद्र संरचना कैनक्लेस बोन ट्रैबेकुला के समान है, जिसमें तीन-आयामी जुड़े ताकना संरचना के साथ है, जो हड्डी के ऊतकों की लंबी प्रविष्टि के लिए बहुत उपयुक्त है; इसका लोचदार मापांक आरोपण स्थल पर हड्डी के ऊतकों के लोचदार मापांक से मेल खाता है, तनाव मास्किंग प्रभाव से बचता है। झरझरा टैंटालम शरीर के द्रव के वातावरण में रासायनिक रूप से स्थिर है और उत्कृष्ट जैव -रासायनिकता प्रदर्शित करता है। झरझरा टैंटलम धातु के कई फायदों ने नैदानिक ​​अनुप्रयोगों में इसकी बढ़ती रुचि और व्यापक उपयोग का नेतृत्व किया है।


छवि स्रोत: इंटरनेट

सार्वजनिक डेटा से पता चलता है कि मेडिकल डिवाइस मार्केट 2018-2024 (स्रोत: फायरस्टोन क्रिएशन) से 5.6% के सीएजीआर पर बढ़ रहा है। विभाजन के संदर्भ में, ऑर्थोपेडिक मेडिकल डिवाइस की बिक्री $ 36.5 बिलियन है, जो वैश्विक चिकित्सा उपकरण शेयर के 9% के लिए लेखांकन है। धातु आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण के सामग्री चयन, उत्पाद डिजाइन और जैविक मूल्यांकन आज एक दबाव चुनौती कैसे बनता है?

3. सिरेमिक सामग्री

चिकित्सा क्षेत्र में, सिरेमिक का उपयोग न केवल कृत्रिम जोड़ों के लिए, बल्कि मौखिक प्रोस्थेटिक्स के लिए भी प्रत्यारोपण सामग्री के रूप में किया जाता है। इनमें से, सिरेमिक डेंटल इम्प्लांट दुनिया भर में सिरेमिक सामग्री कंपनियों के लिए रुचि का एक संभावित बाजार है।

सिरेमिक सामग्री एक नए प्रकार की कृत्रिम सामग्री है जो धातु और पॉलीथीन के बाद उभरी। इसकी अच्छी बायोकम्पैटिबिलिटी और कम पहनने की दर के कारण इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह मुख्य रूप से एसिटाबुलर अस्तर, ऊरु सिर के हिस्से या ऊरु कोंडाइल प्रोस्थेसिस के लिए उपयोग किया जाता है। जीवन में हमारे द्वारा उपयोग किए जाने वाले व्यंजन भी सिरेमिक से बने होते हैं, लेकिन संयुक्त कृत्रिम अंग के लिए चुनी गई सिरेमिक सामग्री व्यंजनों के लिए उपयोग किए जाने वाले सिरेमिक से बहुत अलग है।

जीवन में इस्तेमाल किया जाने वाला सिरेमिक मिट्टी से बना होता है जो उच्च तापमान पर पाप किया जाता है, जबकि संयुक्त कृत्रिम अंग में इस्तेमाल किया जाने वाला सिरेमिक उच्च शुद्धता एल्यूमिना और जिरकोनिया से बना होता है, और सिंटरिंग तापमान उच्च और अधिक सख्ती से नियंत्रित होता है। दूसरी ओर, कृत्रिम हिप जोड़ों को तीन श्रेणियों में विभाजित किया गया है: बॉल हेड और एसिटाबुलर कप की सामग्री के आधार पर सिरेमिक-सिरेमिक, सिरेमिक-पॉलीथिलीन और मिश्र धातु-पॉलीथिलीन। सिरेमिक-सिरेमिक, सिरेमिक-पॉलीथिलीन और मिश्र धातु-पॉलीथिलीन के बीच मुख्य अंतर यांत्रिक और जैविक गुणों में परिलक्षित होता है। विशेष सामग्री और विशिष्ट प्रक्रियाएं मिट्टी के पात्र का उत्पादन करती हैं जो पहनने के लिए प्रतिरोधी और कठिन दोनों हैं। साहित्य की रिपोर्ट है कि सिरेमिक से बने हिप प्रोस्थेसिस प्रति वर्ष केवल 5 माइक्रोन पहनते हैं, जो उन्हें टिकाऊ और युवा रोगियों के लिए सबसे अच्छा विकल्प बनाते हैं।

कृत्रिम संयुक्त प्रतिस्थापन को 20 वीं शताब्दी में आर्थोपेडिक सर्जरी के इतिहास में प्रमुख मील के पत्थर में से एक के रूप में देखा गया है, और संयुक्त प्रोस्थेसिस में संयुक्त प्रतिस्थापन के निर्माण और विकास की आधारशिला है। एक संयुक्त प्रोस्थेसिस नगण्य लग सकता है, लेकिन यह कई क्षेत्रों में विज्ञान और प्रौद्योगिकी के एकीकरण का परिणाम है जैसे कि दवा, धातु विज्ञान, सामग्री, रसायन और यांत्रिकी, और ऑर्थोपेडिक सर्जनों और वैज्ञानिकों के बीच संयुक्त प्रयासों के दशकों का परिणाम है। विभिन्न क्षेत्र। प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, अधिक से अधिक उत्कृष्ट कृत्रिम सामग्री रोगियों के लाभ के लिए उभरेंगी, ताकि मरीजों को संयुक्त बीमारियों से छुटकारा मिल सके।