Phân tích vật liệu chung nhân tạo: Kim loại cấy ghép y tế? Polyme? Gốm sứ?

Là một thủ tục phẫu thuật để điều trị viêm xương khớp giai đoạn cuối và các bệnh khớp khác, thay thế khớp nhân tạo đã được sử dụng rộng rãi trong thực hành lâm sàng với kết quả tốt, làm giảm đau và cải thiện chất lượng cuộc sống cho nhiều bệnh nhân bị bệnh xương khớp nặng. Lịch sử thay thế nhân tạo bắt đầu từ đâu?

Năm 1890, Gluck lần đầu tiên áp dụng ngà voi để sản xuất khớp bắt buộc; Năm 1938, wiles đã sử dụng thép không gỉ cho acetabulum và đầu xương đùi; sau đó Moor thực hiện thay thế khớp xương đùi nhân tạo; Năm 1940, Wder Brothers đã sử dụng nhựa tổng hợp để sản xuất các khớp nhân tạo; Năm 1951, thay thế toàn bộ khớp hông bắt đầu. 1952, Habowsh đã sử dụng acrylic để sửa răng để sửa chữa nhân tạo vào năm 1958, Charnhey đã tạo ra một khớp nhân tạo ma quái thấp với polytetrafluoroethylene acetabulum và đầu xương đùi kim loại dựa trên lý thuyết về môi trường Tdrefdh Charnley đã tạo ra một khớp nhân tạo hoàn toàn hông với polyetylen acetabulum mật độ cao và đầu xương đùi đường kính 22 mm. Năm 1962, Charnley đã tạo thành một khớp nhân tạo hoàn toàn hông với polyetylen acetabulum mật độ cao và đầu xương đùi đường kính 22 mm và cố định nó bằng xi măng xương (methacrylate), với kết quả thỏa đáng hơn. Kể từ đó, thay thế khớp nhân tạo đã bước vào giai đoạn mới của ứng dụng thực tế.

Vì vậy, các vật liệu chung nhân tạo được sử dụng để thay thế các khớp người của chúng ta là gì?

Một khớp nhân tạo, như một cấy ghép con người, phải có các đặc điểm sau:

Tích thích với mô người, không có tác dụng phụ độc hại trên cơ thể con người và không có phản ứng từ chối;

Có thể kết hợp tốt với giao diện sinh học và ổn định;

Hiệu suất có thể, chống lại môi trường vi mô của con người, không dễ bị suy thoái, điện phân và ăn mòn;

Easy để tổng hợp và sản xuất, và có thể được sản xuất hàng loạt.

Các đặc tính cơ học sinh học phù hợp, có thể thích nghi tốt hơn với mô người tại vị trí cấy ghép;

Không có vật liệu chân giả nào có sẵn đáp ứng hoàn toàn tất cả các điều kiện trên và với tình huống này, kết hợp các vật liệu với các lợi thế khác nhau có thể bù cho việc thiếu một vật liệu duy nhất. Nó đã trở thành lựa chọn chính của các bác sĩ ngày nay, nhưng trong quá trình lựa chọn vật liệu, chúng ta cần đảm bảo rằng các yêu cầu của môi trường sinh lý và cơ chế sinh học chung được đáp ứng càng nhiều càng tốt. Có ba loại vật liệu giả chính nhân tạo chính được sử dụng phổ biến ngày nay: vật liệu kim loại, polymer và gốm.


1. Vật liệu polymer

1.1 Vật liệu polymer chủ yếu bao gồm: polymethyl methacrylate, polyetylen trọng lượng phân tử cực cao và polyetylen liên kết chéo cao.

Polymethyl methacrylate, còn được gọi là "xi măng xương", chủ yếu được sử dụng để cố định bộ phận giả xi măng xương, trong khi UHMWPE và polyetylen liên kết chéo cao chủ yếu được sử dụng để lót acetabulum và spacer của chân giả. Bộ phận giả chung là một cấy ghép đắt tiền được cấy vào cơ thể con người, nhưng cũng được sử dụng trong nhiều năm mà không bị hư hại, nhiều người đang xem xét polyetylen nên vật liệu "cấp thấp" sẽ không thể làm được? Trên thực tế, các nhà khoa học vật liệu và bác sĩ phẫu thuật chỉnh hình đã thử các vật liệu tiên tiến hơn, chẳng hạn như PTFE, nhưng kết quả không thỏa đáng, sau khi sàng lọc liên tục, polyetylen có khả năng chống mòn và tác động tuyệt vời đã trở thành lựa chọn tốt nhất.

1.2 Tuy nhiên, polyetylen được sử dụng cho bộ phận giả chung vẫn khác với polyetylen được sử dụng cho các lưu vực và túi nhựa. Các khớp nhân tạo là các bộ phận giả cấy ghép để thay thế các khớp bị bệnh hoặc bị hỏng, phải có khả năng chống mài mòn đầy đủ, tính chất cơ học và khả năng chống oxy hóa, ngoài các yêu cầu tương thích sinh học. "Kể từ những năm 90, polyetylen liên kết chéo cao đã được hình thành bởi các phản ứng hóa học và thậm chí các tia năng lượng cao, được bổ sung bằng cách xử lý nhiệt mịn, để tăng thêm khả năng chống mài mòn.

1.3 UHMWPE được sử dụng rộng rãi như một vật liệu để thay thế khớp nhân tạo vì các đặc tính vật lý và hóa học tuyệt vời của riêng nó.

Còn tiếp...