ساخت ایمپلنت‌های جدید با آلیاژ فلزی فوق الاستیک

به گزارش ایسنا و به نقل از نیو اطلس، دانشمندانی که روی ترکیب آلیاژهای فلزی مورد استفاده برای ایمپلنت‌های پزشکی کار می‌کنند، به پیشرفت قابل ‌توجهی دست یافته‌اند که منجر به تولید یک زیست‌ماده عالی با انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر سایش شده است.

این آلیاژ فوق الاستیک جدید بر برخی از مسائل ایمنی کلیدی غلبه کرده و نوعی بازیابی فشار و دوام مورد نیاز برای تعبیه‌های طولانی مدت در بدن انسان را ارائه می‌دهد.

این آلیاژ فلزی جدید ساخته دانشمندان دانشگاه “توهوکو” در ژاپن است. این ماده جدید می‌تواند به عنوان بخشی از عمل جایگزینی مفصل ران یا زانو استفاده شود.

مواد فلزی مورد استفاده کنونی، سفت‌تر از استخوان هستند که می‌تواند منجر به آتروفی استخوان یا از دست رفتن تراکم شود. این در حالی است که مواد منعطف‌تر، مقاومت خود در برابر سایش را در طول زمان از دست می‌دهند.

آلیاژهای فلزی فوق الاستیک موجود که معمولاً در استنت‌ها و سیم‌های ارتودنسی مورد استفاده قرار می‌گیرند، به عنوان راهی برای عبور از این مرز میان دوام و انعطاف‌پذیری کارایی خود را نشان داده‌اند، اما آنها حاوی نیکل هستند که خطر واکنش‌های آلرژیک را به همراه دارد و هنوز دانشمندان نتوانسته‌اند نسخه‌هایی بدون نیکل تولید کنند که همین خاصیت را ارائه ‌دهد. بنابراین دانشمندان ژاپنی در این مطالعه جدید برای یافتن یک راه‌حل برای این مشکل دست به کار شدند.

این تلاش شامل تمرکز بر چیزی است که به عنوان “ضریب یانگ” یا “ضریب کشسانی” شناخته می‌شود که معیاری است برای توضیح اینکه چگونه یک ماده بر اساس ساختار کریستالی خود به راحتی می‌تواند کشیده شود و تغییر شکل دهد. یک ماده انعطاف پذیر، دارای ضریب یانگِ پایین و یک ماده سفت دارای ضریب یانگ بالا است و محققان ژاپنی به دنبال کاهش فاصله ضریب یانگ بین استخوان انسان و فلز مورد استفاده برای ایمپلنت‌های پزشکی افتادند.

“شیائو ژو” نویسنده مسئول این مطالعه گفت: از آنجایی که ضریب یانگ به جهت‌گیری کریستالی بستگی دارد، ما تک‌بلورهایی با جهت کریستالی خاص توسعه دادیم.

این آزمایش‌ها در نهایت منجر به ایجاد یک آلیاژ فوق الاستیک جدید انعطاف‌پذیر و سخت مبتنی بر فلز کروم شد که نرخ بازیابی خمش دو برابری را نسبت به آلیاژهای تجاری نیکل-تیتانیوم نشان داد. در عین حال، ضریب یانگ آن بسیار کم بود و آلیاژی ساخت که انعطاف‌پذیری آن مشابه با استخوان انسان است.

“ژو” گفت: ما می‌دانستیم که کروم دارای مقاومت خورندگی بالایی است، اما فوق الاستیسیته، انعطاف‌پذیری و مقاومت سایشی قابل توجه مواد مبتنی بر کبالت-کروم ما را شگفت زده کرد.

دانشمندان اکنون در حال کار برای درک بهتر این موضوع هستند که چرا آلیاژ آنها موسوم به “Co-Cr-Al-Si” یا “CCAS” چنین خواص فوق‌العاده‌ای از خود نشان می‌دهد و به بهبود بیشتر آن امید دارند.

با این حال دانشمندان به این نتیجه رسیدند که این زیست‌ماده جدید در شکل فعلی خود یک نامزد امیدوارکننده برای کاربردهای زیست‌پزشکی است.

این تحقیق در مجله Advanced Materials منتشر شده است.

انتهای پیام