درمان با بیو سرامیک؛ از ترمیم استخوان تا احیای اعضای بدن

دنیای ساخت و طراحی انواع سرامیک‌ها رشد فوق‌العاده‌ای داشته و در چند سال اخیر، حتی شاهد ورود سرامیک‌های زیستی به حوزه پزشکی و مهندسی پزشکی نیز بوده‌ایم. سرامیک‌های پیشرفته بخشی جدایی‌ناپذیر از فناوری مدرن به شمار می‌روند و طبق گزارش‌های به‌دست آمده، ثابت کرده‌اند که در مقایسه با بسیاری از مواد به‌ویژه مواد فلزی، فراوان‌تر هم هستند. فناوری خودرو با شمع‌های ساخته شده از سرامیک آلومینا، دچار تحول بی‌نظیری شد؛ اما آنچه که امروز توجه بزرگ‌ترین پزشکان و متخصصان متالوژی را به خود جلب کرده، بیو سرامیک است. این مواد به‌دلیل داشتن ترکیبات منحصربه‌فرد و خواص فوق‌العاده، از ترمیم استخوان تا احیای اعضای بدن توانسته‌اند انقلابی بزرگ در صنعت پزشکی و مهندسی پزشکی پدید آورند. برای آشنایی با جدیدترین روش‌های درمان با سرامیک‌های پیشرفته، با ما همراه باشید.

بیو سرامیک (Bioceramic) چیست؟

به مواد مرکبی از فلزات و غیرفلزات که با پیوندهای یونی یا کووالانسی با یکدیگر ترکیب شده‌اند، بیو سرامیک (Bio-ceramic) گفته می‌شود. این مواد با الگو گرفتن از طبیعت در آزمایشگاه ساخته می‌شوند. بیو سرامیک‌ها موادی سخت و شکننده هستند که خواص کششی بسیار ضعیفی دارند؛ اما از استحکام فشار بالا، مقاومت سایشی زیاد و اصطکاک پایین برخوردارند. این ویژگی‌ها همراه با ترکیبات شیمیایی خاص، آن‌ها را با بدن انسان سازگار می‌کند و به گزینه‌ای مناسب برای بازسازی و جایگزینی بافت‌های سخت بدن تبدیل می‌کند. ترکیبات شیمیایی آن‌ها یون‌هایی را شامل می‌شود که در محیط فیزیولوژیکی وجود دارند و همین باعث سازگاری آن‌ها با بدن انسان می‌شود.

نکته قابل توجه دیگر، استفاده از اکسید آلومینیوم در ترکیبات سرامیک‌های پیشرفته است که از خواص ویژه‌ای همچون سختی و مقاومت شوک‌پذیری فوق‌العاده، مقاوم در برابر شوک حرارتی و مواد اسیدی، سازگاری با بافت بدن، عدم خوردگی و ایجاد حساسیت در بدن موجود زنده، قابل استریل و ضدعفونی شدن برخوردار است. البته، انواع مختلفی از بیو سرامیک در درمان‌های پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند که هر یک از آن‌ها کاربرد و ویژگی‌های منحصربه‌فردی دارند.

انواع بیو سرامیک‌های پرکاربرد

ازآنجاکه این مواد زیرمجموعه پیشرفته و مدرنی از بیومواد هستند که علاوه‌بر سازگاری با محیط، در ترمیم و نوسازی اعضای آسیب‌دیده یا معلول مورد استفاده قرار می‌گیرند، در انواع مختلفی تولید می‌شوند که کاربردهای خاص پزشکی مختلفی می‌توانند داشته باشند.

• نوع تقریبا خنثی: از انواع این سرامیک‌های پیشرفته می‌توان به آلومینا اشاره کرد. از این نوع سرامیک‌های زیستی در زمانی که نیاز به عدم پاسخ فیزیولوژیکی و نفوذپذیری باشد، استفاده می‌شود. این مواد پایداری بسیار خوبی دارند و در برابر سایش نیز مقاومت بالایی از خود نشان می‌دهند.

• سرامیک بیواکتیو: این نوع سرامیک زیستی نتیجه یک پاسخ بیولوژیکی خاص در سطح مشترک مواد است که منجر به تشکیل پیوند بین بافت و ماده می‌شود. سرامیک‌های بیواکتیو می‌توانند سطح چسبنده و مشترکی با بافت مورد نظر ایجاد کنند که مقاومت بالایی هم دارد.

• نوع زیست تخریب‌پذیر: آن دسته از سرامیک‌های پیشرفته‌ای هستند که بعد از قرارگیری در بافت، بدون بروز هیچ‌گونه واکنش مخربی در بافت بدن موجود زنده حل می‌شوند. ازجمله انواع این سرامیک‌های زیستی می‌توان به کلسیم فسفات‌ها و کلسیم سولفات‌ها اشاره کرد.

کاربرد بیو سرامیک در پزشکی

بیو سرامیک‌ها و انواع مختلف آن‌ها که توسط مهندسان تولید می‌شوند، در پزشکی کاربردهای گسترده‌ای دارند و توسط جراحان قلب، پزشکان ارتوپد، دندان‌پزشکان و سایر متخصصان مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از کاربردهای آن در پزشکی عبارتند از:

• ترمیم و بازسازی استخوان‌های فک و صورت

• استفاده در کاشت دندان

• بازسازی و ترمیم حفره‌های دندان

• ترمیم استخوان لگن

• ترمیم استخوان‌های شکسته

• درمان سرطان

این موارد تنها بخشی از کاربردهای گسترده در حوزه پزشکی هستند. این مواد به‌عنوان وسایل زیر پوستی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. پوشش دریچه‌های قلب مصنوعی که از کربن ساخته شده‌اند، نوعی بیو سرامیک به شمار می‌آید. سرامیک‌های زیستی همچنین در جراحی‌های ستون فقرات، تعویض کامل مفصل ران و ترمیم استخوان لگن خاصره به‌کار می‌روند. این مواد نقش مهمی در ترمیم استخوان‌های شکسته و انواع شکسته‌بندی و جراحی‌های ارتوپدی ایفا می‌کنند. کامپوزیت‌های بیو سرامیکی نیز برای ترمیم بندها و رباط‌های بدن مورد توجه قرار گرفته‌اند و در بسیاری از وسایل تثبیت شکسته‌بندی از انواع مختلف آن استفاده می‌شود.

یکی از روش‌های درمان سرطان با استفاده از سرامیک، بهره‌گیری از ذرات فرو مغناطیس است که با ایجاد گرمای موضعی، سلول‌های سرطانی را از بین می‌برند. برخی شیشه _ سرامیک‌ها دارای دو خاصیت زیست ‌فعالی و فرومغناطیسی هستند. در طراحی این سیستم‌ها، در نهایت باید به کامپوزیتی دست یافت که از ذرات مگنتیت در بستر کلسیم اکسید _ سیلیسیم دی‌اکسید تشکیل شده باشد.

کاربرد بیو سرامیک‌ها در مهندسی پزشکی

سرامیک‌های زیستی به‌دلیل برخورداری از خواصی همچون خنثی بودن از نظر شیمیایی، نداشتن اثر مخرب بر بافت‌های مجاور، بالا بودن طول عمر آن‌ها و برخورداری از استحکام بالا، در ساخت لوازم و مواد مصنوعی مورد استفاده در مهندسی پزشکی نیز بسیار پرکاربرد هستند. ازجمله کاربرد بیو سرامیک در مهندسی پزشکی می‌توان به ساخت دریچه‌های قلبی مصنوعی، زانوی ارتوپدیک، مواد مورد نیاز در ترمیم و بازسازی جای دندان در فک، مفصل ران پروستتیک و پی‌های مصنوعی اشاره کرد.

کلام آخر

بیو سرامیک‌ها ترکیباتی از فلزات و غیر فلزات هستند که از طریق پیوندهای یونی یا کووالانسی تشکیل می‌شوند. این مواد به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. به‌دلیل سازگاری این مواد با بدن انسان، در بسیاری از موارد برای جایگزینی قسمت‌های آسیب‌دیده بدن مانند مفاصل، دندان‌ها و دیگر بخش‌ها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در تهیه سرامیک‌های پیشرفته به‌خصوص موادی که با بافت بدن موجود زنده در تماس هستند، مهم است که از مرغوبیت ترکیبات سرامیکی و نحوه لعاب‌کاری آن‌ها اطمینان حاصل شود. شرکت سرام پودر از شرکت‌های فعال در تولید انواع سرامیک پیشرفته ازجمله بیو سرامیک است که از ویژگی‌های پودرهای تولید شده توسط آن‌ها می‌توان به توزیع اندازه ذرات مناسب و خلوص شیمیایی حداقل ۹۹.۴ درصد اکسید آلومینیوم و سایر مواد اشاره کرد.

 

این مطلب توسط جهان صنعت نیوز نوشته نشده و انتشار آن به منزله تایید محتوا نیست

خواندنی