چرا بدن انسان آلیاژهای تیتانیوم را دفع نمی کند؟ چرا فلزات دیگر را دفع می کند؟
اول، به اصطلاح رد کردن زمانی است که سیستم ایمنی پروتئین خارجی را که توسط آنتی بادیها برچسبگذاری شده است، تشخیص میدهد و سپس یک پاسخ التهابی را ایجاد میکند که در آن سلولهای ایمنی تجمع میکنند، میبلعند، و سلولها و ویروسهای خارجی را تجزیه میکنند.
علاوه بر این، خطر اصلی فلزات در بدن، خوردگی فلزات توسط مایعات بدن است و برخی از یون های فلزی ممکن است سیتوتوکسیک باشند.
بزرگترین مزیت تیتانیوم این است که میتواند در هوا و آب در دمای اتاق یک فیلم- اکسیدی با کیفیت بالا تشکیل دهد و به طور کامل از ورود یونهای تیتانیوم به بدن جلوگیری کند. فیلم اکسید تیتانیوم تقریباً به طور کامل در برابر خوردگی در بدن غیرقابل نفوذ است که به آن سازگاری بافتی می گویند.
نه تنها در بدن انسان، بلکه در محیط اسیدی و قلیایی قوی صنایع شیمیایی، و در محیط خوردگی نمک قوی صنعت دریاهای عمیق، فقط آلیاژهای تیتانیوم میتوانند نقش مهمی در فلزات ساختاری داشته باشند و در برابر خوردگی در محیطهای سخت مختلف مقاومت کنند.
در واقع فلزاتی مانند تانتالیوم + و نیوبیوم در موجودات زنده شبیه تیتانیوم هستند، اما از تیتانیوم گرانتر هستند و لزوماً خواص ماشینکاری آنها بهتر نیست، بنابراین چندان مفید نیستند.
بیایید بررسی کنیم که آلیاژهای تیتانیوم به طور گسترده در بدن انسان استفاده می شود زیرا:
زیست سازگاری:
زیست سازگاری آلیاژهای تیتانیوم عمدتاً به دلیل وجود لایه اکسید تیتانیوم طبیعی بر روی سطح آن است. این فیلم اکسید بسیار پایدار است و به طور موثری از آزاد شدن یون های فلزی در بدن جلوگیری می کند و در نتیجه پاسخ ایمنی را کاهش می دهد. بی اثر بودن لایه اکسید تیتانیوم به این معنی است که به سختی با بافت های بیولوژیکی یا مایعات بدن در بدن واکنش نشان می دهد که احتمال رد و التهاب را بیشتر کاهش می دهد.
چگالی / خواص مکانیکی:
استحکام و چقرمگی تیتانیوم آن را به یک ماده ایدهآل برای ایمپلنتهای ارتوپدی تبدیل میکند که تراکمی مشابه استخوان انسان دارد. این خواص فیزیکی شبیه به استخوان انسان است و به کاهش عدم تطابق استرس بین ایمپلنت و استخوان کمک می کند.
مقاومت در برابر خوردگی:
آلیاژهای تیتانیوم در برابر خوردگی در بدن انسان بسیار مقاوم هستند. این به این دلیل است که لایه اکسید تیتانیوم از تماس مستقیم بین مایعات بدن و فلزات جلوگیری می کند و باعث کاهش خوردگی و جلوگیری از آزاد شدن یون های فلزی می شود.
غیر مغناطیسی:-
ماهیت غیر مغناطیسی آلیاژهای تیتانیوم به این معنی است که ایمپلنت ها با روش های تشخیصی مانند تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) تداخلی ندارند.
با توجه به این خواص آلیاژهای تیتانیوم، سلول های انسانی در امتداد آلیاژ تیتانیوم رشد می کنند و در نهایت با آلیاژ تیتانیوم "رشد" می کنند.
فلزاتی که در پزشکی وارد بدن انسان می شوند از آلیاژهای تیتانیوم ساخته شده اند. تیتانیوم تنها فلزی است که بدن انسان آن را دفع نمی کند. چرا دفعش نمیکنی؟ آیا ارتباطی بین تیتانیوم و ترکیب بدن انسان وجود دارد؟
اول، به اصطلاح رد کردن زمانی است که سیستم ایمنی پروتئین خارجی را که توسط آنتی بادیها برچسبگذاری شده است، تشخیص میدهد و سپس یک پاسخ التهابی را ایجاد میکند که در آن سلولهای ایمنی تجمع میکنند، میبلعند، و سلولها و ویروسهای خارجی را تجزیه میکنند.
علاوه بر این، خطر اصلی فلزات در بدن، خوردگی فلزات توسط مایعات بدن است و برخی از یون های فلزی ممکن است سیتوتوکسیک باشند.
بزرگترین مزیت تیتانیوم این است که میتواند در هوا و آب در دمای اتاق یک فیلم- اکسیدی با کیفیت بالا تشکیل دهد و به طور کامل از ورود یونهای تیتانیوم به بدن جلوگیری کند. فیلم اکسید تیتانیوم تقریباً به طور کامل در برابر خوردگی در بدن غیرقابل نفوذ است که به آن سازگاری بافتی می گویند.
نه تنها در بدن انسان، بلکه در محیط اسیدی و قلیایی قوی صنایع شیمیایی، و در محیط خوردگی نمک قوی صنعت دریاهای عمیق، فقط آلیاژهای تیتانیوم میتوانند نقش مهمی در فلزات ساختاری داشته باشند و در برابر خوردگی در محیطهای سخت مختلف مقاومت کنند.
در واقع، فلزات تانتالیوم + و نیوبیوم در زیست شناسی شبیه به تیتانیوم هستند، اما گرانتر از تیتانیوم هستند و لزوماً خواص ماشینکاری بهتری ندارند، بنابراین چندان مفید نیستند.
بیایید بررسی کنیم که آلیاژهای تیتانیوم به طور گسترده در بدن انسان استفاده می شود زیرا:
زیست سازگاری:
زیست سازگاری آلیاژهای تیتانیوم عمدتاً به دلیل وجود لایه اکسید تیتانیوم طبیعی بر روی سطح آن است. این فیلم اکسید بسیار پایدار است و به طور موثری از آزاد شدن یون های فلزی در بدن جلوگیری می کند و در نتیجه پاسخ ایمنی را کاهش می دهد. بی اثر بودن لایه اکسید تیتانیوم به این معنی است که به سختی با بافت های بیولوژیکی یا مایعات بدن در بدن واکنش نشان می دهد که احتمال رد و التهاب را بیشتر کاهش می دهد.
چگالی / خواص مکانیکی:
استحکام و چقرمگی تیتانیوم آن را به یک ماده ایدهآل برای ایمپلنتهای ارتوپدی تبدیل میکند که تراکمی مشابه استخوان انسان دارد. این خواص فیزیکی شبیه به استخوان انسان است و به کاهش عدم تطابق استرس بین ایمپلنت و استخوان کمک می کند.
مقاومت در برابر خوردگی:
آلیاژهای تیتانیوم در برابر خوردگی در بدن انسان بسیار مقاوم هستند. این به این دلیل است که لایه اکسید تیتانیوم از تماس مستقیم بین مایعات بدن و فلزات جلوگیری می کند و باعث کاهش خوردگی و جلوگیری از آزاد شدن یون های فلزی می شود.
غیر مغناطیسی:-
ماهیت غیر مغناطیسی آلیاژهای تیتانیوم به این معنی است که ایمپلنت ها با روش های تشخیصی مانند تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) تداخلی ندارند.
با توجه به این خواص آلیاژهای تیتانیوم، سلول های انسانی در امتداد آلیاژ تیتانیوم رشد می کنند و در نهایت با آلیاژ تیتانیوم "رشد" می کنند.
