کاربردهای مواد سرامیک

مهندسی سرامیک و کاربردهای آن

1-1-کاربردهای پزشکی:

سرامیکxadها، این مواد دستساختة بشر، از ابتدای تاریخ تمدن تا به امروز توانستهاند مواد بسیار مفیدی را در اختیار انسانxadها قرار دهند. از سفالینههای هزاران سال قبل تا راکتورهای هستهای و اخیراً نیز محافظ سفینههای فضایی و غیره.

یکی از کاربردهای مواد سرامیکی که در ارتباط نزدیک با زندگی بشر است، شامل بکارگیری قطعات سرامیکی در بدن انسان است. به این دسته از سرامیکxadها "زیست-سرامیک (Bio-ceramic)" گویند. این دسته از سرامیکxadها اهمیت فراوانی در زندگی روزمره یافتهxadاند. البته استفاده از مواد مختلف بعنوان "ایمپلانت (implant)" به دورة قبل از میلاد مسیح بر میxadگردد. اما از اواخر قرن نوزدهم، در اثر پیشرفت و افزایش اطلاعات پزشکی در این مورد کوششxadهای جدی انجام گرفت.

اولین مواد مصرفی بعنوان ایمپلانت، ترکیبی از برنج و مس بود که بدلیل خوردگی شدید این مواد در بدن، استفاده آنها با شکست مواجه شده است. از آنجایی که در پزشکی مدرن ضرورت استفاده از مواد مختلف به منظور ترمیم عیوب بدن انسان احساس میشد، پلیمریستxadها گسترة وسیعی از این مواد را برای استفاده به جامعه پزشکی معرفی کردند و متالوژرها نیز با استفاده از آلیاژهای جدید و متفاوت، قطعات ارتوپدیک بسیاری برای بدن ساختند. اما حتی این مواد نیز بعلت خوردگی شیمیایی در بدن ایجاد عارضه میxadکرد؛ حال آنکه بسیاری از ایمپلانتxadها، مانند اتصال مصنوعی در مفاصل ران، بایستی برای همیشه در بدن انسان باقی میماند. از این رو، پژوهشگران برای دستیابی به موادی با مشخصات بهتر به دنیای سرامیک راه پیدا کردند.

هیچ مادهای که در بدن انسان جایگذاری شود کاملاً خنثی نیست. با این وجود، خوردگی سرامیکxadها بدلیل ماهیت ذاتیشان خیلی کمتر از فلزات است. پیشرفتxadهای وسیع در علم سرامیک منجر به دستیابی به موادی با خواص شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی متفاوت و متنوع شد که میتوانند خواص خود را برای مدت زمان طولانی در بدن موجود زنده حفظ کنند. بعضی از این مواد عبارتند از: آلومینا، کربن پیرولیتیک و زجاجی، فسفاتxadهای کلسیم و سدیم و غیره.

خصوصیاتی که یک ایمپلانت دایمی سرامیکی باید داشته باشد بطور خلاصه در زیر آمده است:

1- سازگاری بیولوژیکی: عموماً مواد ایمپلانت باید با بافتxadهای بدن سازگاری داشته باشند و ایجاد حساسیت و مسمومیت نکنند.

2-عدم خوردگی: در بدن موجود زنده خوردگی بیولوژیکی روی ندهد.

3- کارایی در عملکرد: باید بتواند به نحو مطلوب وظیفهای را که در هر نقطه از بدن بر عهده آن قرار میxadدهند بخوبی انجام دهد.

4- قابلیت استریلیزه شدن: قابلیت استریل و ضدعفونی شدن را داشته باشد، بدون اینکه تغییری در ترکیب آن ایجاد کند. یا باعث تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی شود.

5-قابلیت دسترسی: قابل دسترس بوده و براحتی تولید شود.

امتیاز سرامیکxadها بعنوان مواد زیستی بدلیل سازگاری آنها با محیط فیزیولوژیکی است و این سازگاری بدلیل وجود یونهایی مشابه با یونهای موجود در آن محیط، مثل کلسیم، پتاسیم، منیزیم و سدیم است.

تحقیقات انجام شده در آزمایشگاه و روی بدن موجود زنده روی مواد زیر متمرکز شده است: کربن، اکسیدآلومینیم، هیدروکسید آپاتیت، فسفات تریxadکلسیم، ترکیبات شیشهای و غیره که جالب توجهترین این مواد عبارتنداز: دریچههای قلبی مصنوعی، زانوی ارتوپدیک (استخوان و مفاصل)، موادی که برای ترمیم و بازسازی جای دندان در فک بکار میxadروند، موادی که بهxadوسیله آنها از راه پوست میتوان با داخل بدن ارتباط پیدا کرد، مفصل ران پروستتیک، پیهای مصنوعی و غیره.