بیوسرامیک

بیوسرامیک ‌ها نام کلی دسته ترکیباتی است که با تقلید از طبیعت در آزمایشگاه تولید شده و می‌تواند بدون ایجاد حساسیت یا پس‌زدگی به بافت‌های زنده پیوند زده شوند. بیوسرامیک ‌ها موادی مرکب از عناصر فلزی و غیر­فلزی که با پیوند یونی یا کوالانسی با هم ترکیب شده‌اند. بیوسرامیک‌ها سخت و ترد بوده و علی‌رغم خواص کششی ضعیف استحکام فشاری بالا، مقاومت به سایش مناسب و اصطحکاک پایین داشته و برای کاربردهای مفصلی مناسب می‌باشند. زیست­ سازگاری بالای بیوسرامیک‌ها در محیط بدن باعث مــی‌گردد که این مواد جایگزین منـاسبی برای بازسازی و جایگزینی بافت‌های سـخت بدن بـاشند. زیست­ سازگاری بیوسرامیک‌ها را به ترکیب شیمیایی آن‌ها میتوان نسبت داد. ترکیب شیمیایی بیوسرامیک‌ها شامل یون‌هایی هستند که در محیط فیزیولوژیکی یافت می‌شوند، از این یون‌ها میتوان به K+، Na+، Mg۲+ و Ca۲+ اشاره نمود. در طی سه دهه اخیر تحولی اساسی در کاربرد سرامیک‌ها به منظور بهبود کیفی عمر بشر پدید آمده‌است و استفاده از بیوسرامیک ها برای درمان صدمات وارد بر بدن مورد توجه می‌باشد. از جمله بیوسرامیک‌های مورد استفاده در کاربردهای کلینیکی میتوان به کلسیم فسفات‌ها، هیدروکسی ­آپاتیت، آلومینا، زیرکونیا و شیشه های زیست­ فعال اشاره نمود.

بیوسرامیک

آلومینا

آلومینا(Al۲O۳) یا اکسید آلومینیوم اولین بیوسرامیکی است که به صورت گسترده مورد استفاده کلینیکی قرار گرفته است. سرامیک آلومینا برای جراحی ارتوپدی و به ایمپلنت دندانی به کار رفته است. مصارف گسترده آن به دلیل ترکیبی از خواص مطلوب همچون زیست سازگاری مناسب، مقاومت به خوردگی عالی، نرخ سایش مناسب است. از کاربردهای آلومینا میتوان به ایمپلنت‌های دندانی، پروتز زانو، پیچ استخوان گوش میانی اشاره نمود.

زیرکونیا

زیرکونیا مهمترین جایگزین آلومینیومی می‌باشدکه به دلیل چقرمگی شکست و استحکام بالا، کاربرد آن گسترش زیادی یافته است. زیرکونیا بالاترین چقرمگی شکست را در بین سرامیک‌های تک جزیی دارد.

استحکام خستگی بالای زیرکونیا سبب گشته که در تولید گوی یا کله­گی پروتز استخوان ران مورد استفاده قرار گیرد. در زمینه عملکرد سایشی این بیوسرامیک نیز میتوان گفت که عملکرد سایشی از عملکرد آلومینا و بیشتر از عملکرد فلزات دارد.

شیشه­های زیست فعال

شیشه‌های زیست­ فعال شامل طیف وسیعی از مواد زیستی با سطح شیشه سرامیک هستند. این ترکیبات به دلیل ساختار شیشه‌ای از لحاظ مکانیکی ضعیف بوده و به همین دلیل از آنها تحت بار استفاده نمی‌شود، بلکه به عنوان پوششی بر روی فلزات و وسایلی که بار عملیاتی آن‌ها پایین است، می­توان استفاده نمود. زیست‌­سازگاری این شیشه‌ها سبب گردیده است که به عنوان ایمپلنت درون بدن به عنوان جایگزین استخوان آسیب دیده و همچنین پروتزهای دندانی مورد استفاده قرار گیرند. اولین استفاده موفقیت­آمیز از شیشه‌های زیست­فعال، کاربرد در ایمپلنت گوش میانی بوده. از کاربردهای دیگر نیز به بحث ترمیم استخوان نگهدارنده چشم نیز می­توان اشاره کرد.

کلسیم فسفات ها

کلسیم فسفـات‌ها به لحاظ ترکیب شیمیایی شباهت زیادی به بخش معدنی استخوان داشته و دارای زیست ­سازگاری بسیار مناسب می‌باشند. زیست­ سازگاری، زیست­ فعالی و شباهت زیاد به ماده استخوان آن‌ها را گزینه‌ای بسیار مناسب برای بازسازی استخوان قرار داده است. کلسیم ­فسفات‌ها زمینه‌ای نوین به جهت تحقیق و توسعه مواد زیستی به خصوص ایمپلنت‌ها ایجاد کرده است.

مسئله بسیار مهم در کلسیم ­فسفات­ ها توجه به نسبت کلسیم فسفر این مواد که تاثیر زیادی بر صلاحیت کلسیم ­فسفات­ها دارد، می‌باشد. نسبت Ca/P پایین تر موجب افزایش میزان اسیدی بودن و حلالیت می‌شود. نسبت کلسیم به فسفر کمتر از یک اسیدی بودن و حلالیت بسیار بالا را نتیجه می‌دهد ولی برای نسبت ۶۷/۱ (هیدروکسی آپاتیت استوکیومتری) این مقدار کاهش می‌یابد. جدول ‏۱ تعدادی از کلسیم فسفات‌ها و خواص آن ها را نمایش می‌دهد.

جدول ۱: تعدادی کلسیم فسفات­ها و خواص آن­ها

محدوده pH پایداری حلالیت

 gL,۲۵˚C

Ca/P فرمول شیمیایی نام کلسیم­فسفات
۲-۰ ۱۸ ۵/۰ Ca(H۲PO۴)۲H۲O; (MCPM) مونوکلسیم فسفات مونوهیدرات
الف ۱۷ ۵/۰ Ca(H۲PO۴)۲; (MCPA) مونوکلسیم فسفات بدون آب
۶-۲ ۰۸۸/۰ ۱ CaHPO۴۲H۲O; (DCPD) دی کلسیم فسفات دی هیدرات
ب ۰۰۲۵/۰ ۵/۱ Ca۳(PO۴)۲; (α-TCP) آلفا تری کلسیم فسفات
ب ۰۰۰۵/۰ ۵/۱ Ca۳(PO۴)۲; (β-TCP) بتا تری کلسیم فسفات
۱۲-۵/۹ ۰۰۰۳/۰ ۶۷/۱ Ca۱۰(PO۴)۶(OH) هیدروکسی آپاتیت
۱۲-۷ ۰۰۰۲/۰ ۶۷/۱ Ca۱۰(PO۴)۶F۲; (FAP) فلوئور آپاتیت
ب ۰۰۰۷/۰ ۲ Ca۴(PO۴)۲O; (TCP) تتراکلسیم فسفات

الف) ترکیبات پایدار در دماهای بالاتر از ۱۰۰ درجه سانتیگراد

ب)این ترکیبات در محلول های آبی رسوب نمی­دهند.

مزایا و معایب بیوسرامیک‌ ها

بیوسرامیک ‌ها نیز همانند دیگر اعضای خانواده بزرگ مواد زیستی مزایا و معایبی دارند که به شرح زیر است:

مزایا

۱- به طور کلی بیوسرامیک‌ها از عناصری مانند کلسیم و فسفر تشکیل می‌شوند که در محیط بدن به صورت طبیعی وجود دارند.

۲- پیوندهای تشکیل دهنده ترکیبات سرامیک از انواع کوالانسی و یونی بوده و الکترون آزادی در این ترکیبات وجود ندارد که موجب خوردگی الکتروشیمیایی می‌گردد.

۳- زمانی که سرامیک‌ها در معرض تخریب‌های زیست­شناختی از جانب بدن قرار می‌گیرند، می‌توانند از لحاظ شیمیایی تا مدت زمان زیادی در بدن دوام بیاورند که این زمان می‌تواند در حد عمر یک انسان باشد.

۴- اگر بدن بتواند بنا به دلایلی بیوسرامیک‌ها را تخریب کند، خطر محصولات ناشی از تخریب بیوسرامیک‌ها برای بدن به مراتب کمتر از خطر فلزات و پلیمرها است.

۵- استحکام تراکمی بالا، مقاومت در برابر فرسودگی و خوردگی، زیست‌فعال بودن از جمله دیگر مزایای بیوسرامیک‌ها است.

معایب

۱- سنتز دشوار

۲- دوام شکستگی پایین

۳-مقاومت کششی فوق العاده کم

۴- تردی و شکنندگی ذاتی

مشاوره خرید مواد شیمیایی با کارشناسان اَوِسیناشیمی

شما عزیزان می توانید برای کسب  اطلاعات بیشتر راجع به مواد شیمیایی و همچنین استعلام قیمت و موجودی با کارشناسان مجموعه اَوِسینا شیمی تماس بگیرید و یا از طریق شبکه های اجتماعی پیام دهید تا در سریع ترین زمان ممکن با شما تماس بگیریم.

برای اطلاع از

موجودی مواد شیمیایی

و همچنین مشاوره رایگان با ما تماس بگیرید.

۰۲۱-۵۵۴۳۶۲۴۹

۰۹۱۹۶۳۹۴۳۲۵

۰۹۳۵۴۵۳۶۲۸۰

پاسخگویی شنبه تا چهارشنبه ۹ الی ۱۷ و پنج شنبه ۹ الی ۱۳:۳۰

Call us