بیو سرامیک ها

بیو سرامیک ها

تعداد بازدید: 5151
چهارشنبه 03 دي 1393

بیو سرامیک ها

بیو سرامیک ها (Bioceramics) سرامیک هایی با طراحی خاص هستند که در ترمیم و نوسازی اعضاء معلول یا مصدوم بدن مورد استفاده قرار می گیرند. اگر چه سالیان درازی است که سرامیک و شیشه به عنوان شیشه عینک، وسائل تشخیص بیماری، ظروف آزمایشگاهی، دماسنج ها، فلاسک های کشت بافت و الیاف نوری جهت آندوسکوپی به کار می روند اما در اواخر دهه 1960، انقلاب عظیمی در استفاده  از سرامیک ها برای بهبود نحوه زندگی بشر رخ داد که منجر به توسعه بیوسرامیک ها گردید.

به طور کلی بیو سرامیک ها یا سرامیک هایی که در پزشکی کاربرد دارد باید با یک یا چند شرط ذیل مطابقت داشته باشد:

1- از نظر شیمیایی کاملا خنثی باشد.

2 اثرات مخرب بر بافت های مجاور نداشته باشد.

3- طول عمر آن زیاد باشد.

4- استحکام خستگی بالا داشته باشد.

5- اثرات مخرب بر فرآیندهای متابولیسم آزاد بدن نداشته باشد.

عوامل فوق تحت عنوان زیست سازگاری یا Bio compatibility دسته بندی می شود.

عصر نوین و پیشرفت بیو سرامیک ها از سال 1963 آغاز می شود هنگامی که شخصی به نام اسمیت، استخوان را با ماده ای به نام سروزیوم (ترکیبی از آلومینای متخلخل و رزین اپوکسی) جایگزین کرد و در عین حال 48% تخلخل را (مانند استخوان معمولی) باقی گذاشت. از دهه 1970، هنچ و همکارانش، ارزیابی بیوسرامیک هایی با سطوح فعال واکنش دهنده با بدن را آغاز کردند که نخستین آن ها بیوگلس ها بودند. از آن پس شیشه – سرامیک ها نیز مورد توجه فراوان قرار گرفتند و تا کنون نیز هم چنان مورد توجه قرار دارند. در تصویر روبرو انواع سرامیک های مورد استفاده دربدن انسان نمایش داده شده اند.

 

بیو سرامیک، بیوسرامیک ها، کاربرد سرامیک در پزشکی

دانلود تصویر کاربرد بیوسرامیک ها با کیفیت بالا

بیوسرامیک  

امروزه بیو سرامیک ها به دلیل پایداری حرارتی و شیمیایی، استحکام و مقاومت به سایش بالا، ظاهر زیبا و مناسب و زیست سازگاری عالی از جایگاه رفیعی برخوردار هستند و در شکل های مختلفی نظیر تک کریستال، پلی کریستال، کامپوزیت و پوشش مورد استفاده قرار می گیرند. تنها نکته ای که کاربرد این مواد را محدود می سازد، تردی آن ها است که تمام تلاش های محققان در صدد رفع این عیب و بهبود چقرمگی این مواد صورت می گیرد.

بیو سرامیک ها را می توان بر اساس مکانیزم اتصال آن ها با بافت تقسیم بندی نمود. مکانیزم اتصال با بافت مستقیما به نوع پاسخ دهی در سطح مشترک کاشتنی ارتباط دارد. به طور کلی چهار نوع پاسخ دهی در ارتباط با اتصال پروتزها به سیستم استخوان بندی – عضلانی مطرح است:

1- اگر ماده سمی باشد، بافت های اطراف می میرند. بنابراین همه مواد نمی توانند به عنوان کاشتنی در بافت بدن به کار روند.

2- اگر ماده غیر سمی باشد و از لحاظ بیولوژیکی غیر فعال (تقریبا خنثی) باشد، بافت الیافی با ضخامت متغیر بین بافت و کاشتنی تشکیل می شود. از آنجایی که این بافت هیچ گونه پیوند شیمیایی و بیولوژیکی با دیگر اجزا ندارد لذا به راحتی حرکت می کند و در نتیجه سبب رها شدن کاشتنی می شود.

3- اگر ماده غیر سمی و از لحاظ بیولوژیکی فعال (بیواکتیو) باشد، پیوند در سطح مشترک بافت و کاشتنی تشکیل می گردد.

4- اگر ماده غیر سمی و قابل انحلال باشد، بافت های اطراف جایگزین آن می شوند.

بنابراین بیوسرامیک ها بر اساس مکانیزم اتصال با بافت به صورت های تقریبا خنثی (Inert)، بیو اکتیو (Bioactive) و قابل جذب تقسیم بندی می شوند.

بیوسرامیک های تقریبا خنثی

در صورتی که بیوسرامیکی تقریبا خنثی باشد، سطح مشترک بین بافت و کاشتنی فاقد هر گونه پیوند شیمیایی و یا بیولوژیکی می باشد. بنابراین در این حالت بر روی کاشتنی، پوششی از بافت فیبروز و غیر چسبنده تشکیل می شود. ضخامت بافت ایجاد شده بسته به نوع ماده و میزان حرکت سطح مشترک بافت و بیوماده، شدیدا تغییر می کند. این گونه مواد در جاهایی که ثبات، نفوذناپذیری و عدم پاسخ فیزیولوژیکی مورد نیاز باشد، مورد استفاده قرار می گیرند. به طور کلی در کاشتنی های فشرده و خنثی پایداری مکانیکی در استخوان به وسیله شکل هندسی و اصطکاک کاشتنی با بافت به دست می آید و رشد استخوان بر روی سطح به صورت نامنظم می باشد. شکل های مختلف کربن، آلومینا (تک کریستال و پلی کریستال) و زیرکونیا در زمره این نوع بیوسرامیک ها به شمار می آیند.

بیوسرامیک

آلومینا و زیرکونیا از جمله اکسیدهای سرامیکی خنثی هستند که دارای نقطه ذوب، سختی و استحکام بالا می باشند. آلومینا به صورت خالص و زیرکونیا همراه با ناخالصی هایی نظیر CaO، MgO و Y2O3 (جهت پایداری)، برای کاربردهای کاشتنی به کار می روند. این مواد پایداری شیمیایی و ابعادی بالا و هم چنین مقاومت به سایش خوبی را از خود نشان می دهند.

 

بیو سرامیک های بیواکتیو

ماده بیواکتیو، ماده ای است که از یک پاسخ بیولوژیکی خاص در سطح مشترک مواد نتیجه می شود که باعث تشکیل پیوند بین بافت و ماده می شود. در حقیقت حالت بیواکتیو یک حد واسط بین حالت های انحلال و غیر فعال بودن می باشد. یکی از ویژگی های مهم مواد بیواکتیو تشکیل یک لایه هیدروکسی کربنات آپاتیت بر روی سطح می باشد. فاز هیدروکسی کربنات آپاتیت از نظر ترکیب شیمیایی و ساختار شبیه فاز معدنی استخوان است.

سرامیک های بیواکتیو، سطح مشترک چسبنده ای با بافت ایجاد می کنند که در برابر نیروهای مکانیکی مقاومت می نماید. دراکثر موارد، استحکام چسبندگی سطح مشترک مساوی و یا بیشتر از استحکام چسبندگی ماده کاشتنی و یا بافت پیوند داده شده یا کاشتنی می باشد. دراین مواد شکست در کاشتنی یا استخوان رخ می دهد و هیچ گاه در سطح مشترک به وقوع نمی پیوندد. هم چنین توزیع تنش در مقطع سطح مشترک بیواکتیو در مقایسه با سایر انواع کاشتنی ها، با توزیع تنش طبیعی شباهت و سازگاری بیشتری دارد.

امروزه انواع مختلفی از مواد بیو اکتیو مورد تحقیق و بررسی قرار می گیرند که عبارتند از: شیشه های بیواکتیو، شیشه سرامیک های بیواکتیو مانند سرویتال یا شیشه سرامیک آپاتیت – ولاستونیت، هیدروکسی آپاتیت متراکم و متخلخل، کامپوزیت های بیواکتیو مانند هیدروکسی آپاتیت – پلی اتیلن و پوشش های بیو اکتیو نظیر پوشش هیدروکسی آپاتیت بر روی آلیاژ متخلخل تیتانیوم و غیره.

تمامی موارد فوق با بافت مجاور در سطح مشترک، پیوند تشکیل می دهند. البته زمان پیوند خوردن، استحکام، مکانیزم و ضخامت منطقه واکنشی برای مواد مختلف متفاوت خواهد بود.

سرامیک های زیست تخریب پذیر

اصطلاح زیست تخریب پذیر (قابل جذب) به آن دسته از مواد اطلاق می شود که پس از قرار گیری در بافت، بدون هیچ گونه واکنش مخربی با بافت، حل شوند. در سال 1892 گزارشی درباره استفاده از گچ پاریس سولفات کلسیم دی هیدرات قابل جذب برای پر کردن شکاف ها در استخوان منتشر کرد و نتیجه پزشکی آن را در هشت بیمار اعلام نمود. با وجود نتایج مطلوبی که حاصل شد ولی با گذشت زمان کاربرد آن به دلیل خواص مکانیکی ضعیف، سرعت انحلال بالا و در نتیجه عدم رشد کامل استخوان محدود شد.

در سال 1920 آلبی و موریسون طی انجام آزمایشاتی روی حیوانات از تری کلسیم فسفات برای پر کردن شکاف های استخوانی استفاده کردند و پس از آن ها تا 30 سال مطالعات زیادی روی استفاده از گچ پاریس و نمک های کلسیم فسفات به عنوان بیو سرامیک قابل جذب صورت گرفت تا اینکه در سال 1979، مک دیوید تری کلسیم فسفات را یک نوع سرامیک قابل جذب معرفی کرد.

امروزه کلسیم فسفات ها و کلسیم سولفات ها نمونه های خوبی از سرامیک های قابل جذب می باشند. تا کنون اکثر فعالیت های انجام شده در زمینه کاشت سرامیک های کلسیم فسفاتی در حیوانات و کاربردهای کلینیکی بر روی تری کلسیم فسفات و هیدروکسی آپاتیت متمرکز گردیده است. تری کلسیم فسفات ها، به طور کلی زیست تخریب پذیر در نظر گرفته شده اند، اگر چه بسته به خصوصیات ماده مورد استفاده بعضا اختلاف هایی نیز گزارش گردیده است.

بیوسرامیک

از طرف دیگر، در خصوص زیست تخریب پذیری هیدروکسی آپاتیت هم گزارشاتی مبنی بر عدم تخریب، تخریب آهسته یا جزئی و در برخی موارد تخریب کامل به چشم می خورد. این اختلافات عمدتا ناشی از تفاوت های موجود در شرایط آزمایش نظیر خصوصیات مواد، گونه حیوانی به کار رفته، موضع کاشت و روش بررسی می باشند.

با توجه به آنچه گفته شد در می یابیم که هیدروکسی آپاتیت بیواکتیو می باشد در حالی که تری کلسیم فسفات سریع تر تخریب می شود. بر این اساس سرامیک های کلسیم فسفاتی دو فازی (BCP=biphasic calcium phosphate) مطرح شدند. این سرامیک ها مخلوطی از دو فاز هیدروکسی آپاتیت و تری کلسیم فسفات می باشند و با تغییر نسبت HA/TCP می توان بیواکتیویته بودن و یا قابل جذب بودن سرامیک BCP را کنترل کرد.

منابع و پیوندها

گردآوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

فتح الله مضطر زاده و ژامک نورمحمدی، کاربرد سرامیک ها در مهندسی پزشکی، انتشارات دانشگاه صنعتی امیرکبیر، 1384.

سرامیک ها

صفحه مهندسی مواد و متالورژی

مجله علمی ویکی پی جی

 

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

 

بیو سرامیک ها از دید rasekhoon.net

بیوسرامیک ها، سرامیک هایی هستند که برای ترمیم و بازسازی بخش های بدن انسان استفاده می شوند.کاربردهای بسیاری برای بیوسرامیک ها وجود دارد که معمولاً مهمترین آنها ساخت امپلنت هایی مانند پروتزهای مفصل ران (hip prostheses) است. (این نوع پروتز ها از جنس آلومیناست). آلومینا یک بیوسرامیک خنثی است زیرا واکنش بسیار کمی با محیط بدن می دهد. مواد بیواکتیو (bioactive Materials) دارای قابلیت پیوند مستقیم با بافت های بدن هستند.
مزیت های این مواد عبارتند از:
1)ایجادپایداری اولیه ی مناسب برای امپلنت
2)افزایش طول عمر مفید امپلنت
3)سرامیک های بیواکتیو نسبت به فلزات مرسوم درساخت امپلنت ها و سرامیک های با استحکام بالا (مانند آلومینا و زیرکونیا) ضعیف ترند. به عنوان یک نتیجه بایدگفت که سرامیک های بیواکتیو در اغلب موارد به صورت پوشش استفاده می شود. از این مواد به صورت پوشش بر روی بسته های با استحکام وتافنس بالا استفاده می شود. یکی از سرامیک های بیواکتیو مهم هیدروکسی آپاتیت (HA) است .استخوان طبیعی کامپوزیتی از ذرات HA است که بوسیله ی الیاف آلی کولاژن (Collagen) تقویت شده اند...ادامه

بیو سرامیک ها از دید wikipedia.org

Bioceramics and bioglasses are ceramic materials that are biocompatible. Bioceramics are an important subset of biomaterials. Bioceramics range in biocompatibility from the ceramic oxides, which are inert in the body, to the other extreme of resorbable materials, which are eventually replaced by the materials which they were used to repair. Bioceramics are used in many types of medical procedures. A primary medical procedures where they are used is implants. This article is primarily concerned with rigid materials commonly used as surgical implants, though some bioceramics are flexible. The ceramic materials used are not the same as porcelain type ceramic materials. Rather bioceramics are closely related to either the body's own materials, or are extremely durable metal oxides...more.

برچسب ها: سرامیک
چهاردهمین نمایشگاه بیمارستان سازی، تجهیزات و تاسیسات بیمارستانی
عنوان:چهاردهمین نمایشگاه بیمارستان سازی، تجهیزات و تاسیسات بیمارستانی شهر: ...بیشتر
تقویم نمایشگاه های بین المللی سال 1397
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
چاپ جنرال کاتالوگ شرکت پاکمن
جنرال کاتالوگ شرکت پاکمن: جنرال کاتالوگ پاکمن، در 6 فصل و 228 صفحه به چاپ رسی ...بیشتر
نوزدهمین دوره نمایشگاه ساختمان اهواز
عنوان: نوزدهمین دوره نمایشگاه ساختمان اهواز شهر: اهواز تاریخ ش ...بیشتر
گزارش حضور پاکمن در هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات و تاسیسات اصفهان
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات و تاسیسات سرمایشی و گرمایشی اصفهان 97 با حضو ...بیشتر
سمينار آموزشی مزايای استفاده از تجهيزات گرمايشی نوين
عنوان : سمينار آموزشی مزايای استفاده از تجهيزات گرمايشی نوين شرکت پاکمن شه ...بیشتر
نمایشگاه استاندارد های صنعت ساختمان
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه استاندارد های صنعت ساختمان شهر : گرگان ...بیشتر
نمایشگاه صنعت ساختمان البرز 97
عنوان نمایشگاه : نمایشگاه صنعت ساختمان البرز شهر : تهران س ...بیشتر
هشتمین نمایشگاه صنعتی سازی و فناوریهای نوین صنعت ساختمان
عنوان: هشتمین نمایشگاه صنعتی سازی و فناوریهای نوین صنعت ساختمان شهر: ...بیشتر
نهمین نمایشگاه درب و پنجره ، ماشین آلات و صنایع وابسته مشهد
عنوان : نهمین نمایشگاه درب و پنجره ، ماشین آلات و صنایع وابسته مشهد شهر : ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ها ...بیشتر