با این حال، زمانی که تیتانیوم به شکل خالص خود مورد استفاده قرار می‌گیرد، بدون استحکام و مقاومت کافی در برابر ساییدگی‌های ناشی از فعالیت‌های انسانی است.
گامی امیدوار کننده
بزرگترین مزیت تیتانیوم در ساخت زانو و دندان‌های مصنوعی بی‌خطر بودن آن در بدن انسان است، زیرا این فلز در بدن با بدن انسان به راحتی نمی‌شود.
از سال ۲۰۳۰ و پس از آن، افراد مسن در حال توسعه مانند سراسر قره آفریقا ساکن خواهند شد. با افزایش این جمعیت، احتمال افزایش برای اندام مصنوعی نیز وجود دارد. به همین دلیل است که مواد مقرون به صرفه و ایمان بسیار مهم است. این تحقیقات گامی امیدوارکننده برای رسیدن به این هدف است.
تقریباً همه آلیاژهای جدید بهتر از “Ti-6Al-4V” در محلول نمک عمل کردند. آنهایی که در محلول بدتر عمل کردند نیز هم تراز «Ti-6Al-4V» بودند. هیچ یک از آلیاژهای جدید بیش از 0.13 میلی متر در سال تجزیه نشد که کمترین میزان مجاز برای مصرف در ایمپلنت‌ها است.
از همه این موارد مهم، تولید آلیاژهای جدید ارزان‌تر از “Ti-6Al-4V” بود. آنها روی ساخت واقعی اندام‌های مصنوعی کار کردند و این تحقیقات بر روی ترکیب شیمیایی آلیاژها انجام شد. بنابراین نمی‌گویم که در صورت استفاده از این آلیاژها در اندام‌های مصنوعی، چه میزان در هزینه نهایی صرفه‌جویی خواهد شد. اما، صرفاً با تغییر مواد اولیه می‌توان تا ۱۰ درصد در هزینه‌ها صرفه‌جویی کرد.
در حال حاضر بیشترین آلیاژ مورد استفاده در اعضای مصنوعی “Ti-6Al-4V” از ٪٪ تیتانیوم، 90٪ مبلغ و 4٪ وانان تشکیل شده است و می‌کند اما دو اشکال عمده دارد. اولین مورد هزینه‌بر بودن است. وانادیم تقریباً به اندازه تیتانیوم گران است و مورد دوم سمی بودن است: وانادیم در بیش از حد، سمی هستند. وقتی موادی که از طریق خوردگی تجزیه می‌شوند، یونها در بدن می‌شوند و می‌توانند باعث بروز بیشتر مزمن شوند. این یونها همچنین با بیماری آلزایمر مرتبط هستند.
اما یک مشکل اساسی وجود دارد: تیتانیوم ارزان نیست. دسترسی به اطلاعات دقیق در این مورد است، اما هزینه متوسط پروتزهای مبتنی بر تیتانیوم بین ۳۰۰۰ تا ۱۰ هزار آمریکا است. این مبلغ برای اکثر مردم گران است.
به همین دلیل است که در حال کار بر روی تولید مواد ارزان‌تر می‌توان برتانیوم کرد که می‌توان از آن برای ساخت اندام‌های مقرون‌به‌صرفه استفاده کرد. در جدیدترین مطالعه، عناصر فلزی مانند تیتانیوم، مواد، آهن و وانادیم را انجام دادند تا آلیاژهای ایجاد کنند. هر کدام از این موارد را در محلولی که شبیه به مایعات بدن انسان است، آزمایش می کنند که آلیاژهای جدید، زنگ زدگی ناچیزی در محلول نشان می دهند. آلیاژهای جدید، که کمی ارزان‌تر از آلیاژهای تجاری هستند، به همان خوبی عمل کردند و حتی یک آلیاژ از موارد تجاری بهتر بود.
به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، تیتانیوم، فلزی قوی، مقاوم و نسبتا سبک بوده و خواص آن نیز به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است. موارد زیادی در مورد آن می‌دانند. همه اینها این فلزات را به پایه و اساسی ایده آل برای شکل دادن به اندام های مصنوعی به ویژه زانو و دندان تبدیل کرده است. احتمال زنگ زدگی آن نسبت به سایر فلزات کمتر است و تحقیقاتی که نسبت به فولادهای ضد زنگ و مواد تشکیل دهنده بر کبالت با بدن انسان سازگارتر را نشان می دهد.
یک مطالعه جدید در جنوب صحرای آفریقا به استثنای آفریقای جنوبی که امکانات بهتری برای چنین روش‌هایی نسبت به سایرین دارد، نشان می‌دهد که ۶۰۶ تعویض مفصل ران و ۷۶۳ زانو بین سال‌های ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۸ انجام شده است. بسیاری از افراد در این احتمالاً نیاز به تعویض دارند، اما این کار را نمی‌توان انجام داد، زیرا آنها نمی‌توانند از هزینه‌های این فرآیند برآیند و با افزایش جمعیت جهان، برای استفاده از ایمپلنت در افراد ۶۵ سال به بالا افزایش پیدا کنند. این گروه سنی مستعد مبتلا به بیماری‌هایی مانند پوکی استخوان و آرتروز هستند.
به همین دلیل عناصر فلزی دیگر به آن اضافه می‌شود. به عنوان مثال می‌توانم به شرکتها، وانادیم، زیرکونیم، تانتالیوم، نیوبیم و آهن اشاره کرد. مواد مغذی از این عناصر و سایر عناصر برای ایجاد آلیاژهای جدید استفاده می‌شوند که در برابر سایش قوی‌تر و مقاوم‌تر هستند.
تیتانیوم خالص در مقابل آلیاژهای تیتانیوم
آلیاژهای عاری از وانادیوم و عملکرد خوبی هستند. آنها به طور بالقوه ایمن‌تر از “Ti-6Al-4V” هستند زیرا سطح سمیت کمتری دارند.
مطالعات در این مطالعه، مقدار و ونادیوم اضافه شده به آلیاژ “Ti-6Al-4V” را کاهش داد تا مواد جدید بر تیتانیوم بسازند. آنها همچنین شرکتها را کنار گذاشتند و وانادیوم را به طور کامل با آهن جایگزین کردند تا ماده ارزان‌تر دیگری بر پایه تیتانیوم بسازند.
یافته‌ها
انتهای پیام