فلزات در پزشکی؛ چگونه آلیاژهای فولادی به نجات جان‌ها کمک می‌کنند؟

وقتی صحبت از فلز می‌شود، تصور اکثر افراد سازه‌های فلزی، ماشین­آلات و تجهیزات صنعتی است؛ اما برخی فلزات در بخش‌های مختلف پزشکی به عنوان نوعی درمان به کار می‌روند. در ادامه این مطلب به فلزات پرکاربرد در پزشکی و کاربرد آن­ها می‌پردازیم.

معرفی فلزات پرکاربرد در پزشکی

همان­طور که گفته شد فلزها در صنایع و حوزه‌های مختلفی کاربرد دارند، که شامل هوافضا، اتومبیل سازی، پتروشیمی، صنایع غذایی و پزشکی می‌شوند. فلزات پرکاربرد در پزشکی اغلب فولادهایی با گریدهای مختلف هستند و در رده بعدی مس و آلومینیوم و آلیاژ این دو فلز قرار دارند. همچنین تیتانیوم، نیکل و آلیاژ نیز از جمله این فلزهای کاربردی محسوب می­شوند؛ با این حال در مقایسه با فولاد، آلومینیوم و مس فلزهای نوینی هستند، که کاربرد آن‌ها رو به رشد است.

فلزها معمولاً برای تهیه تجهیزات، ابزارآلات و ایمپلنت‌های پزشکی به کار می‌روند. این فلزات پزشکی معمولاً برای ساخت ابزارهای جراحی مورد استفاده قرار می‌گیرند. استنلس استیل یا فولاد ضد زنگ از جمله این آلیاژ‌ها است؛ فولاد به کار رفته در این فلز به دلیل داشتن نیکل و کروم بالا، نسبت به خوردگی مقاومت دارد. اگر تجهیزات پزشکی دچار خوردگی و زنگ­زدگی شوند، خطرات بسیاری را برای بیماران ایجاد می‌کنند.

فلز استیل

استنلس استیل ۳۰۴ یکی از گریدهای پرکاربرد فولاد ضد زنگ محسوب می‌شود که خواص بسیاری دارد. این فلز براساس خواص و قیمتی که دارد به عنوان یکی از فلزهای مناسب شناخته می‌شود. آلیاژ استنلس به دلیل قابلیت کشش عمیقی که دارد برای ساخت سینک و ظروف پزشکی مناسب است. ورژن دیگری از این آلیاژ که مقدار کربن کمتری دارد نیز، دارای قابلیت جوشکاری است به همین علت برای قطعاتی که نیازمند جوشکاری هستند، مناسب خواهد بود.

کرایوژنیک بودن این آلیاژ از دیگر خواص آن محسوب می­شود، که در واقع قابلیت کاربری در دمای کم را دارد. این قابلیت موجب می‌شود تا از آن برای تولید ابزارآلاتی با استحکام بالا استفاده شود.‌ همچنین این فلز که از فلزات پرکاربرد در پزشکی محسوب می‌شود، فاقد قابلیت مغناطیسی است. این ویژگی موجب می‌شود تا برای ساخت ایمپلنت‌هایی که در درون بدن قرار می‌گیرند نیز، مناسب باشد.

ورژن دیگری از این آلیاژ وجود دارد که با نام استنلس استیل ۳۱۶ شناخته می‌شود؛ از این ورژن نیز برای بعضی ابزار استفاده می‌شود و خواص مشابهی دارد. با این حال تفاوت این ورژن در داشتن مولیبدن است؛ مولیبدن قابلیت سخت­کاری و تیزکاری را به آلیاژ می‌دهد. این قابلیت‌ها موجب می‌شوند تا آلیاژ برای ساخت تجهیزاتی همچون قیچی، سوزن و دیگر ابزار برنده مناسب باشد. برای مشاهده قیمت ورق استیل می‌توانید به سایت فولادینو مراجعه نمایید.

فلز تیتانیوم

از دیگر فلزات پرکاربرد در پزشکی می‌توان به تیتانیوم اشاره کرد که در اواخر قرن بیستم مورد استقبال جامعه پزشکی قرار گرفت. این فلز خاصیت‌های بسیاری دارد که برخی از آن‌ها شامل استحکام بالا، سبک بودن، چقرمه و مقاومت در برابر خوردگی می‌شوند. تیتانیوم همچنین از دمای ذوب بالاتری از فولاد برخوردار است و از جنبه حرارتی فلز بسیار پایداری محسوب می‌شود.‌ این فلز همچنین قابلیت سازگاری و تطابق بالایی با اندام‌ها و بافت‌های بدن دارد؛ به همین علت به عنوان یک فلز غیر سمی شناخته می‌شود.

این ویژگی موجب شده است تا از تیتانیوم در ساخت ایمپلنت‌هایی که جایگزین اندام‌های بدن می‌شوند استفاده شود. برخی از کاربردهای رایج آلیاژ‌های تیتانیوم شامل ساخت دریچه مصنوعی قلب، ایمپلنت‌های مفاصل مانند هیپ، زانو، آرنج و شانه، ایمپلنت و پین دندان می‌شوند. این فلز در ساخت ابزار­آلات پزشکی همچون قیچی و سوزن نیز کاربرد دارد. قیمت فلز تیتانیوم نسبت به سایر فلزات پرکاربرد در پزشکی، بالا است و فلز گرانی محسوب می‌شود. به طور کلی فلز تیتانیوم دارای ورژن‌های متفاوتی است که در ادامه به معرفی آن‌ها می‌پردازیم.

انواع تیتانیوم در ساخت ایمپلنت

همان­طور که اشاره شد تیتانیوم دارای گریدهای متنوعی است. این تقسیم­بندی و ایجاد گریدهای مختلف به دلیل میزان متفاوت کربن، آهن، اکسیژن و نیتروژن به کار رفته در آن­ها است. این تفاوت­ها موجب ایجاد چهار گرید مختلف تیتانیوم می­شوند. نخستین گرید شامل تیتانیوم خالص است، که روی آن یک عملیات حرارتی انجام می‌شود تا استحکام ایمپلنت دندان تثبیت شود.‌ این گرید درجه خلوص و انعطاف­پذیری بالایی دارد؛ اما استحکام آن کمتر است.

گرید دو از فلز تیتانیوم دو بار عملیات حرارتی را طی می‌کند. به عبارت­دیگر هرچه گرید بالاتر برود، تعداد عملیات حرارتی نیز افزایش می‌یابد تا تیتانیوم در برابر فشارهای آکلوزالی مقاوم و سخت‌تر شود. با توجه به این موضوع بهترین گرید برای ساخت ایمپلنت دندانی، گرید چهار خواهد بود که علاوه‌بر مقاومت بالا از جنس تیتانیوم است.

کاربرد نانو ذرات فلز طلا در پزشکی

طلا برای اکثر افراد مفهوم زینتی دارد؛ با­این­حال در صنعت پزشکی به عنوان یک فلز ترمیمی شناخته می‌شود. با توجه به اینکه فلز طلا بسیار نرم است، نمی‌توان از آن در قسمت‌هایی که فشار زیادی به آن­ها وارد می‌شود، استفاده کرد. به همین علت آلیاژ‌های ساخته شده با این فلز، از نظر شیمیایی بی‌ اثر، ضد آلرژی، مقاوم نسبت به خوردگی و با ثبات هستند؛ که موجب افزایش کاربرد آن­ها در دندانپزشکی می‌شود.

آلیاژ طلا خاصیت مکانیکی دارد و با اضافه کردن مس به طلا، خاصیت مکانیکی آن افزایش می‌یابد. به طور­کلی از آلیاژ‌های فلز طلا در روکش دندان، پر کردن، ساخت پل‌هایی که دندان مصنوعی را به دندان طبیعی وصل می‌کنند و ابزار ارتودنسی استفاده می‌شود.

فلز آلومینیوم

آلومینیوم از دیگر فلزات پرکاربرد در پزشکی است که در ساخت تجهیزات بسیاری کاربرد دارد.‌ این فلز به دلیل خاصیت شکل پذیری، وزن کم، استحکام و ظاهر براق در ساخت ابزارآلاتی همچون ویلچر، صندلی دندانپزشکی، تخت بیمارستان و… به کار می‌رود.‌ این فلز همچنین در ساخت تجهیزاتی همچون دستگاه اشعه ایکس و دستگاه مشابه استفاده می‌شود. آلیاژ‌های مختلف آلومینیوم و ورژن‌های متنوع آن در ساخت تمامی این ابزارها، قابل استفاده هستند. قیمت روز آلومینیوم در سایت فولادینو به‌صورت دوره‌ای به‌روزرسانی می‌شود.

جمع‌بندی

به طورکلی فلزات پرکاربرد در پزشکی متنوع هستند و علاوه­بر خود فلز، آلیاژ‌های آن­ها نیز کاربرد بسیاری دارند. پیشرفت صنعت پزشکی بدون فلز امکان پذیر نیست؛ چرا که به کمک ساخت آلیاژ‌های جدید می‌توان ابزار و تجهیزات پیشرفته‌تری تولید کرد. به طور­کلی فلز استیل، آلومینیوم، تیتانیوم و طلا از فلزات پرکاربرد در صنعت پزشکی محسوب می‌شوند؛ با­این­حال فلزهای دیگری نیز وجود دارند که در این صنعت از آن­ها استفاده می‌شود.