3/5
2رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود

تمام کسانی که به نحوی با فضای بیمارستانی و محیط های بهداشتی در ارتباط هستند، اعم از پزشکان، داروسازان، پرستاران، بیماران و…، باید خود را مدیون نقش فلزات در سلامتی بدانند! زیرا همزمان با پیشرفت علوم پزشکی در سال ها و دهه های اخیر، استفاده از فلزات و آلیاژهای آن در سلامت انسان ها، کاربرد فراوانی یافته است. با این حال، وقتی از فلزات صحبت می شود، اغلب اوقات کاربردهای آن خصوصا آهن و فولاد در ساخت و ساز، لوازم خانگی، حمل و نقل، هوافضا و صنایع دیگر به ذهن متبادر می شود، در حالی که انواع فلزات اعم از آهن، طلا، نقره، مس، آلومینیوم، تیتانیوم و… در پزشکی خصوصا تجهیزات، ابزارآلات و ایمپلنت، سهم عمده ای دارند. با وجود کاربرد فلزات در علم پزشکی، نباید این نکته را از نظر دور داشت که بدن انسان، در برابر فلزات کاشته شده، معمولا فضای تهاجمی دارد زیرا واکنش بین فلزات و مایعات بدن، تخریب فلز به اکسیدها و ترکیبات دیگر را موجب می شود. بنابراین، لزوم توجه بیشتر به دوام خوردگی یک کاشت فلزی احساس می شود تا با سلامت و زیست انسان، سازگاری داشته باشد.

کاربرد فلزات در دارو سازی و نانو فناوری

مشاهده نسخه pdf مقاله چه نوع فلزاتی در چه شاخه های پزشکی کاربرد دارند؟

کاربرد فلزات در دارو سازی و نانو فناوری

اهمیت فلزات و استفاده از ترکیب‌ های آلی فلزات واسطه در داروسازی روز به روز در حال گسترش است و دارو هایی که پایه آنها بر اساس فلزات است، نقش موثری در درمان بیماران ایفا می کنند. در سال‌ های اخیر فلزات زیادی به خاطر کاربردهای درمانی که دارند در بسیاری از بیماری ‌ها رونمایی شده اند، با این حال، تعداد محدودی از آنها به عرصه پزشکی ورود کرده اند. کاربردهای دارویی برخی از فلزات پرکاربرد به شرح زیر می باشد:

  • آهن: درمان‌ های فوتودینامیک، کاهش فشار خون، افزایش غلظت فسفات
  • طلا: ورم روماتوئید، آسم، مالاریا، سرطان، عفونت‌ های باکتریایی
  • نقره: امراض پوستی، عفونت ‌های انگلی و میکروبی، عوامل تشخیصی و تصویربرداری
  • مس: عوامل تشخیصی و تصویربرداری، پرتو درمانی، درمان‌ های فوتودینامیک
  • پلاتین: تومورهای بدخیم، عفونت ‌های میکروبی و ویروسی، درمان‌ های فوتو دینامیک
  • منیزیم: ملین، پرکاری غدد، ضد اسید
  • کبالت: عوامل تشخیصی و تصویربرداری، ویتامین B12، درمان‌ های فوتو دینامیک
  • کروم: دیابت، عوامل تشخیصی و تصویربرداری
  • جیوه: نارسایی قلبی، درمان زخم، عامل مدرر، عفونت ‌های میکروبی

کاربرد فولاد زنگ نزن در پزشکی

استنلس استیل یا فولاد ضد زنگ، گروه وسيعی از آلياژهاي ويژه اي است که مقاومت بالایی در برابر خوردگي دارند که به آنها فولاد های زنگ نزن هم گفته می شود. این نوع فولاد در حوزه پزشکی، جراحی و بیمارستانی مانند اتوکلاوها، کابینت های نگهداری وسایل، تخت های جراحی و تجهیزات استریل کننده کاربرد دارند. ابزار و تجهیزات حاصل از آن به دلیل راحتی در استریل شدن، مقاومت در برابر خوردگی و حفظ تیزی در پزشکی استفاده می شوند.

در بین فولادهای ضد زنگ، استنلس استیل 304 با توجه به خواص و قیمت آن، به عنوان یکی از پرکاربردترین گریدها در پزشکی و ساخت ابزارآلات است. قابلیت کشش عمیق این آلیاژ، برای ساخت سینک و ظروف پزشکی بسیار مناسب است. ورژن کم کربن آن با نام L304، دارای قابلیت جوشکاری، به منظور تولید قطعاتی که ساخت آنها، جوش مستحکم نیاز دارد، مناسب است. این نوع فولاد به خاطر قابلیت کاربری در دماهای بسیار پایین، دچار ترد یا شکست نمی‌ شود و قابلیت سخت کاری موجب شده برای تولید قطعات با استحکام بالا نیز استفاده شود. علاوه بر آن، فولاد زنگ نزن 316، به دلیل حضور مولیبدن در ساختار خود، قابلیت سخت کاری و تیزکاری بهتری نسبت به فولاد 304 دارد و معمولا برای ساخت سوزن، قیچی و سایر ابزار برنده به کار می رود.

بر اساس تقسیم بندی دیگر، فولادهای زنگ نزن فریتی، مارتنزیتی و آستنیتی، سه نوع از فولادهای ضدزنگ هستند که بعضا در پزشکی و ایمپلنت ها استفاده می شوند. البته فولادهای زنگ نزن فریتی که حرارت ناپذیرند و قابلیت سخت شدن ندارند، کاربرد چندانی در پزشکی ندارند و بیشتر در ساخت ظروف نگهدارنده مواد غذایی و شیمیایی به کار می روند.

فولاد زنگ نزن مارتنزیتی دارای 11 تا 18 درصد کروم هستند و از ناحیه آستنیتی با سرعت سرد می شود و در نتیجه فولاد ضد زنگ مغناطیسی را تشکیل می دهد. این فولاد قابلیت سخت شدن داشته و برای ابزار جراحی و برش استفاده می شود. درباره فولادهای زنگ نزن آستنیتی نیز افزودن نیکل باعث جلوگیری از دگرگونی فاز آستنیت به مارتنزیت، طی سرمایش سریع آلیاژ می شود . فولاد ضدزنگ آستنیتی 302 و 304 دارای 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل بوده و به ترتیب دارای 0.15 درصد و 0.08 درصد کربن می باشد. این آلیاژ در ساخت سیم های ارتودنسی کاربرد فراوان دارند. همچنین فولاد زنگ نزن آستنیتی 316 با حداکثر 0.03 درصد کربن، در ساخت ایمپلنت های بدن مورد استفاده قرار می گیرد.

اجزای تشکیل دهنده ایمپلنت و نقش فلزات در آن

اجزای تشکیل دهنده ایمپلنت و نقش فلزات در آن

یکی از کاربردهای فلزات در ایمپلنت است. ایمپلنت به معنای عام، کاشت درونی است اما بیشتر در دندانپزشکی رایج است. عمل ایمپلنت، بخشی از درون‌ کاشت دندانی است که به صورت دندان پروتزی در دهان بیمار، جایگزین دندان طبیعی وی می‌ شود. استفاده از ایمپلنت های ریشه ای، قدمت هزاران ساله دارد. حدود 4000 سال قبل در چین از بامبو و 2000 سال پیش در مصر از فلزات گرانبها برای برای جایگزینی دندان استفاده می شد. با این حال، نخستین ایمپلنت های دندانی در سال 1932 از جنس استیل ضد زنگ ساخته شد اما حدود 70 سال پیش، در اوایل دهه 1950، دانشمندان طی تحقیقاتی روی استخوان ران خرگوش، متوجه رشد استخوان در اطراف فلز تیتانیوم شدند و با کاربرد آن در دهان، در نهایت، اولین ایمپلنت دندانی در سال 1965 با استفاده از آلیاژ تیتانیوم صورت گرفت. آلیاژ تیتانیوم، رایج ‌ترین ماده مورد استفاده برای کاشت درون دندانی است و برای ساخت فیکسچر، بریج، اوردنچر و اجزای پروتزی ایمپلنت استفاده می ‌شود.

کاربرد تیتانیوم در پزشکی و ایمپلنت دندانی

مهم ترین علت استفاده از آلیاژ تیتانیوم برای ایمپلنت، سازگاری خوب آن با بدن است. نارسایی، مقاومت بالا در برابر خوردگی، شرایط ترمودینامیک، ویژگی‌ های آن در برابر PH و ایجاد یون به میزان کم، از ویژگی ‌های فیزیکی تیتانیوم است که موجب سازگاری مناسب آن می‌ شود. از دیگر ویژگی های ممتاز تیتانیوم، عدم پوسیدگی و استحکام نوع مرغوب و با کیفیت آن است که استفاده از آن برای کاشت دندان، حتی از دندان طبیعی نیز محکم تر است! همچنین ایمپلنت در مقایسه با هزینه ‌های بالا برای پر کردن، عصب کشی و روکش دندان در دراز مدت، مقرون به صرفه‌ تر خواهد بود. درباره نقش فلزات در انواع ایمپلنت، باید سه نوع ایمپلنت را مد نظر قرار داد:

  • ایمپلنت Endosteal: این نوع ایمپلنت که از فلز یا فلز پوشش داده شده با سرامیک یا مواد سرامیکی ساخته می‌ شود و بیشتر شبیه یک پیچ یا استوانه یا تیغه ‌ای شکل است که در استخوان فک قرار می گیرد.
  •  ایمپلنت Subperiosteal: این نوع ایمپلنت که از جنس فلز تیتانیوم ساخته می‌ شود، در استخوان و زیر لثه قرار می ‌گیرد تا کاملا به استخوان فک بچسبد.
  • ایمپلنت Transos-teal: این نوع ایمپلنت به شکل یک پین فلزی یا قاب U شکل است که از بین استخوان فک و بافت لثه عبور می ‌کند و به داخل دهان می‌ رسد.

انواع تیتانیوم در ایمپلنت

تیتانیوم مورد استفاده در ایمپلنت دندانی دارای گریدهای مختلف است که از نظر میزان کربن، نیتروژن، آهن و اکسیژن با یکدیگر متفاوت می باشند. گریدهای تیتانیوم و اسامی آنها عبارتند از:

  • تیتانیوم خالص Grade 4
  • آلیاژ تیتانیوم Ti 6AL 4V –EL
  • Ti 6AL 4V (Grade 23)
  • نانو تیتانیوم – nTi Grade 5
  • آلیاژ Ti 3AL 2 SV

در گرید یک، فلز از جنس تیتانیوم خالص است و یک بار عملیات حرارتی کردن برای استحکام ایمپلنت دندانی انجام می ‌شود و بیشترین درجه خلوص و انعطاف ‌پذیری در دمای اتاق و کمترین استحکام را دارد. گرید دو به این معناست که دو بار عملیات حرارتی شده و سایر گریدها نیز به همین نحو؛ یعنی هرچه گرید بیشتر شود، تیتانیوم سخت ‌تر و در برابر فشارهای آکلوزالی، مقاوم تر است و هر چه خلوص تیتانیوم بیشتر باشد، میزان استئواینتگریشن (فرایند اتصال استخوان به ایمپلنت) بیشتر می‌ شود. با این توصیف، بهترین گرید برای ساخت ایمپلنت دندانی، گرید چهار است. چون هم از تیتانیوم است و هم مقاومت خوبی دارد. البته اخیرا استفاده از گرید پنج تیتانیوم افزایش یافته‌ است.

متخصصان معتقدند گرید پنج که TI-6AL-4V (تیتانیوم حاوی شش درصد آلومینیوم و چهار درصد آلیاژ وانادیوم) نامیده می شود، از میزان چسبندگی به استخوان مشابهی با تیتانیوم خالص موجود در بازار برخوردار است و مقاومت کششی و ترک خوردگی بهتری دارد. با این حال، اکنون بیشتر ایمپلنت ‌های دندانی، همچنان از تیتانیوم خالص بازار شامل گریدهای یک تا چهار ساخته می‌ شوند، اما برخی نیز دارای گرید پنج هستند. آلیاژ تیتانیوم نسبت به تیتانیوم خالص نوع یک، چهار برابر و نسبت به نوع چهار آن دو برابر قوی تر است و  هر چند سختی آن تقریبا شش برابر استخوان کورتیکال متراکم است اما نسبت به دیگر مواد مصنوعی موجود، سازگاری بهتری با بافت استخوان دارد.

تیتانیوم در پزشکی و زیست پزشکی

ساخت دریچه مصنوعی قلب، ایمپلنت‌ های مفاصل مانند هیپ، زانو، شانه و آرنج و همچنین ساخت ایمپلنت و پین دندان از جمله کاربردهای آلیاژهای پایه تیتانیوم در پزشکی است. اخیرا از تیتانیوم برای ساخت ابزار پزشکی مثل سوزن و قیچی هم استفاده می‌ شود. همچنین استفاده از تیتانیوم در حوزه زیست پزشکی نیز بسیار رایج است زیرا این فلز، الزامات مورد نیاز را بهتر از رقبایی مانند فولاد زنگ نزن، آلیاژهای CoCr، نایوبیم و تانتالم با خلوص تجاری برآورده می سازد. از جمله خواص کاربردهای زیست پزشکی می توان به مقاومت در برابر خوردگی، زیست سازگاری، چسبندگی (رویش درونی استخوان)، استحکام خستگی و فرایند پذیری مناسب مانند ریخته گری، برقراری اتصال و مدول الاستیسیته که باید تا حد ممکن نزدیک به مدول استخوان باشد، اشاره کرد.

در این رابطه، سه دسته از آلیاژهای تیتانیوم شامل تیتانیوم تجاری یا CP، تیتانیوم α+β و تیتانیوم β در زیست پزشکی استفاده می شوند که تیتانیوم CP و آلیاژ Ti-6Al-4V اولین مواد تیتانیومی در کاربردهای زیست پزشکی و دارای بیشترین مصرف هستند. به دلیل تردید در مورد مشکلات سمیت دراز مدت ناشی از وانادیم، آلیاژهای α+β در دهه 1980 و تعدادی از آلیاژهای تیتانیوم β در دهه 1990 توسعه یافتند. دلیل عمده آن، استحکام خستگی بالاتر و مدول الاستیسیته کمتر نسبت به آلیاژهای تیتانیوم α+β بود. این دو خاصیت برای ایمپلنت های اتصال مفصل ران کاربرد دارد. مزیت دیگر در مورد ساخت تیتانیوم β است. قطعات ریخته گری دقیق شده از آلیاژهای β که به سختی پایدار شده اند، خواص تقریبا یکسانی با محصولات کار شده دارند.

درصد ترکیبات فلزی آمالگام

آمالگام یا پرکننده دندان، از حدود دو قرن پیش برای ترمیم دندان مورد استفاده قرار می گیرد و با توجه به تحولات چشمگیر در عرصه پزشکی طی دهه اخیر، از مهم ترین و پر کاربردترین مواد مورد توجه محققان و دندانپزشکان است. اکنون آلیاژهای جدید با خواص بهتر برای آمالگام به بازار وارد شده است. آمالگام از ترکیب آلیاژ آمالگام با جیوه به دست می آید. خود آلیاژ آمالگام از فلزات نقره، قلع، مس و مقدار محدودی پلاتین، طلا و یا پالادیوم تشکیل شده اما مهم ترین فلزات آن، نقره و قلع هستند. مقدار فلزات در آمالگام به شرح زیر است:

  • نقره: حدود حدود 70 تا 73 درصد
  • قلع: حدود 25 تا 27 درصد
  • مس: 2 تا 3 درصد
  • روی: مقدار بسیار کم
  • فلزات گران قیمت (پلاتین، طلا و پالادیوم): بسیار جزئی

نقره و قلع، به صورت ترکیبی در آلیاژ آمالگام وجود دارند. نسبت ترکیب دو فلز، فاز گاما نامیده می شود. آلیاژ حاصل در ترکیب با جیوه، مقاوم ترین نوع آمالگام را ایجاد می کند. هر چقدر میزان نقره بیشتر باشد، آمالگام، استحکام بیشتری دارد و در حین سختی، انبساط بیشتری پیدا می کند و اگر قلع آن، بیش از حد باشد، استحکام کاهش می یابد و انقباض مختصر مشاهده می شود. همچنین مس باعث سختی و استحکام بیشتر آمالگام و انبساط جزئی می شود. ضمن اینکه مقدار بسیار کمی روی، برای جلوگیری از سیاه شدن آمالگام در اثر اکسیداسیون، لازم است. فلزات گران قیمت نیز تاثیر چندانی بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی آمالگام ندارند. برای تسریع در ملغمه شدن (مخلوط کردن چند فلز)، بعضی آلیاژها نیز دارای سه درصد جیوه هستند. اگر آلیاژ آمالگام دور از حرارت نگهداری شود، می توان به مدت طولانی بدون تغییر در خواص، آن را نگهداری کرد.

اکنون، بیش از 50 نوع آلیاژ با استانداردهای بین المللی در بازار موجود است. تنها تفاوت بین آمالگام ها، اندازه و شکل ذرات آن است و خواص فیزیکی آنها تقریبا مشابه است. البته ذرات پودر ممکن است براده یا کروی و بسیار ریز باشد اما اخیرا مصرف آلیاژهایی با ذرات بسیار ریز، بیشتر مورد توجه هستند زیرا زمان سخت شدن آنها، کوتاه تر و استحکام اولیه شان بیشتر است. همچنین آمالگام تهیه شده از این نوع آلیاژها با دیواره های حفره دندانی، انطباق بهتری دارند، پرداخت آنها، آسان تر است و سطح صاف تری ایجاد می کنند. امروزه آلیاژهای جدید دارای ذرات کروی با ابعاد مختلف، به دندانپزشکان عرضه می شود. این نوع آلیاژ آسان تر با جیوه مخلوط شده و به دلیل سیال بودن بیشتر، هنگام تراکم، احتیاج به فشار زیاد ندارد و سطح پرشده آن نیز یکنواخت است.

کاربرد نانو ذرات طلا در پزشکی

اگر چه طلا، اکنون بیشتر مفهوم زینتی پیدا کرده و بازار آن اعم از زیورآلات، سکه و… هر روزه مورد توجه است، اما از این فلز به عنوان یک ماده ترمیمی نیز استفاده می شود. از آنجا که طلای خالص، نسبتا نرم است، بنابراین، استفاده از آن، محدود به قسمت هایی است که در معرض بارگذاری یا فشار بسیار بالا نیستند از این رو، آلیاژهای طلا به دلیل بی اثر بودن از نظر شیمیایی، آلرژی زا نبودن، مقاومت نسبت به خوردگی و ثبات آنها برای دندانپزشکی مفیدند. این آلیاژها، ویژگی های مکانیکی دارند که از طلای خالص برتر است و افزودن مس در زمینه طلا، استحکام آلیاژ حاصله و ویژگی های مکانیکی آن را بهبود می بخشد. در مجموع از آلیاژهای طلا برای پر کردن، روکش دندان، پل هایی که دندان مصنوعی را به طبیعی وصل می کند و لوازم ارتودنسی استفاده می شود.

کاربرد آلومینیوم در پزشکی

کاربرد آلومینیوم در پزشکی

گر چه تنها برخی از فلزات در حوزه سلامت و پزشکی قابلیت دارند، اما آلومینیوم از پرکاربردنرین فلزات در این حوزه است. این فلز، به دلیل مقاومت و استحکام بالا در برابر خوردگی، زنگ نزن بودن، چگالی پایین، غیر سمی بودن، امکان ماشین کاری بالا و سهولت در بازیافت، از جمله فلزاتی است که در صنایع و تجهیزات پزشکی و فضای بیمارستانی قابل استفاده است و جزء فلزات برتر در عرصه بهداشت و سلامت محسوب می شود. کاربرد دیگر آلومینیوم، خاصیت آبکاری آن است که این امر، موجب افزایش مقاومت آن در برابر ساییدگی و خراشیدگی است.

بیمارانی که به دیالیز مبتلا هستند و از تجهیزات و امکانات پزشکی در این زمینه استفاده می کنند، کسانی که برای عکسبرداری از طریق اشعه ایکس به بیمارستان مراجعه می کنند، اشخاصی که بارها بر روی تخت های بیمارستانی خوابیده اند، آنهایی که ساعتی را برای معالجه دندان، روی صندلی های مخصوص دندانپزشکی تکیه زده اند و افراد معلولی که از ویلچر و واکر برای جا به جایی بهره مند شده اند، فلز آلومینیوم به نوعی در زندگی آنها نقش آفرین بوده است، حتی اگر خودشان آگاه نباشند! کاربردهای اصلی این فلز، در زمینه ساخت انواع تخت بیمارستانی، ساخت انواع یونیت صندلی دندانپزشکی، ساخت انواع ویلچر، واکر و برانکارد، تجهیزات مربوط به دیالیز بیماران کلیوی و عکسبرداری به وسیله اشعه ایکس، بسیار حائز اهمیت است.

تجارت پرسود بازیافت فلزات پزشکی

در مجموع، در بسیاری از وسایل و تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی، از فلزات گرانبها استفاده می شود که بعدها برای بازیافت بسیار قابل توجه هستند. از دستگاه ها و مانیتورهای کنترل کننده وضعیت بیمار، دستگاه های الکترونیکی در اتاق جراحی و آزمایشگاه که دارای بردهای الکترونیکی با کارکرد پزشکی هستند، می توان طلا و نقره استخراج کرد یا انبر و موچین ممکن است از پلاتین ساخته شده یا با آن آبکاری شده باشند که بازیافت آنها برای استخراج این فلزات، حائز اهمیت است. ابزارهای صنعتی مانند ترموکوپل در تهویه بیمارستان ها، سنسورهای اکسیژن یا تشخیص آتش سوزی نیز ممکن است فلزاتی مانند طلا، پلاتین یا پالادیوم داشته باشند و یا فیلم های رادیولوژی و لیتوگرافی که بعضا در انبارهای بیمارستان ها باقی مانده اند، دارای نقره هستند. از این رو، جمع آوری دستگاه ها و تجهیزات پزشکی مستعمل در محیط های درمانی اعم از بیمارستان ها، آزمایشگاه ها، مطب ها و کلینیک ها و بازیافت آنها، تجارت ارزشمندی در عرصه فلزات پرکاربرد در پزشکی محسوب می شوند.

3/5
2رای
این پســت برای شما مفیــد بود ؟
  • 5عالی بود
  • 3خوب بود
  • 2معمولی بود
  • 1بد بود

پیشنهاد می کنیم مطالعه کنید

0

سوالات و نظرات کاربران

نمایش موافق ترین ها
    0

    سوالات و نظرات کاربران

    اختیاری

    اشتراک گذاری