Применение проводниковых материалов (металлов и сплавов) в приборостроении и медико-биологической практике (диагностика, терапия, эндопротезирование)

Из чистых металлов биологической совместимостью обладают цирконий, титан, тантал. Для соединения обломков костей, восстановления зубов, для изготовления хирургических инструментов, для фиксации костей при выходе из суставов.

Хромоникелевая сталь обладает пластичностью, легко поддается штамповке. Изготавливают из нее зубные коронки, стерилизаторы, трубчатые инструменты.

Легированный инструмент применятся для изготовления режущих инструментов, отличающихся высокой стабильностью и прочностью (скальпели, пилы, зубные боры). Содержат вольфрам, молибден, хром, ванадий.

Широкое применение получили сплавы на основе хрома и кобальта: комохром (кобальт, молибден и хром, для эндопротезов), виталиум (другое процентное соотношения, исп-ся для изготовления зубных протезов), элджилой (кобальт, хром, никель, железо, бериллий, молибден, углерод, марганец, для изготовления электродов электростимулирующих приборов.

Серебро применятся в качестве игл для акупунктуры (иглоукалывание), обладает мощным бактерицидным действием. Золото, платина, палладий в виде сплавов для изготовления имплантатов, штифтов, протезов.

Платиноиридиевый сплав для контакта электростимулятора, который применятся для стимулирования внутренних тканей и органов.

Благородные металлы применяют при лучевой терапии (иглы из радиоактивного золота для разрушения злокачественных опухолей), а также в препаратах, повышающих защитные свойства организма.

Нитинол-сплав титана и никеля обладающийвысокой коррозионной и эрозионной стойкостью. Процентное содержание титана — 45 %, никеля — 55 %. Необычно то, что данный сплав обладает свойством «памяти формы». Если взять слиток нитинола определенной формы, деформировать этот слиток, а затем разогреть докрасна, то он «вспомнит» свою первоначальную форму и восстановит ее.

Современные брекеты в стоматологии делают из нитинольной проволоки. Этот металл оказывает постоянное давление на зубы в течение долгого времени, доводя их в итоге до нужной формы. Ранее брекеты делались из стали, и чтобы подкрутить их пациент должен был приходить к врачу каждые три дня, что вызывало боль. И спустя три дня выпрямляющий эффект уже пропадал.

Ученые использовали нитинол для нужд медицины, металл приобрел гибкость на холоде, а в человеческом теле, при 37 градусах – сверхпрочность. Чтобы проиллюстрировать прочность выпускаемого материала проводят простой опыт, когда в стакан кладут изогнутую пластину, «запомнившую» первоначальную форму. Затем стакан наполняют теплой водой 37-38 градусов, при этом пластина начнет разгибаться, буквально разбивая стакан в дребезги. Такие пластины врачи используют для исправления деформированных костей.

Требования, предъявляемые к материалам, используемым в медико-биологической практике.

Все требования сводятся к 3 основным группам:

Биосовместимость

Широкие понятие, которое можно сформулировать, как возможность относительно мирного сосуществования биообъектаи абиотического объекта, введенного в него. (гемосовместимость – не должно повышаться тромбообразование. Должна отсутствовать денатурация белков и разрушение клеточных элементов крови. Должны отсутствовать аллергические реакции и канцерогенез (опухолеобразование)).

Возможность пребывания в организме и выполнение необходимых ф-ий в течении заданного срока.

Эндопротезы делят на:

А) Эндопротезы пожизненного действия – костей, суставов, сосудов, сердца и т.д.

Б) Эндопротезы временного действия - протезы, выполняющие свои функции в течение определенного срока, после которого должны подвергнуться биологической диструкции, после чего должны выводиться из организма (шовные материалы, биопротекторы, клеи и т.д.)