Нова роль білого корунду в революції медичних технологій
Тепер він не трісне, навіть якщо його впаде — секрет криється в цьому покритті «білого сапфіру». «Білий сапфір», про який він говорив, бувбілий корундвикористовується для промислового полірування сталі. Коли цей кристал оксиду алюмінію з твердістю за шкалою Мооса 9,0 та хімічною чистотою 99% потрапив у медичну галузь, почалася тиха революція в медичних матеріалах.
1. Від промислових шліфувальних кругів до людських суглобів: транскордонна революція в матеріалознавстві
Вам може бути цікаво, як абразив, який спочатку використовувався для різання металу, став новим улюбленцем медицини. Простіше кажучи, основним напрямком медичних технологій є «біоміметизм» — пошук матеріалів, які можуть як інтегруватися з людським тілом, так і витримувати десятиліття зносу.Білий корунд, з іншого боку, має «міцну структуру»:
Його твердість не поступаєтьсядіамант, а його зносостійкість утричі перевищує зносостійкість традиційних металевих з'єднань.
Його хімічна інертність надзвичайно висока, тобто він не розкладається, не іржавіє та не викликає відторгнення в організмі людини.
Його дзеркальна поверхня ускладнює прикріплення бактерій, що знижує ризик післяопераційної інфекції.
Ще у 2018 році медична команда в Шанхаї почала досліджувати використанняз білим корундовим покриттямсуглоби. Вчителька танців, яка перенесла повну заміну кульшового суглоба, повернулася на сцену через шість місяців після операції. «Мої металеві суглоби раніше так сильно мене зношували, що кожен крок відчувався як розбиття скла. Тепер я майже забуваю про їхню присутність, коли танцюю». Наразі термін служби цихбіла корундова керамікаКомпозитні з'єднання мають понад 25 років служби, що майже вдвічі більше, ніж традиційні матеріали.
II. «Невидимий охоронець» на кінчику скальпеля
Медичний шлях білого корунду розпочався з радикальної трансформації медичних інструментів. У цеху з виробництва медичних виробів технічний директор Лі вказав на ряд блискучих хірургічних щипців і пояснив: «Після полірування інструментів з нержавіючої сталімікропорошок білого корунду«...шорсткість поверхні зменшується до менш ніж 0,01 мікрона — гладше, ніж одна десятитисячна товщини людської волосини». Ця неймовірно гладка ріжуча кромка робить хірургічне різання таким же гладким, як гарячий ніж крізь масло, зменшуючи пошкодження тканин на 30% і значно прискорюючи загоєння пацієнтів.
Ще більш революційне застосування знайшлося в стоматології. Традиційно, під час використання алмазних абразивних борів для шліфування зубів, тепло, що утворюється внаслідок високочастотного тертя, могло пошкодити пульпу зуба. Однак властивість самозаточуваннябілий корунд(постійно розвиваючи нові краї під час використання) гарантує, що бор залишається постійно гострим. Клінічні дані стоматологічної клініки Пекіна показують, що під час лікування кореневих каналів з використанням білих корундових борів температура пульпи зуба підвищується лише на 2°C, що значно нижче міжнародної безпечної межі 5,5°C.
III. Покриття імплантів: надання штучним органам «діамантової броні»
Найбільш винахідливим медичним застосуванням білого корунду є його здатність давати штучним органам «друге життя». За допомогою технології плазмового напилення мікропорошок білого корунду наноситься методом розплаву на поверхню з'єднання титанового сплаву за високої температури, утворюючи щільний захисний шар товщиною 10-20 мікрон. Винахідливість цієї структури полягає в:
Твердий зовнішній шар протистоїть щоденному тертю.
Міцна внутрішня основа поглинає неочікувані удари.
Мікропориста структура сприяє проростанню навколишніх кісткових клітин.
Моделювання в німецькій лабораторії показало, що після 5 мільйонів циклів ходьби знос колінного протеза, покритого білим корундом, становив лише 1/8 від зносу чистого титану. Моя країна включила цю технологію до своєї програми «Зелений канал для інноваційних медичних виробів» з 2024 року. Кульшові суглоби, покриті білим корундом, вітчизняного виробництва на 40% дешевші за імпортні, що приносить користь сотням тисяч пацієнтів із захворюваннями кісток.
IV. Білий корунд «Високі технології» в клініці майбутнього
Медицина. Серед технологічної революції білий корунд відкриває нові горизонти:
Наномасштабполірування білого корунду агенти використовуються у виробництві чіпів для секвенування генів, що підвищує точність виявлення з 99% до 99,99%, сприяючи ранньому скринінгу раку.
Штучні хребці, надруковані на 3D-принтері, з каркасом, посиленим білим корундом, забезпечують вдвічі більшу міцність на стиск, ніж натуральна кістка, що дає надію пацієнтам з пухлинами хребта.
Біосенсорні покриття використовують ізоляційні властивості білого корунду для досягнення нульової передачі сигналів інтерфейсу мозок-комп'ютер.
Шанхайська дослідницька група навіть розробила біорозкладні гвинти для кісток з білого корунду, які спочатку забезпечують жорстку підтримку та повільно вивільняють іони алюмінію, що сприяють росту, у міру загоєння кістки. «У майбутньому хірургія переломів може усунути необхідність у вторинній операції для видалення гвинта», – сказав доктор Ван, керівник проекту, представляючи експериментальні дані, отримані на великогомілкових кістках кроликів: через вісім тижнів об’єм гвинта зменшився на 60%, а щільність новоутвореної кістки була вдвічі більшою, ніж у контрольній групі.