المعادن المتوافقة حيوياً هي مواد يمكن أن تتفاعل بأمان مع النظم البيولوجية دون التسبب في تفاعلات سلبية مثل السمية أو الالتهاب أو الرفض المناعي. تستخدم هذه المعادن على نطاق واسع في عمليات الزرع الطبية ، وترميم الأسنان ، والأدوات الجراحية. فيما يلي المعادن الأكثر استخدامًا حيوياً وتطبيقاتها.
1. التيتانيوم (TI) وسبائكها
الاستخدامات الأساسية:
يزرع الأسنان(الأكثر شيوعاالصف 4 cp tiوالصف 5 ti -6 al -4 v)
يزرع العظام(بدائل الورك/الركبة ، لوحات العظام ، مسامير)
الدعامات القلبية الوعائية
الخصائص الرئيسية:
stesistegration orsseointegration(رابط العظام)
مقاومة تآكل عاليةبسبب طبقة الأكسيد السلبي (Tio₂)
معامل منخفض من المرونة، تقليل التدريع في الإجهاد في العظام
غير مغناطيسيةمما يجعلها متوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي
الدرجات المشتركة:
الصف 1-4 (التيتانيوم النقي التجاري ، cp ti)- تستخدم في غرسات الأسنان
الصف 5 (ti -6 al -4 v)-أقوى ، وتستخدم في زراعة الحمل
الصف 23 (ti -6 al -4 v eli)-خلالي للغاية ، أفضل للأجهزة الطبية
2. الفولاذ المقاوم للصدأ (الدرجات الطبية)
الاستخدامات الأساسية:
مسامير العظام والألواح وأجهزة تثبيت الكسر
زراعة الأسنان المؤقتة وأسلاك تقويم الأسنان
الأدوات الجراحية
الخصائص الرئيسية:
قوة عالية ومتانة
فعالة من حيث التكلفةبالمقارنة مع التيتانيوم
عرضة للتآكل بمرور الوقت، مما يؤدي إلى إطلاق أيون معدني (NI ، CR)
الدرجات المشتركة:
316L (الصلب الأوستينيتي منخفض الكربون)- الأكثر شيوعًا في عمليات الزرع الطبية
304- تستخدم في الأدوات الجراحية
ملحوظة:قد يكون لدى بعض المرضىالحساسية النيكل، الحد من استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ في زراعة طويلة الأجل.
3. سبائك الكوبالت كروميوم (CO-CR)
الاستخدامات الأساسية:
تيجان الأسنان والجسور وفنط الأسنان الجزئي
بدائل الورك والركبة
الدعامات القلبية
الخصائص الرئيسية:
مقاومة للغاية، مثالي لاستبدال المفصل
قوة عالية ومقاومة التعب
أقل توافقًا حيويًا من التيتانيوم، ولكن لا تزال تستخدم على نطاق واسع
سبائك مشتركة:
CO-CR-MO (ASTM F75 ، F799)- شائع في عمليات زرع العظام
CO-CR-W-NI (ASTM F90)- تستخدم في الأطراف الاصطناعية الأسنان
4. تانتالوم (TA)
الاستخدامات الأساسية:
ترقيع العظام وزراعة مسامية
تطبيقات الجراحة العصبية والأوعية الدموية
الخصائص الرئيسية:
مقاوم للغاية للتآكل
يعزز النمو العظميبسبب الهيكل المسامي
غالي، الحد من الاستخدام على نطاق واسع
5. الزركونيوم (ZR) وسبائكه
الاستخدامات الأساسية:
غرسات الأسنان (Zro₂ ، الزركونيا)
تطبيقات العظام
الخصائص الرئيسية:
التوافق الحيوي مثل السيراميك(الزركونيا شكل أكسيد)
ارتفاع صلابة الكسر
لون الأسنانجعلها شائعة لترميم الأسنان الجمالية
6. الذهب (الاتحاد الافريقي) والبلاتين (PT) المعادن
الاستخدامات الأساسية:
تيجان الأسنان والطمر والجسور
أقطاب وداعم منظم ضربات القلب
الخصائص الرئيسية:
خامل للغاية ومقاوم للتآكل
غالي، في الغالب يستخدم في التطبيقات المتخصصة
7. المغنيسيوم (ملغ) وسبائكه (ناشئة)
الاستخدامات الأساسية:
غرسات قابلة للتحلل (على سبيل المثال ، الدعامات القلبية الوعائية ، مسامير العظام)
الخصائص الرئيسية:
يتحلل بشكل طبيعي في الجسموالقضاء على الحاجة إلى الإزالة
لا يزال تحت البحثللاستقرار على المدى الطويل
مقارنة المعادن المتوافقة حيويا
| معدن | التوافق الحيوي | قوة | مقاومة التآكل | التطبيقات المشتركة |
|---|---|---|---|---|
| التيتانيوم (TI) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | غرسات الأسنان/العظام |
| الفولاذ المقاوم للصدأ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | يزرع مؤقتة ، أدوات جراحية |
| سبائك Co-Cr | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | بدائل مشتركة ، الاصطناعيات الأسنان |
| تانتالوم (TA) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ترقيع العظام ، الدعامات |
| الزركونيوم (ZR) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | يزرع الأسنان ، التيجان |
| الذهب (AU) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ترميم الأسنان ، وضجيج |
| المغنيسيوم (ملغ) | ⭐⭐⭐ (الناشئة) | ⭐⭐ | ⭐ (تتحلل) | غرسات قابلة للتحلل |
خاتمة
الأكثرالمعادن متوافقة حيوياللاستخدام الطبي والأسنانالتيتانيوم ، الزركونيوم ، و tantalum، بسببمقاومة تآكل ممتازة وتوافق الأنسجة. الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك كوبالت كروميومقوية ولكنها قد تسبب ردود فعل حساسية في بعض المرضى.الذهب والبلاتينخاملة للغاية ولكنها باهظة الثمن.سبائك المغنيسيومواعدة لزراعة قابلة للتحلل ولكن تتطلب المزيد من البحث.
يعتمد اختيار المعدن علىالتطبيق والمتطلبات الميكانيكية والعوامل الخاصة بالمريض(على سبيل المثال ، الحساسية ، توافق التصوير بالرنين المغناطيسي).
