Γιατί το ανθρώπινο σώμα δεν απωθεί τα κράματα τιτανίου; Γιατί απωθεί άλλα μέταλλα;
Πρώτον, η λεγόμενη-απόρριψη είναι όταν το ανοσοποιητικό σύστημα αναγνωρίζει την ξένη πρωτεΐνη, η οποία επισημαίνεται από αντισώματα, και στη συνέχεια ενεργοποιεί μια φλεγμονώδη απόκριση κατά την οποία τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συσσωματώνονται, καταβροχθίζουν και αποδομούν ξένα κύτταρα και ιούς.
Επιπλέον, ο κύριος κίνδυνος των μετάλλων στο σώμα είναι η διάβρωση των μετάλλων από τα σωματικά υγρά και ορισμένα μεταλλικά ιόντα μπορεί να είναι κυτταροτοξικά.
Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του τιτανίου είναι ότι μπορεί να σχηματίσει ένα υψηλής ποιότητας φιλμ οξειδίου στον αέρα και το νερό σε θερμοκρασία δωματίου, αποτρέποντας πλήρως την είσοδο ιόντων τιτανίου στο σώμα. Η μεμβράνη οξειδίου του τιτανίου είναι σχεδόν εντελώς αδιαπέραστη από τη διάβρωση στο σώμα, η οποία ονομάζεται συμβατότητα ιστού.
Όχι μόνο στο ανθρώπινο σώμα, αλλά και στο ισχυρό όξινο και αλκαλικό περιβάλλον της χημικής βιομηχανίας και στο περιβάλλον ισχυρής διάβρωσης αλατιού της βιομηχανίας βαθέων-θαλασσίων, μόνο τα κράματα τιτανίου μπορούν να παίξουν τον σημαντικό ρόλο των δομικών μετάλλων και να αντισταθούν στη διάβρωση σε διάφορα σκληρά περιβάλλοντα.
Στην πραγματικότητα, μέταλλα όπως το ταντάλιο + και το νιόβιο είναι παρόμοια με το τιτάνιο στους ζωντανούς οργανισμούς, αλλά είναι πιο ακριβά από το τιτάνιο και οι μηχανικές τους ιδιότητες δεν είναι απαραίτητα καλύτερες, επομένως δεν είναι πολύ χρήσιμα.
Ας ξεκαθαρίσουμε ότι τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται ευρέως στο ανθρώπινο σώμα επειδή:
Βιοσυμβατότητα:
Η βιοσυμβατότητα των κραμάτων τιτανίου οφείλεται κυρίως στο φυσικά σχηματιζόμενο στρώμα οξειδίου του τιτανίου στην επιφάνειά του. Αυτό το φιλμ οξειδίου είναι πολύ σταθερό και εμποδίζει αποτελεσματικά την απελευθέρωση μεταλλικών ιόντων στο σώμα, μειώνοντας έτσι την ανοσολογική απόκριση. Η αδράνεια του στρώματος του οξειδίου του τιτανίου σημαίνει ότι δεν αντιδρά σχεδόν καθόλου με βιολογικούς ιστούς ή σωματικά υγρά στο σώμα, γεγονός που μειώνει περαιτέρω την πιθανότητα απόρριψης και φλεγμονής.
Πυκνότητα/μηχανικές ιδιότητες:
Η αντοχή και η σκληρότητα του τιτανίου το καθιστούν ιδανικό υλικό για ορθοπεδικά εμφυτεύματα, με πυκνότητα παρόμοια με το ανθρώπινο οστό. Αυτές οι φυσικές ιδιότητες είναι παρόμοιες με το ανθρώπινο οστό και βοηθούν στη μείωση των αναντιστοιχιών στρες μεταξύ εμφυτευμάτων και οστών.
Αντοχή στη διάβρωση:
Τα κράματα τιτανίου είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά στη διάβρωση στο ανθρώπινο σώμα. Αυτό συμβαίνει επειδή το στρώμα οξειδίου του τιτανίου εμποδίζει την άμεση επαφή μεταξύ των σωματικών υγρών και των μετάλλων, μειώνοντας τη διάβρωση και εμποδίζοντας την απελευθέρωση μεταλλικών ιόντων.
Μη-μαγνητικό:
Η μη-μαγνητική φύση των κραμάτων τιτανίου σημαίνει ότι τα εμφυτεύματα δεν παρεμβαίνουν σε διαγνωστικές διαδικασίες όπως η μαγνητική τομογραφία (MRI).
Λόγω αυτών των ιδιοτήτων των κραμάτων τιτανίου, τα ανθρώπινα κύτταρα θα αναπτυχθούν κατά μήκος του κράματος τιτανίου και τελικά θα «αναπτυχθούν» με το κράμα τιτανίου.
Τα μέταλλα που εισάγονται στο ανθρώπινο σώμα στην ιατρική είναι κατασκευασμένα από κράματα τιτανίου. Το τιτάνιο είναι το μόνο μέταλλο που δεν θα απωθήσει το ανθρώπινο σώμα. Γιατί να μην το απωθήσεις; Υπάρχει κάποια σχέση μεταξύ του τιτανίου και της σύνθεσης του ανθρώπινου σώματος;
Πρώτον, η λεγόμενη-απόρριψη είναι όταν το ανοσοποιητικό σύστημα αναγνωρίζει την ξένη πρωτεΐνη, η οποία επισημαίνεται από αντισώματα, και στη συνέχεια ενεργοποιεί μια φλεγμονώδη απόκριση κατά την οποία τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συσσωματώνονται, καταβροχθίζουν και αποδομούν ξένα κύτταρα και ιούς.
Επιπλέον, ο κύριος κίνδυνος των μετάλλων στο σώμα είναι η διάβρωση των μετάλλων από τα σωματικά υγρά και ορισμένα μεταλλικά ιόντα μπορεί να είναι κυτταροτοξικά.
Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του τιτανίου είναι ότι μπορεί να σχηματίσει ένα υψηλής ποιότητας φιλμ οξειδίου στον αέρα και το νερό σε θερμοκρασία δωματίου, αποτρέποντας πλήρως την είσοδο ιόντων τιτανίου στο σώμα. Η μεμβράνη οξειδίου του τιτανίου είναι σχεδόν εντελώς αδιαπέραστη από τη διάβρωση στο σώμα, η οποία ονομάζεται συμβατότητα ιστού.
Όχι μόνο στο ανθρώπινο σώμα, αλλά και στο ισχυρό όξινο και αλκαλικό περιβάλλον της χημικής βιομηχανίας και στο περιβάλλον ισχυρής διάβρωσης αλατιού της βιομηχανίας βαθέων-θαλασσίων, μόνο τα κράματα τιτανίου μπορούν να παίξουν τον σημαντικό ρόλο των δομικών μετάλλων και να αντισταθούν στη διάβρωση σε διάφορα σκληρά περιβάλλοντα.
Στην πραγματικότητα, τα μέταλλα ταντάλιο + και νιόβιο είναι παρόμοια με το τιτάνιο στη βιολογία, αλλά είναι πιο ακριβά από το τιτάνιο και δεν έχουν απαραιτήτως καλύτερες ιδιότητες μηχανικής κατεργασίας, επομένως δεν είναι πολύ χρήσιμα.
Ας ξεκαθαρίσουμε ότι τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται ευρέως στο ανθρώπινο σώμα επειδή:
Βιοσυμβατότητα:
Η βιοσυμβατότητα των κραμάτων τιτανίου οφείλεται κυρίως στο φυσικά σχηματιζόμενο στρώμα οξειδίου του τιτανίου στην επιφάνειά του. Αυτό το φιλμ οξειδίου είναι πολύ σταθερό και εμποδίζει αποτελεσματικά την απελευθέρωση μεταλλικών ιόντων στο σώμα, μειώνοντας έτσι την ανοσολογική απόκριση. Η αδράνεια του στρώματος του οξειδίου του τιτανίου σημαίνει ότι δεν αντιδρά σχεδόν καθόλου με βιολογικούς ιστούς ή σωματικά υγρά στο σώμα, γεγονός που μειώνει περαιτέρω την πιθανότητα απόρριψης και φλεγμονής.
Πυκνότητα/μηχανικές ιδιότητες:
Η αντοχή και η σκληρότητα του τιτανίου το καθιστούν ιδανικό υλικό για ορθοπεδικά εμφυτεύματα, με πυκνότητα παρόμοια με το ανθρώπινο οστό. Αυτές οι φυσικές ιδιότητες είναι παρόμοιες με το ανθρώπινο οστό και βοηθούν στη μείωση των αναντιστοιχιών στρες μεταξύ εμφυτευμάτων και οστών.
Αντοχή στη διάβρωση:
Τα κράματα τιτανίου είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά στη διάβρωση στο ανθρώπινο σώμα. Αυτό συμβαίνει επειδή το στρώμα οξειδίου του τιτανίου εμποδίζει την άμεση επαφή μεταξύ των σωματικών υγρών και των μετάλλων, μειώνοντας τη διάβρωση και εμποδίζοντας την απελευθέρωση μεταλλικών ιόντων.
Μη-μαγνητικό:
Η μη-μαγνητική φύση των κραμάτων τιτανίου σημαίνει ότι τα εμφυτεύματα δεν παρεμβαίνουν σε διαγνωστικές διαδικασίες όπως η μαγνητική τομογραφία (MRI).
Λόγω αυτών των ιδιοτήτων των κραμάτων τιτανίου, τα ανθρώπινα κύτταρα θα αναπτυχθούν κατά μήκος του κράματος τιτανίου και τελικά θα «αναπτυχθούν» με το κράμα τιτανίου.
