Valkoisen korundin uusi rooli lääketieteellisen teknologian vallankumouksessa
Nyt se ei halkeile, vaikka se putoaisi – salaisuus piilee tässä 'valkoisessa safiiri'-pinnoitteessa." Hän tarkoitti "valkoista safiiria".valkoinen korundikäytetään teollisessa teräksen kiillotuksessa. Kun tämä alumiinioksidikide, jonka Mohsin kovuus on 9,0 ja kemiallinen puhtaus 99 %, tuli lääketieteen alalle, alkoi hiljainen vallankumous lääketieteellisissä materiaaleissa.
1. Teollisista hiomalaikoista ihmisen niveliin: Rajat ylittävä vallankumous materiaalitieteessä
Saatat miettiä, miten alun perin metallin leikkaamiseen käytetystä hioma-aineesta on tullut lääketieteen alan uusi suosikki. Yksinkertaisesti sanottuna lääketieteellisen teknologian ydinpyrkimys on "biomimetiikka" – löytää materiaaleja, jotka sekä integroituvat ihmiskehoon että kestävät vuosikymmenten kulutusta.Valkoinen korunditoisaalta, sillä on "vankka rakenne":
Sen kovuus on verrattavissatimanttija sen kulutuskestävyys ylittää kolme kertaa perinteisten metalliliitosten.
Sen kemiallinen inerttiys on erittäin vahva, eli se ei hajoa, ruostu tai aiheuta hylkimistä ihmiskehossa.
Sen peilimäinen pinta vaikeuttaa bakteerien kiinnittymistä, mikä vähentää leikkauksen jälkeisen infektion riskiä.
Jo vuonna 2018 shanghailainen lääkintätiimi alkoi tutkia käyttöävalkoisella korundilla päällystettynivelet. Tanssinopettaja, jolle tehtiin lonkan tekonivelleikkaus, palasi lavalle kuusi kuukautta leikkauksen jälkeen. ”Metalliniveleni kuluttivat minua ennen niin paljon, että jokainen askel tuntui särkyvän lasin särkymiseltä. Nyt melkein unohdan niiden olemassaolon tanssiessani.” Tällä hetkellä näiden käyttöikävalkoinen korundi-keraaminenkomposiittiliitosten käyttöikä on yli 25 vuotta, lähes kaksinkertainen perinteisiin materiaaleihin verrattuna.
II. ”Näkymätön vartija” skalpellin kärjessä
Valkoisen korundin lääketieteellinen matka alkoi sen radikaalilla muutoksella lääketieteellisissä työkaluissa. Lääkinnällisten laitteiden valmistuspajassa tekninen johtaja Li osoitti riviä kiiltäviä kirurgisia pihtejä ja selitti: "Kiillotettuani ruostumattomasta teräksestä valmistettuja instrumentteja..."valkoinen korundimikrojauhepinnan karheus pienenee alle 0,01 mikroniin – tasaisempi kuin yksi kymmenestuhannesosa ihmisen hiuksen paksuudesta.” Tämä uskomattoman sileä leikkuureuna tekee kirurgisesta leikkaamisesta yhtä sujuvaa kuin kuuma veitsi voin läpi, mikä vähentää kudosvaurioita 30 % ja nopeuttaa merkittävästi potilaan paranemista.
Vielä mullistavampi sovellus on hammaslääketieteessä. Perinteisesti timanttiporilla hampaiden hiomisessa korkeataajuisen kitkan aiheuttama lämpö on voinut vahingoittaa hammasydintä. Timanttiporanterien itseteroittumisominaisuus on kuitenkin...valkoinen korundi(jatkuvasti uusia reunoja kehittävä käytön aikana) varmistaa, että poranterä pysyy tasaisen terävänä. Pekingiläisen hammassairaalan kliiniset tiedot osoittavat, että valkoisilla korundiporilla tehtävien juurihoitojen aikana hammasytimen lämpötila nousee vain 2 °C, mikä on selvästi alle kansainvälisen turvallisuusrajan 5,5 °C.
III. Implanttipinnoitteet: Keinotekoisten elinten "timanttihaarniskan" antaminen
Valkoisen korundin mielikuvituksellisin lääketieteellinen sovellus on sen kyky antaa keinotekoisille elimille "toinen elämä". Plasmaruiskutustekniikkaa käyttäen valkoista korundimikrojauhetta ruiskutetaan sulana titaaniseoksen liitospinnalle korkeassa lämpötilassa, jolloin muodostuu tiheä, 10–20 mikronin paksuinen suojakerros. Tämän rakenteen kekseliäisyys piilee:
Kova ulkokerros kestää päivittäistä kitkaa.
Kestävä sisäpohja vaimentaa odottamattomia iskuja.
Mikrohuokoinen rakenne edistää ympäröivien luusolujen kasvua.
Saksalaisessa laboratoriossa tehdyt simulaatiot osoittivat, että viiden miljoonan kävelykierroksen jälkeen valkoisella korundilla päällystetyn polviproteesin kuluminen oli vain 1/8 puhtaan titaanin kulumisesta. Maassani tämä teknologia on sisällytetty "Green Channel for Innovative Medical Devices" -ohjelmaan vuodesta 2024 lähtien. Kotimaassa tuotetut valkoisella korundilla päällystetyt lonkkanivelet ovat 40 % halvempia kuin tuontituotteet, mikä hyödyttää satojatuhansia luusairauksista kärsiviä potilaita.
IV. Valkoinen korundi – ”huipputeknologiaa” tulevaisuuden klinikalla
Lääketiede Teknologisen vallankumouksen keskellä valkoinen korundi avaa uusia mahdollisuuksia:
Nanomittakaavavalkoisen korundin kiillotus Geenisekvensointisirujen valmistuksessa käytetään aineita, jotka lisäävät havaitsemistarkkuutta 99 prosentista 99,99 prosenttiin ja helpottavat syövän varhaista seulontaa.
3D-tulostetut keinotekoiset nikamat, joissa on valkoisella korundilla vahvistettu luuranko, tarjoavat kaksinkertaisen puristuslujuuden luonnolliseen luuhun verrattuna, mikä tarjoaa toivoa selkäydinsyöpäpotilaille.
Biosensoripinnoitteet hyödyntävät valkoisen korundin eristäviä ominaisuuksia aivojen ja tietokoneen rajapinnan signaalien häiriöttömän siirron saavuttamiseksi.
Shanghailainen tutkimusryhmä on jopa kehittänyt biohajoavia valkoisia korundiluuruuveja, jotka aluksi tarjoavat jäykän tuen ja vapauttavat hitaasti kasvua edistäviä alumiini-ioneja luun parantuessa. ”Tulevaisuudessa murtumakirurgia voi poistaa tarpeen toissijaiselle leikkaukselle ruuvin poistamiseksi”, sanoi projektin johtaja, tohtori Wang, esitellessään kokeellisia tietoja kaniinin sääriluista: kahdeksan viikon kuluttua ruuvin tilavuus pieneni 60 %, kun taas vasta muodostuneen luun tiheys oli kaksinkertainen kontrolliryhmään verrattuna.