Naujas baltojo korundo vaidmuo medicinos technologijų revoliucijoje
Dabar jis nesuskils net numestas – paslaptis slypi šioje „baltojo safyro“ dangoje.“ Tas „baltasis safyras“, apie kurį jis kalbėjo, buvobaltasis korundasnaudojamas pramoniniam plieno poliravimui. Kai šis aliuminio oksido kristalas, kurio kietumas pagal Moso skalę yra 9,0, o cheminis grynumas – 99 %, pateko į medicinos sritį, prasidėjo tyli medicininių medžiagų revoliucija.
1. Nuo pramoninių šlifavimo diskų iki žmogaus sąnarių: tarpvalstybinė medžiagų mokslo revoliucija
Galbūt svarstote, kaip abrazyvas, iš pradžių naudotas metalui pjauti, tapo naujuoju medicinos srities numylėtiniu. Paprastai tariant, pagrindinis medicinos technologijų siekis yra „biomimetizmas“ – rasti medžiagų, kurios galėtų integruotis į žmogaus kūną ir atlaikyti dešimtmečius trunkantį nusidėvėjimą.Baltasis korundaskita vertus, turi „tvirtą struktūrą“:
Jo kietumas prilygstadeimantas, o jo atsparumas dilimui viršija tris kartus tradicinių metalinių jungčių.
Jo cheminis inertiškumas yra itin stiprus, tai reiškia, kad jis nesuyra, nerūdija ir nesukelia atmetimo žmogaus organizme.
Dėl veidrodinio paviršiaus bakterijoms sunku prisitvirtinti, todėl sumažėja pooperacinės infekcijos rizika.
Jau 2018 m. Šanchajaus medicinos komanda pradėjo tyrinėti naudojimąbaltu korundu dengtasąnariai. Šokių mokytoja, kuriai buvo atlikta klubo sąnario endoprotezavimo operacija, grįžo į sceną praėjus šešiems mėnesiams po operacijos. „Anksčiau mano metaliniai sąnariai mane taip stipriai vargino, kad kiekvienas žingsnis atrodė kaip dūžtantis stiklas. Dabar, kai šoku, beveik pamirštu, kad jie ten yra.“ Šiuo metu šių sąnario dalių gyvavimo trukmėbaltojo korundo keramikaKompozitinių jungčių eksploatavimo laikas viršija 25 metus, tai yra beveik dvigubai daugiau nei tradicinių medžiagų.
II. „Nematomas sargas“ ant skalpelio galiuko
Baltojo korundo medicininė kelionė prasidėjo nuo radikalaus medicinos įrankių transformavimo. Medicinos prietaisų gamybos dirbtuvėse technikos direktorius Li parodė į blizgančių chirurginių žnyplių eilę ir paaiškino: „Nupoliravę nerūdijančio plieno instrumentus...“baltojo korundo mikromilteliai, paviršiaus šiurkštumas sumažinamas iki mažiau nei 0,01 mikrono – lygesnis nei viena dešimt tūkstantoji žmogaus plauko storio.“ Šis neįtikėtinai lygus pjovimo kraštas chirurginį pjovimą daro tokį sklandų kaip karštas peilis per sviestą, 30 % sumažina audinių pažeidimus ir žymiai pagreitina paciento gijimą.
Dar revoliucingesnis pritaikymas yra odontologijoje. Tradiciškai, šlifuojant dantis deimantiniais abrazyviniais grąžtais, aukšto dažnio trinties sukelta šiluma galėjo pažeisti danties minkštimą. Tačiau savaime galandančios savybės...baltasis korundas(nuolat formuojant naujus kraštus naudojimo metu) užtikrina, kad grąžtas išliktų nuolat aštrus. Pekino odontologijos ligoninės klinikiniai duomenys rodo, kad gydant šaknų kanalus baltojo korundo grąžtais, danties minkštimo temperatūra pakyla tik 2 °C, tai yra gerokai mažiau nei tarptautinė saugos riba – 5,5 °C.
III. Implantų dangos: dirbtinių organų „deimantinių šarvų“ suteikimas
Išradingiausias baltojo korundo medicininis pritaikymas yra jo gebėjimas suteikti dirbtiniams organams „antrą gyvenimą“. Naudojant plazminio purškimo technologiją, baltojo korundo mikromilteliai aukštoje temperatūroje išlydomai purškiami ant titano lydinio jungties paviršiaus, suformuojant tankų 10–20 mikronų storio apsauginį sluoksnį. Šios struktūros išradingumas slypi tame, kad:
Kietas išorinis sluoksnis atsparus kasdienei trinčiai.
Tvirtas vidinis pagrindas sugeria netikėtus smūgius.
Mikroporinė struktūra skatina aplinkinių kaulų ląstelių augimą.
Vokietijos laboratorijoje atliktos simuliacijos parodė, kad po 5 milijonų eisenos ciklų baltuoju korundu padengto kelio protezo susidėvėjimas buvo tik 1/8 gryno titano protezo susidėvėjimas. Mano šalis nuo 2024 m. įtraukė šią technologiją į savo programą „Žaliasis kanalas inovatyviems medicinos prietaisams“. Vietinės gamybos baltuoju korundu padengti klubo sąnariai yra 40 % pigesni nei importuoti produktai, o tai naudinga šimtams tūkstančių pacientų, sergančių kaulų ligomis.
IV. Baltasis korundas – „aukštosios technologijos“ ateities klinikoje
Technologinės revoliucijos metu baltasis korundas atveria naujas medicinos sritis:
Nano mastobaltojo korundo poliravimas Genų sekoskaitos lustų gamyboje naudojami agentai, kurie padidina aptikimo tikslumą nuo 99 % iki 99,99 % ir palengvina ankstyvą vėžio patikrą.
3D spausdintuvu atspausdinti dirbtiniai slanksteliai su baltu korundu sustiprintu skeletu pasižymi dvigubai didesniu gniuždymo stiprumu nei natūralus kaulas, suteikdami vilties stuburo navikų pacientams.
Biosensorių dangos panaudoja baltojo korundo izoliacines savybes, kad smegenų ir kompiuterio sąsajos signalai būtų perduoti be trukdžių.
Šanchajaus tyrėjų komanda netgi sukūrė biologiškai skaidžius baltojo korundo kaulų varžtus, kurie iš pradžių suteikia standžią atramą ir, kaului gyjant, lėtai išskiria augimą skatinančius aliuminio jonus. „Ateityje lūžių chirurgija gali panaikinti poreikį atlikti antrinę chirurginę varžto išėmimo operaciją“, – teigė projekto vadovas dr. Wang, pristatydamas eksperimentinius duomenis su triušių blauzdikauliais: po aštuonių savaičių varžto tūris sumažėjo 60 %, o naujai susiformavusio kaulo tankis buvo dvigubai didesnis nei kontrolinės grupės.