جستجو در تالارهای گفتگو

برای درمان بیماری ها یا جراحت ها مواد مختلفی در بدن مورد استفاده قرار می گیرند. بیوماتریال یک ماده مصنوعی است که برای جایگزینی یا تعویض بخشی از بدن انسان یا موجود زنده یا به جهت کاربرد در تماس با بافت زنده استفاده می شود. در حقیقت «بیوماتریال» ماده ای است که در بدن موجود زنده بی اثر و از نظر داروشناسی خنثی است و برای کاشتن در سیستم های زنده طراحی شده است. موفقیت «بیومواد» در بدن به عواملی چون خواص بیومواد، طراحی و نیز زیست سازگاری آن بستگی دارد. البته عواملی همچون تکنیک های مورد استفاده جراح، سلامتی، شرایط بیمار و فعالیت بیمار نیز تاثیر قابل توجهی دارد اما تحت کنترل مهندسان پزشکی یا سازنده بیوماتریال نیست. کربن یکی از معمول ترین عناصری است که در مولکول های آلی و ترکیبات مختلف یافت می شود و نقش حیاتی در فرآیندهای بیولوژیکی ایفا می کند. کربن می تواند به صورت یک ماده بلورین در شکل های متفاوتی وجود داشته باشد که برخی از آنها بالاترین زیست سازگاری و مقاومت در برابر انعقاد خون را میان بیوسرامیک های مصرفی در پزشکی دارند. این گونه خواص امکان استفاده از کربن برای موارد مختلف را فراهم می سازد. برای مثال شکل های مختلف کربن می تواند ساخت ماده مطلوب را جهت استفاده در محلی که فصل مشترک جریان خون دارد، میسر سازد و نیز می تواند با بافت نرم و با بافت سخت تماس حاصل کند که این ویژگی مقدمه مصرف آن در بسیاری از وسایل پزشکی است. در جایی که طراحی وسیله و استحکام مکانیکی کربن اجازه دهد، اجزا و قطعات را می توان تماماً از کربن ساخت اما در بسیاری از کاربردهای پزشکی- زیستی، کربن به صورت پوشش قابل تغییر مصرف می شود و خواص مکانیکی قطعه مورد نظر اغلب از ماده زیرلایه (زیر پوشش) حاصل می شود. سه نوع کربن به طور معمول برای وسایل پزشکی به کار می رود که عبارتند از؛ شکل همسانگرد دمای پایین کربن تفکافت، کربن شیشه ای و شکل همسانگرد دمای فراپایین کربن بخار رسوب گذاری شده که به عنوان کربن طبقه طبقه ای شناخته شده اند. به واسطه چگالی کم و ضعیف بودن کربن شیشه ای معمولاً این ماده به صورت یک پوشش نازک که توسط زیرلایه ای مناسب تقویت شده، مورد استفاده قرار می گیرد. به استثنای کربن همسانگرد دمای پایین که همراه با سیلیسیوم رسوب گذاری و پوشش داده می شود، همه انواع کربن مصرفی در کاربرد کلینیکی به صورت کربن عنصری خالص هستند. اغلب اوقات تا ۲۰ درصد سیلیسیوم به کربن همسانگرد دمای پایین اضافه می شود تا خواص مکانیکی بهبود یابد ولی تغییر قابل توجهی در زیست سازگاری ایجاد نشود. کربن از نظر ساختاری می تواند محدوده گسترده ای را از ساختار کامل در شکل گرافیت سه بعدی منظم تا ساختار شبه گرافیکی نیمه منظم و بالاخره ساختار تقریباً بی شکل (آمورف) داشته باشد. ● کاربرد قلبی عروقی بخش عمده کاشتنی مصنوعی دریچه قلب جدید مکانیکی، از اجزایی تشکیل یافته که از آلیاژهای سیلیسیوم، کربن، تفکافت همسانگرد دمای پایین به صورت پوششی بر روی یک زیرلایه گرافیتی یا به صورت یک ماده یکپارچه ساخته شده است.کاشتنی مصنوعی دریچه قلب مکانیکی به گونه ای طراحی می شود تا جریان خون را به طور مداوم در محیط فیزیولوژیکی متخاصم برای مدت زمانی افزون بر عمر بیمار تنظیم کند. اجزای دریچه تحت اعمال بار چرخه ای، تغییر شکل و خمش، سایش در سطحی که در معرض چرخش است و فرسایش حفره ای در سطح در معرض جریان خون قرار می گیرد. این شرایط یکی از مخاطره آمیزترین وضعیت کاربرد مواد زیستی- پزشکی را نشان می دهد. در هر حال یکی از موفقیت آمیزترین بیوسرامیک های مصرفی را می توان کربن تفکافت همسانگرد دمای پایین که با سیلیسیوم آلیاژشده، دانست. این ماده معمولاً در دریچه قلب مصنوعی به کار می رود.بسیاری از دریچه های قلبی جدید به گونه ای طراحی شده اند که دریچه به صورت یک صفحه دایره ای شکل چرخان است و با پمپاژ قلب باز و بسته می شود و به این ترتیب امکان جاری شدن خون را تحت شرایط تقریباً طبیعی فراهم می سازد. صفحه دایره ای شکل یا دو ورقه نیم دایره داخل قابی گرد قرار گرفته اند که در محیط بیرونی خود یک حلقه دوخته شده دارد تا اتصال آن به قلب آسان شود. صفحه دایره ای شکل یا دو نیم دایره و قاب گرد آنها از گرافیت پوشش داده شده با کربن تفکافت دمای پایین ساخته می شوند. البته برخی از سازندگان نیز از آلیاژ کبالت- کروم یا تیتانیوم نیز برای ساخت قاب گرد استفاده می کنند. ● کاربرد دندانی نزدیک بودن و تطابق ضریب کشسانی کربن شیشه ای و کربن همسانگرد دمای پایین با استخوان سبب شده که کربن یک ماده پیشنهادی و انتخابی برای برخی از کاربردهای کاشتنی دندانی تحت بار باشد. ریشه دندان مصنوعی با اندازه کمتر از ۱۱ میلی متر طول و ۵ میلی متر قطر از کربن شیشه ای ساخته شده است. کربن همسانگرد دمای پایین با داشتن استحکام عالی برای کاشتنی هایی با طراحی پیچیده تر به کار رفته است. هنگامی که به دلیل اندازه و پیچیدگی کاشتنی، ساختن کاشتنی از کربن مجاز نباشد، اجزای کاشتنی را می توان از آلیاژ فلزی ساخت و سطح آن را توسط لایه نازکی از کربن همسانگرد دمای فرا پایین بخار رسوب گذاری شده پوشاند. کاشتنی دندانی اطراف ضریع استخوان و ریشه دندان یا کاشتنی ریشه ای با استفاده از تکنیک تهیه کاشتنی از آلیاژ فلزی و پوشش دادن با کربن ساخته شده اند. این گونه طراحی، تلفیقی از خواص مکانیکی آلی فلز را به همراه خواص شیمیایی خوب کربن، فراهم می سازد. ● کاربرد کربن در آسیب بافت های نرم و سخت برای این منظور فیبرهای کربنی را که به صورت الیاف رشته ای و تابیده نشده، تولید شده اند (در دمای ۲۷۰۰ درجه سانتیگراد) با روشی خاص (در دمای ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد) در معرض تغییرات سطحی قرار می دهند. این فیبرهای کربنی به شکل رشته هایی با اندازه مختلف کریستالیتی هستند و در بافت نرم (مثلاً زیر پوست) کاشته می شوند. همچنین فیبرهای کربنی به شکل الیاف تابیده نشده در بافت سخت (مانند استخوان) نیز کاشته میشوند. آنالیزها نشان می دهد که رشته های کربنی ای که در دمای ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد تولید شده اند، سازگاری زیستی بیشتری با بدن موجود زنده نشان می دهد.به عنوان کاربرد دیگر، می توان به استفاده از کربن در تولید نانولوله های مورد نیاز در پزشکی اشاره کرد. همچنین از کربن پیرولیتیک به عنوان پوشش عروق مصنوعی استفاده می شود که این ترکیب سازگاری زیستی عروق مصنوعی را به میزان مطلوب بالا می برد.