Nova vloga belega korunda v revoluciji medicinske tehnologije
Zdaj ne bo počil, niti če pade – skrivnost se skriva v tem premazu 'belega safirja'.« »Beli safir«, na katerega je mislil, je bilbeli korunduporablja se pri industrijskem poliranju jekla. Ko je ta kristal aluminijevega oksida z Mohsovo trdoto 9,0 in kemijsko čistostjo 99 % vstopil v medicinsko področje, se je začela tiha revolucija v medicinskih materialih.
1. Od industrijskih brusilnih plošč do človeških sklepov: čezmejna revolucija v znanosti o materialih
Morda se sprašujete, kako je abraziv, ki se je prvotno uporabljal za rezanje kovin, postal novi ljubljenec medicine. Preprosto povedano, osrednje prizadevanje medicinske tehnologije je »biomimetizem« – iskanje materialov, ki se lahko integrirajo s človeškim telesom in prenesejo desetletja obrabe.Beli korund, po drugi strani pa ima "robustno strukturo":
Njegova trdota se kosa s trdotodiamant, njegova odpornost proti obrabi pa trikrat presega odpornost tradicionalnih kovinskih spojev.
Njegova kemična inertnost je izjemno močna, kar pomeni, da se ne razgradi, ne rjavi ali ne povzroča zavrnitve v človeškem telesu.
Njegova zrcalna površina otežuje pritrditev bakterij, kar zmanjšuje tveganje za pooperativno okužbo.
Že leta 2018 je medicinska ekipa v Šanghaju začela raziskovati uporaboz belo korundno prevlekosklepov. Učitelj plesa, ki je prestal popolno zamenjavo kolka, se je na oder vrnil šest mesecev po operaciji. »Moji kovinski sklepi so me tako zelo obrabljali, da se je vsak korak zdel kot razbito steklo. Zdaj skoraj pozabim, da so tam, ko plešem.« Trenutno je življenjska doba tehbela korundna keramikaKompozitni spoji so stari več kot 25 let, kar je skoraj dvakrat več kot pri tradicionalnih materialih.
II. »Nevidni varuh« na konici skalpela
Medicinska pot belega korunda se je začela z radikalno preobrazbo medicinskih orodij. V delavnici za proizvodnjo medicinskih pripomočkov je tehnični direktor Li pokazal na vrsto bleščečih kirurških klešč in pojasnil: »Po poliranju instrumentov iz nerjavečega jekla zmikroprah belega korunda„... hrapavost površine se zmanjša na manj kot 0,01 mikrona – kar je bolj gladko kot desettisočinka debeline človeškega lasu.“ Zaradi tega neverjetno gladkega rezalnega roba je kirurško rezanje gladko kot rezanje vročega noža skozi maslo, kar zmanjša poškodbe tkiva za 30 % in znatno pospeši celjenje pacientov.
Še bolj revolucionarna uporaba je v zobozdravstvu. Tradicionalno je pri uporabi diamantnih abrazivnih svedrov za brušenje zob toplota, ki nastane zaradi visokofrekvenčnega trenja, lahko poškodovala zobno pulpo. Vendar pa lastnost samoostrenjabeli korund(med uporabo nenehno razvija nove robove) zagotavlja, da sveder ostane dosledno oster. Klinični podatki iz zobne bolnišnice v Pekingu kažejo, da se med zdravljenjem koreninskih kanalov z belimi korundnimi svedri temperatura zobne pulpe dvigne le za 2 °C, kar je daleč pod mednarodno varnostno mejo 5,5 °C.
III. Premazi za vsadke: umetnim organom damo »diamantni oklep«
Najbolj domiselna medicinska uporaba belega korunda je njegova sposobnost, da umetnim organom podari »drugo življenje«. Z uporabo tehnologije plazemskega brizganja se mikroprah belega korunda pri visoki temperaturi s talilnim brizganjem nanese na površino spoja iz titanove zlitine, pri čemer se tvori gosta zaščitna plast, debela 10–20 mikronov. Iznajdljivost te strukture je v:
Trda zunanja plast je odporna na vsakodnevno trenje.
Trdna notranja osnova absorbira nepričakovane udarce.
Mikroporozna struktura spodbuja rast okoliških kostnih celic.
Simulacije v nemškem laboratoriju so pokazale, da je bila po 5 milijonih ciklov hoje obraba kolenske proteze, prevlečene z belim korundom, le 1/8 manjša od obrabe čistega titana. Moja država je to tehnologijo od leta 2024 vključila v svoj program »Zeleni kanal za inovativne medicinske pripomočke«. Doma proizvedeni kolčni sklepi, prevlečeni z belim korundom, so 40 % cenejši od uvoženih izdelkov, kar koristi več sto tisoč bolnikom s kostnimi boleznimi.
IV. Beli korund »visoka tehnologija« v kliniki prihodnosti
Medicina Sredi tehnološke revolucije beli korund odpira nove meje:
Nano-skalapoliranje belega korunda Sredstva se uporabljajo pri izdelavi čipov za sekvenciranje genov, kar poveča natančnost odkrivanja z 99 % na 99,99 % in olajša zgodnje odkrivanje raka.
Umetna vretenca, natisnjena s 3D-tiskalnikom in opremljena z okostjem, ojačanim z belim korundom, ponujajo dvakrat večjo tlačno trdnost kot naravna kost, kar daje upanje bolnikom s tumorji hrbtenice.
Biosenzorski premazi izkoriščajo izolacijske lastnosti belega korunda za doseganje prenosa signalov vmesnika možgani-računalnik brez motenj.
Raziskovalna ekipa v Šanghaju je celo razvila biorazgradljive vijake za kosti iz belega korunda, ki sprva zagotavljajo togo oporo in med celjenjem kosti počasi sproščajo aluminijeve ione, ki spodbujajo rast. »V prihodnosti bi lahko operacija zlomov odpravila potrebo po sekundarni operaciji za odstranitev vijaka,« je dejal dr. Wang, vodja projekta, medtem ko je predstavljal eksperimentalne podatke iz golenic zajcev: po osmih tednih se je volumen vijaka zmanjšal za 60 %, gostota novo nastale kosti pa je bila dvakrat večja kot pri kontrolni skupini.