التيتانيوم و تطبيقاته الطبية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
Commons-emblem-copyedit.svg هذه الصفحة ليس لها أو لها القليل فقط من الوصلات الداخلية الرابطة إلى الصفحات الأخرى. (يونيو 2013)
Wiki letter w.svg هذه المقالة يتيمة إذ لا تصل إليها مقالة أخرى. ساعد بإضافة وصلة إليها في مقالة متعلقة بها. (مايو_2012)
بحاجة لمصدر المحتوى هنا ينقصه الاستشهاد بمصادر. يرجى إيراد مصادر موثوق بها. أي معلومات غير موثقة يمكن التشكيك بها وإزالتها.(مايو_2012)

. التيتانيوم[عدل]

عنصر كيميائي العدد الذري 22 والوزن الذري 47،90. سلوكها الكيميائية يظهر الكثير من التشابه مع هذا أو السيليكات والزركونيوم، باعتبار ذلك عنصرا ينتمون إلى جماعة الانتقال الأول. الكيمياء في محلول مائي، وخصوصا في الولايات انخفاض أكسدة، لديها بعض أوجه التشابه مع أن من الكروم والفاناديوم. التيتانيوم هو ضوء انتقال المعادن بلون أبيض فضي معدني لامع، مقاومة للتآكل. التيتانيوم النقي غير قابل للذوبان في الماء ولكن غير قابل للذوبان في الأحماض المركزة. هذا المعدن يشكل طلاء أكسيد السلبي لكن واقية (مما يؤدي إلى تآكل مقاومة) عند التعرض لدرجات حرارة مرتفعة في الهواء ولكن في درجة حرارة الغرفة أنه يقاوم تشويه.

. هذا العنصر يحرق في الهواء عندما يكون ساخنا ليصل إلى الحصول على ثاني أكسيد، TiO2، وعندما يتم دمجها مع الهالوجينات. أنه يقلل من بخار الماء لتشكيل ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين، ويتفاعل بطريقة مماثلة مع الأحماض المركزة الساخنة، وعلى الرغم من أنها تشكل مع حمض الهيدروكلوريك ثلاثي كوريد. المعادن تمتص الهيدروجين لإعطاء TiH2، ويشكل نتريد، والقصدير، وكبريد، TIC. غيرها من المركبات المعروفة هي TiS2 الكبريت، فضلا عن أدنى أكاسيد، Ti2O3 ، وTi2S3 sulfurs وTIS. ومن المعروف الأملاح في التأكسد الثلاثة.

تطبيقات[عدل]

ويستخدم على نطاق واسع لثاني أكسيد التيتانيوم وصبغة بيضاء في لوحات خارج لكونه خامل كيميائيا، لقوتها طلاء كبيرة، والتعتيم لأضرار الأشعة فوق البنفسجية كما تم استخدام غاز ثاني أكسيد مرة كمادة مبيضة الخزف، ومنحها لمسة نهائية من سطوع كبيرة، وصلابة ومقاومة الأحماض

وتتميز سبائك Titanium بواسطة قوة الشد عالية جدا حتى في درجات حرارة عالية، وخفيفة الوزن، ومقاومة التآكل عالية، وقدرة على تحمل درجات الحرارة القصوى. رق إلى هذه الخصائص يستخدم بشكل رئيسي في الطائرات، وأنابيب لمحطات توليد الكهرباء، التدريع، والسفن البحرية والمركبات الفضائية والصواريخ. التيتانيوم هي قوية مثل الفولاذ ولكن أخف وزنا بنسبة 45٪.

في التيتانيوم دواء يستخدم في صنع والورك والركبة الاستبدال، سرعة صانعي والعظام لوحات ومسامير وألواح الجمجمة من كسور في الجمجمة.

التيتانيوم في البيئة[عدل]

أنه لم يتم العثور على غير منضم إلى عناصر أخرى في الطبيعة، titamuim هو العنصر الأكثر وفرة في 9 القشرة الأرضية (0.63٪ حسب الكتلة)، وموجودة في معظم الصخور النارية والرسوبية التيتانيوم عنصر مهم في مجالات الطب إن قائمة فوائد التيتانيوم كثيرة وهذا يجعله من المفيد بشكل لا يصدق بالنسبة لعدد من الصناعات المختلفة، بما في ذلك صناعة الطائرات والسيارات والهندسة المعمارية في العالم. ولكن لأن التيتانيوم مقاوم للتآكل، هو حيويا ولديه قدرة فطرية للانضمام مع العظم البشري، فقد أصبح العنصر الرئيسي في المجال الطبي، كذلك. من الأدوات الجراحية إلى قضبان التيتانيوم ، والدبابيس والصفائح، وأصبح التيتانيوم الطبي وعلاج الأسنان حقا المواد الأساسية المستخدمة في الطب. رتب التيتانيوم الطبية: التيتانيوم 6AL4V و6AL4V، وسبائك مصنوعة من الألمونيوم 6٪ و4٪ الفاناديوم، هي الأنواع الأكثر شيوعا من التيتانيوم المستخدمة في الطب. بسبب عامل تحقيق الانسجام مع الجسم البشري، وتستخدم شعبيا هذه سبائك التيتانيوم في الإجراءات الطبية، وكذلك في مشككات الجسم. المعروف أيضا باسم غرام. (5) وغرام. 23، وهذه هي بعض من أكثر أنواع مألوفة ومتاحة بسهولة من التيتانيوم في الولايات المتحدة، مع عدد من الموزعين المتخصصين في هذه الدرجات المحددة.

TI-6Al-4V وTI-6Al-4V ELI تتيح قدرا أكبر من كسر المقاومة عند استخدامها في زراعة الأسنان. لإجراء زرع يبدأ إدخال برغي التيتانيوم في الفك. يشبه المسمارويتصرف مثل جذر السنه,.

فوائد التيتانيوم الطبي[عدل]

قوي
   وزن خفيف
   مقاومة للتآكل
   فعالة من حيث التكلفة
   غير سامة
   موافق للحياة (غير سامة وليس مرفوضا من قبل الهيئة) 
   طويلة الأمد
   طعم مندمج (للانضمام للعظم مع الزرع الاصطناعي )    طويلة المدى 
   المرونة ومرونة منافسيه أن من العظام البشرية

اثنان من أكبر قدر من الفوائد من التيتانيوم عالية القوة لوزن نسبة ومقاومته للتآكل. وقد أصبح هذا الزوج مع دولة غير سامة، وقدرته على محاربة كل من تآكل سوائل الجسم وانه ليس من العجيب أن التيتانيوم المعدن من المختار ضمن مجال الطب.

التيتانيوم هو أيضا دائم للغاية وطويل الأمد. عندما يتم إدراج التيتانيوم أقفاص، وقضبان، لوحات والدبابيس في الجسم، فإنها يمكن أن تستمر لمدة تصل إلى أكثر من 20 عاما. ويمكن أن يستخدم التيتانيوم في زرع الأسنان وتستمر لفترة أطول.

ومن المزايا الأخرى للتيتانيوم لاستخدامها في الطب أنه غير مغناطيسي ، والذي يسمح للمرضى الذين يعانون من غرسات التيتانيوم فحص بسلام مع صور الرنين المغناطيسي

الاندماج العظمي هو ظاهرة فريدة من نوعها حيث تعمل كالعظام الطبيعية في الجسم والأنسجة الرابطة في الواقع إلى عملية الزرع الاصطناعي. هذه المراسي تمكن زرع الأسنان. التيتانيوم هو واحد من المعادن الوحيد الذي يسمح لهذا التكامل.

خصائص طبية التيتانيوم[عدل]

الأستخدامات الطبية للتيتانيوم[عدل]

كل واحد منا يعرف أحد ما قد يحتاج إلى جراحة العظام ليحل محل تجويف الورك ، عظم مفصل الكتف أو كسرها بشدة. فمن المحتمل جدا أن التيتانيوم هو المادة المفضلة للجراحين عند إعادة بناء هذه الأجزاء من الجسم والخصائص الطبيعية لتيتانيوم تجعل منه خليط مثالي لاستخدامه داخل الجسم.

ويستخدم التيتانيوم الطبي في إنتاج[عدل]

   دبابيس
   عظم لوحات
   مسامير
   القضبان
    الأسلاك
   المشاركات
   أقفاص  توسيع الصدر 
   أقفاص  دمج الفقرات في العمود الفقري

واصبع القدم البدلاء

والأطراف الاصطناعية

استبدال الورك الطبية[عدل]

بعض الاستخدامات الأكثر شيوعا للتيتانيوم في عملية جراحية لاستبدال مفصل الورك والركبة. كما أنها تستخدم لتحل محل الكتف والكوع والمفاصل لحماية فقرات الظهر بعد عملية جراحية معقدة. وتستخدم أوتاد التيتانيوم تعلق عيون وآذان كاذبة وصمامات القلب من التيتانيوم ويتنافس حتى مع صمامات الأنسجة العادية. الآلات الجراحية من التيتانيوم

هناك عدد من الخصائص التي تجعل من التيتانيوم الخيار الأمثل لأدوات جراحية:

   إنها  أقوى من الصلب ، وأخف وزنا حتى الآن.

مقاوم للبكتيريا

له قدرة  كبيرة على البقاء مما   يعطى الأداة  عمر أطول 
بسبب هذه الخصائص الكبرى، يتم استخدامها لإنشاء عدد من أجهزة التيتانيوم الجراحية:
   ملقط جراحي
   الكامشات
   ملاقط جراحية
  مقص
   إبرة طب الأسنان

أدوات الأسنان معدات جراحة العيونن

أقطاب  الليزر
مقاطع   الوريد الأجوف

التيتانيوم في مجالات الأسنان[عدل]

التيتانيوم لديه القدرة على اللحام جنبا إلى جنب مع العظام. هذه الخاصية تجعله  الأكثر قبولا وانتشارللأستخدام  بنجاح  في  الزرع      . عندما  تلتصق  الخلايا المكونة للعظم ،.

التيتانيوم في زراعة الأسنان[عدل]

يستخدم في تقويم الأسنان   , التيتانيوم  يعتبر  أقوى وأكثر أمنا وأخف وزنا من الصلب وبطبيعة الحال،   توافق التيتانيوم مع الحياة الطبية يجعل استخدامه أكثر فائدة من سبائكه المتنافسة.

مستقبل الطب الحيوي ومن المتوقع أن استخدامها في صناعة الطب الحيوي سوف تستمر في النمو في السنوات المقبلة وصناعاته الصحية تدفع الناس أن يعيشوا حياة أكثر نشاطا، فمن المنطقي أن الصناعة الطبية ستواصل البحث في استخدامات جديدة ومبتكرة.

المعالجة الميكانيكة والكيميائية والكهروكميائية لسطح التيتانيوم[عدل]

مقدمة في انتاج الاجهزة الكهربية او بعض عناصرها يعد التيتانيوم من أكثر المواد المستخدمة . وسبائكة يستخدموا في الاغراض الطبية ويكون على هيئة الواح اوقضيب .ئم نقوم بعملية تصميم اى في شكل هندسى للمنتج .والشكل يعتمد على وظائف كل عنصر اوالجهاز والعوامل الواقعة علية مثل الاستطالة والوزن والابعاد والخصائص الميكانيكية والكهربية .ويعد التيتانيوم وسبائكة من أكثر المواد الشائعة الاستخدام في الطب .لذلك يخضع سطح التيتانيوم .لبعض المعالجات مثل الميكانيكية والكيميائية والكهروكميائية. وذلك لان سطح المنتج لة اهمية كبيرة ويجب ان يكون على اعلى جودة . وفيما يلى الخطوات الواجب المرور بها اثناء عملية التصنيع .

اولا( نحتاج لمعالجة السطح )

يجب عمل معالجة لسطح الأجهزة الطبية المصنوعة من التيتانيوم ويوجد كثير من العمليات لصناعية على سبيل المثال (السحب)وفى التشغيل (الخراطة – والتفريز ).وعمليات السباكة او الحدادة تستخدم عمليات التشغيل لإزالة أو قطع جزء من المعدن . يتعرض التيتانيوم للظروف المحيطة ولذلك يتاكسد بسرعة .تستخدم عملية التشغيل وتشمل التبريد والتزيت وذلك لتجنب عمليات الأكسدة وأيضا يتشكل التيتانيوم بالسحب والسباكة وذلك عند رفع درجات الحرارة اى عند درجات الحرارة العالية . مما يؤدى ذلك لتكون طبقات من الأكسدة على السطح وذلك لتعرضة للهواء . لذلك لا نفضل استخدام هذة الطريقة في مادة التيتانيوم وسبائكة .في حالة مايسمى الفا.والتي يمكن ان تشكل على الساخن خلال العمل والاكسجين ثابت وتنتج سطح ضعيف من 1000:10ملى ميكرونمن النسبة الحقيقية لسمك السطح. خلال التشكيل غالبا ماتبنى الضغوط الميكانيكية على سطح المادة حيث انها تؤدى إلى حدوث تاكل في السطح .التشكيل والقطع يحدث نتيجتهم عادتا تشوة في منطقة سطح تمدد ميكرون واحد من المادة. خطوات التصنيع العادية تؤدى إلى تكون طبقات من الاكسدة ملوثة للسطح وتشوهة .لذلك نحتاج إلى عمل عملية معلجة لسطح المادة المستخدمة في جميع التطبيقات. وهذة المعالجة تعتمد على نوع السطح للمواد والاجهزة المراد صناعتها .وهذة المعالجة تعتمد على خصائص المعدن والاجهادات الواقعة علية وفيما يلى عرض لبعض انواع المعالجات التي تجرى على السطح.

1. المعالجة الميكانيكية[عدل]

التشغيل عملية التشغيل وتنقسم إلى الخراطة والتفريز والقلاووظ وتستخدم هذة الطرق في صناعة الاجهزة الطبية والمعدات والاجزاء الطبية من التيتانيوم .انها في الحقيقة ليست طريقة المعالجة السطحية وانما تستخدم للوصف الدقيق او لرسم السطح .وتستخدم هذة الطريقة لمعالجة السطح وذلك في طب زراعة الأسنان من خشونة السطح .حصائص ومميزات سطح التشغيل تعتمد على نوع السطح المطلوب وعلى السرعة وعلى ضغط الاداة وعلى اختيار نوع التزيت .ومن امثلة العيوب على الاسطح التضاريس السطحية وهى عباره عن وجود حفر اوخدوش على الاسطح .سطح التشغيل يعتمد على خصائص معينة مثل خشونة السطح وتكون عادتا ما بين3. : 6. ملى ميكرون وتقاس بواسطة قلم قياس (2.30.314)

1.2التجليخ والتلميع

تجليخ والتلميع الميكانيكي .هما عمليتان يستخدموا لإزالة جزء من المعدن باستخدام حبيبات متوسطة الحجم صلبة . وعملية التجليخ هي العملية المستخدمة عند الشركات الطبية وذلك في السطوح الخشنة . التجليخ بواسطة الحبيبات مثلا رتبة 60 فان نسبة خشونة السطح تكون 37 ملى ميكرون وفى السطوح التي تقدر نسبة الخشونة 5:6 ملى ميكرون نستخدم 143 .

التلميع باستخدام حبيبات متوسطة تعد ظاهرة ضعيفة وتستخدم رتب معينة من الحبيبات . تتميز عن بعضها وتستخدم لعمل تشطيب للسطوح .وتكون هذه الحبيبات غالبا من الالمونيا والدايموند .التجليخ والتلميع يستخدموا لمعالجة تضاريس السطوح .وتعتمد على الخواص الميكانيكية والاجهادات الواقعة على السطح . وتكون لها خصائص كيميائية جيدة تمنع تكون طبقات الأكسدة على السطح .ويجب تنظيف الأسطح قبل استخدام التجليخ والتلميع.

2. الطريقة الكميائية

الطريقة الموصوفة تحت هذا البند تعتمد أساسا على الكيمياء المؤثرة على السطح بين التيتانيوم والمحلول الكميائى وتنقسم إلى الاتى .

2.1مذيب التنظيف

مذيب التنظيف يستخدم لإزالة الزيوت والشحوم الموجودة على السطح . واايضا لإزالة الشحوم المتكونة بعد العملية الصناعية ويكون ليس له اى تأثير اى ليكون مؤكسد ولا يكون طبقات من الأكسدة على السطح .يتم اختياره حسب العملية الصناعية او حسب المتكون على السطح.أمثلة للمذيبات المستخدمة الهيدروكربون والهيدروجين والكيتونات .ويتم استخدامة لتنظيف مادة التيتانيوم المستخدمة في الأسنان ويكون ليس لة اى تاثير كميائى .

2.3معالجة التخميل بالسائل

معالجة التخميل بالسائل تستخدم للحصول على سطح خالى من الاكسدة .في حالة الاجهزة الطبية المعتمدة على هذا الغرض من مقاومة التاكل في حاى التيتانيوم المستخدم في الاغراض الطبية .

2.3 التخميل بحمض النيتريك

عند استخدام حمض النيتريك فاننا نخضع لقواعد معينة ثابتة في التيتانيوم مثل 150 يسخن اقل من 30 40:20 % من الحجم ويحل HNO3 في درجة حرارة الغرفة ويفضل هذا الحمض لانة ليس لة اى تاثير على مادة التيتانيوم ولا يتفاعل معها ولة مميزات كميائية كبيرة.

3. الطريقة الكهروكميائية

وهة عبارة عن وضع لوحى الانود والكاثود في محلول الكتروليتى وهذا المحلول يكون متناسب مع معد ن التيتانيوم اى غير قابل للتفاعل وهذة الطريقى تستخدم لعمل تلميع كهربى للسطح وتحافظ على حواصة .