Новая роля белага корунда ў рэвалюцыі медыцынскіх тэхналогій
Цяпер ён не трэсне, нават калі яго ўпусцяць — сакрэт крыецца ў гэтым пакрыцці «белы сапфір». «Белы сапфір», пра які ён казаў, быўбелы корундвыкарыстоўваецца ў прамысловай паліроўцы сталі. Калі гэты крышталь аксіду алюмінію з цвёрдасцю па Моосу 9,0 і хімічнай чысцінёй 99% трапіў у медыцынскую сферу, пачалася ціхая рэвалюцыя ў медыцынскіх матэрыялах.
1. Ад прамысловых шліфавальных колаў да чалавечых суставаў: трансгранічная рэвалюцыя ў матэрыялазнаўстве
Вам можа быць цікава, як абразіўны матэрыял, які першапачаткова выкарыстоўваўся для рэзкі металу, стаў новым улюбёнцам медыцынскай галіны. Проста кажучы, асноўнай мэтай медыцынскіх тэхналогій з'яўляецца «біяміметызм» — пошук матэрыялаў, якія могуць інтэгравацца з чалавечым целам і вытрымліваць дзесяцігоддзі зносу.Белы корунд, з іншага боку, мае «трывалую структуру»:
Яго цвёрдасць канкуруе здыямент, а яго зносаўстойлівасць перавышае ў тры разы зносаўстойлівасць традыцыйных металічных злучэнняў.
Яго хімічная інертнасць надзвычай моцная, гэта значыць, ён не раскладаецца, не іржавее і не выклікае адрыньвання ў арганізме чалавека.
Яго люстраная паверхня абцяжарвае прымацаванне бактэрый, што зніжае рызыку пасляаперацыйнай інфекцыі.
Яшчэ ў 2018 годзе медыцынская каманда ў Шанхаі пачала вывучаць выкарыстаннепакрыты белым корундамсуставы. Настаўніца танцаў, якая перанесла поўную замену тазасцегнавага сустава, вярнулася на сцэну праз шэсць месяцаў пасля аперацыі. «Мае металічныя суставы раней так моцна мяне зношвалі, што кожны крок адчуваўся як разбітае шкло. Цяпер я амаль забываю, што яны ёсць, калі танцую». У цяперашні час тэрмін службы гэтыхбелая корунд-керамікаТэрмін службы кампазітных злучэнняў перавысіў 25 гадоў, што амаль удвая больш, чым у традыцыйных матэрыялаў.
II. «Нябачны ахоўнік» на кончыку скальпеля
Медыцынскі шлях белага корунда пачаўся з радыкальнай трансфармацыі медыцынскіх інструментаў. У цэху па вытворчасці медыцынскіх прылад тэхнічны дырэктар Лі паказаў на шэраг бліскучых хірургічных шчыпцоў і растлумачыў: «Пасля паліроўкі інструментаў з нержавеючай сталімікрапарашок белага корундашурпатасць паверхні памяншаецца да менш чым 0,01 мікрона — больш гладкая, чым адна дзесяцітысячная таўшчыні чалавечага воласа». Гэтая неверагодна гладкая рэжучая абза робіць хірургічны разрэз такім жа гладкім, як гарачы нож праз масла, памяншаючы пашкоджанне тканін на 30% і значна паскараючы гаенне пацыента.
Яшчэ больш рэвалюцыйнае прымяненне — у стаматалогіі. Традыцыйна пры выкарыстанні алмазных абразіўных бораў для шліфоўкі зубоў цяпло, якое ўтвараецца пры высокачастотным трэнні, магло пашкодзіць пульпу зуба. Аднак уласцівасць самазаточваннябелы корунд(пастаянна развіваючы новыя краю падчас выкарыстання) гарантуе, што бор застаецца нязменна вострым. Клінічныя дадзеныя пекінскай стаматалагічнай бальніцы паказваюць, што падчас лячэння каранёвых каналаў з выкарыстаннем белых корундавых бораў тэмпература пульпы зуба павышаецца ўсяго на 2°C, што значна ніжэй за міжнародную мяжу бяспекі ў 5,5°C.
III. Пакрыцці імплантатаў: наданне штучным органам «дыяментавай брані»
Найбольш вынаходлівае медыцынскае прымяненне белага корунда — яго здольнасць даваць штучным органам «другое жыццё». З дапамогай тэхналогіі плазменнага напылення мікрапарашок белага корунда наносіцца метадам расплаву на паверхню злучэння тытанавага сплаву пры высокай тэмпературы, утвараючы шчыльны ахоўны пласт таўшчынёй 10-20 мікрон. Вынаходлівасць гэтай структуры заключаецца ў:
Цвёрды вонкавы пласт супраціўляецца штодзённаму трэнню.
Трывалая ўнутраная аснова паглынае нечаканыя ўдары.
Мікрапорыстая структура спрыяе росту навакольных касцяных клетак.
Мадэляванне ў нямецкай лабараторыі паказала, што пасля 5 мільёнаў цыклаў хады знос каленнага пратэза, пакрытага белым корундам, склаў толькі 1/8 ад зносу чыстага тытана. Мая краіна ўключыла гэту тэхналогію ў сваю праграму «Зялёны канал для інавацыйных медыцынскіх прылад» з 2024 года. Тазасцегнавыя суставы з белым корундам, вырабленыя ў краіне, на 40% таннейшыя за імпартныя, што прыносіць карысць сотням тысяч пацыентаў з захворваннямі костак.
IV. Белы корунд «Высокія тэхналогіі» ў клініцы будучыні
Медыцына. На фоне тэхналагічнай рэвалюцыі белы корунд адкрывае новыя магчымасці:
Нанамаштабпаліроўка белага корунда У вытворчасці чыпаў для секвенавання генаў выкарыстоўваюцца агенты, якія павялічваюць дакладнасць выяўлення з 99% да 99,99%, што спрыяе ранняму скрынінгу раку.
Штучныя пазванкі, надрукаваныя на 3D-прынтары з шкілетам, узмоцненым белым корундам, маюць удвая большую трываласць на сціск, чым натуральная косць, што дае надзею пацыентам з пухлінамі пазваночніка.
Біясенсарныя пакрыцці выкарыстоўваюць ізаляцыйныя ўласцівасці белага корунда для дасягнення перадачы сігналаў інтэрфейсу мозг-камп'ютар без перашкод.
Шанхайская даследчая група нават распрацавала біяраскладальныя шрубы для костак з белага корунда, якія спачатку забяспечваюць жорсткую апору і павольна вызваляюць іоны алюмінію, якія спрыяюць росту, па меры гаення косткі. «У будучыні хірургія пераломаў можа ліквідаваць неабходнасць у другаснай аперацыі па выдаленні шрубы», — сказаў доктар Ван, кіраўнік праекта, прадстаўляючы эксперыментальныя дадзеныя па галёнкавай костцы трусоў: праз восем тыдняў аб'ём шрубы зменшыўся на 60%, а шчыльнасць новаўтворанай косткі была ўдвая большай, чым у кантрольнай групе.