أحدث تطورات أبحاث الفولاذ المقاوم للصدأ الطبية
أصبح الفولاذ المقاوم للصدأ الطبي مادة غرسات طبية ومواد طبية مستخدمة على نطاق واسع نظرًا لتوافقه الحيوي الجيد ، وخصائصه الميكانيكية ، ومقاومة تآكل سوائل الجسم ، وخصائص المعالجة والتشكيل الممتازة ، والتكلفة المنخفضة. يختلف الفولاذ المقاوم للصدأ الطبي عن الفولاذ المقاوم للصدأ الصناعي. مطلوب للحفاظ على مقاومة ممتازة للتآكل (بما في ذلك مقاومة التآكل بين الخلايا الحبيبية ، والتآكل الإجهادي ، والتآكل المحلي الآخر) ، وذلك لمنع الفشل المبكر للأجهزة المزروعة ، وتقليل انحلال أيونات المعادن الضارة ، وضمان سلامة الأجهزة المزروعة بالفولاذ المقاوم للصدأ في التطبيق السريري.
لذلك ، يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ الطبي بشكل أساسي الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي مع أفضل مقاومة للتآكل مثل مادة الزرع. في الوقت الحاضر ، يتم استخدام كل من 316L و 317 لترًا من نظام تكوين Fe-Cr-Ni-Mo بشكل أساسي في الممارسة السريرية مع الهياكل الأوستنيتيّة المستقرة. مادة الفولاذ المقاوم للصدأ.
ومع ذلك ، نظرًا للقوة المنخفضة نسبيًا ومعامل المرونة العالي للفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ ، يحتوي الفولاذ عمومًا على أكثر من 10٪ نيكل. بالمقارنة مع المواد الهيكلية الأخرى الموجودة حاليًا في التطبيقات السريرية ، فإنها تواجه تحديات متزايدة. لذلك ، فإن تطوير الفولاذ المقاوم للصدأ الطبي الجديد له أهمية عملية مهمة وتحسين أداء الفولاذ المقاوم للصدأ الطبي. في الوقت الحاضر ، طورت المؤسسات البحثية المحلية سلسلة من الفولاذ المقاوم للصدأ الطبي الجديد مثل الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ الخالي من النيكل والنيتروجين ، والفولاذ المقاوم للصدأ المضاد للبكتيريا ، والفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم لـ ISR (إعادة تضيق الدعامات) للدعامات القلبية الوعائية.
يتميز الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ الخالي من النيتروجين بأداء ممتاز
نظرًا للضرر المحتمل الناجم عن النيكل في الفولاذ المقاوم للصدأ ، فقد أصبح البحث والتطوير للفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ الطبي الخالي من النيكل والنيكل يمثل اتجاهًا رئيسيًا لتطوير وتطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ الطبي في العالم. النيتروجين (N) له تأثير قوي على استقرار هيكل الأوستينيت في الفولاذ. لذلك ، فإن استخدام (النيتروجين + المنغنيز) لاستبدال النيكل في الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن أن يثبّت هيكل الأوستينيت ويحسن بشكل كبير الخواص الميكانيكية ومقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ.
أصبح الأداء هو الطريقة الرئيسية لتطوير الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ الخالي من النيكل. بدأ استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ الخالي من النيكل عالي النيتروجين (Fe-21Cr-22Mn-1Mo-1N) المدرج في معيار المواد الأمريكية (ASTM-F2229) في الأسواق الطبية الأوروبية والأمريكية ويستخدم لاستبدال Cr- سلسلة Ni من الفولاذ المقاوم للصدأ لمعالجة معدات تثبيت العظام والأدوات الجراحية.
لقد أحرزت أبحاث بلدي في هذا المجال أيضًا تقدمًا مهمًا. تم تطوير نوع جديد من الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ الخالي من النيكل عالي النيتروجين (Fe-l7Cr-14Mn-2Mo- (0.45 ~ 0.7) N) ، والذي حصل على براءة اختراع وطنية. في الوقت نفسه ، تم أيضًا إصدار معيار المؤسسة (QKJ.05.10-2008) من الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ الخالي من النيكل عالي النيتروجين للزراعة الجراحية.
أظهر عدد كبير من الدراسات أنه بالمقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ 316L ، فإن هذا النوع الجديد من الفولاذ المقاوم للصدأ الخالي من النيتروجين والنيكل له خصائص ميكانيكية أفضل. يتم زيادة قوة الشد وقوة التعب ومقاومة التآكل بأكثر من مرتين. كما تم تحسين أداء مضادات التخثر بشكل ملحوظ.
احتمال تطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ المضاد للبكتيريا واسع
تشير البيانات إلى أنه في الولايات المتحدة ، هناك ما يصل إلى مليوني إصابة في المستشفيات كل عام ، منها مليون إصابة ناتجة عن الأجهزة الطبية المزروعة. في المملكة المتحدة ، يتكلف العلاج من 2 إلى 1 مليون جنيه إسترليني لعلاج الالتهابات البكتيرية التي تسببها الأجهزة الطبية المزروعة كل عام. علاوة على ذلك ، مع ظهور المزيد والمزيد من البكتيريا المقاومة ، يصبح علاج الالتهابات البكتيرية أكثر صعوبة.
ولهذه الغاية ، قامت وزارة الصحة وإدارة اللوجستيات العامة في بلدي بصياغة وإصدار "خطة أنشطة العلاج الخاصة لعام 2011 للتطبيق السريري للأدوية المضادة للميكروبات" في عام 2011 ، وقررت القيام بأنشطة علاجية خاصة للتطبيق السريري للأدوية المضادة للميكروبات. العقاقير المضادة للميكروبات على الصعيد الوطني وفي جميع أنحاء الجيش. من المتوقع أنه في المستقبل ، سيصبح تطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ المضاد للبكتيريا في المجال الطبي لبلدي أوسع وأوسع.
يعتمد الفولاذ المقاوم للصدأ المضاد للبكتيريا على التركيب الكيميائي للفولاذ المقاوم للصدأ الطبي مع عناصر مضادة للبكتيريا ، وبعد المعالجة الحرارية المناسبة المضادة للبكتيريا ، يكون للفولاذ المقاوم للصدأ وظيفة التعقيم. وقد أظهرت دراسات أخرى أن الفولاذ المقاوم للصدأ المضاد للبكتيريا يمكن أن يمنع بشدة تكوين البيوفيلم البكتيري على سطحه ، وبالتالي يمنع حدوث الالتهابات التي تسببها البكتيريا الحيوية.
لذلك ، من المتوقع أن يمارس الفولاذ المقاوم للصدأ والمضاد للبكتيريا المحتوي على النحاس خصائصه الفريدة المضادة للبكتيريا وقدرته الميكانيكية اللازمة على التحمل في إصلاح واستبدال الأنسجة الصلبة مثل جراحة العظام وطب الأسنان ، وكذلك في المجالات السريرية الطبية مثل التدخل القلبي الوعائي .
من المتوقع أن يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم ISR في تصنيع دعامات القلب والأوعية الدموية
عالج التدخل القلبي الوعائي عددًا كبيرًا من المرضى المصابين بأمراض القلب التاجية الناتجة عن تضيق الشريان التاجي. ومع ذلك ، بعد زرع الدعامة ، من السهل التسبب في المشكلة السريرية لـ ISR ، خاصة في غضون 3 ~ 6 أشهر بعد زرع الدعامة ، فإن نسبة حدوث ISR تصل إلى 20٪ ~ 30٪. لقد وجدت الدراسات أن أثر النحاس له العديد من الفوائد لنظام القلب والأوعية الدموية في جسم الإنسان. إذا تم تحرير أثر النحاس باستمرار في الموقع في الدعامة ، فيمكن منع حدوث عودة التضيق في الدعامة من الجانب المادي.
تحقيقا لهذه الغاية ، طورت المؤسسات البحثية المحلية الفولاذ المقاوم للصدأ المحتوي على النحاس لدعامات القلب والأوعية الدموية على أساس الفولاذ المقاوم للصدأ 316L المستخدم على نطاق واسع سريريا للدعامات القلبية الوعائية ، والتي يمكن أن تطلق باستمرار عناصر نحاسية في الموقع بعد الزرع. بحيث يمكن للدعامة أن تمنع ISR أثناء تشغيل الدعم الميكانيكي.
تظهر نتائج البحث أن الفولاذ المقاوم للصدأ المحتوي على النحاس يمكن أن يقلل بشكل كبير من التصاق الصفائح الدموية على سطحه ، وبالتالي يقلل من ميل تكوين الجلطة. يمكن ملاحظة أن الفولاذ المقاوم للصدأ المحتوي على النحاس يجب أن يكون له الوظيفة الطبية المتمثلة في تثبيط حدوث ISR بشكل كبير ، لذلك من المتوقع استخدامه في تصنيع دعامات القلب والأوعية الدموية.