Loading AI tools
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
مادة حيوية[1] (بالإنجليزية: Biomaterial) هو مصطلح يشير إلى المواد المصنعة والتي تستخدم في صناعة الأطراف الصناعية أو الأجهزة الطبية الأخرى من أجل زراعتها في جسم الإنسان والتي سوف تكون في تماس مباشر مع أنسجة الجسم وأعضاءه (مثال: أنابيب آلة نقل الدم من القلب إلى الرئتين).
لاحظ أن المواد الحيوية تختلف عن المواد ذات أصل حيوي مثل العظام. أيضا فان بعض المواد الحيوية تكون متعلقة بالتطبيق، فالمواد الحيوية الملائمة لتطبيق معين قد لا تلائم تطبيق آخر.[2]
على الرغم من التقدم الكبير الحاصل في علم المواد، تبقى التقنية المعاصرة قاصرة عن تقديم أي مادة صنعية قابلة لتعويض أي جزء من الجسم الحي. على الرغم من وجود الكثير من الحلول الموجودة حالياً في استعمال بعض المواد في استبدال الأعضاء إلا أنه لا يمكن التوقع أبداً أن يعمل العضو البديل بنفس كفاءة العضو الأصلي. على سبيل المثال من الممكن استبدال جزء من عظم بجزء مصنع من سبيكة التيتانيوم التي لها متانة أعلى من العظم الأصلي إلا أنها تفتقد لخواص العظم في التأقلم على الحمولات المختلفة أو إصلاح التعب الميكانيكي الحاصل فيه بسبب الاستخدام عبر الزمن.
من الممكن تقسيم تاريخ تطور المادة الحيوية إلى ثلاث مراحل:
هناك العديد من المشاكل التي يجب على المواد الحيوية التغلب عليها منها:
من الممكن تقسيم المواد الحيوية المصنعة بشكل أساسي إلى معادن، بولميرات، مواد سيراميكية ومركبات كربون. كل من هذه الأصناف من الممكن أن تحوي على العديد من المواد بأشكال مختلفة، مثل المواد الصلبة، الأغشية، الألياف، أو الطلاء. وتكون باستعمالات مختلفة منها الاستبدال الهيكلي للأعضاء، أو إصلاح الأعضاء التي تقوم بعمليات التبادل الكيميائي، تغليف العناصر الإلكترونية وغيرها.
اسم المادة | معامل المرونة (غيغا باسكال) | الإجهاد الأعظمي (%) | قوة الشد (ميغا باسكال) |
---|---|---|---|
الصلب | 193 | 10 | 1000 |
مسبوكة كوبالت-كروم | 235 | 8 | 670 |
كوبالت-كروم مشكل ميكانيكياً | 235 | 12 | 1170 |
سبيكة Ti-6Al-4V | 117 | 10 | 900 |
تيتانيوم صرف | 100 | 15 | 550 |
أكسيد الألمنيوم Al2O3 | 380 | 0 | 50 |
أباتيت | 62 | 0 | 690 |
خليطة كربون-سيليسيوم | 21 | 0 | 690 |
كانت سبائك الكروم-كوبالت هي من أوائل السبائك المقاومة للصدأ وأثبتت كفاءة كبيرة في العمليات الجراحية بدءاً من عام 1936 عندما تم استخدامها في الجراحة العظمية. وغالباً ما تستخدم في الأطراف الصناعية العظمية. تتوفر الكروم-كوبالت على شكل سبائك أو مشكلة ميكانيكياً مع الصلب، وتكون السبيكة المشكلة ميكانيكياً أمتن كما هو موضح في الجدول على اليسار.
يتم تشكيل البولميرات على شكل القطع المرغوب باستخدامها، كما أنه من الممكن استخدامها بحقنها داخل قناة عظمية لتقويتها. غالباً مايتم إضافة مواد إضافية على البولميرات مثل الباريوم من أجل تحسين الخصائص الإشعاعية وبالتالي الحصول على صور شعاعية أوضح للأعضاء، أو مضادات التهاب من أجل تقليل ممانعة الجسم لهذه المواد.
تمتلك المواد السيراميكية خصائص عالية جداً لاستخدامها كمواد حيوية إلا أنها قصفة مقارنة مع مواد الجسم مثل العظم. ولذلك فإن من أول تطبيقات المواد السيراميكية هو التغليف للمواد المعدنية من أجل تحسين سطوح التماس مع المعادن.
يعتبر الكربون على أنه أساس المواد العضوية.ولذلك فإنه من ناحية المبدأ سيكون مناسباً لتطبيقات المواد الحيوية. يمتلك الغرافيت خصائص شبكة بنيوية ضعيفة غير متناظرة ولكنها قوية نسبياً.
اسم المادة | معامل المرونة (غيغا باسكال) | الإجهاد الأعظمي (%) | قوة الشد (ميغا باسكال) |
---|---|---|---|
مطاط السيليكون Silicone rubber | 2.4 | 700 | -- |
Polyether urethane | -- | 700 | 41 |
بولمير بيون Bion Polymer | 1.5 | 350 | 13 |
UHMWPE | 500 | 350 | 35 |
PMMA | 2000 | 2 | 30 |
TCF | 20000 | -- | 250 |
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.