পরিচয় করিয়ে দেওয়া
ধাতু উপকরণ দীর্ঘ মানুষের জীবনে চালু করা হয়েছে. আধুনিক বায়োমেডিকাল কার্যকরী উপকরণ 1930 এর দশকে শুরু হয়েছিল। প্রাথমিকভাবে, ইমপ্লান্ট এবং চিকিৎসা প্রয়োগের জন্য স্টেইনলেস স্টীল তৈরি করা হয়েছে। দ্বিতীয় উপাদান একটি কোবাল্ট-ভিত্তিক খাদ। 1960 এর দশকে, টাইটানিয়াম এবং এর সংকর ধাতু জৈব পদার্থের সর্বশেষ প্রজন্ম হিসাবে অনুসরণ করে। তার সূচনা থেকে, টাইটানিয়াম একটি অলৌকিক ধাতু হিসাবে পরিচিত এবং ব্যাপক মনোযোগ পেয়েছে।
কি টাইটানিয়াম তাই বিশেষ করে তোলে?
একটি রূপান্তর ধাতু হিসাবে, টাইটানিয়াম কম ঘনত্ব এবং উচ্চ শক্তি বৈশিষ্ট্য আছে. এটি বিভিন্ন পরিস্থিতিতে জারা প্রতিরোধী। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ, টাইটানিয়াম জড় এবং শরীরের তরল এবং টিস্যু দ্বারা প্রভাবিত হয় না। এই তথাকথিত biocompatibility এবং জারা প্রতিরোধের হয়. তারা চিকিৎসা অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি মূল প্রয়োজন.
সারণী 1 টাইটানিয়াম, স্টেইনলেস স্টীল এবং কোবাল্ট সংকর ধাতুগুলির মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলি বর্ণনা করে। টাইটানিয়ামের ন্যূনতম ঘনত্ব 4.51 g/cm-3, যখন স্টেইনলেস স্টিলের ঘনত্ব 8 g/cm-3। তুলনীয় প্রসার্য শক্তির সাথে, টাইটানিয়াম 76 kN m/kg এর উচ্চ শক্তি-থেকে-ঘনত্ব অনুপাতের সাথে শেষ হয়। স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে 20 শতাংশ বেশি (শক্তি/ঘনত্ব 63 kN m/kg)। টাইটানিয়ামের স্থিতিস্থাপক মডুলাস মান প্রচলিত স্টেইনলেস স্টীল এবং কোবাল্ট সংকর ধাতুগুলির মাত্র অর্ধেক। এটি মানুষের কঙ্কালের কাছাকাছি। টাইটানিয়ামও নন-ফেরোম্যাগনেটিক এবং কম তাপীয় প্রসারণ এবং বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা রয়েছে।
টাইটানিয়াম এবং এর সংকর ধাতুগুলির সবচেয়ে দরকারী বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা তাদের অর্থোপেডিকস, ইমপ্লান্ট এবং অস্ত্রোপচারের যন্ত্রগুলিতে ব্যাপকভাবে সফল করেছে। স্ট্যান্ডার্ড টাইটানিয়াম কোং হল টাইটানিয়াম এবং তামা-নিকেল মেটাল রোলিং মিল এবং ফিনিশড পণ্যগুলির একটি প্রস্তুতকারক এবং সরবরাহকারী, যা রোলিং মিলের পণ্য, গ্রেড এবং আকারগুলির বিস্তৃত পরিসরকে কভার করে।
স্ট্যান্ডার্ড টাইটানিয়াম কোং চীনের টাইটানিয়াম উৎপাদন কেন্দ্রে অবস্থিত, যা বাজারে সর্বনিম্ন দাম এবং সর্বোচ্চ ধাতব প্রকৌশল মান নিয়ে আসে। আমরা আত্মবিশ্বাসী যে আমরা মূল্য এবং গুণমানে পরাজিত হতে পারি না এবং আমরা মূল্য প্রতিশ্রুতি গ্যারান্টি চালু করেছি। বিশ্বব্যাপী গ্রাহকরা টাইটানিয়াম এবং তামা-নিকেল মিল এবং সমাপ্ত পণ্যগুলির বিশ্বস্ত এবং নির্ভরযোগ্য সরবরাহকারী হিসাবে স্ট্যান্ডার্ড টাইটানিয়াম বেছে নেয়।
কৃত্রিম জয়েন্ট এবং মেডিকেল ইমপ্লান্ট
বিশ্বের জনসংখ্যা বৃদ্ধ হচ্ছে। আমরা এখন খুব সক্রিয় জীবন যাপন করি এবং দীর্ঘকাল বেঁচে থাকার ইচ্ছা পোষণ করি। কঠোর ব্যায়াম, রাস্তার ট্রাফিক এবং অন্যান্য দুর্ঘটনার কারণে আঘাত প্রচুর। স্পষ্টতই, কৃত্রিম জয়েন্টগুলির চাহিদা বাড়ছে। টাইটানিয়াম এবং এর সংকর ধাতুগুলি সাধারণত ইমপ্লান্টযোগ্য ডিভাইস তৈরিতে ব্যবহৃত হয় যেমন: কৃত্রিম নিতম্ব, কৃত্রিম হাঁটু, হাড়ের প্লেট, ফ্র্যাকচার ফিক্সেশন স্ক্রু, হার্টের ভালভ প্রস্থেসিস, পেসমেকার এবং কৃত্রিম হৃদয়। বিশ্বব্যাপী, প্রতি বছর 100 মিলিয়নেরও বেশি রোগী প্রতিস্থাপন থেরাপি গ্রহণ করেন এবং রোগীদের মধ্যে 1,000 টন টাইটানিয়াম বসানো হয়।
যান্ত্রিকভাবে, এই ধাতব ইমপ্লান্টগুলি অবশ্যই আকার ধারণ করবে এবং ব্যবহারের সময় কার্যকর থাকবে। আমাদের দৈনন্দিন ক্রিয়াকলাপের মধ্যে রয়েছে বাঁকানো, মোচড়ানো, স্কুইজিং এবং পেশী সংকোচন। ক্লান্তি, পরিধান এবং শক লোডের শিকার হলে এই মানবসৃষ্ট অংশগুলিকে অবনমিত করা উচিত নয়। টাইটানিয়াম স্টেইনলেস স্টিলের তুলনায় 50 শতাংশ হালকা এবং এর শক্তি/ঘনত্বের অনুপাত 20 শতাংশ বেশি। এটা হালকা এবং শক্তিশালী. মানবদেহে ইমপ্লান্ট করা হলে এটি শরীরের উপর ভার কমায়। রোগী আরও নমনীয় এবং সক্রিয় বোধ করবে। কৃত্রিম অংশ এবং মানবদেহের মধ্যে চাপ থাকবে। তথাকথিত ইন্টারফেসিয়াল স্ট্রেস ইলাস্টিক মডুলাস অমিলের কারণে ঘটে। সারণি 1 থেকে দেখা যায়, টাইটানিয়ামের ইলাস্টিক মডুলাস তিনটি উপাদানের মধ্যে সর্বনিম্ন। মানুষের হাড়ের সাথে টাইটানিয়াম ইমপ্লান্টের যান্ত্রিক সামঞ্জস্য অনেক ভালো।
শারীরবৃত্তীয়ভাবে, শরীর বিদেশী বস্তু প্রত্যাখ্যান করে। যখন স্টেইনলেস স্টীল এবং কো-অ্যালয়গুলি জৈব উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা হয়, তখন ইমপ্লান্টেশন সার্জারির পরে প্রদাহ, লালভাব এবং চুলকানি প্রায়শই চিকিত্সাগতভাবে দেখা যায়। টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম মিশ্রণগুলি জৈবিকভাবে জড় ধাতব পদার্থ হিসাবে পরিচিত। মানুষের রক্তের নিমজ্জন পরিবেশে তাদের চমৎকার জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। এটি মানুষের রক্ত এবং টিস্যুতে খুব প্রতিরোধী, ভাল সামঞ্জস্য নিশ্চিত করে। কার্যত কোন দূষণ এবং এলার্জি প্রতিক্রিয়া নেই, ব্যাপকভাবে রোগীর পুনরুদ্ধারের উন্নতি। এটি টাইটানিয়ামের ব্যাপক প্রয়োগের ভিত্তি।
সাধারণভাবে, বাণিজ্যিকভাবে বিশুদ্ধ টাইটানিয়াম (Cp Ti) সেরা প্রার্থী হিসাবে বিবেচিত হয় কারণ বিশুদ্ধ টাইটানিয়ামের সর্বোত্তম জৈব সামঞ্জস্য রয়েছে। কিন্তু Ti-6Al-7Nb, Ti-13Nb-13Zr, Ti-12Mo-6Zr, এবং Ti-6 Al-4V ELI সংকর ধাতুগুলিও চিকিৎসা ইমপ্লান্টে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। আমাদের বিভিন্ন অফার সম্পর্কে অনুসন্ধান করতে আমাদের ওয়েবসাইট দেখুন!
অর্থোপেডিক সরঞ্জাম
অর্থোপেডিক্সের প্রধান কাজ হল কঙ্কালের বিকৃতি সামঞ্জস্য করা। একটি বাঁকানো শরীরকে তার স্বাভাবিক অবস্থানে ফিরে আসতে সাহায্য করার জন্য বাহ্যিক শক্তির প্রয়োজন হয়। অর্থোপেডিক ডিভাইসগুলিকে শক্তিশালী সমর্থন প্রদান করা উচিত এবং সঠিক শরীরের আকৃতি মনে রাখা উচিত। পরিধান এবং জারা প্রতিরোধের ছাড়াও, এখানে প্রয়োজনীয় অনন্য বৈশিষ্ট্য হল আকৃতি মেমরি। টাইটানিয়াম-নিকেল আকৃতির মেমরি অ্যালয়গুলি শক্তিশালী শক্তি এবং মেমরি বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করে। বর্তমানে, সাধারণ হাড়ের প্লেট, ইন্ট্রামেডুলারি নখ, ম্যান্ডিবুলার অভ্যন্তরীণ ফিক্সেশন এবং স্কোলিওসিস সংশোধন সবই টাইটানিয়াম-নিকেল অ্যালয় দিয়ে তৈরি।
দাঁত প্রতিস্থাপন
ডেন্টাল ইমপ্লান্ট একটু ভিন্ন। তিন ধরনের ডেন্টাল ইমপ্লান্ট রয়েছে: অসিওইন্টেগ্রেটেড, অর্থোডন্টিক অ্যাঙ্কোরেজের জন্য মিনি-ইমপ্লান্ট এবং জাইগোমেটিক। টাইটানিয়াম ডেন্টাল ক্রাউন, ক্রাউন পিন, ফিক্সড ব্রিজ, পোর্সেলিন ব্রিজ, বন্ডেড ব্রিজ, ডেনচার রিটেনিং রিং, বেস, কানেক্টিং ডিভাইস এবং রিইনফোর্সিং ডিভাইস হিসেবে ব্যবহার করা হয়েছে। দাঁতের প্রায় সব ধাতব অংশ টাইটানিয়াম দিয়ে আবৃত থাকে।
আসুন একটি সাধারণ osseointegration দিয়ে শুরু করা যাক। প্রথমে ডাক্তার চোয়ালের হাড়ের মধ্যে "মূল" বা "বীজ" স্থাপন করবেন। এটি স্থির হওয়ার পরে, দাঁতের উপরি কাঠামো ইমপ্লান্টে যোগ দেবে। তাহলে তার উপর নতুন দাঁত গজাবে। এটি মেডিকেল ইমপ্লান্ট এবং ডেন্টাল ইমপ্লান্টের মধ্যে পার্থক্য। মেডিক্যাল ইমপ্লান্ট হল ব্যর্থ হার্ড টিস্যুর প্রতিস্থাপন, বা ভাঙা হার্ড টিস্যু সংযোগ করার জন্য "আঠা" বা "স্ক্রু"। কিন্তু ডেন্টাল ইমপ্লান্ট নতুন কাঠামো বাড়াতে সাহায্য করে। কত মোহনীয়!
এই "সহজ" পদ্ধতির জন্য চমৎকার জৈব সামঞ্জস্যতা এবং তাপীয় বৈশিষ্ট্য প্রয়োজন। আপনি যখন স্যুপ পান করেন এবং আইসক্রিম খান, লোকেরা গরম এবং ঠান্ডা অনুভব করতে পারে, তবে এই অনুভূতিগুলি মুখ থেকে আসে, দাঁত নয়। সুস্থ দাঁত কোনো জ্বালা অনুভব করে না।
টাইটানিয়ামের তাপীয় প্রসারণ খুবই কম। যখন একটি টাইটানিয়াম-ভিত্তিক ইমপ্লান্ট একটি "মূল" হিসাবে ব্যবহার করা হয়, এটি একজন ব্যক্তির মুখের ভিতরে প্রসারিত বা সংকুচিত হয় না। নবগঠিত দাঁত যেখানে থাকা উচিত সেখানেই থাকবে। টাইটানিয়ামের তাপ পরিবাহিতা খুবই কম, স্টেইনলেস স্টিলের মাত্র 1/5, অ্যালুমিনিয়ামের 1/3 এবং তামার 1/2। একটি মুকুট হিসাবে ব্যবহার করা হলে, এটি প্রকৃত দাঁতের গঠনে স্থানান্তরিত হয় না। টাইটানিয়াম তাপ এবং ঠান্ডা থেকে সজ্জা রক্ষা করে।
দন্তচিকিৎসার ক্ষেত্রে, নির্ভুলতা ঢালাই টাইটানিয়ামের উচ্চমাত্রিক নির্ভুলতার বৈশিষ্ট্য রয়েছে, কোন বুদবুদ নেই এবং কোন সংকোচন গহ্বর নেই। বর্তমানে, 4 ধরনের বাণিজ্যিকভাবে বিশুদ্ধ টাইটানিয়াম (Cp Ti) একচেটিয়াভাবে ডেন্টাল ইমপ্লান্টের জন্য ব্যবহৃত হয়। এগুলি হল ASTM গ্রেড 1 থেকে 4৷ তাদের সকলেরই নিম্ন স্তরের বৈদ্যুতিন পরিবাহিতা, উচ্চ জারা প্রতিরোধ, শারীরবৃত্তীয় pH-এ তাপগতিগত অবস্থা, জলীয় পরিবেশে আয়ন গঠনের কম প্রবণতা এবং 5-6 এর অক্সাইডের আইসোইলেকট্রিক পয়েন্ট রয়েছে৷
লেভেল 1 থেকে 4 পর্যন্ত, বিশুদ্ধতা হ্রাস পায় এবং শক্তি বৃদ্ধি পায়। গ্রেড 2 টাইটানিয়াম ইমপ্লান্ট অ্যাপ্লিকেশনের সবচেয়ে জনপ্রিয় তারকা। এর ন্যূনতম ফলন শক্তি 275 MPa অ্যানিলেড অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিলের সাথে তুলনীয়। উচ্চ শক্তির প্রয়োজন হলে টাইটানিয়াম অ্যালোও ব্যবহার করা যেতে পারে। Ti-6Al-4V-এর মতো ধাতুগুলিও বিভিন্ন অনুষ্ঠানে ব্যবহৃত হয়।
অস্ত্রোপচার যন্ত্র
অস্ত্রোপচারের যন্ত্রের বিকাশে, প্রথম প্রজন্ম হল কার্বন ইস্পাত, এবং এর কার্যকারিতা ইলেক্ট্রোপ্লেটিং পরে ক্লিনিকাল ব্যবহারের প্রয়োজনীয়তা আর পূরণ করতে পারে না। প্রায়ই সংক্রমণ ঘটায়। দ্বিতীয় প্রজন্ম হল অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টীল, তবে ক্রোমিয়াম সামগ্রী বিষাক্ত এবং মানবদেহে একটি নির্দিষ্ট প্রভাব ফেলে।
অস্ত্রোপচারের যন্ত্র তৈরিতে, যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং নমনীয়তা বিবেচনা করা প্রথম বিষয়। খুঁত ছাড়াই পছন্দসই আকৃতি ধরে রাখতে ধাতুটির কিছু নমনীয়তা থাকতে হবে। কিছু মৌলিক অস্ত্রোপচারের যন্ত্র লম্বা এবং পাতলা, যেমন স্ক্যাল্পেল, ফোরসেপ এবং কাঁচি। নিরাপদ অপারেশন নিশ্চিত করতে, যন্ত্রটির একটি নির্দিষ্ট শক্তি প্রয়োজন। তাদের যথেষ্ট শক্তিশালী হতে হবে এবং অস্ত্রোপচারের সময় ভেঙে যাবে না। অস্ত্রোপচার যন্ত্রের জন্য ন্যূনতম মডুলাস 100 জিপিএ প্রয়োজন। টাইটানিয়ামের মডুলাস হল 116 GPa।
অস্ত্রোপচারের সময়, যন্ত্রগুলি সরাসরি জীবন্ত টিস্যুর সংস্পর্শে আসে। জারা প্রতিরোধ, জৈব সামঞ্জস্যতা এবং চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্য প্রয়োজন। টাইটানিয়াম মানুষের টিস্যুর জন্য বিষাক্ত নয়। এটি কোন ইমিউন প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করে না। অপারেটিং রুম মাঝে মাঝে চৌম্বক ক্ষেত্রের সংস্পর্শে আসে। উদাহরণস্বরূপ, একটি এমআরআই প্রায় 1.5 টেসলার একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে। এই চৌম্বক ক্ষেত্রটি বিভিন্ন উপায়ে অস্ত্রোপচারের যন্ত্রগুলিকে প্রভাবিত করতে পারে, যার মধ্যে রয়েছে: চৌম্বক ক্ষেত্রের মিথস্ক্রিয়া (যেমন ক্ষেপণাস্ত্রের প্রভাব), রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি (RF) পাওয়ার ডিপোজিশনের কারণে যন্ত্র গরম করা এবং যন্ত্র ব্যবহারের সাথে যুক্ত ফটোগ্রাফি দ্বারা সৃষ্ট অবাঞ্ছিত গতি। নিরাপদ অপারেশন নিশ্চিত করতে টাইটানিয়াম অ-চৌম্বকীয়। এর অ-চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্যগুলি ক্ষুদ্র এবং সংবেদনশীল ইমপ্লান্ট করা ইলেকট্রনিক্সের ক্ষতির হুমকিও দূর করে।
অস্ত্রোপচারের পরে, নির্বীজন প্রক্রিয়াটি উচ্চ তাপমাত্রার গরম বাষ্প জেটের অধীনে বাহিত হয়। ব্যাকটেরিয়া এবং সংক্রমণ পরিষ্কার করতে বিভিন্ন ক্লিনার ব্যবহার করা হয়। বারবার পরিষ্কার করার পরে, যন্ত্রের আকার পরিবর্তন হয় না এবং পৃষ্ঠের গুণমান প্রভাবিত হয় না। পরিধানও ন্যূনতম হওয়া উচিত। শল্যচিকিৎসকদের এমন যন্ত্র প্রয়োজন যা প্রতিবার ব্যবহার করার সময় কাজ করে। টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম খাদগুলির ভাল জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। অপারেটিং তাপমাত্রা পরিসীমা হল 150 o C থেকে 500 o C।
শেষ কিন্তু অন্তত নয়, টাইটানিয়ামের হালকা ওজন এটিকে মাইক্রোসার্জারির জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত করে তোলে। হালকা ওজনের অস্ত্রোপচার যন্ত্র সার্জনের ক্লান্তি কমাতে পারে, বিশেষ করে দীর্ঘমেয়াদী পদ্ধতির সময়।
মেডিকেল ডিভাইসের ক্ষেত্রে, মেডিকেল টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম অ্যালয়গুলি উচ্চ মানের ধাতব উপকরণ এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। লেজার ইলেক্ট্রোড, ড্রিল এবং ফোরসেপ সাধারণত টাইটানিয়াম দিয়ে তৈরি।
