في مجال الهندسة الطبية الحيوية، يواصل الطلب على المواد عالية الأداء والمتوافقة الحيوية النمو. These materials must not only possess physicochemical properties similar to human tissues but also withstand complex physiological environments while maintaining functional integrity over extended periodsلقد ظهرت السيراميك الزركونيا، وهي مادة متقدمة تجمع بين القوة المعدنية مع جمالية الأسنان، كمادة لا غنى عنها في طب العظام، طب الأسنان، والمجالات ذات الصلة.
ثاني أكسيد الزركونيوم (ZrO2) ، والمعروف باسم الزركونيا ، هو أكسيد بلوري من الزركونيوم يمثل مادة غير معدنية غير عضوية مهمة.أهميتها في التطبيقات الطبية الحيوية تنبع إلى حد كبير من خصائصها الفريدة فيزيائية كيميائية، يقدم كل من القوة الميكانيكية المقارنة مع المعادن واللون الطبيعي الذي يشبه الأسنان.
الزركونيا موجودة في ثلاث هياكل بلورية متميزة:
أثناء التبريد ، يخضع الزركونيا لتحويل المرحلة من مكعب إلى أحادي ، مصحوبة بتوسع الحجم بنسبة 3-5٪ يمكن أن يؤدي إلى توترات داخلية تؤدي إلى فشل المادة.طرق الاستقرار باستخدام أكسيدات المعادن (MgO)، CaO، أو Y2O3) يمنع هذه التحولات.تتهيمن بلورات الزركونيا التتراگونال المستقرة باليتريا (Y-TZP) حاليًا على التطبيقات الطبية الحيوية بسبب خصائصها الميكانيكية المثلى وتوافقها الحيوي.
نظرية جارفي لعام 1975 تشرح الأداء الميكانيكي الاستثنائي للزيركونيا من خلال تحويل المراحل الناجم عن الإجهاد. في Y-TZP،تتحول المراحل التيتراگونالية المتثبتة إلى المونوكلينيكية تحت الضغط (eعلى سبيل المثال، عند أطراف الشقوق) ، مما يولد ضغوط ضغط تعيق انتشار الشقوق، وهي ظاهرة تسمى تصلب التحول.
الزركونيا تظهر خصائص ميكانيكية تنافس الفولاذ المقاوم للصدأ:
تؤثر ظروف السطح بشكل كبير على الأداء. الخام والعيوب تقلل من القوة، في حين أن التلميع يحسن الطول.الشيخوخة الحرارية المائية في البيئات الرطبة تسبب تدهور القوة من خلال استنزاف Y2O3 في حدود الحبوبكما أن طحن السطح يقلل من صلابة الجهد من خلال إدخال الشقوق الدقيقة. وتشمل استراتيجيات التخفيف:
منذ أول استخدام طبي له في عام 1969 لاستبدال الورك ، أظهرت الزركونيا توافقًا حيويًا ممتازًا في كل من الدراسات in vivo (زرع فخذ القرد) والدراسات in vitro. تؤكد الأبحاث:
الزركونيا تسبب التهابات خفيفة من التيتانيوم، مع الدراسات التي تظهر:
تساهم الزركونيا في انسجام خلايا العظام وتكاثرها وتمييزها. وتعزز تعديلات السطح مع هيدروكسياباتيت أو بروتينات تشكيل العظام التكامل العظمي.
المادة تدعم انسجام خلايا الأنسجة الرخوة وتشفيها، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتصل بالمخاط.
المزايا على الترميمات المعدنية السيرامية:
الاستخدامات المحددة تشمل التاج والجسور وأطراف الزرع والقماش والعصائر العصبية.
تقنيات لتعزيز النشاط الحيوي:
تمكين الزرع الخاص بالمرضى عن طريق:
مجموعات متكافئة مع:
تمثل السيراميك الزركونيا مادة حيوية تحويلية ذات خصائص ميكانيكية استثنائية وتوافق بيولوجي وصفات جمالية.التقدم المستمر في علوم المواد وتقنيات التصنيع يعد بتوسيع تطبيقاتها السريرية، في نهاية المطاف تحسين نتائج المرضى عبر التخصصات العظامية والأسنان.
