জিরকোনিয়া সেরামিকস উদ্ভাবনী অ্যাপ্লিকেশনের মাধ্যমে বায়োমেডিসিনকে রূপান্তরিত করে

বায়োমেডিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং ক্ষেত্রে, উচ্চ-কার্যকারিতা, জৈব-সামঞ্জস্যপূর্ণ উপকরণগুলির চাহিদা ক্রমাগত বৃদ্ধি পাচ্ছে। These materials must not only possess physicochemical properties similar to human tissues but also withstand complex physiological environments while maintaining functional integrity over extended periodsজিরকোনিয়া সিরামিক, ধাতুর মতো শক্তি এবং দাঁতের মতো নান্দনিকতার সমন্বয়ে তৈরি একটি উন্নত উপাদান, যা অস্থিচিকিত্সা, দন্তচিকিত্সা এবং সংশ্লিষ্ট ক্ষেত্রে অপরিহার্য উপাদান হিসাবে আবির্ভূত হয়েছে।

জিরকনিয়াম ডাই অক্সাইড (ZrO2), যাকে সাধারণত জিরকনিয়া বলা হয়, এটি জিরকনিয়ামের একটি স্ফটিক অক্সাইড যা একটি গুরুত্বপূর্ণ অজৈব অ-ধাতব উপাদানকে উপস্থাপন করে।এর জৈব-চিকিত্সা অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে এর বিশিষ্টতা মূলত এর অনন্য শারীরিক-রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য থেকে উদ্ভূত, ধাতুর সাথে তুলনীয় যান্ত্রিক শক্তি এবং প্রাকৃতিক দাঁতের মতো রঙ উভয়ই সরবরাহ করে।

জিরকোনিয়া তিনটি পৃথক স্ফটিক কাঠামোর মধ্যে বিদ্যমানঃ

• একক ক্লিনিক (এম):রুম তাপমাত্রায় 1170°C পর্যন্ত স্থিতিশীল, নিম্ন সমতুল্যতা এবং উল্লেখযোগ্য গ্রিটসি প্যারামিটার অ্যানিসোট্রপি দ্বারা চিহ্নিত।
• টেট্রাগোনাল (টি):১১৭০°সি থেকে ২৩৭০°সি এর মধ্যে স্থিতিশীল, উচ্চতর সমতুল্যতা এবং হ্রাসযুক্ত গ্রিটস অ্যানিসোট্রপি প্রদর্শন করে।
• ঘনক্ষেত্র (সি):২৩৭০ ডিগ্রি সেলসিয়াসের ঊর্ধ্বে স্থিতিশীল, আইসোট্রপিক গ্রিটস পরামিতিগুলির সাথে সর্বোচ্চ সিমেট্রি রয়েছে।

শীতল করার সময়, জিরকনিয়াম ঘন থেকে একক ক্লিনিকের ফেজ রূপান্তর হয়, যার সাথে 3-5% ভলিউম সম্প্রসারণের সাথে থাকে যা অভ্যন্তরীণ চাপকে উত্সাহিত করতে পারে যা উপাদান ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে।ধাতব অক্সাইড (এমজিও) ব্যবহার করে স্থিতিশীল পদ্ধতি, CaO, বা Y2O3) এই রূপান্তরগুলিকে বাধা দেয়।ইট্রিয়া-স্থিতিশীল টেট্রাগোনাল জিরকোনিয়া পলিক্রিস্টালস (ওয়াই-টিজেডপি) বর্তমানে তাদের অনুকূল যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং জৈব সামঞ্জস্যের কারণে বায়োমেডিকেল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে আধিপত্য বিস্তার করে.

১৯৭৫ সালের গার্ভি তত্ত্ব জিরকোনিয়ামের ব্যতিক্রমী যান্ত্রিক কর্মক্ষমতাকে চাপ-প্ররোচিত ফেজ রূপান্তরের মাধ্যমে ব্যাখ্যা করে।মেটাস্ট্যাবল টেট্রাগোনাল ফেজ চাপের অধীনে একক ক্লিনিক রূপান্তরিত হয় (e(উদাহরণস্বরূপ, ফাটল পিনগুলিতে), কম্প্রেশন স্ট্রেস তৈরি করে যা ফাটল ছড়িয়ে পড়া বাধাগ্রস্ত করে, যা রূপান্তর শক্তকরণ নামে পরিচিত।

জিরকোনিয়াম স্টেইনলেস স্টিলের সাথে প্রতিদ্বন্দ্বিতা করে এমন যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করেঃ

• প্রসার্য শক্তিঃ ৯০০-১২০০ এমপিএ
• কম্প্রেশন শক্তিঃ ~2000 এমপিএ
• উচ্চ ভাঙ্গন দৃঢ়তা
• দুর্দান্ত ক্লান্তি প্রতিরোধের (২৮ কেএন এ ~ ৫০ বিলিয়ন চক্র সহ্য করে)

পৃষ্ঠের অবস্থা কার্যকারিতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে। রুক্ষতা এবং ত্রুটি শক্তি হ্রাস করে, যখন পোলিশ দীর্ঘায়ু উন্নত করে।আর্দ্র পরিবেশে হাইড্রোথার্মাল বয়স্কতা শস্যের সীমানায় Y2O3 অবসানের মাধ্যমে শক্তির অবনতির কারণ হয়. পৃষ্ঠের গ্রিলিং মাইক্রোক্র্যাকগুলি প্রবর্তন করে দৃness়তা হ্রাস করে। প্রশমন কৌশলগুলির মধ্যে রয়েছেঃ

• বাড়তি ঘনত্ব
• অ্যান্টি-এজিং অ্যাডিটিভস (যেমন, সিলিকা)
• প্রতিরক্ষামূলক আবরণ

১৯৬৯ সালে হিপ প্রতিস্থাপনের জন্য তার প্রথম চিকিৎসা ব্যবহারের পর থেকে, জিরকোনিয়া ইন ভিভো (মোমের উরু ইমপ্লান্ট) এবং ইন ভিট্রো উভয় গবেষণায় চমৎকার জৈব সামঞ্জস্যতা দেখিয়েছে। গবেষণা নিশ্চিত করেঃ

• সাইটোটক্সিক্যালিটি নেই
• কোন মিউটেজেনিক প্রভাব নেই (কার্সিনোজেনিক থ্রেশহোল্ডের চেয়ে কম ফাইব্রোব্লাস্ট মিউটেশন)

জিরকোনিয়া টাইটানিয়ামের তুলনায় হালকা প্রদাহ সৃষ্টি করে, গবেষণায় দেখা গেছে:

• প্রদাহজনক অনুপ্রবেশ হ্রাস
• নিম্ন মাইক্রোভাসকুলার ঘনত্ব
• ভিইজিএফ এক্সপ্রেশন হ্রাস
• ব্যাকটেরিয়াল সাইড প্রডাক্টের কম জমা

জিরকোনিয়া হাড় কোষের সংযুক্তি, প্রজনন এবং পার্থক্যকে উৎসাহিত করে। হাইড্রোক্সিয়াপ্যাটাইট বা হাড়ের মর্ফোজেনটিক প্রোটিনের সাথে পৃষ্ঠের পরিবর্তন হাড়ের সংহতকরণকে আরও উন্নত করে।

উপাদানটি নরম টিস্যু কোষের সংযুক্তি এবং নিরাময়কে সমর্থন করে, এটি শ্লেষ্মা-যোগাযোগের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

• হিপ/কান্টের প্রোথেসিস (মেটাল/সেরামিক বিকল্পের তুলনায় পরিধান প্রতিরোধের উন্নতি)
• হাড়ের স্ক্রু/প্লেট (ভঙ্গি স্থির করার জন্য উচ্চ শক্তি)

ধাতু-সেরামিক পুনরুদ্ধারের তুলনায় সুবিধাঃ

• নান্দনিকতাঃ প্রাকৃতিক দাঁতের মতো স্বচ্ছতা
• জৈব সামঞ্জস্যতা: ত্বকের জ্বালা কমে যায়
• শক্তিঃ মাংস চিবানোর শক্তির প্রতিরোধ করে

বিশেষ ব্যবহারের মধ্যে রয়েছে মুকুট, সেতু, ইমপ্লান্ট অ্যাবাউটমেন্ট, ভিনিয়ার এবং অর্থোডোন্টিক ব্র্যাকেট।

• ন্যানো-জির্কনিয়াম (উন্নত শক্তি/শক্ততা)
• গ্রেডিয়েন্ট জিরকোনিয়া (অপ্টিমাইজড সম্পত্তি বিতরণ)
• পোরাস জিরকোনিয়া (উন্নত কোষ / ভাস্কুলার একীকরণ)

জৈবিক কার্যকারিতা বাড়ানোর কৌশলঃ

• জৈবিকভাবে সক্রিয় লেপ (হাইড্রোক্সিয়াপ্যাটাইট, বিএমপি)
• পৃষ্ঠের রুক্ষতা (সেল অ্যাডেসিভ প্রোমোশন)
• আইওন ইমপ্লান্টেশন

নিম্নলিখিত পদ্ধতির মাধ্যমে রোগীর জন্য নির্দিষ্ট ইমপ্লান্ট তৈরি করা সম্ভবঃ

• উপাদান এক্সট্রুশন
• ভিএটি ফটোপোলাইমারাইজেশন
• পাউডার বেড ফিউশন

নিম্নলিখিতগুলির সাথে সিনার্জিস্টিক সমন্বয়ঃ

• বায়োঅ্যাক্টিভ গ্লাস (অস্টিওকন্ডাকশন)
• জৈব সিরামিক (উন্নত জৈব কার্যকারিতা)
• পলিমার (উন্নত নমনীয়তা)

জিরকোনিয়া সিরামিকগুলি ব্যতিক্রমী যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য, জৈব সামঞ্জস্যতা এবং নান্দনিক গুণাবলী সহ একটি রূপান্তরকারী জৈব পদার্থের প্রতিনিধিত্ব করে।পদার্থবিজ্ঞান এবং উৎপাদন প্রযুক্তির চলমান অগ্রগতি এর ক্লিনিকাল অ্যাপ্লিকেশন সম্প্রসারণের প্রতিশ্রুতি দেয়, যা শেষ পর্যন্ত অস্থিচিকিত্সা এবং দাঁতের শাখায় রোগীদের ফলাফল উন্নত করে।