बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के क्षेत्र में, उच्च प्रदर्शन वाली, जैव संगत सामग्री की मांग लगातार बढ़ रही है। These materials must not only possess physicochemical properties similar to human tissues but also withstand complex physiological environments while maintaining functional integrity over extended periodsजिरकोनिया सिरेमिक, धातु जैसी ताकत और दांत जैसी सौंदर्यशास्त्र को जोड़ने वाली एक उन्नत सामग्री, ऑर्थोपेडिक्स, दंत चिकित्सा और संबंधित क्षेत्रों में एक अपरिहार्य सामग्री के रूप में उभरी है।
ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड (ZrO2), जिसे आमतौर पर ज़िरकोनिया कहा जाता है, ज़िरकोनियम का एक क्रिस्टलीय ऑक्साइड है जो एक महत्वपूर्ण अकार्बनिक गैर-धातु सामग्री का प्रतिनिधित्व करता है।बायोमेडिकल अनुप्रयोगों में इसकी प्रमुखता काफी हद तक इसके अद्वितीय भौतिक रसायनिक गुणों से उत्पन्न होती है, धातुओं के समान यांत्रिक शक्ति और प्राकृतिक दांत जैसा रंग प्रदान करता है।
जिरकोनिया तीन अलग-अलग क्रिस्टल संरचनाओं में मौजूद हैः
शीतलन के दौरान, जिरकोनिया घन से मोनोक्लिनिक में चरण परिवर्तन से गुजरता है, जिसके साथ 3-5% वॉल्यूम विस्तार होता है जो सामग्री विफलता के लिए अग्रणी आंतरिक तनाव का कारण बन सकता है।धातु ऑक्साइड (एमजीओ) का उपयोग करके स्थिरता के तरीके, CaO, या Y2O3) इन परिवर्तनों को बाधित करते हैं।यित्रिया-स्थिर टेट्रागोनल जिरकोनिया पॉलीक्रिस्टल्स (Y-TZP) वर्तमान में उनके इष्टतम यांत्रिक गुणों और जैव संगतता के कारण जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों पर हावी हैं.
1975 के गार्वी सिद्धांत में तनाव-प्रेरित चरण परिवर्तन के माध्यम से जिरकोनिया के असाधारण यांत्रिक प्रदर्शन को समझाया गया है।मेटास्टेबल टेट्रागोनल चरण तनाव के तहत मोनोक्लिनिक में बदल जाते हैं (eउदाहरण के लिए, दरारों के सिरों पर), जो दबाव तनाव उत्पन्न करते हैं जो दरारों के प्रसार को रोकते हैं, जिसे परिवर्तन कठोरता कहा जाता है।
जिरकोनिया स्टेनलेस स्टील के मुकाबले यांत्रिक गुण प्रदर्शित करता है:
सतह की स्थिति प्रदर्शन को काफी प्रभावित करती है। रफ और दोष ताकत को कम करते हैं, जबकि चमकाने से दीर्घायु में सुधार होता है।आर्द्र वातावरण में हाइड्रोथर्मल उम्र बढ़ने से अनाज की सीमाओं पर Y2O3 की कमी के माध्यम से ताकत में गिरावट आती हैसतह पीसने से सूक्ष्म दरारें पैदा करके कठोरता भी कम होती है।
1969 में कूल्हे के प्रत्यारोपण के लिए अपने पहले चिकित्सा उपयोग के बाद से, ज़िरकोनिया ने इन विवो (बैंप फेमूर इम्प्लांट) और इन विट्रो दोनों अध्ययनों में उत्कृष्ट जैव संगतता दिखाई है। अनुसंधान पुष्टि करता हैः
जिरकोनिया टाइटेनियम की तुलना में हल्की सूजन का कारण बनता है, अध्ययनों से पता चलता हैः
जिरकोनिया हड्डी कोशिकाओं के आसंजन, प्रजनन और विभेदन को बढ़ावा देता है। हाइड्रॉक्सियापैटाइट या हड्डी मॉर्फोजेनेटिक प्रोटीन के साथ सतह संशोधन हड्डी एकीकरण को और बढ़ाता है।
सामग्री नरम ऊतक कोशिकाओं के आसंजन और उपचार का समर्थन करती है, जिससे यह श्लेष्म संपर्क अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
धातु-सिरेमिक बहाली के मुकाबले फायदेः
विशिष्ट उपयोगों में मुकुट, पुल, प्रत्यारोपण आधार, फनीर और ऑर्थोडॉन्टिक ब्रैकेट शामिल हैं।
जैव क्रियाशीलता को बढ़ाने के लिए तकनीकेंः
निम्नलिखित के माध्यम से रोगी-विशिष्ट प्रत्यारोपण को सक्षम करनाः
निम्नलिखित के साथ तालमेल संयोजनः
जिरकोनिया सिरेमिक असाधारण यांत्रिक गुणों, जैव संगतता और सौंदर्य गुणों के साथ एक परिवर्तनकारी बायोमटेरियल का प्रतिनिधित्व करते हैं।सामग्री विज्ञान और विनिर्माण प्रौद्योगिकियों में चल रही प्रगति इसके नैदानिक अनुप्रयोगों का विस्तार करने का वादा करती है, अंततः ऑर्थोपेडिक और दंत चिकित्सा विषयों में रोगी परिणामों में सुधार।
