METALİK BİYOMALZEMELER
Biyomalzemeler, insan vücudunun çok değişken koşullara sahip olan ortamında kullanılırlar. Biyomalzemelerin tüm bu zor koşullara dayanıklı olması gerekiyor. Metalik biyomalzemeler, mekanik özellikleri, termal iletkenlikleri ve elektriksel özelliklerinden dolayı biyomalzeme olarak kullanılırlar. Metallerin biyomalzeme pazarındaki en büyük payıysa teşhis ve tedavi amaçlı aygıtların metalik aksamları oluşturuyor.
Biyomedikal mühendisliği ile ilgili oynatma listemizi de izleyebilirsiniz:
Metallerin Avantajları
- Yüksek güçtedirler.
- Eskimeye ve yorulmaya dirençleri yüksektir.
- Üretimi ve sterilizasyonu kolaydır.
- Şekil hafızası
Metallerin Dezavantajları
- Biyouyumlulukları düşüktür.
- Dokulara göre çok serttirler.
- Korozyona uğrarlar.
- Yüksek yoğunluktadırlar.
- Metalik görünüm
- Yüksek modüller
- Alerjik doku reaksiyonlarına neden olabilecek metal iyonu salımı yapabilirler.
Metalik Biyomalzeme Türleri
Metallerin biyolojik ortama uygunluğu vücut içerisinde korozyona uğramalarıyla ilgili. İnsan vücudundaki akışkan, su, çözünmüş oksijen, klorür ve hidroksit gibi çeşitli iyonlar içerir. Bu nedenle, insan vücudu biyomalzeme olarak kullanılan metaller için oldukça korozif bir ortamdır. Malzeme, korozyon sonucunda zayıflar, daha da önemlisi korozyon ürünleri doku içerisine girerek hücrelere zarar verirler. Soy metallerin korozyona karşı direnciyse mükemmeldir.
Biyomalzeme olarak kullanılan metallerin önemli olanları aşağıda sıralanmaktadır.
Paslanmaz Çelik:
Alaşım çelikleri, alüminyum, krom, kobalt, bakır, kurşun, mangan, molibden, nikel, fosfor, silisyum, kükürt, titanyum, tungsten ve vanadyum içerebilirler. Alüminyum, aşınmaya karşı direnci artırırken, yüksek miktarlarda eklenen krom, korozyon direncini ve ısıl direnci artırır. Bu tür çelikler, “paslanmaz çelik” olarak adlandırılır. En çok kullanılan paslanmaz çelik türevi: 316L. 316L’nin %60-65’i Fe
%17-19 Cr
%12-14 Ni
Kobalt içeren alaşımlar:
Biyomalzeme olarak kullanılan iki tip kobalt-krom alaşımı vardır.
- CoCrMo
- CoNiCrMo
Kobalt-krom-molibden alaşımı, dişçilikte ve son zamanlarda yapay eklemlerin üretiminde kullanılmaktadır. Kobalt-nikel krom-molibden alaşımıysa fazla yük altındaki eklemlerde (diz ve kalça gibi) ve protezler de kullanılmaktadır. Bu tür alaşımlar, temel olarak ağırlıkça %65 kobalt ve geri kalanı kromdan oluşuyor.
Titanyum ve titanyum içeren alaşımlar:
Hafif bir malzemedir. Titanyum, yüksek sıcaklıklarda çok reaktif ve oksijen varlığında patlamaya hazır bir element. Bundan dolayı, yüksek sıcaklık uygulamalarında inert bir atmosfere gerek duyulur ya da vakumda eritilir. Oksijenin bulunduğu ortamda, oksijen metal içerisine geçer ve metali kırılganlaştırır.
Dental Amalgam:
Amalgam, bileşenlerinden biri civa olan alaşıma denir. Civa, oda sıcaklığında sıvı fazda olur ve gümüş, kalay gibi diğer metallerle reaksiyona girebilir. Böyle bir reaksiyon sonucu, bir oyuk içine doldurulabilecek plastik bir kütle elde edilir. Bu özelliğinden dolayı amalgam, diş dolgu maddesi olarak kullanılır.
%45-55 cıva
%35-45 gümüş
%15 kalay
Altın:
Altın ve altın alaşımları kararlılık, korozyon direnci ve uzun ömürlü oluşlarından dolayı diş tedavisi açısından yararlı metallerdir. Bu alaşımların %75 veya daha fazlası altın, geri kalan kısmıysa soy metallerden oluşur. %83’ten fazla altın içeren yumuşak alaşımlar dolgu malzemesi olarak kullanılır. Daha az altın içeren alaşımlarsa kaplama malzemesi olarak kullanılırlar.
Nikel-titanyum alaşımları:
Bu alaşımlar, ısıtıldıklarında bozulan ilk şekillerine dönebilme özelliğine sahiptirler. Bu özellik, “şekil hafıza etkisi” olarak adlandırılır. Şekil hafıza etkisinin gerekli olduğu bazı biyomalzeme uygulamaları; diş köprüleri, kafatası içerisindeki damar bağlantıları, yapay kalp için kaslar ve ortopedik protezler olarak sıralanabilir.
Diğer Metaller:
Tantal, mekanik dayanımın zayıflığından ve yüksek yoğunluğundan dolayı yaygın kullanma sahip olmayan bir madde. En önemli uygulaması, plastik cerrahisinde ameliyat ipliği olarak kullanımı.
Platin ve gruptaki soy metaller yüksek korozyon direncine sahipler, fakat mekanik özellikleri zayıf. Bu metaller, kalpte atınımların başlamasını uyaran otonom merkezde elektrot olarak kullanılırlar.
Biyomalzemeler ile ilgili yazımızı okumak için: https://lifeofmedical.com/biyomalzemeler/
Metalden yapılan bazı biyomalzemeleri linke tıklayarak görebilirsiniz: https://www.bilgiustam.com/metalik-biyomalzemeler-ve-kullanim-alanlari/
