टाइटेनियम मिश्र धातुओं की जैव अनुकूलता

सबसे पहले, उनकी सतह पर प्राकृतिक रूप से बनी टाइटेनियम डाइऑक्साइड फिल्म (केवल कुछ नैनोमीटर मोटी) धातु आयनों की रिहाई को प्रभावी ढंग से अलग कर सकती है और प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को रोक सकती है। इस बीच इसमें स्थिर रासायनिक निष्क्रियता भी होती है। दूसरा, टाइटेनियम मिश्र धातुओं का लोचदार मापांक (उदाहरण के लिए, Ti-6Al-4V लगभग 110 GPa) मानव हड्डी (10-40 GPa) से काफी मेल खाता है, और "तनाव ढाल" प्रभाव को कम कर सकता है और ऑसियोइंटीग्रेशन को बढ़ावा दे सकता है। इसके अलावा, टाइटेनियम मिश्र धातु गैर विषैले और गैर-एलर्जेनिक हैं, हानिकारक पदार्थ नहीं छोड़ेंगे या एलर्जी प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर नहीं करेंगे। इसलिए यह दीर्घकालिक आरोपण के लिए एक सुरक्षित गारंटी प्रदान करता है।

सबसे पहले, वे हड्डी (ऑस्टियोजेनेसिस) के साथ मिलकर बढ़ सकते हैं; दूसरा, वे कोशिकाओं को नुकसान नहीं पहुंचाते हैं और जैव-संगत होते हैं; और तीसरा, वे प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित कर सकते हैं और अस्वीकृति (इम्यूनोमोड्यूलेशन) को कम कर सकते हैं। यह उन्हें मानव शरीर में स्थिर और सुरक्षित रूप से उपयोग करने की अनुमति देता है, उदाहरण के लिए, संयुक्त या दंत प्रत्यारोपण में।

कोटिंग में हड्डी के समान हाइड्रॉक्सीपैटाइट का उपयोग किया जाता है, जिससे हड्डी तेजी से बढ़ती है; सतह को नैनोपोर्स में बनाया जाता है, जिससे कोशिकाओं को जुड़ना आसान हो जाता है; और अस्थि विकास प्रोटीन के जुड़ने से कोशिकाएं आज्ञाकारी रूप से अस्थि कोशिकाएं बन जाती हैं।

अब इसका उपयोग जोड़ों, हड्डी के पेंच, दंत प्रत्यारोपण और पेसमेकर शेल में किया जाता है, जो लोगों को चलने, खाने और फिर से दिल की धड़कन बढ़ाने में मदद करता है। भविष्य में, हम नई, नरम और अधिक मानव अनुकूल मिश्रधातुएँ विकसित करेंगे जिनमें एल्युमीनियम और वैनेडियम का उपयोग नहीं होगा; 3डी प्रिंटिंग आपकी हड्डियों के आकार में फिट होने के लिए अनुकूलित प्रत्यारोपण की अनुमति देगी; और इसे सिरेमिक और प्लास्टिक के साथ मिलाने से और भी बेहतर परिणाम मिलेंगे।