Zastosowanie stopów metali w medycynie i biomedycynie

Stopy metali są szeroko obecne nie tylko w przemyśle (na przykład w firmie Metikam), ale także w medycynie i biomedycynie. Pozwalają nie tylko na precyzyjną pracę lekarzy, ale i niekiedy umożliwiają całkowity powrót do zdrowia pacjentów. W tym artykule dowiesz się dlaczego niezwykle istotna jest biokompatybilność metali, które stopy metali są najczęściej stosowane w medycynie oraz jakie elementy są z nich wytwarzane. 

Co oznacza biokompatybilność stopów metali?

Biokompatybilność to główny warunek, jaki musi zostać spełniony, żeby stop metalu nadawał się do celów medycznych. Biokompatybilność oznacza zdolność metali do współpracy z tkankami pochodzenia biologicznego bez ryzyka wywołania niepożądanych reakcji, takich jak reakcje alergiczne, toksykologiczne czy doprowadzenia do stanów zapalnych. Biokompatybilność w kontekście stopów metali niweluje również ryzyko odrzucenia ciała obcego przez organizm (na przykład w przypadku implantów wewnętrznych). 

Jakie stopy metali stosowane są w medycynie i biomedycynie? 

W medycynie oraz biomedycynie stosuje się wiele rodzajów stopów metali, w zależności od ich właściwości chemicznych i mechanicznych. Poniżej kilka najczęściej wykorzystywanych w tym celu stopów: 

Stopy kobaltu i chromu

Stopy kobaltu i chromu to stopy nierdzewne stosowane w medycynie, charakteryzujące się wysoką wytrzymałością mechaniczną oraz twardością. Dzięki temu stopy te są wykorzystywane między innymi do produkcji sztucznych stawów biodrowych i kolanowych. 

Stopy tytanu 

Zastosowanie stopów tytanu lub niklu i tytanu charakteryzuje tak zwana “pamięć kształtu”. Dzięki czemu stopy te są odpowiednie do produkcji różnego rodzaju implantów, na przykład implantów stomatologicznych, ortopedycznych czy też kardiologicznych. 

Bio-medyczne zastosowanie miedzi i brązu

Zarówno miedź, jak i brąz są wykorzystywane do produkcji biomateriałów o właściwościach antyalergicznych i przeciwzapalnych, co jest pomocne w wielu chorobach. 

Zastosowanie metali w medycynie

Zastosowanie metali w medycynie jest na tyle szerokie, że ciężko już sobie wyobrazić medycynę bez nich. Umożliwiają sprawną pracę chirurgów, przywracają do zdrowia pacjentów urazowych czy też pomagają w osiągnięciu marzenia o pięknym uśmiechu. Jakie są najczęstsze zastosowania metali w medycynie? 

Implanty ortopedyczne

Prawdopodobnie pierwsze co przychodzi na myśl w kwestii metali i ich wykorzystaniu w medycynie to implanty i wszczepy ortopedyczne. Do ich produkcji stosuje się metale takie jak tytan, kobalt i inne metale nierdzewne. Jest to możliwe dzięki ich wysokiej odporności mechanicznej oraz właściwościach antykorozyjnych. Do implantów ortopedycznych zaliczamy takie elementy jak śruby, płytki i szyny, które są pomocne w leczeniu złamań. 

Narzędzia chirurgiczne 

Metale są też nieodłącznym narzędziem pracy chirurga. Stal nierdzewna, tytan i wolfram odpowiadają za produkcję większości narzędzi chirurgicznych, takich jak nożyczki, szczypce, pęsety, dłuta i kleszcze.

Komponenty stomatologiczne

Stopy metali są szeroko stosowane w produkcji komponentów stomatologicznych. Niemniej jednak do produkcji koron, mostów, protez czy aparatów ortodontycznych możemy wykorzystać wyłącznie metale spełniające określone wymagania. Najczęstsze z nich to odporność na ściskanie, wytrzymałość, wysoka twardość, a także odporność na korozję i biokompatybilność. 

Protezy kończyn 

Metale są często wykorzystywane przy produkcji protez zarówno kończyn dolnych, jak i górnych. Powodem są właściwości poszczególnych stopów takie jak wysoka wytrzymałość i odporność na obciążenia. To jednak nie wszystkie warunki, jakie muszą zostać spełnione. Niezbędna jest tutaj również biokompatybilność, dlatego najczęściej do produkcji protez stosuje się tytan, który przejawia wszystkie z wymienionych właściwości. Dodatkowym atutem tytanu w kontekście wytwarzania protez kończyn jest fakt, że jest to metal lekki — znacznie lżejszy niż klasyczna stal nierdzewna, co jest ważne w przypadku protez kończyn. 

Inne implanty metalowe

Implanty metalowe to nie tylko wszczepy ortopedyczne czy implanty stomatologiczne. Implanty zrobione z metalu są szeroko używane w chirurgi, szczególnie chirurgii urazowej. Dzieje się tak dlatego, że są w stanie zastąpić uszkodzone lub brakujące tkanki w organizmie człowieka i tym samym przywrócić utraconą sprawność. W przypadku takich implantów najważniejsza jest biokompatybilność, ponieważ wszelkie reakcje alergiczne mogą przynieść mniejsze lub większe skutki niepożądane.