Medizin und Bio engineering

Die Anwendungen von Aluminium oxid (Al.com/O₂), Zirkonia (ZrO₂), Silizium karbid (SiC) und Silizium nitrid (Si₃Ns) in Medizin und Bio engineering zeigen die außer gewöhnliche Leistung von fortschritt licher Keramik als Bio materialien voll und ganz.

Diese Materialien werden im medizinischen Bereich aufgrund ihrer gemeinsamen einzigartigen Vorteile bevorzugt:

1. Aus gezeichnete Bioko mpatibilität: Das ist von größter Bedeutung. Sie verursachen keine signifikante Immun abstoßung, Toxizität oder entzündliche Reaktionen, wenn sie mit menschlichem Gewebe, Blut und Körper flüssigkeiten in Kontakt kommen, und können über einen längeren Zeitraum sicher im menschlichen Körper vorhanden sein.

2. aus gezeichnete mechanische Eigenschaften:

• Hohe Härte und Verschleiß festigkeit: Diese reduzieren die Entstehung von Implantat verschleiß trümmern deutlich, was der Schlüssel zum Erfolg von Gelenk implantaten ist.
• Hohe Druckfest igkeit: Diese Materialien können den immensen Belastungen standhalten, die durch menschliche Aktivitäten entstehen.

3. extrem hohe chemische Inert heit: Sie sind resistent gegen Säuren, Laugen und Korrosion und sind in der komplexen physio logischen Umgebung des Körpers extrem stabil. Sie bauen keine schädlichen Ionen ab oder setzen sie frei, was zu einer extrem langen Lebensdauer führt.

4. Hydrophilie und Schmier fähigkeit: Die Oberfläche einiger Keramiken (wie Aluminium oxid) kann mit Flüssigkeit einen Flüssigkeits film mit einem extrem niedrigen Reibungs koeffizienten bilden, der sehr gut für gemeinsame Schnitts tellen geeignet ist.

Obwohl alle vier Materialien Keramik sind, variieren ihre Anwendungs tiefe und ihr Fokus im medizinischen Bereich.
1. Aluminiumoxid-(AlOnorm)

• Aluminium oxid ist das früheste, klassisch ste und am weitesten verbreitete Bio keramik, insbesondere als Material für die Kugel köpfe von Hüft prothesen.
• Vorteile: Extrem hohe Härte, aus gezeichnete Verschleiß festigkeit, gute Bioko mpatibilität und eine lange Geschichte des klinischen Erfolgs.
• Spezifische Anwendungen: Künstliche Hüft-und Kniegelenke, Zahn implantate, Knochens ch rauben und Zwischen komponenten.

2. Zirkonia (ZrO₂)

• ZrO₂ hat durch Phasen transformation härtung eine Bruch zähigkeit, die der von Aluminium oxid weit überlegen ist und der Wahrnehmung von Keramik als "spröde" trotzt. Vorteile: Extrem hohe Bruch zähigkeit und Biege festigkeit (Metall am nächsten), Verschleiß festigkeit, hervorragende Ästhetik (Farbe und Transparenz ähnlich wie bei natürlichen Zähnen) und Bioko mpatibilität.
• Spezifische Anwendungen:Zahn ärztlicheRestaurationen, künstliche Hüftgelenke und Oberschenkel kopf lager.

3. Silizium nitrid (Si₃N₄)

• Silizium nitrid ist ein aufstrebendes Bio keramik mit großem Potenzial und verfügt über mehrere Eigenschaften, die herkömmlichen Materialien überlegen sind.
• Vorteile: Knochen ähnliche Reibungs eigenschaften (Erleichterung der Osseto integration), osteogene Eigenschaften (Förderung des Knochen wachstums), aus gezeichnete Infektions resistenz (Oberflächen struktur hemmt die Bakterien adhäsion), Sichtbarkeit (keine Artefakte in Röntgen-und CT-Scans, Erleichterung der postoperativen Beobachtung), hohe Festigkeit und Zähigkeit.
• Spezifische Anwendungen: Wirbelsäulen fusions käfige (dies ist die revolutionär ste Anwendung von Silizium nitrid), Knochen transplantat ersatzstoffe und kleine Gelenke rsatz stoffe.

4. Silizium karbid (SiC)

• Die medizinischen Anwendungen von Silizium karbid konzentrieren sich eher auf die Ver kapselung als auf die direkte Tragfähigkeit, wobei die beispiellose chemische Inert heit und Bioko mpatibilität genutzt wird.
• Vorteile: Extreme chemische Inert heit und Stabilität (praktisch kein Abbau im Körper), aus gezeichnete Bioko mpatibilität, hohe Härte und Halbleiter eigenschaften.
• Spezifische Anwendungen: Kapselung beschichtungen für langfristige implant ierbare medizinische Geräte, ortho pä dische Beschichtungen und mikro elektro mechanische Systeme (MEMS).