Avancerade Keramik för medicinska implantat Keramiskt material, med dess biokompatibilitet och motstånd mot slitage, är idealisk för en mängd olika medicinska implantat tillämpningar, från konstgjorda leder till implanterbara elektroniska sensorer, stimulatorer och droger enheter leverans. För över ett decennium, har aluminiumoxid, zirkonium och andra keramiska bevisat framgångsrikt sin förmåga att tåla den hårda miljön i den mänskliga kroppen.  Nu drivs av industrins behov av längre livslängd och allt mindre - men mer komplex - komponenter, material forskare utsträcka fördelarna med keramik för nya medicinska implantat program med innovativ teknik, inklusive formsprutning, konstruerad beläggningar och keramik-metall församlingar. I artikeln beskrivs hur denna utveckling i keramiskt material och bearbetning bidrar till utvecklingen av medicinska implantat applikationer och den nyckelroll som Morgan teknisk keramik (MTC) spelar i den här branschen. Morgan teknisk keramik , som består av Morgan avancerade keramiska (MAC) och Morgan Electro Keramik (MEC) , är en ledande tillverkare av innovativa keramik, glas, ädelmetall, piezoelektriska och material dielektriska. Keramik för konstgjorda leder Framsteg i användningen av keramik för konstgjorda leder har fått en stor uppmärksamhet, särskilt eftersom golflegend Jack Nicklaus fick en keramisk-på-keramik total höftledsplastik 1999 i ett experimentellt förfarande vid New England Baptist Hospital. Keramik-på-keramik höftleder fått FDA-godkännande under 2003. Evolution om Cera mikrofoner i ledplastik Applications Keramiska material har använts för konstgjorda leder sedan 1970-talet då den första generationen av aluminiumoxid som visat överlägsen motståndskraft mot slitage, jämfört med den traditionella metall och material polyeten. Framsteg inom materialkvalitet och tekniker behandling och en bättre förståelse av keramiska konstruktionen ledde till införandet av andra komponenter generationen aluminiumoxid på 1980-talet som erbjöd ännu bättre slitage prestanda. Fördelar med Keramik i gemensamma Replacements Traditionella metall - polyeten hip-systemet slitage genererar skräp polyeten partiklar, förmå osteolys, försvagning av omgivande ben och resulterar i att lossa av implantatet, en primär orsak till kostsamma revision verksamhet. Keramiska material genererar betydligt mindre polyeten skräp när den används tillsammans med polyeten acetabular komponenter i lager par. Faktum är state-of-the-art keramik-på-keramik teknik där en aluminiumoxid lårbenshuvudet är parad med en aluminiumoxid acetabular kopp, helt eliminerar polyeten skräp och minskar slitaget avsevärt. En studie av MAC hippa Vitox ® keramik-på-keramik höftleder visat en förslitning på bara 0.032mm3/million cykler. Förutom att lösa de problem som orsakas av polyeten skräp, lindrar användning av keramiska-på-keramik-höft-system någon oro över metalljon utsättning i kroppen om en metall mot metall höften systemet användes. Detta överlägsna slitage prestanda förlänger livet på konstgjorda leder, vilket ger keramik-på-keramik leder en förutsedd livslängd på över 20 år. Servering behoven hos allt fler yngre patienter för vilka en sådan operation är nu en livskraftig verksamhet, dessa keramiska-på-keramik lederna tillåta dem att fortsätta med aktiva livsstilar. Keramik för implanterbara Elektroniska enheter Ny utveckling i keramisk teknik spelar en lika viktig roll i utvecklingen av implanterbara elektroniska enheter. I fyrtiofem år sedan den första pacemaker framgångsrikt implanteras i USA har forskare och läkare skapat ett brett utbud av implanterbara elektroniska apparater, inklusive pacemaker, defibrillator, cochleaimplantat, hörapparater, drug delivery och neurostimulators. Till exempel är medicintekniska företag tester neurostimulators att pulsen olika nerver för att behandla särskilda medicinska tillstånd: det hypoglossus nerv [i halsen] för att behandla sömnapné, sakralnerven att behandla tarm störningar, magen för att behandla fetma, thalamus att behandla epilepsi, vagus-nerven för att behandla kronisk depression och andra regioner i djupa hjärnan för att behandla migrän och tvångssyndrom. Dessa enheter blir alltmer beroende av keramiska komponenter, till exempel foder-thrus som ger den funktionella gränssnittet mellan enheten och vävnad. En feed-Thru är ett keramiskt mot metall tätningen som innehåller metall stift eller små rör som passerar genom en keramisk beståndsdel. Dessa stift kan elektricitet att passera in eller ut från den implanterade enheten för att känna vad som händer i kroppen och / eller att administrera en elektrisk laddning när det behövs. En feed-thru kan också användas för att administrera läkemedel till patienten. Den keramiska substrat av foder-thru fungerar som en elektrisk isolator, isolera stift från varandra. Morgan teknisk keramik kan också göra keramiska hus församlingar att bifoga elektroniken för enheten, som kan fästa en feed-thru. Avgift d-Thrus för implanterbara Elektroniska enheter Feed-thrus för implantat måste vara hermetisk, med en tät tätning runt varje stift. Detta garanterar "att kroppsvätskor inte arbeta sig in i enheten och förstöra den interna elektroniken och att kemikalier inte oavsiktligt fly från enheter drug delivery. En hårdlöda material, vanligtvis 99,99% guld, används för att ansluta varje metall stift till keramiska isolatorer. För att säkerställa att hårdlöda fastnar ordentligt, Morgan avancerade keramer har utvecklat en patentskyddad process där ytan av keramiska är förberedd för lödning genom tillämpning av en tunn film av biokompatibla metall som platina, niob, titan via fysisk förångningsdeposition (PVD ). Utvecklare av nya och förbättrade medicintekniska produkter för implantation efterfrågan ständigt mindre och mer komplexa komponenter. Till exempel Morgan teknisk keramik har skapat en en-tums diameter keramiskt foder-thru för applikationer drug delivery som rymmer 104 olika stift. Spänning passerar varje stift aktiverar olika kombinationer av växlar ger ett större antal, eller mer komplexa kombinationer av läkemedel som administreras vid varje given tidpunkt. Komplexa Miniatyr komponenttillverkning för implantat Tillämpningen av pulver formsprutning (PIM) har främjat strävan efter komponenten miniatyrisering. Denna metod möjliggör produktion av invecklade funktioner och ovanliga geometrier, framför allt för hörsel-assist enheter, skruvar ben och implanterbara pumpar hjärtat. Provning av keramiska formsprutade föremål har visat att net-shape as-gjutna delar uppvisar betydligt mindre variation i böjhållfasthet än grönt maskinbearbetade delar av samma formulering. Den smalare Modulus för bristning distribution av PIM delar kan hänföras till lägre variabilitet i yta än vad som sker med en jämförbar bearbetad yta. Morgan avancerade keramiska erbjuder också Metal Injection Molding (MIM) teknologi , vilket ger en låg kostnad alternativ till bearbetning, investeringar gjutning och stämpling. En MIM maskinen kan typiskt mögel delar i ungefär 10 sekunder jämfört med minuter eller timmar med hjälp av konventionella tekniker. MIM program är idealiska för stora volymer produktion av intrikata komponenter, allt från laparoskopisk instrument biopsi käkar och tandvård konsoler. Diamantlikt kol Coatings för implantat, DLC Ytterligare ett område av keramiska tekniska utvecklingen viktigt att medicinska implantat applikationer är keramiska beläggningar, såsom diamantlikt kol (DLC) , som ger ett biokompatibelt, sterilisering-kompatibla, icke-lakning, och slitstark yta för viktiga vridningspunkter och slitytor. Sådana beläggningar används för att minska friktionen, öka ythårdhet och förhindra jon överföring från metallkomponenter implantatet. Slutord Driven av den snabbt växande och föränderlig marknad för medicinska implantat, forskare material och keramik komponenttillverkare kommer att fortsätta att utveckla nya material och nya processer för de mindre, mer sofistikerade och mer långvarig applikationer implantat i framtiden. |