کاربرد سرامیک

به نام خدا

نام محقق:امیرعلی موسی

دبیرستان:ملاصدرا  یک

کلاس:06

سرامیک ها، این مواد دست ‌ساز بشر، از ابتدای تاریخ تمدن تا به امروز توانسته‌اند مواد بسیار مفیدی را در اختیار انسان ها قرار دهند، از سفالینه‌های هزاران سال قبل گرفته تا راکتورهای هسته‌ای و اخیراً نیز محافظ سفینه‌های  فضایی و....
 
یکی از کاربردهای مواد سرامیکی که در ارتباط نزدیک با زندگی بشر است، شامل به کارگیری قطعات سرامیکی در بدن انسان می ‌باشد. به این دسته از سرامیک ها "بیوسرامیک (Bio-ceramic)" گویند. این دسته از سرامیک ها اهمیت فراوانی در زندگی روزمره یافته اند. البته استفاده از مواد مختلف به عنوان "ایمپلانت (implant)" به دوره قبل از میلاد مسیح برمی گردد. اما از اواخر قرن نوزدهم، در اثر پیشرفت و افزایش اطلاعات پزشکی در این مورد کوشش های جدی انجام گرفت.

اولین مواد مصرفی به عنوان ایمپلانت، ترکیبی از برنج و مس بود که به دلیل خوردگی شدید این مواد در بدن، استفاده آنها با شکست مواجه شد. از آنجایی که در پزشکی مدرن ضرورت استفاده از مواد مختلف به منظور ترمیم عیوب بدن انسان احساس می‌ شد، پلیمریست ها (مهندسین پلیمر) گستره وسیعی از این مواد را برای استفاده به جامعه پزشکی معرفی کردند و متالورژها( مهندسین مواد) نیز با استفاده از آلیاژهای جدید و متفاوت، قطعات ارتوپدیک بسیاری برای بدن ساختند. اما حتی این مواد نیز به علت خوردگی شیمیایی در بدن ایجاد عارضه می کرد، حال آنكه بسیاری از ایمپلانت ها، مانند اتصال مصنوعی در مفاصل ران، بایستی برای همیشه در بدن انسان باقی می ‌ماند. از این رو، پژوهشگران برای دستیابی به موادی با مشخصات بهتر به دنیای سرامیک راه پیدا کردند.
هیچ ماده‌ای که در بدن انسان جای گذاری شود، کاملاً خنثی نیست. با این وجود، خوردگی سرامیک ها به دلیل ماهیت ذاتی شان خیلی کمتر از فلزات است. پیشرفت های وسیع در علم سرامیک منجر به دستیابی به موادی با خواص شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی متفاوت و متنوع شده است که می‌ توانند خواص خود را برای مدت زمان طولانی در بدن موجود زنده حفظ کنند. بعضی از این مواد عبارتند از: آلومینا، کربن پیرولیتیک و زجاجی، فسفات های کلسیم و سدیم و غیره.
خصوصیات ایمپلانت دائمی سرامیکی: 

- سازگاری بیولوژیکی:
عموماً مواد ایمپلانت باید با بافت های بدن سازگاری داشته باشند و ایجاد حساسیت و مسمومیت نکنند.
2-عدم خوردگی:
در بدن موجود زنده، خوردگی بیولوژیکی رخ ندهد.
3- کارایی در عملکرد:
باید بتواند به نحو مطلوب وظیفه‌ای را که در هر نقطه از بدن بر عهده آن قرار می دهند به خوبی انجام دهد.
4- قابلیت استریلیزه شدن:
قابلیت استریل و ضدعفونی شدن را داشته باشد، بدون اینکه تغییری در ترکیب آن ایجاد کند یا باعث تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی شود.
5-قابلیت دسترسی:
قابل دسترس بوده و به راحتی تولید شود.
امتیاز سرامیک ها به عنوان مواد زیستی به دلیل سازگاری آنها با محیط فیزیولوژیکی است و این سازگاری به دلیل وجود یون هایی مشابه با یون های موجود در آن محیط مثل کلسیم، پتاسیم، منیزیم و سدیم است.
تحقیقات انجام شده در آزمایشگاه و بدن موجود زنده روی مواد زیر متمرکز شده است: کربن، اکسیدآلومینیم، هیدروکسید آپاتیت، فسفات تری کلسیم، ترکیبات شیشه‌ای و غیره که جالب‌ توجه‌ترین این مواد عبارتند از: دریچه‌های قلبی مصنوعی، زانوی ارتوپدیک (استخوان و مفاصل)، موادی که برای ترمیم و بازسازی جای دندان در فک بکار می روند، موادی که به وسیله آنها از راه پوست می ‌توان با داخل بدن ارتباط پیدا کرد، مفصل ران پروستتیک، پی های مصنوعی  و غیره.
این مواد با توجه به نوع فعالیتشان در محیط به سه دسته تقسیم می‌ شوند:
1- مواد سرامیکی خنثی: مانند آلومینا و کربن
2- مواد سرامیکی با سطح فعال: مانند هیدروکسید آپاتیت و بیوگلاس هاکاربرد سرامیک در پزشکی 3- مواد سرامیکی قابل جذب: مانند فسفات کلسیم.