Kim loại được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực y tế - titan

Với xu hướng già hóa ở nước ta, tỷ lệ mắc các bệnh về tim mạch ngày càng tăng qua từng năm và ngày càng có nhiều bệnh nhân cần đặt stent tim, bắc cầu và phẫu thuật cấy máy điều hòa nhịp tim. Vì vậy, nghiên cứu về vật liệu sửa chữa tim mạch (như van tim nhân tạo, máy lọc máu, máy điều hòa nhịp tim và bơm tim nhân tạo, v.v.) đã thu hút được nhiều sự quan tâm của cộng đồng y tế.

Cơ thể con người chứa 14 nguyên tố kim loại bao gồm kali, natri, canxi và magie, chiếm hơn 99% tổng lượng ion kim loại trong cơ thể con người. Bốn kim loại này không được sử dụng trong y học nhưng titan được chọn cho tim. Sự hấp dẫn của titan như một vật liệu sửa chữa mạch máu là gì?

Hóa ra titan là một "kim loại ưa sinh học", có tính chất trầm tĩnh và độc đáo, cứng như thép, nhẹ như nhôm, tốt cho sức khỏe và thân thiện với môi trường. Hãy tiết lộ từng tính chất của kim loại titan.

Bất kỳ kim loại nào cũng sẽ bị oxy hóa, kể cả sắt, đồng, nhôm và sẽ bị rỉ sét, gây hại cho cơ thể con người. Nhưng titan không chỉ có khả năng tương thích cao với các sinh vật sống mà quá trình oxy hóa titan không gây hại cho cơ thể con người và chỉ tạo thành một màng oxit. Màng oxit này có độ bám dính mạnh, độ trơ cao và kết cấu rất dày đặc. Nó không chỉ mang lại cho người dùng cảm giác ấm áp và êm ái mà còn bảo vệ hợp kim titan bên trong. Môi trường bên trong cơ thể con người về cơ bản không gây ra bất kỳ thiệt hại nào cho titan. Dù có ngâm trong nước biển trăm năm cũng không bị hư hại.

Titan cũng có khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn, ít gây kích ứng thành khí quản và không ảnh hưởng tích cực đến cơ thể con người sau này. Titan có đặc tính kháng khuẩn và có thể được sử dụng trên cơ thể con người trong nhiều thập kỷ mà không có vi khuẩn phát triển.

Titan không có từ tính và ổn định về mặt hóa học. Nó sẽ không can thiệp vào thiết bị trong quá trình phát hiện. Trong quang phổ cộng hưởng từ, các hiện vật do titan gây ra rất hiếm.

Ngoài việc phù hợp thì nó còn đủ “bền”. Khi nhiệt độ của titan thấp hơn 315 độ, màng oxit có thể duy trì các đặc tính ổn định và độ bền của nó đủ tuyệt vời. Nó có độ bền kéo/năng suất cao, khả năng phục hồi lớn và không dễ bị biến dạng sau khi đúc. Tất nhiên, nó cũng đủ nhẹ.

Năm 1977, nước tôi đã thực hiện ca phẫu thuật thay đầu xương đùi nhân tạo bằng titan nguyên chất công nghiệp cho một bệnh nhân. Sau 30 năm quan sát, người ta nhận thấy bề mặt của quả cầu titan nhẵn, đường kính không thay đổi đáng kể, không gây đau đớn và hiệu quả chữa bệnh lâu dài là tốt.

Do đặc tính “biophilic” của titan, nó có khả năng tương thích sinh học tốt với các mô của con người và không có tác dụng phụ độc hại nên được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế.

Hiện tại, việc sử dụng hợp kim titan trong cấy ghép phẫu thuật đang tăng với tốc độ hàng năm là 5%-7%. Báo cáo cho thấy ứng dụng của titan trong lĩnh vực y tế chủ yếu tập trung ở khớp hông và khớp gối, chiếm tỷ lệ lần lượt là 40% và 36%. Titan không chỉ chiếm một vị trí quan trọng trong ngành y tế mà còn đóng một vai trò rất lớn trong xã hội loài người. Nó là vật liệu hàng không vũ trụ hàng đầu có thể thích ứng với điều kiện khắc nghiệt của ngoài vũ trụ, đồng thời nó cũng là vật liệu y tế có thể được cấy ghép an toàn vào cơ thể con người và trở thành một bộ phận của cơ thể.

Là một kim loại quý như vậy, tôi hy vọng rằng trong tương lai, titan có thể ngày càng giúp đỡ nhiều người hơn trong cuộc sống hàng ngày và giúp mọi người có cuộc sống tốt đẹp hơn.