โลหะที่ใช้กันมากที่สุดในวงการแพทย์คือไทเทเนียม

ด้วยแนวโน้มการสูงวัยในประเทศของเรา อุบัติการณ์ของโรคหัวใจและหลอดเลือดจึงเพิ่มขึ้นทุกปี และผู้ป่วยจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ต้องการการใส่ขดลวดหัวใจ การทำบายพาส และการผ่าตัดปลูกถ่ายเครื่องกระตุ้นหัวใจ ดังนั้นการวิจัยเกี่ยวกับวัสดุซ่อมแซมหัวใจและหลอดเลือด (เช่น ลิ้นหัวใจเทียม ตัวกรองเลือด เครื่องกระตุ้นหัวใจ และเครื่องปั๊มหัวใจเทียม ฯลฯ) จึงได้รับความสนใจอย่างมากจากวงการแพทย์

ร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยธาตุโลหะ 14 ชนิด ได้แก่ โพแทสเซียม โซเดียม แคลเซียม และแมกนีเซียม ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 99% ของไอออนโลหะทั้งหมดในร่างกายมนุษย์ โลหะทั้งสี่ชนิดนี้ไม่ได้ใช้ในการแพทย์ แต่เลือกไทเทเนียมสำหรับหัวใจ อะไรคือเสน่ห์ของไทเทเนียมในฐานะวัสดุซ่อมแซมหลอดเลือด?

ปรากฎว่าไทเทเนียมเป็น "โลหะชีวภาพ" ที่มีคุณลักษณะต่ำและมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ทนทานเหมือนเหล็ก เบาเหมือนอะลูมิเนียม ดีต่อสุขภาพ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม มาเปิดเผยอารมณ์ของโลหะไทเทเนียมทีละรายการกันดีกว่า

โลหะทุกชนิดจะออกซิไดซ์ รวมทั้งเหล็ก ทองแดง และอลูมิเนียม และจะเกิดสนิม ซึ่งเป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ แต่ไทเทเนียมไม่เพียงแต่เข้ากันได้ดีกับสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่การออกซิเดชันของไทเทเนียมนั้นไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์และก่อตัวเป็นฟิล์มออกไซด์เท่านั้น ฟิล์มออกไซด์นี้มีการยึดเกาะสูง มีความเฉื่อยสูง และมีเนื้อสัมผัสที่หนาแน่นมาก ไม่เพียงแต่ให้สัมผัสที่อบอุ่นและนุ่มนวลแก่ผู้คน แต่ยังช่วยปกป้องโลหะผสมไทเทเนียมที่อยู่ภายในอีกด้วย โดยพื้นฐานแล้วสภาพแวดล้อมภายในของร่างกายมนุษย์ไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อไทเทเนียม แม้จะแช่น้ำทะเลไว้เป็นร้อยปีก็ไม่เสียหาย

ไทเทเนียมยังทนต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน มีการระคายเคืองต่อผนังหลอดลมน้อยกว่า และจะไม่ส่งผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ในบั้นปลายชีวิต ไทเทเนียมมีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียและสามารถใช้กับร่างกายมนุษย์ได้นานหลายทศวรรษโดยไม่ทำให้แบคทีเรียเจริญเติบโต

ไทเทเนียมไม่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็กและมีความเสถียรทางเคมี มันจะไม่รบกวนเครื่องมือระหว่างการตรวจจับ ในสเปกโทรสโกปีเรโซแนนซ์แม่เหล็ก สิ่งแปลกปลอมที่เกิดจากไทเทเนียมนั้นหาได้ยาก

นอกจากจะเหมาะสมแล้วยัง “ทนทาน” อีกด้วย เมื่ออุณหภูมิของไทเทเนียมต่ำกว่า 315 องศา ฟิล์มออกไซด์สามารถรักษาลักษณะที่มีเสถียรภาพและมีความแข็งแรงได้ดีเยี่ยมเพียงพอ มีความต้านทานแรงดึง/ผลผลิตสูง มีความยืดหยุ่นสูง และไม่เสียรูปง่ายหลังการขึ้นรูป แน่นอนว่ามันยังเบาพอด้วย

ในปี 1977 ประเทศของฉันได้ทำการผ่าตัดเปลี่ยนหัวกระดูกต้นขาเทียมไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมกับคนไข้รายหนึ่ง หลังจากการสังเกตมา 30 ปี พบว่าพื้นผิวของลูกเทียมไทเทเนียมนั้นเรียบ เส้นผ่านศูนย์กลางไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ ไม่มีความเจ็บปวด และผลการรักษาในระยะยาวก็ดี

เนื่องจากคุณสมบัติ "ทางชีวภาพ" ของไทเทเนียม จึงมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีกับเนื้อเยื่อของมนุษย์ และไม่มีผลข้างเคียงที่เป็นพิษ ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์

ปัจจุบัน การใช้โลหะผสมไทเทเนียมในการผ่าตัดปลูกถ่ายมีการเติบโตในอัตรา 5%-7% ต่อปี รายงานแสดงให้เห็นว่าการใช้ไทเทเนียมในด้านการแพทย์เน้นที่ข้อสะโพกและข้อเข่าเป็นหลัก คิดเป็น 40% และ 36% ตามลำดับ ไทเทเนียมไม่เพียงแต่ครองตำแหน่งสำคัญในอุตสาหกรรมการแพทย์เท่านั้น แต่ยังมีบทบาทอย่างมากในสังคมมนุษย์อีกด้วย เป็นวัสดุการบินและอวกาศชั้นนำที่สามารถปรับให้เข้ากับสภาวะที่รุนแรงของอวกาศได้ และยังเป็นวัสดุทางการแพทย์ที่สามารถฝังลงในร่างกายมนุษย์ได้อย่างปลอดภัยและกลายเป็นส่วนหนึ่งของร่างกาย

ในฐานะโลหะล้ำค่า ฉันหวังว่าในอนาคต ไทเทเนียมจะสามารถช่วยเหลือผู้คนในชีวิตประจำวันได้มากขึ้น และช่วยให้ผู้คนมีชีวิตที่ดีขึ้น