Оксиди цирконий ва оксиди алюминий якҷоя шуда, гилхоки пурқувватшудаи Zirconia ҳосил мекунанд (ZTA), маводи истисноӣ дар бисёр барномаҳо. Хусусиятҳои механикӣ, қувват, устувории шикаста, чандирӣ, сахтӣ ва муқовимати фарсудашавӣ дар ин маводи сафолии таркибӣ, ки ба синфи композитҳои AZ тааллуқ дорад, хеле қадр карда мешавад. ZTA интихоби афзалиятнок барои қувваи баланди механикӣ гардид, муқовимати гармӣ ва муқовимат ба зангзании.
Рамзи рамзгузории таркиб ва сохтор
Дар байни дигар чизҳо, Глиноземи пурқувватшудаи циркония аз донаҳои цирконий иборат аст, ки дар як матритсаи гилхок яксон пароканда шудаанд. Одатан, ин дар бар мегирад 10-20% ҳаҷми ZrO2 дар гилхок. Вобаста ба таносуби онҳо, омехтаҳои таркибӣ ба сафолӣ бо хусусиятҳои хос вобаста ба истифодаи мушаххас мусоидат мекунанд.
Блокҳои сохтмонӣ: Глинозем ва цирконий
Компонентҳои асосие, ки барои ташаккули ZTA омехта мешаванд, гилхок ва циркония мебошанд. Гайр аз ин, имплантатсияҳои ортопедӣ ин маводи сафолиро, ки бо номи Оксиди Алюминий маълуманд, истифода мебаранд (Al2O3) дар таърих бо сабаби мутобиқати хуби биологӣ, инчунин қувваи бузурги механикӣ ва муқовимати шикастани он.
Хусусияти дигари барҷастаи циркония ин суръати пасти зангзании он, инчунин устувории хуби химиявӣ ва қувваи баланди механикӣ мебошад.. Модули ҷавони он бо хӯлаҳои аз пӯлоди зангногир ҳамон як миқдор аст.
Он чӣ гуна сохта шудааст
Истеҳсоли ZTA маънои эҷод кардани донаҳои тетрагоналӣ-фазавии циркониро дар тамоми матритсаи гилхок яксон тақсим мекунад.. Консентратсияи фишори нӯги тарқишҳо метавонад сохтори кристаллии тетрагоналиро ба як моноклиникӣ табдил диҳад ва ин боиси афзоиши ҳаҷми циркония гардад.. Чунин тавсеаи ҳаҷм афзоиши тарқишро ба таври муассир баргардонад ё бозмедорад, ки боиси сахтӣ ва қувваи бештар мегардад.
Хусусиятҳои механикии сафолҳои ZrO2-Al2O3
Як қатор хосиятҳои механикии аз ҷониби ZTA намоиш додашуда мавҷуданд, аз ҷумла сахтии олӣ нисбат ба гилхокҳои муқаррарӣ бо арзишҳои зичии якхела., қувват баландтар аз гилхокҳои муқаррарӣ ва пасттар аз сиркони анъанавии коэффисиенти васеъшавии гармии хатӣ (CLTE).
Алюминийи пурқуввати цирконий дорои қувваи баланди механикӣ ва ба гармӣ тобовар аст, аз ин рӯ он занг намезанад.. Дар зер баъзе хосиятҳои ZTA мавҷуданд:
Арзиши амвол
Формулаи кимиёвии Zr-Al2O3
Зичии 4.1-4.38 г/см^3
Сахтӣ 1750-2100 Тугма
чандирии 45-49 x 10^6 psi
Қувваи флексия 100-145 кси
Таносуби Пуассон 0.26
Мустаҳкамии шикаста 5-7 МПа м^1/2
Коэффисиенти васеъшавии гармӣ 8.0-8.1 x 10^-6 1/C
Кобилияти гармигузаронӣ 20.0-21.0 В/мК
Муқовимат ба зарба 325 °C
Ҳарорати максималии корӣ 1650 °C
Истифодаи сафолҳои ZrO2-Al2O3
Алюминийи Zirconia Toughened дар барномаҳои гуногун истифода мешавад, ба монанди онҳое, ки қувваи баланд ва муқовимати фарсудашавиро талаб мекунанд. Ба онҳо мӯҳрҳои клапан дохил мешаванд, остинҳо, поршенҳои насос, соплохои дорупошй ва дигар кисмхои саноатй.
Мутобиқати биологии ZTA
Дар таҳқиқоти гуногун, Гузориш шудааст, ки ZTA ҳангоми имплантатсия ҳеҷ гуна аксуламали манфии бофтаро ба вуҷуд намеорад ва аз ин рӯ онро номзади хуб барои ҷузъҳои борбардори ортопедӣ месозад.. Дар Илова, сахтӣ, сахтӣ ва қувват, ки аз сафолҳои зиркония-глинозем нишон дода шудаанд, онҳоро барои ҷузъҳои борбардори ортопедӣ мувофиқ мекунанд.
ZTA дар артропластикаи хип
Дар бораи сафолҳо, ба монанди гилхок мубоҳисаҳои зиёд гузаронида шуданд, зиркония ва зиркония гилхок сахт (ZTA) ҳамчун маводи мувофиқ дар артропластикаи хип . Ин бартариҳои ZTA бидуни ворид кардани нуқсонҳои марбут ба зирконияи итрии устуворшуда, ки хосиятҳои баланди механикӣ ё гилхокро бо ғайрифаъолияти баланди худ нишон медиҳанд, ба даст оварда шуданд..
ZTA дар артропластикаи зону
Аксаран, тарҳҳои имплантат сафолӣ барои артропластикаи умумии зону (ТКА) бо мақсади ҳалли масъалаи аксуламалҳои аллергӣ, ки метавонанд дар беморон, вақте ки ҷузъҳои хӯлаи муосири титан ё кобальт-хром зарраҳои фарсударо ҷудо мекунанд, таҳия карда шудаанд.. Глиноземи пурқувватшудаи циркония (ZTA) Matrix Composite як биоматериали пешрафта барои чунин барномаҳо мебошад.
ZTA: Ояндаи умедбахш
Ин таҳқиқоти пайваста ва инчунин таҳияи роҳҳои беҳтар кардани атрибутҳои ZTA ва истифодаи эҳтимолии онро дар бар мегирад. Боз як гилхок аз Zirconia Toughened Alumina бо хосиятҳои механикӣ тарҳрезӣ шудааст, ки аз нигоҳи устувории тобоварӣ нисбат ба онҳое, ки дар тиҷорат дастрасанд Biolox® Delta хеле камтаранд.. Дигар, ба монанди таркиби сафолҳои нитриди кремний, ки ба наздикӣ дар артропластикаи хип ҷорӣ карда шуданд, инчунин нисбат ба гилхок қувваи баландтар нишон медиҳанд. Ояндаи ZTA бо бисёр барномаҳо ва хосиятҳои олӣ дурахшон аст.. Бинобар ин, бо технологияи пешрафта, Интизор меравад, ки ZTA барои консепсияҳои нав дар ҷабҳаҳои гуногун, бахусус биотиббӣ асос хоҳад буд.