- موضوع مقالات علمی
- تاریخ 15 مهر 1402
- 0 نظر
- 208بازدید
کاربرد پالادیوم در مقایسه با پلاتین در زیستپزشکی
صنعت زیست پزشکی از طیف وسیعی از ابزارهای فلزی استفاده می کند و در سال های اخیر، شیوع دستگاه های پزشکی قابل کاشت به طور چشمگیری افزایش یافته است. از تعویض مفصل گرفته تا ضربان‌ساز، دستگاه‌های پزشکی کاشته‌شده در حال تغییر دنیای علم زیستپزشکی هستند. بخش مهمی از عملکرد این ایمپلنت ها شامل آبکاری فلزی است.
در زمینه زیستپزشکی، از ایمپلنت‌ها گرفته تا قطعات فلزی آبکاری شده، به طور گسترده ای از پوشش‌های فلزی استفاده می شود. این روکش‌های فلزی باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی و زیست سازگاری دستگاه‌ها و ایمپلنت‌های پزشکی می‌شود. از میان این فلزات پلاتین و پالادیوم از ارزشمندترین و کاربردی ترین آنها هستند.
پالادیوم در مقایسه با پلاتین چگونه است؟
شباهت‌های پالادیوم و پلاتین
پلاتین و پالادیوم به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی بسیار مشابه آنها اغلب با یکدیگر اشتباه گرفته می شوند. برخی از ویژگی های مشترک آنها عبارتند از:
رنگ: پلاتین و پالادیوم هر دو رنگ سفید نقره ای دارند و به عنوان روکش های زینتی برای بسیاری از محصولات مطلوب هستند.
غیر متخلخل: پلاتین و پالادیوم فلزاتی غیر متخلخل هستند، به این معنی که وقتی روی ماده دیگری قرار می گیرند، سطح صاف و یکنواختی تشکیل می دهند. این یک مزیت بزرگ برای کاربردهای زیست پزشکی است به این دلیل که سطوح متخلخل بیشتر مستعد جذب باکتری ها هستند و شانس عفونت در ایمپلنت ها را افزایش می دهند.
خواص مکانیکی: هر دو پلاتین و پالادیوم چکش‌خوار، انعطاف‌پذیر و نسبتاً سخت هستند و این خواص مکانیکی را پس از لحیم کاری در دمای بالا حفظ می‌کنند.
رسانایی: پلاتین و پالادیوم هر دو رسانایی الکتریکی و حرارتی خوبی دارند که منجر به محبوبیت آنها در کاربردهای الکترونیکی می شود.
مقاومت در برابر خوردگی: هر دو ماده در برابر چندین نوع خوردگی از جمله خوردگی اسیدی و اکسیداسیون مقاوم هستند. این بدان معنی است که آنها در اکثر محیط ها بدون آسیب یا تغییرات شیمیایی مقاوم می‌مانند.
سازگاری زیستی: پلاتین و پالادیوم با مقاومت قوی در برابر خوردگی و بی اثر بودن در محیط های آلی، بر خلاف فلزاتی مانند نیکل و مس، مواد بسیار زیست‌سازگاری هستند. این بدان معناست که این فلزات وقتی در تماس دائمی با بافت نرم یا استخوان باشند، حساسیت ایجاد نمی‌کنند.
پرتوپاک بودن: پلاتین و پالادیوم هر دو پرتوپاک هستند، به این معنی که تابش را مسدود می کنند و در تصاویر اشعه ایکس نشان داده می شوند.
تفاوت‌های پالادیوم و پلاتین:
در حالی که پلاتین و پالادیوم از نظر ظاهری تقریباً یکسان هستند و به مواد شیمیایی و عناصر مشابه واکنش نشان می دهند، چندین تفاوت کلیدی دارند. این تفاوت ها بیشتر به چگالی، نقطه ذوب و قیمت برمی گردد.
چگالی: پلاتین 75 درصد چگال تر و بسیار سنگین تر از پالادیوم است که باعث می شود دوام بیشتری نسبت به پالادیوم داشته باشد.
نقطه ذوب: چگالی بالای پلاتین همچنین به نقطه ذوب بالاتر آن کمک می کند، که در حدود 3224 درجه فارنهایت است. این نقطه ذوب بسیار بالا، پلاتین را برای کاربردهای گرمای شدید مطلوب تر می کند.
انعطاف پذیری: پالادیوم در مقایسه با پلاتین انعطاف پذیر تر است و شکل پذیری بهتری دارد.
قیمت: کمبود پلاتین در چند دهه گذشته آن را به فلزی با قیمت بالاتر تبدیل کرده است. به دلیل این تفاوت قیمت و شباهت‌های فیزیکی و شیمیایی بین پلاتین و پالادیوم، بسیاری از صنایع به این فکر افتاده اند که از پالادیوم به عنوان جایگزین ارزان تر از پلاتین استفاده کنند.
ویژگی‌های مشترک پلاتین و پالادیوم، پالادیوم را به ماده‌ای بسیار مطلوب برای جایگزینی با پلاتین تبدیل می‌کند، به‌ویژه که این ماده به دلیل فراوانی بیشتر و قیمت پایین‌تر به یک انتخاب عالی برای کاربردهای پزشکی تبدیل شده است.
امروزه شرکت ها از پلاتین و پالادیوم در تولید قطعات متعدد استفاده می کنند. آبکاری با این مواد به ویژه برای کاربردهای خودرو و الکترونیک محبوبیت خاصی دارد. با این حال، نوآورانه ترین کاربردهای این فلزات و آلیاژهای آنها در صنعت زیست پزشکی به شمار می‌آید.
مزایای زیستپزشکی پالادیوم و پلاتین
خواص فیزیکی و شیمیایی پالادیوم و پلاتین این دو فلز را برای کاربردهای زیست پزشکی ایده آل می کند. به دلیل انعطاف پذیری، آنها می توانند تقریبا به هر شکل و اندازه ای شکل بگیرند. با این حال بیشتر به عنوان پوشش‌های فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرند. آبکاری پلاتین و پالادیوم منجر به ایجاد یک لایه نازک از فلز با ضخامت بین 0.5 تا 5 میکرومتر می شود، که برای ایجاد ویژگی‌های مفید زیست پزشکی بر روی انواع زیرلایه‌ها به کار می‌رود . برخی از این خواص عبارتند از:
بی اثری شیمیایی: پلاتین و پالادیوم از نظر شیمیایی بی اثر هستند، به این معنی که با اکثر محیط ها و مواد شیمیایی طبیعی واکنش شیمیایی نمی دهند. این موضوع در مورد بدن انسان نیز صدق می کند - وقتی پلاتین و پالادیوم در داخل بدن کاشته می شوند، مواد مضر آزاد نمی کنند. فلزات دیگر مانند مس و نیکل می توانند مولکول هایی را آزاد کنند که باعث واکنش های آلرژیک می شوند. وقتی پالادیوم و پلاتین آبکاری می‌شوند، می‌توانند این خواص را به ایمپلنت‌ها و دستگاه‌های پزشکی بدهند و از بدن انسان در برابر مواد کاشته‌شده مضر محافظت کنند.
رسانایی الکتریکی: هر دو ماده رسانای الکتریکی عالی هستند و آنها را برای استفاده در الکترودهای تحریک کننده‌ی نورونی ایده آل می کند.
پرتوپاک بودن: از آنجایی که پلاتین و پالادیوم به وضوح در اشعه ایکس قابل مشاهده هستند، ایمپلنت‌هایی که با این مواد پوشانده شده است نیز این ویژگی را به دست خواهند آورد. این ویژگی باعث می‌شود تشخیص آنها با دستگاه های استاندارد تصویربرداری پزشکی در طول درمان امکان پذیر شود و برای ایمپلنت‌هایی که در طول فرآیندهای درمان باید ردیابی شوند، مفید باشند.
استحکام: دوام و سختی پالادیوم و پلاتین نیز از نکات مثبت کاربرد آن ها در دستگاه های زیست پزشکی است. این فلزات می توانند استحکام قطعات پزشکی را افزایش دهند، که می تواند ویژگی مهمی برای ایمپلنت هایی باشد که به طور منظم تحت فشار قرار می گیرند، مانند ایمپلنت های جایگزین مفصل.
این مزایا باعث شده است که شرکت ها به دنبال پلاتین و پالادیوم برای برخی از کاربردهای پوشش دهی زیستپزشکی باشند.
کاربردهای زیستپزشکی پوشش های پلاتین
زیست سازگاری ذاتی پلاتین آن را برای ساخت ایمپلنت ها و پروتزهای پزشکی ارزشمند می کند. با آبکاری این دستگاه ها با پلاتین، سازندگان از ایمپلنت‌ها در برابر خوردگی و از بیمار در برابر مواد ناسازگار محافظت می کنند. این خواص شیمیایی و فیزیکی پلاتین را به گزینه ای ایده آل برای بسیاری از کاربردها تبدیل می‌کند، از جمله:
الکترودها: رسانایی الکتریکی پلاتین آن را به انتخاب خوبی برای الکترودهای ماشین آلات پزشکی تبدیل می کند. از این الکترودها درکاربردهای مختلفی مانند دستگاه های تحریک کننده ی نورونی و سنسورهای اکسیژن، ضربان سازها، دفیبریلاتورهای قابل کاشت و کاتترهای الکتروفیزیولوژی و غیره استفاده می‌شود. ایدستگاه‌های زیستپزشکی با پوشش دهی جزئی پلاتین، در این کاربردها رایج هستند.
ایمپلنت های دندانی: شرکت ها مدت هاست که ایمپلنت های دندانی را با فلزات گرانبها از جمله پلاتین ساخته اند. اگرچه صنعت دندانپزشکی هنوز به پلاتین متکی است، اکثر ایمپلنت های دندانی اکنون با تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم ساخته می شوند.
ایمپلنت‌های قابل کاشت در بدن: پلاتین در ساخت قطعات قابل کاشت در بدن مانند ضربان ساز ها، دفیبریلاتورهای قابل کاشت و کاتترهای الکتروفیزیولوژی کاربرد بسیار دارد. پلاتین علاوه بر اینکه به این ایمپلنت‌ها استحکام می‌بخشند به بهبود خواص پرتوپاکی آنان کمک می کند، بنابراین هنگام کاشت حرکت ایمپلنت با اشعه ایکس قابل مشاهد است.
ایمپلنت‌های ارتوپدی: اگرچه اکثر شرکت‌ها ایمپلنت‌های ارتوپدی را با مواد پایه‌ای مانند فولاد ضد زنگ، کبالت، کروم و تیتانیوم می‌سازند، اما این فلزات اغلب برای مقابله با اصطکاک و سایش طولانی‌مدت به آبکاری پلاتین نیاز دارند. پلاتین اغلب به عنوان فلزی مقاوم و ضد حساسیت برای پوشش دهی ایمپلنت های مفصل ران و زانو استفاده می‌شود.
کاربردهای زیستپزشکی پالادیوم
پالادیوم به اندازه پلاتین زیست سازگار و قابل کار است و به همان اندازه برای ایمپلنت های پزشکی قابل استفاده است. با مقاومت مشابه در برابر خوردگی و استحکام، دستگاه‌های زیستپزشکی با پوشش پالادیوم در کاربردهای متنوعی استفاده می‌شوند، از جمله:
دندانپزشکی: صنعت دندانپزشکی بیش از دو دهه است که از پالادیوم و آلیاژهای آن در ساخت ایمپلنت های دندانی مقاوم در برابر خوردگی در محیط دهان استفاده می‌کند. اگرچه بیشتر برای تاج ها و بریج ها استفاده می شود، اما شرکت ها همچنین پالادیوم را روی ایمپلنت های تیتانیوم قرار می دهند تا از سطح مواد پایه محافظت کنند.
ایمپلنت های موقت: آلیاژهای پالادیوم جایگزینی برای آلیاژهای پلاتین در هنگام آبکاری کاتترها و اجزای دیگر ایمپلنت های موقت هستند. این ماده علاوه بر صرفه اقتصادی نسبت به پلاتین به بهبود سختی بیرونی ایمپلنت کمک می کند و در عین حال باعث بهبود خاصیت پرتو پاکی قطعه برای بررسی اشعه ایکس می شود.
استفاده از پالادیوم در دستگاه های زیست پزشکی گسترده است، اما در حال حاضر در ایمپلنت های ارتوپدی رایج نیست، زیرا پلاتین در آن ناحیه بسیار محکم تر است. در بیشتر کاربردهای دیگر، می‌توانید از پالادیوم و پلاتین با کارایی و قابلیت اطمینان تقریباً برابر استفاده کنید. در این موارد، سازندگان ممکن است به دلیل هزینه، پالادیوم و آلیاژهای آن را به پلاتین ترجیح دهند.
پلاتین در مقابل پالادیوم در دستگاه های زیستپزشکی
هنگام انتخاب پالادیوم یا پلاتین برای پوشش دهی قطعات زیست پزشکی، اکثر تولیدکنندگان پلاتین را به دلیل رایج بودن آن به پالادیوم ترجیح می دهند. پلاتین 40 سال است که در صنعت زیست پزشکی استفاده می شود، در حالی که پالادیوم اخیراً به عنوان یک گزینه زیست پزشکی قابل استفاده معرفی شده است. به همین دلیل با وجود مطالعاتی که در زمینه ی ویژگی های پالادیوم صورت گرفته است چندین سال دیگر طول خواهد کشید تا این دو گزینه واقعاً قابل تعویض باشند.
در نتیجه تولید کنندگان این قطعات، تصمیم را تا حد زیادی به دست مشتریان می سپارند. پلاتین انتخاب ارجحی برای شرکت‌هایی است که می‌خواهند گزینه جاافتاده‌تری با طیف وسیع‌تری از کاربردها داشته باشند. همچنین برای شرکت های تولید کننده پزشکی که به دنبال کاشت ایمپلنت های ارتوپدی هستند، انتخاب بهتری است.
با این حال، هنگامی که قیمت عامل تعیین کننده است، پالادیوم اغلب انتخابی به صرفه است. این پویایی احتمالاً در آینده تغییر خواهد کرد زیرا کاربردهای پالادیوم بیشتر مورد استقبال قرار می گیرد و استفاده از آن در فناوری پزشکی پیشرفت بیشتری می کند.
خدمات شرکت نیوساد صنعت پارت شامل تولید نمک های پلاتین، حمام های آبکاری پلاتین و انجام پروژه های پوشش دهی بر روی انواع زیر لایه ها در کاربردهای صنعتی از قبیل صنایع هوا فضا، خودروسازی، آندهای پلاتینایز شده و کاربردهای زینتی و پزشکی است.
برای اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.
تلفن:09132278204+
تلفن:09131062981+
ایمیل: info@newsaadsanat.com