بایومیڈیکل ٹائٹینیم الائے میٹریلز اور ایپلی کیشنز

بائیو میڈیکل ایپلی کیشنز کے لیے ٹائٹینیم الائے مواد بایو میڈیکل انجینئرنگ میں استعمال ہونے والے فنکشنل ساختی مواد کی ایک کلاس ہے، خاص طور پر سرجیکل امپلانٹس اور آرتھوپیڈک آلات کی تیاری اور تیاری کے لیے۔ ٹائٹینیم مرکبات کی تیاری اور تیاری میں دھات کاری، پریشر پروسیسنگ، جامع مواد اور کیمیائی صنعت شامل ہے، اور اسے دنیا میں ایک ہائی ٹیک مصنوعات کے طور پر تسلیم کیا جاتا ہے۔ ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم مرکب آہستہ آہستہ ایرو اسپیس، ایوی ایشن اور دفاعی صنعت سے شہری صارفین کے میدان میں داخل ہو رہے ہیں۔ جیسے صحت کی دیکھ بھال کی صنعت کے امپلانٹس، طبی آلات؛ کھیلوں اور تفریحی صنعت ٹائٹینیم گولف کلب اور ٹائٹینیم چشمہ فریم، ٹائٹینیم گھڑیاں، ٹائٹینیم سائیکل اور دیگر مصنوعات، ٹائٹینیم پروسیسنگ مواد کی مانگ بڑھ رہی ہے۔ بائیوٹیکنالوجی کی بھرپور ترقی اور بڑی کامیابیوں کے ساتھ، بائیو میڈیکل میٹل میٹریلز اور مصنوعات کی صنعت عالمی معیشت کی ایک ستون کی صنعت میں ترقی کرے گی۔ ان میں ہلکے وزن کے ساتھ ٹائٹینیم اور اس کے مرکب دھاتیں، لچک کا کم ماڈیول، غیر زہریلا، غیر مقناطیسی، سنکنرن مزاحمت، اعلیٰ طاقت، اچھی جفاکشی اور دیگر بہترین جامع کارکردگی، حالیہ برسوں میں، تیزی سے اور مستحکم ترقی کی مانگ ہے۔ ایک ہی وقت میں، جیسا کہ ٹائٹینیم مرکبات آرتھوپیڈکس اور دیگر نئی ممکنہ مارکیٹ کی طلب کے میدان میں داخل ہونے لگتے ہیں، ٹائٹینیم اللویس مارکیٹ کا مستقبل زیادہ تیزی سے ترقی کرتا نظر آئے گا۔
1 طبی ٹائٹینیم کھوٹ کی تحقیقی پیشرفت
1.1 طبی ٹائٹینیم کھوٹ کی درجہ بندی
ٹائٹینیم مرکبات کو مواد کے مائیکرو اسٹرکچر کی قسم کے مطابق 3 اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: -قسم، + -قسم اور ٹائٹینیم مرکبات۔
1.2 میڈیکل ٹائٹینیم کھوٹ کی ترقی کا رجحان
ادبی تحقیق سے پتا چلا ہے کہ ملکی اور غیر ملکی محققین اور اسکالرز اس بات پر متفق ہیں کہ طبی ٹائٹینیم مرکبات کی نشوونما تین شاندار مراحل سے گزری ہے، پہلے مرحلے کی نمائندگی خالص ٹائٹینیم اور Ti-6Al{1}V alloy; دوسرے مرحلے کو Ti-5A1-2.5Fe، Ti-6A1-7Nb; تیسرا مرحلہ بہتر بایو کمپیٹیبلٹی اور کم لچکدار ماڈیولس کے ساتھ + مرکب دھاتوں کی ترقی ہے۔ تیسرا مرحلہ بہتر بایو کمپیٹیبلٹی اور کم لچکدار ماڈیولس کے ساتھ + مرکب تیار کرنا ہے۔ اور لوئر لچکدار ماڈیولس -ٹائٹینیم مرکب۔ مثالی بایومیڈیکل ٹائٹینیم مرکب مواد کو درج ذیل شرائط پر پورا اترنا چاہیے: اچھی بایو مطابقت، لچک کا کم ماڈیول، کم کثافت، اچھی سنکنرن مزاحمت، غیر زہریلا، زیادہ پیداوار کی طاقت، طویل تھکاوٹ کی زندگی، کمرے کے درجہ حرارت پر بڑی پلاسٹکٹی، تشکیل میں آسان، آسان کاسٹنگ۔ . امپلانٹ مواد میں بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے اہم مرکبات Ti-6A1-4V اور Ti-6A1-4VELI ہیں۔ لٹریچر میں بتایا گیا ہے کہ V عنصر مہلک بافتوں کے رد عمل کا سبب بن سکتا ہے، جس کے انسانی جسم پر زہریلے مضر اثرات ہو سکتے ہیں، اور ال آسٹیوپوروسس اور دماغی امراض اور دیگر عوارض کا سبب بن سکتا ہے۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، موجودہ بائیو میٹریل سائنس دان نئے بائیو میڈیکل ٹائٹینیم مرکبات کی تلاش اور تحقیق کے لیے پرعزم ہیں جن میں V اور Al شامل نہیں ہیں۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، موجودہ بائیو میٹریلز کے سائنس دان نئے بائیو میٹریلز کی تلاش اور تحقیق کے لیے پرعزم ہیں جن میں طبی استعمال کے لیے V، Al titanium alloys شامل نہیں ہیں، اور اس سے پہلے یہ معلوم کرنا ضروری ہے کہ کس قسم کے مرکب عناصر نان کو شامل کرنے کے لیے موزوں ہیں۔ - زہریلا اور بایو ہم آہنگ۔ یہ پایا گیا ہے کہ ٹائٹینیم مرکبات جن میں غیر زہریلے عناصر ہوتے ہیں جیسے کہ مولبڈینم، نیوبیم، ٹینٹلم، زرکونیم، وغیرہ میں استحکام پیدا کرنے والے عناصر کی مقدار زیادہ ہوتی ہے، اور + ٹائٹینیم مرکبات کے مقابلے میں، ان میں لچک کا کم ماڈیول ہوتا ہے (E {{ 19}} ~ 80GPa) کے ساتھ ساتھ قینچ کی بہتر خصوصیات اور سختی، جو کہ میں لگانے کے لیے زیادہ موزوں ہے۔ ایک امپلانٹ کے طور پر انسانی جسم.

2 ٹائٹینیم کھوٹ کا اطلاق
2.1 ٹائٹینیم کھوٹ کی طبی بنیاد
انسانی امپلانٹس کے طور پر ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم مرکب استعمال کرنے کے فوائد بنیادی طور پر ہیں: (1) کثافت (20 ڈگری)=4.5 گرام/سینٹی میٹر، ہلکا پھلکا۔ انسانی جسم میں لگائے گئے: انسانی جسم کے بوجھ کو کم کرنے کے لیے، بطور طبی آلہ: طبی عملے کے آپریٹنگ بوجھ کو کم کرنے کے لیے۔ (2) لچک کا کم ماڈیولس، خالص ٹائٹینیم 108,500MPa ہے، جو جسم میں لگایا جاتا ہے: انسانی جسم کی قدرتی ہڈی کے قریب، ہڈیوں کی پیوند کاری کے لیے سازگار، امپلانٹ پر ہڈی کے دباؤ کو بچانے والے اثر کو کم کرنے کے لیے۔ (3) غیر مقناطیسی، برقی مقناطیسی شعبوں اور گرج چمک سے متاثر نہیں، جو استعمال کے بعد انسانی جسم کی حفاظت کے لیے سازگار ہے۔ (4) غیر زہریلا، ایک امپلانٹ کے طور پر انسانی جسم پر کوئی زہریلا ضمنی اثرات نہیں. (5) سنکنرن مزاحمت (بائیو انرٹ دھاتی مواد)، انسانی خون کے وسرجن کے ماحول میں بہترین سنکنرن مزاحمت، انسانی خون اور سیلولر ٹشوز کے ساتھ اچھی مطابقت کو یقینی بنانے کے لیے، کیونکہ امپلانٹس انسانی آلودگی پیدا نہیں کرتے، الرجک رد عمل پیدا نہیں ہوتا، جس سے ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم مرکب حالات کی درخواست کے لئے بنیاد ہے. (6) اعلی طاقت، اچھی سختی، صدمے، ٹیومر اور ہڈیوں کو نقصان پہنچانے والے دیگر عوامل کی وجہ سے، ہڈیوں کو ٹھوس سہارا دینے کے لیے، مڑے ہوئے پلیٹوں، پیچ، مصنوعی ہڈیوں اور جوڑوں کی مدد سے استعمال کیا جانا چاہیے، وغیرہ، ان امپلانٹس کو جسم میں طویل عرصے تک چھوڑنا چاہیے، یہ انسانی جسم کے موڑنے، مروڑنا، اخراج، پٹھوں کے سکڑنے اور دیگر کرداروں کے تابع ہوں گے، اعلی طاقت اور سختی کے ساتھ امپلانٹس کی ضروریات۔

2.2 ٹائٹینیم مرکبات کے طبی اور آرتھوپیڈک شعبے
ٹائٹینیم مرکبات، ٹائٹینیم کی اقسام اور قیمتوں میں کمی کے ساتھ مارکیٹ کی صورت حال، سول انڈسٹری میں ٹائٹینیم ایپلی کیشنز میں تیزی سے اضافہ ہوا ہے۔ CFDA کو طبی آلات کی تین کلاسوں میں ان کی حفاظت کے لحاظ سے اعلی سے کم تک، اور بالترتیب حکومتی نگرانی اور انتظام کے تین درجوں میں تقسیم کیا جائے گا، ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم الائے مٹیریل امپلانٹس کا تعلق طبی آلات کی تیسری کلاس سے ہے، اور اعلیٰ قدر۔ استعمال کی اشیاء کی کلاس. ذیلی صنعت کے 5% سے زیادہ کا ذیلی طبقہ مارکیٹ شیئر، بشمول وٹرو تشخیص، کارڈیک، تشخیصی امیجنگ، آرتھوپیڈکس، امراض چشم، آرتھوپیڈکس چھ بڑے حصے۔ ان میں سے، ان وٹرو تشخیص، آرتھوپیڈکس اور کارڈیک انٹروینشن چین میں سب سے تیزی سے بڑھتی ہوئی اعلیٰ قیمت کے استعمال کی اشیاء ہیں۔ بایومیڈیکل ٹائٹینیم اور اس کے مرکب کا استعمال تین تاریخی مراحل سے گزرا ہے: 1950 کی دہائی کے اوائل میں، سب سے پہلے برطانیہ اور ریاستہائے متحدہ میں، تجارتی طور پر خالص ٹائٹینیم کا استعمال ہڈیوں کی پلیٹوں، پیچوں، انٹرا میڈولری ناخن اور کولہے کے جوڑوں کی تیاری کے لیے کیا جاتا تھا۔ . سوئس میتھیس نے گردن کے فریکچر کے علاج کے لیے غیر توسیع شدہ انٹرا میڈولری نیلنگ سسٹم (بشمول ٹیبیا، ہیومر، فیمر) اور کھوکھلی پیچ بنانے کے لیے Ti-6A1-7Nb الائے کا استعمال کیا۔ غیر محفوظ Ni-Ti (PNT) الائے بائیو ایکٹیو میٹریل مینوفیکچرنگ گریوا، لمبر انٹر باڈی فیوژن (کیج) کینیڈا BIORTHEX کمپنی نے غیر محفوظ Ni-Ti الائے پیٹنٹ میٹریل ACTIPOREORE گاما مینوفیکچرنگ سروائیکل، lumbar انٹر باڈی فیوژن کے استعمال کو آرتھوپیڈک علاج میں تیار کیا ہے۔ نیا بیٹا ٹائٹینیم مرکب آرتھوپیڈکس، دندان سازی اور عروقی مداخلت اور جدید مواد کے دیگر استعمال کو مدنظر رکھتے ہوئے آرتھوپیڈک میڈیکل ڈیوائس انڈسٹری کا عالمی میڈیکل ڈیوائس مارکیٹ شیئر کا 9 فیصد سے زیادہ حصہ ہے، اور اب بھی تیزی سے ترقی میں ہے۔ آرتھوپیڈک میڈیکل ڈیوائسز مارکیٹ کو چار اہم حصوں صدمے، جوڑوں، ریڑھ کی ہڈی اور دیگر میں تقسیم کیا گیا ہے۔ ان میں سے، صدمہ واحد طبقہ ہے جس پر غیر ملکی کمپنیوں نے بڑے بازار حصص پر قبضہ نہیں کیا ہے، اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ اس شعبے کی مصنوعات کم ٹیکنالوجی، نقل کرنے میں آسان، کام کرنے میں کم مشکل، اور بہت سے دوسرے اور تیسرے نمبر پر ہیں۔ سطح کے ہسپتالوں کو باہر کیا جا سکتا ہے، لہذا غیر ملکی کمپنیوں کو مکمل طور پر احاطہ نہیں کیا جا سکتا. ٹراما پروڈکٹس کو اندرونی فکسیشن اور بیرونی فکسیشن ڈیوائسز میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، اندرونی فکسیشن ٹراما پروڈکٹس بشمول انٹرا میڈولری ناخن، پلیٹیں اور پیچ وغیرہ۔ 2012 میں گھریلو آرتھوپیڈک مارکیٹ میں صدمے کا حصہ 34%، جوڑوں کا 28%، 20% ریڑھ کی ہڈی، اور دوسرے کا 18٪۔ بڑے جوڑ اعلی تکنیکی رکاوٹوں کے ساتھ اعلی درجے کے طبی آلات ہیں۔ اس وقت، مرکزی دھارے کے ہسپتال بنیادی طور پر آرتھوپیڈک مواد درآمد کر رہے ہیں، اور ٹیکنالوجی، ڈیزائن، تحقیق اور ترقی، مواد، اور سطح کے علاج کے عمل کے لحاظ سے گھریلو اور درآمد شدہ مصنوعات کے درمیان اب بھی فرق ہے۔ مصنوعی جوڑوں کو بنیادی طور پر مصنوعی گھٹنے، کولہے، کہنی، کندھے، انگلی اور پیر کے جوڑ وغیرہ میں درجہ بندی کیا جاتا ہے، جن میں سے سب سے اہم جوڑوں کی تبدیلی میں کولہے اور گھٹنے کے جوڑ شامل ہیں، جو مشترکہ طور پر عالمی جوائنٹ متبادل مارکیٹ کا 95% سے زیادہ حصہ بناتے ہیں۔ . اسپائنل امپلانٹ ڈیوائسز میں تھوراکولمبر اسپائن نیل پلیٹ سسٹم، سروائیکل اسپائن نیل پلیٹ سسٹم اور فیوژن سسٹم وغیرہ شامل ہیں، جن میں سے انٹرورٹیبرل فیوژن سسٹم بنیادی طور پر انٹرورٹیبرل ڈسک کی تبدیلی کے علاج میں استعمال ہوتا ہے، جو کہ سب سے اہم طبقہ بھی ہے، تقریباً نصف کے حساب سے۔ ریڑھ کی ہڈی کے امپلانٹ کی پوری مارکیٹ۔
ٹائٹینیم مرکبات کی اعلیٰ کارکردگی کے نتیجے میں طبی میدان میں ان کی صف اول کی پوزیشن ہے۔ بائیوٹیکنالوجی میں پیش رفت اور طبی ایپلی کیشنز کی بڑی مانگ کے ساتھ ٹائٹینیم مرکبات کے مادی ڈیزائن اور تیاری کی ٹیکنالوجی نے تیزی سے ترقی کی ہے۔ فی الحال تیار کردہ میڈیکل ٹائٹینیم مرکب بنیادی طور پر + قسم کے ٹائٹینیم مرکب ہیں۔ تیاری کے عمل کے نقطہ نظر سے، TC4 (TC4ELI) کی پیداوار اس وقت اہم مارکیٹ شیئر پر قابض ہے۔ بائیو کمپیٹیبلٹی اور مکینیکل کمپیٹیبلٹی میں فوائد کی وجہ سے ٹائٹینیم الائیز نئے میڈیکل ٹائٹینیم الائے کا ریسرچ ہاٹ اسپاٹ بن گئے ہیں، جو کہ میڈیکل امپلانٹس کے شعبے میں سب سے زیادہ امید افزا ٹیکنالوجی ہے۔ مستقبل میں، ٹائٹینیم مرکب کی پیداوار ٹیکنالوجی کو کم ماڈیولس، اعلی طاقت، اچھی بایو مطابقت اور میکانی مطابقت کی سمت میں تیار کیا جانا چاہئے. ترقی کے رجحان سے، قسم ٹائٹینیم کھوٹ مستقبل کی ترقی کی سمت اور میڈیکل ٹائٹینیم الائے مارکیٹ کا مرکزی دھارے بن جائے گا۔