දින කිහිපයකට පෙර, මම තේ බොමින් මිතුරෙකු සමඟ කතා කරමින් සිටියදී, ඔහු විහිළුවට මෙන් මෙසේ පැවසීය, “ඔයාලා නිතරම පර්යේෂණ කරන ඇලුමිනා, එය සෙරමික් කෝප්ප සහ වැලි කඩදාසි සඳහා අමුද්රව්ය පමණක් නොවේද?” මෙය මට ගොළු විය. ඇත්ත වශයෙන්ම, සාමාන්ය ජනතාවගේ ඇස් හමුවේ,ඇලුමිනා කුඩුකාර්මික ද්රව්යයක් පමණයි, නමුත් අපේ ජෛව වෛද්ය ඉංජිනේරු කවය තුළ, එය සැඟවුණු “බහුකාර්යයක්”. අද අපි කතා කරමු මේ සාමාන්ය සුදු කුඩු නිහඬව ජීව විද්යා ක්ෂේත්රයට රිංගා ඇති ආකාරය ගැන.
I. විකලාංග සායනයෙන් ආරම්භ වේ
මාව වැඩිපුරම ආකර්ෂණය කළේ පසුගිය වසරේ මා සහභාගී වූ විකලාංග සමුළුවයි. පැරණි මහාචාර්යවරයෙක් ඇලුමිනා සෙරමික් කෘතිම සන්ධි ප්රතිස්ථාපන පිළිබඳ වසර පහළොවක පසු විපරම් දත්ත ඉදිරිපත් කළේය - පැවැත්මේ අනුපාතය 95% ඉක්මවන අතර, එය පැමිණ සිටි සියලුම තරුණ වෛද්යවරුන් මවිතයට පත් කළේය. ඇලුමිනා තෝරා ගන්නේ ඇයි? එය පිටුපස විද්යාවක් තිබේ. පළමුව, එහි දෘඪතාව ප්රමාණවත් තරම් ඉහළ මට්ටමක පවතින අතර, එහි ඇඳුම් ප්රතිරෝධය සාම්ප්රදායික ලෝහ ද්රව්යවලට වඩා බෙහෙවින් ශක්තිමත් ය. අපගේ මිනිස් සන්ධි සෑම දිනකම දහස් ගණනක් ඝර්ෂණ විඳදරා ගනී. සාම්ප්රදායික ලෝහ-ප්ලාස්ටික් කෘත්රිම පටක කාලයත් සමඟ ඇඳුම් සුන්බුන් නිපදවන අතර, දැවිල්ල සහ අස්ථි ප්රතිශෝෂණය ඇති කරයි. කෙසේ වෙතත්, ඇලුමිනා සෙරමික් වල ඇඳුම් අනුපාතය සාම්ප්රදායික ද්රව්යවලින් සියයට එකක් පමණි, එය සායනික භාවිතයේ විප්ලවීය චරිතයකි.
එහි ජෛව අනුකූලතාව ඊටත් වඩා හොඳයි. අපගේ රසායනාගාරය සෛල සංස්කෘතික අත්හදා බැලීම් සිදු කර ඇති අතර, සමහර ලෝහ මතුපිටවලට වඩා ඇලුමිනා මතුපිට ඔස්ටියෝබ්ලාස්ට් වඩා හොඳින් සම්බන්ධ වී ප්රගුණනය වන බව සොයාගෙන ඇත. සායනිකව, ඇලුමිනා කෘත්රිම අවයව අස්ථි සමඟ විශේෂයෙන් ශක්තිමත් ලෙස බන්ධනය වන්නේ මන්දැයි මෙය පැහැදිලි කරයි. කෙසේ වෙතත්, කිසිවක් පමණක් නොවන බව සැලකිල්ලට ගැනීම වැදගත්යඇලුමිනා කුඩුභාවිතා කළ හැකිය. වෛද්ය ශ්රේණියේ ඇලුමිනා සඳහා 99.9% කට වඩා සංශුද්ධතාවයක් අවශ්ය වන අතර, ස්ඵටික ධාන්ය ප්රමාණය මයික්රෝන මට්ටමින් පාලනය වන අතර, එය විශේෂ සින්ටර් කිරීමේ ක්රියාවලියකට භාජනය විය යුතුය. එය ආහාර පිසීම වැනිය - සාමාන්ය ලුණු සහ මුහුදු ලුණු යන දෙකම ආහාර රස කළ හැකි නමුත් ඉහළ පෙළේ අවන්හල් නිශ්චිත සම්භවයක් ඇති ලුණු තෝරා ගනී.
II. දන්ත වෛද්ය විද්යාවේ "නොපෙනෙන ආරක්ෂකයා"
ඔබ නවීන දන්ත සායනයකට ගොස් තිබේ නම්, ඔබ බොහෝ විට දැනටමත් ඇලුමිනා හමුවී ඇති. ජනප්රිය සියලුම සෙරමික් ඔටුනු බොහොමයක් ඇලුමිනා සෙරමික් කුඩු වලින් සාදා ඇත. සාම්ප්රදායික ලෝහ-සෙරමික් ඔටුනු ගැටළු දෙකක් ඇත: පළමුව, ලෝහය සෞන්දර්යයට බලපාන අතර විදුරුමස් රේඛාව නිල් පැහැයට හැරීමට ඉඩ ඇත; දෙවනුව, සමහර අය ලෝහ වලට අසාත්මික වේ. ඇලුමිනා සියලුම සෙරමික් ඔටුනු මෙම ගැටළු විසඳයි. එහි පාරභාසක බව ස්වාභාවික දත් වලට බෙහෙවින් සමාන වන අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ප්රතිසංස්කරණ ඉතා ස්වාභාවික බැවින් දන්ත වෛද්යවරුන්ට පවා වෙනස පැවසීමට සමීපව බැලීමට සිදුවේ. මා දන්නා ජ්යෙෂ්ඨ දන්ත කාර්මික ශිල්පියෙක් ඉතා සුදුසු සාදෘශ්යයක් භාවිතා කළේය: “ඇලුමිනා සෙරමික් කුඩු පිටි ගුලියක් වැනිය - එය ඉතා සුමට වන අතර විවිධ හැඩයන්ට අච්චු කළ හැකිය; නමුත් සින්ටර් කිරීමෙන් පසු, එය ගලක් මෙන් දැඩි වේ, walnuts කැඩීමට තරම් ශක්තිමත් වේ (නමුත් අපි එය ඇත්ත වශයෙන්ම කිරීමට නිර්දේශ නොකරමු). ” මෑත වසරවල ඊටත් වඩා ජනප්රිය වන්නේ 3D-මුද්රිත ඇලුමිනා ඔටුනු ය. ඩිජිටල් ස්කෑන් කිරීම සහ නිර්මාණය හරහා, ඒවා ඇලුමිනා පොහොර භාවිතයෙන් සෘජුවම මුද්රණය කරනු ලබන අතර, මයික්රෝමීටර දස දහස් ගණනක නිරවද්යතාවයක් ලබා ගනී. රෝගීන්ට උදෑසන පැමිණ සවස් වරුවේ තම ඔටුනු රැගෙන පිටව යා හැකිය - වසර දහයකට පෙර සිතාගත නොහැකි දෙයක්.
III. ඖෂධ බෙදා හැරීමේ පද්ධතිවල “නිරවද්ය සංචාලනය”
මෙම ක්ෂේත්රයේ පර්යේෂණ විශේෂයෙන් සිත්ගන්නා සුළුය. ඇලුමිනා කුඩු එහි මතුපිට බොහෝ ක්රියාකාරී ස්ථාන ඇති බැවින්, එයට චුම්බකයක් මෙන් ඖෂධ අණු අවශෝෂණය කර සෙමින් මුදා හැරිය හැක. අපගේ කණ්ඩායම පිළිකා නාශක ඖෂධවලින් පිරුණු සිදුරු සහිත ඇලුමිනා ක්ෂුද්ර ගෝල භාවිතා කරමින් අත්හදා බැලීම් සිදු කර ඇත. පිළිකා ස්ථානයේ ඖෂධ සාන්ද්රණය සාම්ප්රදායික ඖෂධ බෙදා හැරීමේ ක්රමවලට වඩා 3-5 ගුණයකින් වැඩි වූ අතර, පද්ධතිමය අතුරු ආබාධ සැලකිය යුතු ලෙස අඩු විය. මූලධර්මය තේරුම් ගැනීම අපහසු නැත: සෑදීමෙන්ඇලුමිනා පවුඩ්නැනෝ හෝ ක්ෂුද්ර ප්රමාණයේ අංශු බවට පරිවර්තනය කර මතුපිට වෙනස් කිරීමෙන්, එය ඉලක්කගත අණු සමඟ සම්බන්ධ කළ හැකිය, එනම් ඖෂධයට තුවාලයට කෙලින්ම යාමට “GPS සංචාලන” පද්ධතියක් ලබා දීම වැනි ය. එපමණක් නොව, ඇලුමිනා අවසානයේ ශරීරයේ ඇලුමිනියම් අයන බවට දිරාපත් වන අතර එය සාමාන්ය මාත්රාවලින් ශරීරය විසින් පරිවෘත්තීය කළ හැකි අතර දිගු කාලීනව රැස් නොවේ. අක්මා පිළිකා සඳහා ඉලක්කගත චිකිත්සාව අධ්යයනය කරන සගයෙකු මට පැවසුවේ රසායනික චිකිත්සක ඖෂධ ලබා දීම සඳහා ඔවුන් ඇලුමිනා නැනෝ අංශු භාවිතා කළ බවත්, මීයන් ආකෘතියක පිළිකා නිෂේධන අනුපාතය 40% කින් වැඩි කළ බවත්ය. “යතුර වන්නේ අංශු ප්රමාණය පාලනය කිරීමයි; නැනෝමීටර 100-200 ඉතා සුදුසුයි - ඉතා කුඩා වන අතර ඒවා වකුගඩු මගින් පහසුවෙන් ඉවත් කරනු ලැබේ, ඉතා විශාල වන අතර ඒවාට පිළිකා පටකයට ඇතුළු විය නොහැක.” මෙවැනි විස්තර පර්යේෂණයේ සාරයයි.
IV. ජෛව සංවේදකවල "සංවේදී පරීක්ෂණ"
මුල් රෝග විනිශ්චය සඳහා ඇලුමිනා ද සැලකිය යුතු කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. එහි මතුපිට ප්රතිදේහ, එන්සයිම සහ DNA පරීක්ෂණ වැනි විවිධ ජෛව අණු සමඟ පහසුවෙන් වෙනස් කළ හැකි අතර එමඟින් ඉතා සංවේදී ජෛව සංවේදක නිර්මාණය කළ හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, සමහර රුධිර ග්ලූකෝස් මීටර දැන් ඇලුමිනා මත පදනම් වූ සංවේදක චිප් භාවිතා කරයි. රුධිරයේ ඇති ග්ලූකෝස් චිපයේ ඇති එන්සයිම සමඟ ප්රතික්රියා කර විද්යුත් සංඥාවක් නිපදවන අතර ඇලුමිනා ස්ථරය මෙම සංඥාව විස්තාරණය කරයි, එමඟින් හඳුනාගැනීම වඩාත් නිවැරදි වේ. සාම්ප්රදායික පරීක්ෂණ තීරු ක්රමවලට 15% ක දෝෂ අනුපාතයක් තිබිය හැකි අතර, ඇලුමිනා සංවේදකවලට දෝෂය 5% ක් තුළ තබා ගත හැකිය, එය දියවැඩියා රෝගීන් සඳහා සැලකිය යුතු වෙනසක්. ඊටත් වඩා නවීන වන්නේ පිළිකා ජෛව සලකුණු හඳුනා ගන්නා සංවේදක ය. පසුගිය වසරේ, *Biomaterials* සඟරාවේ ලිපියකින් පෙන්නුම් කළේ පුරස්ථි ග්රන්ථි-විශේෂිත ප්රතිදේහජනක හඳුනා ගැනීම සඳහා ඇලුමිනා නැනෝ වයර් අරා භාවිතා කිරීමෙන් සාම්ප්රදායික ක්රමවලට වඩා විශාලත්වයේ අනුපිළිවෙල දෙකක සංවේදීතාවයක් ඇති වූ බවයි, එනම් බොහෝ කලකට පෙර අවධියේදී පිළිකා සලකුණු හඳුනා ගැනීමට හැකි විය හැකිය.
V. පටක ඉංජිනේරු විද්යාවේ “පලංචිය සහාය”
ජෛව වෛද්ය විද්යාවේ උණුසුම් මාතෘකාවක් වන්නේ පටක ඉංජිනේරු විද්යාවයි. සරලව කිවහොත්, එයට ජීවමාන පටක අභ්යන්තරව වගා කර ශරීරයට බද්ධ කිරීම ඇතුළත් වේ. විශාලතම අභියෝගවලින් එකක් වන්නේ ස්කැෆෝල්ඩ් ද්රව්යයයි - එය විෂ සහිත අතුරු ආබාධ ඇති නොකර සෛල සඳහා ආධාරකයක් සැපයිය යුතුය. සිදුරු සහිත ඇලුමිනා ස්කැෆෝල්ඩ් මෙහි ඔවුන්ගේ ස්ථානය සොයාගෙන ඇත. ක්රියාවලි තත්වයන් පාලනය කිරීමෙන්, සෛල වර්ධනය වීමට හරියටම සුදුසු සිදුරු ප්රමාණයන් සහිත, පෝෂ්ය පදාර්ථ නිදහසේ ගලා යාමට ඉඩ සලසමින්, 80% ඉක්මවන සිදුරු සහිත ඇලුමිනා ස්පොන්ජ් වැනි ව්යුහයන් නිර්මාණය කළ හැකිය. අපගේ රසායනාගාරය අස්ථි පටක වගා කිරීම සඳහා ඇලුමිනා ස්කැෆෝල්ඩ් භාවිතා කිරීමට උත්සාහ කළ අතර, ප්රතිඵල අනපේක්ෂිත ලෙස හොඳ විය. ඔස්ටියෝබ්ලාස්ට් හොඳින් දිවි ගලවා ගත්තා පමණක් නොව, වැඩි අස්ථි අනුකෘතියක් ද ස්රාවය කළේය. ඇලුමිනා මතුපිට සුළු රළුබව ඇත්ත වශයෙන්ම සෛල ක්රියාකාරී ප්රකාශනය ප්රවර්ධනය කළ බව විශ්ලේෂණයෙන් හෙළි විය, එය ප්රසන්න පුදුමයක් විය.
VI. අභියෝග සහ අපේක්ෂාවන්
ඇත්ත වශයෙන්ම, යෙදීමඇලුමිනාවෛද්ය ක්ෂේත්රය තුළ අභියෝග නොමැතිව නොවේ. පළමුව, පිරිවැය ගැටළුවක් තිබේ; වෛද්ය ශ්රේණියේ ඇලුමිනා සඳහා සූදානම් වීමේ ක්රියාවලිය සංකීර්ණ වන අතර එය කාර්මික ශ්රේණියේ ඇලුමිනා වලට වඩා දුසිම් ගුණයකින් මිල අධික වේ. දෙවනුව, දිගුකාලීන ආරක්ෂණ දත්ත තවමත් රැස්කරමින් පවතී. වත්මන් දැක්ම ශුභවාදී වුවද, විද්යාත්මක දැඩි බව සඳහා අඛණ්ඩ අධීක්ෂණය අවශ්ය වේ. ඊට අමතරව, නැනෝ-ඇලුමිනා වල ජීව විද්යාත්මක බලපෑම් තවදුරටත් ගැඹුරු පර්යේෂණ අවශ්ය වේ. නැනෝ ද්රව්යවලට අද්විතීය ගුණ ඇති අතර, මේවා ප්රයෝජනවත්ද හානිකරද යන්න ඝන පර්යේෂණාත්මක දත්ත මත රඳා පවතී. කෙසේ වෙතත්, අපේක්ෂාවන් දීප්තිමත් ය. සමහර කණ්ඩායම් දැන් බුද්ධිමත් ඇලුමිනා ද්රව්ය පිළිබඳව පර්යේෂණ කරමින් සිටිති - නිදසුනක් ලෙස, නිශ්චිත pH අගයන් හෝ එන්සයිමවල ක්රියාකාරිත්වය යටතේ පමණක් ඖෂධ නිකුත් කරන වාහකයන් හෝ ආතති වෙනස්කම් වලට ප්රතිචාර වශයෙන් වර්ධන සාධක නිකුත් කරන අස්ථි අලුත්වැඩියා ද්රව්ය. මෙම ක්ෂේත්රවල ඉදිරි ගමන ප්රතිකාර ක්රම විප්ලවීය වෙනසක් ඇති කරයි.
මේ සියල්ල ඇසීමෙන් පසු, මගේ මිතුරා මෙසේ පැවසීය, "මේ සුදු කුඩු වලට මෙතරම් දෙයක් ඇතැයි මම කිසි විටෙකත් සිතුවේ නැත." ඇත්ත වශයෙන්ම, විද්යාවේ සුන්දරත්වය බොහෝ විට සාමාන්ය දේ තුළ සැඟවී ඇත. කාර්මික වැඩමුළුවල සිට ශල්යාගාර සහ රසායනාගාර දක්වා ඇලුමිනා කුඩු ගමන අන්තර් විෂය පර්යේෂණවල චමත්කාරය මනාව විදහා දක්වයි. ද්රව්ය විද්යාඥයින්, වෛද්යවරුන් සහ ජීව විද්යාඥයින් සාම්ප්රදායික ද්රව්යයකට නව ජීවයක් ලබා දීමට එක්ව කටයුතු කරති. මෙම අන්තර් විෂය සහයෝගීතාවය නූතන වෛද්ය විද්යාවේ ප්රගතියට හරියටම හේතු වේ.
ඉතින් ඊළඟ වතාවේ ඔබ දකින විටඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ් නිෂ්පාදනයක්, මෙය සලකා බලන්න: එය හුදෙක් සෙරමික් බඳුනක් හෝ ඇඹරුම් රෝදයක් නොවිය හැකිය; එය යම් ආකාරයකින්, රසායනාගාරයක හෝ රෝහලක, නිහඬව මිනිසුන්ගේ සෞඛ්යය හා ජීවිත වැඩිදියුණු කිරීම විය හැකිය. වෛද්ය ප්රගතිය බොහෝ විට සිදුවන්නේ මේ ආකාරයට ය: නාටකාකාර ඉදිරි ගමනක් හරහා නොව, බොහෝ විට ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ් වැනි ද්රව්ය හරහා, ක්රමයෙන් නව යෙදුම් සොයා ගැනීම සහ ප්රායෝගික ගැටළු නිහඬව විසඳීම. අප කළ යුත්තේ කුතුහලය සහ විවෘත මනසක් පවත්වා ගැනීම සහ සාමාන්ය දේවල අසාමාන්ය හැකියාවන් සොයා ගැනීමයි.