Page 10 - Winter 1403
P. 10
تیتانیوم ساخته شد هاند تا فشارخون را تحمل طول عمر بالا تیتانیوم :ماد های انقلابی در پزشکی
قل بهای مصنوعی که از تیتانیوم ساخته تیتانیوم یکی از فلزات منحصرب هفرد است که به
کنند. م یشوند ،به دلیل ویژگ یهای مقاومت بالا و دلیل خواص استثنایی خود در صنایع مختلف،
استحکام ،م یتوانند مد تزمان طولان یتری
سیستم الکترونیکی :سنسورها و ریزپردازند هها نسبت به سایر مواد در بدن عملکرد داشته از جمله پزشکی ،مورداستفاده قرار می‌گیرد.
باشند .این ویژگی ب هویژه برای بیمارانی که نیاز خواص بیولوژیکی :تیتانیوم زیس تسازگار
وظیفه تنظیم ضربان قلب را بر عهده دارند و به یک قلب مصنوعی دائمی دارند ،حیاتی است ،به این معنی که بدن انسان آن را به‌عنوان
بباه‌ترصویر :اتیدنقیباتقرکا‌یرهام می‌عکنمنولدًا .خارج از بدن قرار است. یک ماده خارجی رد نمی‌کند.
عدم ایجاد واکن شهای آلرژیک استحکام و سبکی :استحکام بالا و وزن کم این
دارند و انرژی قلب مصنوعی را تأمین می‌کنند؛ یکی از ویژگ یهای مهم تیتانیوم این است که فلز باعث شده تا در جایگزینی استخوا نها،
این فلز برخلاف بسیاری از مواد دیگر ،ب هندرت دندان‌ها و ایمپلن تهای پزشکی استفاده شود.
اما طول عمر و عملکرد باتری به نوع طراحی، باعث ایجاد واکن شهای آلرژیک م یشود .این مقاومت در برابر خوردگی :مقاومت در برابر
امر باعث م یشود که استفاده از تیتانیوم برای زنگ‌زدگی و تخریب شیمیایی ،تیتانیوم را برای
فناوری به‌کاررفته و نیازهای بیمار بستگی ساخت اعضای مصنوعی ،از جمله قلب ،بسیار استفاده طولان یمدت در بدن مناسب می‌کند.
ایمن‌تر از مواد دیگر باشد که ممکن است باعث این ویژگ یها ،تیتانیوم را به یک ماده ایدئال
دارد .در ادامه ،به بررسی مد تزمان عملکرد برای طراحی قل بهای مصنوعی تبدیل کرده
عوارض جانبی شوند.
باتری قلب تیتانیومی و فناور یهای مرتبط انعطاف‌پذیری در طراحی است.
تیتانیوم ب هراحتی قابل شک لدهی و پردازش چرا قلب تیتانیومی؟
می‌پردازیم: است که این امکان را به مهندسان م یدهد تا باتوج هبه افزایش نیاز به پیوند قلب و محدودیت
قل بهای مصنوعی را بادقت و جزئیات بیشتری در تعداد قل بهای اهدایی ،دانشمندان به دنبال
طول عمر باتر یهای فعلی طراحی کنند .به همین دلیل ،می‌توان به‌راحتی ساخت قل بهای مصنوعی بودند .استفاده از
برای بیماران با نیازهای خاص ،قل بهای تیتانیوم در این حوزه چندین مزیت دارد:
باتر یهای قابل‌شارژ :باتر یهای پیشرفته مصنوعی با اندازه و ویژگ یهای دلخواه ساخت. استفاده از تیتانیوم در ساخت قل بهای
مقاومت در برابر فشارهای بالای خون مصنوعی به دلیل ویژگ یهای منحصرب هفرد این
لیتیوم یون که در بیشتر قل بهای مصنوعی تیتانیوم مقاومت بالایی در برابر فشارهای زیاد فلز است که آن را به یک انتخاب ایدئال برای
خون دارد .قلب مصنوعی باید بتواند فشارخون کاربردهای پزشکی تبدیل م یکند .در اینجا
استفاده م یشوند ،به طور معمول 8تا 12 بالایی را که از طریق پمپاژ خون به اندا مهای دلایلی که چرا از تیتانیوم در ساخت قل بهای
مختلف بدن ایجاد م یشود ،تحمل کند. مصنوعی استفاده م یشود را بررسی می‌کنیم:
ساعت کارکرد مداوم دارند .این باتر یها نیاز به تیتانیوم به دلیل استحکام و پایداری خود در زیس تسازگاری ()Biocompatibility
برابر این فشارها بسیار مناسب است. تیتانیوم یک فلز ب یخطر برای بدن انسان
شارژ روزانه دارند و بیمار م یتواند با استفاده از توانایی ترکیب با دیگر مواد است ،به این معنی که سیستم ایمنی بدن آن
تیتانیوم به‌راحتی با دیگر مواد پزشکی ترکیب را به‌عنوان یک جسم خارجی شناسایی نکرده و
دستگا ههای شارژ خارجی ،باتری را بدون نیاز م یشود تا ویژگ یهای خاصی ایجاد کند. از آن دفاع نمی‌کند .این ویژگی ب هویژه در پیوند
به‌عنوان‌مثال ،در ترکیب با پلیمرها و سایر اعضای مصنوعی و ایمپلن تها اهمیت دارد،
به عمل جراحی شارژ کند. فلزات ،می‌توان خواص خاصی از جمله بهبود زیرا باعث م یشود بدن ب هراحتی با آن سازگار
خواص مکانیکی یا زیس تسازگاری را در شود و خطر ردشدن قلب مصنوعی کاهش یابد.
باتر یهای تعوی ضپذیر :برخی از مد لها از قل بهای مصنوعی به دست آورد مقاومت بالا در برابر خوردگی
به‌طورکلی ،تیتانیوم به دلیل خواص بیولوژیکی، تیتانیوم در برابر انواع خوردگی و آسی بهای
باتر یهایی استفاده می‌کنند که م یتوان آ نها فیزیکی و مکانیکی استثنایی خود ،یک انتخاب شیمیایی بسیار مقاوم است ،ب هویژه در
ایدئال برای ساخت قل بهای مصنوعی است. محی طهای مرطوب و بدن انسان که شامل
رماعمخاولر ًا تجااز 4ب2دسانعتعتویکاراضیکیرددا.رناید.ن نوع باتر یها این فلز ب هویژه برای بیمارانی که نیاز به یک مایعات و مواد شیمیایی مختلف است .این
دستگاه جایگزین قلب دارند ،باعث افزایش ویژگی باعث می‌شود که قلب تیتانیومی قادر
فناوری باتر یهای جدید ایمنی ،دوام و عملکرد قلب مصنوعی می‌شود باشد در مد تزمان طولانی بدون آسی بدیدن یا
و در نهایت به بهبود کیفیت زندگی آ نها کمک از بین رفتن عملکرد صحیح خود در بدن عمل
پژوهشگران به دنبال توسعه فناوری‌هایی
م یکند. کند.
هستند که طول عمر باتری را افزایش دهند: ساختار قلب تیتانیومی سبکی و استحکام
قلب تیتانیومی شامل چندین بخش کلیدی تیتانیوم به دلیل وزن کم و درعین‌حال استحکام
باتر یهای هسته‌ای کوچک( )�Nuclear Batter بالا ،گزین های عالی برای ساخت اعضای
است: مصنوعی است .این ویژگی باعث م یشود قلب
)ies پم پهای مکانیکی :این بخ شها با استفاده از تیتانیومی نسبت به سایر مواد دیگر از جمله
موتورهای کوچک ،وظیفه پمپاژ خون را بر عهده فولاد ،سب کتر و مقاوم‌تر باشد .در نتیجه ،این
این نوع باتر یها از ایزوتو پهای رادیواکتیو دارند و خون رو مانند قلب طبیعی انسان در قل بها می‌توانند فشارهای زیاد ناشی از پمپاژ
خون را تحمل کنند بدون اینکه وزن زیادی به
باانرژی بسیار بالا استفاده می‌کنند و می‌توانند سرتاسر بدن پمپاژ می‌کند. بدن بیمار وارد کنند.
دیوار ههای تیتانیومی :دیوار ههای خارجی از
تا چندین سال بدون نیاز به شارژ یا تعویض کار
کنند
باتری‌های زیستی ()Bio-batteries
این فناوری از گلوکز موجود در خون برای تولید
انرژی استفاده می‌کند و پتانسیل دارد که باتری
را برای مدت نامحدود شارژ کند.
فناور یهای شارژ بی‌سیم
امکان شارژ باتری از طریق امواج
الکترومغناطیسی یا دستگا ههای پوشیدنی
نزدیک بدن بیمار فراهم شده است که نیاز به
تعویض یا اتصال مستقیم را کاهش م یدهد.
نحوه مدیریت انرژی
سیست مهای مصرف بهینه انرژی :قل بهای
مصنوعی تیتانیومی جدید مجهز به
که میزان مصرف انرژی را بفنهایونره یمهای‌یکنینده.سمتثنل ًاد
با تنظیم ضربان بر اساس
ممعی‌مکونلنًاد.به نیازهای بدن ،انرژی کمتری مصرف
هشدارهای هوشمند :دستگا هها
هشدارهای صوتی یا تصویری مجهز هستند
تا بیمار را از نزدی کشدن به اتمام باتری مطلع
کنند.
10
