Andro vitsivitsy lasa izay, niresaka tamin'ny namako aho sady nisotro dite, ary niteny tamim-panesoana izy hoe: “Ireo alumina izay karohinareo foana, tsy akora fototra hanaovana kaopy seramika sy taratasy fasika fotsiny ve izany?” Tsy nahateny aho. Eny tokoa, teo imason'ny olon-tsotra,vovoka aluminaakora indostrialy fotsiny ihany izy io, fa ao amin'ny faribolan'ny injeniera biomedika misy antsika, dia "zavatra maro samihafa" miafina izy io. Androany, andeha hojerentsika ny fomba nidiran'ity vovoka fotsy toa mahazatra ity mangina teo amin'ny sehatry ny siansa momba ny fiainana.
I. Manomboka amin'ny Tobim-pahasalamana Orthopedika
Ny tena nanaitra ahy indrindra dia ny fihaonambe momba ny taolana izay natrehiko tamin'ny taon-dasa. Nisy profesora antitra nanolotra angon-drakitra fanaraha-maso nandritra ny dimy ambin'ny folo taona momba ny fanoloana tonon-taolana artifisialy vita amin'ny seramika alumina - miaraka amin'ny tahan'ny fahavelomana mihoatra ny 95%, izay nahavariana ireo dokotera tanora rehetra nanatrika. Nahoana no misafidy alumina? Betsaka ny siansa ao ambadik'izany. Voalohany, avo dia avo ny hamafiny, ary matanjaka kokoa noho ny fitaovana metaly nentim-paharazana ny fanoherany ny fikikisana. Miaritra fifandonana an'arivony isan'andro ny tonon-taolana. Ny prostheses metaly amin'ny plastika nentim-paharazana dia hamokatra poti-javatra fikikisana rehefa mandeha ny fotoana, ka miteraka fivontosana sy fihenjanan'ny taolana. Na izany aza, ny tahan'ny fikikisana amin'ny seramika alumina dia iray isan-jato monja amin'ny an'ny fitaovana nentim-paharazana, tarehimarika revolisionera amin'ny fampiharana ara-pitsaboana.
Tsara kokoa aza ny fifandraisany amin'ny zavamananaina. Nanao andrana momba ny fambolena sela ny laboratoaranay ary nahita fa miraikitra sy miparitaka tsara kokoa eo amin'ny velaran'ny alumina ny osteoblast noho ny amin'ny velaran'ny metaly sasany. Izany no manazava ny antony, ara-pitsaboana, miraikitra mafy amin'ny taolana ny prostheses alumina. Na izany aza, zava-dehibe ny manamarika fa tsy ny rehetravovoka aluminaazo ampiasaina. Ny alumina ara-pitsaboana dia mitaky fahadiovana mihoatra ny 99.9%, miaraka amin'ny haben'ny voam-kristal fehezina amin'ny ambaratonga micron, ary tsy maintsy mandalo dingana sintering manokana. Toy ny fandrahoan-tsakafo izany—ny sira tsotra sy ny sira an-dranomasina dia samy afaka manome tsiro ny sakafo, fa ny trano fisakafoanana avo lenta kosa dia misafidy sira avy amin'ny fiaviana manokana.
II. Ny "Mpiambina Tsy Hita Maso" amin'ny Fitsaboana Nify
Raha efa tany amin'ny toeram-pitsaboana nify maoderina ianao dia mety efa nahita alumina. Maro amin'ireo satroboninahitra seramika malaza no vita amin'ny vovoka seramika alumina. Ny satroboninahitra metaly-seramika nentim-paharazana dia manana olana roa: voalohany, ny metaly dia misy fiantraikany amin'ny hatsarana, ary mora mivadika manga ny hihy; faharoa, ny olona sasany dia tsy mahazaka metaly. Ny satroboninahitra seramika alumina dia mamaha ireo olana ireo. Ny mangarahara dia mitovy amin'ny nify voajanahary, ary ny fanarenana vokarina dia voajanahary ka na ny mpitsabo nify aza dia tsy maintsy mijery akaiky mba hahitana ny fahasamihafana. Ny teknisianina mpitsabo nify zokiolona fantatro dia nampiasa fampitahana tena mety: "Ny vovoka seramika alumina dia toy ny koba - mora volavolaina izy io ary azo amboarina ho endrika isan-karazany; fa rehefa avy nopotehina dia lasa mafy toy ny vato izy io, matanjaka tsara ka afaka mamaky voanjo (na dia tsy manoro hevitra ny hanaovana izany aza izahay)." Mbola malaza kokoa tato anatin'ny taona vitsivitsy ny satroboninahitra alumina vita pirinty 3D. Amin'ny alàlan'ny scan sy ny famolavolana nomerika, dia atao pirinty mivantana amin'ny alàlan'ny slurry alumina izy ireo, ka mahatratra fahamarinan'ny am-polony mikrômetatra. Afaka tonga maraina ny marary ary miala miaraka amin'ny satroboninahiny amin'ny hariva—zavatra tsy azo eritreretina folo taona lasa izay.
III. "Fitetezana marina" amin'ny rafitra fanaterana fanafody
Tena mahaliana ny fikarohana amin'ity sehatra ity. Satria manana toerana mavitrika maro eo amin'ny velarany ny vovoka alumina, dia afaka mitroka molekiola fanafody toy ny andriamby izy ary avy eo mamoaka azy ireo miadana. Nanao andrana tamin'ny fampiasana microspheres alumina misy porous feno fanafody miady amin'ny homamiadana ny ekipanay. Ny fifantohana fanafody eo amin'ny toerana misy ny fivontosana dia avo 3-5 heny noho ny fomba fanaterana fanafody nentim-paharazana, raha nihena be kosa ny voka-dratsin'ny vatana. Tsy sarotra takarina ny fitsipika: amin'ny alàlan'ny fanaovanavovoka aluminaRehefa miova ho poti-javatra bitika na kely dia kely ny r ary manova ny ety ambonin'ny tany, dia azo ampifandraisina amin'ny molekiola mikendry izany, toy ny fanomezana rafitra "GPS navigation" ho an'ny fanafody mba handehanana mivantana any amin'ny fery. Ankoatra izany, ny alumina dia miharatsy ho lasa ion aluminium ao amin'ny vatana, izay azon'ny vatana ampiasaina amin'ny fatra mahazatra ary tsy hiangona maharitra. Nilaza tamiko ny mpiara-miasa iray izay nandalina ny fitsaboana kendrena ho an'ny homamiadan'ny aty fa nampiasa nanoparticles alumina izy ireo mba hanomezana fanafody simika, izay nampitombo ny tahan'ny fanakanana ny fivontosana ho 40% amin'ny modely totozy. "Ny zava-dehibe dia ny mifehy ny haben'ny poti-javatra; 100-200 nanometers no tsara indrindra—kely loatra ary mora diovina amin'ny voa izy ireo, lehibe loatra ary tsy afaka miditra amin'ny sela fivontosana." Io karazana antsipiriany io no votoatin'ny fikarohana.
IV. "Probes saro-pady" ao amin'ny Biosensors
Mitana anjara toerana lehibe amin'ny famaritana aretina mialoha ihany koa ny alumina. Azo ovaina mora foana amin'ny alalan'ny biomolecules isan-karazany ny velarany, toy ny antigène, anzima, ary probes ADN, mba hamoronana biosensors tena saro-pady. Ohatra, ny metatra glucose amin'ny ra sasany ankehitriny dia mampiasa puce sensor miorina amin'ny alumina. Mifandray amin'ny anzima eo amin'ny puce ny glucose ao amin'ny ra mba hamokarana famantarana elektrika, ary ny sosona alumina dia manamafy io famantarana io, ka mahatonga ny fitadiavana ho marina kokoa. Ny fomba fitsapana nentim-paharazana dia mety manana tahan'ny fahadisoana 15%, raha toa kosa ny sensor alumina afaka mitazona ny fahadisoana ao anatin'ny 5%, fahasamihafana lehibe ho an'ny marary diabeta. Mbola mandroso kokoa aza ny sensors izay mamantatra ny biomarkers homamiadana. Tamin'ny taon-dasa, lahatsoratra iray tao amin'ny gazety *Biomaterials* no naneho fa ny fampiasana alumina nanowire arrays mba hamantarana ny antigen prostate-specific dia nahatonga fahatsapana avo roa heny noho ny fomba mahazatra, midika izany fa mety ho azo atao ny mamantatra ny famantarana ny homamiadana amin'ny dingana mialoha kokoa.
V. "Fanohanana ny rafitra" amin'ny injenieran'ny sela
Resaka mafana eo amin'ny sehatry ny biomedicine ny injenieran'ny sela. Raha fintinina, dia mahakasika ny fambolena sela velona in vitro izany ary avy eo ny famindrana azy ao amin'ny vatana. Ny iray amin'ireo fanamby lehibe indrindra dia ny fitaovana fananganana - tsy maintsy manome fanohanana ho an'ny sela izy io nefa tsy miteraka voka-dratsy misy poizina. Nahita ny toerany manokana eto ny fananganana alumina misy lavaka. Amin'ny alàlan'ny fanaraha-maso ny fepetran'ny fizotran'ny asa, dia azo atao ny mamorona rafitra toy ny sponjy alumina miaraka amin'ny lavaka mihoatra ny 80%, miaraka amin'ny haben'ny mason-koditra mety tsara ho an'ny sela hitombo, ahafahan'ny otrikaina mikoriana malalaka. Nanandrana nampiasa fananganana alumina ny laboratoaranay mba hambolena ny sela taolana, ary tsara tsy nampoizina ny vokatra. Tsy vitan'ny hoe velona tsara ny osteoblasts fa namoaka taolana bebe kokoa ihany koa. Nasehon'ny fanadihadiana fa ny haratoana kely amin'ny velaran'ny alumina dia tena nampiroborobo ny fanehoana ny asan'ny sela, izay nahagaga.
VI. Ireo fanamby sy vinavina
Mazava ho azy, ny fampiharana nyaluminaTsy hoe tsy misy fanamby ny sehatry ny fitsaboana. Voalohany, eo ny olana momba ny vidiny; sarotra ny dingana fanomanana ny alumina ara-pitsaboana, ka mahatonga azy io ho lafo kokoa amin'ny fotoana maro noho ny alumina indostrialy. Faharoa, mbola angonina ny angon-drakitra momba ny fiarovana maharitra. Na dia tsara aza ny vinavina ankehitriny, dia mitaky fanaraha-maso mitohy ny fahaiza-manao ara-tsiansa. Ankoatra izany, ny fiantraikan'ny nano-alumina amin'ny biôlôjika dia mila fikarohana lalindalina kokoa. Manana toetra miavaka ny nanomaterials, ary miankina amin'ny angon-drakitra azo avy amin'ny fanandramana matanjaka ny maha-tsara na maha-ratsy azy ireo. Na izany aza, dia mamiratra ny vinavina. Misy ekipa sasany mikaroka fitaovana alumina manan-tsaina ankehitriny - ohatra, ireo mpitatitra izay mamoaka fanafody amin'ny pH manokana ihany na eo ambany fiantraikan'ny anzima, na fitaovana fanamboarana taolana izay mamoaka singa fitomboana ho setrin'ny fiovan'ny adin-tsaina. Ny fandrosoana amin'ireo sehatra ireo dia hanova tanteraka ny fomba fitsaboana.
Rehefa avy nandre izany rehetra izany ny namako dia nilaza hoe: “Tsy nieritreritra mihitsy aho hoe betsaka toy izao ity vovoka fotsy ity.” Eny tokoa, matetika miafina ao anatin'ny zavatra mahazatra ny hatsaran'ny siansa. Ny dian'ny vovoka alumina avy amin'ny atrikasa indostrialy mankany amin'ny efitrano fandidiana sy laboratoara dia maneho tsara ny hatsaran'ny fikarohana iraisam-pirenena. Miara-miasa ireo mpahay siansa momba ny akora, dokotera ary biôlôjista mba hanome aina vaovao ny akora nentim-paharazana. Io fiaraha-miasa iraisam-pirenena io indrindra no mampandroso ny fitsaboana maoderina.
Koa amin'ny manaraka rehefa mahitaoksida aliminioma vokatra, diniho izao: mety tsy vilia seramika na kodiarana fikosoham-bary fotsiny izany; mety hanatsara mangina ny fahasalaman'ny olona sy ny fiainany amin'ny endrika sasany, ao amin'ny laboratoara na hopitaly any ho any. Matetika ny fandrosoana ara-pitsaboana dia mitranga amin'izao fomba izao: tsy amin'ny alàlan'ny fandrosoana goavana, fa matetika kokoa amin'ny alàlan'ny fitaovana toy ny oksida aluminium, izay mahita fampiharana vaovao tsikelikely ary mamaha mangina ireo olana azo ampiharina. Ny tokony hataontsika dia ny mitazona fahalianana sy saina misokatra, ary mahita ireo mety ho zavatra miavaka amin'ny mahazatra.