บทบาทใหม่ของคอรันดัมสีขาวในการปฏิวัติเทคโนโลยีทางการแพทย์
ตอนนี้มันจะไม่แตกแม้ว่าจะทำตก—ความลับอยู่ที่การเคลือบ 'ไพลินสีขาว' นี้” “ไพลินสีขาว” ที่เขากำลังพูดถึงคือคอรันดัมสีขาวใช้ในงานขัดเหล็กอุตสาหกรรม เมื่อผลึกอะลูมิเนียมออกไซด์นี้ ซึ่งมีความแข็งโมห์ส 9.0 และความบริสุทธิ์ทางเคมี 99% เข้าสู่วงการแพทย์ การปฏิวัติอย่างเงียบๆ ของวัสดุทางการแพทย์ก็เริ่มต้นขึ้น
1. จากล้อเจียรอุตสาหกรรมสู่ข้อต่อของมนุษย์: การปฏิวัติข้ามพรมแดนในศาสตร์วัสดุศาสตร์
คุณอาจสงสัยว่าสารกัดกร่อนที่เดิมใช้สำหรับตัดโลหะกลายมาเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมในวงการแพทย์ได้อย่างไร พูดง่ายๆ ก็คือ หัวใจสำคัญของเทคโนโลยีทางการแพทย์คือ “การเลียนแบบธรรมชาติ” หรือการค้นหาวัสดุที่สามารถผสานเข้ากับร่างกายมนุษย์ได้และทนต่อการสึกหรอมาหลายสิบปีคอรันดัมสีขาวในทางกลับกัน มี “โครงสร้างที่แข็งแกร่ง”:
ความแข็งของมันเทียบได้กับเพชรและมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงกว่าข้อต่อโลหะแบบดั้งเดิมถึง 3 เท่า
ความเฉื่อยทางเคมีมีมาก หมายความว่ามันไม่สลายตัว ไม่เกิดสนิม และไม่ก่อให้เกิดการปฏิเสธในร่างกายมนุษย์
พื้นผิวที่เหมือนกระจกทำให้แบคทีเรียเกาะติดได้ยากขึ้น ลดความเสี่ยงต่อการติดเชื้อหลังการผ่าตัด
ในช่วงต้นปี 2018 ทีมแพทย์ในเซี่ยงไฮ้เริ่มสำรวจการใช้เคลือบด้วยคอรันดัมสีขาวข้อต่อ ครูสอนเต้นคนหนึ่งที่ผ่าตัดเปลี่ยนข้อสะโพกเทียมกลับมาขึ้นเวทีได้หกเดือนหลังผ่าตัด “ข้อต่อโลหะของฉันเคยทำให้ฉันเจ็บปวดมากจนทุกย่างก้าวรู้สึกเหมือนเศษแก้วแตก ตอนนี้ฉันแทบจะลืมไปเลยว่ามันยังอยู่ตรงนั้นตอนที่ฉันเต้น” ปัจจุบัน อายุการใช้งานของข้อต่อเหล่านี้เซรามิกคอรันดัมสีขาวข้อต่อแบบคอมโพสิตมีอายุมากกว่า 25 ปี ซึ่งเกือบสองเท่าของวัสดุแบบดั้งเดิม
II. “ผู้พิทักษ์ที่มองไม่เห็น” บนปลายมีดผ่าตัด
เส้นทางการแพทย์ของคอรันดัมสีขาวเริ่มต้นด้วยการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ของเครื่องมือทางการแพทย์ ในโรงงานผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ ผู้อำนวยการฝ่ายเทคนิค หลี่ ชี้ไปที่คีมผ่าตัดที่แวววาวเป็นแถว และอธิบายว่า “หลังจากขัดเครื่องมือสแตนเลสด้วยผงไมโครคอรันดัมสีขาวความหยาบของพื้นผิวลดลงเหลือต่ำกว่า 0.01 ไมครอน ซึ่งเรียบเนียนกว่าความหนาของเส้นผมของมนุษย์ถึงหนึ่งในหมื่นส่วน คมตัดที่เรียบเนียนอย่างเหลือเชื่อนี้ทำให้การผ่าตัดราบรื่นเหมือนมีดร้อนผ่านเนย ช่วยลดความเสียหายของเนื้อเยื่อลง 30% และเร่งการรักษาผู้ป่วยได้อย่างมีนัยสำคัญ
การประยุกต์ใช้ที่ปฏิวัติวงการยิ่งกว่านั้นอยู่ในด้านทันตกรรม โดยทั่วไปแล้ว เมื่อใช้หัวเจียรเพชรสำหรับบดฟัน ความร้อนที่เกิดจากแรงเสียดทานความถี่สูงอาจทำให้โพรงประสาทฟันเสียหายได้ อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติการลับคมเองของคอรันดัมสีขาว(การพัฒนาขอบใหม่อย่างต่อเนื่องระหว่างการใช้งาน) ช่วยให้มั่นใจได้ว่าหัวกัดยังคงคมอยู่เสมอ ข้อมูลทางคลินิกจากโรงพยาบาลทันตกรรมแห่งหนึ่งในปักกิ่งแสดงให้เห็นว่าในระหว่างการรักษารากฟันโดยใช้หัวกัดคอรันดัมสีขาว อุณหภูมิของโพรงประสาทฟันจะเพิ่มขึ้นเพียง 2°C ซึ่งต่ำกว่าเกณฑ์ความปลอดภัยสากลที่ 5.5°C มาก
III. การเคลือบอวัยวะเทียม: มอบ “เกราะเพชร” ให้กับอวัยวะเทียม
การประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ที่สร้างสรรค์ที่สุดของคอรันดัมสีขาว คือความสามารถในการมอบ “ชีวิตที่สอง” ให้กับอวัยวะเทียม ด้วยเทคโนโลยีการพ่นพลาสมา ผงไมโครคอรันดัมสีขาวจะถูกพ่นด้วยความร้อนสูงบนพื้นผิวข้อต่อโลหะผสมไทเทเนียม ก่อให้เกิดชั้นป้องกันหนาแน่นหนา 10-20 ไมครอน ความชาญฉลาดของโครงสร้างนี้อยู่ที่:
ชั้นนอกที่แข็งช่วยต้านทานแรงเสียดทานในแต่ละวัน
ฐานด้านในที่แข็งแกร่งช่วยดูดซับแรงกระแทกที่ไม่คาดคิด
โครงสร้างที่มีรูพรุนขนาดเล็กส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์กระดูกโดยรอบ
การจำลองในห้องปฏิบัติการแห่งหนึ่งของเยอรมนีแสดงให้เห็นว่าหลังจากเดิน 5 ล้านรอบ การสึกกร่อนของข้อเข่าเทียมที่เคลือบด้วยคอรันดัมสีขาวมีเพียง 1/8 ของไททาเนียมบริสุทธิ์ ประเทศของฉันได้รวมเทคโนโลยีนี้ไว้ในโครงการ “Green Channel for Innovative Medical Devices” ตั้งแต่ปี 2024 ข้อสะโพกเคลือบคอรันดัมสีขาวที่ผลิตในประเทศมีราคาถูกกว่าผลิตภัณฑ์นำเข้าถึง 40% โดยช่วยเหลือผู้ป่วยโรคกระดูกหลายแสนคน
IV. คอรันดัมสีขาว “ไฮเทค” ในคลินิกแห่งอนาคต
ทางการแพทย์ ท่ามกลางการปฏิวัติทางเทคโนโลยี คอรันดัมสีขาวกำลังเปิดขอบเขตใหม่:
ระดับนาโนการขัดคอรันดัมสีขาว ตัวแทนถูกนำมาใช้ในการผลิตชิปการจัดลำดับยีน ซึ่งจะเพิ่มความแม่นยำในการตรวจจับจาก 99% เป็น 99.99% และอำนวยความสะดวกในการคัดกรองมะเร็งในระยะเริ่มต้น
กระดูกสันหลังเทียมที่พิมพ์แบบ 3 มิติซึ่งประกอบด้วยโครงกระดูกที่เสริมด้วยคอรันดัมสีขาว ให้ความแข็งแรงต่อแรงกดมากกว่ากระดูกธรรมชาติถึง 2 เท่า นับเป็นความหวังสำหรับผู้ป่วยเนื้องอกที่กระดูกสันหลัง
สารเคลือบไบโอเซนเซอร์ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการเป็นฉนวนของคอรันดัมสีขาวเพื่อให้สามารถส่งสัญญาณอินเทอร์เฟซสมอง-คอมพิวเตอร์โดยไม่มีการรบกวน
ทีมวิจัยจากเซี่ยงไฮ้ได้พัฒนาสกรูยึดกระดูกคอรันดัมสีขาวที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ซึ่งในเบื้องต้นจะทำหน้าที่รองรับกระดูกอย่างแข็งแรงและค่อยๆ ปล่อยไอออนอะลูมิเนียมที่ช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตเมื่อกระดูกสมานตัว “ในอนาคต การผ่าตัดกระดูกหักอาจไม่จำเป็นต้องผ่าตัดซ้ำเพื่อนำสกรูออก” ดร.หวัง หัวหน้าโครงการกล่าวขณะนำเสนอข้อมูลการทดลองจากกระดูกหน้าแข้งกระต่าย หลังจากผ่านไป 8 สัปดาห์ ปริมาตรของสกรูลดลง 60% ในขณะที่ความหนาแน่นของกระดูกที่เพิ่งสร้างขึ้นใหม่นั้นสูงกว่ากลุ่มควบคุมถึงสองเท่า