آلیاژهای کبالت-کروم با عملکرد بالا، صنعت زیست پزشکی را متحول می کنند.

در زمینه های مختلف مهندسی انسان، ما دائماً به دنبال موادی هستیم که بتوانند در شرایط شدید مقاومت کنند در حالی که عملکرد استثنایی را ارائه می دهند.از موتورهای هواپیمایی که در آسمان پرواز می کنند تا مفاصل مصنوعی که در بدن انسان کاشته می شوند، این کاربردهای ظاهرا متفاوت به طور مشترک به یک ماده مهم متکی هستند: آلیاژ های کوبالت کرومیوم.این آلیاژ ها به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد خود به عنوان ابزارهای تحول در کاربردهای زیست پزشکی ظهور کرده اند.

Cobalt-chromium alloys have become premier materials for both high-temperature applications and biomedical uses due to their outstanding characteristics that maintain stability and reliability under extreme heat، محیط های خوردنی و لباس های طولانی مدت.

قابل توجه ترین ویژگی آلیاژ های کوبالت و کرومیوم، خواص مکانیکی استثنایی آنهاست، ترکیب قدرت بالا با سختی قابل توجه.قدرت به مقاومت مواد در برابر تغییر شکل و شکستگی اشاره دارد، در حالی که سفتی توانایی آن را برای جذب انرژی و تغییر شکل پلاستیکی بدون شکستن توصیف می کند.این قابلیت دوگانه اطمینان از قابلیت اطمینان در دمای بالا و شرایط استرس پیچیده را تضمین می کند.

در موتورهای هواپیما، این آلیاژ ها تیغه های توربین حیاتی را تشکیل می دهند که باید در هنگام چرخش با سرعت بالا در معرض گرما شدید، نیروهای بسیار دور از مرکز و بارهای هواپیمایی را تحمل کنند.برای مفاصل مصنوعی، آنها اجزایی مانند سر فموری و فنجان های اسیتابولار ایجاد می کنند که وزن بدن را تحمل می کنند و تاثیرات حرکت را جذب می کنند.

روان بودن فوق العاده این آلیاژ ها و ویژگی های پر کردن قالب، امکان تولید اجزای پیچیده را از طریق فرآیند ریختن فراهم می کند.این مزیت تولیدی باعث کاهش هزینه های تولید شده است در حالی که امکانات کاربرد در سراسر صنایع را گسترش می دهد.

آلیاژ های کبالت کرومیوم نسبت به فولاد ضد زنگ مقاومت استثنایی نسبت به تخریب خوردنی دارند.تشکیل لایه اکسید غیرفعال آنها مانع موثری در برابر حملات زیست محیطی ایجاد می کند، به ویژه برای ایمپلنت های بیولوژیکی که در معرض مایعات بدن حاوی یون های مختلف، پروتئین ها و مولکول های آلی قرار دارند بسیار مهم است.

با مقاومت در برابر فرسایش بیش از هر دو فولاد ضد زنگ و آلیاژ تیتانیوم، این مواد نرخ فرسایش پایین را تحت شرایط اصطکاک کششی حفظ می کنند.این خاصیت برای جایگزینی مفاصل ضروری است، جایی که به حداقل رساندن بقایای لباس، از واکنش های التهابی جلوگیری می کند، آسیب بافتی و گشایش ایمپلنت

در حالی که آلیاژ های کوبالت کرومیوم اولیه انعطاف پذیری و قابلیت ماشینکاری محدود را نشان می دهند ، آنها را عمدتاً به اشکال ریخته شده محدود می کنند ،پیشرفت های علوم مواد، انواع قابل جعل را با قابلیت کار بهبود یافته از طریق تکنیک های تخصصی آلیاژ و پردازش توسعه داده است..

خواص استثنایی آلیاژ های کوبالت کرومیوم امکان استفاده گسترده ای از زیست پزشکی را فراهم کرده است، عمدتا در جایگزینی مفاصل، پروتز دندان، استنت های عروقی،و انواع ابزار پزشکی.

به عنوان مواد مورد انتخاب برای قطعات مفصل در جایگزینی زانو و لگن،آلیاژ های کوبالت کرومیوم ترکیبی لازم از مقاومت در برابر فرسایش و ثبات خوردگی را برای موفقیت ایمپلنت طولانی مدت فراهم می کنند.عملکرد آنها در این کاربردهای سخت از جایگزین های فولاد و تیتانیوم فراتر می رود.

سازگاري و سازگاري زيستي هاي عالي آنها را براي تاج ها، پل هاو قاب های دندان مصنوعی که باید با مقاومت در برابر خوردگی حفره دهان توسط باکتری ها مقاومت کنند، بقاياي غذاها و بزاق

در حالی که استنت های معاصر عمدتا از فولاد ضد زنگ و آلیاژ های نیکل و تیتانیوم استفاده می کنند،انواع کوبالت کرومیوم مزایای قدرت و رادیوپاسیتی را برای بهبود دقت قرار دادن و ارزیابی پس از عمل ارائه می دهند.

آلیاژ های کوبالت کرومیوم ساخته شده، از طریق درمان حرارتی محلول و فرایندهای کار سرد، خواص مکانیکی قابل مقایسه با فولاد ضد زنگ را به دست می آورند، که استفاده از آنها را در سیم های هدایت،کلیپ های جراحی، داروهای ارتودنسی و کاتترها که نیاز به ویژگی های عملکردی دقیق دارند.

در حالی که مقاومت بهتر در برابر خوردگی را نشان می دهند، قالب های ریخته شده ممکن است دارای نقص های ذاتی باشند که خواص مکانیکی را کمی کاهش می دهند.باعث می شود آنها برای جایگزینی مفاصل و کاربردهای دندانپزشکی که مقاومت در برابر خوردگی اولویت دارد، ایده آل باشند..

فرآیندهای جعل نقص های ریخته گری را از بین می برد و عملکرد مکانیکی را با هزینه کمی در مقاومت در برابر خوردگی به طور قابل توجهی افزایش می دهد ، اگرچه هنوز از فولاد ضد زنگ پیشی می گیرد.این انواع به خوبی در کاربردهایی که نیاز به قدرت و سختی بیشتری دارند، مفید هستند.

درمان های سطح پیشرفته عملکرد آلیاژ را از طریق تکنیک های مختلف افزایش داده است:

تشکیل لایه های اکسید متراکم مقاومت در برابر خوردگی و سازگاری زیستی را بهبود می بخشد. مطالعات نشان می دهد که این فیلم های نانو به طور عمده از اکسید های کوبالت و کروم با گروه های هیدروکسیل تشکیل شده اند.ایجاد سطوح هیدراته شده یا هیدروکسیله شده.

پوشش های تخصصی عملکردهای هدفمند را به ارمغان می آورند:

• پوشش های زیست فعال:ترویج یکپارچگی استخوان برای ثبات ایمپلنت
• پوشش های مقاوم به فرسایش:کاهش ضریب اصطکاک
• پوشش ضد میکروبی:رشد باکتری ها را مهار می کند

این فرآیند ترکیب و ساختار سطح را از طریق بمباران یون با انرژی بالا تغییر می دهد و به طور قابل توجهی مقاومت و سختی را بهبود می بخشد.

در حالی که بسیار مقاوم در برابر خوردگی هستند، آلیاژ های کوبالت کرومیوم می توانند در محیط های خاص مانند محلول هانکس و رسانه های کشت سلولی از حل کوبالت برخوردار باشند.تحقیقات نشان می دهد که فیلم های سطحی حاصل حاوی اکسید های کرومیوم غنی شده از مولیبدن با تشکیل فوسفات کلسیم بالقوه هستند.، که به انتخاب بهتر آلیاژ و استراتژی های درمان سطح کمک می کند.

فرمولاسیون های جدید با هدف افزایش قدرت، مقاومت و سازگاری زیستی، از جمله جایگزین های بدون نیکل برای کاهش خطرات واکنش آلرژیک.

تولید افزودنی (پرت سه بعدی) از طریق کنترل دقیق مواد، هندسه های ایمپلنت پیچیده و خاص بیمار را امکان پذیر می کند.

توسعه سطوح پاسخگو که با تغییرات محیطی سازگار می شوند می تواند تحویل محلی داروها یا سایر عملکردهای درمانی را امکان پذیر کند.

تجزیه و تحلیل عناصر محدود و سایر ابزارهای مهندسی اجازه می دهد تا طرح های ایمپلنت که بهتر با خواسته های فیزیولوژیکی مطابقت دارند، غلظت استرس را کاهش می دهد و طول عمر را بهبود می بخشد.

آلیاژ های کوبالت و کرومیوم نشان دهنده یک همگرایی قابل توجهی از علم مواد و نوآوری پزشکی است.از آغاز آنها در محیط های مهندسی شدید تا نقش فعلی آنها در بازگرداندن سلامت انسان، این مواد با پیشرفت علمی همچنان در حال تکامل هستند. با پیشرفت تحقیقات، آلیاژ های کوبالت کرومیوم بدون شک موقعیت حیاتی خود را در کاربردهای زیست پزشکی حفظ خواهند کرد.ارائه درمان های بهبود یافته و بهبود کیفیت زندگی برای بیماران در سراسر جهان.