De nieuwe rol van wit korund in de medisch-technologische revolutie
Nu zal het niet barsten, zelfs niet als het valt – het geheim zit in deze ‘witte saffier’-coating.” De ‘witte saffier’ waar hij naar verwees was dewit korundGebruikt bij het industrieel polijsten van staal. Toen dit aluminiumoxidekristal, met een Mohs-hardheid van 9,0 en een chemische zuiverheid van 99%, de medische sector betrad, begon een stille revolutie in medische materialen.
1. Van industriële slijpschijven tot menselijke gewrichten: een grensoverschrijdende revolutie in de materiaalkunde
U vraagt zich misschien af hoe een schuurmiddel, oorspronkelijk gebruikt voor het snijden van metaal, de nieuwe favoriet van de medische sector is geworden. Simpel gezegd: de kernactiviteit van medische technologie is 'biomimeticisme': het vinden van materialen die zich kunnen integreren in het menselijk lichaam en bestand zijn tegen tientallen jaren slijtage.Wit korund, daarentegen, bezit een “robuuste structuur”:
De hardheid ervan evenaart die vandiamanten de slijtvastheid ervan is drie keer hoger dan die van traditionele metalen verbindingen.
De chemische inertie ervan is extreem sterk, wat betekent dat het niet ontbindt, roest of afstoting veroorzaakt in het menselijk lichaam.
Het spiegelende oppervlak zorgt ervoor dat bacteriën zich er moeilijk aan kunnen hechten, waardoor het risico op infecties na de operatie afneemt.
Al in 2018 begon een medisch team in Shanghai met het onderzoeken van het gebruik vanwit korund gecoatgewrichten. Een dansleraar die een totale heupvervanging onderging, keerde zes maanden na de operatie terug op het podium. "Mijn metalen gewrichten belastten me zo hard dat elke stap aanvoelde als brekend glas. Nu vergeet ik bijna dat ze er zijn als ik dans." Momenteel is de levensduur van dezewitte korundkeramiekDe levensduur van composietverbindingen is meer dan 25 jaar, bijna het dubbele van die van traditionele materialen.
II. De “onzichtbare bewaker” op de punt van het scalpel
De medische reis van wit korund begon met de radicale transformatie van medische instrumenten. In de werkplaats voor de productie van medische apparatuur wees technisch directeur Li naar een rij glimmende chirurgische pincetten en legde uit: "Na het polijsten van roestvrijstalen instrumenten metwit korund micropoederwordt de oppervlakteruwheid teruggebracht tot minder dan 0,01 micron - gladder dan een tienduizendste van de dikte van een menselijke haar." Deze ongelooflijk gladde snijkant maakt chirurgisch snijden net zo glad als een warm mes door boter, waardoor weefselschade met 30% wordt verminderd en het genezingsproces van de patiënt aanzienlijk wordt versneld.
Een nog revolutionairere toepassing is te vinden in de tandheelkunde. Traditioneel kan bij het gebruik van diamantslijpfrezen voor tandenknarsen de hitte die ontstaat door hoogfrequente wrijving de tandpulpa beschadigen. De zelfslijpende eigenschap vanwit korund(het voortdurend ontwikkelen van nieuwe randen tijdens gebruik) zorgt ervoor dat de boor consistent scherp blijft. Klinische gegevens van een tandheelkundig ziekenhuis in Beijing tonen aan dat tijdens wortelkanaalbehandelingen met witte korundboren de temperatuur van de tandpulpa slechts met 2 °C stijgt, ver onder de internationale veiligheidslimiet van 5,5 °C.
III. Implantaatcoatings: kunstmatige organen een ‘diamanten pantser’ geven
De meest vindingrijke medische toepassing van wit korund is de mogelijkheid om kunstmatige organen een "tweede leven" te geven. Met behulp van plasmaspuittechnologie wordt wit korundmicropoeder onder hoge temperatuur op het verbindingsoppervlak van de titaniumlegering gespoten, waardoor een dichte beschermlaag van 10-20 micron dik ontstaat. De vindingrijkheid van deze structuur schuilt in:
De harde buitenlaag is bestand tegen dagelijkse wrijving.
De stevige binnenkant absorbeert onverwachte schokken.
De microporeuze structuur bevordert de groei van omliggende botcellen.
Simulaties in een Duits laboratorium toonden aan dat de slijtage van een met wit korund gecoate knieprothese na 5 miljoen loopcycli slechts 1/8 bedroeg van die van puur titanium. Mijn land heeft deze technologie sinds 2024 opgenomen in zijn programma "Green Channel for Innovative Medical Devices". Binnenlands geproduceerde, met wit korund gecoate heupgewrichten zijn 40% goedkoper dan geïmporteerde producten, wat honderdduizenden patiënten met botziekten ten goede komt.
IV. Witte korund “High-Tech” in de kliniek van de toekomst
Medisch Te midden van de technologische revolutie opent wit korund nieuwe grenzen:
Nanoschaalwitte korund polijsten Deze middelen worden gebruikt bij de productie van gensequentiechips, waardoor de detectienauwkeurigheid toeneemt van 99% tot 99,99%. Dit vergemakkelijkt de vroegtijdige screening van kanker.
3D-geprinte kunstmatige wervels met een skelet versterkt met wit korund bieden twee keer zoveel druksterkte als natuurlijk bot, wat hoop biedt voor patiënten met werveltumoren.
Biosensorcoatings maken gebruik van de isolerende eigenschappen van wit korund om een storingsvrije transmissie van signalen tussen hersenen en computer te bewerkstelligen.
Een onderzoeksteam in Shanghai heeft zelfs biologisch afbreekbare botschroeven met wit korund ontwikkeld, die in eerste instantie stevige ondersteuning bieden en langzaam groeibevorderende aluminiumionen afgeven tijdens het genezingsproces van het bot. "In de toekomst kan een fractuuroperatie de noodzaak van een tweede operatie om de schroef te verwijderen mogelijk elimineren", aldus Dr. Wang, de projectleider, tijdens de presentatie van experimentele gegevens van konijnenscheenbeenderen: na acht weken was het schroefvolume met 60% afgenomen, terwijl de dichtheid van het nieuw gevormde bot twee keer zo groot was als die van de controlegroep.