פאר א פאר טעג צוריק, האב איך זיך געשמועסט מיט א פריינד ביי טיי, און ער האט וויצלינג געזאגט, "די אלומינע וואס איר פארשט די גאנצע צייט, איז עס נישט נאר דער רוי מאטעריאל פאר קעראמישע טעפּלעך און שמייפפאפיר?" דאס האט מיך געלאזט שטום. טאקע, אין די אויגן פון געווענליכע מענטשן,אַלומינאַ פּודעראיז נאָר אַן אינדוסטריעל מאַטעריאַל, אָבער אין אונדזער ביאָמעדיצינישער אינזשעניריע קרייז, איז עס אַ באַהאַלטענער "מולטיטאַסקער." הייַנט, לאָמיר רעדן וועגן ווי דאָס לכאורה געוויינטלעכע ווייסע פּודער האָט שטילערהייט אינפֿילטרירט דאָס פעלד פון לעבן וויסנשאַפֿטן.
I. אָנהייבנדיק פֿון דער אָרטאָפּעדישער קליניק
וואָס האָט מיך אַמייסטן אימפּאָנירט איז געווען די אָרטאָפּעדישע קאָנפֿערענץ וואָס איך האָב באַזוכט לעצטן יאָר. אַן אַלטער פּראָפעסאָר האָט פּרעזענטירט פֿופֿצן יאָר נאָכפֿאָלג דאַטן וועגן אַלומינאַ קעראַמיק קינסטלעכע געלענק-ערזאַץ - מיט אַ ניצל-ראַטע וואָס איז העכער 95%, וואָס האָט דערשטוינט אַלע יונגע דאָקטוירים וואָס זענען געווען דאָרט. פֿאַרוואָס קלייבן אַלומינאַ? עס איז דאָ אַ סך וויסנשאַפֿט הינטער דעם. ערשטנס, איר האַרטקייט איז הויך גענוג, און איר אָפּטראָג-קעגנשטעל איז פֿיל שטאַרקער ווי טראַדיציאָנעלע מעטאַל מאַטעריאַלן. אונדזערע מענטשלעכע געלענק דורכגיין טויזנטער רייַבונגען יעדן טאָג. טראַדיציאָנעלע מעטאַל-אויף-פּלאַסטיק פּראָטעזן וועלן מיט דער צייט פּראָדוצירן אָפּטראָג-דעבריס, וואָס וועט פֿאַראורזאַכן אָנצינדונג און ביין-רעזאָרפּציע. אָבער, די אָפּטראָג-ראַטע פֿון אַלומינאַ קעראַמיק איז בלויז איין פּראָצענט פֿון יענער פֿון טראַדיציאָנעלע מאַטעריאַלן, אַ רעוואָלוציאָנערע ציפֿער אין קלינישער פּראַקטיק.
נאך בעסער איז איר ביאקאמפאטיביליטעט. אונזער לאבאראטאריע האט דורכגעפירט צעל קולטור עקספערימענטן און געפונען אז אסטעאבלאסטן באפעסטיגן און פארמערן זיך בעסער אויף דער ייבערפלאך פון אלומינע ווי אויף געוויסע מעטאלענע ייבערפלאכן. דאס דערקלערט פארוואס, קליניש, אלומינע פראטעזן בינדן זיך באזונדער שטארק מיט ביין. אבער, עס איז וויכטיג צו באמערקן אז נישט סתם יעדע...אַלומינאַ פּודערקען גענוצט ווערן. מעדיציניש-קלאס אלומינע פארלאנגט א ריינקייט פון איבער 99.9%, מיט קריסטאל קערל גרייס קאנטראלירט אויף די מיקראן לעוועל, און עס מוז דורכגיין א ספעציעלן סינטערינג פראצעס. עס איז ווי קאכן - געווענליך זאלץ און ים זאלץ קענען ביידע געווירצן עסן, אבער הויך-ענד רעסטאראנען קלייבן זאלץ פון ספעציפישע ווארצלען.
II. דער "אומזעיקבארער היטער" אין ציינדאקטעריי
אויב איר זענט געווען אין אַ מאָדערנער צאָן קליניק, האָט איר מסתּמא שוין באַגעגנט אַלומינאַ. פילע פון די פּאָפּולערע אַל-קעראַמישע קרוינען זענען געמאַכט פון אַלומינאַ קעראַמיש פּודער. טראַדיציאָנעלע מעטאַל-קעראַמישע קרוינען האָבן צוויי פּראָבלעמען: ערשטנס, דער מעטאַל אַפעקטירט עסטעטיק, און די גומען ליניע איז נוטה צו ווערן בלוי; צווייטנס, עטלעכע מענטשן זענען אַלערגיש צו מעטאַל. אַלומינאַ אַל-קעראַמישע קרוינען סאָלווען די פּראָבלעמען. איר טראַנסלוסענסי איז זייער ענלעך צו נאַטירלעכע ציין, און די רעזולטאַטן רעסטאָראַציעס זענען אַזוי נאַטירלעך אַז אפילו צאָן דאקטוירים מוזן קוקן נאָענט צו זען דעם חילוק. אַ עלטערער צאָן טעכניקער וואָס איך קען האָט גענוצט אַ זייער פּאַסיק אַנאַלאָגיע: "אַלומינאַ קעראַמיש פּודער איז ווי טייג - עס איז העכסט מאַליאַבאַל און קען זיין גאָולדעד אין פאַרשידענע שאַפּעס; אָבער נאָך סינטערינג, עס ווערט אַזוי שווער ווי אַ שטיין, שטאַרק גענוג צו צעברעכן וואָלנאַץ (כאָטש מיר רעקאָמענדירן נישט טאַקע צו טאָן דאָס)." נאָך מער פּאָפּולער אין די לעצטע יאָרן זענען 3D-געדרוקטע אַלומינאַ קרוינען. דורך דיגיטאַל סקאַנינג און פּלאַן, זיי זענען גלייך געדרוקט ניצן אַלומינאַ סלאַרי, דערגרייכן אַ אַקיעראַסי פון צענדליגער מיקראָמעטערס. פּאַציענטן קענען קומען אין דער פֿרי און אַרויסגיין מיט זייערע קרוינען אין אָוונט — עפּעס וואָס מען האָט זיך נישט פֿאָרגעשטעלט צען יאָר צוריק.
III. "גענויע נאַוויגאַציע" אין מעדיצין ליפערונג סיסטעמען
פֿאָרשונג אין דעם פֿעלד איז באַזונדער אינטערעסאַנט. ווײַל אַלומינאַ פּודער האָט פֿיל אַקטיווע ערטער אויף זײַן ייבערפֿלאַך, קען עס אַדסאָרבירן מעדיצין מאָלעקולן ווי אַ מאַגנעט און דערנאָך זיי לאַנגזאַם באַפֿרײַען. אונדזער מאַנשאַפֿט האָט דורכגעפֿירט עקספּערימענטן מיט פּאָרעזע אַלומינאַ מיקראָספֿערעס פֿול מיט אַנטי-קאַנסער מעדיצינען. די מעדיצין קאָנצענטראַציע בײַם טומאָר אָרט איז געווען 3-5 מאָל העכער ווי מיט טראַדיציאָנעלע מעדיצין-ליפֿערונג מעטאָדן, בשעת סיסטעמישע זייַט-עפֿעקטן זענען באַדײַטנד פֿאַרקלענערט געוואָרן. דער פּרינציפּ איז נישט שווער צו פֿאַרשטיין: דורך מאַכןאַלומינאַ פּודערדורך צעברעכן r אין נאַנאָ- אדער מיקראָ-גרייס פּאַרטיקלען און מאָדיפיצירן די ייבערפלאַך, קען עס זיין פארבונדן מיט ציל-מאָלעקולן, ווי געבן דעם מעדיצין אַ "GPS נאַוויגאַציע" סיסטעם צו גיין גלייך צום לעזיע. דערצו, אַלומינאַ צעפאַלט זיך עווענטועל אין אַלומינום יאָנען אין דעם גוף, וואָס קענען מעטאַבאָליזירט ווערן דורך דעם גוף אין נאָרמאַלע דאָזעס און וועלן זיך נישט אָנקלייַבן לאַנג-טערמין. א קאָלעגע וואָס שטודירט ציל-געצילטע טעראַפּיע פֿאַר לעבער ראַק האָט מיר דערציילט אַז זיי האָבן גענוצט אַלומינאַ נאַנאָפּאַרטיקלען צו צושטעלן כעמאָטעראַפּי דרוגס, וואָס האָט פאַרגרעסערט די טומאָר אינהיביציע קורס מיט 40% אין אַ מויז מאָדעל. "דער שליסל איז צו קאָנטראָלירן די פּאַרטיקל גרייס; 100-200 נאַנאָמעטערס איז ידעאַל - צו קליין און זיי ווערן לייכט אויסגערייניקט דורך די נירן, צו גרויס און זיי קענען נישט אַרייַן די טומאָר געוועב." די סאָרט דעטאַל איז די עסאַנס פון דער פאָרשונג.
IV. "סענסיטיווע פּראָבעס" אין ביאָסענסאָרן
אַלומינאַ שפּילט אויך אַ באַדײַטנדיקע ראָלע אין פריער קראַנקייט דיאַגנאָז. איר ייבערפלאַך קען לייכט מאָדיפיצירט ווערן מיט פֿאַרשידענע ביאָמאָלעקולן, אַזאַ ווי אַנטיקערפּערס, ענזימען און דנאַ פּראָבעס, צו שאַפֿן העכסט סענסיטיווע ביאָסענסאָרס. למשל, עטלעכע בלוט גלוקאָזע מעטערס נוצן איצט אַלומינאַ-באַזירטע סענסאָר טשיפּס. גלוקאָזע אין בלוט רעאַגירט מיט ענזימען אויף דעם טשיפּ צו פּראָדוצירן אַן עלעקטריש סיגנאַל, און די אַלומינאַ שיכט פֿאַרשטאַרקט דעם סיגנאַל, מאַכנדיג די דעטעקציע מער פּינקטלעך. טראַדיציאָנעלע טעסט סטריפּ מעטאָדן קענען האָבן אַ 15% טעות קורס, בשעת אַלומינאַ סענסאָרס קענען האַלטן די טעות אין 5%, אַ באַדײַטנדיקער חילוק פֿאַר דיאַבעטישע פּאַציענטן. נאָך מער קאַטינג-עדזש זענען סענסאָרס וואָס דעטעקטירן ראַק ביאָמאַרקערס. לעצטן יאָר, אַן אַרטיקל אין דער זשורנאַל *Biomaterials* האט געוויזן אַז ניצן אַלומינאַ נאַנאָדראָט אַררייז צו דעטעקטירן פּראָסטאַט-ספּעציפֿיש אַנטיגען האט רעזולטירט אין אַ סענסיטיוויטי צוויי אָרדערס פון מאַגניטוד העכער ווי קאַנווענשאַנאַל מעטאָדן, טייַטש עס קען זיין מעגלעך צו דעטעקטירן וואונדער פון ראַק אין אַ פיל פריער בינע.
V. "סקאַפאָלדינג שטיצע" אין געוועב אינזשעניריע
געוועב אינזשעניריע איז א הייסע טעמע אין ביאמעדיצין. פשוט געזאגט, עס באשטייט פון קולטיווירן לעבעדיגע געוועבן אין וויטרא און דערנאך עס איבערפלאנצן אין דעם קערפער. איינע פון די גרעסטע שוועריקייטן איז דער סקאַפאַלד מאַטעריאַל – עס מוז צושטעלן שטיצע פאר די צעלן אָן צו פאַראורזאַכן טאַקסישע זייַט יפעקץ. פּאָרעזע אַלומינאַ סקאַפאָולדז האָבן דאָ געפֿונען זייער נישע. דורך קאָנטראָלירן די פּראָצעס באדינגונגען, איז עס מעגלעך צו שאַפֿן אַלומינאַ שוואָם-ווי סטרוקטורן מיט אַ פּאָראָסיטי וואָס איבערשטייגט 80%, מיט פּאָרע סיזעס פּונקט ריכטיק פֿאַר צעלן צו וואַקסן אין, אַלאַוינג נוטריאַנץ צו פליסן פריי. אונדזער לאַבאָראַטאָריע האט פּרובירט ניצן אַלומינאַ סקאַפאָולדז צו קולטיווירן ביין געוועב, און די רעזולטאַטן זענען געווען אומגעריכט גוט. אָסטעאָבלאַסטן ניט בלויז איבערגעלעבט גוט, אָבער אויך סעקרעטעד מער ביין מאַטריץ. אַנאַליז האט געוויזן אַז די קליינע ראַפנאַס פון די אַלומינאַ ייבערפלאַך טאַקע פּראָמאָטעד צעל פונקציע אויסדרוק, וואָס איז געווען אַ אָנגענעמע יבערראַשן.
VI. שוועריקייטן און אויסזיכטן
זיכער, די אַפּליקאַציע פוןאַלומינאַאין מעדיצינישן פעלד איז נישט אָן זייַנע שוועריקייטן. ערשטנס, איז דאָ די קאָסטן פּראָבלעם; דער צוגרייטונג פּראָצעס פֿאַר מעדיציניש-גראַד אַלומינאַ איז קאָמפּלעקס, מאַכנדיג עס דאַזאַנז מאָל טייערער ווי אינדוסטריעל-גראַד אַלומינאַ. צווייטנס, לאַנג-טערמין זיכערהייט דאַטן ווערט נאָך אָנגעזאַמלט. כאָטש די איצטיקע אויסזיכט איז אָפּטימיסטיש, וויסנשאַפטלעכע שטרענגקייט ריקווייערז קעסיידערדיק מאָניטאָרינג. אין דערצו, די ביאָלאָגישע יפעקס פון נאַנאָ-אַלומינאַ דאַרפן ווייטערדיקע טיפע פאָרשונג. נאַנאָמאַטעריאַלן האָבן יינציק פּראָפּערטיעס, און צי די זענען נוציק אָדער שעדלעך דעפּענדס אויף סאָליד עקספּערימענטאַל דאַטן. אָבער, די פּראַספּעקטן זענען העל. עטלעכע טימז פאָרשן איצט ינטעליגענט אַלומינאַ מאַטעריאַלס - למשל, טרעגערס וואָס מעלדונג דרוגס בלויז אין ספּעציפיש pH ווערטן אָדער אונטער דער קאַמף פון ענזימעס, אָדער ביין פאַרריכטן מאַטעריאַלס וואָס מעלדונג וווּקס סיבות אין ענטפער צו דרוק ענדערונגען. דורכברוכן אין די געביטן וועלן רעוואָלוציאָנירן באַהאַנדלונג מעטהאָדס.
נאכדעם וואס ער האט דאס אלץ געהערט, האט מיין פריינד באמערקט, "איך האב קיינמאל נישט פארגעשטעלט אז עס איז דא אזויפיל אין דעם ווייסן פודער." טאקע, די שיינקייט פון וויסנשאפט איז אפט באהאלטן אין דעם געווענליכן. די רייזע פון אלומינע פודער פון אינדוסטריעלע ווארשטאטן ביז אפעראציע צימערן און לאבאראטאריעס אילוסטרירט גאנץ גוט דעם חן פון אינטערדיסציפלינערי פארשונג. מאטעריאל וויסנשאפטלער, דאקטוירים און ביאלאגן ארבעטן צוזאמען צו אריינלאזן ניי לעבן אין א טראדיציאנעלן מאטעריאל. די אינטערדיסציפלינערי קאלאבאראציע איז פונקט וואס טרייבט פארשריט אין מאדערנער מעדיצין.
אַזוי די נעקסטע מאָל איר זען אַאַלומינום אָקסייד פּראָדוקט, באַטראַכט דאָס: עס קען נישט נאָר זיין אַ קעראַמישע שיסל אָדער אַ שלייַף ראָד; עס קען שטילערהייט פֿאַרבעסערן מענטשנס געזונט און לעבן אין עפּעס אַ פֿאָרעם, אין אַ לאַבאָראַטאָריע אָדער שפּיטאָל ערגעץ. מעדיצינישע פּראָגרעס פּאַסירט אָפֿט אויף דעם אופֿן: נישט דורך דראַמאַטישע דורכברוכן, נאָר אָפֿטער דורך מאַטעריאַלן ווי אַלומינום אָקסייד, ביסלעכווייַז געפֿינען נייע אַפּליקאַציעס און שטילערהייט סאָלווען פּראַקטישע פּראָבלעמען. וואָס מיר דאַרפֿן טאָן איז האַלטן נייגעריקייט און אַן אָפֿענעם גייסט, און אַנטדעקן אויסערגעוויינטלעכע מעגלעכקייטן אין דעם געוויינטלעכן.