Sự Kì Diệu Của Hợp Kim Titan Phần 2
Bạn đã bao giờ tự hỏi sẽ thế nào nếu một ngày nào đó xương của bạn không may “ngừng hoạt động” và bác sĩ thay thế chúng bằng một miếng kim loại chưa?
Mô Tả Sự Kì Diệu Của Hợp Kim Titan Phần 2
Cảm giác đó có giống như việc mang một miếng sắt trong túi, lúc nào cũng nặng và lạnh? Hay cơ thể bạn sẽ coi nó như một “kẻ xâm lược”, liên tục “chiến đấu” với nó?
Suy cho cùng, nhiều người có thể nghĩ ngay đến thép không gỉ, vật liệu mà chúng ta sử dụng cho nồi niêu xoong chảo trong nhà – chắc chắn, bền bỉ và sáng bóng.
Nhưng nếu thép không gỉ thực sự được đưa vào cơ thể con người, đó sẽ là một vấn đề nghiêm trọng!
Nó sẽ nhanh chóng bị gỉ sét trong môi trường “nước mặn” (dịch cơ thể) của cơ thể chúng ta, giải phóng các ion kim loại có thể gây dị ứng.
Giống như việc có một người bạn cùng phòng mới liên tục làm bẩn nhà, sau một thời gian, bạn sẽ phát ngán và muốn đuổi họ ra ngoài! Hệ thống miễn dịch của chúng ta cũng phản ứng theo cách tương tự: nó coi kim loại gỉ sét là kẻ thù và tấn công nó không ngừng nghỉ, gây ra nhiều phản ứng viêm và miễn dịch khác nhau.
Điều còn tệ hơn nữa là thép không gỉ lại cực kỳ “thô”, cực kỳ đặc và nặng!
Hãy tưởng tượng một tấm thép được cấy ghép vào xương đùi của bạn. Mỗi ngày, bạn sẽ cảm thấy như mình đang đeo một bao cát nhỏ buộc vào đùi, điều đó sẽ vô cùng đau đớn.
Vậy, liệu có vật liệu nào mà cơ thể chúng ta có thể dễ dàng chấp nhận, nhưng cũng đủ nhẹ và bền để tồn tại mãi mãi không?
Chắc chắn rồi! Thực sự có một loại! Đó là hợp kim titan, được mệnh danh là “Vua của Kim loại sinh học”!
Vậy, câu hỏi đặt ra là, là một kim loại, tại sao hợp kim titan lại được đối xử “năm sao” như vậy?
Đầu tiên, hợp kim titan có một khả năng độc đáo khiến nó trở thành “chuyên gia xã hội” trong thế giới kim loại: đó là biết cách ngụy trang.
Khi một mảnh hợp kim titan được cấy ghép vào cơ thể người, nó thậm chí không cần bất kỳ sự chuẩn bị nào, ngay khi tiếp xúc với dịch cơ thể, một lớp “áo giáp vô hình” nhanh chóng hình thành trên bề mặt – mỏng hơn màng bọc thực phẩm nhưng bền hơn kim cương.
Tên khoa học của lớp áo giáp này là “màng thụ động titan dioxide”.
Hãy tưởng tượng nó như một bậc thầy ngụy trang, các tế bào miễn dịch của chúng ta giống như những người bảo vệ an ninh có trách nhiệm nhất trong khu phố, tuần tra hàng ngày, nhìn thấy một “người lạ” lạ mặt ngay lập tức kích hoạt báo động và tấn công.
Còn thép không gỉ? Nó giống như một người lạ mặt đi lại trong trang phục kỳ dị – người bảo vệ ngay lập tức phát hiện ra.
Nhưng hợp kim titan thì khác, một khi được bao bọc trong “lớp áo giáp vô hình” này, nó trở nên vô cùng “đáng yêu” và “vô hại”, lớp màng này cực kỳ ổn định về mặt hóa học: nó không hòa tan trong dịch cơ thể, không phản ứng với bất kỳ tế bào nào và không giải phóng bất kỳ ion nào có thể gây báo động cho cơ thể.
Trong mắt những người bảo vệ (tế bào miễn dịch), hợp kim titan thậm chí không phải là “người lạ”, nó giống như một luồng không khí nhỏ hay một giọt nước, hoàn toàn vô hình, vì nó không gây ra mối đe dọa nào, hệ thống miễn dịch của cơ thể bị nó đánh lừa, chọn cách phớt lờ và cùng tồn tại hòa bình.
Điều này được gọi là “tương thích sinh học”, và hợp kim titan tự hào có khả năng tương thích sinh học cao nhất trong tất cả các vật liệu kim loại được biết đến!
Bạn nghĩ vậy là hết sao? Chỉ cần không bị đào thải là đã có được tấm vé “sống chung” với cơ thể con người.
Mánh khóe thứ hai, và thậm chí còn đáng chú ý hơn của hợp kim titan là nó không chỉ ngăn xương ghét nó mà còn chủ động “kết nối” và khiến chúng yêu nó!
Nghe có vẻ hơi kỳ quái phải không? Làm thế nào kim loại và xương có thể “yêu nhau” được?
Đừng lo lắng, điều này dẫn chúng ta đến một hiện tượng thậm chí còn kỳ diệu hơn: “tích hợp xương”.
Nếu cấy ghép bằng thép không gỉ giống như việc ép một “ngôi nhà đinh” vào cơ thể, thì xương, mặc dù không thể chống lại, nhưng lại rất khó chịu với điều đó và sẽ hình thành một lớp mô mềm xung quanh, cách nhiệt nó như một bức tường.
Với cấy ghép hợp kim titan, tình hình hoàn toàn đảo ngược!
Các nguyên bào xương của chúng ta, những “công nhân xây dựng” chịu trách nhiệm xây dựng xương, sẽ ngạc nhiên khi tiếp xúc với bề mặt hợp kim titan: “Hả? Người hàng xóm mới này trông quen thuộc quá!”
Chúng không chỉ không từ chối hợp kim titan mà còn coi nó như một “giàn giáo” tự nhiên, vui vẻ trèo lên bề mặt của nó, thiết lập nơi trú ngụ, và sau đó siêng năng bắt đầu “xây nhà” – tức là phát triển mô xương mới.
Theo thời gian, xương mới sẽ phát triển chặt chẽ và liền mạch trên bề mặt hợp kim titan, trở thành một với kim loại, đạt đến trạng thái hợp nhất “xương và kim loại”.
Lúc này, hợp kim titan không còn chỉ là một vật liệu cấy ghép nữa; nó đã thực sự trở thành một phần của bộ xương của bạn!
Để thúc đẩy hơn nữa “mối quan hệ mật thiết” này, các nhà khoa học cũng áp dụng các phương pháp xử lý đặc biệt lên bề mặt của cấy ghép hợp kim titan, chẳng hạn như tạo ra một cấu trúc xốp, nhám.
Điều này giống như việc phủ một lớp xi măng lên một bức tường trống rồi tạo ra một loạt các kết cấu gồ ghề, điều này giúp các nguyên bào xương, giống như những “dây leo nhỏ”, bám dính và phát triển dễ dàng hơn, tạo nên một liên kết chắc chắn hơn.
Kết luận Sự Kì Diệu Của Hợp Kim Titan Phần 2
Hợp kim Titan thật sự rất kì diệu, nó được xưng vương trong tất cả các kim loại.
Xem thêm các bài viết liên quan Sự Kì Diệu Của Hợp Kim Titan
Có lẽ hầu hết mọi người đều tò mò. Kim loại có mặt khắp nơi trên đường phố, vậy tại sao hợp kim titan lại phù hợp với cơ thể con người? Tại sao nó không bị gỉ sét, mục nát như các kim loại khác và không bị cơ thể đào thải?
