Ní ọjọ́ díẹ̀ sẹ́yìn, mo ń bá ọ̀rẹ́ mi kan sọ̀rọ̀ lórí tíì, ó sì fi àwàdà sọ pé, “Alumina tí ẹ̀ ń ṣe ìwádìí ní gbogbo ìgbà, ṣé kì í ṣe ohun èlò tí a fi seramiki ṣe àti sandpaper nìkan ni?” Èyí mú kí n má sọ̀rọ̀. Ní tòótọ́, lójú àwọn ènìyàn lásán,lulú aluminijẹ́ ohun èlò ilé iṣẹ́ lásán, ṣùgbọ́n nínú àyíká ìmọ̀ ẹ̀rọ ìṣègùn wa, ó jẹ́ “oníṣẹ́-púpọ̀-iṣẹ́-aláìní-ọ̀pọ̀.” Lónìí, ẹ jẹ́ kí a sọ̀rọ̀ nípa bí lulú funfun yìí tí ó dàbí èyí tí ó jẹ́ lásán ṣe wọ inú ẹ̀ka ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì ìgbésí ayé láìsí ìṣòro.
I. Bẹ̀rẹ̀ láti Ilé Ìwòsàn Ẹ̀gbẹ́ Àrùn
Ohun tó wú mi lórí jùlọ ni ìpàdé orthopedic tí mo lọ ní ọdún tó kọjá. Ọ̀jọ̀gbọ́n àgbà kan gbé ìwádìí ọdún mẹ́ẹ̀ẹ́dógún kalẹ̀ lórí àwọn ohun èlò ìyípadà alumina seramiki artificial—pẹ̀lú ìwọ̀n ìwàláàyè tó ju 95% lọ, èyí tó ya gbogbo àwọn dókítà ọ̀dọ́ tó wà níbẹ̀ lẹ́nu. Kí ló dé tí a fi yan alumina? Ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì ló wà lẹ́yìn rẹ̀. Àkọ́kọ́, líle rẹ̀ ga tó, agbára ìfaradà rẹ̀ sì lágbára ju àwọn ohun èlò irin ìbílẹ̀ lọ. Àwọn oríkèé ènìyàn wa ń fara da ẹgbẹẹgbẹ̀rún ìfọ́ lójoojúmọ́. Àwọn ohun èlò ìtọ́jú irin lórí ike ìbílẹ̀ yóò máa mú ìdọ̀tí wá nígbà tó bá yá, èyí tó máa ń fa ìgbóná ara àti ìfàsẹ́yìn egungun. Síbẹ̀síbẹ̀, ìwọ̀n ìfàsẹ́yìn alumina jẹ́ ìpín kan ṣoṣo nínú iye àwọn ohun èlò ìbílẹ̀, ẹni tó jẹ́ olùyípadà nínú iṣẹ́ ìṣègùn.
Èyí tó tún dára jù ni ìbáramu ẹ̀dá rẹ̀. Ilé ìwádìí wa ti ṣe àwọn àyẹ̀wò àṣà sẹ́ẹ̀lì, wọ́n sì rí i pé àwọn osteoblast máa ń so mọ́ ara wọn dáadáa lórí alumina ju àwọn kan lára àwọn ohun èlò irin lọ. Èyí ló ṣàlàyé ìdí tí, ní ìṣègùn, àwọn ohun èlò alumina máa ń so mọ́ egungun gidigidi. Síbẹ̀síbẹ̀, ó ṣe pàtàkì láti kíyèsí pé kì í ṣe èyíkéyìí nínú wọn ló máa ń so mọ́ ara wọn.lulú aluminia le lo. Alumina onípele ìṣègùn nílò ìwẹ̀nùmọ́ tó ju 99.9% lọ, pẹ̀lú ìtóbi ọkà kírísítà tí a ṣàkóso ní ìpele micron, ó sì gbọ́dọ̀ ṣe ìlànà sísè oúnjẹ pàtàkì. Ó dà bí sísè oúnjẹ—iyọ̀ lásán àti iyọ̀ òkun lè mú oúnjẹ dùn, ṣùgbọ́n àwọn ilé oúnjẹ tó gbajúmọ̀ máa ń yan iyọ̀ láti orísun pàtó kan.
II. “Olùṣọ́ Àìrí” ní Iṣẹ́ Ehín
Tí o bá ti lọ sí ilé ìtọ́jú eyín òde òní, ó ṣeé ṣe kí o ti rí alumina. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn adé tí ó gbajúmọ̀ tí ó jẹ́ ti seramiki ni a fi alumina seramiki ṣe. Àwọn adé irin-seramiki àṣà ìbílẹ̀ ní ìṣòro méjì: àkọ́kọ́, irin náà ní ipa lórí ẹwà, ìlà gomu sì máa ń yípadà sí àwọ̀ búlúù; èkejì, àwọn ènìyàn kan ní àléjì sí irin. Àwọn adé alumina gbogbo-seramiki yanjú àwọn ìṣòro wọ̀nyí. Ìyípadà rẹ̀ jọ eyín àdánidá gan-an, àti àtúnṣe tí ó yọrí sí jẹ́ àdánidá débi pé àwọn oníṣègùn eyín pàápàá ní láti wo dáadáa láti mọ ìyàtọ̀ náà. Onímọ̀-ẹ̀rọ ehín àgbà kan tí mo mọ̀ lo àfiwé tí ó yẹ: “Iyẹ̀fun seramiki Alumina dàbí ìyẹ̀fun—ó ṣeé yípadà púpọ̀, a sì lè ṣẹ̀dá rẹ̀ sí onírúurú ìrísí; ṣùgbọ́n lẹ́yìn sísè, ó di líle bí òkúta, ó lágbára tó láti fọ́ walnuts (bó tilẹ̀ jẹ́ pé a kò gbani nímọ̀ràn láti ṣe bẹ́ẹ̀ ní gidi).” Àwọn adé alumina tí a tẹ̀ jáde pẹ̀lú 3D pàápàá ló gbajúmọ̀ jùlọ ní àwọn ọdún àìpẹ́ yìí. Nípasẹ̀ ìwòran oní-nọ́ńbà àti àwòrán, a tẹ̀ wọ́n ní tààràtà nípa lílo alumina slurry, tí ó ń ṣàṣeyọrí déédé àwọn micrometers mẹ́wàá. Àwọn aláìsàn lè wá ní òwúrọ̀ kí wọ́n sì jáde pẹ̀lú adé wọn ní alẹ́—ohun kan tí a kò lè ronú nípa rẹ̀ ní ọdún mẹ́wàá sẹ́yìn.
III. “Ìlọsíwájú Pàtàkì” nínú Àwọn Ètò Ìfijiṣẹ́ Oògùn
Ìwádìí lórí ẹ̀ka yìí jẹ́ ohun tó dùn mọ́ni gan-an. Nítorí pé lulú alumina ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ibi tó ń ṣiṣẹ́ lórí ilẹ̀ rẹ̀, ó lè fa àwọn molecule oògùn bíi mágnẹ́ẹ̀tì mọ́, lẹ́yìn náà ó lè tú wọn sílẹ̀ díẹ̀díẹ̀. Ẹgbẹ́ wa ti ṣe àwọn àyẹ̀wò nípa lílo àwọn microspheres alumina oníhò tí ó kún fún àwọn oògùn apanilára. Ìwọ̀n oògùn tó wà ní ibi tí àrùn náà ti gbilẹ̀ sí i ní ìgbà mẹ́ta sí márùn-ún ju ti àwọn ọ̀nà ìfiránṣẹ́ oògùn ìbílẹ̀ lọ, nígbà tí àwọn ipa ẹ̀gbẹ́ tó wà nínú ara ti dínkù gidigidi. Ìlànà náà kò ṣòro láti lóye: nípa ṣíṣelulú aluminar sínú àwọn èròjà kéékèèké tàbí kékeré, tí ó sì ń yí ojú ilẹ̀ padà, ó lè so mọ́ àwọn mọ́líkúlù tí a fojú sí, bíi fífún oògùn náà ní ètò “GPS lilting” láti lọ tààrà sí ibi tí àrùn náà ti bàjẹ́. Jù bẹ́ẹ̀ lọ, alumina yóò bàjẹ́ sí àwọn ion aluminiomu nínú ara, èyí tí ara lè mú kí ó yípadà ní ìwọ̀n déédéé, tí kò sì ní kó jọ fún ìgbà pípẹ́. Ọ̀gbẹ́ni kan tí ó kẹ́kọ̀ọ́ ìtọ́jú tí a fojú sí fún àrùn jẹjẹrẹ ẹ̀dọ̀ sọ fún mi pé wọ́n lo àwọn nanoparticles alumina láti fi àwọn oògùn chemotherapy fúnni, èyí tí ó mú kí ìwọ̀n ìdíwọ́ àrùn jẹjẹrẹ pọ̀ sí i ní 40% nínú àpẹẹrẹ eku. “Kókó pàtàkì ni láti ṣàkóso ìwọ̀n èròjà; nanometers 100-200 dára—ó kéré jù, àwọn kíndìnrín sì lè mú wọn kúrò lọ́nà tí ó rọrùn, wọ́n tóbi jù, wọn kò sì lè wọ inú àsopọ̀ àrùn jẹjẹrẹ náà.” Irú àlàyé yìí ni kókó ìwádìí náà.
IV. “Àwọn Ìwádìí Tó Lẹ́sẹ̀kẹsẹ̀” Nínú Àwọn Ẹ̀rọ Ìmọ̀ Ẹ̀rọ
Alumina tún ń kó ipa pàtàkì nínú ìwádìí àrùn ní ìbẹ̀rẹ̀. A lè yí ojú rẹ̀ padà pẹ̀lú onírúurú biomolecule, bíi antibodies, enzymes, àti DNA probes, láti ṣẹ̀dá biosensors tó ní ìmọ̀lára tó ga. Fún àpẹẹrẹ, àwọn mita glucose ẹ̀jẹ̀ kan ń lo àwọn chips sensor tí ó da lórí alumina báyìí. Glucose nínú ẹ̀jẹ̀ máa ń ṣe àgbékalẹ̀ pẹ̀lú àwọn enzymu lórí chip láti ṣe àmì iná mànàmáná, àti alumina Layer ń mú àmì yìí pọ̀ sí i, èyí sì ń mú kí ìwádìí náà péye sí i. Àwọn ọ̀nà ìdánwò ìbílẹ̀ lè ní ìwọ̀n àṣìṣe 15%, nígbà tí àwọn sensọ alumina lè pa àṣìṣe náà mọ́ láàrín 5%, èyí tí ó jẹ́ ìyàtọ̀ pàtàkì fún àwọn aláìsàn àtọ̀gbẹ. Àwọn sensors tí ó túbọ̀ jẹ́ ti àtúnṣe ni àwọn biomarkers àrùn jẹjẹrẹ. Ní ọdún tó kọjá, àpilẹ̀kọ kan nínú ìwé ìròyìn *Biomaterials* fihàn pé lílo àwọn arrays alumina nanowire láti ṣàwárí antigen pàtó prostate yọrí sí ìfàmọ́ra ní ìpele méjì ti ìwọ̀n gíga ju àwọn ọ̀nà ìbílẹ̀ lọ, èyí tí ó túmọ̀ sí pé ó lè ṣeé ṣe láti ṣàwárí àwọn àmì àrùn jẹjẹrẹ ní ìpele tí ó ti wà tẹ́lẹ̀.
V. “Àtìlẹ́yìn fún Scaffolding” nínú Ìmọ̀ Ẹ̀rọ Àsopọ̀
Ìmọ̀ ẹ̀rọ ìṣègùn ara jẹ́ kókó ọ̀rọ̀ gbígbóná janjan nínú ìmọ̀ nípa ìṣègùn ara. Ní ṣókí, ó ní nínú gbígbin àsopọ alààyè nínú vitro àti gbígbé e sínú ara. Ọ̀kan lára àwọn ìpèníjà tóbi jùlọ ni ohun èlò ìṣègùn ara - ó gbọ́dọ̀ pèsè ìtìlẹ́yìn fún àwọn sẹ́ẹ̀lì láìfa àwọn ipa búburú. Àwọn ìṣègùn alumina oníhò ti rí ibi tí wọ́n wà níbí. Nípa ṣíṣàkóso àwọn ipò ìlànà, ó ṣeé ṣe láti ṣẹ̀dá àwọn ìṣètò bíi sponge alumina pẹ̀lú ihò tí ó ju 80% lọ, pẹ̀lú ìwọ̀n ihò tí ó tọ́ fún àwọn sẹ́ẹ̀lì láti dàgbàsókè, tí ó jẹ́ kí àwọn èròjà oúnjẹ máa ṣàn lọ láìsí ìdíwọ́. Ilé ìwádìí wa gbìyànjú láti lo àwọn ìṣètò alumina láti gbin àsopọ egungun, àwọn àbájáde náà sì dára láìròtẹ́lẹ̀. Àwọn osteoblasts kìí ṣe pé wọ́n wà láàyè dáadáa nìkan ṣùgbọ́n wọ́n tún tú egungun jáde. Ìwádìí fi hàn pé bí ojú alumina ṣe rí díẹ̀ mú kí ìṣiṣẹ́ sẹ́ẹ̀lì náà lágbára síi, èyí sì jẹ́ ìyàlẹ́nu dídùn.
VI. Awọn ipenija ati Awọn ireti
Dajudaju, lilo tialuminiNínú iṣẹ́ ìṣègùn, kò sí ìṣòro kankan. Àkọ́kọ́, ìṣòro owó náà wà; ìlànà ìṣètò fún alumina onípele ìṣègùn jẹ́ ohun tó díjú, èyí tó mú kí ó gbowó lórí ní ìgbà mẹ́wàá ju alumina onípele ìṣègùn lọ. Èkejì, ìwádìí ààbò ìgbà pípẹ́ ṣì ń lọ lọ́wọ́. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ìrètí wà lọ́wọ́lọ́wọ́, ìwádìí sáyẹ́ǹsì nílò àbójútó nígbà gbogbo. Ní àfikún, àwọn ipa ìṣẹ̀dá ti nano-alumina nílò ìwádìí jíjinlẹ̀ síwájú sí i. Àwọn ohun èlò nano ní àwọn ànímọ́ àrà ọ̀tọ̀, bóyá wọ́n ṣe àǹfààní tàbí wọ́n léwu sinmi lórí ìwádìí tó lágbára. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn ohun tí a lè retí dára gan-an. Àwọn ẹgbẹ́ kan ń ṣe ìwádìí lórí àwọn ohun èlò alumina onílàákàyè báyìí - fún àpẹẹrẹ, àwọn ohun èlò tí ń gbé oògùn jáde ní ìwọ̀n pH pàtó tàbí lábẹ́ ìṣiṣẹ́ àwọn enzymes, tàbí àwọn ohun èlò àtúnṣe egungun tí ń tú àwọn ohun tó ń fa ìdàgbàsókè jáde ní ìdáhùn sí àwọn ìyípadà wahala. Àwọn àṣeyọrí ní àwọn agbègbè wọ̀nyí yóò yí àwọn ọ̀nà ìtọ́jú padà.
Lẹ́yìn tí ọ̀rẹ́ mi gbọ́ gbogbo èyí, ó sọ pé, “Mi ò rò pé ọ̀pọ̀lọpọ̀ nǹkan ló wà nínú ìpara funfun yìí.” Ní tòótọ́, ẹwà ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì sábà máa ń fara pamọ́ ní àsìkò tí a kò fi bẹ́ẹ̀ mọ̀. Ìrìn àjò ìpara alumina láti àwọn ibi iṣẹ́ abẹ́lé sí àwọn yàrá iṣẹ́ abẹ àti yàrá ìwádìí fi ẹwà ìwádìí onírúurú hàn dáadáa. Àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ohun èlò, àwọn dókítà, àti àwọn onímọ̀ nípa ẹ̀dá alààyè ń ṣiṣẹ́ papọ̀ láti mí ìyè tuntun sínú ohun èlò ìbílẹ̀. Ìfọwọ́sowọ́pọ̀ onírúurú ẹ̀kọ́ yìí gan-an ló ń mú kí ìlọsíwájú wà nínú iṣẹ́ ìṣègùn òde òní.
Nítorí náà, nígbà tí o bá tún ríaluminiomu oxide Ẹ gbé èyí yẹ̀ wò: ó lè má jẹ́ àwo seramiki tàbí kẹ̀kẹ́ ìlọ nìkan; ó lè máa mú ìlera àwọn ènìyàn sunwọ̀n sí i ní ìrísí kan, ní yàrá ìwádìí tàbí ilé ìwòsàn kan níbì kan. Ìlọsíwájú ìṣègùn sábà máa ń ṣẹlẹ̀ lọ́nà yìí: kì í ṣe nípasẹ̀ àwọn àṣeyọrí tó lágbára, ṣùgbọ́n nígbà míì nípasẹ̀ àwọn ohun èlò bíi aluminiomu oxide, wíwá àwọn ohun èlò tuntun díẹ̀díẹ̀ àti yíyanjú àwọn ìṣòro tó wúlò láìsí ìdákẹ́jẹ́ẹ́. Ohun tí a ní láti ṣe ni láti máa ṣe ìfẹ́ ọkàn àti láti ní èrò tó ṣí sílẹ̀, kí a sì ṣàwárí àwọn àǹfààní tó yàtọ̀ síra ní ti àròpọ̀.