记忆合金:骨科治疗领域的技术革命
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前不久,兰州市的罗大鹏小朋友因手臂骨折到医院就诊,医生采用一种全新的接骨方法,给他的伤臂处安装了一种“能听话”的金属制成的骨科器械,使患者避免了传统手术所带来的痛苦。
据专家介绍,这种“能听话”的金属叫形状记忆合金,是一种对温度具有形状记忆特性的新型功能材料,它在较低温度下发生塑性变形,当温度回升时,它又会自动恢复原来的形状。这种材料是在1963年由美国海军武器实验室偶然发现的,这一发现引起了当时科学界的极大轰动,各国科学家纷纷看好这种合金在医疗等领域巨大的应用潜力。
我国最早从事形状记忆合金研究与开发的兰州西脉记忆合金股份有限公司与兰州大学、甘肃省建工医院、兰州军区总院合作,经过专家们 20多年的科研攻关,成功开发出镍钛形状记忆合金接骨板、自由压骑缝钉、髌骨爪、髓内针等系列骨科器械,使骨科的治疗技术实现了一场革命性的突破。
传统的骨伤手术繁杂麻烦,骨科手术器械是接骨钢板、螺钉、螺母、钢丝等,手术时医生要进行钻孔、楔入、捆扎等操作,对患者的机体不可避免要造成人为性损伤。复杂的手术有时要进行四五个小时,病人的长时间麻醉对手术伤口的愈合十分不利。而且这种传统的骨科手术效果也不理想,用机械、刚性办法固定的器械在人体内容易发生弯曲、断裂、松动和腐蚀,有些患者要接受两次甚至多次手术。
我国科学家利用形状记忆合金的特性制成的镍钛形状记忆合金骨科 内固定器械来代替传统的不锈钢制器械,使骨科手术开始“告别”钻孔、楔入、捆扎等复杂“工序”。医生可以通过X线透视,根据病例的具体情况,选择适当的固定器械。手术时,先用低温(通常为0~5摄氏度)消毒盐水冷却该器械,然后根据需要改变其抱合部位的形状,安装于患者骨伤部位。待患者体温将其“加热”到设定的温度(通常为人的正常体温)时,器械的变形部分便恢复到原来设计的形状,从而将伤骨紧紧抱合,起到固定与支撑的作用。这种新技术与传统的内固定术相比,大大降低了手术的难度和强度,并可使手术时间缩短2/3。由于材料自身的记忆功能十分稳定,良好的“抱合力”使病人手术的愈合期大大缩短,只相当于传统骨科手术的1/3~2/3。