اپنی بہترین جسمانی خصوصیات اور انفیکشن کے خلاف مزاحمت کی وجہ سے، ٹائٹینیم الائے گھٹنے/ہپ امپلانٹس جیسے آرتھوپیڈک آلات کی تیاری کے لیے ایک اہم انتخاب ہیں۔ حال ہی میں، سائنس، ٹیکنالوجی اور تحقیق کے لیے سنگاپور کی ایجنسی کی ایک تحقیقی ٹیم نے پایا کہ بہتر تناؤ جذب کرنے کی صلاحیتوں کے ساتھ حسب ضرورت امپلانٹس کو دلچسپ خصوصیات کے ساتھ ٹائٹینیم اور ٹینٹلم پاؤڈر کا استعمال کرتے ہوئے 3D پرنٹ کیا جا سکتا ہے۔ اب تک، محققین نے بنیادی طور پر سلیکٹیو لیزر پگھلنے (SLM) ٹیکنالوجی اور ٹائٹینیم-ایلومینیم پر مبنی پاؤڈرز کو 3D پرنٹ بائیولوجیکل پروٹو ٹائپ کے لیے استعمال کیا ہے۔ SLM ٹیکنالوجی عام طور پر کمپیوٹر ڈیزائن ماڈلز کی بنیاد پر 3D اشیاء کی تہہ کی تہہ سے تعمیر کرنے کے لیے ہائی پاور لیزرز کا استعمال کرتی ہے۔ لیکن چونکہ ایلومینیم انسانی اعصاب پر طویل مدتی منفی اثرات مرتب کرتا ہے، اس لیے سائنسدانوں کو امید ہے کہ اس کی جگہ لینے کے لیے دیگر مواد تلاش کریں۔
اس مقصد کے لیے، A*STAR کے ذیلی ادارے سنگاپور انسٹی ٹیوٹ آف مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی (SIMTech) سے Florencia Edith Wiria، اور Nanyang Technological University میں Singapore 3D پرنٹنگ سینٹر سے Wai Yee Yeong نے ایک جدید دھات تیار کرنے کے لیے ایک باہمی تحقیقی پروجیکٹ کا آغاز کیا ہے۔ 3D پرنٹنگ کے لیے SLM ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے مرکب۔ بہتر ٹائٹینیم بائیو میڈیکل مصنوعات پرنٹ کریں۔
نظریاتی طور پر، ٹائٹینیم اور ٹینٹلم عناصر پر مشتمل مرکب دھاتوں میں قطعی طور پر کوئی مسئلہ نہیں ہے، کیونکہ دونوں دھاتیں حیاتیاتی مطابقت رکھتی ہیں اور ان کی مکینیکل خصوصیات خالص ٹائٹینیم کی وجہ سے ہیں۔ لیکن ٹینٹلم دھات کا پگھلنے کا نقطہ بہت زیادہ ہے (3000 ڈگری سیلسیس سے زیادہ)، جس کا مطلب ہے کہ ٹائٹینیم دھات کو کروی دھاتی پاؤڈر میں تبدیل کرنا بنیادی طور پر اقتصادی طور پر ممکن نہیں ہے جسے SLM ٹیکنالوجی میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مارکیٹ میں عام ٹینٹلم پاؤڈر عام طور پر لمبے سائز کے کھردرے ذرات ہوتے ہیں جو گیس ایٹمائزیشن سے بنتے ہیں۔
اس مسئلے پر قابو پانے کے لیے، تحقیقی ٹیم نے اس کھردرے ٹینٹلم میٹل پاؤڈر کو ایک اور تجارتی طور پر دستیاب مائیکرو اسفیریکل ٹائٹینیم میٹل پاؤڈر کے ساتھ ملایا۔ دونوں مواد کو آدھے دن تک ملانے کے بعد، انہوں نے مشاہدہ کیا کہ مرکب کو زیادہ یکساں طور پر رکھا جا سکتا ہے، جس سے SLM ٹیکنالوجی کے ساتھ استعمال کرنا آسان ہو جاتا ہے۔ خوردبینی تجربات سے معلوم ہوا کہ ٹائٹینیم دھات کی کروی شکل اختلاط کے بعد بھی باقی رہتی ہے جو کہ 3D پرنٹنگ میں مرکب کے کامیاب استعمال کی کلید تھی۔
"ٹائٹینیم پاؤڈر یہاں ایک رولنگ میڈیم کے طور پر کام کرتا ہے،" Wiria کی وضاحت کرتا ہے۔ "یہ ٹینٹلم پاؤڈر کو دھکیلتا ہے اور ایس ایل ایم پروسیسنگ کو ممکن بناتا ہے۔" بساط کی طرح لیزر سکیننگ پیٹرن کو لاگو کرنے سے، دھات کو باری باری اوپر اور نیچے یا ایک طرف سے دوسری طرف پگھلا دیا جاتا ہے۔ تھرمل تناؤ کو کم کرنے کے لیے دوسری طرف بڑھتے ہوئے، محققین نے ٹائٹینیم ٹینٹلم مرکب کی 3D شکلیں بنانے کے لیے SLM ٹیکنالوجی کا کامیابی سے استعمال کیا۔ غیر متوقع طور پر، ایکس رے اور دیگر امیجنگ تکنیکوں نے انکشاف کیا کہ ٹینٹلم دھات کا اضافہ، تیزی سے مضبوطی کے ساتھ، اعلی طاقت والے، تہہ دار ٹائٹینیم اناج کی تشکیل کو فروغ دیتا ہے اور اسے مستحکم کرتا ہے۔
محققین توقع کرتے ہیں کہ یہ ٹائٹینیم ٹینٹلم مرکب "تناؤ کو بچانے" کے اثر کو کم کرنے کے قابل ہو گا۔ نام نہاد "اسٹریس شیلڈنگ" اثر کا مطلب ہے کہ امپلانٹ کی سختی بہت زیادہ ہے اور ملحقہ ہڈیوں کو کافی میکانکی محرک نہیں ملتا، جس کے نتیجے میں ہڈیوں کا نقصان ہوتا ہے۔ ڈھیلا پن۔ "یہ مرکب خاص طور پر آرتھوپیڈک ایپلی کیشنز کے لئے ڈیزائن کیے گئے ہیں اور اخترتی کے بعد کچھ شکل کی میموری کی صلاحیتوں کو بھی ظاہر کر سکتے ہیں۔
