Bir implant ameliyatından sonra hastaların en büyük korkusu vücudun implantı reddetmesi veya implantın zamanla gevşemesidir. Bunun temel sebebi fiziksel bir uyumsuzluktur: Standart titanyum çok serttir, kemik ise esnektir.
Titanyum Köpük (Titanium Foam), bu uyumsuzluğu ortadan kaldırmak için geliştirilmiştir. Tıpkı bir sünger gibi gözenekli bir yapıya sahip olan bu metal, sağlamlığından ödün vermeden kemiğin doğal yapısını taklit eder.
Titanyum köpük, saf titanyum veya titanyum alaşımlarının (Ti6Al4V) özel yöntemlerle "köpürtülmesi" veya 3D yazıcılarla gözenekli olarak basılmasıyla elde edilir.
Bu malzemenin içi, %50 ila %90 oranında boşluklardan oluşur. Ancak bu boşluklar rastgele değildir; insan kemiğinin içindeki "trabeküler" (süngerimsi) yapıyı birebir taklit edecek şekilde tasarlanmıştır. Sonuç; kuş tüyü kadar hafif ama titanyum kadar dayanıklı bir malzemedir.
Geleneksel implantların (platinlerin) yarattığı en büyük sorun "Stres Kalkanlaması" (Stress Shielding) etkisidir.
Sorun: Som metal, kemikten çok daha serttir (Yüksek Elastisite Modülü). Yük bindiğinde, yükü kemik değil metal taşır. "Tembelleşen" kemik, zamanla erimeye başlar (osteoporoz) ve implant gevşer.
Çözüm: Titanyum köpüğün esnekliği kemiğinkiyle neredeyse aynıdır. Yükü kemikle paylaşır, böylece kemik sağlıklı ve canlı kalmaya devam eder.
Titanyum köpüğün en devrimci özelliği Osseointegrasyon (kemikle bütünleşme) yeteneğidir.
Standart implantlarda kemik sadece yüzeye yapışır. Titanyum köpükte ise gözenekler birbirine bağlıdır.
Damarlanma: İmplant yerleştirildikten sonra, kan damarları bu metal gözeneklerin içine doğru büyür.
Hücre Göçü: Kemik hücreleri (osteoblastlar) metalin derinliklerine yerleşir.
Kilitlenme: İyileşme tamamlandığında, kemik ve metal iç içe geçmiştir. İmplantı çıkarmak için kemiği kırmak gerekir; bu da implantın ömür boyu yerinden oynamayacağı anlamına gelir.
Bu hassas yapı genellikle iki yöntemle üretilir:
Toz Metalurjisi (Space Holder Yöntemi): Titanyum tozu, geçici dolgu maddeleriyle (örneğin tuz veya polimer boncuklar) karıştırılır ve fırınlanır. Dolgu maddeleri buharlaşınca geriye gözenekli metal iskelet kalır.
3D Yazıcılar (EBM/SLM): Elektron ışınları veya lazerler kullanılarak, titanyum tozu katman katman eritilir ve istenilen gözenek yapısı dijital olarak kusursuzca oluşturulur.
Kalça ve Diz Protezleri: Protezin kemiğe temas eden yüzeylerinde kaplama olarak veya tamamında kullanılarak gevşemeyi önler.
Omurga Kafesleri: Hasarlı disklerin yerine konulan kafesler, omurların birbirine kaynamasını hızlandırır.
Diş İmplantları: Çene kemiğiyle daha hızlı ve sağlam birleşme sağlar, iyileşme süresini kısaltır.
Kafatası Onarımı: Kaza sonrası oluşan kemik kayıplarında, hastanın kafa yapısına birebir uyan hafif parçalar üretilir.
Bilim insanları şu anda titanyum köpüğün gözeneklerini antibiyotiklerle veya kemik büyüme faktörleriyle doldurmayı deniyor. Böylece implant, ameliyat sonrası enfeksiyonu kendi kendine önleyen ve iyileşmeyi hızlandıran "akıllı bir eczaneye" dönüşecek.
Titanyum köpük implantlar, vücuda yabancı bir cisim yerleştirmek yerine, vücudun kendini onarması için ona sağlam bir iskele sunmak demektir. Bu teknoloji sayesinde metal ve kemik arasındaki savaş bitiyor; mükemmel bir uyum başlıyor.
