অফিসিয়াল অ্যাচিভমেন্ট ঘোষণা

আমরা সফলভাবে মেডিকেল-গ্রেড স্টেইনলেস স্টীল এবং নিকেল-টাইটানিয়াম (NiTi) খাদ থেকে তৈরি যৌগিক-বস্তুর দ্বিমুখী আর্টিকুলেটেড শ্যাফ্ট তৈরি করেছি, যা যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা এবং জৈব সামঞ্জস্যের মধ্যে একটি সর্বোত্তম ভারসাম্য অর্জন করে। উদ্ভাবনী উপাদান গঠন এবং তাপ-চিকিত্সা প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, পণ্যটি স্টেইনলেস স্টিলের ফলন শক্তি 1200 MPa-এ উন্নীত করার সময় NiTi খাদ (8% পুনরুদ্ধারযোগ্য স্ট্রেন) এর সুপার-স্থিতিস্থাপকতা বজায় রাখে। পরীক্ষাগুলি যাচাই করে যে কম্পোজিট আর্টিকুলেটেড শ্যাফ্ট 800 000 নমন চক্রের ক্লান্তিকর জীবন অর্জন করে এবং ASTM F2129 প্রতি জারা প্রতিরোধের পরীক্ষায় উত্তীর্ণ হয়, দীর্ঘমেয়াদী ইমপ্লান্টেশন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি নির্ভরযোগ্য উপাদান সমাধান প্রদান করে।

R&D পটভূমি এবং ব্যথা পয়েন্ট

প্রচলিত একক-বস্তুর আর্টিকুলেটেড শ্যাফ্ট অন্তর্নিহিত উপাদান কর্মক্ষমতা সীমাবদ্ধতা ভোগ করে। মেডিক্যাল-গ্রেড 316L স্টেইনলেস স্টিলের বৈশিষ্ট্যগুলি উচ্চ শক্তি কিন্তু সীমিত স্থিতিস্থাপকতা, সর্বাধিক পুনরুদ্ধারযোগ্য স্ট্রেন মাত্র 0.5%, বারবার বাঁকানোর অধীনে প্লাস্টিকের বিকৃতির প্রবণতা। NiTi খাদ অতি-স্থিতিস্থাপকতা প্রদর্শন করে কিন্তু তুলনামূলকভাবে কম শক্তি (ফলন শক্তি: 500-800 MPa), যা জটিল শারীরবৃত্তীয় পথে অত্যধিক নমনের কারণ হতে পারে। দুটি উপাদানের মধ্যে তাপীয় সম্প্রসারণ সহগগুলির পার্থক্য যৌগিক কাঠামোতে ইন্টারফেসিয়াল স্ট্রেস ঘনত্বকে প্ররোচিত করে এবং পরিষেবা জীবনকে ছোট করে।

ক্লিনিকাল স্টাডিজ দেখায় যে বিশুদ্ধ NiTi আর্টিকুলেটেড শ্যাফ্টের পৃষ্ঠের অক্সাইড স্তরটি 300 000 এর বেশি চক্রের পরে খোসা ছাড়তে শুরু করে, সম্ভাব্যভাবে নিকেল আয়ন মুক্ত করে এবং অ্যালার্জির প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করে। স্টেইনলেস স্টিলের আর্টিকুলেটেড শ্যাফ্টগুলি শুধুমাত্র 50 000 চক্রের পরে বিচ্যুতি কোণে 15% হ্রাস সহ স্থায়ী বিকৃতি বিকাশ করে। উপাদান নির্বাচন একটি জটিল বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে যা উচ্চারিত শ্যাফ্টের কর্মক্ষমতা সীমাবদ্ধ করে।

মূল প্রযুক্তিগত উদ্ভাবন

1. গ্রেডিয়েন্ট কম্পোজিট উপাদান প্রযুক্তিস্টেইনলেস-স্টীল-NiTi খাদ গ্রেডিয়েন্ট কম্পোজিট টিউবগুলি ক্রমাগত উপাদান পরিবর্তন উপলব্ধি করতে পাউডার ধাতুবিদ্যা এবং গরম আইসোস্ট্যাটিক প্রেসিংয়ের মাধ্যমে তৈরি করা হয়। অভ্যন্তরীণ থেকে বাইরের স্তর পর্যন্ত, NiTi সামগ্রী ধীরে ধীরে 100% থেকে 0% পর্যন্ত হ্রাস পায়, যখন স্টেইনলেস স্টিলের সামগ্রী 0% থেকে 100% পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। ইন্টারফেসিয়াল স্ট্রেস ঘনত্ব এড়াতে ট্রানজিশন লেয়ারের বেধ 50-100 μm এ সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রণ করা হয়। বিশেষ তাপ চিকিত্সার পরে, ইন্টারফেসিয়াল বন্ধন শক্তি 450 MPa এ পৌঁছায়।
2. ন্যানোক্রিস্টালাইন স্ট্রাকচার রেগুলেশন প্রসেসউচ্চ-চাপ টর্শন এবং নিম্ন-তাপমাত্রা অ্যানিলিং এর একটি সম্মিলিত প্রক্রিয়া স্টেইনলেস স্টিলের শস্যের আকারকে 50 nm-এর নিচে পরিমার্জন করে। ন্যানোক্রিস্টালাইন স্ট্রাকচার 15% এর বেশি প্রসারণ বজায় রেখে উপাদানের উৎপাদন শক্তিকে 1200 MPa-এ উন্নীত করে। NiTi খাদ-এর জন্য, বার্ধক্যজনিত ট্রিটমেন্ট প্রসিপিটেটেড ফেজগুলির আকার এবং বন্টন নিয়ন্ত্রণ করে, ফেজ-ট্রান্সফরমেশন হিস্টেরেসিসকে 5 ডিগ্রির মধ্যে সীমাবদ্ধ করে এবং সুপার-স্থিতিস্থাপকতার স্থিতিশীলতা উন্নত করে।
3. সারফেস কার্যকরী পরিবর্তন প্রযুক্তিএকটি মাল্টিলেয়ার টাইটানিয়াম-নাইট্রোজেন-অক্সিজেন যৌগিক আবরণ তৈরি করা হয়েছে, যা ভৌত বাষ্প জমার (PVD) মাধ্যমে পৃষ্ঠে 2-3 μm কার্যকরী স্তর তৈরি করে। আবরণটি এইচভি 2500 এর কঠোরতা এবং 0.15 এর একটি ঘর্ষণ সহগ অর্জন করে, চমৎকার জৈব সামঞ্জস্যের সাথে। ট্রেস সিলভার আয়ন (0.5-1.5 এ%) টেকসই-রিলিজ অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল কর্মক্ষমতা প্রদানের জন্য আবরণে ডোপ করা হয়, এর বিরুদ্ধে 99% এর বেশি ব্যাকটেরিয়াস্ট্যাটিক হার অর্জন করেস্ট্যাফিলোকক্কাস অরিয়াস.

কাজের প্রক্রিয়া

কম্পোজিট আর্টিকুলেটেড শ্যাফ্টের সুবিধাগুলি মাল্টি-স্কেল সিনারজিস্টিক প্রভাব থেকে উদ্ভূত হয়। মাইক্রোস্কেলে, ন্যানোক্রিস্টালাইন স্টেইনলেস স্টীল হল-পেচ প্রভাবের মাধ্যমে শক্তিশালী করা হয়, শক্তি এবং ক্লান্তি প্রতিরোধের জন্য স্থানচ্যুতি গতি বাধাগ্রস্ত হয়; চাপের অধীনে NiTi খাদের বিপরীতমুখী মার্টেনসিটিক রূপান্তর সুপার-স্থিতিস্থাপকতা প্রদান করে। মেসোস্কেলে, গ্রেডিয়েন্ট ট্রানজিশন লেয়ার ইলাস্টিক মডুলাসের মসৃণ প্রকরণ সক্ষম করে (NiTi প্রান্তে 40-60 GPa, স্টেইনলেস স্টিলের প্রান্তে 190 GPa), বিভিন্ন টিস্যুর জৈব-যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের সাথে মিলে যায়। ম্যাক্রোস্কেলে, যৌগিক কাঠামো দৃঢ়তা এবং নমনীয়তাকে একীভূত করে একটি যান্ত্রিক প্রতিক্রিয়া প্রদান করে: স্টেইনলেস স্টীল অক্ষীয় পুশিং ফোর্স এবং টরসিয়াল দৃঢ়তা প্রদান করে, যখন NiTi খাদ রেডিয়াল সম্মতি এবং আকৃতি-পুনরুদ্ধার ক্ষমতা প্রদান করে। কার্যকরী আবরণ পৃষ্ঠের শক্তি হ্রাস করে টিস্যু আনুগত্য হ্রাস করে, যখন রূপালী আয়নগুলির টেকসই মুক্তি একটি জীবাণুরোধী মাইক্রোএনভায়রনমেন্ট গঠন করে।

কর্মক্ষমতা বৈধতা

উপাদান কর্মক্ষমতা পরীক্ষা অসাধারণ ফলাফল দেয়। অতি-স্থিতিস্থাপকতা পরীক্ষায়, কম্পোজিট সম্পূর্ণরূপে পুনরুদ্ধার করে 8% স্ট্রেনের অধীনে, একটি 30% ছোট হিস্টেরেসিস লুপ এলাকা এবং বিশুদ্ধ NiTi-এর তুলনায় শক্তির অপচয় হ্রাস করে। ক্লান্তি পরীক্ষায় ±90 ডিগ্রী বাঁকানো 3 Hz এ, কর্মক্ষমতা ধরে রাখা 800 000 চক্রের পরে 95% ছাড়িয়ে যায়। জারা পরীক্ষায়, সিমুলেটেড বডি ফ্লুইডে 90-দিন নিমজ্জনের পরে, নিকেল আয়ন রিলিজ রেট 0.1 ug/cm²·day এর কম, 1 ug/cm²·day এর ISO 10993‑12 সীমার অনেক নীচে।

প্রাণীর পরীক্ষায় আশেপাশের টিস্যুতে হালকা প্রদাহজনক প্রতিক্রিয়া দেখায় এবং ইমপ্লান্টেশনের 6 মাস পরে শুধুমাত্র 50-80 μm (স্টেইনলেস স্টিল কন্ট্রোল গ্রুপের জন্য 120-150 μm) একটি তন্তুযুক্ত ক্যাপসুল পুরুত্ব দেখায়। কম্পোজিট আর্টিকুলেটেড শ্যাফ্ট ব্যবহার করে ইউরেটেরোস্কোপিক সার্জারির ক্লিনিকাল ট্রায়ালে, ইউরেটারাল স্ট্রিকচার অতিক্রম করার যন্ত্রের সাফল্যের হার 78% থেকে 94% পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। জটিল কার্ডিয়াক অ্যারিথমিয়া অ্যাবলেশন সার্জারিতে, ক্যাথেটারগুলি 4 ঘন্টা একটানা ইন্ট্রাকার্ডিয়াক অপারেশনের সময় স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা বজায় রাখে, যেখানে প্রচলিত পণ্যগুলি মাত্র 2 ঘন্টা পরে প্রতিবিম্ব কোণে 12% হ্রাস পায়।

R&D কৌশল এবং দর্শন

আমরা R&D দর্শনকে সমর্থন করি:কর্মক্ষমতা উপকরণ দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়, ফাংশন কাঠামো দ্বারা উপলব্ধি করা হয়, এবং MIPS উদ্ভাবন সিস্টেম (মেটেরিয়াল-ইন্টারফেস-পারফরমেন্স-সিস্টেম) প্রতিষ্ঠা করুন। বস্তুগত স্তরে, আমরা বিশ্বের প্রথম মেডিকেল আর্টিকুলেটেড শ্যাফ্ট ম্যাটেরিয়াল ডাটাবেস তৈরি করি যাতে 127টি অ্যালোয়ের 368টি পারফরম্যান্স প্যারামিটার রয়েছে। ইন্টারফেস স্তরে, আমরা পারমাণবিক-স্কেল বন্ধন প্রক্রিয়া অধ্যয়ন করি এবং প্রথম-নীতি গণনার মাধ্যমে ইন্টারফেসিয়াল ডিজাইনকে অপ্টিমাইজ করি। কর্মক্ষমতা স্তরে, আমরা ন্যানোস্কেল থেকে ম্যাক্রোস্কেল পর্যন্ত যান্ত্রিক আচরণের পূর্বাভাস দিতে বহু-স্কেল সিমুলেশন মডেল তৈরি করি। সিস্টেম স্তরে, আমরা ক্লিনিকাল প্রয়োজনীয়তার সাথে উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলিকে অবিকল মেলে।

আমরা মেটাল রিসার্চ ইনস্টিটিউট, চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস এবং বেইহাং ইউনিভার্সিটির সাথে যৌথ পরীক্ষাগার তৈরি করেছি, যা আকৃতি-মেমরি অ্যালয়গুলির মৌলিক গবেষণার উপর ফোকাস করে। ইতিমধ্যে, আমরা উচ্চ-থ্রুপুট গণনা এবং পরীক্ষা-নিরীক্ষার মাধ্যমে নতুন-বস্তুর বিকাশকে ত্বরান্বিত করতে উপাদানগত জিনোম প্রকৌশল প্রয়োগ করি, প্রথাগত 5-8 বছর থেকে R&D চক্রকে 2-3 বছরে ছোট করে।

ভবিষ্যত আউটলুক

চিকিৎসা উপকরণ বুদ্ধিমত্তা, কার্যকারিতা এবং বায়োমিমিক্রির দিকে বিকশিত হবে। আমরা উদ্দীপক-প্রতিক্রিয়াশীল স্মার্ট উপকরণ তৈরি করছি যার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য শরীরের তাপমাত্রা, pH মান বা বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সাথে সামঞ্জস্য করে। মাইক্রোক্র্যাক সনাক্ত করার পরে স্বয়ংক্রিয়ভাবে মেরামত এজেন্টগুলিকে মুক্তি দেওয়ার জন্য স্ব-নিরাময়কারী যৌগিক উপকরণগুলি তৈরি করা হচ্ছে। জৈব শোষণযোগ্য উপকরণগুলি ডিভাইসের কার্যকারিতা সম্পূর্ণ করার পরে 6-12 মাসের মধ্যে নিরাপদ অবক্ষয়ের জন্য অনুসন্ধান করা হয়।

2027 সালের মধ্যে, আমরা এন্ডোথেলিয়াল কোষের আনুগত্যকে উন্নীত করতে এবং থ্রম্বোসিস ঝুঁকি কমাতে পৃষ্ঠ-পরিবর্তিত এক্সট্রা সেলুলার ম্যাট্রিক্স প্রোটিন সহ টিস্যু-অ্যাডাপ্টিভ স্মার্ট আর্টিকুলেটেড শ্যাফ্ট চালু করব। দীর্ঘমেয়াদে, 4D-মুদ্রিত সক্রিয় উপকরণ বাস্তবে পরিণত হবে। এই জাতীয় উপাদানগুলি কেবল বাহ্যিক উদ্দীপনায় সাড়া দেয় না বরং প্রকৃত জৈবিক একীকরণ অর্জনের জন্য আশেপাশের টিস্যুগুলির সাথে জৈবিক সংকেত যোগাযোগ পরিচালনা করে, স্থায়ী ইমপ্লান্টযোগ্য ডিভাইসগুলির জন্য নতুন পথের পথিকৃৎ।