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L'acier superbe a-t-il pu donner aux implants ortho- un grand élan ?

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L'Université de Californie, chercheurs de San Diego a inventé un alliage en acier qui peut résister à la pression extrême sans se plier, entailler, ou se casser.

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Les chercheurs ont fabriqué probablement le type le plus fort d'acier ont jamais fait.

Le nouvel alliage en acier n'entaillera pas ou ne se cassera pas à moins que soumis aux quantités extrêmes de pression-plus de 12,5 giga-Pascal ou des environ 125 000 atmosphères, selon Olivia Graeve, un professeur de l'industrie mécanique chez Jacobs School de l'ingénierie à l'Université de Californie, San Diego. Graeve a mené la conception et l'effort de fabrication pour l'acier, dont la structure atomique unique le différencie d'autres alliages en métal.

Les « atomes s'organisent en ces belles structures cristallines. Cela signifie que les atomes sont situés dans des emplacements très spécifiques et qu'on peut répéter, » Graeve a expliqué. « Ce matériel n'est pas comme celui. La disposition des atomes est complètement aléatoire. »

Les chercheurs à l'Université de Californie du Sud ont pris le matériel que l'équipe de Graeve l'a fait et a examiné, avec un alliage fait à partir d'un ensemble différent de poudres en métal. À de plus basses pressions, ils ont vu peu de différence entre l'élasticité des matériaux. Quand ils ont soumis chacun des deux à la pression extrême, le superbe-acier, appelé SAM2X5-630, était le clair vainqueur, selon Veronica Eliasson, professeur agrégé d'espace et d'industrie mécanique à USC.

« Parfois vous devez mettre en évidence les grandes armes à feu pour le frapper réellement durement et alors vous voyez réellement, wouah, il y a une différence, » Eliasson a dit.

La recherche a été soutenue par l'agence de réduction de menace de la défense. Le nouvel alliage a pu avoir un large éventail d'applications, de peu de perceuse, à l'armure pour des soldats, aux enveloppes météore-résistantes, selon une déclaration d'Uc San Diego. Cette liste pourrait augmenter pour inclure les dispositifs médicaux, ces chercheurs ont dit.

« Je pense qu'à long terme c'est probablement un bon candidat, » Eliasson a dit. « Il semble être assez bon quand il a effectué ou sujet à l'effort. Pourquoi ne pas regarder dans lui ? »

Graeve a dit que le nouvel alliage a le potentiel comme revêtement et seule. Elle s'est demandée s'il pourrait être employé pour faire des implants de hanche.

« Inoxydables et titaniques sont employés pour ces applications (avec) la capacité de résister à la détérioration ou corrosion dans le corps, » Graeve a dit. « J'imaginerais que ceci pourrait avoir les mêmes capacités. »

« Je ne l'ai pas examiné, mais il semble très raisonnable, » elle a ajouté. « Ce matériel a la résistance à l'usure très élevée. »

Une telle dureté à l'usure a pu être particulièrement attrayante, donné l'histoire à carreaux des dispositifs médicaux tels que les implants entièrement métalliques de hanche. D'abord présenté vers la fin des années 1990, les implants entièrement métalliques de hanche étaient vraisemblablement plus forts que d'autres types d'implants excepté ceux ont fait d'en céramique, qui sont dur encore fragiles. Elle s'est avérée, bien que, que les implants ont eu des sérieux problème, portant vers le bas et libérant des ions de chrome et de cobalt. Ces ions peuvent filtrer dans le tissu local près du site d'un implant, d'un os et d'un muscle potentiellement de destruction. Si ces ions parviennent à entrer dans l'appareil circulatoire d'un patient, ils peuvent blesser les reins, le foie, la rate, et les ganglions lymphatiques avant élimination du corps par l'urine.

Pour créer l'acier superbe-fort, Graeve a dit elle et ses poudres mélangées en métal d'équipe dans un moule de graphite, a pressurisé elles à 100 megaPascals, ou les 1000 atmosphères, et exposé à un courant puissant de 10 000 A au °F 1165 (°C) 630 pendant un processus appelé agglomération de plasma d'étincelle.

Les chercheurs croient que l'acier doit sa force superbe au caractère aléatoire avec lequel des atomes sont organisés. Il a les petites régions cristallines, seulement quelques nanomètres dans la taille avec seulement des signes de structure, Graeve a expliqué.

L'équipe de recherche, aussi de l'Institut de Technologie de la Californie, décrivent la fabrication du matériel et l'essai dans une question récente des rapports scientifiques de nature.

Ils ont travaillé sur le projet pendant 3 années de ½, accomplissant le projet l'automne dernier. Ils l'ont passé, mais le voudraient poursuivre autre, selon Eliasson.

« Le dernier ensemble de résultats était si bon, quelqu'un doit le prendre et quelqu'un doit jouer autour avec lui un peu plus, » elle a dit. « Si tout va bien c'est nous. »