Výskumný tím vedcov z Japonska spolu s vedcami z Ústavu termomechaniky Akadémie vied ČR vyvinuli jedinečný kovový materiál so zdanlivo odporujúcimi si vlastnosťami. Nová zliatina, ktorú nazývajú CCAS, napodobňuje pružnosť ľudských kostí. Na tému upozornil AV ČR na svojom webe.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneProblém s kostnými náhradami
Kovové kostné implantáty sa v medicíne využívajú už od začiatku 20. storočia. Aktuálne používané implantáty sa vyrábajú z biomateriálov, respektíve zliatin, ktoré svojimi vlastnosťami napodobňujú skutočné kostné tkanivo.

Hoci tieto kostné náhrady vykazujú dobrú pevnosť a odolnosť, oproti reálnym kostiam, ku ktorým sa pripevňujú, sú výrazne menej flexibilné. V dôsledku nerovnomerného rozloženia síl pri namáhaní potom môže dôjsť k degradácií okolitých kostí, čoho dôsledkom je u pacieta rozvoj osteoporózy.
Treba podotknúť, že existujú aj biomateriály, ktoré sa svojou flexibilitou vyrovnajú ľudským kostiam, avšak tie zas strácajú na pevnosti a odolnosti. Pochopiteľne, máme aj materiály, ktoré ktoré predstavujú akýsi kompromis medzi dvomi uvedenými možnosťami.
Najčastejšie ide však o zliatiny niklu a titánu, ktoré sa využívajú v dentálnej chirurgii. Nikel však nie je vhodný pri vytváraní kostných implantátov, pretože pacient naň môže mať alergickú reakciu.
Testy hovoria jasne
V novej štúdii publikovanej v žurnále Advanced Materials preto spomínaní vedci z Japonska a Českej republiky prišli s novou zliatinou na báze kobaltu a chrómu, ktorá spoľahlivo napodobňuje pružnosť ľudských kostí a je tiež mimoriadne odolná voči opotrebeniu.
Ideálny materiál
Zliatina dostala názov CCAS, čo je skratka prvkov Co-Cr-Al-Si (kobalt, chróm, hliník, kremík) a jej vlastnosti ju predurčujú na výrobu kostných náhrad. Primárnym cieľom bolo vytvorenie zliatiny, ktorá dokáže minimalizovať rozdiel v ohybnosti medzi ľudskou kosťou a kovom.
Vzhľadom na to, že tieto vlastnosti sú dané, respektíve ovplyvnené orientáciou kryštálov kovových prvkov, odborníci vytvorili kovové monokryštály s veľkosťou niekoľko centimetrov a s presne danou priestorovou orientáciou.
„Zliatinu pripravili v Japonsku. My sme zaisťovali predovšetkým meranie jej pružnosti,“ vysvetľuje Hanuš Seiner z Ústavu termomechaniky AV ČR. „Naše svetovo unikátne zariadenie presne meria extrémne malé deformácie. Pre predstavu, na zaťaženie materiálu pri testoch sme používali ultrazvukové vlny,“ dodáva.
Počas testov prebiehajúcich v priestoroch Ústavu termomechaniky AV ČR vykazovala zliatina až 17 % ohybnosť, bez toho, aby došlo k jej trvalej deformácií – po záťaži sa vrátila sa do pôvodného stavu. Podľa dostupných informácií ide o dvojnásobnú hodnotu oproti konvenčným materiálom na báze niklu.
„Naša zliatina je zo všetkých materiálov vyvíjaných za účelom kostných náhrad najbližšie k tomu, ako sa chovajú skutočné kosti,“ uvádza Seiner.
Ako ďalej inforumuje Univerzita Tóhoku na svojom webe, výsledky tejto štúdie prekvapili aj samotných autorov. Hoci pred samotným začiatkom výskumu vedci vedeli, že „chróm má silnú odolnosť voči korózii, ale superelasticita, flexibilita a značná odolnosť materiálu na báze kobaltu a chrómu bola veľkým prekvapením.“
Aktuálne sa odborníci z Japonska a Čiech pripravujú na podrobnú analýzu vlastností tohto revolučného materiálu, aby lepšie dokázali popísať mechanizmy jeho správania. Predtým, ako sa CCAS začne používať na výrobu kostných náhrad v medicínskej praxi, bude musieť prejsť ešte klinickými skúškami.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneČítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Vedci našli ďalší dôkaz života vo vesmíre. Stále im však niečo chýba

Vedci našli náhradu za lítium. Táto batéria sa nabije za 3 minúty a vydrží 60 000 cyklov

Vákuum nie je prázdne. Vedci našli dôkaz, ktorý mení chápanie fyziky

Našli kľúč k večnej mladosti. V krvi storočných ľudí objavili kód, ktorý dokáže predĺžiť život

Na Marse sa nachádzajú zvláštne vzorce. Curiosity objavilo masívne pole čudných útvarov
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Známu firmu z Bratislavy s tržbami 22,7 milióna eur kúpil gigant z Rakúska. Dvaja Slováci ju budovali 18 rokov
PREMIUM„To je alfa samec, ten Robert Fico,“ vyhlásil Hamran. Bývalý policajný prezident prehovoril o voličoch premiéra

Vietor dosiahne 100 km/h a teploty prudko padnú. Slovensko zasiahne búrkový komplex

NATO má nový plán pre prípad vojny s Ruskom. Zameria sa na ciele, ktoré Putina zabolia najviac

V 67 rokoch odišla legenda: Za 45 miliónov kúpil ruinu a prebudoval ju na popredný pivovar
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Čakáme naň už 5 rokov. Očakávaný seriál nakoniec nevznikne, hviezdny tvorca ho definitívne zrušil
- Veľký míľnik pre Slovensko. Po 36 rokoch spustili výrobu ťažkej techniky, zákazník je tajný
- Horúčavy budú ešte krutejšie. Vedci prehliadli zhoršujúci sa problém
- Budeme prepisovať učebnice fyziky. Protón ukrýval tajomstvo, ktoré sme roky prehliadali
- Číňania vytvorili veľký solárny panel s rekordnou účinnosťou 22 %. Keď ho dali vedľa kremíka, prišlo prekvapenie
-
- Veľký míľnik pre Slovensko. Po 36 rokoch spustili výrobu ťažkej techniky, zákazník je tajný
- Horúčavy budú ešte krutejšie. Vedci prehliadli zhoršujúci sa problém
- Ešte väčší hit, ako sa čakalo. Netflix ovládol nový film, pomohla mu virálna kampaň
- Číňania vytvorili veľký solárny panel s rekordnou účinnosťou 22 %. Keď ho dali vedľa kremíka, prišlo prekvapenie
- 8 mesiacov ticha sa skončilo. HBO rozhodlo o osude najlepšieho hororu súčasnosti
-
- Budeme prepisovať učebnice fyziky. Protón ukrýval tajomstvo, ktoré sme roky prehliadali
- Ešte väčší hit, ako sa čakalo. Netflix ovládol nový film, pomohla mu virálna kampaň
- Veľký míľnik pre Slovensko. Po 36 rokoch spustili výrobu ťažkej techniky, zákazník je tajný
- Horúčavy budú ešte krutejšie. Vedci prehliadli zhoršujúci sa problém
- Veľkolepé sci-fi konečne bude online. Máme dátum, ponúkne ho známa služba
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
Ojazdené autá na Slovensku citeľne zdraželi. Priemerná cena stúpla, mení sa aj ponuka
Umelá inteligencia produkuje sofistikovaný podvod. Odborníci varujú pred novou vlnou
Zelená domácnostiam pokračuje, no podmienky stále chýbajú. SIEA prezradila, čo sa zmení
Extrémne sucho zasahuje už 38 % Slovenska. SHMÚ varuje pred kriticky vyschnutou pôdou
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Známu firmu z Bratislavy s tržbami 22,7 milióna eur kúpil gigant z Rakúska. Dvaja Slováci ju budovali 18 rokov
PREMIUM„To je alfa samec, ten Robert Fico,“ vyhlásil Hamran. Bývalý policajný prezident prehovoril o voličoch premiéra

Vietor dosiahne 100 km/h a teploty prudko padnú. Slovensko zasiahne búrkový komplex

NATO má nový plán pre prípad vojny s Ruskom. Zameria sa na ciele, ktoré Putina zabolia najviac

