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.
Čítajte 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 sú na stope jednej z najväčších záhad Slnka. V laboratóriu dosiahli teplotu 820 000 °C

Slovensko čaká historická šanca, aká tu nebola od roku 1999. Do vesmíru sa dostane prvá Slovenka

Vedci vytvorili motor, aký svet ešte nevidel. 2000-ročný vynález zvýšil elektrický prúd až 100-násobne

Nemecko spojilo sily s americkým gigantom. Chcú posunúť jadrovú fúziu

Nepočuli motor ani žiadny zvuk. Čierny trojuholník s rýchlosťou 2 900 km/h zaskočil celý svet
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Učiteľka na materskej vytvorila pasívny príjem: Za 10 hodín práce týždenne zarobila vyše 125-tisíc dolárov

Na Slovensko mieri arktický vzduch: Tieto regióny zasiahne prvé sneženie, hrozí poľadovica. Prezúvanie už neodkladaj

„Svaly sú jedným z kľúčových orgánov dlhovekosti,“ tvrdí slovenský vedec. Prezradil, ako často treba posilňovať

Festival Pohoda odhaľuje prvého headlinera. Po zrušenom koncerte sa kapela stane prvým veľkým menom ročníka 2027

Slovenky po 65-ke čaká nepríjemná realita. Ocitli sme sa na konci ďalšieho rebríčka
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Nemci riešia bezpečnostnú nočnú moru elektromobilov. Po Volkswagene zasiahla aj Audi
- Vedci vytvorili motor, aký svet ešte nevidel. 2000-ročný vynález zvýšil elektrický prúd až 100-násobne
- Vodiči sú proti nim bezradní. Nové radary rozdávajú pokuty za niečo, čo by ti nikdy nenapadlo
- Pokutu môžeš dostať, aj keď si nešoféroval. Nový zákon sprísnil zodpovednosť všetkým vodičom
- Nové sci-fi konečne dorazilo online. Stojí za ním tvorca Gladiátora
-
- Nové sci-fi konečne dorazilo online. Stojí za ním tvorca Gladiátora
- Vedci vytvorili motor, aký svet ešte nevidel. 2000-ročný vynález zvýšil elektrický prúd až 100-násobne
- Nemci riešia bezpečnostnú nočnú moru elektromobilov. Po Volkswagene zasiahla aj Audi
- Do Európy prišli e-biky s pohonom DJI. „SUV na dvoch kolesách“ má len 22,6 kg a extrémnych 125 Nm
- Vodiči sú proti nim bezradní. Nové radary rozdávajú pokuty za niečo, čo by ti nikdy nenapadlo
-
- Vedci vytvorili motor, aký svet ešte nevidel. 2000-ročný vynález zvýšil elektrický prúd až 100-násobne
- Vodič išiel 81 km/h a prišiel o vodičák. Narazil na nekompromisné pravidlo
- Nepočuli motor ani žiadny zvuk. Čierny trojuholník s rýchlosťou 2 900 km/h zaskočil celý svet
- Nové sci-fi konečne dorazilo online. Stojí za ním tvorca Gladiátora
- 10 000 objednávok za 19 hodín. Elektromobil od Volkswagenu za 10-tisíc eur je absolútny hit
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
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
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Učiteľka na materskej vytvorila pasívny príjem: Za 10 hodín práce týždenne zarobila vyše 125-tisíc dolárov

Na Slovensko mieri arktický vzduch: Tieto regióny zasiahne prvé sneženie, hrozí poľadovica. Prezúvanie už neodkladaj

„Svaly sú jedným z kľúčových orgánov dlhovekosti,“ tvrdí slovenský vedec. Prezradil, ako často treba posilňovať

Festival Pohoda odhaľuje prvého headlinera. Po zrušenom koncerte sa kapela stane prvým veľkým menom ročníka 2027

