Českí vedci vyvinuli unikátny materiál. Vyrovná sa skutočným ľudským kostiam
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.
Problém 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 odhalili trik s vodou, po ktorom z nej zmizne až 90 % mikroplastov. Vyskúšať ho môže každý
Čína odpálila raketu, akú svet ešte nevidel. Už o pár rokov ňou pristanú ľudia na Mesiaci
Explodujúce Slnko nebude príčinou. Superpočítač odhalil, kedy a ako vyhynie ľudstvo
Stačí mu 1 liter paliva a môže napájať miliónové mesto. Postavia energetický zázrak za 65 miliónov
„Prišli priamo ku mne.“ Bývalý astronaut NASA prežil desivý stret s UFO, nič podobné ešte nevidel
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Kto vládne svetu zbraní a tankov: Rebríček najsilnejších armád odhalil poradie veľmocí aj prekvapivé posuny
Slovensko prišlo o legendu televíznej zábavy: Oldo Hlaváček zomrel vo veku 91 rokov
Starnutie sa môže šíriť telom ako „infekcia“. Nový objav odhalil proteín, ktorý je za to zodpovedný
Dlhovekosť má svoju cenu v podobe autoimunitných ochorení, zistili vedci. Našli bunky, ktoré ťa udržia mladého, no s rizikom
Obľúbený zelený nápoj dokáže blokovať rakovinové bunky, tvrdí uznávaný lekár. Zvyšuje tiež účinok liečby
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Má dojazd 2 245 km a neskutočnú spotrebu. Automobilka pôsobiaca aj na Slovensku predstavila zázračný hybrid
- Vedci odhalili trik s vodou, po ktorom z nej zmizne až 90 % mikroplastov. Vyskúšať ho môže každý
- 30 rokov ho nič neprekonalo. Jeden z najlepších akčných filmov histórie hlási návrat, máme detaily
- Dodáva teplo a elektrinu v Arktíde. Plávajúca jadrová elektráreň Rusov dosiahla nový rekord
- Bill Gates mal pravdu. Umelá inteligencia narazila na veľký problém, môže znamenať jej koniec
-
- Má dojazd 2 245 km a neskutočnú spotrebu. Automobilka pôsobiaca aj na Slovensku predstavila zázračný hybrid
- Vedci odhalili trik s vodou, po ktorom z nej zmizne až 90 % mikroplastov. Vyskúšať ho môže každý
- 30 rokov ho nič neprekonalo. Jeden z najlepších akčných filmov histórie hlási návrat, máme detaily
- Dodáva teplo a elektrinu v Arktíde. Plávajúca jadrová elektráreň Rusov dosiahla nový rekord
- Bill Gates mal pravdu. Umelá inteligencia narazila na veľký problém, môže znamenať jej koniec
-
- NASA sleduje emisie CO2 z vesmíru. Najväčší znečisťovateľ v Európe je blízko Slovenska
- Najväčší nepriateľ nebol Rus, ale mikro zabijak. Vedci po 200 rokoch odhalili, čo zabilo armádu Napoleona
- Má dojazd 2 245 km a neskutočnú spotrebu. Automobilka pôsobiaca aj na Slovensku predstavila zázračný hybrid
- Bill Gates mal pravdu. Umelá inteligencia narazila na veľký problém, môže znamenať jej koniec
- Európa sa vráti 20 000 rokov späť v čase, katastrofu už nemožno zastaviť
Slovenské weby strácajú návštevníkov. Google AI prehľady menia spôsob, ako hľadáš informácie
Postavia jadrové elektrárne, vysokorýchlostnú železnicu a predbehnú Slovensko. Ázia má nového tigra
Volkswagen znovu zaťal do živého. Vládu vyzval na štátnu podporu elektromobilov
Putin berie Rusom aj posledný kúsok slobody. Ľuďom bizarne ruší hovory cez obľúbené aplikácie
Rada Európy vyslala jasný odkaz: Prestaňte predávať zbrane do tejto krajiny
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP