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

Mimozemský život na Venuši môže sklamať, jeho pôvod je nešťastne jednoduchý

Existujú, ale sú uväznení ako my. Odhalili krutú teóriu o mimozemšťanoch, čaká nás večná samota?

NASA čaká tragédia, Trump chce pochovať jej rozpočet. Američania zúria

Slováci jedia mikroplasty, ani o tom nevedia. Vedci odhalili prekvapivú potravinu, v ktorej je ich extrémne veľa

Po 40 rokoch ožíva plán letu k Uránu. Táto raketa tam ľudstvo dostane v rekordom čase
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

NOVÝ PRIESKUM: PS víťazom, Smer-SD v tesnom závese. Hnutie Slovensko končí pred bránami parlamentu
PREMIUMTkáč: „V priebehu desiatich rokov budú mestá plné samoriadiacich áut.“ Prvé z nich mieria na Slovensko už na jar

Nielen fazuľa, ale aj čokoláda či chrumky: Experti odhalili potraviny, ktoré musíš mať doma v prípade krízy

Dvojnásobné vstupné aj pokuty do 300 eur. Obľúbená európska destinácia si tvrdo posvieti na turistov bez rezervácie

Za noc zaplatíš aj 2 200 eur. Český youtuber vyskúšal najdrahší hotel v „slovenskom Aspene“, sklamala ho jedna vec
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Majú zásoby až 28 miliárd m³. Európa môže dostať silný zdroj plynu z nečakaného štátu
- Vysťahovali celé dediny, experti majú obavy. Silná veľmoc potajomky zosilňuje jadrový program
- Apple nečakane odstrihol Rusko. Drastický krok ochromí milióny ľudí
- Na Slovensko dorazila nová TV stanica. Ponúka niektoré z najlepších seriálov súčasnosti
- Po 40 rokoch ožíva plán letu k Uránu. Táto raketa tam ľudstvo dostane v rekordom čase
-
- Majú zásoby až 28 miliárd m³. Európa môže dostať silný zdroj plynu z nečakaného štátu
- Vysťahovali celé dediny, experti majú obavy. Silná veľmoc potajomky zosilňuje jadrový program
- Na Slovensko dorazila nová TV stanica. Ponúka niektoré z najlepších seriálov súčasnosti
- Apple nečakane odstrihol Rusko. Drastický krok ochromí milióny ľudí
- Po 40 rokoch ožíva plán letu k Uránu. Táto raketa tam ľudstvo dostane v rekordom čase
-
- Majú zásoby až 810 miliónov m³. Do Európy začne prúdiť nový zdroj plynu, spustia ho rekordne rýchlo
- Lenivosť môže výjsť Slovákov draho. Od 15. apríla sa menia zákony o pneumatikách
- Česi postavili nezastaviteľný stroj s nosnosťou 1700 kg. Nasadí ho americká armáda
- Majú zásoby až 28 miliárd m³. Európa môže dostať silný zdroj plynu z nečakaného štátu
- Kia išla proti prúdu a mala pravdu. Do áut odmietla dať nenávidenú novinku, vodiči jej za to ďakujú
Astronómovia v pozore: K Slnku mieri kométa, ktorú môžu vidieť aj Slováci
Prípravy na najhoršie začali: Európa čelí podľa eurokomisára energetickej hrozbe
Našiel si si toto za stieračom? Daj si pozor, podvodníci skúšajú nebezpečný trik
Schyľuje sa k vojne ďalších dvoch veľmocí? Japonci rozmiestnili rakety s doletom 1000 km
Napätie v slovenskej automobilke vrcholí. Zamestnanci vyhlásili štrajkovú pohotovosť
Výpadok internetu v Iráne trvá už 30 dní, koniec je v nedohľadne
Skončí konečne striedanie letného a zimného času? Európania majú jasnú preferenciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

NOVÝ PRIESKUM: PS víťazom, Smer-SD v tesnom závese. Hnutie Slovensko končí pred bránami parlamentu
PREMIUMTkáč: „V priebehu desiatich rokov budú mestá plné samoriadiacich áut.“ Prvé z nich mieria na Slovensko už na jar

Nielen fazuľa, ale aj čokoláda či chrumky: Experti odhalili potraviny, ktoré musíš mať doma v prípade krízy

Dvojnásobné vstupné aj pokuty do 300 eur. Obľúbená európska destinácia si tvrdo posvieti na turistov bez rezervácie

