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

Život na Zemi možno nikdy nevznikol tu. Na meteorite starom 2 miliardy rokov našli vedci záhadnú DNA

Vedel si, že ľudský žalúdok dokáže rozložiť kov? TOP 10 neuveriteľných faktov, ktoré znejú ako výmysel

VIDEO: Vedci nechápu. Superpočítač spočítal, čo sa stane keď spadneš do čiernej diery

S Grónskom sa deje niečo zvláštne. Keď vedci zistili príčinu, zostali v nemom úžase

Revolúcia v chápaní bytia: Vedci definitívne vyvrátili najpopulárnejšiu hypotézu o živote a vesmíre
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Slovenka Petra začala investovať v 24 rokoch. Dnes je z nej vďaka jasnej a dlhodobej stratégii multimilionárka

Jedna z TOP cestoviek skolabovala. Ruší všetky zájazdy, dovolenky si u nej objednávali nielen Slováci

Zoroslav Kollár vstúpil do politiky a ide rozbiť „volebný koláč“. Expert odhalil, koho môže obrať o voličov

Kauza Gašpar naberá na obrátkach: Policajt, ktorý riešil nehodu, náhle končí. Opozícia hovorí o tlaku zhora

U lekára nemusíš platiť za termín, recept či potvrdenku do práce. Tieto poplatky sú nelegálne
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Len dva seriály dopadli lepšie. HBO má globálny hit, nie je pre slabé povahy
- Rusi urobili „geniálny“ ťah. Kým ich vojaci trpia na Ukrajine, africkému štátu dodali najmodernejšiu techniku
- Slovákom hrozí pokuta 5800 €. Tento zlozvyk za volantom ťa vyjde poriadne draho
- Na Slovensko prichádza nový kanál. Ponúkne desiatky filmov a bude úplne bez reklám
- Slováci majú doma zariadenie, ktoré ich oberá o stovky eur na energiách. Odborníci radia okamžitú výmenu
-
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Slovákom hrozí pokuta 5800 €. Tento zlozvyk za volantom ťa vyjde poriadne draho
- Váži len 40 kg a má takmer 1000 koní. Ukázali revolučný motor, ktorý pochová spaľováky
- Rusi urobili „geniálny“ ťah. Kým ich vojaci trpia na Ukrajine, africkému štátu dodali najmodernejšiu techniku
- AKTUÁLNE: K Zemi sa rúti záhadný objekt. Slávny astronóm tvrdí, že to má byť mimozemská loď
-
- O toto išlo Rusom celý čas. Obsadili jedno z najväčších ložísk dôležitej suroviny v Európe
- Pochopili, že ubližujú sami sebe. Bohatá krajina chce okamžite zrušiť clá na elektromobily z Číny
- Experti ostali bez slov. Najväčšiu pliagu ľudstva našli na mieste, kde nemá vôbec čo robiť
- Slovákom hrozí pokuta 5800 €. Tento zlozvyk za volantom ťa vyjde poriadne draho
- AKTUÁLNE: K Zemi sa rúti záhadný objekt. Slávny astronóm tvrdí, že to má byť mimozemská loď
Kým Ukrajina bojuje, EÚ veselo dováža veľkú komoditu z Ruska. Nemec žiada okamžitý zákaz
Minister Smeru-SD v tom má jasno: Emisný systém je nezmyselný, EÚ stráca konkurencieschopnosť
Trump obvinil dve veľmoci z tajných jadrových testov. USA plánujú vlastné skúšky, experti sú zaskočení
Ľudia naleteli nekonečnému nezmyslu. Experti odhalili banálny dôvod, prečo sú psy z Černobyľa modré
Bývalý minister to povedal na rovinu: Energopomoc je nefér, Slovensko nezvláda základnú vec. Mám riešenie
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Slovenka Petra začala investovať v 24 rokoch. Dnes je z nej vďaka jasnej a dlhodobej stratégii multimilionárka

Jedna z TOP cestoviek skolabovala. Ruší všetky zájazdy, dovolenky si u nej objednávali nielen Slováci

Zoroslav Kollár vstúpil do politiky a ide rozbiť „volebný koláč“. Expert odhalil, koho môže obrať o voličov

Kauza Gašpar naberá na obrátkach: Policajt, ktorý riešil nehodu, náhle končí. Opozícia hovorí o tlaku zhora

