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

Nad Európou preletela ohnivá guľa. Zvláštny objekt mal preraziť strechu domu

Vedci nechápali: ChatGPT vyriešil 2000-ročný matematický problém kurióznym spôsobom

Zostrelili UFO a kruto za to zaplatili. 23 sovietskych vojakov podľa CIA postihol desivý osud

Možno nás niekto volá, no nič nepočujeme. Vedci ukázali, čo môže ničiť signály mimozemšťanov

Vedci objavili 2000-ročný hrob blízko Slovenska. Rímska mohyla ukrývala vzácnu záhadu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Saudská Arábia aktivovala núdzový plán: Ropu posiela cez púšť a obchádza tak zablokovaný Hormuz
PREMIUMUmelá inteligencia mení pravidlá hry: Firmy čakajú prísne kontroly a je tu aj riziko miliónových pokút (ROZHOVOR)

Z Európy sa šíri záhadný signál v perzštine, nedá sa rozlúštiť. „Nie je náhoda, že sa objavil v deň vojny,“ tvrdí USA dôstojník

„Rusi, choďte domov.“ Líder maďarskej opozície varuje pred zásahom do volieb. Orbána má v kresle udržať Kremeľ

Paradox generácie Z: Pracujú menej hodín, no trpia vyhorením. Odborníci vysvetľujú, prečo nie sú leniví
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Irán spustil pohromu z nebies: Každá druhá raketa nesie muníciu, ktorú zakázalo 100 štátov
- Slovenská hra spôsobila ošiaľ. Vývojári dosiahli za pár hodín to, čo plánovali celé týždne
- Američania niečo chystajú na Rusov. Prevážali „Putinov“ najmodernejší bojový systém
- Je to tu. Veľká služba spúšťa zásah, ktorý pocítia tisíce divákov
- Gatesov jadrový reaktor dostal zelenú. Možno ho však stavia úplne zbytočne
-
- Američania niečo chystajú na Rusov. Prevážali „Putinov“ najmodernejší bojový systém
- Obľúbené stanice Slovákov sa zmenia. Čaká ich najväčšia premena za posledné roky
- Slovenská hra spôsobila ošiaľ. Vývojári dosiahli za pár hodín to, čo plánovali celé týždne
- Irán spustil pohromu z nebies: Každá druhá raketa nesie muníciu, ktorú zakázalo 100 štátov
- Na fronte sa deje niečo nečakané. Ukrajina nasadila zabudnutú „zbraň“, ktorú mnohí odpísali
-
- Američania niečo chystajú na Rusov. Prevážali „Putinov“ najmodernejší bojový systém
- Americkí vedci vyliali do oceánu 65 000 litrov chémie. Tvrdia, že takto chcú zachrániť klímu
- Rusko má len 250 sekúnd na reakciu. Ukrajina ukázala novú balistickú raketu domácej výroby (VIDEO)
- Vojenskí experti v strehu. Čínska stíhačka J-35 dobehla USA unikátnou vlastnosťou
- Na ČSFD má 90 % a patrí k najlepším filmom súčasnosti. Slávu mu paradoxne priniesla zvláštna okolnosť
Nemci dostali palivový šok. Ceny benzínu a nafty letia nahor najrýchlejšie v celej EÚ
BMW v roku 2025 klesol čistý zisk, napriek tomu prekonalo prognózy analytikov
Podvodníci útočia na citlivé údaje Slovákov. Zneužívajú Všeobecnú zdravotnú poisťovňu
Krok vpred: Slovensko rozširuje spoluprácu s lídrami v oblasti umelej inteligencie
SPP si poistilo ruský plyn: Nová dohoda vraj zaručuje najvýhodnejšie ceny na trhu
Obnoviteľné zdroje energie hrajú prím. Nemci ukazujú cestu celému svetu
Na dronový útok reagujú tvrdo. Európska mocnosť posiela na Blízky východ stíhačky a torpédoborec
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Saudská Arábia aktivovala núdzový plán: Ropu posiela cez púšť a obchádza tak zablokovaný Hormuz
PREMIUMUmelá inteligencia mení pravidlá hry: Firmy čakajú prísne kontroly a je tu aj riziko miliónových pokút (ROZHOVOR)

Z Európy sa šíri záhadný signál v perzštine, nedá sa rozlúštiť. „Nie je náhoda, že sa objavil v deň vojny,“ tvrdí USA dôstojník

„Rusi, choďte domov.“ Líder maďarskej opozície varuje pred zásahom do volieb. Orbána má v kresle udržať Kremeľ

