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 ostali prekvapení. Našli 35 000 rokov starú technológiu, ktorá mení dejiny ľudstva

Má 13 miliárd rokov a naša galaxia ju trhá na kusy. Stará hviezdokopa objasní vývoj Mliečnej cesty

Pôrod po návrate z vesmíru otvára dvere k ďalším planétam, triumf má v rukách Čína

Veľký vesmírny sen sa láme, vedci odhalili nepríjemný detail o ťažbe asteroidov

Pokorili hranice vedy. Nový motor nepotrebuje žiadne palivo, využíva nepochopenú vlastnosť fyziky
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Generácia Z a päťdesiatnici sa ocitli v „pasci pracovného trhu“. Aj s 12-ročnou praxou môžeš skončiť bez práce
PREMIUMTvrdý režim pre tisíce Slovákov: Živnostníci pracujúci pre jednu firmu riskujú pokutu 4 000 eur, varuje Mihál

Slovensko sa zaradilo medzi „najrovnejšie krajiny Európy“. Peniaze a moc globálnej elity sa zásadne mení

V Kremli vypukla panika, tvrdí expert: Trump oznámil, že mier je na 95 % hotový. Čo teraz čaká Putina?

Tvrdá facka pre Trumpa: Mierové iniciatívy sú ilúziou, varuje Hodges. Prezradil, ako sa skončí vojna na Ukrajine
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Je 5-krát rýchlejšia než zvuk. Nečakaný štát odhalil raketu, ktorá zničí čokoľvek vo vzdialenosti 1 500 km
- Satelitné snímky odhaľujú skazu vo Venezuele, viaceré budovy boli zrovnané so zemou
- Na ČSFD má hodnotenie 90 %. Diváci hovoria o najlepšom slovenskom filme posledných dekád
- Máme 4K, no obraz je horší než kedysi. Prečo majú Slováci doma drahý televízor a aj tak zlý obraz?
- Ak nepriateľ zaútočí, bude čeliť vlastnému koncu. Európsky štát otestoval 8100-tonový jadrový kolos
-
- Na ČSFD má hodnotenie 90 %. Diváci hovoria o najlepšom slovenskom filme posledných dekád
- Ak nepriateľ zaútočí, bude čeliť vlastnému koncu. Európsky štát otestoval 8100-tonový jadrový kolos
- Je 5-krát rýchlejšia než zvuk. Nečakaný štát odhalil raketu, ktorá zničí čokoľvek vo vzdialenosti 1 500 km
- Satelitné snímky odhaľujú skazu vo Venezuele, viaceré budovy boli zrovnané so zemou
- Ukrajina ukázala, kam smeruje vojna. Nová energetická sci-fi zbraň chráni vojakov viac než pancier
-
- Na ČSFD má hodnotenie 90 %. Diváci hovoria o najlepšom slovenskom filme posledných dekád
- Ak nepriateľ zaútočí, bude čeliť vlastnému koncu. Európsky štát otestoval 8100-tonový jadrový kolos
- Slováci sa dočkali. Markíza a JOJ sa od dnes vrátili na anténu, stačí obyčajná TV
- Pokryje 97 % územia a netreba žiadny internet. Na Slovensko mieri nová TV cez anténu
- Ešte 2 roky dozadu tápali, teraz excelujú. Rusi postavili futuristickú supermašinu s veľkým výkonom
Výsledkom výpadku telekomunikácie bola paralyzovaná letecká doprava v Grécku
Slovenská firma rozširuje kapacity pre vojenské stroje, pribudnú kontajnerové nakladače
Do lesov mieri zvláštny robot. Dokáže sledovať zver, hľadať poklady a pozbiera aj kliešte
Okamžite posilnia východný blok NATO aj vlastnú armádu. Ďalší európsky štát zbrojí vo veľkom
Vedci vyvíjajú batérie budúcnosti s nekonečnou energiou. Poháňať ich bude niečo nevídané
Tesla „padla“: Na trhu s elektromobilmi sa udialo niečo, čo bolo pred pár rokmi nemysliteľné
Vedci po 30 rokoch neverili vlastným dátam. Na Neptúne objavili niečo, čo tam doteraz nikto nevidel
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Generácia Z a päťdesiatnici sa ocitli v „pasci pracovného trhu“. Aj s 12-ročnou praxou môžeš skončiť bez práce
PREMIUMTvrdý režim pre tisíce Slovákov: Živnostníci pracujúci pre jednu firmu riskujú pokutu 4 000 eur, varuje Mihál

Slovensko sa zaradilo medzi „najrovnejšie krajiny Európy“. Peniaze a moc globálnej elity sa zásadne mení

V Kremli vypukla panika, tvrdí expert: Trump oznámil, že mier je na 95 % hotový. Čo teraz čaká Putina?

