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

Klimatický motor Zeme stráca silu. Tisíce kilometrov od Atlantiku môže spustiť ničivé záplavy

Čína spustila najväčší energetický kolos sveta. Ročne prenesie rekordných 6 miliárd kWh čistej energie

Zem miliardy rokov chráni jednu stranu Mesiaca. Vedci teraz odhalili, čo sa deje na tej druhej

Budeme žiť večne? Vedci vypočítali maximálny vek človeka a zistili niečo, čo mnohí nechcú počuť

Susedná planéta Zeme sa zrejme zvnútra trhá. Vedci odhalili pravdu o jej povrchu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

„Vyzerajú ako peniaze z hry Monopoly,“ reagujú kritici na návrhy nových eurobankoviek. Slovákom sa najviac páčia tieto
PREMIUMSlovensko je „Eldorádo“ pre agentov: Bývalý policajný šéf odhalil, ako mafia a Rusi prenikajú k najvyšším funkcionárom

Ukrajina definitívne príde o západné územia, tvrdí Putin: Nezíska ich však Rusko

LOVESTREAM prináša unikátne QR kódy a odlišné náramky na každý deň. Festival zvyšuje bezpečnosť (EXKLUZÍVNE)

Toto je posledná generácia, ktorá si našetrí na dôchodok bez stresu. Ak začneš neskoro, budeš potrebovať 950 eur mesačne (ANALYTICI)
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Slováci čoskoro uvidia najčarovnejšie zatmenie Slnka. Tým sa však nebeské divadlo iba začne
- Jej elektromobily ľudia nechcú. Ikonická automobilka chystá návrat k benzínu
- Slováci si na steny montujú energetické pasce. Za toto hrozí pokuta až do výšky 20 000 eur
- Kultové sci-fi je späť a práve dostalo prvý trailer. Ľudstvo v ňom prehralo boj proti robotom
- Zostávajú už len hodiny. Známa služba na Slovensku končí s veľkou letnou akciou
-
- Slováci čoskoro uvidia najčarovnejšie zatmenie Slnka. Tým sa však nebeské divadlo iba začne
- Jej elektromobily ľudia nechcú. Ikonická automobilka chystá návrat k benzínu
- Slováci si na steny montujú energetické pasce. Za toto hrozí pokuta až do výšky 20 000 eur
- Kultové sci-fi je späť a práve dostalo prvý trailer. Ľudstvo v ňom prehralo boj proti robotom
- Zostávajú už len hodiny. Známa služba na Slovensku končí s veľkou letnou akciou
-
- Slováci si na steny montujú energetické pasce. Za toto hrozí pokuta až do výšky 20 000 eur
- Slováci čoskoro uvidia najčarovnejšie zatmenie Slnka. Tým sa však nebeské divadlo iba začne
- Jej elektromobily ľudia nechcú. Ikonická automobilka chystá návrat k benzínu
- Slováci počas horúčav zapínajú klimatizácie v najhoršom čase. Tento trik ti zníži účet až o tretinu
- Batériu v mobile neničí nabíjanie nad 90 %. Oveľa viac jej škodí zlozvyk, ktorý robíme všetci
Extrémne sucho zasahuje už 38 % Slovenska. SHMÚ varuje pred kriticky vyschnutou pôdou
Na D1 pribudli nové ultrarýchle nabíjačky. Elektromobily sa nabijú solídným výkonom
USA spúšťajú globálnu alianciu pre 6G. Chcú získať náskok pred úhlavným rivalom
Klimatická zmena ohrozuje cesty, železnice aj letiská. Európa na nové extrémy nie je pripravená
Nemecko kritizuje nové pravidlá EÚ pre plyn. Riskujeme energetickú bezpečnosť
Elektromobily na Slovensku prudko pribúdajú. Za rok ich počet vyskočil o 65 %
Mochovce sa posunuli k spusteniu 4. bloku. Reaktor je uzavretý, blíži sa prvá štiepna reakcia
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

„Vyzerajú ako peniaze z hry Monopoly,“ reagujú kritici na návrhy nových eurobankoviek. Slovákom sa najviac páčia tieto
PREMIUMSlovensko je „Eldorádo“ pre agentov: Bývalý policajný šéf odhalil, ako mafia a Rusi prenikajú k najvyšším funkcionárom

Ukrajina definitívne príde o západné územia, tvrdí Putin: Nezíska ich však Rusko

LOVESTREAM prináša unikátne QR kódy a odlišné náramky na každý deň. Festival zvyšuje bezpečnosť (EXKLUZÍVNE)

