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

Budúca baterkáreň v Šuranoch odhalila zabudnutý svet. Vedci hovoria o veľkej senzácii

Nie životný štýl, ale čas. Vedci zistili, prečo sa niektorí ľudia dožívajú 100+ rokov

Ľudstvo potrebuje na Mars kuriózny vynález, aby prežilo. Astronómovia už majú návrh

Najväčší mýtus ľudstva padá. Naše vedomie vôbec nemusí byť viazané na biológiu

Dekády stará katastrofa sa nekoná, budúcnosť našej planéty bude po Slnku vyzerať úplne inak
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Slovensko prišlo o výnimočný talent: Olympionička Denisa Hurban Baránková bola tvárou lukostreľby, získala aj zlato zo Svetových hier
PREMIUMNa Slovensku náhle zomierajú 40-roční, generačná výmena nemusí nastať. Lekár Farský radí 3 návyky pre dlhovekosť (ROZHOVOR)

Polícia odhalila masívny podvod za 20 miliónov eur. Na Slovensku potajomky rozbehli mafiánsku taktiku

Dlhodobá PN-ka odhalila podozrenia na úrade v Žiline. Prípad už rieši kriminálka

58-ročná expertka na dopamín radí: Ak neprekonáš závislosť od rýchleho dopamínu, stratíš schopnosť byť šťastný
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Zajtra štartuje najočakávanejší seriál leta. Videli sme ho, už prvá časť je brutálna
- Číňania stvorili 140-tonové monštrum, obrovskú batériu vymenia za 4 minúty
- Slováci nechápu fyziku v elektromobiloch. Batérie s vysokým dojazdom sú paradoxnou nevýhodou
- Nestíhajú ju vyrábať. Nová elektrická Kia vyvolala celosvetový ošiaľ, musia ju limitovať
- Vedci jasajú. Nová polovodičová batéria vyriešila kritický problém elektromobilov
-
- Zajtra štartuje najočakávanejší seriál leta. Videli sme ho, už prvá časť je brutálna
- Slováci nechápu fyziku v elektromobiloch. Batérie s vysokým dojazdom sú paradoxnou nevýhodou
- Vedci jasajú. Nová polovodičová batéria vyriešila kritický problém elektromobilov
- Akčný veľkofilm prichádza online v rekordne krátkom čase. V kinách škaredo pohorel
- Číňania stvorili 140-tonové monštrum, obrovskú batériu vymenia za 4 minúty
-
- Automobilky oklamali svet a budú platiť. Obľúbený pohon zlyhal na celej čiare, produkuje veľké emisie
- Zajtra štartuje najočakávanejší seriál leta. Videli sme ho, už prvá časť je brutálna
- Česi vymysleli lacnú zbraň proti dronom: Nemá radar, aj tak ich odhalí na kilometre
- Moderná elektronika vydrží menej ako kedysi. Nie je to konšpirácia a má to jasný dôvod
- Netflix vyhráva. Toto je TOP 11 najlepších seriálov tohto roka a kde ich nájdeš online
Ruský export ropných produktov sa prepadol. Doplatil na útoky aj stratu európskeho trhu
Slovensko posúva dopredu jeden z najväčších energetických projektov
Veľký mýtus o elektromobiloch dostáva ďalšiu trhlinu. Batérie zvládajú aj státisíce kilometrov
Nový poplatok môže zasiahnuť hit medzi Slovákmi. Mnohí zvažujú obmedzenie nákupov
Známa slovenská tvár mieri na streamovaciu službu. Táto platforma ukáže jeho kontroverznú výpravu
Intel pokračuje v návrate medzi elitu veľkolepým plánom. Pomôcť mu má partnerstvo s Applom
Volkswagen pokračuje v masívnom prepúšťaní. Do roku 2030 to schytá až 50 000 ľudí
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Slovensko prišlo o výnimočný talent: Olympionička Denisa Hurban Baránková bola tvárou lukostreľby, získala aj zlato zo Svetových hier
PREMIUMNa Slovensku náhle zomierajú 40-roční, generačná výmena nemusí nastať. Lekár Farský radí 3 návyky pre dlhovekosť (ROZHOVOR)

Polícia odhalila masívny podvod za 20 miliónov eur. Na Slovensku potajomky rozbehli mafiánsku taktiku

Dlhodobá PN-ka odhalila podozrenia na úrade v Žiline. Prípad už rieši kriminálka

