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.
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Ľuďom hrozí veľké riziko. Objavili ďalšiu obrovskú ozónovú dieru
AKTUÁLNE: Zem zasiahne silná geomagnetická búrka. Pocíti ju aj tvoja technika
Európa spustila projekt gigantického tokamaku, ďalších 13 rokov ale ani nedokončí aktuálny revolučný zdroj
"Planétka s hmotnosťou 10 000 ton" narazila do Zeme. Vedci vďaka nárazu objavili unikátne kryštály
Konečne sme sa dočkali. Ostrý štart Veľkého hadrónového urýchľovača je tu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Vojnový reportér na Ukrajine: Na Donbase o žiadnej genocíde nevedia, celá je fake a vymyslená
Výrobca vakcíny, ktorú dostalo mnoho Slovákov, čelí žalobe. Pribudli stovky nakazených
Chorvátsko, ale bez húfov turistov. Neprebádané raje Jadranu, o ktorých si netušil
Medzi Nitrou a Bratislavou videli trombu. Niekedy môže byť „zárodkom“ tornáda
Kedysi viedol útok na Donbas, dnes drsne kritizuje Kremeľ a jeho taktiku
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Policajtom došla trpezlivosť. Za mobil za volantom môžeš prísť o vodičák, prídu aj vyššie pokuty (+prehľad)
- Zákaz spaľovákov nie je najväčší problém. VW varuje, že trh zasiahne niečo ešte hrozivejšie
- AKTUÁLNE: Zem zasiahne silná geomagnetická búrka. Pocíti ju aj tvoja technika
- Elektrický Airbus je vo vzduchu nonstop už 20 dní. Od základov prekope, ako funguje letectvo
- „Planétka s hmotnosťou 10 000 ton“ narazila do Zeme. Vedci vďaka nárazu objavili unikátne kryštály
-
- Policajtom došla trpezlivosť. Za mobil za volantom môžeš prísť o vodičák, prídu aj vyššie pokuty (+prehľad)
- Zákaz spaľovákov nie je najväčší problém. VW varuje, že trh zasiahne niečo ešte hrozivejšie
- Hráčom padne sánka. Toto je doteraz najväčší únik detailov o GTA 6
- Elektrický Airbus je vo vzduchu nonstop už 20 dní. Od základov prekope, ako funguje letectvo
- Absolútny prúser: HBO vymazalo veľa atraktívneho obsahu, viaceré sú originály služby
-
- Policajtom došla trpezlivosť. Za mobil za volantom môžeš prísť o vodičák, prídu aj vyššie pokuty (+prehľad)
- Ostrý štart 2022. Netflix aj HBO vytasia nadupané novinky, toto všetko si pozrieš
- Zákaz spaľovákov nie je najväčší problém. VW varuje, že trh zasiahne niečo ešte hrozivejšie
- AKTUÁLNE: Ruská raketa dopadla na Zem, vymkla sa kontrole a nevedeli ju ovládať
- Elektrická Mazda má mizerný dojazd, automobilka poslala zákazníkom najbizarnejšiu radu desaťročia
AKTUÁLNE: NASA stratila kontakt so sondou letiacou k Mesiacu
Do pár mesiacov bude 5G využívať miliarda ľudí, Slovensko bude zaostávať aj v roku 2027
Stranger Things zbúral svet a na Netflixe pokoril rekord. Niečo podobné dokázal iba jeden ďalší seriál
Slovenskí vedci vyvinuli unikátnu čističku vzduchu. Nepotrebuje filtre ani chemikálie
Z EÚ sa stane líder v oblasti technologických inovácií, pomôže nový program
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Vojnový reportér na Ukrajine: Na Donbase o žiadnej genocíde nevedia, celá je fake a vymyslená
Výrobca vakcíny, ktorú dostalo mnoho Slovákov, čelí žalobe. Pribudli stovky nakazených
Chorvátsko, ale bez húfov turistov. Neprebádané raje Jadranu, o ktorých si netušil
Medzi Nitrou a Bratislavou videli trombu. Niekedy môže byť „zárodkom“ tornáda
Kedysi viedol útok na Donbas, dnes drsne kritizuje Kremeľ a jeho taktiku
Copyright© 2022 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené