Sklo můžeme nosit i v těle

Každý z nás se stále setkává s klasickým sklem v mnoha podobách. Víte však, že ho díky vědeckým poznatkům můžete mít i v kostech, v ústech či v hlavě?Každý z nás se stále setkává s klasickým sklem v mnoha podobách. Víte však, že ho díky vědeckým poznatkům můžete mít i v kostech, v ústech či v hlavě?

Nové technologie

 
Kromě běžně užívaných aplikací pro sklo, které vidíme kolem nás, existuje totiž celá řada velmi zajímavých možností jeho využití. Jsou to například skla pro optoelektroniku, vitrifikaci (zneškodnění) nebezpečných odpadů či ohebná skla pro membrány

Maličká vrstvička dokáže velké zázraky

„Jednou z nových aplikací jsou tzv. bioaktivní skla, obecněji bioaktivní materiály. Původně vyvinutá skla se postupně spíše využívala ve spojení s jinými materiály. Vznikly tím materiály využitelné v medicíně pro různé implantáty, v našem případě většinou implantáty kostní či dentální,“ řekl 21. STOLETÍ prof. Ing. Aleš Helebrant, CSc., děkan fakulty chemické technologie Vysoké školy chemicko – technologické (VŠCHT) v Praze. Současně je zde vedoucím Ústavu skla a keramiky, který má světovou pověst.
Na počátku všeho stál vědecký výzkum koroze skel, který ukázal, že se z některých skel vyluhují v tělních tekutinách (krvi, slinách) vápenaté ionty a zároveň se sklo rozpouští. Na jeho povrchu pak vzniká gelová vrstvička SiO2 – oxidu křemičitého. Málo odolná skla s nižším obsahem SiO2 tak vlastně v těle korodují výše popsaným způsobem. Přesytí roztok a na jejich povrchu se poté sráží hydroxyapatit – hydroxid fosforečnan vápenatý, složka našich kostí a zubů. Díky této vysrážené vrstvě může nový materiál srůst s kostní tkání.

Další výzkumy prokázaly, že uvedená mezivrstva nemusí zůstat „mrtvá“, ale za určitých podmínek poslouží jako jakési lešení pro kostní buňky. V onom místě se může vytvořit i nová kost.

Vývoj se nezastavuje

„To byl počátek vývoje takzvaných bioaktivních skel, což jsou chemicky málo odolná skla, která se rozpouštějí a pomáhají popsané reakci,“ vysvětlil prof. Helebrant.
Upřesnil, že poté se začaly základní znalosti o reakci bioaktivních skel s tělním prostředím používat také pro jiné materiály, které už nebyly na bázi skel. V dentální (zubní) chirurgii se velmi často užívá titan nebo jeho slitiny, které mají podstatně větší pevnost než jiné skla. Bez úpravy ovšem s kostí nesroste.

Nyní se odborníci na VŠCHT snaží onu vrstvičku, umožňující srůst s kostí připravit novými způsoby již v laboratoři, tedy vlastně usnadnit našemu tělu práci. Pokud by se takový implantát používal, přispíval by mj. ke zrychlení doby vhojení implantátu.
Jednou z moderních sklářských technologií, které se přitom využívají, je metoda sol – gel. Jde v podstatě o transformaci koloidních roztoků silanů (sol) na pevnou fázi (gel). Sol se nanese na vhodný substrát – třeba sklo či titan. Potom, po vysušení a výpalu, na povrchu vznikne vrstva onoho potřebného SiO2 gelu. Je velice tenká – 80 – 500 nanometrů. V původním solu můžeme navíc rozptýlit malé částice fosforečnanů vápenatých, které dále napomáhají vzniku hydroxyapatitové vrstvy. Pokud tam rozptýlíme nanočástice stříbra, můžeme získat i vrstvy antibakteriální.

Může vzniknout i nová kost

Pro jiné implantáty se používá sklo určitým, řízeným způsobem zkrystalizované, tzv. sklokeramika, Ta se, stejně jako některá skla či keramika, osvědčuje třeba jako výplň různých kostních dutin – např. po odstranění cyst. U řady kostí nelze ponechat dutinu, protože by byla příliš křehká.
 „Řada těchto materiálů je tzv. resorbovatelná (tedy plně vstřebatelná). Jsou to některá skla, sklokeramika či keramika na bázi fosforečnanů vápenatých. Časem se v organismu zcela rozpustí a tento proces odstartuje růst nové kosti. Hojné využití mají tyto materiály i v čelistní a dentální chirurgii. Když chybí část kostní tkáně, z krve pacienta či z fyziologického roztoku a z částic skelné nebo sklokeramické drtě či částic fosforečnanů se vytvoří pasta, která se dá na poškozené místo a postupně se vše mění v kost,“ popsal prof. Helebrant.

Sklem proti bolesti

Prof. Helebrant připomenul i meziobratlové ploténky – vlastně tlumiče, které při špatné funkci vyvolávají značnou bolest. I je mohou nahradit biomateriály: Na bázi titanu se používají v oblasti bederní páteře, kde je zapotřebí větší nosnost. Výrobky na bázi sklokeramiky se využívají v oblasti páteře krční. Existují také různé sklokeramické destičky, které se osvědčují při poškození lebečních kostí.
Kdysi se užívaly destičky kovové, které však mohly výrazně reagovat třeba na změny počasí, takže nositel trpěl bolestmi. „Takové moderní destičky jsou svými vlastnostmi – jako je tepelná vodivost, roztažnost – podstatně blíže ke kostní tkáni a dají se tam umístit. Na keramickém základě lze připravit například i drobné ušní kůstky,“ řekl 21. STOLETÍ prof. Helebrant.

Implantáty mají budoucnost
Představte si kostru – doslova od hlavy až ke kolenům můžeme najít místa, kde se dají použít skleněné (a také keramické) materiály jako implantáty. Vědecká pracoviště na celém světě se snaží vytvořit materiál, kde by na základě jeho chemického složení a struktury odborníci mohli do určité míry předpovědět jeho vlastnosti, které potřebují pro určitou aplikaci.

Objevují se stále nové poznatky – i díky odborníkům z Ústavu skla a keramiky VŠCHT Praha.

Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Horníci na asteroidech? Mikrobi!

Horníci na asteroidech? Mikrobi!

Výzkum vesmíru není jen čistě vědeckou prací, ale má i své praktické...
Jak měl člověk najednou o „kolečko víc“

Jak měl člověk najednou o „kolečko...

Kolo je plochá součást kruhového tvaru, která se může otáčet kolem svého...
12. dubna 1961 lidstvo pootevřelo vesmírnou bránu

12. dubna 1961 lidstvo pootevřelo...

12. dubna 1961 vzlétl první člověk do vesmíru. Stal se jím...
S čím se hraje baseball?

S čím se hraje baseball?

Baseball je kolektivní míčová hra, při níž se míč odpaluje za pomoci pálky. Tou se...
Humanoidní robot z Koreje

Humanoidní robot z Koreje

Jihokorejští vědci sestavili humanoidního robota, který by měl být schopen lidem...
Proč se věk nobelistů neustále zvyšuje?

Proč se věk nobelistů neustále...

Co mají všichni nositelé Nobelovy ceny za rok 2016 společného? Jsou...
Roboti a splněné sny

Roboti a splněné sny

Nevíte, kde vzít inspiraci pro své nápady? Můžete zajít...
Motor, který nesplnil všechna očekávání

Motor, který nesplnil všechna...

Wankelův motor je typem spalovacího motoru s rotačním pístem. Využívá...
Vybroušená krása

Vybroušená krása

Diamant je nejtvrdší známý přírodní minerál. Jde o krystalickou formu uhlíku....
Jak se dělá umělá čočka?

Jak se dělá umělá čočka?

Brýlové čočky byly původně vyráběny pouze ze skla. S rozvojem techniky a objevem nových...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Charles Maurice de Talleyrand-Périgord: Kulhavý ďábel znárodnil Francouzům církev

Charles Maurice de...

Udržet se na významných politických postech za...
Transplantace: V čem spočívá jejich etický problém?

Transplantace: V čem spočívá...

Jedním z významných mezníků v historii lékařství jsou...
Trable herce Johna Candyho: Sympatického tlouštíka skolilo rodinné prokletí!

Trable herce Johna Candyho:...

Trvalé místo v paměti filmových fandů si definitivně...
Tajemství Černé Dahlie: 60 mužů se přizná – a žádný nevraždil!

Tajemství Černé Dahlie: 60 mužů se...

Veřejnost ji zná pod přezdívkou Černá Dahlie. Krásná...
Tváří se jako zbožný křesťan: Jeho zájmy ale mají k lásce k bližnímu velmi daleko!

Tváří se jako zbožný křesťan: Jeho...

Britskému autorovi příručky pro internetové pedofily...
Diplomatická zrada: Držel Metternich Napoleona na uzdě?

Diplomatická zrada: Držel...

Pařížská smetánka je na sklonku léta 1806 okouzlena...
V českých zemích se od roku 1876 používá metrická soustava: Z jakého důvodu?

V českých zemích se od roku 1876...

Dálniční ukazatel jasně říká, že z Prahy do Plzně...
Patřila Tutanchamonova zlatá maska ve skutečnosti královně Nefertiti?

Patřila Tutanchamonova zlatá maska...

Egyptský kněz překryje zlatou maskou obinadlem...
Rusové si s Aljaškou prodali zlatý důl

Rusové si s Aljaškou prodali...

„Musíme se zbavit něčeho, co nepotřebujeme,“...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.