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

V roli chirurga robot

V roli chirurga robot

V posledních letech se stále více do medicíny dostávají různé automaty a roboti....
Evoluce vesmírných galaxiíi

Evoluce vesmírných galaxiíi

Nahlédněte do nitra vesmíru a podívejte se na evoluci vzdálených galaxií. Je to...
Hybridní sterilita a vznik nových druhů

Hybridní sterilita a vznik nových...

Rozmanitost života už dle Darwinovy teorie vznikla rozmnožováním různých...
Mravenci jako zásobárna jedu

Mravenci jako zásobárna jedu

Malinkaté domácí mravence zná každý. Asi i díky knížkám o Ferdovi mravencovi....
Letitý pomocník proti zlodějům

Letitý pomocník proti zlodějům

Visací zámky se začaly používat již v dobách starověkého Říma jako ochrana přepravovaného zboží...
Jak se čte banán?

Jak se čte banán?

Kompletní genetickou informaci banánovníku se podařilo přečíst badatelům ze sedmi...
Co lidé ještě zničí?

Co lidé ještě zničí?

Studie, která analyzuje ohrožení a vymírání rostlin a živočichů ve 22...
Připijte si na zdraví!

Připijte si na zdraví!

První zmínky o konzumaci vinné révy pocházejí z území dnešního Švýcarska (u Ženevského...
Co nám mohou dát housenky?

Co nám mohou dát housenky?

Mohou skutečně housenky něčím inspirovat člověka? Jak lze využít jejich...
Den, kdy odstartovala odplata!

Den, kdy odstartovala odplata!

V noci z 28. na 29. prosince 1941 seskočili do okupované vlasti...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Malé flíčky, skvrnky nebo částečky: Co vám to plave v oku?

Malé flíčky, skvrnky nebo...

Možná jste si jich už někdy všimli. Malé flíčky,...
První komiks světa? Oslavuje válečné úspěchy římského císaře!

První komiks světa? Oslavuje válečné...

Horký letní večer roku 113 n. l. na Trajánově...
Prase savanové: Troufne si i na lidi?

Prase savanové: Troufne si i na...

Se svojí mohutnou hlavou, širokým rypákem a lysým...
Hmyzí kyborgové: Záchranáři i špioni budoucnosti!

Hmyzí kyborgové: Záchranáři i...

Zástupci hmyzí říše tvoří zhruba 75 % veškerého...
Zrcadlová magie: Nevinná zábava, nebo navýsost riskantní záležitost?

Zrcadlová magie: Nevinná zábava,...

Kolik vdavekchtivých dívek hledělo do zrcadla...
Skuteční assasíni? Sekta, která zabíjela!

Skuteční assasíni? Sekta, která...

Jací byli opravdoví asasíni? Žádní hrdinové, jak nám...
Nejvyšší věže světa! Saúdská Arábie porazí Dubaj!

Nejvyšší věže světa! Saúdská...

Zapustí ji do hloubky 50 metrů s ukotvením 192...
Bermudský trojúhelník není jediný! Záhadnou mořskou past má i Austrálie   

Bermudský trojúhelník není jediný!...

V říjnu 1978 se letovému středisku v australském...
Fantastická cesta zpět do historie? Vědcům to umožňuje led!

Fantastická cesta zpět do historie?...

Chtěli byste se přenést zpět v čase a dozvědět...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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