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 kostPro 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 bolestiProf. 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 budoucnostPředstavte 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.

Autor: Milan Koukal
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce
reklama

Související články

Když se z UFO vyklube raroh…

Na záběrech z dronu z roku 2016 byl v americkém státě Utah zachycen...

Chcete se stát astronautem?...

Už odmalička vás fascinují hvězdy, planety a všechna ta vesmírná krása...

Muž, který propojil kybernetiku s...

„Věda má přinášet radost.“ Tato slova patří jednomu z...

Praha jako mongolská step… Koně...

Mluvilo se o tom roky, ale teprve teď Zoo Praha vypustila čtyři klisny...

Pomoc při cestách po EU

Evropa má několik společných dopravních projektů. C-ROADS si klade za...

Mikrobiologové zkoumali, čím je...

Guma z pneumatik, částice slunečního krému a dokonce i DNA chlamydie. Tým...

Profesorka Jitka Rychtaříková: Proč je...

Zachrání budoucnost národa migranti? Budou senioři bez důchodů? Proč během druhé...

Studie z Oxfordu: Jaká podpora...

Podle studie Oxfordské univerzity ekonomické projekty snižující hladinu...

Nové doklady o vývoji člověka

Badatelé se domnívají, že objevili pozůstatky hominida, jednoho z přímých...

Symbol Národního muzea se po 132...

Národní muzeum i v době, kdy je pro své návštěvníky uzavřeno, pokračuje v práci....

Nenechte si ujít další zajímavé články

Kdo je Justin Bieber? Rodina z jižní Georgie ukazuje, jak se žije bez moderních technologií

Kdo je Justin Bieber? Rodina z...

Praha, 21. 10. 2021: Život bez internetu, televize, počítačů nebo...
Obří tunel za Rakouska-Uherska: Ze záložny mizí miliony!

Obří tunel za Rakouska-Uherska: Ze...

Otylý úředník Ort sotva vyšplhá do vlaku. V kupé sedí s manželkou vinohradského...
5 mýtů o mužské plodnosti, které musejí být vyvráceny

5 mýtů o mužské plodnosti, které...

Problémy s početím řeší mnoho párů a v některých případech je velmi...
Vědci z Univerzity Palackého vyvinuli rychlou metodu kontroly hovězího masa

Vědci z Univerzity Palackého...

Kupovat v obchodech hovězí mleté maso se dnes nemusí vždy vyplatit. V mnoha...
Chudokrevnost není banalita

Chudokrevnost není banalita

Sinavá bledost, rychlé dýchání a obrovská únava a vyčerpanost. Tak se většinou na...
Nelehký život v protektorátu: Němci počítají českým sedlákům slepice

Nelehký život v protektorátu: Němci...

„Přestože protektorát byl obdobím dosti krvavým a nelehkým, v Čechách a na Moravě...
Costa Concordia: Velký malý Titanic

Costa Concordia: Velký malý Titanic

Costa Concordia, největší italská výletní loď, je na plavbě kolem pobřeží...
Výzkumy Velké čínské zdi: Obranný prvek ležel 10 km daleko

Výzkumy Velké čínské zdi: Obranný...

Při vykopávkách v újezdu Ťing-pien v čínském Jü-linu čínští vědci před...
Úřad mečníka na přemyslovském dvoře se stává pro cizince ctí

Úřad mečníka na přemyslovském dvoře...

Přemyslovský panovník funkci mečníka využívá v 11. století během církevních svátků, při...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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