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

Zdražuje váš dodavatel energií? Přejděte k Centropolu

Zdražuje váš dodavatel energií?...

Dodavatelé energií jako je ČEZ a E.ON zdražují. Přechodem od drahých dodavatelů...
Řízení projektů

Řízení projektů

Řízení projektů je často považován za nudnou agendu a je vnímán jako nutné zlo....
Nábytek z masivu a jeho přednosti

Nábytek z masivu a jeho přednosti

Interiérový design podléhá trendům jako všechny oblasti módy a designu....
O čem se musíte rozhodovat při výběru správného polštáře

O čem se musíte rozhodovat při výběru...

Jak vybrat správný polštář?  Výběr polštáře je trochu věda, stejně jako u...
Proč ve filmech i ve skutečném životě záleží na designu kasina

Proč ve filmech i ve skutečném...

Hollywoodské stránky před nedávnem o tom, jak Marka Hamilla v posledních...
Když vědci sledují život v buňkách

Když vědci sledují život v buňkách

Vědci ze specializovaného metabolomického pracoviště Biologického centra AV ČR v...
Online rezervace jako trend dnešní doby

Online rezervace jako trend...

K doktorovi, na zkoušky, do kina. Online rezervace se staly téměř nepostradatelnou...
Jak nasytit svět?

Jak nasytit svět?

Moderní člověk Homo sapiens sapiens se před více než 10 000 lety př. n....
Mobilní 5G síť se stává realitou. Kdy začneme využívat 100× rychlejší internet?

Mobilní 5G síť se stává realitou. Kdy...

Ještě nedávno byla 5G síť něco jako zelený mužíček z vesmíru. Někdo...
Blíží se konec klasického sledování televize?

Blíží se konec klasického...

Ještě stále v dnešní době spěcháte domů, aby Vám neunikl Váš oblíbený film...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Sezení škodí víc než cigarety a alkohol!

Sezení škodí víc než cigarety a...

Která z běžných denních činností je největším zabijákem? Tak na to si...
Šokující historie: Léčil pirát svoje mužstvo kyselinou sírovou?

Šokující historie: Léčil pirát...

„Vypij moji medicínu,“  pobídne kapitán jednoho muže z posádky. Námořník do sebe...
Tornádo, vichřice, hurikán… Který vítr je nejničivější?

Tornádo, vichřice, hurikán…...

Lidé se odnepaměti musí potýkat s katastrofami, které způsobuje silný vítr. V...
Po transplantaci se žena změní: Stává se z ní muž?

Po transplantaci se žena změní:...

Na chirurgickém sále leží vážně nemocná žena. Nad ní se sklání hlavní chirurg: „Musím...
Vražda sekáčkem na led: Někteří lidé jsou pro internetovou slávu ochotni udělat cokoliv!

Vražda sekáčkem na led: Někteří...

Někteří lidé jsou pro internetovou slávu ochotni udělat cokoliv....
Takhle vypadá netopýr, který má rád krev!

Takhle vypadá netopýr, který má...

Jak je všeobecně známo, upíři krev doslova milují. Avšak nejde o nějaké...
VIDEO: Nejlepší hokejové faily

VIDEO: Nejlepší hokejové faily

V právě probíhajícím mistrovství světa v ledním hokeji...
Nacističtí vědci ve službách USA?

Nacističtí vědci ve službách USA?

Druhá světová válka patří k nejhrůznějším událostem všech dob. Na druhou...
Dovolené se blíží: Bojíte se žraloků?

Dovolené se blíží: Bojíte se...

Na naší planetě žijí již 420 milionů let. Historie celé lidské rasy je proti...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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