Пиезоелектричният ефект е свойството на някои материали да преобразуват механичната енергия в електрически ток. „Пиезо“ е гръцка дума, която означава „да стискам“. Ефектът е открит за първи път от Пиер Кюри и Жак Кюри през 1880 година. Д-р И. През 1957 г. Ясуда открива съществуването на пиезоелектричен ефект в костите.
Директна пиезоелектричност
Директният пиезоелектричен ефект се определя като способността на материала да произвежда напрежение при напрежение или компресия.
Обратна пиезоелектричност
Обратният пиезоелектричен ефект се определя като огъване, причинено в пиезоелектрични материали, като керамика и кристали, поради приложен потенциал или електрическо поле.
Костен
По-голямата част от костите се състоят от костен матрикс, който е неорганичен и органичен по природа. Хидроксиапатитът, който е кристален, образува неорганичната част на костната матрица. От друга страна, тип I колагенът е органичната част на матрицата. Установено е, че хидроксиапатитът е отговорен за пиезоелектричността в костите.
Произход на пиезоелектричеството в костите
Когато молекулите на колаген, състоящи се от носители на заряд, са подложени на напрежение, тези носители на заряд отвътре се придвижват към повърхността на образеца. Това произвежда електрически потенциал в костта.
Плътност на костите и пиезоелектричен ефект
Напрежението, действащо върху костта, произвежда пиезоелектричния ефект. Този ефект от своя страна привлича клетки за изграждане на костите (наречени остеобласти) поради образуването на електрически диполи. Това впоследствие отлага минерали - предимно калций - върху стресираната страна на костта. Следователно, пиезоелектричният ефект увеличава костната плътност.
Значимост
Външна електрическа стимулация може да доведе до заздравяване и възстановяване на костите. В допълнение, пиезоелектричният ефект в костите може да се използва за ремоделиране на костите. Д-р Джулиус Волф през 1892 г. наблюдава, че костта се прекроява в отговор на силите, действащи върху нея. Това е известно и като закона на Волф.
