Pietsosähköinen vaikutus on joidenkin materiaalien ominaisuus muuntaa mekaaninen energia sähkövirraksi. "Piezo" on kreikkalainen sana, joka tarkoittaa "puristaa". Ensimmäisen kerran vaikutuksen löysivät Pierre Curie ja Jacques Curie vuonna 1880. Tohtori I. Yasuda löysi vuonna 1957 pietsosähköisen vaikutuksen luista.
Suora pietsosähkö
Suora pietsosähköinen vaikutus määritellään materiaalin kyvyksi tuottaa jännitettä jännityksen tai puristuksen alaisena.
Käänteinen pietsosähkö
Käänteinen pietsosähköinen vaikutus määritellään taivutukseksi pietsosähköiset materiaalit, kuten keramiikka ja kiteet, johtuen käytetystä potentiaalista tai sähkökentästä.
Luu
Suurin osa luista koostuu luumatriisista, joka on epäorgaanista ja orgaanista. Hydroksiapatiitti, joka on kiteinen, muodostaa luumatriisin epäorgaanisen osan. Toisaalta tyypin I kollageeni on matriisin orgaaninen osa. Hydroksiapatiitin on havaittu olevan vastuussa luiden pietsosähköstä.
Luun pietsosähkön alkuperä
Kun kollageenimolekyylit, jotka koostuvat varauksen kantajista, ovat stressaantuneita, nämä sisäpuolelta tulevat varauksen kantajat siirtyvät näytteen pinnalle. Tämä tuottaa sähköpotentiaalia luun poikki.
Luutiheys ja pietsosähköinen vaikutus
Luuhun kohdistuva rasitus tuottaa pietsosähköisen vaikutuksen. Tämä vaikutus puolestaan houkuttelee luunrakennussoluja (kutsutaan osteoblasteiksi) sähköisten dipolien muodostumisen takia. Tämä kerryttää mineraaleja - pääasiassa kalsiumia - luun stressaantuneelle puolelle. Siksi pietsosähköinen vaikutus lisää luun tiheyttä.
Merkitys
Ulkoinen sähköstimulaatio voi johtaa luun paranemiseen ja korjaamiseen. Lisäksi luun pietsosähköistä vaikutusta voidaan käyttää luun uudistamiseen. Tohtori Julius Wolff havaitsi vuonna 1892, että luu muotoillaan uudelleen vastauksena siihen vaikuttaviin voimiin. Tämä tunnetaan myös nimellä Wolffin laki.