पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव और अस्थि घनत्व

पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत प्रवाह में बदलने के लिए कुछ सामग्रियों की संपत्ति है। "पीजो" एक ग्रीक शब्द है जिसका अर्थ है "निचोड़ना।" इस प्रभाव की खोज सबसे पहले 1880 में पियरे क्यूरी और जैक्स क्यूरी ने की थी। डॉ. आई. 1957 में यासुदा ने हड्डियों में पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव के अस्तित्व की खोज की।

प्रत्यक्ष पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव को तनाव या संपीड़न के तहत वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए सामग्री की क्षमता के रूप में परिभाषित किया गया है।

व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव को झुकने के कारण परिभाषित किया गया है पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री, जैसे कि सिरेमिक और क्रिस्टल, लागू क्षमता या विद्युत क्षेत्र के कारण।

अधिकांश हड्डियों में अस्थि मैट्रिक्स होता है जो प्रकृति में अकार्बनिक और कार्बनिक होता है। हाइड्रोक्सीपाटाइट, जो क्रिस्टलीय होता है, अस्थि मैट्रिक्स का अकार्बनिक भाग बनाता है। दूसरी ओर, टाइप I कोलेजन मैट्रिक्स का कार्बनिक हिस्सा है। हड्डियों में पीजोइलेक्ट्रिसिटी के लिए हाइड्रॉक्सीपैटाइट को जिम्मेदार पाया गया है।

जब आवेश वाहकों से युक्त कोलेजन अणुओं पर बल दिया जाता है, तो ये आवेश वाहक अंदर से नमूने की सतह पर चले जाते हैं। यह हड्डी भर में विद्युत क्षमता पैदा करता है।

हड्डी पर कार्य करने वाला तनाव पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव पैदा करता है। यह प्रभाव, बदले में, विद्युत द्विध्रुवों के निर्माण के कारण अस्थि-निर्माण कोशिकाओं (ऑस्टियोब्लास्ट्स कहा जाता है) को आकर्षित करता है। यह बाद में खनिज जमा करता है - मुख्य रूप से कैल्शियम - हड्डी के तनावग्रस्त पक्ष पर। इसलिए, पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव हड्डियों के घनत्व को बढ़ाता है।

एक बाहरी विद्युत उत्तेजना से हड्डी में उपचार और मरम्मत हो सकती है। इसके अलावा, हड्डी में पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग हड्डी के रीमॉडेलिंग के लिए किया जा सकता है। 1892 में डॉ. जूलियस वोल्फ ने देखा कि हड्डी पर कार्य करने वाली ताकतों की प्रतिक्रिया में हड्डी का आकार बदल जाता है। इसे वोल्फ का नियम भी कहते हैं।