Piezoelektrični efekt je svojstvo nekih materijala da pretvaraju mehaničku energiju u električnu struju. "Piezo" je grčka riječ koja znači "stisnuti". Učinak su prvi put otkrili Pierre Curie i Jacques Curie 1880. godine. Dr. I. Yasuda je 1957. otkrio postojanje piezoelektričnog efekta u kostima.
Izravna piezoelektričnost
Izravni piezoelektrični efekt definiran je kao sposobnost materijala da stvara napon pod naponom ili kompresijom.
Inverzna piezoelektričnost
Inverzni piezoelektrični efekt definiran je kao savijanje uzrokovano u piezoelektrični materijali, poput keramike i kristala, zbog primijenjenog potencijala ili električnog polja.
Kost
Većina kostiju sastoji se od koštane matrice koja je anorganske i organske prirode. Hidroksiapatit, koji je kristalni, tvori anorganski dio koštane matrice. S druge strane, kolagen tipa I je organski dio matrice. Otkriveno je da je hidroksiapatit odgovoran za piezoelektričnost u kostima.
Porijeklo piezoelektričnosti u kostima
Kada su molekuli kolagena, koji se sastoje od nosača naboja, pod stresom, ti se nosači naboja iznutra pomiču na površinu uzorka. To stvara električni potencijal preko kosti.
Gustoća kostiju i piezoelektrični efekt
Stres koji djeluje na kost stvara piezoelektrični efekt. Ovaj učinak, pak, privlači stanice za izgradnju kostiju (nazvane osteoblasti) zbog stvaranja električnih dipola. To naknadno taloži minerale - prvenstveno kalcij - na stresnoj strani kosti. Stoga piezoelektrični efekt povećava gustoću kostiju.
Značaj
Vanjska električna stimulacija može dovesti do zacjeljivanja i popravka kostiju. Uz to, piezoelektrični učinak u kosti može se koristiti za pregradnju kostiju. Dr. Julius Wolff 1892. primijetio je da se kost preoblikuje kao odgovor na sile koje djeluju na nju. To je također poznato i kao Wolffov zakon.
