השפעה פיזואלקטרית וצפיפות עצם

אפקט פיזואלקטרי הוא רכושם של חומרים מסוימים להמרת אנרגיה מכנית לזרם חשמלי. "פיזו" היא מילה ביוונית שמשמעותה "לסחוט". ההשפעה התגלתה לראשונה על ידי פייר קירי וז'אק קירי בשנת 1880. דוקטור I. יסודה בשנת 1957 גילה את קיומו של אפקט פיזואלקטרי בעצמות.

האפקט הפיזואלקטרי הישיר מוגדר כיכולת של חומר לייצר מתח במתח או דחיסה.

האפקט הפיזואלקטרי ההפוך מוגדר ככיפוף הנגרם ב- חומרים פיזואלקטריים, כגון קרמיקה וגבישים, בגלל פוטנציאל מיושם או שדה חשמלי.

רוב העצמות מורכבות ממטריצת עצם בעלת אופי אורגני ואורגני. הידרוקסיפטיט, שהוא גבישי, מהווה את החלק האורגני של מטריצת העצם. מצד שני, קולגן מסוג I הוא החלק האורגני של המטריצה. הידרוקסיפטיט התגלה כאחראי לפיזואלקטריות בעצמות.

כאשר נלחצים מולקולות קולגן, המורכבות מנשאות מטען, נושאות מטען אלו מבפנים עוברות אל פני הדגימה. זה מייצר פוטנציאל חשמלי על פני העצם.

הלחץ הפועל על העצם מייצר את האפקט הפיזואלקטרי. השפעה זו מצידה מושכת תאים לבניית עצם (הנקראים אוסטאובלסטים) בגלל היווצרות דיפולות חשמליות. לאחר מכן זה מפקיד מינרלים - בעיקר סידן - בצד הלחץ של העצם. לפיכך, האפקט הפיזואלקטרי מגביר את צפיפות העצם.

גירוי חשמלי חיצוני עלול להוביל לריפוי ותיקון בעצם. בנוסף, ניתן להשתמש באפקט הפיזואלקטרי בעצם לשיפוץ עצם. ד"ר יוליוס וולף בשנת 1892 ציין כי עצם מעוצבת מחדש בתגובה לכוחות הפועלים עליה. זה ידוע גם כחוק של וולף.