圧電効果と骨密度

圧電効果は、機械的エネルギーを電流に変換するいくつかの材料の特性です。 「ピエゾ」はギリシャ語で「絞る」という意味です。 この効果は、1880年にピエールキュリーとジャックキュリーによって最初に発見されました。 私博士。 安田は1957年に骨に圧電効果が存在することを発見しました。

直接圧電効果は、張力または圧縮下で電圧を生成する材料の能力として定義されます。

逆圧電効果は、 圧電材料、印加電位または電界によるセラミックや結晶など。

骨の大部分は、本質的に無機および有機の骨基質で構成されています。 結晶性のヒドロキシアパタイトは、骨基質の無機部分を形成します。 一方、I型コラーゲンはマトリックスの有機部分です。 ハイドロキシアパタイトは、骨の圧電性の原因であることが発見されました。

電荷担体からなるコラーゲン分子に応力がかかると、これらの電荷担体は内部から試料の表面に移動します。 これにより、骨全体に電位が発生します。

骨に作用する応力が圧電効果を生み出します。 この効果は、電気双極子の形成により、骨形成細胞（骨芽細胞と呼ばれる）を引き付けます。 これはその後、骨のストレスを受けた側にミネラル（主にカルシウム）を沈着させます。 したがって、圧電効果は骨密度を増加させます。

外部の電気刺激は、骨の治癒と修復につながる可能性があります。 さらに、骨の圧電効果は、骨のリモデリングに使用することができます。 1892年にジュリアス・ウルフ博士は、骨に作用する力に応じて骨が再形成されることを観察しました。 これは、ウォルフの法則としても知られています。