Efectul piezoelectric este proprietatea unor materiale de a converti energia mecanică în curent electric. „Piezo” este un cuvânt grecesc care înseamnă „a stoarce”. Efectul a fost descoperit pentru prima dată de Pierre Curie și Jacques Curie în 1880. Dr. I. Yasuda în 1957 a descoperit existența efectului piezoelectric în oase.
Piezoelectricitate directă
Efectul piezoelectric direct este definit ca abilitatea unui material de a produce tensiune sub tensiune sau compresie.
Piezoelectricitate inversă
Efectul piezoelectric invers este definit ca îndoirea provocată în materiale piezoelectrice, cum ar fi ceramica și cristalele, datorită potențialului aplicat sau câmpului electric.
Os
Majoritatea oaselor constau din matricea osoasă care este de natură anorganică și organică. Hidroxiapatita, care este cristalină, formează partea anorganică a matricei osoase. Pe de altă parte, colagenul de tip I este partea organică a matricei. S-a descoperit că hidroxiapatita este responsabilă de piezoelectricitatea oaselor.
Originea piezoelectricității în oase
Când moleculele de colagen, formate din purtători de încărcare, sunt stresați, acești purtători de încărcare din interior se deplasează pe suprafața specimenului. Acest lucru produce potențial electric peste os.
Densitatea osoasă și efectul piezoelectric
Stresul care acționează asupra osului produce efectul piezoelectric. La rândul său, acest efect atrage celulele care construiesc os (numite osteoblaste) datorită formării dipolilor electrici. Aceasta depune ulterior minerale - în principal calciu - pe partea stresată a osului. Prin urmare, efectul piezoelectric crește densitatea osoasă.
Semnificaţie
O stimulare electrică externă poate duce la vindecarea și repararea oaselor. În plus, efectul piezoelectric în os poate fi utilizat pentru remodelarea oaselor. Dr. Julius Wolff în 1892 a observat că osul este remodelat ca răspuns la forțele care acționează asupra acestuia. Aceasta este cunoscută și sub numele de legea lui Wolff.