جریان الکتریسیته طبیعی استخوان ها به یاری ترمیم آن ها می آید - بازیکده

به گزارش خبرنگار فناوری خبرنگاران، برخی از مواد جامد، از جمله استخوان، مینا و کوارتز هنگام تغییر شکل میدان الکتریکی فراوری می نمایند. این خاصیت که اثر پیزو الکتریک یا اثر فشاربرقی نامیده می گردد، هنگامی اتفاق می افتد که یک نیروی مکانیکی اتم ها را به هم نزدیک یا از هم جدا کند و به نوعی تعادل الکتریکی را بر هم بزند و باعث گردد بار های مثبت و منفی در دو سوی ماده ظاهر گردد.

دانشمندان در سال 1957 کشف کردند که استخوان یک ماده پیزو الکتریک است. بعد از تحقیقات بیشتر نیز دریافتند که وقتی فیبر های کلاژن استخوان روی یکدیگر می لغزند پیزو الکتریک رخ می دهد. این امر منجر به تجمع بار ها و فراوری جریان برق کوچکی می گردد که کانال های یون کلسیم را در سلول های استخوانی به نام استئوسیت ها باز می نماید و در نتیجه باعث ایجاد آبشاری از جهت های پیغام رسانی می گردد که در نهایت تشکیل استخوان را منجر می گردد.

محققان می گویند: اثر فشاربرقی یکی از چندین پاسخ های مکانیکی ماتریکس استخوانی است که به سلول های استخوانی امکان می دهد نسبت به تغییرات محیطی خود واکنش نشان دهند. از این رو، محققان به دنبال بهره گیری از این خاصیت برای بهبود بازسازی و ترمیم استخوان هستند. به عنوان مثال، آن ها به دنبال کشف موادی برای فراوری ژنراتور های برقی و اتوماتیک کوچک هستند تا بتوانند در داخل یا خارج از استخوان بکارند و فرآیند های بهبود طبیعی آن را تحریک نمایند.

برخی از دانشمندان زمانی که در حال استفاده از یک نانوژنراتور با نام تریبو الکتریک بودند، توانستند به طور قابل توجهی رشد و تمایز سلول های تشکیل دهنده استخوان جنین موش را تسریع نمایند. تمایز سلولی یا دگرگونی یاخته ای فرآیندی است که طی آن یاخته ها از نظر ویژگی های عملکردی به سطح بالاتری گذار می نمایند.

معمولا جریان الکتریسته هنگامی ایجاد می گردد که دو ماده از هم جدا شده و دوباره با هم تماس پیدا می نمایند. این نانوژنراتور ها با موادی از قبیل: پلی متیل اسیلوکسان، اکسید ایندیومین، آلومینیوم و پلی تترا فلورو اتیلن آزمایش شدند. این مواد پتانسیل لازم را برای درمان پوکی استخوان و شکستگی های مربوط به پوکی استخوان را دارند.

لازم به ذکر است که نانوژنراتور های پیزوالکتریک با اتصال یک الکترود به ماده پیزوالکتریک روی یک بستر انعطاف پذیر ساخته می شوند و در هنگام اعمال نیرو جریان الکتریسیته ایجاد می نمایند. این نانوژنراتور ها باعث افزایش رشد سلول های تشکیل دهنده استخوان انسان می شوند.

دانشمندان امیدوارند که تحقیقات بیشتر به کاربرد های مبتنی بر پیزوالکتریک برای مهندسی بافت و بازسازی استخوان منجر گردد.