Nápady a objevy

1. října 2015

Chemici z VUT chtějí vyrobit unikátní kosti. Z hořčíku

Jaromír Wasserbauer, vedoucí Laboratoře kovů a koroze | Autor: Kateřina Konečná

Vysoká reaktivnost. Jedna ze základních vlastností hořčíku, která brání jeho širšímu použití. Vědci z Fakulty chemické VUT v Brně se ji rozhodli využít ve svůj prospěch. Chtějí z hořčíku vyrobit unikátní náhradu kostí. „Když k němu přidáme vápník, zinek a jiné biokompatibilní materiály, případně zpevňující keramiku, mohl by takový materiál bez problému nahradit kost. Využijeme tu vysokou reaktivnost, díky které kovy časem zmizí, tělo je vstřebá. Naše vize tedy je, že by kompozitem postupně prorůstala nová kost, a to tak rychle, jak rychle by degradoval hořčík, přičemž tuto dobu dokážeme samozřejmě řídit,“ vysvětlil princip novinky Jaromír Wasserbauer, který vede Laboratoř kovů a koroze Centra materiálového výzkumu při Fakultě chemické. Výhodou takového postupu je podle něj to, že by pacient nemusel chodit na reoperace, vytahování šroubů a podobně. Navíc by mohl končetinu plně zatěžovat krátce po úrazu. Podotkl, že v Německu a Americe už lékaři používají při operacích hořčíkové vruty.

Nová metoda je výhodná i finančně. „Kilo hořčíkového prášku stojí pět tisíc korun, což jsou pro medicínské využití zanedbatelné peníze. Navíc si myslím, že materiál bude postupně zlevňovat, protože přibývá společností, které ho chtějí těžit,“ vysvětlil s tím, že hořčík je šestý nejrozšířenější prvek na světě.

Jaromír Wasserbauer | Autor: Kateřina Konečná

Wasserbauer odhaduje, že práce na novince potrvají ještě dva roky. „Nyní například řešíme, jak hořčík správně smíchat s keramickou pěnou, jaké jsou potřeba tlaky, aby se prášek zhutnil, ale pěna nezhroutila. Pomalu začneme testovat i korozní rychlost,“ informoval. Vědci už materiál zkoušeli v Hankově roztoku, který simuluje tělní prostředí, zároveň rozšiřují dosavadní spolupráci s Veterinární a farmaceutickou univerzitou, kde by materiál vyzkoušeli na zvířatech. Než se novinka uvede na trh, dalších pět až deset let ještě potrvají testy: prověrky pro medicínu jsou přísné a zdlouhavé.

Zatímco ve zdravotnictví bude takové využití hořčíku novinkou, v automobilovém průmyslu už se materiál používá. Především díky jeho nízké hustotě, která vede ke snížení hmotnosti automobilu, potažmo k nižší spotřebě a emisím. „Hořčíkové slitiny mají dobré únavové vlastnosti, hodně vydrží, tlumí rázy, tedy nevibrují, a jsou pevné,“ řekl Wasserbauer. Kvůli vysoké reaktivnosti ale není snadné je použít. Při styku s vodou či solí povrch okamžitě koroduje a materiál postupně ztrácí svoje vlastnosti. Proto se využívá zatím jen ve vnitřních konstrukcích. „Pokud vím, tak například Renault z něho má prolis mezi zadním kufrem a sedačkami, jedna americká automobilka ho zase využívá pro konstrukci v kufru,“ podotkl. Jednou z cest, jak využití rozšířit, jsou speciální povlaky, které zabrání korozi materiálu. Nejlépe fungují na bázi nikl-fosforu a jejich vývoji se věnují i brněnští vědci.

Kateřina Konečná

TémataFakulta chemická Centrum materiálového výzkumu zaměstnanci věda a výzkum

Související články:
Betony bez cementu? Stavět lze i tak
I sprchový kout může měnit barvu, a ještě šetřit energii
Ivana Márová: Čas jde vždy pouze jedním směrem
Je libo rajskou jahodu? Dnes vaří chemici
"Technologický oscar" pro biotechnologii Hydal, která vznikla na VUT v Brně