Piezoelektrisk effekt är egenskapen hos vissa material för att omvandla mekanisk energi till elektrisk ström. "Piezo" är ett grekiskt ord som betyder "att pressa". Effekten upptäcktes först av Pierre Curie och Jacques Curie 1880. Dr I. Yasuda upptäckte 1957 existensen av piezoelektrisk effekt i ben.

Direkt piezoelektricitet

Den direkta piezoelektriska effekten definieras som ett materials förmåga att producera spänning under spänning eller kompression.

Inverse piezoelektricitet

Den inverterade piezoelektriska effekten definieras som böjningen orsakad i piezoelektriska material, såsom keramik och kristaller, på grund av applicerad potential eller elektrisk fält.

Bone

Majoriteten av benen består av benmatris som är oorganisk och organisk i naturen. Hydroxiapatit, som är kristallin, bildar den oorganiska delen av benmatrisen. Å andra sidan är typ I-kollagen den organiska delen av matrisen. Hydroxyapatite har upptäckts att vara ansvarig för piezoelektricitet i ben.

Piezoelektricitets ursprung i ben

När kollagenmolekyler, som består av laddningsbärare, stressas, flyttar dessa laddningsbärare från insidan till provets yta. Detta ger elektrisk potential över benet.

Bontäthet och piezoelektrisk effekt

Spänningen som verkar på benet ger den piezoelektriska effekten. Denna effekt lockar i sin tur benbyggande celler (kallad osteoblaster) på grund av bildandet av elektriska dipoler. Detta deponerar därefter mineraler - främst kalcium - på benens stressade sida. Därför ökar den piezoelektriska effekten bentäthet.

Betydelse

En extern elektrisk stimulering kan leda till läkning och reparation i ben. Dessutom kan den piezoelektriska effekten i ben användas för benreformering. Dr Julius Wolff i 1892 observerade att benet är omformat som svar på krafterna som verkar på det. Detta är också känt som Wolffs lag.